Микробиальная и экологическая безопасность мучных смесей на основе квиноа

Введение. Порчу любого пищевого продукта можно рассматривать как нежелательные изменения, которые делают его непригодным к употреблению. Из всех типов порчи именно микробиологическая, обусловленная многообразием бактерий, дрожжей и плесеней, может нанести тяжкий вред здоровью, повлечь большое количество отходов и финансовых потерь.

Микробиальные показатели качества являются определяющими для безопасности всех пищевых продуктов, в том числе и мучных смесей. Развитие микробиологических процессов под действием различных факторов в мучных смесях приводит к плесневению, прогорканию, прокисанию и самосогреванию.

Важную роль в безопасности пищевых продуктов играют химические факторы: токсичные элементы и тяжелые металлы. Многолетняя истощенность почв, загрязнение окружающей среды, внесение минеральных удобрений и использование средств защиты растений могут привести к накоплению их в зерне и продуктах его переработки [1].

Представленные в работе мучные смеси предназначены для создания продуктов питания больным с непереносимостью пшеничного белка – целиакией. Целиакия – наследственное заболевание, связанное с атрофией ворсинок кишечника и невозможностью усваивать пшеничный белок глютен. В состав смесей входят мука из семян квиноа, кукурузная, гречневая и рисовая мука, отличающиеся отсутствием глютена. Нетрадиционным сырьем в смесях является мука из семян квиноа – псевдозерновой культуры, набирающей всемирную популяцию благодаря неприхотливости выращивания и уникальному химическому составу [2, 3].

Цель работы . Изучение микробиальной и экологической безопасности безглютеновых мучных смесей.

Задачи :

• -    определение микробиологических показателей безглютеновых мучных смесей различного назначения: КМАФАнМ, БГКП (колиформы), патогенные микроорганизмы (в том числе сальмонеллы), сульфитредуцирующие клостридии, дрожжи и плесени;

• -    определение показателей безопасности безглютеновых мучных смесей различного назначения: токсичные элементы (свинец, кадмий, ртуть, мышьяк), микотоксины и пестициды, радионуклиды;

• -    изучение изменения общего микробного числа (КМАФАнМ) безглютеновых мучных смесей в процессе хранения для рекомендации сроков хранения по данному показателю.

Объекты и методы исследований . Объектами исследований были безглютеновые мучные смеси, компонентный состав которых рассчитан с помощью методов математического планирования и представлен в таблице 1.

Композиции безглютеновых смесей, %

Таблица 1

Состав	Безглютеновая смесь для хлебобулочных изделий		Безглютеновая смесь для мучн. кондитерских изделий		Безглютеновая смесь для макаронных изделий
	Обозначения смесей
	белого цвета	серого цвета	ККК	КККР	КК	РК
Мука квиноа	50	50	40	60	60	70
Мука кукурузная	-	-	45	25	40	-
Мука рисовая	30	25	-	10	-	30
Мука гречневая	-	5	-	-	-	-
Крахмал желатинированный Instant pureflo F	20	20	15	15	-	-

В безглютеновых мучных смесях определяли следующие микробиологические показатели: количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (КМА-ФАнМ) по ГОСТ 10444.15-94, бактерии группы кишечных палочек (колиформы) по ГОСТ 317472012, сульфитредуцирующие бактерии, растущие в анаэробных условиях по ГОСТ 291852014 (ISO 15213:2003). Дрожжи и плесневые грибы определяли по ГОСТ 10444.12-2013 путем выявления и подсчета количества дрожжей и плесневых грибов посевом проб в жидкую питательную среду (агар с дихлораном) в чашку Петри с последующим инкубированием в аэробных условиях при температуре 25±1 °С в течение 5 суток [4].

Были определены показатели безопасности, включающие токсичные элементы, микотоксины и пестициды, радионуклиды. Из токсичных элементов содержание свинца определяли по ГОСТ 26935-86, кадмия – по ГОСТ 26933-86, ртути – по ГОСТ 26927-86, мышьяка – по ГОСТ 26930-86. Из микотоксинов и пестицидов содержание афлотоксина В1 определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии по ГОСТ 31748-2012, Т-2 токсина - по ГОСТ 28001-88, гексахлорциклогексана (α, β, γ-изомеры), ДДТ и его метаболиты, ртутьоргани-ческие пестициды – методом тонкослойной хроматографии по ГОСТ 13496.20-2014. Радионуклиды цезий-137 и стронций-90 определяли спектроскопическим методом измерения удельной активности по ГОСТ 32161-2013 и ГОСТ 32161-2013 соответственно. Полученные результаты исследований сравнивали с нормативами микробиологических показателей и показателей безопасности в соответствии с ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» [5].

