Оценка зараженности зерна ячменя и солода плесневыми грибами Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 663.421.+663.433

Оценка зараженности зерна ячменя и солода плесневыми грибами

Т. Н. Волкова, канд. биол. наук

ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности

За последние десятилетия стало очевидным, что качество солода определяется не только физико-химическими показателями зерна (процентным содержанием белка, в-глюканов, экс-трактивностью и т.д.), но также его микробиологическим состоянием, зависящим как от исходного состава грибной микробиоты (микобиоты)* зерна ячменя, так и от санитарно-ми-кробиологических условий процесса соложения.

Причиной порчи зерна пивоваренного ячменя и солода в подавляющем большинстве случаев являются микроскопические грибы. Развиваясь на зерне, они приводят к изменению цвета зерна, появлению у зерновой массы затхлого, плесневелого запаха, к гибели зародыша и к снижению прорас-таемости ячменя, к потере сухой массы зерна. Обладая системой мощных протеолитических ферментов, грибы разрушают ткани зерна, приводят к перерастворению крахмала, к появлению низкомолекулярных белков, изменению белково-углеводного баланса, повышению кислотности.

Химические процессы, происходящие в зерне под воздействием микроскопических грибов, отрицательно сказываются на качестве сусла и получаемого из него пива: снижается вязкость сусла, оно темнеет, возрастает количество низкомолекулярных белков и растворимого азота, увеличивается число Кольбаха, снижается конечная степень сбраживания; качество готового пива резко ухудшается вследствие появления грубого, специфически грибного вкуса и аромата.

Повышенное содержание в пиве низкомолекулярных белков может приводить к снижению прозрачности,

Ключевые слова: пивоваренный ячмень; солод; микробиота зерна; микроскопические мицелиальные грибы;полевые грибы;грибы хранения; способность к прорастанию; микотоксины; микробиологическая оценка зерна ячменя и солода

а также вызывать гашинг (избыточное вспенивание и фонтанирование при откупоривании готового пива, не связанное с его инфицированием).

В зерновой массе при интенсивном развитии грибов возможно накопление ядовитых продуктов их жизнедеятельности — микотоксинов, которые вредны для человека, а также могут отрицательно влиять на пивоваренные дрожжи, угнетая процесс брожения. Микотоксины устойчивы к нагреванию и лишь в небольшой степени разрушаются при кипячении сусла, большая часть их переходит в пиво.

Процесс кипячения сусла с хмелем, казалось бы, предохраняет его от влияния инфицированного зернового сырья, однако лишь до определенных пределов. Действительно, при кипячении микробиота зерна, в том числе плесневые грибы, погибает. Однако остается опасность, по крайней мере, трех факторов, не устраняемых кипячением: присутствия в сусле термостабильных микотоксинов; последствий биохимических изменений в зерне, в том числе приводящих к гашингу; переноса инфекционного материала (микроорганизмов, грибных спор) из дробильного отделения в бродильный цех, цех розлива по воздуху.

Таким образом, для производства качественного пива необходимо хорошее

* Термин «микробиота» вошел в обиход в научной литературе с конца ХХ в. [1, 8], заменив привычный термин микрофлора. На основе данных генетического анализа с начала 1970-х гг. грибы стали рассматривать как самостоятельное царство живого мира — Kingdom Fungi (Myc-ota, Mycetalia) — наряду с царствами животных и растений. Термин отражает наличие различных форм жизни в отличие от прежнего термина «микрофлора», включающего в строгом смысле слова только микроскопические водоросли. Для грибной микробиоты возможно применение термина «микобиота» (от греч. Mykes — гриб).

микробиологическое качество зернового сырья.

Контроль микробиологического состояния зерна пивоваренного ячменя и солода был включен в систему НАССР (система анализа рисков в критических контрольных точках) на этапах контроля сырья. Соответствующие методы были опубликованы Институтом пивоварения Англии в 1991 г. [10], Американским обществом химиков-пивоваров ^ВС) — в 1992 г. [13], странами континентальной Европы в сборнике Апа1уУса Microbiologica ЕВС — в 2001 г. [9]. В Российской Федерации, во ВНИИ ПБ и ВП, была разработана Инструкция контроля микологического состояния зерна пивоваренного ячменя и солода [3] с учетом рекомендаций Апа-1уУса Microbiologica ЕВС и исследований отечественных ученых [2, 7].

