Введение к работе
Актуальность работы. В России хлебобулочные изделия относятся к продуктам повседневного и массового потребления, поэтому предприятия хлебопекарной промышленности ориентированы на производство безопасной высококачественной продукции.
Актуальной проблемой хлебопекарной отрасли является ухудшение потребительских свойств хлебобулочных изделий в результате микробной порчи, предотвращение которой имеет важное экономическое и социальное значение.
Основные виды микробиологической порчи - картофельная болезнь и плесневение хлеба. Картофельная болезнь - наиболее опасное и в последнее время широко распространенное заболевание хлеба, возбудителем которой являются бактерии рода Bacillus видов B.subtilis, B.pumilus, B.lwhemformis и др. Этому виду порчи обычно подвержены пшеничные сорта хлеба, производство которых составляет 85% от объема выпускаемой продукции на хлебопекарных предприятиях страны. Хлеб, пораженный картофельной болезнью, непригоден в пищу. Его употребление может вызывать острые отравления и нарушения функций желудочно-кишечного тракта.
Вопросу повышения микробиологической устойчивости хлебобулочных изделий посвящены работы Афанасьевой О.В., Богатыревой Т.Г., Быковченко Т.В., Головинской О.В., Красниковой Л.В., Кузнецовой Л.И., Машкина Д.В., Пащенко Л.П., Поландовой Р.Д., Пучковой Л.Н., Савкиной О.А. и др.
Для борьбы с картофельной болезнью применяются различные методы, средства и технологии, наиболее эффективными из которых являются биологические методы - применение опар, заквасок, жидких дрожжей. Антагонистическая активность этих полуфабрикатов связана с накоплением в них продуктов метаболизма микроорганизмов - органических кислот, бактериоцинов и др. Основную роль в биосинтезе антагонистически активных метаболитов играют молочнокислые бактерии. Но наряду с ними в полуфабрикатах развиваются дрожжи, антагонистическая роль которых обычно не рассматривается.
В медицине и фармакологии используются пробиотические дрожжи Saccharomyces cerevisiae var. boulardii. Ингибиторные механизмы этих дрожжей по отношению к ряду бактерий (Salmonella, Clostridium perfringens, Staphylococcus aureus, Escherichia coll и пр.) были детально изучены и определены. Данные по влиянию дрожжей Saccharomyces cerevisiae var. boulardii на возбудителей картофельной болезни и их применению в хлебопечении отсутствуют.
В связи с этим научное и практическое значение имеет использование дрожжей Saccharomyces cerevisiae var. boulardii при приготовлении хлеба из пшеничной муки различными способами. Применение дрожжей Saccharomyces cerevisiae var. boulardii может служить биологическим методом борьбы с микробной порчей хлеба, не требующим дополнительных затрат. Работа
выполнена в рамках НИР № 610460 «Биоконверсия растительного сырья в производстве продуктов питания».
Цель работы - исследовать и обосновать применение штамма дрожжей Saccharomyces cerevmae var. boulardu (коллекционный номер RCAM 01730) в технологии пшеничного хлеба повышенной микробиологической стойкости.
В соответствии с указанной целью были поставлены следующие задачи:
исследовать антагонистическую активность штамма дрожжей S.cerevisiae RCAM 01730 по отношению к возбудителям картофельной болезни на твердой питательной среде;
изучить физико-химические показатели и биотехнологические свойства штамма дрожжей S. cerevisiae RCAM 01730;
исследовать влияние штамма дрожжей S. cerevisiae RCAM 01730 на показатели, свойства, длительность созревания полуфабрикатов и качество хлебобулочных изделий, приготовленных опарным, безопарным и ускоренным способами, а также с применением жидких дрожжей и пшеничной закваски с заваркой;
выявить влияние штамма дрожжей S. cerevisiae RCAM 01730 на микробиологическую стабильность хлеба при хранении;
разработать технологические рекомендации по производству жидких дрожжей с использованием штамма дрожжей S. cerevisiae RCAM 01730 и провести промышленную апробацию результатов исследования.