Результаты и их обсуждение . Безглютено-вые мучные смеси отличаются многокомпо-нентностью и химическим составом муки квиноа, кукурузной, гречневой и рисовой муки: высокое содержание белков, жиров, углеводов, минеральных веществ и витаминов; они не подвергаются тепловой обработке, поэтому в них может происходить развитие микроорганизмов, как опасное для здоровья потребителя, так и вызывающее их порчу при хранении.

Показатели безопасности характеризуют химическую порчу мучных смесей и при превышении их предельно допустимых концентраций в течение длительного времени могут привести к накоплению в организме и вызвать тяжелые заболевания.

Результаты исследований микробиологических показателей и показателей безопасности мучных смесей представлены в таблице 2.

Таблица 2

Микробиологические показатели и показатели безопасности композиций безглютеновых смесей

Показатель	Безглютеновая смесь для хлебобул. изделий белого цвета		Безглютеновая смесь для мучных кулинарных или кондитер. изделий		Безглютеновая смесь для макаронных изделий
	белого цвета	темного цвета	ККК	КККР	КК	РК
КМАФАнМ, КОЕ/г, не более	1,4×104	1,5×104	1,36×104	1,47×104	1,31×104	1,55×104
БГКП (колиформы), масса (г), в которой не допускается	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.
Патогенные, в т.ч. сальмонеллы, масса (г), в которой не допускается	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.
Сульфитредуци-рующие клостридии, масса (г), в которой не допускается	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.
Дрожжи, плесени, масса (г), где КОЕ не допускается	45±0,01	59±0,01	47±0,01	51±0,01	39±0,01	36±0,01
Свинец	0,15±0,01	0,19±0,01	0,15±0,01	0,16±0,01	0,18±0,01	0,16±0,01
Кадмий	0,011±0,01	0,013±0,01	0,012±0,01	0,012±0,01	0,011±0,01	0,011±0,01
Ртуть	0,007±0,01	0,007±0,01	0,006±0,01	0,005±0,01	0,006±0,01	0,007±0,01
Мышьяк	Менее 0,0001	Менее 0,0001	Менее 0,0001	Менее 0,0001	Менее 0,0001	Менее 0,0001
Афлотоксин В1	Менее 0,002	Менее 0,002	Менее 0,002	Менее 0,002	Менее 0,002	Менее 0,002
Т-2 токсин	Менее 0,01	Менее 0,01	Менее 0,01	Менее 0,01	Менее 0,01	Менее 0,01
ГХЦГ (α, β, γ-изомеры)	Менее 0,01	Менее 0,01	Менее 0,01	Менее 0,01	Менее 0,01	Менее 0,01
ДДТ и его метаболиты	Менее 0,002	Менее 0,002	Менее 0,002	Менее 0,002	Менее 0,002	Менее 0,002
Ртутьорганические пестициды	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.
Радионуклиды, Бк/кг, не более
Цезий-137	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.
Стронций-90	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.	Не обнаруж.

В результате анализа таблицы 2 установлено КМАФАнМ посевов навесок смесей в агари-зованной питательной среде в течение 72 часов при температуре 30±1°С в аэробных условиях для безглютеновых мучных смесей хлебобулочных изделий 1,4-1,5×104КОЕ, безглютеновых мучных кондитерских изделий 1,36-1,47×104КОЕ, безглютеновых мучных смесей для макаронных изделий 1,31-1,55×104КОЕ.

Бактерии группы кишечной палочки, патогенные микроорганизмы (в том числе сальмонеллы), сульфитредуцирующие клостридии обнаружены не были.

Предварительно (через 3 суток) и окончательно (через 5 суток) выявлено отсутствие дрожжевых колоний. Были обнаружены от 45 до 60 колоний плесневых грибов рода Penicillum и Aspergillus в пробе безглютеновых мучных смесей для хлебобулочных изделий, от 47 до 51 колоний – в пробе безглютеновых смесей для мучных кондитерских изделий и 36–39 колоний – в пробе безглютеновых смесей для макаронных изделий.

Согласно ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» для мучных смесей (как продуктов переработки зерна), КМАФАнМ не должно превышать 5×104 КОЕ/г, БГКП (коли-формы), патогенные микроорганизмы (в том числе сальмонеллы), сульфитредуцирующие клостридии не допускаются, количество дрожжей и плесени не более 100 КОЕ в 1 грамме смесей.

Отмечено, что содержание токсичных элементов значительно ниже их ПДК. Количество микотоксинов и пестицидов ниже предела чувствительности метода (менее 0,002–0,01), радионуклиды не обнаружены.

