CC BY
46
663.14:621.356.55
свч-стимуляция биологической активности
ПРЕССОВАННЫХ ДРОЖЖЕЙ
Ю к. ГУБИЕВ, Л. И. ПУЧКОВА, Л. И. ВОЙНО. Г. Д. ШАРИПОВА Московский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности
Одним из путей повышения эффективности технологических процессов хлебопекарной промышленности является комплексное использование вторичных материальных ресурсов, содержащих белки, сахара, пектин, минеральные соединения и т. д., которые позволяют повысить пищевую ценность хлебобулочных изделий, сэкономить дорогостоящее сырье и интенсифицировать отдельные стадии технологического процесса их производства Ш-
Ранее проведенные нами исследования по комплексному использованию нетрадиционного сырья (яблочного порошка и натуральной молочной сыворотки) как в лабораторных, так и в производственных условиях показали принципиальную возможность замены части сырья; повышается пищевая ценность и снижается сахароемкость готовых изделий.
Настоящая работа посвящена изысканию рациональных путей комплексного использования нетрадиционного сырья и выявлению особенностей электродинамического воздействия многомодовым электромагнитным полем сверхвысокой частоты МЭМП СВЧ на жизнедеятельность дрожжей в процессе созревания теста.
Известно, что состав питательной среды предопределяет активность ферментов микроорганизмов и интенсивность биохимических превращений, обусловливающих процесс созревания теста. При этом степень взаимосвязи клеток с питательной средой зависит от доступности ее веществ, вовлеченных в процесс метаболизма, поскольку сами дрожжевые клетки не синтезируют внеклеточные ферменты, катализирующие распад сложноорганических соединений, например, крахмала, белка, липидов, пектиновых веществ и др. Поэтому многие из известных способов активации дрожжей предусматривают предварительную подготовку высокомолекулярных органических соединений для микроорганизмов вне клетки и часто без ее участия [2, 3].
В качестве источников органических соединений при приготовлении сдобного теста нами использовались яблочный порошок (из цельных яблок) и натуральная молочная сыворотка.
Микрофлора яблочного порошка и молочной сыворотки зависит от микрофлоры исходного сырья, способов его получения и хранения (молочная сыворотка, независимо от способа хранения, набирает кислотность). Поэтому применение вышеперечисленного нетрадиционного сырья в виде специальных полуфабрикатов позволит решить некоторые проблемы утилизации отходов.
При проведении микробиологических исследований полуфабрикат готовили следующим образом. В водную суспензию яблочного порошка вносили сахар, предусмотренный по рецептуре, натуральную молочную сыворотку и прессованные дрожжи — 0,05% к массе муки в тесте. Полученную добавку подвергали воздействию многомодовым электромагнитным полем СВЧ-диапазона волн с частотой 2000—4500 МГц в импульсном режиме. Количество клеток микроорганизмов (дрожжей и бактерий) в приготовленных полуфабрикатах, подвергнутых и непод-
вергнутых воздействию МЭМП СВЧ, определяли методом посева на плотные питательные среды.
При исследовании обсемененности яблочного порошка готовили суспензию, состоящую из 6,6 г яблочного порошка и 100 мл стерильной водопроводной воды, которую подвергали воздействию СВЧ-поля в импульсном режиме. После тщательного размешивания из полученной суспензии готовили серию разведений для посева на плотные питательные (элективные) среды.
Посев производили поверхностным методом. При поверхностном посеве чашки Петри предварительно заливали 10—15 мл сусла-агара и мясопептонного агара с содержанием СВ 8—9%. После застывания на поверхность среды наносили 0,1 мл исследуемой суспензии и распределяли по всей площади стерильным шпателем в течение 1 мин. Затем чашки переворачивали вверх дном и инкубировали при ■30° С в течение 3 сут, отмечая ежедневно рост колоний, а также морфологические и физиологические особенности микрофлоры.