Методы обнаружения, идентификации и количественного учета плесеней в пищевых продуктах и сырье, существующие на настоящий момент, подразделяют на следующие группы [6]:

• микроскопические (световая и флуоресцентная микроскопия) — необходимы для идентификации, отчасти используются для подсчета гиф и спор грибов;

• чашечного посева: а) непосредственный посев материала (зерен), при этом результаты выражают в процентах зерен, зараженных тем или иным видом гриба; б) посев смывов с материала и их разведений, в том числе с применением мембранной фильтрации, и подсчет числа выросших колоний, в этом случае результаты выражают в КОЕ (колоние-образующих единицах) на единицу массы или объема зернопродукта;

• определение метаболитов (определение содержания АТФ, коррелирующего с числом жизнеспособных клеток; определение некоторых метаболитов грибов — кислот, летучих соединений и т.п.; измерение электропроводности культуральной жидкости);

• определение клеточных компонентов (хитина, эргостерола, входящих в состав клеточных мембран грибов).

Для одновременного определения видового и количественного состава грибов в зерновом сырье в числе рекомендуемых по-прежнему предпочтительны классические методы чашечного подсчета [6]. При этом следует иметь в виду, что методы смывов трудны в интерпретации результатов,

так как и при смыве, и при разрушении зерен (при гомогенизации образца) происходит фрагментирование грибного мицелия, что может дать завышенные результаты. Кроме того, никакой метод не может сравниться по наглядности с методом инкубации цельных зерен на питательных средах. Таким образом, именно этот метод наиболее пригоден для наших целей.

Однако недостаточно определить характер и степень зараженности зерна микроскопическими грибами. Для оценки состояния зерна с микробиологической точки зрения, степени его пригодности для применения в пивоваренной промышленности и для более или менее длительного хранения необходимы определенные критерии. Иными словами, нужно получить представление о том, что в микробиологической характеристике зерна можно принять за норму, а что за опасные отклонения от нее. Эти критерии можно попытаться сформулировать, анализируя достаточно большое количество образцов зерна ячменя, происходящего из разных районов заготовок, а также зерна солода, произведенного в различных солодовнях. Важно и определение состава микробиоты зерна на разных стадиях процесса соложения, а также зерна с разными сроками хранения.

Исследования проводили с образцами пивоваренного ячменя, заготовленного в разных областях Центрально-Черноземной зоны РФ в течение нескольких последних лет, и с образцами солода производства различных отечественных солодовен. Для сравнения было рассмотрено также ограниченное количество образцов импортного пивоваренного ячменя и солода. Всего было проанализировано

более 70 образцов ячменя и более 160 образцов солода.

Для анализа грибной микробиоты зерна ячменя и солода использовали методы и среды культивирования, приведенные в [3].

Идентификацию грибов проводили по внешнему виду колоний, а также по микроскопической структуре мицелия и спороносящих органов грибов, используя стереомикроскоп МБС-10 (увеличения х 14-98) и микроскоп биологический исследовательский МБИ-6 (увеличения х250-1000).

Микотоксины количественно определяли методом иммуноферментного анализа (ИФА), используя соответствующие тест-наборы RIDASCREEN FAST фирмы R-Biopharm AG (Германия) и анализатор иммуноферментных реакций АИФР-01 УНИПЛАН (ЗАО «ПИКОН», Москва).

ЯЧМЕНЬ

Микробиота зерна. Основные определения и термины. Зерно ячменя всегда в той или иной степени бывает заселено микроорганизмами, среди которых могут присутствовать бактерии, вирусы, дрожжи, актиноми-цеты, микроскопические водоросли, простейшие, микроскопические ми-целиальные грибы (часто называемые плесневыми грибами). Наличие грибов играет решающую роль в порче зерна, хотя доля их в микробиоте свеже-убранного зерна — менее 1 %, тогда как 90-99 % составляют бактерии.

Микроскопические мицелиальные грибы с точки зрения путей их попадания на зерно условно подразделяют на полевые грибы и грибы хране-

Полевые грибы:

альтернария, биполярис, фузариум, кладоспориум и др.

Грибы хранения:

пенициллы, аспергиллы, ризопус, мукор

Поле ^ Хранение ячменя

Сбор урожая

Соложение Хранение солода

Сушка солода

Рис.

1. Изменения в составе микробиоты зерна пивоваренного ячменя за периоды вегетации, уборки, соложения и хранения (по [11])

ния. Среди полевых грибов наиболее часто встречаются альтернария, биполярис, фузариум, кладоспориум, эпикоккум и ряд других. Грибы хранения — это пенициллы, аспергиллы, мукоровые грибы. Термин «плесневые грибы» чаще относят именно к грибам хранения.

