Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Применение бактериальных заквасок для оптимизации функционально-технологических свойств мясного сырья и улучшения качества получаемой продукции

ВАК РФ 03.01.06, Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)

Автореферат диссертации по теме "Применение бактериальных заквасок для оптимизации функционально-технологических свойств мясного сырья и улучшения качества получаемой продукции"

На правах рукописи

Л.

У

СЕРГЕЕВА ЛЮДМИЛА ВАСИЛЬЕВНА

ПРИМЕНЕНИЕ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ЗАКВАСОК ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЯСНОГО СЫРЬЯ И УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПОЛУЧАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ

03.01.06 - биотехнология (в том числе бионанотехнологии)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 р, ' "Э *

I и !\1 и

005547002

Ульяновск-2014

005547002

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования национальный исследовательский университет "Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева"

Научный руководитель КАДИМАЛИЕВ ДАВУД АЛИ - ОГЛЫ

доктор биологических паук, профессор ФГБОУ ВПО НИУ "Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева" Официальные оппоненты: ЕЖКОВА АСИЯ МАЗЕТДИНОВНА

доктор биологических наук, ГНУ «Татарский научно - исследовательский институт агрономии и почвоведения РАСХН», заведующая отделом животноводства ГРОМОВЫХ ТАТЬЯНА ИЛЬИНИЧНА доктор биологических наук, профессор ФГБОУ ВПО "Московский государственный университет пищевых производств", кафедра "Биотехнология и пищевая химия", профессор

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет"

Защита диссертации состоится " в часов на

заседании диссертационного совета Д 220.065.01 при ФГБОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени П.А. Столыпина» по адресу:432017, г.Ульяновск, бульвар Новый Венец,1,тел. 8 (8422) 44-30-58; е- mail: komilentajyandex.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени П.А. Столыпина». Полный текст диссертации, автореферат и отзыв научного руководителя размещены на официальном сайте www.ugsha.ru ФГБОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени П.А. Столыпина», объявление о защите - на официальном сайте www.vak.ed.gov.ru ВАК Минобрнау-ки РФ.

Автореферат диссертации разослан f "Q14 года Ученый секретарь г""/?—а

диссертационного совета ryf ¿рПыхтина Лидия Андреевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования

Способность мясоперерабатывающих предприятий к выживанию в условиях конкуренции, а также экономическая эффективность их деятельности предопределяется, прежде всего, уровнем качества вырабатываемой продукции.

В мясной промышленности принята многосортовая жиловка мяса, при которой получают только 20% мяса высшего сорта. Значительная доля (35%) образуемая при жиловке мяса составляет мясо второго сорта, имеющее в своем составе до 20% соединительной и жировой ткани. Соединительнотканные белки не сбалансированы по аминокислотному составу, но элементы соединительной ткани служат одновременно источником пищевых волокон и анаболического белкового материала. Усвояемая часть коллагена улучшает сбалансированность аминокислотного состава и увеличивает адекватность его свойств особенностям метаболических процессов нутриентов на стадии биосинтеза (Липатов H.H., Сажинов Г.Ю., Башкиров О.И., 2001). Но функционально-технологические свойства соединительной ткани недостаточно велики и не дают желаемого эффекта в формировании качественных показателей готового продукта. Из мяса с повышенным содержанием соединительной ткани выпускается весьма ограниченный ассортимент мясопродуктов, представленный колбасами второго и третьего сортов, многие из которых неудовлетворительно реализуются через торговую сеть. В связи с дефицитом мясного сырья в последние годы возникла необходимость разработки способов привлечения ресурсов более низких сортов мяса для производства мясных продуктов.

Одним из основных аспектов биотехнологии является безопасность пищевых продуктов. Мясные продукты - возможные источники поступления в организм человека токсичных веществ (Антипова JI.B., Глотова И.А., Рогов И.А., 2001). Остро стоит вопрос защиты гигиенических и качественных характеристик на стадии производства, хранения и реализации полукопченых колбас. Полукопченые колбасные изделия подвергаются плесневению в период сушки и последующего хранения. Ослизнению и плесневению поверхности дорогостоящей мясной продукции способствуют нарушения санитарно-гигиенических условий и температурно-влажностных режимов производства, хранения и транспортировки, что негативно отражается на органолептических характеристиках продуктов и ограничивает возможности их реализации в торговой сети. Микроорганизмы, развивающиеся на поверхности пищевых продуктов, продуцируют высокотоксичные вещества, обладающие мутагенными и канцерогенными свойствами. Следовательно, необходимы надежные способы, средства и технологические решения, которые, не нарушая традиционных технологических процессов их производства, обеспечат пролонгированную защиту мясных продуктов от поражения плесневыми грибами, дрожжами и нежелательными токсикантами.

Степень разработанности темы исследования

За последнее время возрос интерес к использованию молочнокислых бактерий (МКБ) в качестве защиты от порчи пищевых продуктов.

Благодаря использованию различных способов предварительной технологической обработки коллагенсодержащего сырья, область его применения для изготовления мясных продуктов расширяется (Жаринов А.И., Хлебников И.В., 1993; Антипова Л.В., Глотова И.А., 1997; Лисицын А.Б., 2000; Овчинникова Е.И., 2003; Битуева Э.Б., Жамсаранова С.Д, 2004 и другие).

Накоплен огромный опыт обработки коллагенсодержащего сырья ферментными препаратами. Ряд авторов рассматривают возможность ускорения процессов переработки и изменения свойства мяса путем дополнительного внесения в мясные системы специфических технологических ферментов (Крылова В.Б., Ильина Н.М., 199В; Батаева Д.С., 1999; Боресков В.Г., Докучаев С.А., 2000; Антипова Л.В., Решетник O.A., Пономарев В.Я., 2003; Писменская В.Н., Кузнецова Т.Г., 2003 и другие). Однако вопрос применения биотехнологических процессов направленного изменения функционально - технологических свойств мясного сырья на основе максимального и направленного изменения ресурсов остается актуальным. Это связано с недостаточной изученностью и дефицитом промышленно выпускаемых ферментных препаратов, а также отсутствием или ограниченностью научных подходов к использованию мяса с высоким содержанием соединительной ткани в технологии мясных продуктов. Использование ферментных препаратов животного происхождения для удовлетворения нужд крупнотоннажного мясоперерабатывающего производства следует признать проблематичным (Л.В. Антипова, 1991).

Цель и задачи исследований

Цель работы - конструирование бактериальных препаратов на основе штаммов молочнокислых бактерий, позволяющих улучшить функционально-технологические свойства мясного сырья и повысить качество получаемой продукции.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1.Оценить биохимическую активность отдельных штаммов молочнокислых бактерий и определить их оптимальные соотношения.

2.Приготовить бактериальные закваски из подобранных штаммов молочнокислых бактерий и оценить их влияние на соединительнотканные белки мяса и его функционально-технологические свойства.

3.Оценить эффективность влияния бактериальных заквасок из подобранных штаммов молочнокислых бактерий на функционально-технологические свойства мясных фаршей и их воздействие на гнилостные микроорганизмы и плесневые грибы.

4.Произвести производственную апробацию и оценить эффективность применения бактериальных заквасок в условиях промышленного производства полукопченых колбас.

Научная новизна работы

В качестве новой тенденции для улучшения функционально-технологических и органолептических свойств соединительных тканей мясного сырья предложены бактериальные закваски молочнокислых бактерий, которые наряду с технологическими свойствами, проявляют бактериостатическое действие по отношению к гнилостным микроорганизмам и плесневым грибам

Исследован комплекс функционально-технологических, структурно-механических, органолептических свойств мясного сырья, обработанного бактериальными заквасками, микрофлора которых состоит из подобранных видов и штаммов молочнокислых бактерий. Показана способность подобранных консорциумов молочнокислых бактерий изменять функционально-технологические характеристики мясного сырья с высоким содержанием соединительной ткани. Подобраны виды и штаммы молочнокислых бактерий, обеспечивающие биохимические превращения в мясном сырье и улучшающие микробиологические показатели готовой продукции. Подобранные комбинации молочнокислых бактерий при совместном их культивировании в модельном мясном фарше оказывают влияние на утилизацию нитрита натрия и проявляют бактериостатическое действие по отношению к гнилостным микроорганизмам и плесневым грибам. Разработана технология производства полукопченых колбас, позволяющая увеличить их сроки хранения до 30 суток (в натуральной оболочке). Получен патент на изобретение №2482687 "Способ производства полукопченной колбасы (варианты). Авторы: Сергеева Л.В., Кадималиев Д.А., Бирюков В.В., Козеркина С.В.

Теоретическая и практическая значимость работы Проведено исследование биотехнологического потенциала бактериальных заквасок, способствующих улучшению функционально-технологических свойств мясного сырья и мясных фаршей и, как следствие, направленному регулированию технологических процессов производства и обеспечению гарантированной безопасности готовой продукции. Обработка мясного сырья данными бактериальными заквасками, позволяет улучшить показатели его влагос-вязывающей способности и липкости, а также обеспечивает рациональное использование сырьевых ресурсов, содержащих значительное количество соединительнотканных белков, интенсифицировать процесс производства, повысить безопасность готовой продукции (Технические условия ТУ9213-001-57565851-10 (рецензия и заключение Управления Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Республике Мордовия), сертификаты соответствия полукопченых колбас требованиям нормативных документов № РОСС1Ш. АЯ 81. Н08379 (ООО «Мордовсертификация № 0190810 от 26.05.2011года) и № РОСС1Ш. АЯ 81. Н12202 (ООО «Мордовсертификация № 1290783 от 22. 05. 2013года). Результаты исследований внедрены на мясоперерабатывающем предприятии ТП МПК «Атяшевский», на базе которого выполнялись научные исследования. Подобранные консорциумы молочнокислых бактерий применяются для обработки низкосортного мясного сырья, способствуют снижению себестоимости получаемой мясной продукции и повышению экономических показателей работы данного предприятия. Материалы исследований используются при чтении лекций и проведении лабораторных работ по дисциплинам «Биохимия и микробиология мяса и мясных продуктов», «Биотехнология», «Биохимия мяса и мясных продуктов», «Технология производства колбасных изделий» ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П.Огарёва», ГБОУ РМ СПО (ССУЗ) «Торбеевский колледж мясной и молочной промышленности»

Методология и методы исследования

Работа выполнена в НОЦ «Нанобиотехнологии» ФГБОУ ВПО НИУ "Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева" в рамках программы ПНР-1, раздел «Биопрепараты для сельского хозяйства». В работе использовали физические, химические и микробиологические, регистрационные, органолептические методы исследования.