Рис. 1. Суспензии: I — яблочного порошка; II — яблочного порошка, молочной сыворотки и сахара; III — яблочного порошка, молочной сыворотки, сахара и прессованных дрожжей. А — необработанные в МЭМП СВЧ; В — обработанные в МЭМП СВЧ
Результаты проведенных исследований показали, что микрофлора яблочного порошка в основном представлена бактериями — палочковидными, кокковидными, расположенными цепочкой (рис. 1, 1 А). Отмечено три основных типа бактерий и дрожжевых организмов. Среди палочковидных бактерий встречались как подвижные, так и неподвижные; шаровидные бактерии в основном все неподвижные. В обработанной МЭМП СВЧ суспензии яблочного порошка обнаруживаются те же два основных типа бактерий и дрожжевые организмы, причем в большем количестве, чем в необработанной (рис. 1, 1 В). По-видимому, это объясняется тем, что яблочный порошок, являющийся дополнительным источником углеводов, подвергнутый электродинамическому воздействию, становится хорошо усваиваемым для
Г </ОС
дрожжей. Развит МЭМП СВЧ угнетае снижается.
В полуфабрикат порошка, молочной вается значительнс сравнению с мик (рис. 1,111 А). При э. на эту суспензию а ния дрожжевой флі ее количество п в п 2 раза (рис. 1, III
специфическое B03J
фабрикат обеспечі условия для жизн кроорганизмов, мол
Дрожжевая мик] кими видами. По-ви воздействуя на сус дильных ферментов ферментов дрожжеі благоприятные усл< вающих сахара осм< ромицетов (рис. 1) на полуфабрикат, дрожжи, при выде] 30° С в термостате резкие изменения: в ганизмов, количесті ток увеличивается числа клеток (рис. имели овальную, елі форму. Наиболее t\ более совершенной фабрикате, подвер что, очевидно, обуї виями для их poq необработанном п| несколько иная карі чаются своими разі недостаточно благ роста в вегетативну
/М %
t so
hO
T 0 і
і [. го \
{ . to
о л
Рис. 2. Суспензии: СВЧ; Lb II -
В обработанном] приятные условия дается активное рд
663.14:621.356.55
! ности
мышленности
[
СВЧ, определяли дательные среды, сти яблочного по-гоящую из 6,6 г фильной водопро-'али воздействию . После тщатель-й суспензии гото-іа на плотные пишім методом. При >и предварительно и мясопептонного Іосле застывания 1 мл исследуемой площади стериль-'.н. Затем чашки нкубировали при ежедневно рост ше и физиологи -
з г* *г з г*
<7 «ЛС
порошка; II — мной сыворотки ^горошка, молоч-р прессованных иные в МЭМП в МЭМП СВЧ
рваний показали, |шка в основном [жовидными, кок-почкой (рис. 1, бактерий и дрож-|>видных бактерий и неподвижные; зсе неподвижные. 1ензии яблочного за основных типа тричем в большем (рис. 1, I В). По-|то яблочный по-(ным источником родинамическому Осваиваемым для
дрожжей. Развитие же бактерий при обработке МЭМП СВЧ угнетается, и их количество значительно снижается.
В полуфабрикате, состоящем из яблочного порошка, молочной сыворотки и сахара, обнаруживается значительно больше микроорганизмов по сравнению с микрофлорой яблочного порошка (рис. 1,111 А). При электродинамическом воздействии на эту суспензию активируется процесс размножения дрожжевой флоры и за 48 ч инкубирования т ее количество п в полуфабрикате возрастет почти в 2 раза (рис. 1, III В). Это обусловлено тем, что специфическое воздействие МЭМП СВЧ на полуфабрикат обеспечивает в нем благоприятные условия для жизнедеятельности дрожжевых микроорганизмов, молочно-кислых бактерий.
