СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАРАЖЕННОСТИ ХЛЕБА Российский патент 2000 года по МПК G01N33/10 A21D8/02 

Изобретение относится к хлебопекарной промышленности и может быть использовано для установления зараженности хлеба бактериями группы сенной палочки, в частности Вас.Mesentericus и Bac.Subtilis, способные за короткое время (20-30 ч) превратить хлеб в непригодную для употребления массу.

Известен способ определения зараженности хлеба картофельной болезнью, включающий подсчет количества бактерий (Демчук А.П., Ройтер И.М. Методы выявления и предупреждения картофельной болезни хлеба. - М., 1970). К достоинствам способа относится его информативность, однако способ длителен - до 3 суток, требует приготовления элективных сред, не позволяет прогнозировать развитие болезни на ранних стадиях.

Известны методы, основанные на проведении пробных лабораторных выпечек, охлаждении, термостатировании при температуре 37^oC в течение 24, 48, 72 ч и последующей оценке качества хлеба (ГОСТ 27669-88, Богатырева Т.Г., Поландова Р. Д. Совершенствование методов диагностики картофельной болезни хлеба. М., 1980). Способ также продолжителен во времени и позволяет выявить наличие болезни, но не позволяет прогнозировать болезнь. Недостатком этого метода, кроме того является его трудоемкость и отсутствие количественной оценки степени обсемененности муки споровыми бактериями, длительность процесса определения.

Наиболее близким к заявляемому является способ, учитывающий биохимические и коллоидные изменения, возникающие в результате жизнедеятельности бактерий, возбудителей болезни хлеба (Афанасьева О.В. Микробиологический контроль хлебопекарного производства. М.: Пищевая промышленность, 1976).

Сущность способа - прототипа заключается в следующем: в две колбы вносили исследуемую пробу хлеба, мел, воду и тщательно перемешивали. Колбы помещали в кипящую баню. Опытную колбу быстро охлаждали и ставили в термостат на 14 ч. Затем в контрольной и опытной колбах с помощью прецизионного рефрактометра определяли содержание водорастворимых сухих веществ. По возрастанию данного показателя судили о степени зараженности муки.

Данный способ не позволяет выявить зараженность хлеба картофельной палочкой на ранних стадиях развития болезни. Кроме того, данный способ длителен - вместе с пробоподготовкой он занимает до 18 ч.

Задача изобретения: прогнозирование картофельной болезни на ранней стадии, установление степени зараженности хлеба бактериями группы сенной палочки.

Сущность заявляемого технического решения состоит в следующем, исследуемую пробу смешивают с водой, длительно перемешивают, отделяют водную вытяжку, подвергают ее ионному обмену, последовательно пропуская через анионообменную и катионообменную колонки, выделяют элюат, выпаривают его досуха, проводят реакцию этерификации с целью получения этиловых эфиров органических кислот, добавляют несколько капель гексана, затем проводят хромато-масс-спекрирование гексанового экстракта и по соотношению количественного содержания молочной и малоновой, молочной и щавелевой, фумаровой и малюновой, фумаровой и щавелевой определяют наличие зараженности хлеба.

Преимущества заявляемого способа в следующем, способ позволяет идентифицировать все органические кислоты, содержащиеся в образце и оценить их количественно. Установить наличие болезни по соотношению содержания органических кислот, даже в том случае, когда бактерии находятся в стадии латентного периода, то есть с помощью указанного метода возможно прогнозирование заболевания. Продолжительность анализа составляет, включая пробоподготовку, - 6-8 ч, в том числе собственно анализа - не более 50 мин.

Пример конкретного выполнения способа.