Объектами исследований служили: Staphylococcus carnosus МЗ, Lactobacillus curvatus HJ5, Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei 37, Debaromyces hansenil DH2, Lactobacillus plantarum ALS plus, Pediococcus acidilactici PA, Staphylococcus xylosus SX 203 , пробиотические препараты «На-ринэ» и «Бифидумбактерин», мясо, мясные фарши, колбасные изделия.

Морфологию микроорганизмов определяли методом микроскопирования фиксированных и окрашенных фуксином препаратов на цифровом микроскопе Motic DM-111 при увеличении 40 100. Наличие и количество клеток молочнокислых бактерий по ГОСТ 10444.11-89 (Продукты пищевые. Методы определения молочнокислых микроорганизмов). Наиболее вероятное число (НВЧ) микроорганизмов определяют по количеству положительных пробирок по ГОСТ 30425. Концентрацию жизнеспособных клеток определяли путем высева десятикратных разведений препаратов на плотную питательную среду, инкубированием посевов в оптимальных для данного вида микроорганизмов температурных условиях и подсчетом выросших колоний с последующим перерасчетом количества клеток в исходной суспензии. Для выращивания микроорганизмов использовали мясо-пептонный агар, мясо-пептонный бульон, сусло - агар, среду Сабуро. Сахаролитическую активность штаммов определяли культивированием посевов в среду Гисса с углеводами и реактивом Андреде ("пестрый ряд") в течение суток при температуре (36±1)°С. По изменению окраски содержимого пробирок осуществляли учет результатов. Устойчивость к поваренной соли, фенолу - термостатированием (Г.Н.Крусь, 2000); стабильность рН - потенцио-метрическим методом с использованием рН - метра Testo. Протеолитические свойства изучали по образованию небелкового азота; определение интенсивности кислотообразования - по реакции с метиленовым красным; оксидазный тест - нанесением материала из исследуемой колонии на фильтровальную бумагу, смоченную реактивом для определения оксидазной активности. Определение каталазы осуществляли внесением раствора перекиси водорода на поверхность колонии бактерий, выращенной на плотной питательной среде. Выявление нит-ратредуктазной активности осуществляли по изменению окраски воды с реактивом Грисса . Минимальные температуры роста выявляли по наличию и интенсивности роста культуры путем ее посева штрихом на скошенный РПА и выдержкой при температурах от 0°С до72°С. Характер использования бактериями углеводов изучали по тесту Хью-Лейфсона, в котором питательная среда состояла из пептона, агара, NaCl, К2НР04, углевода и индикатора.

Оптимальность соотношений выбранных видов и штаммов бактерий определяли по наличию и количеству клеток молочнокислых бактерий по ГОСТ 10444.11-89; концентрации жизнеспособных клеток; интенсивности кислотообразования в различных соотношениях.

Сочетаемость штаммов молочнокислых бактерий определяли по продолжительности свертывания молока основой или комбинацией (или закваской) по сравнению с продолжительностью свертывания каждой культурой (штаммом), входящей в их состав (при равных органолептических показателях).

Влагосвязывающую способность фаршевых систем определяли методом прессования, основанном на выделении воды образцом при легком его прессовании; липкость мясного фарша определяли по методу, основанному на определении величины усилия, необходимого для разделения двух поверхностей, связанных испытуемым фаршем (Антипова Л.В., 2003). Определение оксипро-лина производили по методу Ньюмена и Логана (Neuman R.E., Logan М.А.,1950). Определение осадочного небелкового азота производили осаждением белков трихлоруксусной кислотой с дальнейшим определением в фильтрате азота.

Перекисное и кислотное число жира-титриметрическим методом по ГОСТ Р 51487-99; ГОСТ Р 50457-92; определение плесневых грибов и дрожжей -по ГОСТ10444.12-88; массовую долю влаги-по ГОСТ 9793-74; массовую долю белка-по ГОСТ 25011-81; массовую долю жира-методом Сокслета по ГОСТ 26183; массовую долю хлорида натрия-по ГОСТ 9957-73; определение летучих N-нитрозоаминов-по МУК 4.4.1.011-93; органолептических показателей колбасных изделий-по ГОСТ 9959-91; микробиологические-по ГОСТ 9958-81; ГОСТЮ444.9-88; ГОСТ Р 50474-93. Массовая доля остаточного нитрита натрия в фарше и готовых изделиях, устойчивость препаратов к нитриту натрия и нит-ритредуктазная активность определялась фотоколориметрическим методом.

При подборе штаммов микроорганизмов с высоким биотехнологическим потенциалом одним из критериев их ценности является устойчивость к поваренной соли, фенолу, желчи и нитриту натрия. При определении устойчивости к желчи (Хамгаева И.С., Ханхалаева И.А., Заиграева Л.И.,2006), в стерилизованное молоко, содержащее желчь, засевали исследуемую культуру (1 петля на 8-10 мл среды). Посевы выдерживали при 37°С-в течение 48 часов. Рост или отсутствие роста культуры отмечали визуально (после встряхивания пробирки) по наличию или отсутствию мутности.

Солеустойчивость бактерий является важным показателем, так как в колбасном производстве в качестве добавки применяется поваренная соль. Поэтому при выработке колбас с бактериальными препаратами целесообразно использовать штаммы бактерий, устойчивые к высоким концентрациям соли в среде. При определении устойчивости к поваренной соли, исследуемые культуры засевали в количестве 1 петли на 8-10 мл стерилизованного молока с различным содержанием соли. Посевы выдерживали в термостате при температуре 37 0 С в течение 48 часов. Рост или отсутствие роста культуры отмечали визуально по наличию или отсутствию мутности. Для выявления устойчивости бактерий к нитриту натрия, в жидкий концентрат молочнокислых бактерий вносили различные концентрации нитрита натрия- 2; 4; 7,5; 10 мг на 100 мл. Концентрат выдерживали в холодильнике при температуре 4° С в течение 24ч. Рост или отсутствие роста культуры отмечали визуально по наличию или отсутствию сгустка. Затем определяли оптическую плотность бактериальных концен-

тратов на фотоколориметре при длине волны 550 нм. Определение устойчивости к фенолу осуществляли путем добавления к 10 мл обезжиренного молока 0,5 мл 8%-ного стерильного водного раствора фенола. Пробирки с молоком и фенолом тщательно встряхивали, засевали исследуемой культурой и помещали в термостат, где выдерживали при оптимальной температуре. Образование сгустка в молоке через 24 часа указывает на высокую устойчивость штамма к фенолу. Штаммы, свертывающие молоко менее чем за 48 часов, являются устойчивыми к фенолу.

Активизацию сухой комбинированной закваски производили беспересадочным способом: в обезжиренное, стерилизованное при температуре 121±2°С в течение 13±2 минут и охлажденное до температуры 37±1° С молоко, вносили сухой моновидный лиофилизированный концентрат Пп- состоящий из молочнокислых бактерий вида Lactobacillus plantarum, совместно с лиофилизирован-ным концентратом Пк, состоящим из молочнокислых бактерий вида Lactobacillus casei и коомерческие препараты «Наринэ» или «Бифидумбакте-рин» из расчета 0,1 единица активности на 5 литров молока. Комбинированную закваску вносили из расчета 0,5-1 % к массе основного сырья.Заквашенное молоко выдерживали в термостате при 37+1 °С до образования сгустка кислотностью 60-65 °Т, охлаждали до 5°С.

Модельные фарши подготовлены на основе рецептуры колбасы полукопчённой: «Казачья» 1 сорта (ТУ 10 - 10926). Технологический процесс производства колбасных изделий осуществляли по технологической схеме производства полукопченных колбасных изделий на мясоперерабатывающем комплексе «Торбеевский» Республики Мордовия.

В экспериментах по исследованию биотехнологических способов повышения экологических характеристик колбасных изделий, подбор оптимальных соотношений МКБ произвели на лабораторных заквасках, содержащих различные концентрации фенола, нитрита натрия и желчи. Оптимальные композиции бакпрепаратов выбраны с учетом их устойчивости к поваренной соли, желчи, фенолу и нитриту натрия, а также по равномерному росту микроорганизмов при одновременном культивировании исследуемых культур друг с другом, скорости снижения величины рН, формированию характерных для колбас цвета, аромата и вкуса. Оптимальные консорциумы использованы для дальнейших исследований. Были изготовлены модельные фарши с применением бактериальных заквасок МКБ различных составов:

- образец без бактериальных композиций - (контрольный) -экспериментальные образцы:

-образец 1- содержащий исследуемые композиции Lactobacillus plantarum, Lactobacillus Casei, «Наринэ» в соотношении 1:1:2;

-образец 2- содержащий исследуемые композиции Lactobacillus plantarum, Lactobacillus Casei, «Бифидумбактерин» в соотношении 1:1:2;

-образец 3- содержащий исследуемые композиции Lactobacillus plantarum, Lactobacillus Casei, «Наринэ» в соотношении 1:1:2 и Bitek LS-25, содержащий два штамма Staphylococcus carnosus МЗ и Lactobacillus curvatus HJ;

-образец 4-содержащий исследуемые композиции Lactobacillus plantarum, Lactobacillus Casei, «Бифидумбактерин» в соотношении 1:1:2 Bitek LS-25, содержащий два штамма Staphylococcus carnosus МЗ и Lactobacillus curvatus HJ.