Дрожжевая микрофлора представлена несколькими видами. По-видимому, электромагнитное поле, воздействуя на суспензию, усиливает синтез бродильных ферментов, ослабляя синтез дыхательных ферментов дрожжевых клеток, тем самым создает благоприятные условия для размножения сбраживающих сахара осмофильных дрожжей — шизосахаромицетов (рис. 1). При воздействии МЭМП СВЧ на полуфабрикат, содержащий прессованные дрожжи, при выдерживании в течение 0—3 ч при 30° С в термостате в его микрофлоре происходят резкие изменения: возрастает число клеток микроорганизмов, количество почкующихся дрожжевых клеток увеличивается за это время до 50% от общего числа клеток (рис. 1, II В). Дрожжи в основном имели овальную, слегка вытянутую, или яйцевидную форму. Наиболее крупными по своим размерам и более совершенной формы были дрожжи в полуфабрикате, подвергнутом воздействию СВЧ-поля, что, очевидно, обусловлено благоприятными условиями для их роста и размножения, тогда как в необработанном полуфабрикате просматривается несколько иная картина, где микроорганизмы отличаются своими размерами и формой. Это связано с недостаточно благоприятными условиями для их роста в вегетативные клетки (рис. 2, I, II).
Рис.
2. Суспензии: І, I — обработанные в МЭМП СВЧ; II, II — необработанные в МЭМП СВЧ
В обработанном полуфабрикате создаются благоприятные условия для развития дрожжей. Наблюдается активное размножение клеток, при этом про-
1
цент почкующихся клеток увеличивается на 25%. На твердой питательной среде они формируют гладкие тускло блестящие, белые с желтоватым оттенком колонии. Для этих дрожжей характерен бродильный тип усвоения сахаров. В результате сбраживания сахаров этими дрожжами значительно интенсифицируется процесс созревания теста. МЭМП СВЧ способствует молочнокислому брожению, а также и сбраживанию сахаров — пектиновых веществ. Пектиновые вещества входят в состав яблочного порошка в виде протопектина, не растворимого в воде, и являются составной частью клеточной оболочки. Протопектин разрушается только при длительном кипячении или под действием ферментов как самого яблочного порошка, так и микроорганизмов. При воздействии МЭМП СВЧ на пектиновые вещества яблочного порошка происходит расщепление и накапливаются более простые органические соединения — редуцирующие вещества, метиловый и этиловый спирты, уксусная кислота, легко ассимилируемые микроорганизмами. Возбудителями брожения при этом являются спорообразующие анаэробные подвижные бактерии.
Таким образом, было выявлено благоприятное действие МЭМП СВЧ диапазона волн на активность микроорганизмов в многокомпонентных полуфабрикатах. Установлено, что электродинамическое воздействие способствует интенсивному размножению дрожжей, активации молочно-кислых бактерий, которые ускоряют процессы кислотонакопления и газообразования в тесте, в результате которых значительно ускоряется процесс его созревания.
ВЫВОДЫ
1. Микробиологические исследования свойств полуфабрикатов показали, что МЭМП СВЧ способствует активному размножению дрожжевых клеток, интенсивному молочно-кислому брожению и сбраживанию пектиновых веществ. Дрожжевая микрофлора исследованных полуфабрикатов представлена несколькими разновидностями 5асскаготусез, БсЫ-гозасс/гаготусез.
2. Экспериментально установлено, что наряду с увеличением на 25% количества почкующихся дрожжей — сахаромицетов увеличивалось также и количество делящихся клеток.
ЛИТЕРАТУРА
1. Применение вторичных материальных ресурсов в хлебопекарной промышленности /Пучкова Л. И., Ковальская Л. П. и др.: Обзор, информ. сер. Хлебопек, и макарон, пром-сть.— М.: ЦНИИТЭИМинхлебопродукта СССР, 1987.--С. 1—24.
■2. В е р б и н а Н. М., Каптерева Ю. В. Микробиология пищевых производств.— М.: Агропромиздат, 1988,—256 с.
3. Способы активации прессованных и сушеных дрожжей на хлебопекарных предприятиях / Поландова Р. Д., Елецкий И. К. и др. Обзорн. информ. Сер.: Хлебопек., макарон, и дрож. пром-сть.— М.: ЦНИИТЭИМин-пищепрома СССР, 1984.— Вып. 11—С. 1—28.
Кафедра физики
Кафедра технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств Кафедра биотехнологии
микробного синтеза
Поступила 17.02.1
