МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ

АННОТАЦИЯ

В данной научной работе было исследовано влияние различных пищевых добавок на качество и срок хранения хлебобулочных изделий. Для проведения эксперимента были изготовлены тестовые партии хлеба с добавлением указанных пищевых добавок в различных комбинациях. Проводился анализ влияния добавок на такие показатели, как мягкость и эластичность мякиша, пористость, влажность, а также устойчивость к микробиологической порче (дрожжи и плесень). Применение комбинаций пищевых добавок в условиях промышленного производства позволило улучшить физико-химические свойства хлебобулочных изделий, увеличить их срок хранения и обеспечить микробиологическую безопасность продукции. Результаты исследования могут быть полезны для дальнейшего внедрения данных технологий в хлебопекарную промышленность Республики Узбекистан

ABSTRACT

In this scientific work, the influence of various food additives on the quality and shelf life of bakery products was investigated. For the experiment, test batches of bread were made with the addition of the specified food additives in various combinations. An analysis was made of the influence of additives on such indicators as softness and elasticity of the crumb, porosity, moisture, and resistance to microbiological spoilage (yeast and mold). The use of combinations of food additives in industrial production conditions made it possible to improve the physicochemical properties of bakery products, increase their shelf life and ensure the microbiological safety of products. The results of the study can be useful for the further implementation of these technologies in the baking industry of the Republic of Uzbekistan

Ключевые слова: микроорганизмы, эксперимент, готовая продукция, селективные питательные среды, цветовые характеристики, консерванты.

Keywords: microorganisms, experiment, finished products, selective nutrient media, color characteristics, preservatives.

Введение. С каждым годом увеличиваются требования потребителей к органолептическим и физическим характеристикам хлеба, таким как мягкость, эластичность, устойчивость к черствению, а также срок хранения продукции.

Для улучшения вкусовых качеств нередко используют технологию ферментации, так в обзоре детально описаны все плюсы и минусы данной технологии[1]. Интересным решением можно также назвать технологию добавление порошка жимолости к рецептуре, которая была предложена китайскими учёными в их научной работе [2]. Ещё одним инновационным решением является использование наноматериалов в качестве пищевых добавок, но как заявляют авторы статьи, такие решения могут отрицательно повлиять на экологическое состояние региона. И хотя данные модификации хлебобулочных изделий уже применяются в производстве разных стран, риски, которые могут возникать в производственных процессах до сих пор до конца всесторонне не изучены.

В ряде исследований фигурировали различные виды эмульгаторов и их влияние на структуру и текстуру хлебобулочных изделий [3]. Так в литературных иссточниках указано, что использование моно- и диглицеридов жирных кислот (E471) способствует увеличению пористости и мягкости мякиша хлеба, а также замедляет процесс его черствения [4]. Это объясняется тем, что эмульгаторы усиливают взаимодействие между жировыми и водными фазами в тесте, стабилизируют глютеновую сетку и делают тесто более эластичным. Исследование было сосредоточено на разработке и характеристике функциональных хлебобулочных изделий, где использовались различные добавки для повышения питательной ценности и улучшения физико-химических свойств продукции. Результаты их работы показали, что правильный подбор пищевых добавок, таких как антиоксиданты, консерванты и эмульгаторы, может существенно улучшить качество готовых продуктов и увеличить их срок хранения [5]. Важной частью данного исследования стало внедрение функциональных компонентов, которые не только улучшили качество хлебобулочных изделий, но и придали им дополнительные полезные свойства.

Таким образом, рассмотренные исследования демонстрируют актуальность применения добавок в хлебобулочной промышленности для улучшения свойств теста и готовой продукции.

Целью работы было оценить этих добавок и влияние на микробиологическую безопасность.

Для каждого эксперимента было приготовлено тесто по стандартной рецептуре, с добавлением соответствующих ингредиентов. Контрольные образцы были приготовлены без пищевых добавок. Для каждого образца подбирались разные пищевые добавки (эмульгаторы и консерванты) в установленной пропорции. После замеса тесто подвергалось брожению и выпеканию при стандартных условиях в пекарских печах при температуре 200°C в течение 30 минут.

Изделия были оценены по нескольким физико-химическим показателям, таким как: объем и пористость мякиша, мягкость и эластичность (в Ньютонах), влажность.

Для оценки вкусовых и потребительских качеств изделий проводилась дегустация. Группа экспертов (пекари и специалисты предприятия), состоящая из 20 человек, оценивали хлебобулочные изделия по нескольким критериям, таким как вкус, текстура и аромат. Каждый критерий оценивался по 10-балльной шкале, где 10 – максимальная оценка.

Методология. Для оценки эффективности консервантов был проведен микробиологический анализ хлебобулочных изделий. Образцы хранились при температуре 20°C в течение 7 дней, после чего проводился анализ содержания микроорганизмов (дрожжей и плесени). Для этого использовалась методика посева на селективные среды, с последующим подсчетом количества колониеобразующих единиц (КУО).