Образцы готовили следующим образом: мелкоизмельченное мясо (по рецептуре колбасы полукопченой «Казачья») солили раствором поваренной соли (температура 4 °С), плотностью 1,1150 г/см3 с содержанием хлористого натрия 15%. Количество добавляемого рассола на 100 кг мясного сырья 9,6 кг. При посоле мяса добавляли нитрит натрия (7,5 грамм на 100кг мясного сырья), исследуемые бактериальные закваски. Перемешивание мяса производили до равномерного распределения раствора соли и полного поглощения его мясом. Посоленное сырье выдерживали в полиэтиленовых тазиках при температуре помещения 2- 4°С. Продолжительность выдержки всех образцов - 24 часа. Комбинированная закваска использовалась для исследований. Лабораторная закваска добавлялась в количестве 0,5 -1 % от массы фарша. В качестве контроля использовали сырье и фарши без бактериальных заквасок.

Положения, выносимые на защиту:

1.Наивысшую биохимическую активность консорциум из штаммов молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei37, «На-ринэ» (или «Бифидумбактерин») проявляют в соотношении 1:1:2.

2.Бактериальные закваски из названных консорциумов молочнокислых бактерий:

-оказывают положительное влияние на соединительнотканные белки, функционально-технологические, структурно-механические и органолептиче-ские свойства мясного сырья, фаршей и готовой продукции;

-оказывает бактериостатическое действие по отношению к плесневым грибам и гнилостным микроорганизмам

3.Применение бактериальных заквасок из штаммов молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei37, «Наринэ» (или « Бифидумбактерин») позволяет снизить норму вводимого при производстве колбас нитрита натрия и увеличить срок их хранения до 30 суток.

4.Производственная апробация бактериальных заквасок из подобранных штаммов молочнокислых бактерий показала его высокую эффективность.

Степень достоверности и апробация результатов

Полученные экспериментальные данные статистически обрабатывали с использованием электронных таблиц Microsoft Excel 2007 и пакета программ STAT 2. Линейную аппроксимацию данных проводили с использованием пакета статистической обработки результатов приложения Microsoft Ecxel 2000.

Основные положения и результаты исследований диссертационной работы были представлены для обсуждения на VI Республиканской научно-практической конференции «Наука и инновации в Республике Мордовия»; Международной заочной научно-практической конференции «Актуальные проблемы естественных наук» (Новосибирск, 2011), 11 Международной научно-практической конференции «Наука и современность» (Новосибирск, 2011); VI Международной научно-практической конференции «Современные проблемы гуманитарных и естественных наук» (Москва, 2011); III Международной заоч-

ной научно-практической конференции «Современные направления научных исследований» (Екатеринбург, 2011), Международной конференции "Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии" (Казань, 2011; 2013); Международной научно - практической конференции «Техника и технология: новые перспективы развития» (Москва, 2012;2013); Международной заочной научно-практической конференции "Интеграция мировых научных процессов как основа общественного прогресса" (Казань, 2013). По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, в числе которых 4 статьи в российских научных журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ, получен патент РФ №2482687 «Способ производства полукопченой колбасы (варианты)».

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ГЛАВА 2. Подбор видов и штаммов молочнокислых бактерий и определение их биотехнологического потенциала 2.1. Биотехнологический потенциал культур молочнокислых бактерий

Проведено исследование биохимической активности микроорганизмов в зависимости от различных параметров: минимальная температура действия, стабильность рН, нитритредуктазная и каталазная активность, влияние на аромат, на снижение рН, на образование молочной кислоты.

Установлено, что все исследуемые культуры (кроме Lactobacillus plantarum28 и Lactobacillus acidophilus штамм 317/402), обладают нитритре-дуктазной активностью, имеют стабильные значения рН, влияют на формирование аромата, образуют молочную кислоту (кроме Staphylococcus carnosus МЗ и Staphylococcus xylosus SX 203), кроме того, все штаммы (кроме Staphylococcus carnosus МЗ), продуцируют бактериоцины. С учетом данных исследований и литературных источников по исследуемой проблеме были выбраны для экспериментов следующие виды и штаммы микроорганизмов:

-Staphylococcus carnosus SX 203 - бактериальный штамм, приводящий к разложению нитрита натрия и образованию темно- вишневой окраски продукта. Фермент каталаза деактивирует перекиси, предотвращая, таким образом, порчу жира и обесцвечивание продукта. Но Staphylococcus carnosus SX не вырабатывает значительных объемов кислоты, поэтому был произведен подбор других штаммов, в частности Lactobacillus plantarum 28 и были произведены исследования данного штамма. Штамм Lactobacillus plantarum 28 вырабатывает молочную кислоту, быстро снижает уровень рН.

-Lactobacillus curvatus ЯДдает умеренное снижение рН, может быть использован при низких температурах.

-Препарат «Наринэ» представляет собой вытяжку из живых биологически активных молочнокислых бактерий Lactobacillus acidophilus, штамма 317/402 (патент РФ № 2203946), а также сообщество культур L.acidophilus, B.bifidum, B.longum, продуктов их метаболизма - органических кислот, в т.ч. незаменимых аминокислот, бактерицинов, бифидогенных факторов, которые способствуют нормальному расщеплению белка в фарше. Продукт имеет вид эмульсии (порошка) белого или бежевого цвета. Lactobacillus acidophilus продуцирует бак-териоцин ацидоцин В.

-Lactobacillus Casei 37 -граммположительные бактерии, образующие бак-териоцин казеицин.

-Культуры Debaromyces hansenil DH2 не обладает нитритредуктазной активностью, не снижает рН, а, напротив, повышает его, a Pediococcus acidilactici РА приводит к резкому снижению рН, что дало основание исключить данные культуры из дальнейших исследований.

С учетом данных исследований и литературных источников по исследуемой проблеме были выбраны для экспериментов следующие виды бактериальных препаратов: Staphylococcus carnosus МЗ, Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus curvatus HJ5, препараты «Наринэ» и «Бифидумбактерин», Lactobacillus Casei 37.

Штамм Lactobacillus casei 37 входит в состав концентрата БК-Углич-К. Препарат представляет собой моновидовой лиофилизированный концентрат специального назначения, состоящий из молочнокислых палочек вида Lactobacillus casei (Пк). Количество жизнеспособных клеток в 1 ЕА концентрата не менее 10109 КОЕ. Штамм L. plantarum 28 входит в состав концентрата БК-Углич-П. Он представляет собой моновидовой лиофилизированный концентрат специального назначения, состоящий из молочнокислых палочек вида Lactobacillus plantarum 28, обладает антагонистическим действием на масляно-кислые бактерии. Количество жизнеспособных клеток в 1 ЕА концентрата не менее 30-109 КОЕ, применяется в сыроделии. Он обладает производственно-ценными свойствами: энергичным ростом и кислотообразованием в молоке и достаточно быстрым (для данного вида лактобацилл) образованием молочного сгустка с хорошими органолептическими показателями, а также выраженным антагонизмом по отношению к бактериям группы кишечных палочек и масля-нокислым бактериям (Я.Р.Каган, И.Я.Сергеева, Е.Ф.Отт, 2006)

Препарат «Наринэ» представляет собой ферментативную вытяжку из живых биологически активных молочнокислых бактерий Lactobacillus acidophilus, штамма 317/402 (патент РФ № 2203946), а также содержит концентраты живых микроорганизмов: комплекс живых антагонистически активных видов L. acidophilus, B.bifidum, B.longum, продуктов их метаболизма - органических кислот, в т.ч. незаменимых аминокислот, бактерицинов. Продукт имеет вид эмульсии (порошка) белого или бежевого цвета

Коммерческий препарат «Бифидумбактерин» сухой относится к группе МИБП - эубиотик. Содержит живые бифидобактерии Bifidobacterium bifidum 1, обладает высокой антагонистической активностью против широкого спектра патогенных и условно-патогенных микроорганизмов кишечника (включая стафилококки, протей, энтеропатогенную кишечную палочку, шигеллы, некоторые дрожжеподобные грибы). Использован в виде порошка (500-10 6КОЕ, 850 мг).

Штаммы Staphylococcus carnosus М 3, Lactobacillus curvatus HJ 5 входят в состав препарата Bitek-LS-25. np0H3B0flCTBa"Gewurzmuller GmbH", (ФРГ). Переносимость присутствия соли; Staphylococcus carnosus МЗ -16 % соль-в-воде; Lactobacillus curvatus HJ 5 - 9 % соль в воде; концентрация клеток: 0,25 -1,0-1012 общей обсемененности. Debaromyces hansenil DH 2, Lactobacillus plantarum ALS plus, Pediococcus acidilactici PA, Staphylococcus xylosus SX 203-

Культуры, производства Bio Carna Ferment представлены компанией Danciso.

2.2 Определение оптимальных соотношений подобранных видов и штаммов молочнокислых бактерий и их исследование

Для определения оптимальных соотношений выбранных бак-культур, были созданы различные композиции из данных культур и из них получены бактериальные закваски. Оптимальность соотношений выбранных компонентов определяли по росту клеток микроорганизмов, по скорости снижения величины рН, и влиянию на содержание остаточного нитрита натрия в колбасных изделиях, а также их биохимическому потенциалу.

Установлено, что оптимальными композициями явились составы:

- Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei 37, «Наринэ» (далее объект 1) в соотношении 1:1:2;

- Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei 37,»Бифидумбактерин» (далее объект 2) - в соотношении 1:1:2.

Экспериментально установлено, что при данных соотношениях, происходил равномерный рост микроорганизмов, наблюдалось оптимальное снижение величины рН, формирование характерных для колбас цвета, аромата и вкуса. При одновременном культивировании исследуемых культур друг с другом негативного влияния на их морфологию и рост обнаружено не было.

Определение соле-, желче -.феноло-, нитрито- устойчивости производили на лабораторных заквасках, содержащих различные концентрации фенола, нитрита натрия желчи и соли, для чего были изготовлены закваски, содержащие выбранные композиции микроорганизмов (объект 1 и объект 2).

Результаты исследований устойчивости культур к различным концентрациям поваренной соли показывают, что культуры хорошо растут в стерилизованном молоке с массовой долей поваренной соли до 6 %. При изучении устойчивости к желчи выявлено, что культуры обладают высокой устойчивостью к желчи, их рост отмечается при содержании 30% желчи.