Как следует из термина, заражение полевыми грибами происходит в процессе вегетации ячменя. Инфекция может попадать на зерно как снаружи (с ветром, дождем, пылью, переносящими споры грибов), так и изнутри, когда гриб проникает в растение непосредственно из почвы через корневые волоски и движется по сосудистым пучкам растения в колос.

Заражение грибами хранения происходит в ходе уборки, транспортирования и главным образом в процессе хранения зерна, как правило, снаружи, с поверхности зерна, при попадании на нее спор плесневых грибов. И лишь потом, начав развиваться, плесневые грибы постепенно проникают и во внутренние ткани зерна, к зародышу.

В связи с этим различают поверхностную (наружную) и внутреннюю (субэпидермальную) микро-биоту зерна.

Важно также понятие инфекционной нагрузки, характеризующейся количеством инфекционного материала (грибного мицелия и спор), приходящегося в среднем на одно зерно. Инфекционная нагрузка может сильно различаться у свежеубранного зерна ячменя (здесь она минимальная), у зерна ячменя, имеющего тот или иной срок хранения, у зерна солода и т.д. По оценкам разных авторов, на одном зерне на стадии созревания может присутствовать (в колониеобразующих единицах, КОЕ) около 105 бактерий, 104 дрожжей, 103 полевых грибов, т.е. в сумме более 1010 микроорганизмов [8]. На практике инфекционную нагрузку оценивают визуально (под микроскопом с малым увеличением, после инкубации зерен в течение 5 сут во влажной камере на фильтровальной бумаге) и выражают в баллах от 1 до 5, считая оценку в 1 балл минимальной, когда зерно выглядит практически чистым или имеет единичные зоны грибного роста, и 5 баллов — максимальной, когда зерно покрыто сплошным густым газоном грибного мицелия.

Изменения в составе микробиоты зерна пивоваренного ячменя в процессе его уборки, хранения и производства солода схематически изображены на рис. 1.

Таблица 1

Русское наименование гриба Латинское наименование гриба

Полевые грибы 1

Альтернария альтерната ALternaria aLternata (Fr.) KeissLer

Биполярис сорокиниана BipoLaris sorokiniana (Drechslera state

(конидиальная стадия Кохлиоболюс сативус) of CochLioboLus sativus) Shoemaker

Фузариум поа Fusarium poae (Peck) Wolienw.

Фузариум споротрихиоидес Fusarium sporotrichioides Sherb.

Фузариум трицинктум Fusarium tricinctum (Corda) Sacc.

Фузариум вертициллиоидес, син.: Fusarium verticiliioides (Sacc.) Nirenberg; syn.:

Фузариум монилиформе Fusarium moniliforme Sheidon.

Фузариум пролифератум Fusarium proiiferatum (Matsushima) Nirenb.

Фузариум граминеарум Fusarium graminearum Schwabe

Фузариум авенацеум Fusarium avenaceum Sacc. (Fr.)

Фузариум оксиспорум Fusarium oxysporum (Schlecht) Snyd.Hans

Фузариум кульморум Fusarium cuimorum (W.G.Sm.) Sacc.

Фузариум нивале (Микродохиум нивале)* Fusarium nivale Ces. [Microdochium nivale (Fr.)

и др. виды фузариума Samuels et Hallet], et al. spec.

Эпикоккум пурпурасценс Epicoccum purpurascens Ehrenb. Ex Sehl.

Кладоспориум гербарум Cladosporium herbarum Link ex Fries

Дрекслера граминеа Drechslera graminea Shoemaker

Дрекслера терес Drechslera teres Shoemaker

Нигроспора сферика Nigrospora sphaerica (Sacc.) Mason

Трихотециум розеум Trichothecium roseum Link ex Fries

Артроботрис спец Arthrobotrys spec. Corda

Акремониелла атра, син.: Acremoniella atra (Corda) Sacc. syn.:

Моноподиум уредопсис Monopodium uredopsis Delacr.

Тамнидиум элеганс Thamnidium elegans Link

Абсидия коримбифера Absidia corymbifera (Cohn) Sacc.et Trott

Триходерма вириде Trichoderma viride Persoon ex Fries

Стемфилиум сарциниформе Stemphylium sarciniforme Wiltschire

Ботритис цинерея Botrytis cinerea Persoon ex Fries

Оидиум монилиоидес (конидиальная стадия Oidium moniLioides Link (Erysiphe graminis DC f.sp.tritici

мучнисторосяных грибов) и др. Em.MarchaL) et aL.spec.

Грибы хранения

Пенициллиум (разные виды) Penicillium spec. Link

Аспергиллус флавус Aspergillus flavus Link

Аспергиллус клаватус Aspergillus clavatus Desm.

Аспергиллус фумигатус Aspergillus fumigatus Fres.