Микробиологический анализ хлебобулочных изделий был проведен для оценки их микробиологической чистоты и эффективности консервантов в предотвращении роста микроорганизмов, таких как плесень и дрожжи, во время хранения.

Пробы были взяты на 1-й, 4-й и 7-й день хранения изделий. Каждый образец весом около 10 г был взят из центральной части продукта, чтобы исключить возможные внешние загрязнения. Образцы измельчались стерильным ножом, после чего помещались в стерильные контейнеры. Затем образцы разводились в стерильном физиологическом растворе (0,85% NaCl) в соотношении 1:10 (1 г продукта на 9 мл раствора). Полученные суспензии интенсивно перемешивались в течение 2 минут для равномерного распределения микроорганизмов. Для оценки роста микроорганизмов были использованы селективные питательные среды. Из каждой разведенной суспензии было взято 0,1 мл, после чего методом поверхностного посева образцы наносились на поверхность агара в чашках Петри. Для каждого типа среды использовалось по 3 чашки для каждой временной точки и экспериментальной группы. Засеянные чашки Петри были помещены в инкубатор при температуре 25°C для плесени и при 30°C для дрожжей. Время инкубации составило 48 часов для дрожжей, 5–7 дней для плесени.

После инкубации были проведены визуальные наблюдения за чашками Петри. Колонии дрожжей и плесневых грибов подсчитывались с использованием стандартного метода подсчета КУО (колониеобразующих единиц).

Количество КУО пересчитывалось на массу образца и выражалось в КУО/г продукта.

Для изучения срока хранения образцы хранились при разных температурных условиях (20°C и 5°C) в течение 7 дней. Параметры, такие как влажность, текстура и появление плесени, контролировались через регулярные промежутки времени.

Помимо органолептического анализа, были проведены исследования по изменению цветовых характеристик хлебобулочных изделий при использовании пищевых добавок. Измерение цвета производилось с помощью спектрофотометра, где оценивались параметры L* (светлота), a* (красный/зелёный оттенок) и b* (жёлтый/синий оттенок). Продукты с добавлением пищевых добавок демонстрировали более светлый оттенок (параметр L*) и более насыщенные красные и жёлтые тона (параметры a* и b* соответственно). Эти изменения особенно были выражены в Продукте D, где использовались комплексные пищевые добавки (табл. 1). Из этого можно сделать вывод, что такие добавки могут положительно влиять на внешний вид конечного продукта, что также может повысить его потребительскую привлекательность.

Таблица 1.

Цветовые характеристики хлебобулочных изделий

Интересные результаты были получены и в контексте различных видов муки, использованных для создания изделий. В исследования были включены как традиционная пшеничная мука, так и альтернативные варианты, такие как ржаная и кукурузная мука. [1-3] Результаты показали, что добавление эмульгаторов улучшает структуру изделий из всех видов муки, но особенно заметное влияние наблюдалось при использовании ржаной муки, которая отличается большей плотностью и склонностью к образованию более плотной текстуры без добавок. При добавлении эмульгаторов ржаные изделия становились более мягкими и воздушными, что позволяло получать продукт, близкий по своим характеристикам к изделиям на основе пшеничной муки.

Также в рамках работы было важно точно определить как долго изделия будут сохранять свежесть. При установлении сроков годности образцов важными этапами было зафиксировать начало черствения изделий (оценить изменения текстуры и уменьшение мягкости), а также зафиксировать появление плесени (как визуально, так и с помощью микробиологического анализа). В контрольной группе изделия начали черстветь на 3-й день, в то время как в группе с сорбатом калия срок хранения составил 5 дней, а с пропионатом натрия — 6 дней. В комбинированной группе изделия оставались свежими в течение 7 дней. Влажность изделий с консервантами сохранялась значительно лучше, чем в контрольной группе, с максимальными значениями в комбинированной группе — 36% на 7-й день (табл. 2).

Таблица 2.

Влияние консервантов на срок хранения и влажность хлебобулочных изделий

Для дрожжей колонии имели гладкую, блестящую поверхность, с различной окраской в зависимости от штамма.

Для плесени колонии были шероховатыми и часто имели разветвленную структуру, характерную для плесневых грибов.

Результаты и анализы. Микробиологические результаты позволили оценить степень роста микроорганизмов в зависимости от типа добавленного консерванта. Количественные данные о числе КУО/г были собраны для каждого временного интервала (1-й, 4-й и 7-й дни). После этого проведен сравнительный анализ для каждой группы. В контрольной группе рост микроорганизмов был значительно выше, чем в группах с консервантами, особенно к 7-му дню. Пропионат натрия и сорбат калия оказались эффективными для подавления роста плесени и дрожжей, особенно в комбинированной группе, где наблюдалось минимальное количество КУО/г к 7-му дню (табл. 3). Добавление консервантов значительно снижало количество колониеобразующих единиц (КУО) дрожжей и плесени в хлебобулочных изделиях. Наиболее низкий уровень был в комбинированной группе — всего 50 КУО/г на 7-й день, что подтвердило эффективность консервантов.

