Мікробіологія крохмалю, цукру та кондитерських виробів

Крохмаль – природний полісахарид, що є кінцевим продуктом асиміляції вуглецю рослинами, їх резервною поживною речовиною. У рослинах він міститься у вигляді мікроскопічних зерен кристалічної структури. При виробництві крохмалю мікроорганізми не вико­ристо­вуються, а наявність їх наносить шкоду – псує сировину. Сирий крохмаль при зберіганні порушує технологічний процес, є причиною втрат і зниження якості готової продукції. Однак для зацукрування крохмалю використовують ферментні препарати, які отримують з деяких видів мікроорганізмів. Так, із плісеневих грибів Aspergillus oryzia отримують ферментний препарат, який містить комплекс ферментів з високим вмістом амілази. Під дією цих ферментів крохмаль гідролізується з утворенням мальтози, незначної кількості глюкози та декстринів. З бактерій для отримання ферментів використовують Bacillus subtilis і Bacillus diastaticus, які в певних умовах культивування є продуцентами бактеріальних амілаз.

Первинними джерелами інфікування є сировина, вода, ферментні препарати, повітря виробничих приміщень, вторинними – ємкості, апаратура, трубопроводи.

Серед анаеробних мезофільних мікроорганізмів значну шкоду у крохмальному виробництві наносять маслянокислі бактерії. Вони розкладають вуглеводи з утворенням масляної кислоти, бутилового і етилового спиртів та газів, що є причиною ослизнення та закисання сирого крохмалю, порушують процес замочування зерна кукурудзи. Збої в технологічному процесі виробництва крохмалю викликають молочнокислі бактерії, які спричинюють закисання рідкого крох­маль­ного молочка. Bac. subtilis, Bac. mycoides, Bac. megaterium розкла­дають білкові речовини картоплі і кукурудзи, утворюючи аміак, ор­ганічні кислоти, ацетон, оцтовий альдегід. Bac.stearotermophilus зброд­жують глюкозу, сахарозу, мальтозу, порушують процес криста­лізації глюкози.

В результаті життєдіяльності мікроорганізмів знижується вихід крохмалю, його якість, стійкість до зберігання.

Цукор. Технологія виробництва цукру не пов’язана з діяльністю мікроорганізмів, наявність їх часто завдає значної шкоди, спричи­нюючи до втрат цукру як у сировині в період її зберігання, так і під час виробничого процесу. Найбільш небезпечними у цукровому виробництві є лейконостоки. Вони використовують цукор цукрового буряка і утворюють слиз, тобто полімеризують сахарозу.

Гнильні, переважно спороутворюючі бактерії, розкладають білкові речовини буряка. Зустрічаються бактерії, що розкладають цукор буряка з утворенням масляної і оцтової кислот, газів і слизу. Плісеневі гриби, які уражають буряк, використовують цукри і розчиняють клітинні оболонки. Разом із забрудненим і хворим цукровим буряком більшість мікроорганізмів потрапляє у стружку (подрібнений буряк).

У ході технологічного процесу можливе забруднення буряка мікро­організмами через воду, повітря, апаратуру. Особливо сприят­ливі умови для розвитку деяких мікроорганізмів створюються під час дифузії (добуванні цукру з подрібненої сировини). У соку можуть розвиватися бактерії, що викликають полімеризацію глюкози і фруктози, осмофільні дріжджі, які спричинюють спиртове бродіння. У дифузорах спостерігається утворення піни, виділення газів. При розмноженні капсульних бактерій з роду Leoconostoc відбувається перетворення сахарози соку у декстрин, підкислення соку, збільшення його в’язкості. Цьому сприяє зниження температури соку під час дифузії до 35–40^С (замість 75–80^С). Сік псують плісеневі гриби родів Aspergillus і Penicillium.

Для запобігання забрудненню мікроорганізмами цукровий буряк перед нарізанням на стружку споліскують йодофорами, хло­ра­зином-90 та іншими дезенфектантами. Дифузійні апарати систе­ма­тично чистять і дезінфікують 2%-ним розчином формаліну, а при безпе­рервній дифузії у них вводять 40%-ний формалін через кожні 2 год (0,01% до маси буряка).

Важливо підтримувати рН соку на рівні, не нижче 10, оскільки при цьому мікроорганізми не розвиваються.

Готовий цукор забруднюється мікроорганізмами в процесі його очищення, сушіння, пакування і зберігання.

Встановлено, що кількість мікроорганізмів в 1г цукру-піску при вмісті вологи 0,15% складає 50–100 клітин. При підвищенні вологи кількість мікроорганізмів різко збільшується. Мікрофлора цукру пред­ставлена аеробними і анаеробними споровими термофільними і мезофільними бактеріями, які продукують кислоти, а також слизо­утво­­рюючими бактеріями, осмофільними дріжджами, спорами плісеневих грибів.

Часто причиною інфікування цукру мікроорганізмами є тара, і тому для його пакування краще використовувати нові мішки з тканини та багатошарові паперові мішки з полімерними вкладками, які містять значно менше мікроорганізмів, ніж ті, що були у використанні. Дані, що характеризують мікробне забруднення цукру, затареного у мішки з тканини, наведені у табл. 17.

Таблиця 17

Забруднення цукру мікроорганізмами (у перерахунку на 10 г),

за Д.Г.Бронштейном

Назва	Бактерії				Дріжджі	Плісені
	Загальна кількість термофілів	Анаеробні термофіли	Мезо-філи	Термостійкі мезофіли
Цукор на виході із сушарні	14	0	145	10	0	0
Цукор, затарений у мішки з тканини	120	1	425	5	24	13

Забруднення мікробами цукру має важливе зна­чення, оскільки цукор використовують як сировину у багатьох галузях харчо­вої промисловості.

За мікробіологічними показниками цукор-рафінад і цукор-пісок для виробництва молочних консервів, продуктів дитячого харчування та біофармацевтичної промисловості має відповідати встановленим вимогам (табл. 18).

Таблиця 18