Bacillus mesentericus

Boala întinderii, boala cartofului sau boala mezentericus (în limba engleză, “ropiness”) este una dintre cele mai frecvente probleme de calitate microbiologică ce afectează pâinea. Această problemă de calitate este generată de o populaţie microbiană relativ eterogenă de bacterii aparţinând genului Bacillus. Deşi multă lume consideră că agentul infecţios este Bacillus mesentericus, cercetările efectuate pe parcursul timpului au evidenţiat participarea alături de acesta şi a altor bacterii înrudite: B. subtilis, B. licheniformis, B. pumilus, B. cereus, B. megatherium etc.


Sporii bacteriei se găsesc in mod obisnuit in sol si ajung de aici pe partile aeriene ale plantelor, şi pe boabele de cereale. Unul dintre vectorii obişnuiţi ai bacteriei este cartoful, motiv pentru care a primit una dintre denumirile precizate mai sus. Majoritatea autorilor consideră drept factori favorizanţi pentru creşterea gradului de contaminare cu B. mesentericus condiţiile climaterice din perioada recoltării (secetă, praf, vânt) şi condiţiile de depozitare a grâului.

Date fiind condiţiile în care sporii bacilului ajung pe grâu, odată infestat opţiunile rămase morarului sunt foarte limitate. Spălarea intensă a grâului poate scădea gradul de contaminare, dar eficienţa acestei metode este destul de redusă şi experienţa nu a impus-o ca o metodă utilizabilă în practica curentă. Soluţia cea mai comună este aceea a amestecării loturilor de grâu sau făinuri infestate cu loturi neinfestate într-o proporţie care trebuie stabilită experimental. Este de la sine înţeles că utilizarea unor substanţe chimice de control a dezvoltării populaţiilor microbiene este exclusă (antibiotice, bacteriostatice, dezinfectanţi). Pe de o parte, bacteria nu se găseşte într-o formă vegetativă deci eficienţa lor este nulă, iar pe de altă parte, utilizarea acestora este limitată de o serie de constrângeri legislative şi mai ales, tehnologice (remanenţa acestor substanţe în făină afectează semnificativ activitatea drojdiei, dacă nu chiar o inhibă).

Condiţiile optime pentru creşterea populaţiei bacteriene sunt stabilite la pH 7 şi 370C. Acestea sunt zonele de pH şi temperatură la care populaţia microbiană creşte cel mai intens. În realitate, intervalul de dezvoltare al bacteriilor care provoacă boala cartofului sunt mult mai largi: 10 – 450C şi pH între 4,9 – 9,3. Cu cât condiţiile de depozitare a pâinii infectate sunt mai apropiate de limitele acestor intervale, cu atât bacteriile se vor dezvolta mai greu, iar simptomele infestării vor putea fi evidenţiate mai târziu, poate chiar dincolo de perioada de valabilitate a produsului. Din această discuţie trebuie să reţineţi două aspecte: primul este legat de condiţiile termice de depozitare ale pâinii, care ar trebui să fie cât mai îndepărtate de intrevalul optim de creştere microbiană, iar al doilea este legat de modul în care poate fi evidenţiată prezenţa bacteriilor care provoacă această boală, folosindu-ne tocmai de condiţiile optime de creştere. Pentru aceasta se iau trei pâini de pe fluxul de producţie sau obţinute în urma unei probe de coacere, se răcesc aproximativ o oră (până când temperatura miezului ajunge la 40 – 45 0C şi se introduc în pungi de polietilenă (sacii menajeri sunt foarte eficienţi). Pungile cu pâine se introduc apoi la termostat la temperatura de 370C. Dacă făina este infestată masiv, primele simptome ale alterării pâinii ar trebui să apară după 10 – 12 ore de la incubare. Oricum, în mod normal, prima verificare se face la 24 de ore de la introducerea în incubator şi presupune ruperea uneia dintre cele trei pâini şi verificarea mirosului şi a aspectului miezului. Mirosul pâinii infestate este asociat cu cel de fân sau fructe stricate. Dacă nu simţiţi acest miros, cercetaţi totuşi ca miezul să nu fi suferit modificări de culoare şi să fie aspru şi relativ uscat la atingere. Dacă dimpotrivă, miezul pâinii devine lipicios şi fragmente din el au tendinţa de a rămâne pe degete, atunci pâinea se consideră infestată. Apariţia acestor simptome la 24 de ore se asociază cu gradul I de contaminare, cea ce înseamnă că măsurile tehnologice care trebuiesc luate vor fi din categoria celor mai dure.