Научная новизна работы заключается в следующем:
установлена антагонистическая активность штамма дрожжей S. cerevisiae RCAM 01730 по отношению к спорообразующим бактериям рода Bacillus и способность оказывать на них бактериостатическое воздействие;
выявлено, что штамм S. cerevisiae RCAM 01730 обладает улучшенными биотехнологическими свойствами - подъемной силой, зимазной и мальтазной активностью, скоростью газообразования, потребления сахаров и свободного -аминного азота;
- установлена кислотоустойчивость исследуемого штамма дрожжей и
эффективность его применения в разводочном цикле приготовления жидких
дрожжей и пшеничной закваски с заваркой;
- показано положительное влияние штамма дрожжей S. cerevisiae
RCAM 01730 на свойства полуфабрикатов, интенсивность газообразования,
длительность технологического процесса, физико-химические и органолептические
показатели качества хлебобулочных изделий из пшеничной муки, приготовленных
различными способами: опарным, безопарным и ускоренным, а также с
применением жидких дрожжей и пшеничной закваски с заваркой;
- доказана способность S. cerevisiae RCAM 01730 подавлять развитие
картофельной болезни хлеба в процессе его хранения.
Практическая значимость работы:
- обоснована эффективность использования штамма дрожжей
S. cerevisiae RCAM 01730 в опарном, безопарном и ускоренном способах, при
этом сокращение процесса приготовления теста составляет не менее 25 мин;
- показано сокращение длительности технологического процесса
производства пшеничного хлеба с использованием жидких дрожжей и закваски
с заваркой при применении дрожжей S. cerevisiae RCAM 01730 на 25 и 15%
соответственно;
выявлено, что применение штамма дрожжей S. cerevisiae RCAM 01730 способствует улучшению потребительских свойств хлебобулочных изделий и продлению срока хранения в провоцирующих условиях без признаков картофельной болезни от 24 до 36ч в зависимости от технологии приготовления;
на основании результатов исследований разработаны технологические рекомендации по производству жидких дрожжей с использованием штамма S. cerevisiae RCAM 01730;
проведена промышленная апробация производства пшеничного хлеба с использованием штамма дрожжей S. cerevisiae RCAM 01730 в условиях ООО «Европейский хлеб».
Положения, выносимые на защиту:
- антагонистическая активность штаммов дрожжей по отношению к
возбудителям картофельной болезни хлеба;
сравнительная оценка физико-химических показателей и биотехнологических свойств дрожжей штаммов S. cerevisiae RCAM 01730 и S. cerevisiae RCAM 02150;
эффективность применения S. cerevisiae RCAM 01730 в производстве хлебобулочных изделий из пшеничной муки, приготовленных по различным технологиям;
результаты исследования влияния различных штаммов дрожжей на микробиологическую стабильность хлеба при хранении.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГУНиПТ и НИУ ИТМО (Санкт-Петербург, 2011-2013), Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы в области создания инновационных технологий хранения сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов» ГНУ ВНИИМС Россельхозакадемии (Углич, 2011), Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии переработки продовольственного сырья» (Владивосток, 2011), V и VI Международной научно-практической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2011, 2013), Всероссийской научно-практической конференции ГНУ ВНИИПАКК «Пищевые ингредиенты и инновационные технологии в производстве продукции здорового питания» (Санкт-Петербург, 2013), III Международной научно-практической конференции «Сельскохозяйственные науки и агропромышленный комплекс на рубеже веков» (Новосибирск, 2013), Китайско-русской конференции «Питание и специальные пищевые продукты в экстремальных условиях» (КНР, Харбин, 2013), III Международной научно-технической конференции «Новое в технологии и технике функциональных продуктов питания на основе медико-биологических воззрений» (Воронеж, 2013).
Публикации. По основным результатам исследований опубликовано 9 печатных работ, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, основных выводов, списка используемых источников и приложений. Диссертация изложена на 110 страницах машинописного текста, содержит 32 таблицы и 30 рисунков.
