CC BY
26
Влияние активированных растворов на микрофлору пивоваренных ячменей и их качества
1Е.В. Чернова, А.М. Гернет, Л.Н. Шабурова
Московский государственный университет пищевых производств
Микрофлора зерна состоит из различных групп микроорганизмов: бактерий, актино-мицетов, мицелиальных грибов. Подавляющая часть микрофлоры зерна состоит из сапрофитов, нуждающихся в органических соединениях, и паразитов. Зерно, богатое питательными веществами, становится благоприятной средой для активного развития микроорганизмов, которые способны питаться его органическими веществами, полностью разрушать его, изменяя физические и химические свойства. Они находятся на поверхности, под семенной оболочкой, а также внутри зерна.
Общее число микроорганизмов в 1 г свежеубранного ячменя — 106 клеток. В свежеубранном зерне численное превосходство среди микрооганизмов имеют бактерии — 96-98 %, а 2-4 % составляют грибы. В доброкачественном зерне преобладает эпифитная микрофлора, представленная родами Erwinia herbicola, Pseudomonas fluorescens, которые составляют 92-99 % бактериальной микрофлоры зерна. Они не обладают способностью разрушать ткани зерна, однако, находясь в активном состоянии, при дыхании выделяют много тепла, что способствует началу процесса самосогревания. В процессе хранения зерна эпифитная микрофлора постепенно исчезает, появляются спороносные палочки рода Bacillus и мицелиальные грибы родов Mucor, Rhizopus, Aspergillius, Penicillium, Helminthosporium, Alternaria.
Нарастание обсемененности зерна микроорганизмами может изменяться в зависимости от климатических условий, методов производства и хранения. Температура и влажность зерновой массы определяют возможность процесса самосогревания, поэтому существуют оптимальные условия для ингибирования этого процесса — температура 10 °С и влажность до 13 %, при которой вода в зерне находится в «связанной форме» и недоступна для микроорганизмов.
Фитопатогенные грибы способны проникать в область зародыша зерна, что приводит к ослаблению его жизненной функции или полной потере их [2]. Основными токсинообразующими видами мицелиаль-ных грибов, развивающихся на зерне при хранении, являются представители родов Aspergillus, Pénicillium, Fusarium.
Число токсигенных штаммов грибов колеблется в пределах от 20-98 %. Оптимальная температура для токсинообразо-вания в пределах 7,5...30 °С. Зерно, содержащее микотоксины — токсины, продуцируемые мицелиальными грибами, — может оказывать неблагоприятное влияние на здоровье человека.
Рядом исследований было доказано, что на производство солода большое влияние оказывает развитие мицелиальных грибов хранилищного и полевого типов, которые влияют на изменение технологических режимов производства и качественные показатели готового солода. Многочисленные
исследования микрофлоры ячменя пивоваренных сортов показали, что степень зараженности ячменя не должна превышать 5-10 % зараженных зерен. При этом основным представителем микрофлоры ячменя, не влияющим негативно на химические и биохимические свойства зерна, является полевой гриб рода АНегпапа.
В работе [3] было исследовано влияние минимального времени обработки нейтральным анолитом чистых культур бактерий и дрожжей. В исследованиях доказана спороцидная активность нейтрального анолита с содержанием активного хлора менее 350 мг/л. Анолит, как хлорсодер-жащий препарат, по своим основным характеристикам соответствует традиционно используемым для целей дезинфекции средствам, содержащим хлор в качестве активного действующего начала. По своей дезинфицирующей активности анолит занимает место между хлором и озоном.
Хлорсодержащие препараты — наиболее распространенные дезинфектанты, обладающие широким спектром противомик-робной активности и быстротой действия. При равном обеззараживающем эффекте предпочтение будет отдаваться тем дезин-фектантам, которые безопасны для человека и не оказывают неблагоприятного воздействия на окружающую среду [3, 4].
Из литературных данных известно, что введение анолита в желудок теплокровных животных не вызывает изменений в важнейших внутренних органах, не оказывает мутагенной активности, не создает аллергенных кожных реакций и рекомендован для широкого внедрения в целях дезинфекции и стерилизации.
