ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОБИОТИЧЕСКИХ МИКРООРГАНИЗМОВ В ТЕХНОЛОГИИ ЦЕЛЬНОМЫШЕЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Современное развитие мясоперерабатывающей промышленности связано с подбором ингредиентов, влияющих не только на функционально-технологические свойства сырья, но и обладающих высокой биологической ценностью. Кефинар - кисломолочный биопродукт, производимый поэтапной ферментацией молока кефирной закваской и закваской, содержащей пробиотический ацидофильный штамм Lactobacillus acidophilus штамма «НаринэТНСи». Микроорганизмы, входящие в состав Кефинара, характеризуются высокими технологическими свойствами; выраженной протеолитической активностью; способны продуцировать биологически активные компоненты. Целью научного эксперимента являлось изучение влияния биопродукта Кефинар на динамику функционально-технологических свойств мясного сырья, пищевую ценность деликатесных мясных изделий. Был смоделирован технологический цикл производства копчено-вареных изделий из свинины. Образцы № 1 были изготовлены по традиционной рецептуре, образцы № 2 и 3, содержали пробиотический продукт Кефинар в количестве 40 и 48 % от объема рассола. В ходе эксперимента были исследованы функциональные свойства мясного сырья. За весь период созревания влагосвязывающая способность мясного сырья увеличилась на 34,51-36,80 % и не имела существенных различий в исследуемых образцах. На поздних этапах созревания продукта гидрофильность мышечной ткани опытных образцов увеличивалась более интенсивно в результате накопления в тканевой жидкости низкомолекулярных веществ и экзополисахаридов. В процессе созревания в результате накопления биомассы молочнокислых микроорганизмов установлен более выраженный сдвиг уровня рН опытных образцов в кислую сторону. Снижение величины реакции среды мясного сырья способствовало подавлению жизнедеятельности патогенной микрофлоры и диссимиляции нитрита натрия. В результате метаболических процессов комплекса микроорганизмов наблюдали накопление в опытных образцах карбонада белка, витаминов группы В, снижение концентрации остаточного нитрита натрия.

Ключевые слова:
Пробиотические микроорганизмы, Кефинар, созревание мясного сырья, функциональные свойства белков мяса, влагосвязывающая способность, реакция среды, пищевая ценность мясопродуктов
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать

