Изучение контаминированности зерна пшеницы из различных регионов казахстана и других стран

А. А. ЖУБАНОВА, Г. Н. ДУДИКОВА* Г. Ж. АБДИЕВА, А. В. ЧИЖАЕВА ИЗУЧЕНИЕ КОНТАМИНИРОВАННОСТИ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ РЕГИОНОВ КАЗАХСТАНА И ДРУГИХ СТРАН (КазНУ им. аль-Фараби, *КазНИИ пищевой промышленности) В статье приведены результаты мониторинга 25 образцов зерна пшеницы из южных и северных регионов Казахстана и других стран (США, Австралия, Канада) на контаминированность потенциально опасными микроорганизмами, в том числе бактериями B. subtilis, вызывающими картофельную болезнь хлеба. Показана, сильная контаминированность зерна пшеницы из всех регионов Казахстана бактериями B. subtilis и плесневыми грибами Известно, что для большинства стран мира зерно и продукты его переработки являются основным источником питания для человека и кормом для сельскохозяйственных животных. Поэтому проблема микробиологи-ческого загрязнения зерна является одним из главенствующих факторов, определяющих здоровье населения и сохранения его генофонда /1/. В связи с этим одной из важных проблем в хлебопекарной промышленности является изыскание надежных биологических способов предупреждения картофель-ной болезни пшеничного хлеба /2/. Методы биологического контроля над возбудителями заболеваний сельскохозяйственной продукции чрезвычайно разнообразны. Современные данные показывают, что антагонистов можно подобрать к любому возбудителю заболеваний растений бактериального, грибного, актиномицетного и других происхождения /3/. Но основным условием для успешного поиска антагонистов является полная осведомленность о биологии и распространенности возбудителя. Известно что, основная масса микроорганизмов, содержащихся в муке, начинает накапливаться в зерне еще во время уборки, попадая в него с пылью, частицами почвы и из других источников, а также при несоблюдении правильных условий хранения зерна /4/. В зерне сконцентрированы различные питательные вещества и потому оно является благоприятным субстратом для развития микроорганизмов. Только один грамм зерновой массы содержит от нескольких десятков до нескольких сотен и миллионов микроорганизмов /5/. Развитие этих микроорганизмов является одной из возможных причин снижения качества зерна пшеницы и других зерновых культур при хранении. В зависимости от условий хранения зерновой массы изменения в численном и видовом составе ее микрофлоры, могут носить различный характер /6/. До настоящего времени для зерна и муки не разработаны критерии качества по микробиологическим показателям. Однако из литературных источников известно, что качество муки можно считать хорошим, если в ней содержание спорообразующих аэробных бактерий (САБ) B. subtilis - возбудителя картофельной болезни хлеба не более 200 КОЕ/г, (КОЕ-колониеобразующих единиц). Известно также, что мука, содержащая до 10 КОЕ/г САБ, считается слабо, до 100 КОЕ/г умеренно, более 1000 КОЕ/г сильно зараженной /4/. В последние годы распространение картофельной болезни хлеба заметно увеличилось. Это связано, с открытием большого количества минипекарен, в которых микробиологический контроль поступившей муки практически не ведется /7/. В связи с вышеизложенным целью нашей работы являлось изыскание надежных способов предупреждения и предотвращения картофельной болезни пшеничного хлеба и хлебобулочных изделий путем изучения контаминированности пшеницы потенциально опасными микроорганизмами еще на стадии зерна. В задачи работы также входило апробирование методики фирмы Sartorius, основанной на методе мембранной фильтрации микроорганизмов, для изучения микробиологических показателей зерновых культур. Материалы и методы В данной статье приводятся результаты микробиологического анализа 22 образцов зерна пшеницы южных и северных регионов Казахстана, урожая 1999 года и 3 образцов зерна из США, Австралии и Канады. Нами определялось число колониеобразующих единиц (КОЕ) - мезофильных аэробных и анаэробных микроорганизмов (МАФАнМ), в том числе спорообразующих бактерий группы картофельной палочки "B. subtilis", вызывающих картофельную болезнь хлеба. В работе, наряду с классическими микробиологическими методами, использовался метод мембранной фильтрации микроорганизмов на оборудовании фирмы "Sartorius". Смывы из исследуемых образцов зерна пшеницы высевали на следующие среды: мясопептонный агар, сусло агар, молочный агар, на среду МРС-4 с сорбиновой кислотой и на средах фирмы Sartorius - Standard-TCC, Sabourand, VLB. Посевы культивировали при 370С в течение 48 часов. Количество спорообразующих бактерий учитывали из смывов, прогретых на водяной бане в течение 10 мин. при 800С для исключения роста неспоровой микрофлоры. Для документирования результатов, мембранные фильтры высушивали при комнатной температуре, после облучали бактерицидной лампой в течение 10 минут, с целью уничтожения вегетативных форм микроорганизмов. Протеолитическую активность бактерии B. subtilis определяли по диаметру зон протеолиза на молочном агаре /8,9/. Результаты и обсуждение Микробиологические показатели образцов зерна, полученные классическими методами и методом мембранной фильтрации представлены на рис. 1. Как видно, количество колоний на сусло-агаре 4,7х105, на молочном агаре 5,2х105 и также на средах Standard-TCC 5,6х105, Sabourand 3,2х105. Рис. 1 Рис.2 Рост микроорганизмов на среде Standard-TCC и Sabourand На рисунке 2 представлены сухие мембраные фильтры с колониями микроорганизмов выросших на среде Standard-TCC, Sabourand. Питательные среды фирмы Sartorius являются селективно-дифференциальными средами, к примеру, на среде Standard-TCC, хорошо растут бактерии B. subtilis; среда Sabourand предназначена для многих видов микроорганизмов, в особенности для дрожжей, плесеней и грибов, среда VLB применяется для выращивания молочнокислых бактерий. Следует отметить, что при определении обсемененности зерна классическим микробиологическим методом и методом мембранной фильтрации получаются сопоставимые результаты, что позволяет рекомендовать последний для изучения обсеменености зерна пшеницы. Поскольку метод мембранной фильтрации позволяет получать достоверные количественные и качественные результаты по обсемененности зерна, он может быть использован для микробиологического анализа зерна. 