Болезни хлеба вызываются развивающейся в нем контаминирующей микрофлорой. Хлебобулочные изделия подвергаются плесневению, меловой болезни, болезни, вы­зываемой бактерией «чудесная палочка», а также карто­фельной болезни.

Картофельная болезнь — самое серьезное заболевание хлебобулочных изделий.

Все виды микробиологической порчи делают хлеб не­пригодным для употребления в пищу.

Картофельная болезнь хлеба. Возбудителями карто­фельной болезни хлеба являются бактерии Bacillus mesentericus и Bacillus subtilis. Эти микроорганизмы широко распространены в природе (в воздухе, почве, на растени­ях) и встречаются в том или ином количестве на зерне. Споры картофельной палочки при помоле переходят в муку. Во время выпечки хлеба споры сохраняют свою жизнеспособность (они погибают только при мгновенном прогревании до 130°С или при 100°С через 6 ч). Наиболее благоприятные условия для их прорастания: значитель­ная влажность продукта, нейтральная реакция среды (про­дукта) и температура 37-40°С. Bacillus mesentericus и Bacillus subtilis обладают комплексом активных амило­литических (α-амилаза) и протеолитических (протеина- за, полипептидаза, дипептидаза) ферментов, действие ко­торых и вызывает специфические изменения мякиша хле­ба при заболевании его картофельной болезнью.

Эта болезнь поражает мякиш пшеничного, а в послед­ние годы и ржано-пшеничного хлеба, главным образом, в весенне-летний период. В ржаном хлебе из обойной или обдирной муки вследствие его высокой кислотности бо­лезнь не развивается. Пораженный хлеб сначала теряет свой естественный вкус и аромат, затем в нем появляется своеобразный сладковатый запах, вначале напоминающий запах переспелой дыни или валерианы. По мере развития болезни запах усиливается и приобретает гнилостный от­тенок. Мякиш становится липким, при разломе наблюда­ются слизистые тянущиеся нити. Цвет мякиша изменя­ется, образуются желто-бурые, розовато-грязные пятна.

При сильном развитии болезни мякиш хлеба превра­щается в темную слизистую массу с резким отталкиваю­щим запахом и неприятным вкусом. Поры теряют струк­туру, в мякише образуются вначале маленькие пустоты, затем целые провалы.

Изменение цвета мякиша хлеба при развитии болезни объясняется образованием бактериями розово-коричнево­го пигмента.

Разрушение структуры хлеба происходит в результате способности бактерий Bacillus mesentericus гидролизовать крахмал до растворимых углеводов: сахаров и декстри­нов. По данным В. А. Николаева (1932), в сильно пора­женном мякише хлеба остается около 16% крахмала вме­сто 63%, имевшихся в здоровом хлебе.

Происходят изменения и в составе других веществ хле­ба. В соответствии с «Инструкцией по предупреждению кар­тофельной болезни хлеба» (1998), СанПиН 2.3.2.1078-01 и техническим регламентом таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» мука счи­тается зараженной возбудителями картофельной болезни хлеба, если в нем выявлены признаки болезни через 36 ч.

Можно выделить несколько причин заболевания хле­бобулочных изделий картофельной болезнью:

• высокое содержание спор бактерий Bacillus mesente­ricus и Bacillus subtilis — от 1 до 5 тыс. спор в 1 г пше­ничной муки;
• инфицирование оборудования и помещений хлебопе­карного предприятия спорами бактерий, которое про­исходит при переработке зараженной муки и наруше­нии санитарного режима предприятия;
• вторичная переработка зараженного хлеба;
• нарушение технологических параметров производства хлебобулочных изделий по кислотности, влажности, пропеченности мякиша и др.;
• несоблюдение режима хранения хлеба (хранение не­остывшего хлеба в теплом помещении с повышенной влажностью).

Весьма важен вопрос, связанный с влиянием споровых бактерий на здоровье человека. Картофельная болезнь из­меняет физико-химические, биологические и органолеп­тические свойства хлеба, в связи с чем последний теряет пищевую ценность и непригоден к употреблению. Пора­женный хлеб токсичен и вызывает гибель 70% экспери­ментальных животных (мышей).

Проведенные исследования последних лет свидетель­ствуют о том, что среди других представителей рода Bacillus (Bac. cereus, Bac. licheniformis, Bac. coagulans и др.) встре­чаются штаммы, характеризующиеся патогенными свой­ствами и вызывающие серьезные заболевания человека (эндокардиты, эндофтальмиты, менингиты, септицемии и др.).