Dacă infestarea nu a apărut la 24 de ore, peste încă 24 de ore se verifică apariţia aceloraşi şimptome în cazul uneia dintre cele două pâini rămase la termostat. Dacă apar simptomele, atunci se consideră că făina este contaminat slab sau “cu gradul II de contaminare”. Pentru ca făina să fie corespunzătoare, cea de-a treia pâine nu trebuie să prezinte simptomele după încă 24 de ore de incubare. Dacă totuşi simptomele apar, trebuie luate în considerare aplicarea unor măsuri de prevenire a manifestării bolii (măsuri despre care vom vorbi mai încolo, pe parcursul prezentării noastre).

Există şi o metodă mai rapidă de apreciere a gradului de contaminare a făinii. Aceasta presupune realizarea unei probe de coacere pornind de la un aluat realizat din 80 grame de făină, 55 ml de apă potabilă şi 0,4 g de bicarbonat de sodiu. Bicarbonatul de sodiu este necesar pentru aducerea pH-ului pâinii în domeniul uşor alcalin, optim pentru dezvoltarea populaţiei microbiene. Aluatul, obţinut pe baza reţetei amintite, se împarte în două bucăţi de câte 65 de grame care se coc timp de 9 minute, în forme, într-un cuptor de laborator la 2200C. Una dintre pâini se introduce amblată la termostat la 370C şi se analizează după 14 ore, urmărind aceleaşi simptome ca în cazul metodei anterioare. Cealaltă pâine, rămasă neambalată, se analizează la 3 ore de la scoaterea din cuptor. Acestei metode îi poate fi cuplată şi o metodă obiectivă de evaluare a gradului de contaminare, pe baza determinării conţinutului de substanţe solubile din miezul pâinilor. Pe măsură ce gradul de contaminare este mai mare, conţinutul de substanţe solubile din miezul pâinii este mai mare.

Cele mai rapide metode de determinare a gradului de contaminare cu Bacillus mezentericus sunt cele microbiologice, dar acestea sunt mai greu de aplicat în industrie, necesitând reactivi, instrumente şi condiţii specifice unui laborator de microbiologie. De exemplu, metoda bazată pe proprietatea bacteriilor sporulate din făină de a lichefia gelatina de pe hârtia fotografică, oferă rezultate semnificative după 15 – 90 de minute de incubare.

Modificarea culorii, consistenţei miezului şi mirosul specific al pâinii infestate sunt rezultatul activităţii enzimelor amilolitice şi proteolitice secretate de bacterii, asupra amidonului şi proteinelor din pâine

Sporii bacteriilor din genul Bacillus sunt foarte rezistenţi la temperatură. În mod normal, pâinea este un aliment pentru obţinerea căruia este necesară trecerea produsului printr-o fază termică ce reduce semnificativ populaţia microbiană. La ieşirea din cuptor, pâinea poate fi considerată unul dintre cele mai sigure alimente din punct de vedere al gradului de contaminare microbiană. Temperatura suprafetei produsului este aceiaşi cu cea din cuptor (220 – 2400C). La această valoare de temperatură se distrug chiar şi formele de rezistenţă ale microorganismelor. Acesta este un aspect pe care trebuie să-l aveţi în vedere atunci când analizaţi o problemă de calitate microbiană la pâine. Un produs care în termenul de valabilitate suferă transformări microbiene la suprafaţă (de exemplu, pete de mucegai), a suferit în mod aproape cert o contaminare ulterioară fazei termice: din aer, de pe ambalaje, de pe mâinile oamenilor etc.