При определении устойчивости бактерий к нитриту установлено, что все культуры обладают высокой устойчивостью к нитриту натрия, их рост наблюдается при концентрации от 2 до 10 %. Исследуемые культуры молочнокислых бактерий устойчивы к фенолу. Они развиваются в молоке при добавлении 2 мл 8 %-ного раствора фенола.

Характеристика показателей активности консорциумов культур представлена в таблице 1.

Таблица! -Характеристика показателей активности консорциумов культур

Композиции бактериальных препаратов Соотношение МКБ Рост клеток Кислот ность, С02, поднятие сгустка Количество бактерий, КОЕ/мл Сни-же ние рН Влия ние на NaN02

1 2 3 4 5 6 7 8

Lactobacillus plantarum -«Наринэ» 1:1 + 80 12,4 1000 + -

Lactobacillus Casei-«Наринэ» 1:1 + 70 12,0 980 + -

Lactobacillus plantarum-«Бифидумбактерин» 1:1 + 75 12,5 1100 + +

Lactobacillus Casei-«Бифидумбаюперин» 1:1 + 70 12,7 1000 + +

Lactobacillus plantarum -Lactobacillus Casei-«Бифидумбактерин» 1:1:1 ++ 85 18,1 1200 ++ +++

Lactobacillus plantarum -Lactobacillus Casei-«Биф идумбакт ерин» 1:1:2 -Н- + 90,6 23,2 1400 +++ +++

Lactobacillus plantarum, Lactobacillus Casei-«Наринэ» 1:1:1 +++ 90,8 18,6 1300 +++ +++

Lactobacillus plantarum -Lactobacillus Casei-«Наринэ» 1:1:2 +++ 95,2 23,8 1500 +++ +++

2.3 Определение устойчивости бактериальных заквасок в соленом сырье в условиях низких положительных температур

Посол и созревание мяса в колбасном производстве осуществляется при температуре 2-4°С. Поскольку минимальная температура активации выбранных культур варьирует в пределах 5-15°С, выполнен эксперимент по выявлению % выживаемости молочнокислых бактерий в соленом сырье, созревающем в условиях низких положительных температур. Для реализации данной задачи было изготовлены 3 образца: 1 -контрольный

Экспериментальные, содержащие исследуемые композиции: - Lactobacillusplantarum 28, Lactobacillus Casei 37, «Наринэ» в соотношении 1:1:2 (образец 1);

- Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei 37, Bifidobacterium bifidum 1- в соотношении 1:1:2 (образец 2). Данные исследований образцов фаршей после 24 часов выдержки при температуре 4°С, представлены в таблице 2. Таблица 2- Характеристика фаршей после выдержки в посоле

Образец рН Количество клеток МКБ, в 1 г. фарша Количество воды, % к мясу

Контрольный 6,2 103 40

Образец 1 5,8 106 54

Образец 2 5,7 10" 69

Влагопоглотительная способность в контрольном образце ниже, чем в экспериментальных образцах 1и 2,что объясняется тем, что при низких значениях рН происходит набухание коллагена.

ГЛАВА 3. Влияние бактериальных заквасок на функционально -технологические, физико-химические показатели мясного сырья

Для исследования биотехнологических методов интенсификации созревания мясного сырья, отбирались жилованная говядина от туш 2 категории упитанности 1 и 2 сорта и свинины жирной. На первом этапе исследования определен химический состав данных видов сырья. Экспериментально установлено, что соотношение коллагена к общему белку в мясе говядины 1 сорта составило 15,2 %; тогда как в мясе говядины 2 сорта-28,0%; в полужирной свинине соотношение коллагена к общему белку - 21,37%, а в жирной-39,5 %. Данные таблицы свидетельствуют о высоком содержании коллагена в мясном сырье-говядине 2 сорта и свинине жирной.

В силу того, что коллаген и эластин мяса в нативном состоянии не гидро-лизуются ферментами, исследована активность консорциумов молочнокислых бактерий по отношению к белкам мяса в условиях, моделирующих технологический процесс. Исследование действия бактериальных заквасок на соединительную ткань, произвели на модельных системах, состоящих из 80 % мышечной и 20 % соединительной ткани. Готовили пробы: контрольный - без бактериальных заквасок; опытные №1-6-с бактериальными заквасками в различных соотношениях. Процесс созревания производили при температуре 10°С. Сравнения образцов производились по интенсивности процесса образования небелкового азота (таблица 3).

По данным накопления продуктов распада белков, неосаждаемых три-хлоруксусной кислотой, наиболее перспективным является консорциум Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei37, «Бифидумбактерин»- в соотношении 1:1:2 в количестве 1,5 % (опытный образец №6) и Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei37,«Наринэ» в соотношении 1:1:2 в количестве 1,5 %. Во всех опытах с бактериальными заквасками, интенсивность протеолиза значительно выше, чем в контрольном образце.

Таблица 3-Содержание небелкового азота в модельных системах

Образцы Консорциум МКБ Небелковый азот, % к общему азоту мяса

. 8 часов 12 часов 16 часов 24 часа

Контроль - 0,99± 0,05 1,52t 0,08 1,58t 0,08 2,12t 0,10

Опытный №1 0,5 % Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei 37, «Наринэ» 1,33± 0,06 1,72t 0,08 2,26t 0,11 2,74t 0,14

Опытный №2 1,0 % Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei 37, «Наринэ» 1,52± 0,08 1,84t 0,09 2,42t 0,12 3,0t 0,15

Опытный №3 1,5 % Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei37, «Наринэ» 1,58± 0,08 2,22± 0,11 2,58t 0,13 3,4t 0,17

Опытный №4 0,5%- Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei 37, «Бифи-думбактерин» 1,42± 0,07 1,76t 0,09 2,48t 0,12 3,18t 0,16

Опытный №5 1,0 %- Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei 37, «Бифи-думбактерин» 1,56± 0,08 1,88t 0,09 2,50t 0,12 2,92t 0,15

Опытный №6 1,5 %- Lactobacillus plantarum28, Lactobacillus Casei37, «Бифидум-бактерин» 1,90t 0,09 2,22t 0,11 2,64t 0,13 3,2t 0,16

О степени гидролиза соединительной ткани судили по количеству окси-пролина, перешедшего в фильтрат (таблица 4).

Таблица 4- Воздействие МКБ на белки мышечной и соединительной ткани

Образцы Консорциум МКБ Количество

Растворимого белка, % Растворимого окси-пролина, мг% Азота аминного, %

Контроль - 2,0t0,06 52,Oil,56 0,03t0,0009

Опытный №1 0,5 % Lactobacillus plantarum28, Lactobacillus Casei37, «Наринэ» 2,9t0,09 126t3,78 0,09t0,0027

Опытный №2 1,0 % Lactobacillus plantarum28, Lactobacillus Casei37, «Наринэ» 3,7tO,ll 142i4,26 0,20t0,0060

Опытный №3 1,5 % Lactobacillus plantarum28, Lactobacillus Casei37, «Наринэ» 4,6t0,14 144t4,32 0,2 ltO,0063

Опытный №4 0,5 % Lactobacillus plantarum28, Lactobacillus Casei37, «Бифидумбактерин» 2,9t0,09 125t3,75 0,09t0,0027

Опытный №5 1,0 %- Lactobacillus plantarum28, Lactobacillus Casei37, «Бифидумбактерин» 3,8iO,ll 142±4,26 0,19±0,0057

Опытный №6 1,5 %- Lactobacillus plantarum28, Lactobacillus Casei37, «Бифидумбактерин» 4,8t0,14 144i4,32 0,21±0,0063

Установлено, что во всех образцах с бактериальными заквасками протекает гидролиз мясного сырья. Количество аминного азота увеличивается в 3 раза - в опытном образце 1 по сравнению с контролем; увеличение дозы бакте-

риальной закваски ведет к увеличению тирозина в 0,5-0,7, оксипролина в 1,131,17 и аминного азота-в 2,2-2,4 раза. Увеличение дозы бактериальной закваски до 1,5 % к массе мясного сырья ведет к незначительному увеличению аминного азота и растворимого оксипролина. Следовательно, оптимальными дозой бакза-квасок можно считать 0,5-1,0 % к массе мясного сырья.

Следствием биохимических изменений, происходящих в мясном сырье с молочнокислыми бактериями, является увеличение нежности мяса. Изменение жесткости мясного сырья определялось по данным величин сопротивления резанию вареного мяса из опытных образцов с бактериальными заквасками и без них, и показало, что величина этого показателя, характеризующего жесткость мясного сырья, в экспериментах с бактериальными заквасками уменьшалось на 20,18-21,13% по сравнению с контрольным образцом через 8-12 часов созревания, что свидетельствует о возможном разрыхлении структуры белков молочнокислыми бактериями. Возможно, их действие приводит к конформационным изменениям соединительнотканных белков. При воздействии на коллаген соединительной ткани бактериальных заквасок происходит инактивация дисуль-фидных и водородных связей тройной спирали макромолекулы коллагена, что способствует существенному размягчению коллагена и эластина, значительному понижению гидротермической устойчивости коллагена.

Влагосвязывающая способность мясного сырья с добавлением бактериальных заквасок (опытных образцов) снижается и составляет в контрольном образце-380 % к сухому веществу, а в опытных образцах от 372 до 377 % к сухому веществу. Снижение рН особенно влияет на саркоплазматические белки, от которых в определенной степени зависит влагоудерживающая способность. В контрольном образце влагоудерживающая способность составила 90%, а в экспериментальных образцах с бактериальными заквасками 78-85%. Частичный протеолиз под действием бактериальных заквасок, состоящих из подобранных типов и штаммов молочнокислых бактерий, улучшает функциональные свойства белков, снижая влагосвязывающую способность сырья и тем самым, способствуя лучшему переходу влаги из центра колбасного батона при сушке.