Введение Цельномышечные мясные изделия являются продуктом, производство которого позволяет максимально сохранять его пищевые достоинства, морфологические свойства, специфичность вкуса и аромата. На отдельных технологических стадиях производства деликатесных мясных изделий, в частности, при посоле и созревании, происходит формирование потребительских свойств готовых продуктов - характерного вкуса, цвета, консистенции, накопление физиологически ценных нутриентов, обеспечивается микробиологический статус изделий [8]. Появление интенсивных технологий мясоперерабатывающего производства, создание продуктов повышенной сохранности предполагает применение многофункциональных пищевых добавок в рецептуре рассола деликатесных мясных изделий. Современное развитие мясоперерабатывающей промышленности связано с подбором ингредиентов, включаемых в состав рецептур, влияющим не только на функционально-технологические свойства сырья, но и обладающим высокой биологической и физиологической ценностью. Одним из направлений стабилизации качества, повышения пищевой и биологической ценности цельномышечных изделий является применение методов биотехнологической ферментации мясного сырья [10]. Экспериментально доказано, что физиолого-биохимический и технологический потенциал микроорганизмов значительно усиливается в оптимально подобранном консорциуме, по сравнению с биотехнологическими свойствами отдельных штаммов. Повышается антагонистическая активность культур по отношению к патогенным и условно-патогенным микроорганизмам, а также их устойчивость к антибиотикам, повышенным концентрациям хлористого натрия, изменениям рН среды, температуры [4]. Для экспериментальной апробации новых технологий деликатесных мясных изделий фирмой ООО «Кефинарные биотехнологии» был изготовлен биопродукт Кефинар в модификации, наиболее оптимальной для биотехнологической ферментации мясного сырья. Кефинар - кисломолочный биопродукт, созданный в России и не имеющий аналогов за рубежом [1]. Особенностью производства «Кефинара» является симбиотическая, поэтапная ферментация молока кефирной закваской и специально созданной для производства «Кефинара» сложной закваской, основу которой составляет пробиотический ацидофильный штамм Lactobacillus acidophilus штамма «НаринэТНСи» [7]. Авторами было доказано, что при совместном культивировании нового ацидофильного штамма «Наринэ ТНСи» с кефирными микроорганизмами штамм не только не подавляет, но и активизирует их ферментативную систему, в том числе и протеолитическую [1]. Стоит отметить, что сам по себе кефир - это естественный стойкий симбиоз полезных культур, включающий в себя около 60 штаммов микроорганизмов. Компонентами ассоциативной культуры кефирных грибков являются микроорганизмы нескольких физиологических групп: гомоферментативные молочнокислые стрептококки; лактобактерии; гетероферментативные молочнокислые дрожжи; уксуснокислые бактерии. Ассоциативная микробная культура кефирных грибков является высокоорганизованным сообществом, обладающим сложными трофическими связями [3, 9]. Рядом авторов доказаны уникальные свойства экзополисахарида - кефирана, синтезируемого кефирными грибками и молочнокислыми бактериями, исследованы ингибирующая способность кефирана в отношении патогенных микроорганизмов, его антиоксидантные и иммуномодулирующие свойства. Кроме того, установлено, что полисахарид является влагоудерживающим агентом и улучшает реологические свойства продуктов [5]. Микроорганизмы, входящие в состав Кефинара, характеризуются необходимыми в мясоперерабатывающем производстве технологическими свойствами: обладают высокой солеустойчивостью; способны расти и развиваться при низких температурах; обладают кислото- и ароматобразующей способностью; выраженной протеолитической активностью. Высокая кислотоустойчивость бактериальных культур биопродукта Кефинар - важное технологическое свойство, благодаря которому микроорганизмы длительное время остаются жизнеспособными в рассоле при созревании мясного сырья, накапливают биомассу и конкурируют с патогенной микрофлорой, повышая санитарно-гигиенические показатели производства. Немаловажной для формирования качественных показателей мясопродуктов является способность штаммов микроорганизмов продуцировать биологически активные компоненты в процессе жизнедеятельности: органические кислоты, бактерицидные вещества, ферменты, витамины, аминокислоты, - что позволяет интенсифицировать производственный процесс, обусловливает накопление в мясном сырье эссенциальных микронутриентов, повышает токсикологическую и микробиологическую безопасность готовых изделий [4]. Целью научного эксперимента являлось изучение влияния пробиотического продукта Кефинар на динамику функционально-технологических свойств мясного сырья, пищевую ценность деликатесных мясных изделий. Объект и методы исследования Для решения поставленной задачи был смоделирован технологический цикл производства копчено-вареных изделий из свинины согласно ТУ 9213-003-45125928-97. Из спинно-поясничной части полутуши свинины были выделены образцы карбонада, сформированные согласно технологической инструкции. Образцы № 2 и 3 считались опытными, образец № 1 служил контролем. Пробы карбонада прошли основные этапы производственного цикла: разделку сырья, подготовку рассола, посол сырья, созревание, термическую обработку (подсушку, копчение и варку). Посол осуществлялся шприцеванием охлаждённого мяса рассолом в количестве 25 % от массы мясного сырья с помощью многоигольчатого инъектора. Массирование проводили в барабанах-массажерах при 10 об/мин в течение 4 часов. Выдержка и созревание мяса производилась при температуре (4±2) °С, в течение 24 часов. Рассол для шприцевания состоял из рассчитанного количества комплексной фосфатосодержащей