Главная страница Публикации

С.П. Полякова, А.Е. Баженова, М. А. Пестерев Использование целлюлозоутилизирующих микроорганизмов при выработке полуфабрикатов для кондитерских и хлебобулочных изделий позволяет сократить длительность проращивания зерна и получить зерновую массу с пониженной микробиологической обсемененностью. Пророщенное зерно, в первую очередь пшеницы, находит применение при производстве ряда продуктов питания, в частности так называемого зернового хлеба, разработана также технология выработки сахарного печенья с использованием пророщенного зерна. При проращивании зерна в нем увеличивается содержание витаминов: В1 – в 1,5 раза, В12 – в 13,5 раза, В9 – в 4 раза, появляется витамин С, возрастает содержание антиоксидантов, стимулято- ров роста [1–4]. Традиционно пшеницу проращивают при температуре 20–40 °С [2, 4–7], при этом наблюдается активный рост посторонней микрофлоры, значительно снижающей безопасность пророщенного зерна. Для уменьшения количества микроорганизмов используют различные способы – введение в воду при замачивании антимикробных веществ или обработку ими пророщенного зерна, снижение температуры проращивания или сокращение времени проращивания благодаря применению комплекса ферментных препаратов, разрушающих оболочку зерна, основным компонентом которой является целлюлоза. Целлюлозные волокна представляют собой пучки фибрилл, состоящие из цепочек β-D-глюкозы со степенью полимеризации около 14 000. Ферментативное расщепление целлюлозы осуществляется под воздействием комплекса ферментов – целлюлаз, включающих эндо-β-1,4- глюканазу, разрушающую β-1,4-связи внутри макромолекулы с образованием крупных фрагментов; экзо-β-1,4-глюканазу, отщепляющую от макромолекулы дисахарид целлобиозу и β-глюкозидазу, гидролизующую целлобиозу с образованием глюкозы. Процесс разложения целлюлозы осложняется тем, что ферменты должны особым образом адсорбироваться на поверхности волокон целлюлозы, что возможно только при соблюдении целого ряда условий [8–10]. Кроме целлюлозы, оболочки зерна содержат и другие трудногидролизуемые полисахариды: лигнин, пентозаны, пектиновые вещества. Все это осложняет использование очищенных промышленных ферментных препаратов, требуя разработки технологий их применения. В то же время в природе целлюлозосодержащие ткани растений довольно легко гидролизуются микроорганизмами. Во ВНИИКП разработана инновационная технология получения полуфабриката для мучных кондитерских и хлебобулочных изделий, представляющего собой диспергированное пророщенное с использованием штаммов целлюлозоутилизирующих микроорганизмов зерно пшеницы. Пророщенное по традиционной технологии зерно пшеницы имеет высокую обсемененность: количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) – 1,3×1010 КОЕ/г, дрожжи – 3,0×103 КОЕ/г, плесени – 25 КОЕ/г. Для снижения микробиологической обсемененности пророщенного зерна и сокращения времени его проращивания в разработанной технологии в качестве жидкого компонента используется культуральная жидкость (КЖ) микроорганизмов – продуцентов целлюлолити- ческих ферментов. Чистые культуры целлюлозоути- лизирующих микроорганизмов вы- деляли из природных биотопов – ор- ганических остатков, богатых целлюлозой, из желудочно-кишечного тракта жвачных животных (рис. 1). Скрининг выделенных чистых культур целлюлозоутилизирующих микроорганизмов проводили по влиянию микроорганизмов на процесс проращивания зерна – скорость проращивания и наличие антибиотической активности. В полученной культуральной жидкости замачивали зерна пшеницы (гидромодуль – жидкий компонент и зерно в соотношении 1:1,5) при температуре 50 °С в течение 8 ч, затем проращивали при 22 °С в течение 72 ч. Фиксировали долю пророщенных зерен по отношению к их общему числу (в %) (рис. 2). Анализ полученных результатов показал, что использование в качестве жидкого компонента КЖ целлюлозоутилизирующих микроорганизмов, ускоряет процесс прорастания зерен пшеницы в 1,2–2,3 раза. Антибиотическую активность выделенных штаммов определяли по отношению к бактерии Bacillus subtilis – типичному представителю микрофлоры зерна – методом лунок в чашках Петри. Наибольшей антибиотической активностью обладает штамм Р2, который отобран для дальнейшего использования в технологии проращивания зерна. Выделенные штаммы бактерий идентифицировали методом 16S рРНК. Заключение о родовой и видовой принадлежности культур делали на основании идентификации по нуклеотидной последовательности (длина – не меньше 500 пар оснований) фрагмента ДНК, кодирующего ген 16S рРНК. Видовую и родовую принадлежность бактерии определяли с помощью анализа филогенетического родства, построенного с использованием типовых штаммов близкородственных бактерий. Установлена родовая и видовая принадлежность чистых культур целлюлозоутилизирующих микро- организмов. В табл. 1 представлена микробиологическая обсемененность зерна, пророщенного с использованием в качестве жидкого компонента КЖ выбранного штамма. В ВНИИКП разрабатываются технологии производства кондитерских изделий и хлебобулочных изделий с использованием зерна, пророщенного с использованием целлюлозоутилизирующих микроорганизмов. Проведенные исследования показали возможность замены в технологии выработки сахарного печенья до 45 % муки полуфабрикатом из пророщенной пшеницы. При этом разрабатываемая технология позволяет не только получить печенье, обогащенное пищевыми волокнами, витаминами и другими биологически активными веществами, но и сократить количество вносимых по рецептуре дорогостоящих ингредиентов – жира, яиц, сахара. Создание и применение новых штаммов целлюлозоутилизирующих микроорганизмов в технологиях выработки полуфабрикатов для мучных кондитерских изделий позволит не только сократить время проращивания, но и получить зерновую массу с меньшей микробиологической обсемененностью (табл. 2). Использование зерна пшеницы, пророщенного по разработанной технологии, при производстве зернового хлеба позволяет получить хлебобулочные изделия, менее подверженные картофельной болезни (табл. 3). Таким образом, показано, что использование зерна, пророщенного с КЖ культур микроорганизмов, обладающих антимикробными свойствами, в инновационных технологиях выработки полуфабрикатов для кондитерских и хлебобулочных изделий позволяет получить продукты, более устойчивые к микробиологической порче без добавления химических консервантов, обогатить их пищевыми волокнами и снизить себестоимость за счет сокращения количества дорогостоящих рецептурных компонентов. Источник: Журнал «Кондитерское и хлебопекарное производство» №-3-4 2018