Параллельно с исследованиями по определению устойчивости отобранных видов и штаммов молочнокислых бактерий в соленом сырье в условиях низких положительных температур, провели эксперимент по выявлению возможности сокращения процесса созревания мясных систем с выбранными композициями бактериальных препаратов. Дополнительно были изготовлены образцы 3-4, в которые для стимулирования образования окраски, аромата и вкуса кроме исследуемых композиций, содержащихся в образцах 1 и 2, был добавлен препарат Bitek LS-25, содержащий два штамма Staphylococcus carnosus МЗ и Lactobacillus curvatus HJ, которые не оказывают существенного влияния на снижение рН мясной системы. Все образцы контрольный и экспериментальные (с бактериальными заквасками) были помещены в камеры, температурой 10 и 14°С.

Поскольку липкость характеризует степень взаимодействия белков мяса с солью и влияет на монолитность готового продукта, определяли липкость образцов фаршей, содержащих бактериальные закваски. Установлено, что для со-

зревания мясных систем с бактериальными культурами при температуре 10 °С достаточно 18 часов, а при температуре 14°С-16 часов, тогда как в контрольных образцах -36 и 32 часов соответственно. Установлено, что действие бактериальных заквасок молочнокислых бактерий существенно повышает липкость мясных фаршей из-за роста адгезионной способности.

При исследовании влияния исследуемых, бактериальных заквасок на изменение активной кислотности выявлено, что в образцах 3 и 4 в процессе осадки кислотность достигает значения рН 5,4 за 3 часа при температуре 38°С и за 5 часов при температуре 14° С. В контроле рН снижается до такого же значения, только через 24 часа. Таким образом, внесение бактериальных заквасок из подобранных штаммов молочнокислых бактерий позволяет ускорить процесс осадки.

В модельных фаршах, изготовленных по традиционной рецептуре (контрольный образец) и с применением бактериальных заквасок (образцы 1-4 опытные), были определены физико-химические и структурно-механические свойства. Полученные данные представлены в таблицах 5- 6. Данные таблиц показывают, что из всех образцов фаршей, подвергнутых анализу, наивысшей влагосвязывающей способностью обладает образец контрольный (78,5±4,30 % к общей влаге); наименьшей - образцы 1 (73,2±3,66 % к общей влаге); 2 (74,6±3,73 % к общей влаге) и 4 (74,8±3,74 % к общей влаге). Анализ полученных результатов показал, что добавление бактериальных заквасок ведет к оптимизации функционально-технологических показателей фарша за счет снижения рН сырья до рН, близкой к изоэлектрической точке белков. Таблица 5 - Физико-химические показатели сырья и фарша

Пока- Вид и сорт мяса Вид и сорт мяса Вид и сорт мяса

затель Говядина II сорта + свинина полужирная Говядина II сорта + свинина полужирная + бакзакваска -образец 1 Говядина II сорта + свинина полужирная + бакзакваска - образец 2

рН 6,2±0,6/6,0±0,3 6,2±0,6/6,0±0,3 6,2±0,6/6,0±0,3

Содержание, %

влаги 75,3±2,4/49,3±0,9 75,3±2,4/49,3±0,9 75,3±2,4/49,3±0,9

Жира 3,7±0,937,4±4,5 3,7±0,937,4±4,5 3,7±0,9/37,4±4,5

общего белка 19,6±1,5/13,9±3,7 19,6±1,5/13,9±3,7 1,6±1,5/12,9±3,7

Таблица 6 - Функционально - технологические, структурно-механические

показатели фаршей

Показатели Контроль Образец 1 Образец 2 Образец 3 Образец 4

рН, ед. 5,94±0,30 5,31±0,04 5,45±0,05 5,63±0,04 5,53±0,04

ВСС,% к общей влаге 78,5±3,93 73,2±3,66 74,6±3,73 76,5±4,30 74,8±4,30

Пластичность, см2 2,0±0,10 3,6±0,11 3,5±0,05 3,4±0,37 3,6±0,11

Согласно данных таблиц 5-6, бактериальные культуры снижают показатели рН среды. Добавление консорциумов бактериальных препаратов, позволяет получить оптимальные значения рН для восстановления нитрита натрия (5,31-5,63). Данные значения повлияют на устойчивость нитрозопигментов (при рН 5,7 до 6,2-пигменты менее устойчивы). Пластичность фаршей наименьшая - в контрольном образце (2,0±0,10 см2) и наивысшая - у образцов с бактериальными заквасками 1,2,3,4.

Оценку эффективности бактериальных заквасок проводили по показателям расхода нитрита натрия и стабилизации окраски колбасных изделий, с использованием модельной фаршевой системы, состоящей из фарша говядина и свинина в соотношении 50:50 , декстроза (2% от массы основного сырья) и нитрита натрия в концентрациях равных 7,5; 5,0; 3,0 мг на ЮОграмм фарша количество КОЕ составило 1хЮ7 на 100 грамм фарша. Образцы выдерживали при 10° С. Пробы для исследования отбирали через каждые 6 часов.

Для исследования были изготовлены образцы:

Образец 1 - контрольный: говядина и свинина в соотношении 50:50 , и нитрит натрия в концентрации равной 7,5 миллиграмма (мг.) на 100 грамм основного сырья. Образец 2- говядина и свинина в соотношении 50:50 , декстроза (2% от массы основного сырья), нитрит натрия в концентрации равной 7,5 миллиграмма на 100 грамм основного сырья плюс закваска МКБ - Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei 37, «Наринэ» в соотношении 1:1:2. Образец 3-говядина и свинина в соотношении 50:50 , декстроза (2% от массы основного сырья), нитрит натрия в концентрации равной 5,0 миллиграмма на 100 грамм основного сырья плюс закваска МКБ - Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei37, «Наринэ» в соотношении 1:1:2. Образец 4 - говядина и свинина в соотношении 50:50 , декстроза (2% от массы основного сырья), нитрит натрия в концентрации равной 3,0 миллиграмма на 100 грамм основного сырья плюс закваска МКБ - Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei37, «Наринэ» в со-отногиении 1:1:2.

—♦—с МКБ без МК6

Рисунок 1 - Динамика утилизации нитрита натрия МКБ в фарше с содержанием нитрита натрия 7,5 мг. наЮОкг.фарша (образец 5)

Рисунок 2- Динамика утилизации нитрита натрия МКБ в фарше с содержанием нитрита натрия 5,0 мг. на 100 кг. фарша (образец 6)

3,5

Рисунок 3 - Динамика утилизации нитрита натрия МКБ в фарше с содержанием нитрита натрия 3,0 мг. на 100 кг. фарша (образец 7)

Установлено, во всех образцах, с внесением бактериальных заквасок, произошло значительное снижение количества нитрита натрия, а в образце 4 произошла полная его утилизация, тогда как в контрольном образце содержание нитрита натрия к 12 часам выдержки составило 2,3 мг на 100 грамм фарша и в нем полной утилизации нитрита натрия не произошло и через 24 часа выдержки. В образце, содержащем 5 мг нитрита натрия на 100 грамм фарша и бактериальные закваски, полная утилизация нитрита натрия наблюдалась после 18 часов выдержки, тогда как в контрольном образце через 24 часа выдержки, содержание нитрита натрия составило 1,15 мг. на 100 грамм фарша. Количество нитрита натрия в образце, содержащем 7,5 мг. нитрита натрия на 100 грамм фарша достигло минимальных значений через 24 часа выдержки фарша (в контрольном образце концентрация нитрита натрия к этому времени была 5 мг. на 100 грамм фарша).

Оценку эффективности бактериальных заквасок, вносимых в фарш во время составления фарша проводили также по показателям снижения нитрита натрия и стабилизации окраски колбасных изделий, с использованием модель-

ной фаршевой системы, состоящей из фарша говядина и свинина в соотношении 50:50 , декстроза (2% от массы основного сырья) и нитрита натрия в концентрациях равных 7,5; 5,0; 3,0 мг на 100г. фарша количество КОЕ составило 1 ■ 107 на 100 грамм фарша. Для исследования были изготовлены образцы 5-7 по рецептуре образцов 2,3,4,но дополнительно в каждый из них добавляли 20 грамм Bitek LS-25. Установлено, во всех образцах фаршей, изготовленных с бактериальными заквасками и добавлением дополнительно культуры Bitek LS-25, более интенсивно снижается количество нитрита натрия по сравнению с образцами 2-4 . В контрольном образце процессы снижения концентрации нитрита натрия идут медленно и полной утилизации его не наблюдается ни в одном из экспериментальных образцов.

ГЛАВА 4. Влияние бактериальных заквасок на токсилогическую безопасность изготовленных из фаршей с бактериальными заквасками

мясных продуктов

Определение нитритредуктазной активности бактериальных заквасок проводили на колбасных изделиях, изготовленных из фаршей вышеописанных образцов - по рецептуре колбасы Казачья 1 сорта. В качестве контрольного образца принят фарш по рецептуре колбасы полукопченой Казачья 1 сорта без бактериальных заквасок. Колбасные изделия готовили из контрольного образца (традиционная рецептура) и опытных образцов (далее - варианты 1,2,3,4): вариант 1- фарш содержит закваску, состоящую из штаммов: Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei 37 и препарата «Наринэ» в соотношении 1:1:2; вариант 2- фарш содержит закваску, состоящую из штаммов: Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei 37, «Бифидумбактерин»- в соотношении 1:1:2; вариант 3- фарш содержит закваску, состоящую из штаммов: Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei37, препарат «Наринэ»+препарат Bitek LS-25; вариант 4 - фарш содержит закваску, состоящую из штаммов: Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei 37, «Бифидумбактерин» + препарат Bitek LS-25.

Содержание остаточного нитрита натрия в готовых колбасных изделиях, изготовленных из вышеописанных образцов фаршей, кроме контрольного составило менее 0001%, а в образцах с содержанием нитрита натрия 3 мг на 100г. фарша остаточного нитрита натрия не обнаружено.