1. Метод мембранной фильтрации значительно облегчает подсчет КОЕ, исключает необходимость в подготовке и стерилизации питательных сред и посуды. 2. Среды Standard-TCC, Sabourand и VLB являются взаимодополняющими, их использования позволяют провести полный учет всех групп микроорганизмов. При изучении микрофлоры зерна пшеницы нами были рассмотрены следующие показатели; общее число МАФАнМ, количества КОЕ/г молочнокислых бактерий и B. subtilis, в том числе споровые формы картофельной палочки, количества плесневых грибов. Общее число вышеприведенных групп микроорганизмов представлено в таблице 1. Таблица 1. Микробиологические показатели зерна пшеницы Как видно из таблицы 1, показатели обсемененности зерна пшеницы северных регионов на два порядка выше, чем у зерна южных регионов. Так, общее число КОЕ/г МАФАнМ в образцах зерна северного региона Казахстана 3,2х107 и Канады 2,4 х 104 , в том числе количество спорообразующих бактерий B. subtilis 2,7х106 и 4,2х104 соответственно; в образцах зерна из Канады наличие плесневых грибов не выявлено, тогда как в зерне из северных регионов Казахстана их численность - 1,5х104. В зерне из южных регионов Казахстана обсемененность МАФАнМ, B. subtilis и плесневыми грибами составила - 4,3 х105, 6,8х104; 1,6х103 соответственно, тогда как в образцах зерна из США и Австралии эти показатели на три порядка ниже. Так например, количества МАФАнМ было 5,8х,8х103; численность спорообразующих бактерий 6,4х,9х103, встречаемость плесневых грибов единичная. Большая обсемененность пшеницы северных регионов, возможно, связана с почвенно-климатическими условиями и агротехническими приемами выращивания зерна. Кроме того, в условиях повышенной влажности при хранении происходит его самосогревание, что в свою очередь приводит к нарушению сапрофитной микрофлоры зерна /6/. Ранее было показано, что картофельная болезнь хлеба чаще встречается в южных областях Казахстана. Однако, по нашим данным, обсемененность зерна из северных регионов тоже высока, т. е. картофельная болезнь хлеба распространена повсеместно. Очевидно, это связано, с протеолитической и амилолитической активностью возбудителя картофельной болезни хлеба - спорообразующих бактерий B. subtilis. На рисунке 3, 4 представлены фотографии, демонстрирующие протеолитическую активность культур B. subtilis, выделенных из Алматинской и Акмолинской области. Действительно, согласно результатам наших исследований, культуры B. subtilis проявляют высокую протеолитическую активность. Так, диаметр зоны протеолиза достигал 18-35 мм. Рис. 3, 4 Протеолитическая активность культур B. subtilis В ходе работы из образцов зерна были выделены, наиболее активные в отношении протеолиза возбудители картофельной болезни хлеба - 56 штаммов B. subtilis и 26 штаммов молочнокислых бактерий, предполагаемых антагонистов к B. subtilis. Таким образом, интерпретация полученных нами результатов в соответствии с инструкцией по микробиологическому контролю качества муки и хлебобулочных изделий позволяет констатировать, что зерно пшеницы из Казахстана сильна заражено бактериями B. subtilis и плесневыми грибами, по сравнению с пшеницей других стран. ЛИТЕРАТУРА 1.Омельченко , поврежденные и испорченные микроорганизмами и самосогреванием как критерий санитарно-гигиенического состояния пшеницы и кукурузы. Автореф. дисс… канд. техн. наук.- М., -1991. - С.1-9. 2., , Тулемисова защита хлеба от картофельной болезни хлеба.- Алматы. -1998. - С. 4-32. 3. Ремеле микромицетами и их токсинами зерна основных сельскохозяйственных культур Казахстана. Автореф. дисс…раб. - Алматы.-1997.-С.25. 4. Скокан качества основных видов сырья, используемого в кондитерском производстве, по микробиологическим показателям. // Хранения и переработка сельхозсырья.-2000, -№2. - С.18-24. 5. Афанасьева контроль хлебопекарного производства. - М.: Пищевая промышленность. -1976. - С. 113. 6., Карцев микробиология пищевых продуктов. - Л.: Медицина. -1986. - С. 164. 7. Поликомпонентные улучители для хлебобулочных изделий из пшеничной муки. // Хлебопродукты.-1998. -№1. - С.15-18. 8. Егоров по микробиологии. - М.: Изд-во МГУ -1986.-С.35-42. 9. Инструкция. "Методика проведения микробиологического анализа муки и хлебобулочных изделий".- Алматы. -1999. -С.1-20. SUMMARY The article contains the results of monitoring of wheat grains by contaminaton by potientially dangerous microorganisms, in that number the bacterium B. subtilis, which causes the potato disease of bread. The 25 samples of wheat grains from the Southern and Northern regions of Kazakhstan and other countries (the USA, Ausatralia, Canada) were investigated. The strong contaminaton of wheat grain by bacterium B. subtilis and mold in all regions of Kazakhstan is shown.