Din păcate, nu aşa stau lucrurile şi cu miezul pâinii. Aici, temperatura nu depăşeşte niciodată 95 – 980C. Aceasta este o temperatură la care sporii bacteriilor din genul Bacillus rezistă într-un număr semnificativ, pentru a germina atunci când temperatura miezului ajunge la valorile optime. Acelaşi lucru este valabil şi în cazul celorlalte probleme de calitate microbiană. Punctele de mucegai apărute în interiorul produsului sunt determinate fie de o încărcătură microbiană mare a făinii, fie în cazul pâinii feliate, de încărcătura microbiană aflată pe cuţitele feliatorului. Dacă folosiţi cantităţi semnificative de ingrediente bogate în fibre, ingrediente care conţin părţi exterioare sau chiar bucăţi întregi din anumite organe ale plantelor, seminţe, tărâţe etc, nu vă grăbiţi să incriminaţi făina înainte de a le supune şi pe acestea unui control microbiologic.

Dacă discutăm strict de Bacillus sp., studiile au arătat că sporii pot fi distruşi doar în condiţii extreme, care îmbină temperaturile mari cu aburul. Aşa cum se observă din graficul de mai jos, aburul la 100 de grade Celsius duce la distrugerea sporilor în 5,5 ore, pe când creşterea temperaturii acestuia la 130 de grade, distruge sporii aproape instantaneu.

ScreenHunter_01 Aug. 31 19.16

 

Nu este o regulă imuabilă că boala întinderii se manifestă doar în brutăriile caracterizate de o stare igienică precară. Ea poate apărea şi în brutăriile în care programele de dezinfecţie şi curăţire sunt aplicate fără abateri. Acest lucru nu trebuie însă să ne descurajeze în a asigura condiţii de sanitaţie din cele mai drastice pe fluxul tehnologic. Trebuie să fim atenţi la o serie de detalii care scapă atunci când curăţirea utilajelor, a benzilor de dospire sau de transport se face la repezeală, între două schimburi. Aluatul uscat, grăsimile, praful de făină, pesmet, ameliorator rămase prin colţurile greu accesibile ale utilajelor, în crăpăturile pereţilor sau pardoselii pot consituie adevărate bastioane în care bacteriile rezistă, proliferează şi de unde pot iniţia infectarea întregului flux de producţie. Trebuie evitată depozitarea pâinii vechi sau a rebuturilor de fabricaţie în zona de producţie.

Depozitul de făină şi materiale auxiliare trebuie să fie bine ventilat, iar temperatura de depozitare nu trebuie să depăşească 25 de grade.

În cazuri severe se impune sterilizarea peretilor si pardoselei din brutarie. Acest lucru se poate face folosind abur sub presiune, spălări cu soluţie de formaldehidă sau fumigaţii cu formaldehidă.

Din punct de vedere al tehnologiei de fabricaţie, strategiile care se pot aplica pentru prevenirea manifestării bolii cartofului sunt destul de limitate şi au ca principiu general creşterea acidităţii produselor finite. Există opinii conform cărora lucrul cu aluaturi mai reci şi prelungirea duratei de dospire ar putea ajuta la limitarea dezvoltării bacteriene şi ar oferi astfel, un avantaj în plus în prevenţia manifestării bolii. Un aspect care trebuie totuşi reţinut este legat de regimul de coacere. Trebuie avut în vedere ca acesta să nu permită menţinerea unui exces de umiditate în miez, fenomen care se petrece atunci când coaja pâinii se formează prea repede (se poate reduce uşor temperatura de coacere şi creşte timpul de coacere). Excesul de umiditate din miez favorizează dezvoltarea populaţiei microbiene. O altă cale de reducere a cantităţii de apă din miez ar putea fi pusă în aplicare încă de la frământare, prin reducerea cantităţii de apă adăugate şi lucrul cu aluaturi mai consistente. De asemenea, răcirea pâinii trebuie să se facă trepat pàna la valori de temperatura ale miezului mai mici de 32 de grade, chestiune extrem de importantă mai ales în cazul ambalării acesteia. Dacă în reţeta de fabricaţie este inclus şi zahăr, acesta trebuie redus sau chiar eliminat, deoarece oferă o sursă facilă de glucoză pentru dezvoltarea populaţiei microbiene.