добавки Тари Комплект П-27, поваренной соли, воды. Рекомендуемая доза внесения комплексной добавки, согласно спецификации составляет 1,0-1,2 % от массы мясного изделия. В опытных образцах соответствующее количество воды заменяли пробиотическим продуктом Кефинар (40 % от объема рассола для образца № 2 и 48 % - для образца № 3). Рецептура рассола приведена в табл. 1. По каждой из приведенных рецептур было изготовлено по три образца. Таблица 1 Рецептура рассола для шприцевания Компонент Масса компонентов рассола, кг (л) образец № 1 образец № 2 образец № 3 Тари комплект П-27 3,5 3,5 3,5 Соль поваренная 10,5 10,5 10,5 Вода (лед) 86,0 46,0 38,0 Кефинар - 40,0 48,0 Итого 100,0 100,0 100,0 В ходе эксперимента были исследованы функциональные свойства мясного сырья (уровень рН, влагосвязывающая способность) на стадии посола и созревания; определена динамика массы мясного изделия на разных этапах технологического цикла. Проведены исследования пищевой ценности готовых цельномышечных изделий: определено содержание белка, жира, витаминов группы В, нитрита натрия. Для определения перечисленных показателей применяли общепринятые методики. Результаты и их обсуждение Посол мяса при производстве цельномышечных изделий следует рассматривать как сложный биохимический и биотехнологический процесс, в результате которого при участии собственных протеолитических ферментов мяса и ферментов микроорганизмов изменяется степень гидратации и растворимости белков мясного сырья, инициируются процессы гидролиза белковых макромолекул, полисахаридов, происходит накопление промежуточных и конечных продуктов. При посоле мышечная ткань набухает, увеличивается в объеме, в ней накапливаются продукты биохимических превращений компонентов мяса и метаболиты молочнокислых микроорганизмов. Интенсивные способы обработки мышечных волокон при посоле (массирование) обусловливают равномерное распределение компонентов рассола, повышают влагосвязывающую способность (ВСС) мяса [2]. В ходе исследований было проанализировано влияние пробиотических культур на функционально-технологические свойства мясного сырья. Согласно данным, отображенным в табл. 2, уровень ВСС мяса за весь период созревания сырья увеличился на 34,5-36,8 % и не имел существенных различий во всех исследуемых образцах. Однако на протяжении этапов технологического процесса гидрофильность мышечной ткани изменялась неравномерно, так через 8 часов созревания максимальное увеличение ВСС мяса установлено в образце № 1 - на 20,6 % больше по сравнению с ВСС несоленого мясного сырья, тогда как в образцах № 2 и 3 значение возросло на 18,1 и 11,9 % соответственно. Фосфатосодержащая добавка способствовала активному сдвигу уровня рН контрольных образцов мяса от изоэлектрической точки мышечных белков (5,2-5,4), что улучшало их гидратационные свойства. Тогда как молочнокислые микроорганизмы, образуя кислые метаболиты способствовали сдвигу реакции среды мышечной ткани в кислую сторону, что снижало динамику роста ВСС белков мяса. На более поздних этапах созревания продукта (в период с 8 до 24 часов созревания) ВСС образцов № 2 и 3 увеличилась на 15,4 и 20,2 % соответственно, а образца № 1 - на 13,5 %. На поздних этапах посола и созревания, в результате накопления в тканевой жидкости низкомолекулярных веществ возрастало осмотическое давление тканевой жидкости, интенсивнее увеличивалась гидрофильность мышечной ткани опытных образцов [2]. Накопление экзополисахаридов в мясном сырье в результате жизнедеятельности пробиотических культур, также способствовало улучшению функционально-технических характеристик опытных образцов мясопродуктов [5]. Таблица 2 Динамика влагосвязывающей способности мясного сырья в период созревания Образец Влагосвязывающая способность мяса, в % к общей влаге до посола через 8 часов созревания через 16 часов созревания через 24 часа созревания № 1 71,63±0,34 86,36±0,43 92,56±0,32 97,99±0,21 № 2 71,63±0,34 84,62±0,41 90,03±0,32 97,64±0,29 № 3 71,63±0,34 80,14±0,21 87,38±0,28 96,35±0,33 Наличие пробиотических культур в рассоле оказывало влияние на уровень pH мясного сырья. Уровень рН мяса до посола, характеризовал его как доброкачественное, нормально созревающее мясное сырье (5,98-6,03). Уровень рН готового рассола составил для образцов № 1, изготовленных по традиционной рецептуре, 7,44, а для образцов № 2 и 3, содержащих пробиотический продукт Кефинар, - 6,45 и 6,40 соответственно. Одним из важнейших свойств фосфатов, входящих в состав смеси Тари Комплект П-27, является способность направленно менять величину pH среды в щелочную сторону и сдвигать ее от изоэлектрической точки основных мышечных белков. Реакция среды биопродукта Кефинар составляет 4,6-4,8, что способствовало смещению pH рассола в сторону кислой среды. Рис. 1. Динамика реакции среды мясного сырья на протяжении технологического цикла производства Исследование динамики реакции среды показало, что в образцах, содержащих пробиотическую культуру, уровень pH уже через 8 часов созревания составлял 6,18 и 6,12 соответственно, в контрольных образцах уровень рН был равен 6,28. По мере накопления биомассы молочнокислых микроорганизмов разница в изоэлектрическом потенциале мяса опытных и контрольных образцов возрастала. Так, через 24 часа созревания при температуре (4±2) °С уровень рН опытных образцов № 2 и 3 составил 6,02 и 5,90 соответственно, уровень рН контрольного образца за данный период достиг значения 6,16 (рис. 1). Снижение величины рН мясного сырья в процессе созревания способствует подавлению жизнедеятельности патогенной микрофлоры и приближает реакцию среды к оптимальной для развития нитритной окраски. Согласно данным ряда исследователей, наиболее рациональным в отношении выхода продукта и формирования качественных