ПОСТОРОННЯЯ МИКРОФЛОРА ДРОЖЖЕЙ

Нежелательными спутниками дрожжей при их культивировании и сбраживании углеводов могут быть посторонние микроорганизмы — бактерии и дикие дрожжи, вносимые с сырьем, водой и воздухом. Поэтому при сбраживании сусла дрожжами необходимо предохранять их от посторонних микроорганизмов. Попадая в дрожжевые и бродильные аппараты, они могут накапливаться в значительных количествах и даже вытеснять производственную культуру дрожжей. Контаминирующие микроорганизмы потребляют питательные вещества, образуя органические кислоты и другие продукты, инактивирующе действуют на ферменты, снижая бродильную энергию дрожжей, в результате чего процесс брожения ингибируется и созревание полуфабрикатов замедляется.

Хлебопекарные дрожжи, выделенные из инфицированной мелассно-спиртовой бражки, имеют низкую ферментативную активность и стойкость.

К посторонним микроорганизмам относятся молочнокислые бактерии: цилиндрические или палочковидные, грамположительные, неподвижные, неспорообразующие, гетерофермента-тивные. Молочнокислые, как и другие бесспоровые, бактерии погибают при 70—75 °С. Оптимальная температура для роста большинства молочнокислых бактерий 20—30 °С. Термофильные их виды лучше развиваются при 49—51 °С.

Наиболее часто встречаются следующие виды молочнокислых бактерий: Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis, Lactobacillus fermenti, Leuconostoc mesenterioides, Leuconostoc agglutinans. Первые три представляют собой палочки различной длины, последние два — очень короткие палочки, чаще дипло- и стрептококки. Бактерии Leuconostoc mesenterioides имеют слизистую капсулу, поэтому очень устойчивы к высокой температуре и кислотам. В жидких средах погибают при 110—120 °С в течение 20 мин; в 0,5%-м растворе серной кислоты жизнеспособны в течение 1 ч. Бактерии Leuconostoc agglutinans обладают способностью прилипать к дрожжам и склеивать (агглютинировать) остальные их клетки.

Уксуснокислые бактерии Acetobacter aceti, Acetobacter pasteuranum, Acetobacter oxydans имеют форму палочек длиной 1—3 мкм, часто соединены в цепочки, грамотрицательные, бесспоровые аэробные организмы, развивающиеся в тех же условиях, что и дрожжи. Оптимальная температура роста бактерий 20— 35 °С. Бактерии окисляют этанол в уксусную кислоту, пропанол в пропионовую кислоту, бутанол в масляную кислоту. Этанол — главный источник жизнедеятельности уксуснокислых бактерий. Некоторые виды бактерий способны окислять глюкозу, ксилозу и арабинозу соответственно в глюконовую, ксилоновую и арабановую кислоты.

Acetobacter aceti выдерживает 10—11%-ю концентрацию этанола.

Маслянокислые бактерии Clostridium butyricum, Clostridium pasterianum, Clostridium saccharobutyricum — строгие анаэробы, имеющие подвижные крупные спорообразующие палочки длиной 10 мкм. Споры их цилиндрической или эллипсоидальной формы. Оптимальная температура роста бактерий 30—40 °С; при рН ниже 4,9 они не развиваются. Наряду с масляной кислотой они образуют, но в меньших количествах, уксусную, молочную, капроновую, каприловую и другие кислоты, а также спирты: этанол и бутанол.

Маслянокислые бактерии, метаболизирующие масляную кислоту, опасны для спиртового производства. Даже в очень малых концентрациях (0,0005 %) они подавляют развитие дрожжей.

Гнилостные бактерии вызывают распад белковых веществ и проявляют свою деятельность как в аэробных, так и в анаэробных условиях, при этом аэробы минерализуют белок до диоксида углерода, аммиака, сероводорода, воды и минеральных солей, а при метаболизме анаэробов накапливаются органические дурно-пахнущие и ядовитые вещества.

К аэробам относятся Bacillus subtilis и Bacillus mesentericus. Они подвижны, их споры отличаются высокой термоустойчивостью (оптимум для развития бактерий 36—50 °С). К факультативным анаэробам относятся Escherichia coli и Proteus vulgaris, к облигатным анаэробам — Clostridium putrificum и Clostridium sporogenes. Особенно большой вред гнилостные бактерии наносят хлебопекарным дрожжам и хлебобулочным изделиям из пшеничной муки первого и высшего сортов, сокращая срок их хранения или вызывая порчу.

Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus, Bacillus megatherium являются также нитритообразующими бактериями, редуцирующими нитраты в нитриты, содержание которых в концентрации 0,0005 % задерживает размножение дрожжей.

Дикие дрожжи представляют значительную опасность для спиртового производства, потребляя большое количество сахара с малым выходом этанола. Дикие дрожжи отрицательно влияют на хлебопекарные свойства культурных дрожжей. Многие из них превращают сахар в органические кислоты и окисляют этанол.

МИКРОФЛОРА ВОДЫ И ВОЗДУХА

Микрофлора воды и воздуха представлена различными бакте­риями. Особенно заражена ими вода из открытых водоемов и прудов. В ней находятся бактерии следующих видов: Escherichia coli, Escherichia freundi {Bacillus citrovorus), Klebsielle aerogenes, Actobacter cloacae, Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus, Pseudomonas nonliguefaciens.

В 1 см³ прудовой воды содержится несколько сотен кислото­образующих бактерий.

Вода, используемая для приготовления теста, должна отвечать требованиям, предъявляемым к питьевой воде. К водопроводной воде, предварительно обработанной, кроме того, предъявляются дополнительные требования.