Для решения проблемы предупреждения картофель­ной болезни хлеба необходимо осуществлять контроль сырья и продукции для выявления их микробиологичес­кой загрязненности. Существующие методы определения картофельной болезни хлеба дифференцируются на четы­ре группы: технологические, бактериологические, физи­ческие и биохимические.

Наибольшее распространение получил технологиче­ский метод выявления путем пробной лабораторной вы­печки хлеба по методике в соответствии с ГОСТ 27669-88.

Недостатками этого метода являются его субъектив­ность, отсутствие количественной оценки степени обсеме- ненности муки споровыми бактериями, длительность про­цесса определения: 24 и 36 ч.

Специалистами ГНУ ГосНИИХП Россельхозакадемии разработан экспресс-метод определения активности споро­вых бактерий в хлебопекарном сырье и продукции, кото­рый позволяет выявить картофельную болезнь за 6,5-7 ч. Этот метод включен в «Инструкцию по предупреждению картофельной болезни хлеба» для практического исполь­зования. Одним из недостатков этого метода является тот факт, что в маленьком объеме хлеб лучше пропекается и реже заболевает картофельной болезнью.

Бактериологические методы основаны на выделении и установлении количественного содержания спор бакте­рий-возбудителей в исследуемых пробах муки и продук­ции путем посева на плотные и жидкие питательные среды (мясопептонный агар, дрожжевой агар с добавкой сахара, мясопептонный бульон). Несмотря на количественную оценку, эти методы, как и ускоренные технологические, не нашли применения для диагностики зараженности муки споровыми бактериями. Причиной этого является отсутствие корреляции между содержанием спор в муке и возникновением заболевания. В большей степени заболе­вание обусловлено ферментативной активностью споро­образующих бактерий, а не их численностью.

Биохимические методы основаны на определении про­дуктов гидролиза белков и углеводов муки и хлеба под действием ферментов споровых бактерий. Биохимический экспресс-метод (Т. Г. Богатырева, МГУПП) определения протеолитической активности споровых бактерий в хле­бопекарном сырье (в муке пшеничной, овсяной, соевой, в пшеничных отрубях) и в продукции, основанный на ско­рости разжижения желатинового слоя фотоматериала, позволяет в течение 6 ч выявить активность споровых бак­терий, вызывающих картофельную болезнь.

Одним из перспективных биохимических методов оп­ределения зараженности муки является метод определе­ния способности муки к потемнению на приборе БЛИК- Р3 (СМП) и IBM, совместимом с персональным компьюте­ром (ИИК).

Физические методы связаны с определением ответно­го отклика клеток микроорганизмов на внешний раздра­житель (ультрафиолетовые лучи, электрический ток, теп­ловые воздействия и др.). Ускоренный люминесцентный метод А. Я. Пумпянского основан на способности колоний споровых бактерий под влиянием ультрафиолетовых лу­чей принимать ярко-желтую окраску.

Во Франции разработано устройство для определения микробиологической активности микроорганизмов путем измерения электрического тока или значений потенциа­ла, возбужденного микроорганизмами.

В институте теплофизического приборостроения РАН разработан биологический колориметр для оценки бакте­риальной обсемененности продуктов. Принцип действия прибора сводится к определению корреляционной зави­симости между степенью бактериальной обсемененности и изменением теплового потока, обусловленного процес­сами суммарного метаболизма бактерий.

В ГНУ ГосНИИХП Россельхозакадемии проводятся ис­следования по разработке экспресс-метода выявления за­болевания хлебобулочных изделий картофельной болезнью путем определения содержания водорастворимых веществ в мякише с применением рефрактометра ИРФ-478 Б.

Анализ муки на выявление заболевания проводят на мукомольных заводах. Мука, пораженная Bacillus subtilis и Bacillus mesentericus, сопровождается соответствующим удостоверением и направляется на хлебопекарные пред­приятия для промышленной переработки.

Способы предотвращения этого заболевания хлеба под­разделяют на химические, биологические и физические.

К химическим относятся способы, предусматриваю­щие применение молочной, уксусной, пропионовой кислот и их солей (ацетат кальция, пропионаты натрия, калия и кальция, диацетат натрия). Уксусную кислоту вносят в дозировке 0,1-0,2% (в пересчете на 10%-ную кислоту), а соли — в виде водных растворов: ацетат калия — 0,2-0,3% к массе муки; пропионаты натрия, калия и кальция (Е 281, Е 282, Е 283) — 0,3-0,5% к массе муки.