Аспергиллус глаукус Aspergillus glaucus Link

Аспергиллус нигер Aspergillus niger van Tiegh.

Аспергиллус охрацеус Aspergillus ochraceus Wilh.

Аспергиллус кандидус и др. виды Aspergillus candidus Link, et al. spec.

Ризопус нигриканс Rhizopus nigricans Ehrenb.

Мукорхиемалис Mucor hiemalis Wehmer

Мукор рацемозус Mucor racemosus Fres.

Мукор цирцинеллоидес и др. виды Mucor circinelloides van Tiegh., et al. spec.

Микробиота соложения

Геотрихум кандидум, син.: Geotrichum candidum Link ex Persoon syn.:

Оидиум лактис Oidium lactis Fresenius

Ауреобазидиум пуллуланс Aureobasidium pullulans (De Bary)Arnaud

Дрожжи аскомицетовые (1), Ascomycetes (1),

несовершенные (2) разных видов: Fungi Imperfecti (2):

род Кандида (2) Genus Candida (2)

род Пихия (1) Genus Pichia (1)

род Хансенула (1) Genus Hansenula (1)

род Родоторула(2) Genus Rhodotorula (2)

род Сахаромицес(1) Genus Saccharomyces (1)

род Спороболомицес(2) Genus Sporobolomyces (2)

род Торулопсис (2) Genus Torulopsis (2)

родЭндомицес(1) Genus Endomyces (1)

род Дебариомицес (1) Genus Debaryomyces (1)

род Трихоспорон (2) Genus Trichosporon (2)

род Бреттаномицес (2) Genus Brettanomyces (2)

род Криптококкус (2) Genus Cryptococcus(2)

и др. виды et al. spec.

Бактерии: Bacteria:

бесспоровые и споровые Pseudomonas sp., Enterobacteriaceae sp., Bacillus sp.

Leuconostoc lactis, Leuc. mesenteroides,

молочнокислые Lactobacillus plantarum, Lb. paracasei et al. spec.

: Разные авторы придерживаются разного мнения относительно систематического положения и названия этого вида фузариума.

Согласно К.М. Кристенсену [5], на зерне ячменя можно обнаружить более 150 различных видов грибов. Список микроскопических грибов, дрожжей и бактерий, наиболее часто встречающихся в условиях средней полосы Европейской России на ячмене, а также на приготовленном из него солоде, составленный по нашим данным, приведен в табл. 1.

Анализ микобиоты зерна ячменя. Частота встречаемости, уровень зараженности, характер взаимоотношений с растением-хозяином и роль в процессе порчи зерна у разных видов грибов далеко не одинаковы. Не так давно было признано [6], что на зерне присутствует специфическая (а не случайная)грибная микробио-та, в том числе и микробиота порчи, которую иногда называют «ассоциированной микобиотой». Присутствующие формы подразделяют на доминирующие, субдоминирующие и минорные компоненты микробио-ты; следует также различать виды облигатные, на долю которых обычно приходится до 90 % микробиоты, виды факультативные (около 9,5 %) и случайные (около 0,5 %).

Среди полевых грибов в центральных областях Европейской России на зерне пивоваренного ячменя встречаются практически всегда (частота встречаемости равна 100 %) и обычно доминируют альтернария и Бипо-лярис сорокиниана. Несколько реже и в меньших концентрациях встречаются Эпикоккум пурпурасценс, разные виды фузариума, кладоспориум, дрекслера, еще реже нигроспора, Акремониелла атра, трихотециум, артроботрис, триходерма и др.

Грибы хранения представлены тремя группами: представителями родов Пенициллиум и Аспергиллус и порядка Мукоралес (разными видами мукора и Ризопусом нигриканс).

Состав микобиоты зерна свеже-убранного пивоваренного ячменя с высокими показателями прорастаемо-сти приведен в табл. 2 и на рис. 2. Показаны средние данные, полученные при анализе 38 образцов пивоваренного ячменя, заготовленного в течение нескольких последних лет в следующих областях РФ: Белгородской, Воронежской, Курской, Липецкой, Омской, Новосибирской, Ростовской, Тамбовской, Алтайском крае.

Изменения, происходящие в ми-кобиоте зерна ячменя при более

длительных сроках хранения (от 6 до 18 мес), отражены в табл. 3 (п = 26). При сравнении средних значений в табл. 2 и 3 установлены незначительное снижение содержания всех полевых грибов и существенное возрастание суммарного количества пе-нициллов и аспергиллов в наружной микобиоте зерна с 10 до 38 %.

