Удаление микробной загрязненности на стадии предварительной очистки диффузионного сока Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ВестникВГУИТ, № 3, 2012!

УДК 664.1.03

Профессор В.А. Лосева, аспирант К.В. Голова, студент О.Э. Новотоцких,

(Воронеж. гос. ун-т. инж. технол.) кафедра технологии. сахаристых веществ, тел. (473) 255-07-51 доцент Л.А. Черняева

(Воронеж. гос. ун-т инж. технол.) кафедра микробиологии и биохимии, тел. (473) 255-55-57

Удаление микробной загрязненности на стадии предварительной очистки диффузионного сока

Изучена степень удаления микроорганизмов из свекловичного сока с использованием в качестве сорбентов пищевых волокон и фильтровальных порошков.

In experimental studies investigated the degree of removal of microorganisms using beet juice as a dietary fiber sorbents and filter powder.

Ключевые слова: микроорганизмы, адсорбция, пищевые волокна, сорбенты.

В сахарном производстве микроорганизмы - бактерии, плесневые грибы и дрожжи -являются вредителями производства. Они снижают качество полупродуктов и готовой продукции, образуют кислоты, вызывают разложение сахарозы и ослизнение соков и сиропов, ухудшают процесс фильтрования, причиняя большой ущерб производству [1].

Микробиологическое разложение сахарозы является основным источником неучтенных потерь сахара на диффузии, величина которых составляет примерно 0,1 % к массе свеклы. В зависимости от степени инфицирования среды в диффузионном аппарате эти потери могут увеличиться до 0,2 - 0,3 % к массе свеклы и выше [2].

Количество микроорганизмов в 1 см3 диффузионного сока колеблется от 6 тыс. до 40 млн. Постоянным это число быть не может, т.к. обсемененность диффузионного сока зависит от состояния свеклы, степени отмывки от нее почвы, бактериологического качества воды, температурного режима, ритма работы диффузионного аппарата.

В диффузионном соке особенно часто обнаруживаются спорообразующие бактерии рода Bacillus и Clostridium. Их жизнедеятельность проявляется в разложении сахарозы, образовании инвертного сахара, накоплении органических кислот, уксусного альдегида, образовании газов (CO2, H2) и нитритов. Некоторые виды бактерий разлагают белки свекловичной

© Лосева В.А., Голова К.В., Новотоцких О.Э., Черняева Л.А. 2012

стружки с выделением аммиака. Значительную опасность представляют слизеобразующие бактерии рода Leuconostoc. При их размножении диффузионный сок ослизняется, становится вязким, студенистым, с трудом продвигается в аппаратах, плохо фильтруется. Молочнокислые бактерии рода Lactobacillus разлагают сахара с образованием кислот. Значительное количество сахара потребляют в процессе диффузии и дрожжи: Saccharomyces cerevisiae, S. Fragilis, Endobiasiomyces thermophiles [3].

Хотя количество микроорганизмов неустойчиво и находится в зависимости от многих причин и факторов, необходимо стремиться снизить его до минимального.

Важным процессом в технологии очистки диффузионного сока является предварительная дефекация. В условиях преддефекации протекают реакции коагуляции веществ коллоидной дисперсности (ВКД) и высокомолекулярных соединений (ВМС), нейтрализация и осаждение кальциевых солей некоторых кислот, формирование структуры осадка, а также адсорбция микроорганизмов на осадке.

Цель работы - изучение степени удаления микроорганизмов пищевыми волокнами (ПВ), а также комбинированными сорбентами на основе ПВ и фильтроперлита, ПВ и бентонита на стадии преддефекации.

Известно, что при введении фильтровальных порошков в свекловичный сок мельчайшие частицы порошка задерживают все суспендированные в соке частицы, обволакивают слизистые осадки, а также являются центрами для коагуляции высокополимеров [4].

ВестникВГУИТ, № 3, 202

Анализу подвергали исходный свекловичный и преддефекованный сок, очищенный по традиционной схеме, а также с добавлением ПВ, фильтроперлита и бентонита.