Таким образом, в безглютеновых мучных смесях микробиологические показатели и показатели безопасности соответствуют требованиям ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции».

На следующем этапе было изучено изменение общего микробного числа – КМАФАнМ без- глютеновых мучных смесей в процессе хранения для рекомендации сроков хранения по данному показателю (не является единственным для окончательного установления срока хранения пищевых продуктов). Показатели КМАФАнМ определяют численность групп санитарнопоказательных микроорганизмов, свидетельствующих о степени обсемененности продукта микрофлорой. В состав КМАФАнМ входят непатогенные и патогенные микроорганизмы, численный рост и обсемененность которых необходимо контролировать на всех этапах производства.

Изменение КМАФАнМ безглютеновых смесей для хлебобулочных изделий, мучных кулинарных и кондитерских изделий, макаронных изделий в процессе хранения представлено в таблице 3.

Таблица 3

Продолжительность хранения, мес.	КМАФАнМ безглютеновых смесей различного назначения, КОЕ/г
	белого цвета	темного цвета	ККК	КККР	КК	РК
1	3,1×104	3,5×104	3,51×104	3,4×104	3×104	3,26×104
2	3,4×104	3,91×104	3,57×104	3,83×104	3,1×104	3,41×104
3	3,5×104	4,19×104	3,64×104	4,24×104	3,4×104	3,54×104
4	3,7×104	4,75×104	3,95×104	4,51×104	3,6×104	3,6×104
5	4,10×104	5,1×104	4,29×104	5,26×104	4,09×104	4,2×104
6	4,4×104	5,35×104	4,6×104	5,4×104	4,55×104	4,35×104
7	5,18×104	5,6×104	5,2×104	5,51×104	5,10×104	5,15×104

Изменение КМАФАнМ безглютеновых смесей в процессе хранения

Установлено, что КМАФАнМ для безглюте-новой смеси для хлебобулочных изделий белого цвета в течение 6 месяцев хранения находилось в пределах допустимого уровня (4,4×104КОЕ/г). Для безглютеновой смеси для хлебобулочных изделий темного цвета КМА-ФАнМ увеличивалось быстрее и достигло допустимого значения уже к 4 месяцам хранения (4,75×104КОЕ/г), что, вероятно, объясняется наличием в смеси гречневой муки, являющейся дополнительным источником питательных веществ для микроорганизмов.

Отмечено, что КМАФАнМ для безглютеновой смеси для мучных кулинарных и кондитерских изделий на основе крахмала, кукурузной муки и муки квиноа (ККР) в течение 6 месяцев хранения находится в пределах допустимого уровня (4,6×104КОЕ/г), далее постепенно увеличиваясь. КМАФАнМ для безглютеновой смеси для муч- ных кулинарных и кондитерских изделий на основе крахмала, кукурузной муки, муки квиноа и рисовой муки (КККР) увеличивается быстрее и достигает допустимого уровня к 4 месяцам хранения (4,51×104КОЕ/г), что, возможно, связано с более многокомпонентным составом смеси.

Установлено, что КМАФАнМ для безглюте-новой смеси для макаронных изделий, как на основе муки квиноа/муки кукурузной, так и на основе муки квиноа/муки рисовой, в течение полугода (6 месяцев) находится в пределах допустимого уровня – 4,35×104КОЕ/г и 4,55×104КОЕ/г соответственно. Дальнейшее хранение смесей приводило к увеличению КМАФАнМ, т.е. обсемененности микрофлорой, что создает предпосылки для разработки комплексов мер по предотвращению микробиологической порчи.

Таким образом, при соблюдении определенного температурного режима и относительной влажности воздуха в сухом, чистом и хорошо проветриваемом помещении микробиальная безопасность КМАФАнМ для безглютеновых смесей, состоящих из трех видов муки и крахмала (безглютеновая смесь для хлебобулочных изделий темного цвета: мука рисовая, мука гречневая, мука квиноа; безглютеновая смесь для мучных кулинарных и кондитерских изделий: мука рисовая, мука кукурузная, мука квиноа), соответствует требованиям ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» в течение 4 месяцев, для остальных безглюте-новых смесей – 6 месяцев с даты выпуска.

Выводы . В ходе исследований определены микробиологические показатели и показатели безопасности безглютеновых мучных смесей различного назначения и установлено их соответствие требованиям ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции». Изучено изменение общего микробного числа безглютеновых мучных смесей в процессе хранения и предложены рекомендации по срокам хранения без-глютеновых смесей в зависимости от их компо-нентности – 4 и 6 месяцев.