Обследованные образцы хранили при соблюдении необходимого тем-пературно-влажностного и санитарно-гигиенического режима. Показатели прорастаемости их снизились незначительно — с 95 до 94 %.

Хранение в условиях с нарушениями санитарно-гигиенических требований и температурно-влажностного режима даже и при меньших сроках (10 мес) приводит к тому, что микробиологическое состояние зерна изменяется катастрофическим образом — наблюдается резкое возрастание количества пенициллов и аспергиллов как в наружной, так и во внутренней микобиоте — соответственно 172 и 83 %; способность прорастания снижается до 24 % (табл. 4, п = 6).

Любопытно выглядит микобиота импортных пивоваренных ячменей (страны-экспортеры: Англия, Франция, Дания, Германия; сроки хранения — от 3 до 7 мес) (табл. 5, п = 6). При сохраняющихся достаточно высокими показателях прорастаемости (среднее 92 %) микобиота отличается пониженным содержанием полевых грибов и в несколько раз более высоким содержанием грибов хранения. Уменьшение численности полевых грибов объясняется применением фумигантов при перевозке зерна, которые, однако, не могут обеспечить полного подавления грибов хранения. Низкое содержание биполяриса (в среднем 3 % по сравнению с 50 % у российских ячменей) и более высокое содержание кладоспориума (в среднем 15 % по сравнению с 5 % у российских ячменей) характерны для европейских образцов и являются следствием различий в климатических и экологических особенностях Западной Европы и Европейской России.

Средние показатели четырех рассмотренных групп пивоваренных ячменей суммированы на рис. 3.

Чтобы оценить степень повреждения зерна плесневыми грибами, воспользуемся двумя критериями: показателем прорастаемости зерна и содержанием в зерновой массе мико-токсинов.

Таблица2

Показатель Пределы варьирования Среднее

Способность прорастания, % 90-100 95

X Альтернария 12-98 65

I т. е Биполярис 2-98 51

ев аб Кладоспориум 0-14 5

я 1 Эпикоккум 4-44 17

X са Си О а ^ Фузариум 0-68 17

еи го са %, и са - ом Пенициллы и аспергиллы В наружной микобиоте Во внутренней микобиоте 0-78 0-10 10 0,8

рж ^ та т * ат Мукоровые грибы В наружной микобиоте Во внутренней микобиоте 0-40 0-20 7 0,7

тс о о Акремониелла, нигроспора, артроботрис, трихотециум, триходерма, абсидия, тамнидиум, дрекслера и др. Встречаются эпизодически, единично

Таблица 3

Показатель

Способность прорастания, %

в Альтернария

ТО з од ив Биполярис

не р з и Кладоспориум

ез м Эпикоккум

,в дб жи Фузариум

об

и рг х г Пенициллы

в ат н н е и аспергиллы

тс о С еж а р Мукоровые грибы

В наружной микобиоте Во внутренней микобиоте В наружной микобиоте Во внутренней микобиоте

Пределы варьирования Среднее

84-100 94

20-98 59

1-80 41

0-18 5

0-44 16

0-28 6

0-98 38

0-66 7

0-46 10

0-6 0,6

Прорастаемость зерна — это не просто один из важнейших параметров для процесса соложения. Это еще и интегральный показатель «самочувствия» зерна, степени сохранности его биологических свойств. Поэтому при оценке степени поврежденности зерна оправдана ориентация именно на этот показатель.

Из рис. 3 становится очевидным, что в наибольшей степени показатель прорастаемости зависит от суммы пе-нициллов и аспергиллов. Рассмотрим эту взаимосвязь более подробно.

Сравним содержание суммы пе-нициллов и аспергиллов в составе наружной и внутренней микобиоты трех групп ячменей: свежеубран-ных, хранившихся в хороших усло-

Таблица 4

Показатель

Способность прорастания, % ш Альтернария

го о

^ Биполярис

^ са

т Кладоспориум

т ^

¡5 о.

Эпикоккум Фузариум

Пенициллы и аспергиллы

Мукоровые грибы

Пределы варьирования Среднее

11-44 24

16-56 6-54 31 27

0 0

0-8 4

2-14 6

В наружной микобиоте 128-198 172

Во внутренней микобиоте 8-150 83

В наружной микобиоте 18-34 25

Во внутренней микобиоте 0-2 0,7

Показатель

Способность прорастания, %

в Альтернария

з од ив Биполярис

не р з и Кладоспориум

ез м а е Эпикоккум

,в дб жи Фузариум

об 3 ^

и рг Пенициллы

в ат н н е и аспергиллы

тс о С еж а р Мукоровые грибы

В наружной микобиоте Во внутренней микобиоте В наружной микобиоте Во внутренней микобиоте