Исследования проводили с использованием ПВ и фильтровальных порошков (фильтроперлита и бентонита) по следующей методике: полученный в лабораторных условиях свекловичный сок разделяли на пять проб, в первую пробу вводили определенную навеску ПВ, во вторую - ПВ и фильтроперлит, в третью - ПВ и бентонит. Сок предварительно был нагрет до температуры преддефекации 55 - 60 °С. Навески сорбентов с соком перемешивали при постоянной температуре в течение 6 мин, далее сок отфильтровывали и проводили прогрессивную преддефекацию по традиционной схеме. Для сравнения была проведена очистка сока по традиционной схеме без использования сорбентов. Преддефекован-ный сок фильтровали и анализировали.

Образцы сока высевали на среду «мясо-пептонный агар» (МПА) и выдерживали в термостате в течение 48 - 72 ч при температуре 28 - 30 °С, определяли количество мезо-фильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (МАФАнМ). Все эксперименты проводили с необходимой повторностью (табл. 1).

В работе использовали свекловичный сок из свеклы, не подверженной кагатной гнили. Из слизеобразующих идентифицированы бактерии рода Leuconostoc и Bacterium vis-cosum saccari. Микрококки представлены преимущественно видами M. coralinus и M. luteus. В результате исследований было выявлено, что в схеме с использованием только ПВ количество МАФАнМ сократилось в 3,5 раза по сравнению с традиционной схемой очистки; ПВ и бентонита - в 4 раза; ПВ и фильтроперлита - в 7 раз.

С целью определения характера влияния используемых сорбентов на степень очистки преддефекованного сока были проведены дополнительные исследования. В очищенном преддефекованном соке находили содержание сухих веществ, сахарозу, рассчитывали чистоту и эффект очистки (табл. 2).

Как видно из результатов, представленных в табл. 2, чистота преддефекованного сока при использовании ПВ увеличивается на 0,8 % по сравнению с традиционной схемой очистки, ПВ и бентонита - 1,06 %, ПВ и фильтроперлита - 1,58 %.

Т а б л и ц а 1

Объекты Количество микроорганизмов, КОЕ/см3

исследова- МАФАнМ Слизеоб- Мик- Pseudo-

ния разующие, в т. ч. Leuconostoc рокок-ки monas fluo- rescens

Диффузион- 1330-102 450-102 730402 150-102

ный сок

Преддефеко-

ванный сок:

традицион-

ная схема

очистки 410 150 260 -

ПВ+фильтро -перлит 60 10 50

ПВ+

бентонит 100 40 60 -

ПВ 110 25 85 -

Т а б л и ц а 2

Качественные показатели преддефекованного сока

Объекты исследования рН Показатели, %

СВ Ч Эф. оч.

Диффузионный сок 14,0 88,0

Преддефекованный сок

Традиционная схема 16,0 89,0 9,36

ПВ не обработанные 11,2 16,0 89,8 16,70

ПВ с фильтро-перлитом 15,4 90,58 23,74

ПВ с бентонитом 15,6 90,06 19,06

Таким образом, обработка сока указанными сорбентами позволяет не только более полно провести реакции коагуляции и осаждения несахаров свекловичного сока, но и снизить микробиологическую загрязненность соков путем адсорбции микроорганизмов на поверхности сорбентов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Находкина, В.З. Микробиология и микробиологический контроль в свеклосахарном производстве [Текст] / В.З. Находкина. -М.: Пищевая промышленность, 1975. - 98 с.

2. Бугаенко, И. Ф. Потери сахара на диффузии под действием микроорганизмов [Текст] / И. Ф. Бугаенко, В.В. Буромский // Сахарная пром-ть. - 1999. - № 5 - 6. - С. 14 - 15.

3. Слюсаренко, Т.П. Лабораторный практикум по микробиологии пищевых производств [Текст] / Т.П. Слюсаренко. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 208 с.

4. Пат. 1017735 (РФ), С 13 D 3/12. Способ очистки диффузионного сока / Лосева В.А., Струкова Н.М.; заявл. 24. 07. 81; опубл. 15. 05. 83.