характеристик готовых изделий является уровень рН мясного сырья от 6,0 до 6,3 [2, 12]. Подсушку мясного сырья применяли для удаления излишней влаги с поверхности продукта при температуре 60 °С в течение 30 минут. Копчение мясопродуктов проводили в термодымовой камере КТД-50 при температуре 75 °С в течение 40 минут, до образования румяной золотистой корочки. Варку производили в пароконвектомате при температуре (78-82) °С, до достижения температуры в толще продукта (70±1) °С [11]. Охлаждение производилось в скороморозильной камере до достижения температуры продукта 4±2 0С. Этап быстрого охлаждения проводился во избежание потерь массы мясопродуктов и предупреждения нежелательных микробиологических процессов в готовом продукте. Согласно данным ряда авторов потери мясного сырья в результате технологической обработки, обусловленные денатурацией белков мышечных волокон, снижением гидрофильности белковых молекул, составляют от 18 до 35 % в зависимости от режимов теплового воздействия, уровня рН среды, наличия солей, фосфатов, массы куска мяса [2]. Рассмотрев динамику массы мясного сырья, можно сделать вывод, что применение комплексной пищевой добавки Тари Комлект П-27 обеспечило минимальные потери мясного сырья на всех этапах производственного цикла (табл. 3). При сравнении динамики массы образцов, в зависимости от концентрации пробиотического концентрата в рассоле, было установлено, что через 24 ч часа созревания мясного сырья, содержащего 25 % рассола, масса образцов № 2 и 3 уменьшилась на 4,7 %, а масса контрольного образца № 1 - на 3,0 % от массы мяса после шприцевания. Таблица 3 Динамика массы образцов в процессе технологической обработки Образец Изменение веса сырья, в % к массе несоленого сырья на разных этапах обработки после шприцевания после массирования через 6 ч созревания через 12 ч созревания через 24 ч созревания после подсушки после копчения после варки после охлаждения № 1 123,1 120,3 120,5 120,4 120,1 116,8 111,5 106,9 106,7 № 2 124,7 121,6 121,6 120,7 120,0 116,5 110,9 102,1 101,7 № 3 122,0 118,1 118,1 117,6 117,3 114,9 110,1 101,1 100,5 Наибольшие потери массы установили после тепловой обработки мясного сырья в опытных образцах № 2 и 3 - они составили 18,1 и 17,1 % соответственно, в контрольном образце № 1 - 13,2 % от массы мясного сырья после шприцевания. Выход готового продукта исследуемых образцов составил 100,5-106,7 % от массы несоленого мяса. Повышение выхода готового продукта в контрольных образцах обеспечивалось положительным влиянием комплексной пищевой добавки Тари Комплект на влагосвязывающую способность мясных белков. Тогда как, пробиотические культуры в составе опытных образцов № 2 и 3 способствовали сдвигу рН в кислую сторону, что несколько ослабило гидратационные свойства мышечных волокон и обусловило потери влаги при тепловой обработке мясного сырья. В рамках научного эксперимента была исследована пищевая ценность деликатесных мясных изделий, созревающих в присутствии пробиотического продукта Кефинар (табл. 4). Таблица 4 Пищевая ценность образцов карбонада копчено-вареного Показатель образец № 1 образец № 2 образец № 3 НД на метод исследования М.д. белка, % 14,6±1,22 15,5±0,89 15,7±1,35 ГОСТ 25011-81 М.д. жира, % 4,5±0,55 5,4±0,64 6,9±0,35 ГОСТ 23042-86 М.д. нитрита натрия, % 0,0016±0,0006 менее 0,0006 менее 0,0006 ГОСТ 8558.1-78 Содержание витамина В1, мг/100 г 0,594±0,178 0,713±0,214 0,841±0,252 Методика М 04-56-2009 Содержание витамина В2, мг/100 г 0,075±0,020 0,087±0,020 0,109±0,030 Методика М 04-56-2009 В результате метаболических процессов комплекса микроорганизмов происходит накопление белка, который при созревании и посоле равномерно распределяется в мышечной ткани сырья [6]. Согласно данным научного эксперимента, наибольшее содержание белка наблюдалось в опытных образцах карбонада № 2 и 3, созревающих с участием пробиотических культур, - на 6,2 и 7,5 % соответственно выше по сравнению с контрольным образцом. Витаминобразующая функция бифидо- и лактобактерий подтверждена рядом исследователей. Первичными метаболитами лактосбраживающих дрожжей, молочнокислых бактерий, входящих в состав Кефинара, являются витамины группы В [9, 10]. Согласно данным эксперимента, в результате метаболических процессов пробиотических культур в мышечной ткани происходит интенсивное накопление витаминов группы В. Установлено, что содержание витамина В2 в опытных образцах № 2 и № 3 было достоверно выше на 16,0 и 45,3 % соответственно по сравнению с данным показателем в контрольном образце, а витамина В1 - на 20,0 и 41,6 % соответственно. По содержанию остаточного количества нитрита натрия все исследуемые образцы соответствовали требованиям технических условий. В опытных образцах мясопродуктов нитрита натрия не обнаружено, в пределах установленной погрешности. Тогда как в контрольных образцах количество остаточного нитрита натрия составило 0,0016 %. Диссимиляционные нитритредуктазы пробиотических культур катализируют восстановление нитрита до оксида азота, что обусловливает снижение концентрации остаточного нитрита натрия в готовых мясопродуктах. Таким образом, результаты экспериментальных исследований доказывают, что значительное влияние на изменения структуры и состава мясного сырья на стадии посола и созревания оказывают продукты жизнедеятельности вносимых пробиотических микроорганизмов. Внесение в рецептуру рассола биокультур продукта Кефинар позволяет стабилизировать функционально-технологические свойства мясного сырья в процессе посола и созревания, улучшает потребительские свойства мясопродуктов. В результате метаболизма пробиотической микрофлоры происходит увеличение массовой доли белка, накопление витаминов группы В, снижение токсических компонентов в готовых продуктах.
Список литературы