180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

тХ:Гйг

Таблица 5

Пределы варьирования Среднее

73-97 91,7

6-70 36

0-14 3

6-26 15

18-40 27

0-24 12

22-140 61

2-46 14

2-102 26

0-2 0,6

а

Способность Альтернария Биполярис Кладоспориум Эпикоккум Фузариум

к прорастанию, %

Виды грибов

Сумма Сумма пенициллов мукоровых и аспергиллов грибов

I I Ячмени свежеубранные, 1-2 мес после уборки; п = 38

I I Ячмени, хранившиеся 6-18 мес; п = 26

I I Ячмени, хранившиеся в плохих условиях (10 мес); п = 6

I I Ячмени импортные (3-7 мес хранения); п = 6

Рис. 3. Способность к прорастанию (%) и микобиота зерна

пивоваренных ячменей (в % зараженных зерен) в зависимости от сроков и условий их хранения (средние значения)

виях и хранившихся в плохих условиях (в последнем случае зерно пришло в полную негодность) на фоне изменения показателей прорастае-мости зерна (по средним значениям в группах, рис. 4). Отчетливо видно, как резко, с 95 до 24 %, снижается способность прорастания зерна в случаях, когда зараженность его

грибами хранения (пенициллами и аспергиллами в сумме) достигает значений, близких к 170 %, в наружной микобиоте и превышающих 80 % во внутренней микобиоте. При этом количество мукоровых грибов (см. рис. 3) увеличивается далеко не так значительно, и в обследованных образцах, скорее всего, мукоровые

грибы не играли существенной роли в порче зерна.

Проследим связь между показателями прорастаемости зерна и уровнем зараженности его пенициллами и аспергиллами на примере 33 образцов пивоваренного ячменя разной степени сохранности (рис. 5).

Видно, что у ряда образцов прорас-таемость еще остается на высоком уровне (90 % и выше) при довольно значительном заражении, в отдельных случаях даже до 80-100 % в наружной микобиоте и до 30 % во внутренней. Средние же значения зараженности грибами хранения для группы образцов, имеющих показатели прорастае-мости не ниже 90 %, а в среднем 95 % (первые 24 образца), составляли 34 % для наружной микобиоты и 4,5 % для внутренней.

Корреляционно-регрессионный анализ показал, что между содержанием грибов хранения в микобиоте зерна и его способностью к прорастанию наблюдается высокая степень линейной отрицательной корреляционной зависимости: коэффициенты корреляции равны соответственно гн = -0,90 для наружной микобиоты и гв = -0,86 для внутренней. Уравнения регрессии показателя прорастаемости Y (%) на сумму пенициллов и аспергиллов XН (%) и XВ (%) выглядят следующим образом (рис. 6):

YН= -0,37ХН + 100; Щ = 0,81); YВ = -0,69ХВ + 100; (Щ2 = 0,74).

Согласно уравнениям регрессии прорастаемость зерна сохраняется на уровне 90 % и выше при уровне зараженности пенициллами и аспергиллами во внутренней микобиоте ниже 15 %, в наружной микобиоте — до 30 %. Однако видно (см. рис. 5), что разброс у наружного показателя значительно больший, чем у внутреннего, вследствие чего он выглядит менее надежным. В целом оба эти показателя, поскольку они касаются биологических систем и находятся под влиянием большого числа посторонних факторов, должны рассматриваться только как ориентировочные.

Содержание микотоксинов в зерне ячменя. В образцах свежеубран-ного или непродолжительно (до 4 мес) хранившегося пивоваренного ячменя с высокими показателями прорастаемости (90 % и выше) определяли

пять микотоксинов (в соответствии с требованиями к продовольственному зерну, утвержденными СанПиН 2.3.2. 1078-01 и 2.3.2.2401-08): образуемые фузариями — дезоксинива-ленол (ДОН), Т-2-токсин, зеа-раленон; синтезируемые грибами хранения пенициллами и аспергил-лами — афлатоксин В1, охраток-син А (ОТА). Обобщенные результаты представлены в табл. 6.

В двух образцах из числа обследованных был обнаружен ДОН, в двух — Т-2-токсин, в двух — афла-токсин, в одном случае был обнаружен зеараленон и в одном — охратоксин А. Концентрация микотоксинов превышала ПДК в двух образцах из 36 обследованных, что составляло 5,6 %: в одном образце присутствовал Т-2-токсин в концентрации 150 мкг/кг, что составляло 1,5 ПДК. В другом случае был обнаружен охратоксин А в концентрации 10 мкг/кг, что соответствовало 2 ПДК.

