Контрольные вопросы

1. Какие биохимические процессы происходят в тесте под действием ферментов муки?

2. Дайте понятие газообразующей и сахаробразующей способности муки.

3. Каким ферментами обладает дрожжевая клетка? Их роль в процессе брожения теста?

4. Перечислите фазы размножения дрожжей в тесте.

5. С какой целью применяют обминку теста?

6. Какие факторы влияют на скорость размножения дрожжей и молочнокислых бактерий в сдобном тесте?

5. Микрофлора зерна и муки

5.1. Микрофлора зерна

Микроорганизмы зерна подразделяют на сапрофитные, фитопатогенные и патогенные для человека и животных. К группе сапрофитов относят эпифитные микроорганизмы, населяющие здоровые растения в процессе их роста и созревания.

Э п и ф и т н ы м и называют микроорганизмы, которые живут на поверхности растений и питаются за счет естественных выделений тканей растения. Микроорганизмы попадают на поверхность растений, а затем и на зерно, главным образом, из почвы. Они также заносятся на растения ветром, осадками, насекомыми, птицами. Эпифиты не внедряются в ткани растений и не оказывают вредного влияния на их развитие. Численный и видовой состав эпифитной микрофлоры растений зависит от температуры и влажности среды. При теплой влажной погоде среди эпифитов доминируют бесспоровые палочковидные бактерии, а в сухую жаркую погоду преобладающими становятся спорообразующие палочки видов B. subtilis, B. mycoides, B. mesentericus и др. В условиях влажной прохладной погоды часто размножаются мицелиальные грибы родов Fusarium, Rhizopus и др. Содержание микроорганизмов в зерне довольно значительно и достигает 2×10⁷ КОЕ/г.

Типичными эпифитами, постоянно присутствующими на поверхности зеленых растений, являются бактерии родов Erwinia и Pseudomonas.

Erwinia herbicola – мелкие бесспоровые грамотрицательные палочки, подвижные (имеют два полярных жгутика). Факультативный анаэроб. На мясопептонном агаре образует гладкие колонии золотисто-желтого цвета. На зерне сразу после обмолота содержание Erwinia herbicola достигает 90–96 % от общего числа микроорганизмов. Преобладание бактерий данного вида является показателем свежести и доброкачественности зерна.

Pseudomonas fluorescens обнаруживается на зерне, имеющем повышенную влажность в момент уборки, и на морозобойном зерне.

Микрококки, бациллы, дрожжевые грибы выявляются в значительных количествах лишь на влажном зерне, которое не было своевременно подсушено после обмолота и хранилось в ворохе в течение трех–четырех суток при температуре выше 10 °С. На поврежденном зерне обнаруживаются бактерии родов Lactobacillus, Clostridium, Sarcina, Proteus.

Дрожжи родов Saccharomyces, Torulopsis, Candida не оказывают существенного влияния на сохранение и качество злаков, но при повышении влажности способствуют самосогреванию и появлению в зерне «амбарного» запаха.

Зерно злаковых культур часто содержит полевые грибы родов Alternaria, Fusarium, Helmintosporium и др. Мицелий указанных грибов наиболее часто в стадии молочной спелости проникает в зародыш и заходит в эндосперм. В результате образуются дефектные зерна: щуплые, пятнистые, с черным зародышем.

На сохранность и качество зерна главным образом влияют грибы хранения, относящиеся к родам Aspergillus (Asp. niger, Asp. glaucus, Asp. fumigatus), Penicillium (P. glaucum), Alternaria (A. сonsortiale, A. alternata); в меньшей степени Mucor (M. mucedo, M. racemosus), Cladosporium, Fusarium, Trichoderma, Rhizopus, Trichothecium, Thamnidium. Эти грибы практически не выявляются на свежеубранном зерне, но обнаруживаются на хранящемся зерне, что может служить одной из причин его самосогревания и порчи. Степень зараженности зерна плесневыми грибами указанных родов зависит от обработки зерна (очистки, подсушивания), а также от возможного вторичного увлажнения зерна при перевозке или хранении.

При длительном хранении зерна с влажностью, не превышающей критическую, происходит постепенное снижение общего числа бактерий и грибов. При этом изменяется соотношение различных групп и видов микроорганизмов, обнаруженных на зерне в начале хранения. Полностью исчезает Erwinia herbicola, но сохраняются споровые виды, количество которых возрастает по отношению к общему количеству микроорганизмов. В значительной степени сохраняют свою жизнеспособность споры грибов Aspergillus, Penicillium.

К фитопатогенной группе относятся паразитические виды бактерий и грибов, живущие за счет растения-хозяина. В период роста и созревания они вызывают заболевания – бактериозы и микозы. Широко распространены бактериозы пшеницы, ржи, ячменя, кукурузы, риса, возбудителями которых являются некоторые представители бактерий рода Pseudomonas. Заболевание выражается в появлении пятнистости и почернения колосковых чешуек, стержня колоса и верхней части стебля. При сильном развитии болезни зерна темнеют, становятся щуплыми и теряют в массе до 60–70 %.

Среди грибных заболеваний – микозов зерновых культур – наиболее распространенными являются: спорынья, твердая или мокрая головня, фузариоз и др.

Спорынья. Возбудителем пурпурной спорынья является гриб Claviceps purpurea - представитель класса высших грибов аскомицетов. Гриб поражает в основном рожь, реже – пшеницу, ячмень в период цветения. В соцветиях пораженных спорыньей растений хорошо заметны склероции, имеющие вид рожков темно-фиолетового цвета.