Целью данной работы было изучить влияние анолита, близкого к нейтральному, на микробиологическую обсемененность и энергию прорастания ячменя с различными показателями качества.
Для исследования был взят ячмень сорта Одесский 100 с различной способностью прорастания. Для получения анолита использовали установку СТЭЛ-10Н-120-01, предназначенную для электрохимического
# 100
90! 80 « 70-
I 60"
-& 50-
0
1 40-Ï 30
СЦ
£ 20! 10 03 0
15
30
Продолжительность обработки, мин
60
□ перманганат калия (мицел. грибы) □ анолит бактерии
□ анолит (мицел. грибы) — контроль
□ перманганат калия (бактерии)
Рис. 1. Влияние продолжительности обработки дезинфицирующими средствами на внешнюю микрофлору ячменя
# 100' те
! 95.
U
I 90! 85.
с^ ф
m 80-
97
89
15 30 60
Продолжительность обработки, мин
□ контроль
□ перманганат калия
□ анолит
Рис. 2. Влияние продолжительности обработки дезинфицирующими растворами на энергию прорастания
95
92
91
86
82
82
82
75
ячменя
_jE3 1||И|ю и ||Л||ИТКИУ 1 •2003
100 -
ф 80 -
-
СЦ 60 -
п -
40 -
4+ _
о 20 -
s
0
91,9
64
34 62
94
57,9
HÜ
100
Продолжительность обработки, мин
□ анолит+католит (мицел.грибы)
□ анолит+католит (бактерии)
□ анолит (мицел. грибы)
□ анолит (бактерии)
□ перманганат калия на анолите (мицелиальные грибы)
□ перманганат калия
на анолите (бактерии)
□ перманганат калия (мицел. грибы)
□ перманганат калия (бактерии) — контроль
Рис. 3. Влияние продолжительности обработки дезинфицирующими средствами на внешнюю микрофлору ячменя
9б,5 rf 96,0 I 95,5 -
Ci
о
Ci
= 95 -
СЦ s
ï 94,5 -
m
94
95,8
10 15 30
Продолжительность обработки, мин
□ контроль ■ (на АНК)
И □ АНК
□ АНК + католит
Рис. 4. Влияние продолжительности обработки на энергию прорастания ячменя
синтеза моющих, дезинфицирующих и стерилизующих растворов.
Анолит при концентрации активного хлора 0,03 % (300 мг/л) вызывает необратимое повреждение клеточных стенок большинства микроорганизмов уже через 1 мин [1].
Предварительную обработку ячменя, замачивание и солодоращение проводили в соответствии с Технологической инструкцией по производству солода и пива (ТИ-18-6-47-85), энергию прорастания — по известной методике. Внутреннюю микрофлору ячменя определяли посевом на специальную питательную среду Чапека, а внешнюю — по ТУ микробиологического контроля. В качестве контрольного де-зинфецирующего раствора был выбран перманганат калия (KMnO4).
Было определено оптимальное время воздействия анолита на бактерии и мице-лиальные грибы ячменя с невысокими показателями качества. Результаты опыта представлены на рис. 1.
Из приведенных данных видно, что анолит при рН 7,8, ОВП = -26,7mV, акт. хлором 644 мг/л по сравнению с пермангана-том калия при воздействии на зерно в течение 15 мин сокращает процентное содержание микроорганизмов в зерновой массе результативнее, а при 30-минутной обработке анолитом уничтожается до 96 % внешней микрофлоры ячменя. Более длительная обработка не сказывается на бактерицидном действии применяемых средств.
Далее исследовали внутреннюю микрофлору ячменя. При обработке перманга-натом калия она была представлена мице-лиальными грибами хранилищного и полевого типа родов Mucor, Rhizopus, Penicillium, Aspergillus и Fusarium, Helminthosporium, также дикими дрожжами родов Torulopsis olla, Rhodu-torula и эпифитной микрофлорой.