Весьма эффективно введение в тесто пищевой добавки «Селектин» антибактериального действия, которая воз­действует на споры Bac. mesentericus и уничтожает их. Дозировка «Селектина» зависит от степени развития бо­лезни и составляет 50-100 г на 100 кг муки.

Широкое распространение получили комплексные пре­параты зарубежного производства. Среди них можно вы­делить следующие:

• «Фадона» — сухая добавка австрийской фирмы «Ба- кальдрин», рекомендуемая доза которой составляет 0,2-0,4% к массе муки;
• «Аграм» — сухая подкисляющая добавка производ­ства немецкого концерна «Ирекс», рекомендуемая до­зировка — 0,3-0,6% к массе муки;
• «Мажимикс светло-зеленый» — сухая подкисляю­щая добавка, выпускаемая французской фирмой «Ле- саффр», рекомендуемая доза — 0,5-0,8% к массе муки для предупреждения картофельной болезни хлеба и 0,8-1,5% — при ее проявлении;
• «Ропал» (дозировка 0,20-0,25%) и «Телтозан» (2% к массе муки) — германские добавки на основе уксусно­кислого кальция;
• препарат «СР-51» — германская добавка на основе про­пионата кальция, дозируется в количестве 0,5% к мас­се муки в тесте;
• германская жидкая подкисляющая добавка «Флюс- сигзауер», дозировка 0,6-0,7% к массе муки.

В ряде стран для предупреждения картофельной болез­ни хлеба используется комбинация молочной и аскорби­новой кислот.

К биологическим относят способы, предусматриваю­щие повышение кислотности теста путем применения высококислотных заквасок или внесения в тесто части выброженного теста (опары) предыдущего приготовления. Наиболее целесообразно применение пропионовокислой закваски (штамм пропионовокислых бактерий ВКМ-103). Эта закваска эффективно предотвращает возникновение картофельной болезни и плесневения. Пропионовая и му­равьиная кислоты, накапливающиеся в закваске, инги­бируют развитие плесеней и споровых бактерий. Кроме того, в закваске накапливается витамин B₁₂.

Мезофильные закваски кислотностью 18-22 град, при­готовленные в результате культивирования Lactobacillus fermentum-27, добавляются в тесто в дозировке 4-6% к массе муки; концентрированные молочнокислые закваски кислотностью 16-18 град, полученные в результате куль­тивирования Lac.plantarum-30, применяются в дозиров­ке 4-6% к массе муки; комплексная закваска кислотно­стью 6-9 град применяется в дозировке 15-20% к массе муки.

Для предупреждения заболевания хлеба картофельной болезнью разработана пшеничная закваска, получаемая путем культивирования мезофильных молочнокислых бактерий Streptococcus lactis diastaticus. Чистая культу­ра вносится в мучную смесь при соотношении муки и во­ды 1: 3, выдерживается 6-8 ч при 30-32°С до кислотно­сти 14-16 град и расходуется в количестве 15-20%. К не­достаткам этого способа относится то,что при длительном культивировании молочнокислых бактерий они вытесня­ются дикой (спонтанной) бактериальной микрофлорой.

Молочнокислые бактерии Lactobacillus в процессе раз­вития из углеродсодержащих компонентов питательной смеси образуют органические кислоты. Последние снижа­ют активную кислотность среды и препятствуют размно­жению нежелательной микрофлоры.

К физическим относятся приемы, связанные со сниже­нием температуры и активной вентиляцией в остывочном отделении с целью быстрого охлаждения хлеба.

Муку пшеничную с выявленной зараженностью Bac. subtilis и/или Bac. mesentericus рекомендуется использо­вать следующим образом:

• пшеничную высшего или первого сорта — для выра­ботки мелкоштучных изделий массой 0,2 кг и менее, бараночных и сухарных изделий, печенья, пряников;
• пшеничную второго сорта и обойную — для выработ­ки ржано-пшеничного хлеба (орловский, славянский, украинский и др.).

Категорически запрещается перерабатывать хлеб, по­раженный картофельной болезнью (даже в самой незна­чительной степени), в сухарную муку, крошку или мочку и использовать в технологическом процессе.

Хлеб, пораженный картофельной болезнью, должен быть немедленно удален из производства. Вопрос о его ис­пользовании на корм животным в каждом отдельном слу­чае должны решать органы ветнадзора. Хлеб, который не может быть использован на кормовые цели, подлежит уничтожению путем сжигания.