Aşa cum am afirmat anterior, cea mai frecventă metodă pentru combaterea efectelor infestării cu mesentericus implică utilizarea acidifianţilor. Aceştia sunt în general acizi organici sau săruri ale lor. Cei mai comuni acizi organici utilizaţi în panificaţie sunt acidul acetic şi acidul lactic. Dozele uzuale sunt de 0,2 – 0,3 litri la 100 de kg de făină, dar ele pot fi crescut până la 0,4 % pentru acidul acetic şi 1 % pentru acidul lactic. Anumiţi cercetători au recomandat utilizarea combinaţiilor acid – sarea acestuia (0,1 % acid acetic + 0,2 % acetat de calciu)[1].

 

Acidifianţii au efect şi asupra reologiei aluaturilor. Adaosul lor este asociat cu creşterea parametrilor rezistenţă ai aluaturilor şi implicit a energiei absorbite de aluat la frământare, motiv pentru care în momentul în care sunt adăugaţi acizi organici, trebuie să luaţi în considerare suplimentarea reţetei de fabricaţie cu ameliorator sau o uşoara creştere a timpului de frământare. Este de preferat să folosiţi prima variantă, deoarece enzimele şi emulgatorii conţinuţi de acesta, ajută drojdia să depăşească efectul uşor inhibitor indus de adaosul de acizi organici.

Un alt acid organic utilizat a fost acidul propionic în concentraţii de 0,1 % faţă de făină, dar acesta prezintă dezavantajul că imprimă pâinii un gust specific. Mai utilizate sunt sărurile acestuia, propionatul de calciu şi propionatul de sodiu (0,2 – 0,3 %), săruri care au efecte antimicrobiene mai largi (inclusiv antifungice), dar şi acestea, la dozaje mai mari pot determina aceleşi neplăceri legate de gust.

Mecanismul prin care propionatul de calciu acţionează asupra inhibării microorganismelor se bazează pe regenerarea în faza apoasă a acidului propionic din care provine. Îniţial, are loc disocierea propionatului de calciu în ioni de calciu şi ioni propionat. Ionii propionat reacţionează apoi cu apa şi reformează acidul propionic, reacţie din care rezultă şi doi ioni hidroxil. Având în vedere că pentru regenerarea acidului propionic, care este inhibitorul direct al microorganismelor din aluat, sunt utilizaţi ionii de hidrogen, rata de regenerare a acestuia este dependentă de activitatea ionilor de hidrogen, deci de pH. Cu cât pH-ul aluatului este mai mic, cu atât cantitatea de acid propionic formată va fi mai mare şi invers. La pH 4,9 cantităţile de acid propionic şi propionat din aluat sunt egale. Dependenţa formării acidului propionic de pH este esenţială pentru utilizarea în bune condiţii a efectului inhibitor a acestuia, deoarece pH-ul este o funcţie logaritmică, iar variaţii aparent nesemnificative ale valorii acestuia determină variaţii foarte importante ale cantităţii de acid propionic din aluat. Spre exemplu, creşterea cu 0,3 unităţi a valorii pH-ului determină dublarea cantităţii de acid propionic existentă în aluat [log(2) = 0,3)][2]

Efectul inhibitor al acidului propionic este neselectiv si prin urmare, va afecta si drojdia. Adaosul de propionati sau a altor agenti antimicrobieni (sorbatii, acidul sorbic) trebuie cuplat cu cresterea timpului de dospire sau cu cresterea cantitatii de drojdie adăugate.

Daca se urmareste obtinerea unui efect antimicrobian mai larg este necesara cuplarea actiunii a doi agenti antimicrobieni. Multi brutari folosesc combinatiile propionat – acid sorbic (0,15:0,15 g/100 kg) pentru lărgirea spectrului de acţiune şi inhibarea unui număr mai mare de specii microbiene (bacterii, şi mucegaiuri)


[1] Morgun, K. D.; Vedernikova, E. I., 1976, Prevention of ropiness in bread,
Khlebopekarnaya i Konditerskaya Promyshlennost’
(No. 2) 14-16)

[2] Baking Update, Vol 1, No. 5, http://www.lallemand.com/BakerYeastNA/eng/PDFs/LBU%20PDF%20FILES/1_5PRESV.PDF

Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile tale sau dă clic pe un icon pentru a te autentifica:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s