Таким образом, здоровый свеже-убранный или непродолжительно хранившийся ячмень с высокими (90 % и выше) показателями прорастаемости приблизительно в 95 % случаев бывает свободен от микотоксинов в концентрациях, превышающих ПДК.

Требования к микробиологическим показателям зерна пивоваренного ячменя. Анализ вышеприведенных данных позволил следующим образом сформулировать требования к микробиологическому состоянию пивоваренных ячменей (критерии оценки).

Ячмень свежеубранный. Микро-биота свежеубранного здорового зерна ячменя с высокими (90 % и выше) показателями прорастаемости имеет следующие характеристики:

• инфекционная нагрузка 1 -3 балла;

• видовой и численный состав грибов в умеренных и средних широтах России близок к приведенному в табл. 2 и на рис. 2, причем наружная и внутренняя микобиота по этим показателям практически не отличаются или отличаются незначительно;

• грибы хранения — пенициллы, аспергиллы, мукоровые грибы — отсутствуют или встречаются единично;

• контаминация фузариумом не превышает 50 % при отсутствии фуза-риозных зерен или их присутствии в количестве не более 1 %;

Ж 180

я 170 1 160 -

- ^ 150 -140

I ™ 130

g i 120 i 110-

ü S 100

S I 90

Ii 1 80 -

I S 7°-gï 605 g 50 Ei 40 -™ 30 -

£ 20 CP

Я 10 0

Ячмени свежеубранные, Ячмени, хранившиеся Ячмени, хранившиеся n = 38 хорошо, n = 26 плохо, n = 6

Ячмени с разными сроками и условиями хранения I I Сумма пенициллов и аспергиллов в наружной микобиоте зерна I I Сумма пенициллов и аспергиллов во внутренней микобиоте зерна I I Способность к прорастанию, %

Рис. 4. Зависимость показателей прорастаемости ячменя от степени зараженности зерна грибами хранения (пенициллами и аспергиллами) в наружной и во внутренней микобиоте (по средним значениям в группах)

Образцы ячменя (расположены в порядке убывания показателя прорастаемости)

— Способность к прорастанию зерна, %

• • Зерна, зараженные пенициллами и аспергиллами, наружная микробиота, %

— Зерна, зараженные пенициллами и спергиллами, внутренняя микробиота, %

Рис. 5. Зависимость показателей прорастаемости зерна ячменя от степени зараженности пенициллами и аспергиллами в наружной и во внутренней микобиоте, % зараженных зерен

• содержание биполяриса не должно превышать 50 % в случае его высокой инфекционной нагрузки (больше 3 ед.); биполярис (Bipolaris soro -kiniana) — гриб, содержащий в своих тканях черный пигмент мела-ноидной природы, который водорастворим и переходит в сусло, а затем и в пиво, увеличивая его цветность. Можно ожидать, что ячмень с такими характеристиками с большой долей вероятности (около 95 %) будет свободен от микотоксинов в количествах, превышающих ПДК. Он может быть рекомендован как для непосредственного использования в пивоваренной промышленности, так

и для продолжительного (до года, а в ряде случаев и более) хранения при условии соблюдения необходимого температурно-влажностного и санитарно-гигиенического режима.

Ячмень в процессе хранения. При сохраняющихся высоких показателях прорастаемости (90 % и выше) допускается присутствие грибов хранения (пенициллов и аспергиллов суммарно) во внутренней микробиоте до 10-15 %. Такой ячмень годен как для переработки, так и для хранения.

Ячмень, в котором этот показатель приближается к своей максимально допустимой величине, может быть использован непосредственно в пивова-

Содержание суммы пенициллов и аспергиллов (% зараженных зерен) ♦ Грибы, % снаружи зерна ■ Грибы, % внутри зерна

— Линейный (грибы, % снаружи зерна)

— Линейный (грибы, % внутри зерна)

Рис. 6. Уравнения регрессии для зависимости показателя прорастаемости зерна (%) от содержания суммы пенициллов и аспергиллов (% зараженных зерен) в наружной хН и во внутренней хВ микобиоте зерна

Таблица 6

Показатель Ячмень Солод

Общее количество обследованных образцов 36 (100 %) 120 (100%)

Количество образцов, содержавших микотоксины 8 (22 %) 67 (55,8 %)

Количество образцов, содержавших микотоксины в концентрациях, превышающих предельно допустимые (ПДК) 2 (5,6 %) 9 (7,5 %)

ренном производстве, но не подлежит хранению. Возможные безопасные сроки хранения ячменя будут тем меньше, чем ближе его зараженность пенициллами и аспергиллами к максимально допустимой.