По окончании переработки партии муки, хлеб из ко­торой заболевает картофельной болезнью через 24 или 36 ч после выпечки, складские и производственные помеще­ния, металлические, деревянные и тканевые поверхности оборудования, а также транспортные средства должны быть подвергнуты тщательной механической обработке с удалением остатков муки, теста, хлеба, крошек с помо­щью металлических или капроновых щеток в соответ­ствии с «Инструкцией по предупреждению картофельной болезни хлеба».

После механической очистки дополнительно проводят санитарную обработку оборудования с использованием дезинфицирующих средств. В качестве таких препаратов применяют хлорную известь, хлорамин, уксусную кисло­ту, препараты «Сентабик» и «Септодор», а также другие разрешенные средства дезинфекции.

Обработка оборудования 3%-ным раствором хлорной извести или 2%-ным раствором хлорамина в течение 1 ч приводит к гибели до 70% спор Bac. mesentericus; при ис­пользовании 3%-ного раствора уксусной кислоты погиба­ет 50% жизнеспособных спор, а 0,5%-ного раствора «Сен­табик» и 0,1%-ного раствора препарата «Септодор» — 90% спор.

Помещения, предназначенные для продажи и хране­ния хлеба, должны быть сухими, хорошо вентилируемы­ми. Полки, лотки, стеллажи, контейнеры для хранения хлеба по мере их освобождения следует тщательно очи­щать от крошек, а затем насухо протирать.

При обнаружении в процессе хранения или продажи хлебобулочных изделий признаков их заболевания кар­тофельной болезнью изделия должны быть немедленно изъяты из подсобного помещения и торгового зала. Пол­ки, шкаф, лотки, контейнеры, в которых хранились эти изделия, необходимо тщательно промыть горячей водой с моющими средствами, обработать дезсредством, а затем вновь промыть горячей водой.

Плесневение хлеба чаще всего происходит при дли­тельном его хранении и вызывается попаданием плесени и ее спор из окружающей среды на поверхность продукта. Прорастая внутрь хлеба, плесень начинает развиваться и в мякише. Развитие и рост плесени возможны при темпе­ратуре от 5 до 50°С. Этому процессу способствует повы­шенная влажность воздуха, в атмосфере которого хранит­ся хлеб. Заворачивание хлеба в обычные упаковочные материалы, приводящие к быстрому увеличению влаж­ности корки, положительных результатов не дает, а на­оборот, способствует его плесневению.

Предотвратить плесневение хлеба особенно важно при длительном хранении (для участников экспедиций и дру­гого контингента). Для этой цели в тесто вносят химиче­ские консерванты, например, сорбиновую кислоту и ее соли, которые подавляют развитие плесени; заворачивают хлеб в герметическую влагонепроницаемую термостойкую пленку с последующей тепловой стерилизацией прогре­ванием до температуры 85-90°С в центре мякиша; заво­рачивают хлеб в пленку или бумагу, пропитанную сорбиновой кислотой, с последующей герметической упа­ковкой.

Для очень длительного хранения хлеб подвергают расстойке и выпечке в жестяных консервных банках с закат­кой их сразу после выпечки.

Предотвратить плесневение обычного хлеба можно ус­коренным охлаждением в контейнерах и вагонетках пу­тем усиленной вентиляции.

Меловая болезнь вызывается особыми дрожжеподоб­ными грибами (Endomyces fibuliger, Monilia variabilis), ко­торые попадают в хлеб с мукой. В результате их развития на корке и в мякише хлеба образуются белые сухие пятна, напоминающие мел. Меловая болезнь встречается очень редко, для здоровья человека она не опасна, однако забо­левший ею хлеб не годен для употребления.

Болезнь, вызываемая бактерией «чудесная палочка». Встречается очень редко. «Чудесная палочка» (Serratia marcescens) — бесспоровая бактерия, образующая пиг­мент  красного цвета. Оптимальная температура для ее ро­ста 25-35°С. Бактерия попадает в хлеб из внешней среды, она окрашивает мякиш в красный цвет, осахаривает крах­мал и разлагает белки хлеба. Эта бактерия не образует вредных для человека веществ, однако пораженный ею хлеб теряет товарный вид и не пригоден к употреблению.

При вспышке болезни достаточно вымыть помещение горячей водой, а оборудование обдать кипятком. При тем­пературе 40°С этот микроорганизм погибает.