При уборке урожая склероции осыпаются, попадают в почву и там перезимовывают. Весной склероции набухают и прорастают, образуя плодовые тела в виде головок на нитевидных ножках. Из каждого склероция развивается несколько стром, имеющих красноватую окраску. Внутри головки стромы имеются полости, в которых происходит половой процесс, включающий формирование аскогона, антеридия, осуществление плазмогамии и кариогамии. Процесс завершается образованием сумок (асков), содержащих по восемь нитевидных аскоспор. Созревшие аскоспоры выбрасываются на цветы злаков в период их массового цветения и там прорастают в спороносящий мицелий. Через несколько дней после заражения развивается конидиальная стадия гриба.

Большую роль в распространении конидий гриба насекомыми играет «медвяная роса», в которую погружены конидии. В пораженной завязи к моменту созревания ржи мицелий уплотняется и вместо зерен формируются рожки (склероции) При повышенной влажности склероции образуются уже через неделю после появления «медвяной росы»; в сухую погоду - через две недели.

Заболевание спорыньей снижает урожай зерна. Кроме того, попадание склероций в зерно может вызвать сильные отравления человека и животных (токсикозы). Описано большое количество токсинов спорыньи и их производных, обладающих высокой биологической активностью. Токсины представлены главным образом алкалоидами, являющимися производными эрготиновой и лизергиновой кислот. Употребление в пищу хлеба из муки, содержащей рожки спорыньи, вызывает слабость, головокружение, судороги (отравление «эрготизм»). Примесь рожков спорыньи в зерне не должна превышать 0,05 %.

Головня. Заболевание вызывают микроорганизмы, относящиеся к классу высших грибов – базидиомицетов. Различают твердую, пыльную и пузырчатую головню. В настоящее время широко распространена твердая (мокрая) головня пшеницы, ячменя, ржи, возбудителями которой являются виды Tilletia caries, Tilletia hordei. Головневые споры прорастают на наклюнувшемся семени еще до образования всходов. Мицелий проникает в проросток зерна и растет вместе с растением. К моменту цветения мицелий гриба проникает в завязь и в фазе молочной зрелости внутренняя часть зерна заполняется спорами головни. В колосе вместо зерновки образуются округлые мешочки, наполненные массой черных хламидоспор. Пораженный колос имеет темноватый оттенок и напоминает обугленную лучину (отсюда произошло название «головня»). Во время уборки урожая и при обмолоте мешочки разрушаются и споры попадают на поверхность здорового зерна. Зерно приобретает запах селедочного рассола вследствие присутствия в спорах триметиламина. Споры твердой головни гигроскопичны, при отсыревании легко мажутся. Мука из зерна, пораженного твердой головней, приобретает темный оттенок, неприятные запах и вкус, может вызвать раздражение слюнных желез и расстройство функций кишечника.

Фузариоз - это болезнь злаковых культур, возбудителем которой являются грибы рода Fusarium. При поражении зерна грибом вида F. graminearum в нем накапливаются микотоксины – глюкозиды и алкалоиды. Хлеб с примесью муки из фузариозного зерна может стать причиной отравления, известного под названием «пьяная болезнь». Отравление выражается в появлении слабости, тяжести в конечностях, резких головных болях, расстройстве функций кишечника, иногда в нарушении зрения.

Мука из пшеницы, пораженной грибами рода Fusarium, образует влажное тесто с липкой поверхностью. Выпекаемый из такой муки хлеб имеет тусклый желтый мякиш и темноокрашенную корку. Наблюдается уменьшение количества и ухудшение качества клейковины: она становится расплывчатой, слизистой или, наоборот, малорастяжимой, короткорвущейся, с темным цветом и неприятным запахом. Под действием протеолитических ферментов фузариума происходит резкое ослабление консистенции теста и его эластичности. Особенность фузариозов заключается в том, что часто конкретное заболевание вызывает не один, а одновременно несколько видов грибов этого рода.

Заражение зерна фузариозом происходит не только в поле, но и при его хранении в условиях повышенной влажности. Для предотвращения развития фузариума при хранении необходимо, чтобы влажность зерна не превышала 13–14 %. Зерно, убранное в сырую погоду или пораженное грибом, нельзя смешивать со здоровым. Его следует хранить отдельно.

Виды гриба F. sporotrichioides и F. roseum, развиваясь на злаках, зимующих под снегом, синтезируют весьма ядовитое вещество – фузариогенин. Он вызывает отравление (алиментарно-токсическую алейкию), признаками которого являются слабость, отек горла и неба, резкие боли при глотании, а также в пищеводе и желудке. Аналогичное отравление вызывает кладоспориевая кислота, образуемая некоторыми представителями грибов рода Cladosporium.

Многие грибы при развитии на зерне накапливают опасные для человека и животных микотоксины: афлатоксин, синтезируемый Aspergillus flavus, фумигатотоксин (A. fumigatus), охратоксин (A. ochraceus), стахиботриотоксин (Stachibotrys alternans) и др.

Патогенные для человека и животных микроорганизмы являются случайными; они попадают на зерно из почвы, разносятся грызунами и животными. Из почвы на зерновые культуры могут попадать возбудители сибирской язвы, сапа, бруцеллеза, туляремии и др.