1. Байбаков, В.И. Продукт кисломолочный «Кефинар»: ТУ 9222-002-0137422520-08. - Новосибирск, 2008.

2. Биотехнология мяса и мясопродуктов: курс лекций / И.А. Рогов, А.И. Жаринов, Л.А. Текутьева, Т.А. Шепель. - М.: ДеЛиПринт, 2009. - 296 с.

3. Градова, Н.Б. Исследование микробного профиля структурированной ассоциативной культуры микроорганизмов - кефирных грибков // Н.Б. Градова, А.А. Саранцева. - Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2012. - Т. 14. - № 5 - С. 123-127.

4. Дронова, Ю.М. Пробиотики: роль в современной медицине и аспекты клинического применения / Ю.М. Дронова // Медицинский вестник. - 2008. - № 15. - С. 14.

5. Еникеев, Р.Р. Разработка технологии производства кефира с повышенным содержанием полисахарида кефирана: дисс. … канд. техн. наук. - Самара, 2011. -125 с.

6. Колодязная, В.С. Пробиотические культуры в технологии мясных полуфабрикатов из телятины (Приготовление рубленых мясных полуфабрикатов) / В.С. Колодязная, Ю.В. Бройко, Д.А. Бараненко // Мясная индустрия. - 2011. - № 10. - С. 33-36.

7. Пат. 2176668 Российской Федерации. Штамм бактерии Lactobacillus acidophilus N.V.P 317/402 «Наринэ»ТНСи, используемый при приготовлении лечебно-профилактических препаратов для нормализации кишечной микрофлоры / В.И. Байбаков, Т.Д. Лимарева, М.И. Демешева, Л.Н. Полещук и др.; заявитель и патентообладатель ФГУП Научно-производственное объединение «Вирион». - № 001100282/13, опубл. 10.12.2001. - Бюл. № 35.

8. Патракова, И.С. Изучение функциональных свойств мяса в зависимости от состава посолочной смеси / И.С. Патракова, Г.В. Гуринович, О.Я. Алексеевнина // Техника и технология пищевых производств. - 2014. - № 1. - С. 68-72.

9. Потороко, И.Ю. Влияние растительных компонентов на активность симбиотической закваски кефирного грибка и формирование качества кисломолочных напитков / И.Ю. Потороко, В.В. Ботвинникова, И.В. Фекличева // Вестник ЮУрГУ, серия «Пищевые и биотехнологии» - Т. 2. - № 1. - Издательский центр ЮУрГУ, 2014. - С. 34-41.

10. Соловьева, А.А. Актуальные биотехнологические решения в мясной промышленности / А.А. Соловьева // Молодой ученый. - 2013. - № 5. - С. 105-107.

11. ТУ 9213-003-45125928-97. Продукты из свинины и говядины. Технические условия. Разработано ЗАО «МАТИМЭКС». - Введены 01.01. 1998.

12. Хамаганова, И.В. Влияние пропионовокислых бактерий на физико-химические процессы при посоле мяса / И.С. Хамагаева, И.А. Ханхалаева, И.В. Хамаганова // Все о мясе. - 2010. - № 1. - С. 12-13.


Войти или Создать
* Забыли пароль?