Содержание активного хлора, мг/дм³:

в водопроводной воде населенного пункта, не менее            0,3

в ближайшей к насосной станции точке, не более                  0,5

Содержание железа, мг/дм³, не более                                                    0,3

Активная кислотность (рН)                                                           6,5-9,5

Хлорофенольный запах                                                              Не допускается

Санитарная пригодность воды для пищевых целей устанавливается по наличию в ней общего числа микроорганизмов и отдельно кишечной палочки Escherichia coli. Титр коли показывает, на какое количество (см³) воды приходится одна кишечная палочка (титр коли должен быть не менее 300), а индекс коли — какое количество палочек находится в 1 дм³ воды (индекс коли не более 3).

Наиболее распространенный, надежный и дешевый способ обеззараживания воды — ее хлорирование. Для этого используют гипохлорит натрия, хлорную известь, двух- и трехосновную соль гипохлорита кальция, хлорамин и др.

Для обеззараживания воды, применяемой для технологических целей, требуется 20—30 мг активного хлора на 1 дм³ воды (экспозиция 0,5 ч). Можно использовать также новый хлорсодержащий препарат дихлорантин (C₅H₆N2C1₂02). Препарат малотоксичен, содержит до 70 % активного хлора, легкорастворим в этаноле, хлорированных углеводородах, плохо — в воде. При концентрации активного хлора в воде 20 мг/дм³ остаются жизнеспособными только спорообразующие бактерии.

Воздух, используемый при транспортировании муки, аэрировании сусла в дрожжегенераторах, аэрировании питательной смеси при культивировании жидких дрожжей и т. д., также сле­дует очищать, так как вместе с ним вносится значительное количество микроорганизмов, вредных для спиртового брожения и ухудшающих качество хлебопекарных и жидких дрожжей.

В воздухе часто встречаются бактерии родов Bacillus mesentericus, Bacillus megatherium, Bacillus mycoides, Bacillus subtilis, Pseudomonas, сарцины {Sarcina luted), споры плесневых грибов родов Penicillium и Aspergillus, дрожжеподобные грибы рода Candida и редко — молочнокислые бактерии.

МИКРОФЛОРА МЕЛАССЫ

В хлебопекарной промышленности для активации дрожжей и выработки ржаных сортов хлеба начали применять мелассу свеклосахарного производства.

На длительное хранение закладывают мелассу, содержащую не менее 75 % СВ, имеющую щелочную или близкую к нейтральной реакцию (рН не ниже 6,8) и выдерживающую пробу на «самозакисание».

В мелассе находятся различные микроорганизмы, главным образом бактерии и дрожжи; плесневые грибы встречаются сравнительно редко. Споровые бактерии Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus, Bacillus mycoides и Bacillus megatherium вредны из-за способности восстанавливать нитраты в нитриты, чрезвычайно ядовитые для дрожжей. Кислото- и газообразующие неспороносные бактерии представлены преимущественно гетерофермента-тивными молочнокислыми (чаще всего слизеобразующий Leuconostoc mesenterioides). Из дрожжей содержатся Candida tropicalis, Candida mycoderma, Candida gillermondii, Torula nigra и др. Все они потребляют сахар, азотистые и минеральные вещества.

По микробиологическим показателям в хлебопекарной про­мышленности применяется меласса, содержащая до 50 тыс. мик­роорганизмов в 1 г. Партии мелассы с обсемененностью до 2 тыс. микроорганизмов в 1 г не подвергают дополнительной обработке, так как высокое значение кислотности в процессе приготов­ления, например, жидкой закваски для ржаного хлеба ингибирует жизнедеятельность нежелательной микрофлоры, а молочнокислые бактерии этого полуфабриката оказывают антагонистическое действие на нежелательную микрофлору мелассы.

В мелассе, содержащей 76 % СВ, микроорганизмы не развиваются и количество их во время хранения, как правило, уменьшается. Наиболее устойчивы споровые бактерии. При хранении мелассы с содержанием сухих веществ 68 % споровые бактерии размножаются умеренно, кислотообразующая и кокковая микрофлора убывает, а дрожжи через 3 мес не обнаруживаются.

Контрольные вопросы и задания

1. Что понимают под термином «биотехнология» и что лежит в ее основе?

2. Какие новые направления развиваются на основе биотехнологии и какие продукты получают с ее помощью?

3. Какова сфера применения методов биотехнологии?

4. Какова негативная роль микромицетов сырья в производстве пищевых продуктов?

5. Перечислите этапы технологического процесса производства хлеба и хлебобулочных изделий из пшеничной муки. В каких из них основную роль играют дрожжи?

6. Дайте краткую характеристику наиболее распространенных способов приготовления теста (аппаратурные схемы, параметры процессов). Каковы их достоинства и недостатки?

7. Какова функциональная роль некоторых микроорганизмов в технологии хлебобулочных изделий?

8. Какие бактерии применяют как в хлебопекарном производстве, так и в производстве кисломолочных продуктов?

9. С какой целью используют патоку при производстве хлеба? Какие микромицеты применяют при получении глюкозы и глюкозофруктозных продуктов?

10. В чем различие при сбраживании субстратов в производстве хлеба и пива? Какова роль неферментированного солода в этих производствах?

11. Какие ферментные препараты используются при получении пищевых добавок в производстве как хлеба, так и пива? Что общего в этих технологиях?

12. Нарисуйте технологическую схему производства этанола из мелассы. Возможно ли применение хлебопекарных дрожжей для этих целей или необходимы другие культуры? Какие условия следует соблюдать, чтобы наряду со спиртом получить хлебопекарные дрожжи?

13. Какие микроорганизмы используются для приготовления пищи?