Таблица 3.

Микробиологический анализ хлебобулочных изделий

Дополнительно была проведена оценка влияния использования пищевых добавок на себестоимость продукции. В первую очередь, были проведены расчёты себестоимости производства хлебобулочных изделий с использованием различных пищевых добавок. Сюда входили расходы на закупку эмульгаторов (E471, E322, E481) и консервантов (E202, E281), а также базовых ингредиентов (мука, дрожжи, соль и т.д.). Закупочная стоимость добавок была сопоставлена с расходами на традиционное производство без их использования. Применение эмульгаторов увеличило себестоимость на 5-7%, что связано с затратами на добавки. Однако повышение качества продукции позволило увеличить спрос и расширить рынок сбыта, что компенсировало затраты на добавки (табл. 4). Применение консервантов также дало возможность продлить срок хранения изделий, что позволило снизить потери от черствения и увеличить объемы продаж. В результате, использование добавок привело к общему увеличению рентабельности предприятия. Далее был проведён анализ влияния добавок на производственные процессы. Например, использование эмульгаторов привело к улучшению текстурных характеристик теста, что, в свою очередь, уменьшило потери сырья в процессе замешивания и выпечки. Это позволило оптимизировать производственные затраты, повысив выход готовой продукции. Было также отмечено, что добавление консервантов уменьшало количество возвращаемой продукции из-за преждевременной порчи. Продление срока хранения продукции благодаря использованию консервантов позволило сократить убытки от списания нераспроданных изделий. Более длительный срок хранения также расширил возможности по сбыту продукции в отдалённые регионы, что увеличило общий объём продаж. В процессе анализа учитывались данные о возвратах продукции и их снижении после внедрения добавок. Параллельно с производственными показателями проводилась оценка влияния новых характеристик изделий на потребительский спрос. Более длительный срок хранения и улучшенные органолептические свойства хлеба привели к росту лояльности покупателей и, как следствие, увеличению объёмов продаж. Эти данные учитывались при расчёте увеличения доходов предприятия.

Заключение. На основании полученных данных была произведена оценка рентабельности использования пищевых добавок. Для этого рассчитывались следующие показатели:

• Рентабельность продаж (отношение прибыли к выручке), которая увеличилась за счёт сокращения затрат на списание испорченной продукции и роста объёмов продаж.
• Рентабельность продукции (отношение прибыли к себестоимости продукции), которая также возросла благодаря снижению производственных потерь и оптимизации процессов.
• Окупаемость вложений (период, за который окупаются затраты на внедрение новых добавок и оборудование).

Таблица 4.

Экономическая оценка влияния пищевых добавок на себестоимость изделий

Применение эмульгаторов и консервантов в производстве хлебобулочных изделий позволило значительно улучшить их физико-химические и органолептические характеристики.

Результаты данного исследования продемонстрировали, что использование пищевых добавок, таких как эмульгаторы и консерванты, значительно улучшило качество хлебобулочных изделий, включая их текстурные характеристики, срок хранения и органолептические свойства. [4-5] Эти выводы поддерживаются рядом других научных исследований, что подчеркивает их значимость для применения в производственных процессах.

Список литературы:

1. Амориелло, Тициана, Франческо Меллара, Винченцо Галли, Моника Амориелло и Роберто Чиккоритти. 2020. «Технологические свойства и приемлемость для потребителей хлебобулочных изделий, обогащенных пивной дробиной» Foods 9, № 10: 1492.
2. Анашвар Валсалан, Филиз Коксель, Кристина М. Роселл, Манека Малалгода. 2023. Технологии ингредиентов и модификации процессов для увеличения использования древних зерен в хлебопекарном производстве. Food Reviews International. 1-20.
3. Антонио В. Эррера-Эррера, Хавьер Гонсалес-Саламо, Барбара Сокас-Родригес, Хавьер Эрнандес-Борхес. 2019. Глава 5 - Фосфорорганические пестициды (OPPs) в хлебе и муке. Мука и хлеб и их укрепление в здоровье и профилактике заболеваний (второе издание). Academic Press, страницы 53-70.
4. Ardoin R, Smith B, Bean S, Aramouni F. 2023. Оптимизация добавления танина из сорговых отрубей в безглютеновый хлеб. J Food Sci. 88(3):952-961.
5. McHugh T.H., Senesi E. Apple wraps: a novel method to improve 10. the quality and extend the shelf-life of fresh-cut apples. J Food Sci. 2000; 65: 480-5.