1. Образец здорового хлеба подвергали пробоподготовке по заявляемому способу. Для этого 50 грамм хлеба (предварительно отделив корочку) смешивали со 150 мл дистиллированной воды, перемешивали 40 мин, затем фильтровали через бумажный фильтр в мерную посуду. Затем 25 мл полученного экстракта пропускают через анионообменную колонку в OH-форме, для выделения всех кислот образца. Колонку промывали дистиллированной водой для удаления мешающих соединений, а кислоты извлекали 1H гидроокисью натрия и омывали дистиллированной водой. Затем весь элюат пропускали через катионообменную колонку в H⁺-форме (например КУ-2-8), предварительно регенерированную 1H соляной кислотой и промытую до нейтральной реакции. В элюате после катионообменной колонки содержались летучие и нелетучие органические кислоты. Колонку промывали дистиллированной водой для полноты смыва органических кислот (150 мл воды), выпаривали на водяной бане досуха при температуре 70^oC, полученный сухой остаток растворяли в этиловом спирте класса "Экстра" и добавляли несколько капель концентрированной серной кислоты, энергично перемешивали и оставляли на 30 мин для прохождения реакции этерификации. Затем добавляли 1-2 мл гексана, перемешивали, микрошприцем отбирали 1 микролитр гексанового слоя и вводили в хромато-масс-спектрометр Хьюлетт-Паккард МСД 5971 А. В результате в хроматограмме записываются пики этиловых эфиров органических кислот. За критерий заболевания хлеба выбрано соотношение между количеством молочной кислоты к малоновой 2,5:1 и щавелевой 11:1 кислотам, фумаровой к малоновой 4:1 и фумаровой к щавелевой 17:1 кислотам, характерного для здорового хлеба.

2. Образец больного хлеба также смешивается с водой, и далее проводится пробоподготовка по пункту 1, и выполняется анализ на приборе Хьюллетт-Паккард МСД 5971 А. В результате на хроматограмме изменяется соотношение между количеством молочной и малоновой кислот и составляет 1:1, молочной и щавелевой 7:1, фумаровой к малоновой 2:1, фумаровой к щавелевой 11:1.

Нарушение соотношения между указанными кислотами наблюдается на всех стадиях развития болезни в хлебе. Увеличение концентрации малоновой и щавелевой кислот, характерное для заболевшего хлеба, приводит к изменению соотношений молочная: малоновая, молочная:щавелевая, фумаровая:малоновая, фумаровая: щавелевая в сторону его снижения. Следует отметить, что малоновая и щавелевая кислоты выбраны нами в качестве критерия по той причине, что эти кислоты проявляют токсичное действие и возрастание их концентраций в продуктах питания недопустимо. Технологический мониторинг здорового хлеба, вырабатываемого различными предприятиями, показал, что соотношение молочная: малоновая кислоты находится в пределах 2,5-4:1, а молочная:щавелевая кислота 11-15: 1, соотношение фумаровая:малоновая находится в пределах 4-5:1, фумаровая:щавелевая 17-20:1. Уменьшение этих соотношений свидетельствует о начале заболеваний.

Анализы, проведенные по способу-прототипу, не показывают зараженность на ранней стадии развития.

Способ выявления картофельной болезни на ранних стадиях ее развития позволяет предотвратить отпуск в торговую сеть зараженного хлеба и его переработку.

В способе предусмотрено приготовление водной вытяжки хлеба, подвергание ее ионообмену, выпариванию. Проводят реакцию этерификации, готовя гексановый экстракт. Полученный экстракт хромато-масс-спектрометрируют и определяют наличие зараженности по соотношению количественного содержания органических кислот. Данный способ позволяет выявить наличие картофельной болезни на ранних стадиях ее развития. 1 з.п.ф-лы.

1. Способ определения зараженности хлеба бактериями группы сенной палочки, включающий смешивание исследуемой пробы с водой, длительное перемешивание, отделение водной вытяжки, отличающийся тем, что водную вытяжку подвергают ионному обмену, последовательно пропуская через анионообменную и катионообменную колонки, выделяют элюат, выпаривают его досуха, проводят реакцию этерификации с целью получения этиловых эфиров органических кислот, добавляют несколько капель гексана, затем проводят хромато-масс-спектрометрирование гексанового экстракта и по соотношению количественнго содержания молочной и малоновой, молочной и щавелевой, фумаровой и малоновой, фумаровой и щавелевой определяют наличие зараженности хлеба. 2. Способ определения по п.1, отличающийся тем, что у здорового хлеба соотношение между количеством молочной и малоновой кислоты приблизительно 2,5 : 1, молочной и щавелевой приблизительно 11 : 1, фумаровой и малоновой приблизительно 4 : 1, фумаровой и щавелевой приблизительно 17 : 1, для больного хлеба эти соотношения уменьшаются.