В отношении фузариума сохраняются те же требования, принимая во внимание, что количество фузариума, как и других полевых грибов, в процессе хранения снижается, при этом количество фузариозных микотоксинов, если они имеются, сохраняется на прежнем уровне. Количество фузариоз-ных зерен не должно превышать 1 %.

Необходим анализ содержания микотоксинов, продуцируемых как грибами хранения (афлатоксин Bt и охратоксин А), так и фузариями (ДОН, Т-2-токсин, зеараленон).

ЛИТЕРАТУРА

1. Гарибова Л. В., Лекомцева С. Н. Основы микологии. — М.: Товарищество научных изданий КМК, 2005.

2. ГОСТ 12044—93 «Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения зараженности болезнями». — Минск: Изд-во стандартов, 1993.

3. ИК 9184-074-00334600-08 «Инструкция контроля микологического состояния зерна пивоваренного ячменя и солода». — М., 2008.

4. Кравченко Л. В., Тутельян В. А. Биобезопасность. Микотоксины — природные конта-минанты пищи//Вопросы питания. 2005. Т. 74. № 3. С. 3-13.

5. Кристенсен К. М., Кауфманн Г. Х. Микро-флора//Хранение зерна и зерновых продуктов. — М.: Колос, 1978.

6. Микробиологическая порча пищевых продуктов/Под ред. Клива де В. Блекберна. — СПб.: Профессия, 2008.

7. Наумова Н. А. Анализ семян на грибную и бактериальную инфекцию. — Л.: Колос, 1970.

8. Флэнниган Брайен. Микробиота ячменя и солода. Микробиология пива/Под ред. Ф. Приста и Й. Кэмпбелла. — СПб.: Профессия, 2005.

9. Analytica Microbiologica EBC. 2001.

10. BakerC. D. Recommended Methods of Analysis. Institute of Brewing. — London, 1991.

11. Müller Claudia. Moglichkeiten zur Bewertung des Gesundheitszustandes von Braugerste und Malz//Brauwelt. 1995. № . 21. P. 1036-1054.

12. Papadopoulou-Bouraoui Andri, Vrabcheva Teri, Stroka Joerg, Anklam Elke. Survey of deoxynivalenol in beer using a commercially available enzyme immunoassay method//Euro-pean Comission, DG Joint Research Centre, Institute for Health and Consumer Protection — Food Products Unit. 2002.

13. Thorn J. A. Methos of Analysis, 8th ed. American Society of Brewing Chemists. St Paul, MN, USA. 1992.

Продолжение следует

Новая книга

«Фруктовые и овощные соки»

Авторский коллектив под рук. У. Шобингера (перевод с немецкого 3-го переработанного и дополненного издания под общей редакцией А. Ю. Колеснова, Н. Ф. Берестеня, А. В. Орещенко, 2004 г.)

В уникальном научно-практическом справочном издании, подготовленном ведущими специалистами мировой соковой индустрии, представлены все аспекты производства фруктовых и овощных соков, нектаров и со-косодержащих напитков — от переработки сырья до розлива.

Подробно представлены: производство соков прямого отжима и восстановленных, концентрированных соков; технологическое оборудование для переработки фруктов и овощей; технологии стабилизации и осветления соков; получение концентрированных ароматобразующих веществ; технологии консервирования соков; подготовка и восстановление соков; изготовление нектаров и сокосодержащих напитков, а также их розлив, упаковка и этикетирование.

Большое внимание уделено физико-химическому составу фруктов, овощей и соков из них; утилизации отходов производства, включая очистку сточных вод, а также микробиологическим свойствам соков. Отдельный раздел посвящен методам анализа соков, их идентификации, экспертной оценке и способам выявления фальсификаций. Приведен подробный обзор национальных и международных нормативных документов, в том числе международных стандартов Комиссии Codex Alimentarius, а также основного стандарта, применяемого в ВТО для регулирования производства и обращения соков на мировом рынке — Единого стандарта Codex Alimentarius на фруктовые соки и нектары (CODEX STAN 247-2005), и Директивы Европейского союза на фруктовые соки и однородные продукты для питания человека (Директива 2001/112/ ЕС).

Издание предназначено для специалистов предприятий по переработке фруктов и овощей, производству и розливу соков прямого отжима, розливу восстановленных и концентрированных соков, безалкогольных и слабоалкогольных напитков, для поставщиков сырья и оборудования индустрии напитков, для сотрудников органов контроля и надзора, научных организаций, органов по сертификации и стандартизации, таможенной службы, научных специалистов, студентов вузов.

Заявки присылайте по факсу: 8 (495) 607-20-87.