Количество нитрозопигментов в образцах с бактериальными заквасками находится в обратной зависимости от содержания остаточного нитрита натрия. Образцы с нитритом натрия в концентрации 3 мг на ЮОг и 5 мг/100 грамм фарша отличались более высоким содержанием нитрозопигментов по сравнению с контрольным образцом. Данные определения нитрозопигментов в образцах колбас, изготовленных из фаршей с бактериальными заквасками МКБ, добавленными во время посола и при составлении фарша, представлены на рисунках 4-5 соответственно.

63,45

iSfc

64,85

Образец №1- Образец №2- Образец №3 Образец №4 контроль МКБ + 0,0075% МКБ т 0,005% МКБ I 0,003% 0,0075% NaN02 NaN02 NaN02

NaN02

$ Количество...

Рисунок 4- Количество нитрозопигментов в образцах, изготовленных из фаршей с бак. закваской, добавленной во время посола, %

Образец №1- Образец №5- Образец №6 Образец №7 контроль МКБ + 0,0075% МКБ+ 0,005% МКБ + 0,003% 0,0075% №N02 N31*102 Ма1ТО2 N31X02 У Количество...

Рисунок 5-Количество нитрозопигментов в образцах, изготовленных из фаршей с бак. закваской, добавленной при составлении фарша, %

В готовых колбасных изделиях в процессе хранения периодически (через каждые 15 дней) определяли микробиологические показатели, остаточное количество нитрита натрия, содержание нитрозаминов, кислотное число липидов. Полученные результаты исследования динамики изменения количества нитрита натрия и нитрозаминов в колбасных изделиях, представлены на рисунках 6 и 7, соответственно.

| 0,005 i

Е 0,00й :

I 0,003 b , ! 1""

? 0,002 .. 5

* 0,001 ■

- Контроль

- вариант 1 Вариант2

• ВариантЗ

- Вариант Я

Продолжительность хранения, ч

80

1 70

ъ Ы1

Í0

2 ДО

30

8 ¿0

X 10

0

8а(жа«г2 ВариантЗ - Вариант4

Продолжительность хранения, ч

Рисунок 7 - Динамика изменения количества нитрозаминов в процессе хранения, мкг/кг

Рисунок 6 -Динамика изменения количества нитрита натрия в процессе хранения, %

Исследования показали, что в процессе хранения колбасных изделий наблюдалось снижение количества нитрита натрия в контрольном образце, однако, отмечено, что к концу хранения его количество в контрольном варианте было выше, чем в опытных образцах. В то же время количество нитрозаминов в контрольном варианте увеличивалось, а в опытных образцах-снижалось или оставалось неизменным .Определение массовой доли нитрита натрия в колбасных изделиях показало, что в контрольном образце (без бакпрепарата) массовая доля нитрита натрия составила -0,005%,а в экспериментальном (с препаратом) -0,002 % .Определение пероксидного и кислотного чисел на 5-30 сутки хранения колбасных изделий, показало, что характер изменения липидной фракции опытных образцов полукопченых колбасных с применением молочнокислых бактерий с одновременным снижением уровня вводимого нитрита натрия и соли не ухудшает устойчивость продукта к окислительным процессам, происхо-

дящих в готовом продукте в течение 30 суток хранения. Изменения кислотного числа липидов интенсивнее протекали в контрольном вариантах и немного медленнее - в экспериментальных. Медленнее всего окислительный процесс протекал в вариантах 1 и 3.

Данные органолептической оценки исследуемых образцов, проведенные по 5- бальной шкале, показали, что по органолептическим показателям варианты колбас, изготовленные с молочнокислыми бактериями, оценены выше контрольного. Наивысшую оценку по органолептическим характеристикам имеют варианты 3,4. Для оценки эффективности влияния молочнокислых бактерий на микробиологические характеристики полукопченых колбасных изделий, в процессе их хранения с 5 по 30 сутки хранения изготовленных по описанным выше вариантам (контрольный и экспериментальный) был проведен микробиологический анализ смывов с поверхности колбасных изделий. Выявлено, уже на 5 сутки на поверхности колбас, изготовленных по традиционной рецептуре, появляется ослизнение, а на 10 сутки - плесень. Явные признаки плесени проявляются на 12 сутки хранения. Микробиологические смывы с поверхности колбас показали наличие на поверхности колбасных изделий, изготовленных по традиционной рецептуре плесеней Pénicillium verrucosum, Pénicillium brevicompactum и гнилостных бактерий Bacillus subtilis , Bacillus mesenterias. В колбасах, изготовленных с бактериальными заквасками из подобранных видов и штаммов молочнокислых бактерий, данные микроорганизмы не были обнаружены через 30 суток хранения, что свидетельствует об бактериостатическом действии подобранных консорциумов микроорганизмов на данную микрофлоРУ-

ГЛАВА 5. Апробация технологии приготовления фаршей с бактериальными заквасками

Результаты исследований учтены при выборе необходимой дозы бактериальных препаратов, при которых обеспечиваются лучшие показатели влагос-вязывающей способности и липкости мясного фарша, а также снижение остаточного нитрита натрия и нитрозаминов в готовой продукции.

Сравнение выполнялось в отношении колбасных изделий, выработанных в равнозначных с исследуемыми образцами условиях, но без бакзаквасок. В готовых колбасных изделиях определяли физико-химические показатели, а также микробиологичекие показатели контрольного и экспериментальных вариантов.

Технология производства полукопченых колбас с применением бактериальных заквасок не отличается от традиционной, но имеет свои особенности. Способ производства полукопченых колбас, предусматривающий внесение бактериальной смеси, состоящей из молочнокислых бактерий: штамм Lactobacillus plantarum 28 , штамм Lactobacillus Casei 37, препарат «Наринэ» или «Би-фидумбактерин» в соотношении 1:1:2 в количестве 0,5- 1,0 % на 100 кг основного сырья на стадии посола и созревания. Новая технология предусматривает два способа производства полукопченых колбас: 1 способ - внесение бактериальной закваски на стадии посола (фаршемешалка) до созревания мясного сырья, и 2 способ - внесение бактериальной закваски на стадии приготовления фарша (куттер или фаршемешалка после вторичного измельчения).

ВЫВОДЫ

1. Для улучшения функционально-технологических свойств низкосортного мясного сырья, содержащего 20% и более соединительной ткани, с учетом биотехнологического потенциала исследуемых микроорганизмов, отобраны штаммы молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus casei 37, препараты «Наринэ» и «Бифидумбактерин». Установлены оптимальные соотношения штаммов в составе бактериальной закваски:

-Штамм Lactobacillus plantarum 28, Штамм Lactobacillus Casei 37, препарат «Наринэ» в соотношении 1:1:2;

- Штамм Lactobacillus plantarum 28, Штамм Lactobacillus Casei 37, препарат «Бифидумбактерин» в соотношении 1:1:2.

Они характеризуются высоким содержанием жизнеспособных клеток и высокой устойчивостью к соли, желчи, нитриту натрия и фенолу.

3.Установлена высокая выживаемость заквасок в составах: Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei 37, «Наринэ» в соотношении 1:1:2; и Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei 37, «Бифидумбактерин» в условиях низких положительных температур. Количество жизнеспособных клеток к концу созревания составило Ю7КОЕ.

4.Установлено, что бактериальные закваски положительно влияют на функционально технологические и физико-химические показатели мяса, способствуют существенному размягчению коллагена и значительному понижению его гидротермической устойчивости, что, в свою очередь, позволяет вовлекать в производство говядину 2 сорта взамен говядины 1 сорта, не ухудшая биологическую ценность мясного сырья, но значительно снижая себестоимость и повышая рентабельность колбас.

5.Обработка низкосортного мясного сырья бактериальными заквасками, обеспечивающая биотехнологическую модификацию соединительнотканных белков, апробирована и внедрена в производство на Торбеевском подразделении ООО Мясоперерабатывающий комплекс «Атяшево» Республики Мордовия. Объемы производства 2,5 тонны колбасных изделий в смену. Внедрение в производство приемов и методов обработки низкосортного сырья бактериальными заквасками, позволяет увеличить объемы выработки изделий из натурального мяса и сроки их хранения, улучшить качество и снизить себестоимость готовой продукции:

-при замене говядины 1 сорта смесью говядина 2 сорта + закваска МКБ снижает себестоимость готовой продукции на 20,84 рубля с одного килограмма продукции.

-при замене говядины 1 сорта смесью говядина 2 сорта + закваска МКБ, свинины полужирной на свинину жирную снижает себестоимость готовой продукции на 39,62 рубля с одного килограмма продукции

6.Биомодификация соединительнотканных белков позволяет изменить качественные характеристики мясных фаршей, повышая их липкость и пластичность.

7.Добавление бактериальных заквасок в составах: Lactobacillus plantarum

28, Lactobacillus Casei 37, препаратов «Наринэ» или «Бифидумбактерин» в смеси 1:1:2 в количестве 0,5-1,0% на 100 кг основного сырья или выше приведенных заквасок и дополнительно 20 грамм стартовой культуры Bitek-LS-25 на 100 кг основного сырья на стадии посола и созревания, позволяет получить оптимальные значения рН для восстановления нитрита натрия (5,31-5,63), влияет на устойчивость нитрозопигментов, что в свою очередь, позволяет снизить количество добавляемого в фарши колбасных изделий нитрита натрия до 3,0 грамм на 100 килограмм основного сырья и увеличить сроки хранения колбасных изделий до 30 суток.