При обработке анолитом мицелиаль-ные грибы хранилищного типа полностью исчезают, а полевые грибы Alternaria, Helminthosporium остаются в неболь-
шом количестве, диаметр их колонии становится меньше, такоИ же эффект достигается по отношению к эпифитной микрофлоре.
В лабораторных условиях была определена энергия прорастания ячменя с невысокими показателями качества (рис. 2).
Из приведенных результатов видно, что энергия прорастания ячменя при обработке перманганатом калия и анолитом увеличивается на 13-15 и 7-10 % соответственно. Но использование перманганата калия в процессе проращивания ячменя имеет недостаток: некоторое количество этого вещества остается на зерне и влияет на товарный вид зерна.
В соответствии с этим мы провели обработку ячменя перманганатом калия, приготовленным на анолите, и обработку зерна анолитом (рН 8,1; ОВП = - 47,9 mV; акт. хлор 501,5 мг/л) и католитом (рН 12,1; ОВП = -276,5 mV). По результатам ряда опытов было определено оптимальное время обработка ячменя: перманганатом калия — 30 мин, анолитом — 15-30 мин, перманганатом калия, приготовленным на анолите — 15 мин, анолитом и католи-том — 10 мин. Результаты опытов показаны на рис. 3.
Из данных экспериментов видно, что перманганат калия, приготовленный на анолите, при 15-минутной обработке влияет эффективнее, внешняя микрофлора ячменя сокращается на 80 %, чем при обработке анолитом и католитом в течение 10 мин (внешняя микрофлора ячменя сокращается на 36 %).
При исследовании внутренней микрофлоры зерна установлено: на ячмене, обработанном перманганатом калия, приготовленном на анолите, не наблюдается роста мицелиальных грибов хранилищного типа, в незначительном количестве остаются мицелиальные грибы полевого типа родов Alternaría, Helminthosporium, а также дикие дрожжи родов Torulopsis olla, Rhodutorula и эпифитная микрофлора.
Одновременно при исследовании внутренней и внешней микрофлоры была про-
верена энергия прорастания обработанного ячменя дезинфицирующими средствами (рис. 4).
При обработке ячменя перманганатом калия, приготовленным на анолите, энергия прорастания остается на уровне энергии прорастания необработанного ячменя (~ 96%).
Проведенные исследования по подбору продолжительности воздействия дезинфицирующих растворов на внешнюю и внутреннюю микрофлору ячменя показали, что оптимальная продолжительность обработки: анолитом — находится в интервале 15-30 мин, при этом внешняя микрофлора сокращается до 95 %, а внутренняя — до 21 %; перманганат калия, приготовленный на анолите уже при 15 мин воздействия на внешнюю микрофлору ячменя сокращает ее на 80 %, внутреннюю — до 31 %; 10-минутная обработка анолитом и католитом сокращает внешнюю микрофлору ячменя на 36 %, а внутреннюю — до 23 %.
В результате проведенных исследований было установлено, что анолит увеличивает энергию прорастания ячменей плохого качества до 108 %, не наблюдается роста мицелиальных грибов хранилищно-го типа при воздействии анолита на ячмень с различными показателями качества.
ЛИТЕРАТУРА
1. Белова В.И., Белова А.С, Соболева М.В., Цвиро-ва И.М, Герасимова В.Н. Влияние электрохимически активированных растворов на ультраструктуру клеток синегнойной палочки/ / Тезисы докл. всеросс. конференции «Методы и средства стерилизации и дезинфекции в медицине». — М.: 1992.
2. Лапина Т.П. Характеристика микрофлоры пивоваренных ячменей //Пиво и напитки. 2001. № 5. С. 22-23.
3. Паничева С.А. Новые технологии дезинфекции и стерилизации сложных изделий медицинского назначения (монография). — М.: Академия медико-технических наук РФ, 1998.
4. Чернова Е.В., Гернет А.М., Шабурова Л.Н., Ко-четкова А.А. Некоторые аспекты применения электрохимически активированных растворов в пивоварении // Пиво и напитки. 2002. №2. С. 30-31.
1•2003
|ПИВО и НАПИТКИ
9б
10
15
30