8.На основании проведенных исследований разработана нормативная документация и произведена опытно-промышленная апробация биомодификации свойств низкосортного мясного сырья

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ l.Ha основании проведенных исследований рекомендуем мясоперерабатывающим предприятиям использовать бактериальные закваски молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei37, «Наринэ» в соотношении 1:1:2 и Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei 37, «Бифидумбактерин» в соотношении 1:1:2 с препаратом Bitek LS-25 для улучшения функционально-технологических свойств низкосортного мясного сырья. Технология применения бактериальных заквасок не повлечет за собой усложнения технологического процесса производства мясных продуктов, вовлечения нового технологического оборудования, но позволит увеличить объемы выработки изделий из натурального мяса и снизить их себестоимость

2.Обработка низкосортного сырья заквасками молочнокислых бактерий возможность использовать в рецептурах замену сырья:

-говядины 1 сорта на говядину 2 сорта (рецептура 1) -свинины полужирной на свинину жирную (рецептура 2). 3.Обработка низкосортного сырья бактериальными заквасками дает возможность снизить количество добавляемого в фарши колбасных изделий нитрита натрия до 3,0 грамм на 100 килограмм основного сырья и увеличить сроки хранения колбасных изделий до 30 суток

4.Количество вносимой бактериальной закваски- 0,5-1% (в зависимости от содержания соединительной ткани) к массе основного сырья

Список работ, опубликованных по теме диссертации Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования и Науки РФ

1.Сергеева Л.В. Влияние бактериальных препаратов на экологические и потребительские качества полукопченых колбас / Л.В. Сергеева, Д.А. Кадима-лиев // Биозащита и биобезопасность .-2012.-Том 4.-С 48-55 .

2.Сергеева Л.В. Оптимизация условий изготовления полукопченых колбас / Л.В.Сергеева // Естественные и технические науки: «Техника и технология: новые перспективы развития». - Москва, 2012,- С.147-149.

3.Сергеева Л.В. Биомодификация соединительнотканных белков / Л.В.Сергеева // Естественные и технические науки: «Техника и технология: новые перспективы развития». - Москва, 2013.- С.60-62.

4.Сергеева JI.B. Биотехнологическая модификация свойств мясного сырья/Л.В.Сергеева, Д.А. Кадималиев // Вестник УГСХА.-2013.-С.77-79

Публикации в других изданиях

1. Сергеева Л.В. Патент на изобретение №2482687 "Способ производства полукопченной колбасы (варианты). Авторы: Кадималиев Д.А., Бирюков В.В., Козеркина C.B.

2.Сергеева Л.В. Влияние пробиотических культур микроорганизмов на качество и функциональные характеристики полукопченых колбас/ Л.В.Сергеева, Д. А. Кадималиев // Развитие биотехнологии в Республике Мордовия: Материалы Респ. конф. (14-15 мая 2009, г. Саранск). - Саранск,2009,-С.48-52.

3.Сергеева Л.В. Разработка технологии производства полукопченых колбас с применением пробиотических культур / Л.В. Сергеева, Н.М. Тамбовцева // Глобальные проблемы современности: материалы V Всероссийской науч,-практ. Конф. (24-26 марта 2010, г. Москва-Тверь).- Москва-Тверь,2010,- С.248-251.

4.Сергеева Л.В. Пути повышения эффективности производства ЗАО МПК «Торбеевский»/ Л.В. Сергеева, C.B. Казеркина // Мясная и молочная промышленность России: состояние, проблемы, перспективы: Материалы I Всерос. науч. - практ. инт,- конф.(15 декабря 2010, Торбеево). - Торбеево, 2010,- С.168-170.

5.Сергеева Л.В. Разработка и оптимизация технологии производства мясных продуктов путем применения биологических агентов и смешанных микробных культур/ Л.В. Сергеева // Материалы международной науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы естественных наук». (26 октября 2011, г. Новосибирск) -Новосибирск, 2011,- С.32-35.

6. Сергеева Л.В. Биотехнологические аспекты снижения токсикантов в мясных продуктах/ Л.В. Сергеева // Наука и современность: сборник материалов IX Международной науч. - практ. конф.(11 марта 2011, г. Новосибирск) -Новосибирск , 2011,- С.32-35

7.Сергеева Л.В. О биотехнологических аспектах разработки технологии и рецептур продуктов функционального и лечебного назначения/ Л.В.Сергеева // Наука в современном мире: Сб. науч. трудов.- Москва, 2011.- С.43-45

8.Сергеева Л.В. Разработка и оптимизация технологии производства мясных продуктов путем применения биологических агентов и смешанных микробных культур / Л.В.Сергеева //Актуальные проблемы биохимии и биона-нотехнологии: Сб. трудов. - Казань, 2011.-С. 292-295.

9.Сергеева Л.В. Биотехнологические приемы повышения безопасности продуктов ЗАО МПК «Торбеевский»/Л.В. Сергеева, С. В. Казеркина // Мясная и молочная промышленность России: состояние, проблемы, перспективы: Материалы II Всеросс. науч. - практ. инт.- конф.(09 декабря 2011, п. Торбеево).-Торбеево, 2011,- С.56-59

Ю.Сергеева Л.В. Биомодификация свойств мясного сырья /Л.В.Сергеева // Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии: Сб. трудов. - Казань, 2013.-С.101-104.

Пописано в печать 29.03.2014 г. Усл. печ. л 1,0. Заказ №400. Тираж 100 экз. Издательство Мордовского университета Типография Издательства Мордовского университета 430005, г. Саранск, ул. Советская ,24

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Сергеева, Людмила Васильевна, Саранск

МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.П. ОГАРЕВА

04201 На правах рукописи

Л, ^е? '

СЕРГЕЕВА ЛЮДМИЛА ВАСИЛЬЕВНА

ПРИМЕНЕНИЕ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ЗАКВАСОК ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЯСНОГО СЫРЬЯ И УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА

ПОЛУЧАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ

Специальность 03.01.06 - биотехнология ( в том числе бионанотехнологии)

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель Доктор биологических наук, профессор Кадималиев Д.А.

САРАНСК 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ......................................................................................................................................................5

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ..........................................................................................................................24

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ......................24 '

1.1 .Белковая и жировая фракции мяса......................................................................................24

1.2.Изменение окраски мяса при посоле..............................................................................29

1.3.Канцерогенные свойства нитрозаминов......................................................................34

1 АБиотехнологические основы повышения биологической безопасности колбасных изделий........................................................................................................................41

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ....................................................................................57

ГЛАВА 2. Подбор видов и штаммов молочнокислых бактерий и определение их биотехнологического потенциала..............................................................57

2.1 .Биотехнологический потенциал культур молочнокислых бактерий... 57 '

2.2.Определение оптимальных соотношений подобранных видов и

штаммов молочнокислых бактерий и их исследование..........................................60

2.3.Определение устойчивости бактериальных заквасок в соленом сырье в условиях низких положительных температур................................................65

ГЛАВА 3.Влияние бактериальных заквасок на функционально - технологические, физико-химические показатели мясного сырья............................68

ГЛАВА 4.Влияние бактериальных заквасок на токсилогическую безопасность изготовленных из фаршей с бактериальными заквасками мясных продуктов................................................................................................................................................86

ГЛАВА 5.Апробация технологии приготовления фаршей с бактериальными заквасками..........................................................................................................................................94

ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................................................................................108

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ....................................................................................110

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ............................111

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..................................................................................................................112

Приложение 1 - Протокол испытаний ГУ «Мордовская респуликанская ветеринарная лаборатория» Испытательная лаборатория. Протокол испытаний № 11843 от 12 апреля 2010года............................................................................139

Приложение 2 - Сертификат соответствия РОСС 1Ш.АЯ 81.Н08379 №

0190810 от 26.05.2010 года..............................................................................................................140

Приложение 3 -Декларация о соответствии РОСС ЛИ. АЯ81.Д02745 от

26.05.2010г......................................................................................................................................................141

Приложение 4 -Технические условия 9213-001-57565851-10 «Колбасы

полукопченые» (ТУ)..................................................................................................................................142

Приложение 5- Технологическая инструкция по производству полукопченых колбас (ТИ)......................................................................................................................................143

Приложение 6 - Заключение на ТУ9213-001-57565851-10 «Колбасы полукопченые» отдела санитарного надзора Управления Роспотребнад-зора по РМ и технологической инструкции по производству полукопченых колбас ФЗ «О качестве и безопасности пищевых продуктов «, санитарных правил и нормативов Сан П иН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов», государственных стандартов и нормативно-технической документации в части требований к качеству и безопасности сырья и материалов, упаковки, маркировки, условиям храненияи срокам годности, пра-

вилам приемки и методам контроля..........................................................................................144

Приложение 7 - Рецензия на ТУ ТУ9213-001-57565851-10 «Колбасы полукопченые» Отдела санитарного надзора Управления Роспотреб-

надзора по РМ............................................................................................................................................145.

Приложение 8 - Протокол испытаний №24894/7127 от 22 марта 2013 года федерального бюджетного учреждения «Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Республике

Мордовия» Испытательная лаборатория............................................................................146

Приложение 9- Протокол испытаний №1080 /7127 от 22 марта 2013 го-

да федерального бюджетного учреждения «Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Республике Мордовия» Испытательная лаборатория. Результаты микробиологических исследований........................................................................................................................................147

Приложение 10 - Протокол испытаний №13019/7127 от 22 марта 2013 года федерального бюджетного учреждения «Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Республике Мордовия» Испытательная лаборатория. Результаты микробиологических исследований....................................................................................................................................148

Приложение 11- Сертификат соответствия РОСС 1Ш.АЯ 81.Н12202

№1290783 от 22.05.2013 года....................................................................................................149

Приложение 12- Декларация о соответствии РОСС 1Ш. АЯ81.Д06265 от

22.05.2013г......................................................................................................................................................150

Приложение 13 - Решение о выдаче патента Федеральной службы по интеллектуальной собственности (РОСПАТЕНТ). Заявка №

2011124724/13 (036502). Дата подачи заявки 16.06.2011г................................151

Приложение 14 - Патент на изобретение № 2482687 «Способ производства полукопченых колбас» (варианты)....................................................................152

Приложение 15 - Акт внедрения результатов кандидатской диссертационной работы..................................................................................................................................................153

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования

В мясной промышленности принята многосортовая жиловка мяса, при которой получают только 20% мяса высшего сорта. Значительная доля (35%) образуемая при жиловке мяса составляет мясо второго сорта, имеющее в своем составе до 20% соединительной и жировой ткани. Соединительнотканные белки не сбалансированы по аминокислотному составу, но элементы соединительной тка-. ни служат одновременно источником пищевых волокон и анаболического белкового материала. Усвояемая часть коллагена улучшает сбалансированность аминокислотного состава и увеличивает адекватность его свойств особенностям метаболических процессов нутриентов на стадии биосинтеза (Липатов H.H., Сажинов Г.Ю., Башкиров О.И. Формализованный анализ амино - жирнокислотной сбалансированности сырья, перспективного для проектирования продуктов детского питания с задаваемой пищевой адекватностью // Хранение и переработка сельхозсы-рья. 2001. №8. С.11-14). Но функционально-технологические свойства соединительной ткани недостаточно велики и не дают желаемого эффекта в формирова-. нии качественных показателей готового продукта.

Из мяса с повышенным содержанием соединительной ткани выпускается весьма ограниченный ассортимент мясопродуктов, представленный колбасами второго и третьего сортов, многие из которых неудовлетворительно реализуются через торговую сеть. В сявзи с дефицитом мясного сырья в последние годы возникла необходимость разработки способов привлечения ресурсов более низких сортов мяса для производства мясных продуктов.

Благодаря использованию различных способов предварительной технологической обработки коллагенсодержащего сырья, область его применения для изго-.

товления мясных продуктов расширяется (Жаринов А.И., Хлебников И.В. Вторичное белоксодержащее сырье: способы обработки и использования // Мясная промышленность. 1993. №2. С.22-24; Антипова Л.В., Глотова И.А. Основы рационального использования вторичного коллагенсодержащего сырья мясной промышленности. Воронеж: Воронежская государственная технологическая академия, 1997. 248 е.; Лисицын А.Б. Ресурсосберегающие технологии комплексной переработки мясного сырья // Хранение и переработка сельхозсырья .2000 . №11. С. 19; Овчинникова Е.И. Использование коллагенсодержащего сырья в мясорас-тительных продуктах // Современные технологии переработки животноводческого сырья в обеспечении здорового питания: наука, образование и производство. Воронеж: ВГТА, 2003. С.382-383; Битуева Э.Б., Жамсаранова С.Д. Эластин и перспективы его использования в технологии продуктов питания со специальными свойствами // Хранение и переработка сельхозсырья. 2004. №2. С.47-49 и другие).

Ряд авторов рассматривают возможность ускорения процессов переработки и изменения свойства мяса путем дополнительного внесения в мясные системы специфических технологических ферментов (Крылова В.Б., Ильина Н.М. Биотехнологические аспекты модификации вторичного коллагенсодержащего сырья // Хранение и переработка сельхозсырья. 1998. № 5. С. 28-30; Батаева Д.С. Ферменты для обработки мяса // Все о мясе. 1999. № 3. С. 39-41; Боресков В.Г., Докучаев С.А. Влияние ферментных препаратов на мышечную и соединительную ткань говядины // Мясная индустрия. 2000. № 10. С. 30-32; Боресков В.Г., Докучаев С.А. Использование комплексов ферментных препаратов при производстве деликатесной продукции // Мясная индустрия. 2001. №7. С.38-40; Иванкин А.Н., Неклюдов А.Д., Кудряшов Л.С.[и др.] Влияние коллагеназной активности фермента из гепа-топанкреаса крабов на биохимическое состояние объектов животного происхождения //Хранение и переработка сельхозсырья. 2001. №1. С.28-32; Антипова Л.В., Решетник O.A., Пономарев В.Я. Применение ферментного препарата мегатерии Г10 для обработки низкосортного мяса // Мясная индустрия. 2003. №8. С. 9-11; Писменская В.Н., Кузнецова Т.Г. Морфология низкосортного мясного сырья при

воздействии ферментного препарата // «Пища. Экология. Человек»: матер. V ме-ждунар. научно-технич. конф. М., 2003. С.241-242; Титов Е. И., Апраксина С. К., Митасева Л.Ф. [и др.] К вопросу о перспективности использования коллагенсо-держащего сырья в продуктах питания // Мясные технологии. 2006. №11.С 8-12). Однако вопрос применения биотехнологических процессов направленного изменения функционально - технологических свойств мясного сырья на основе максимального и направленного изменения ресурсов остается актуальным. Это свя- • зано с недостаточной изученностью и дефицитом промышленно выпускаемых ферментных препаратов, а также отсутствием или ограниченностью научных подходов к использованию мяса с высоким содержанием соединительной ткани в технологии мясных продуктов

Одним из основных аспектов биотехнологии является безопасность пищевых продуктов. Мясные продукты - возможные источники поступления в организм человека токсичных веществ (Антипова Л.В., Глотова И.А., Рогов И.А. Методы исследования мяса и мясных продуктов. М.: Колос, 2001. 376 с.) .

Остро стоит вопрос защиты гигиенических и качественных характеристик' на стадии производства, хранения и реализации полукопченых колбас. Полукопченые колбасные изделия подвергаются плесневению в период сушки и последующего хранения. Ослизнению и плесневению поверхности дорогостоящей мясной продукции способствуют нарушения санитарно-гигиенических условий и температурно-влажностных режимов производства, хранения и транспортировки, что негативно отражается на органолептических характеристиках продуктов и ограничивает возможности их реализации в торговой сети.

Микроорганизмы, развивающиеся на поверхности пищевых продуктов, продуцируют высокотоксичные вещества, обладающие мутагенными и канцеро-' генными свойствами. Микотоксины, являясь вторичными метаболитами микроскопических грибов, токсичны и считаются опасными контаминантами кормов и пищевых продуктов (Кузнецова Л.С., Михеева Н.В., Казакова Е.В. [и др.] Состав плесневых грибов поражающих поверхность мясной продукции // Мясная инду-

стрия. 2009. № 3. С. 28-30; Кузнецова Л.С., Громовых Т.И., Жаринов А.И. [и др.] Химия пищи. Безопасность пищевых продуктов. Микотоксины: учебное пособие. М.: МГУПБ, 2009. 116 е.; Демченко Ю.П.. Серегин И.Г. Разработка средств и методов защиты колбасных изделий от плесневения // Матер. IV междунар. научной конф. студентов и молодых ученых. М.: МГУПБ, 2005. С. 154-156; Серегин И.Г., Демченко Ю.П. Повышение биологической безопасности сырокопченых колбас // Ветеринария. 2008. №1. С. 51-55).

Пищевые продукты, корма для животных, содержащие микроскопические грибы с продуцируемыми ими микотоксинами, оказывают серьезное неблагоприятное влияние на здоровье человека и животных (Тутельян В.А., Кравченко A.B. Микоткосины (Медицинские и биологические аспекты). М.: Медицина, 1985. 320с.; Тутельян В.А. Питание и здоровье нации // «Проблемы обеспечения продовольственной безопасности: национальный и международный аспекты»: матер, междунар. конф. М.:, 2009. С. 109 - 115).

Удаление плесени с поверхности батонов не исключает проникновения в них опасных соединений. С учетом сложившейся экологической ситуации, неблагоприятно воздействующей на безопасность продукции, этот сегмент рынка нуждается в обеспечении гарантированной долговременной гигиенической безопасности и сохранения показателей качества колбасной продукции.

На примере трех субъектов Российской Федерации впервые показано, что приоритетными загрязнителями с максимальным значением КК (коэффициент контаминации) для хлеба и молока являются микотоксины, для мяса - нитрозами-ны, для рыбы - гистамин, для сахара - хлорорганические пестициды (Верещагин А.И., Фокин М.В., Литвинова О.С. Микробиологическая и химическая контаминация пищевых продуктов // Вестник Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. И.И. Мечникова. 2007. Т.7. № 2. С.27-28; Литвинова О.С., Верещагин А.И., Михайлов H.A. Разработка модели для оценки мониторинга за химическим загрязнением пищевых продуктов в режиме реального времени // Вопросы питания. 2009.Т. 78. № 3. С. 18-24; Онищенко Г.Г., Тутельян В.А.

Оценка результатов мониторинга безопасности пищевых продуктов в Российской Федерации. Микотоксины // Вопросы питания. 2010. Т. 79. № 5. С. 24-28; Литвинова О.С. Контаминация токсичными элементами импортных и отечественных" пищевых продуктов (сравнительный анализ) // Вопросы питания. 2011. Т.80. № 2. С. 37- 40).

Отрицательные последствия для здоровья химических загрязнителей, содержащихся в пищевых продуктах, являются результатом не столько острого, сколько хронического воздействия и могут включать поражение почек и печени, нарушение развития плода, нарушение функции эндокринной системы, иммуно-токсичность и рак.

Следовательно, необходимы надежные способы, средства и технологические решения, которые, не нарушая традиционных технологических процессов их' производства, обеспечат пролонгированную защиту мясных продуктов от поражения плесневыми грибами, дрожжами и нежелательными токсикантами.

За последнее время возрос интерес к использованию молочнокислых бактерий (МКБ) в качестве защиты от порчи пищевых продуктов. Потребитель заинтересован в том, чтобы в производстве продуктов питания не использовались химические средства защиты и жесткая термообработка продуктов с целью сохранения их качества. Возникает необходимость в разработке технологий производства продуктов, обеспечивающих исключение или снижение содержания до допустимого уровня радиоактивных биологических веществ, микро и биоорганизмов, представляющих опасность для здоровья человека. Одним из путей решения поставленной задачи может рассматриваться применение биотехнологических способов изготовления мясопродуктов, среди которых наиболее перспективным представляется использование микроорганизмов, комплексное действие ферментных систем и продуктов метаболизма которых оказывают направленное положительное влияние на свойства мясного сырья и готовой продукции. Сведения о применении биотехнологических способов обработки низкосортного мясного сырья со значительным содержанием соединительнотканных белков молочнокис-

лыми бактериями, позволяющие рационально использовать сырьевые ресурсы, немногочисленны и перспективны.

Степень разработанности темы исследования

Микроорганизмы все шире используются в переработке мяса. Это связано с их способностью продуцировать в тканях мяса специфические биологически активные компоненты: органические кислоты, бактериоцины, ферменты, витамины, что способствует улучшению санитарно-микробиологических, органолептических показателей готового продукта, а также позволяет интенсифицировать производственный процесс (Ханхалаева И.А., Барнакова Н.К., Хамагаева И.С. Новый бактериальный препарат для колбасных