автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.07, диссертация на тему:Разработка технологии сырокопченых колбас с использованием пробиотических микроорганизмов

На правах рукописи

НИКИФОРОВА ЛИЛИЯ ЛЕОНИДОВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА СЫРОКОПЧЕНЫХ КОЛБАС С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОБИОТИЧЕСКИХ МИКРООРГАНИЗМОВ

Специальности 05.18.07 - Биотехнология пищевых продуктов

(перерабатывающие отрасли АПК) 05.18. 04 - Технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Улан-Удэ, 2006

Работа выполнена в Восточно-Сибирском государственном технологическом университете

Научные руководители

Официальные оппонешы

доктор технических наук, профессор И.О. Хамагаева, кандидат технических наук, доцент И.А. Ханхалаева. доктор ветеринарных наук, профессор Н.М. Мандро, кандидат технических наук, доцент Б. А. Баженова

Ведущая организация - ООО «Бурятский центр сертификации»

Защита диссертации состоится «22» декабря 2006 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета К212,039.01 при Восточно-Сибирском государственном технологическом университете по адресу: 670013, г.Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40в.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВСГТУ

Автореферат разослан « 20 » ноября 2006 года

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

А.С. Столярова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Перспективным направлением создания эффективной технологии сырокопченых колбас является направленное регулирование процессов формирования их качества за счет совокупного воздействия на биохимические, физико-технологические и микробиология еские процессы превращения компонентов мясной системы с применением стартовых культур.

Достижения в развитии методов биомодификации сырья животного происхождения, изучение особенностей метаболизма микроорганизмов, повышение их функциональных свойств заложены в фундаментальных и прикладных исследованиях Л.В. Антиповой, В.М. Богданова, Л.И. Воробьевой, В.И. Ганиной, Н.С. Королевой, И.А. Рогова, В.Ф. Се-менихиной, А.Б. Лисицына, H.H. Липатова (ст), В.В. Хорольского, L. Bener, G.B. Gibson, W.P. Hammes, F.K. Liicke, N.P. Shan и др.

Фундаментальными и прикладными исследованиями ученых разных стран мира убедительно доказано, что среди ингредиентов, определяющих функциональные свойства продуктов питания, особое место занимают микроорганизмы с пробиотическими свойствами, формирующие нормальную микрофлору желудочно-кишечного тракта. Это является одним из решающих факторов формирования значимости продуктов питания с пробиотическими свойствами.

Анализ научно-технических результатов исследований в данном направлении показывает перспективность разработок, связанных с изучением влияния условий культивирования и сохранения бноакгивностн пробиотических микроорганизмов под действием физических и химических факторов в ходе технологического процесса производства мясных продуктов.

С точки зрения пробиотических свойств микроорганизмов большой интерес представляют пропионовокислые и бнфидобактерии, которые имеют многоуровневую защиту против мутагенов среды.

В связи с этим применение пробиотических микроорганизмов, обладающих высоким биотехнологическим потенциалом и антимутагенными свойствами в качестве стартовых культур в производстве сырокопченых колбас является актуальным и перспективным.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является разработка технологии сырокопченых колбас, обладающих пробиотическими свойствами.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи исследований:

- изучение биотехнологического потенциала пробиотических микроорганизмов;

- исследование антимутагенных свойств пробиотических микроорганизмов;

- влияние концентрации поваренной соли на устойчивость пробиотических культур;

- влияние нитрита натрия на устойчивость и антимутагенную активность пробиотических микроорганизмов;

- влияние пробиотических микроорганизмов на формирование качества сырокопченых колбас;

• разработка технологии производства сырокопченых колбас;

- разработка нормативной документации и опытно-промышленная апробация разработанной технологии в условиях производства.

Научная новизна. С учетом биогехнологаческих свойств и антимутагенной активности пробиотических микроорганизмов подобраны стартовые культуры, отвечающие специфическим требованиям технологических процессов производства сырокопченых колбас.

Выявлена высокая биохимическая активность пропионовокислых и бифидобактерий, входящих в состав комбинированного бакконцен-трата, в мясном субстрате, позволяющая ускорить биотехнологические процессы при посоле и созревании фарша. Методом газовой хроматографии установлено, что при использовании бакконцеитрата на основе пропионовокислых и бифидобактерий в роли стартовых культур значительно повышается количество терпенов и лактонов, влияющих на формирование вкуса и аромата сырокопченых колбас.

Отмечена более высокая выживаемость пропионовокислых бактерий по сравнению с бифидобактериями в процессе сушки, копчения и длительного хранения сырокопченых колбас.

Практическая значимость. На основании анализа и обобщения результатов теоретических и экспериментальных исследований разработана технология сырокопченых колбас, обладающих пробиотлч ески-мн свойствами с регламентированным содержанием пропионовокислых и бифидобактерий в готовом продукте в количестве не менее 106 КОЕ/г к концу срока годности.

Разработан проект нормативной документации производства сырокопченой колбасы «Пробиотическая». Технология апробирована в производственных условиях ОАО «Петровск-Забайкальский мясокомбинат», где получила положительный отзыв.

Апробация результатов работы. Результаты исследований доложены па ежегодной научной конференции преподавателей, научных работников, аспирантов ВСГТУ (Улан-Удэ, 2000); Межрегиональном научно-практическом семинаре «Экологическая безопасность регионов России» (Пенза, 2000); Региональной конференции «Проблемы экологии и рационального природопользования Дальнего Востока» (Владивосток, 2000); Российской научно-практической конференции «Товарный консалтинг и аудит качества (Екатеринбург, 2004); Межрегиональной научно-практической конференции «Товароведение и экспертиза товаров: состояние, проблемы и перспективы развития" (Уфа, 2006).

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 7 рабо-

тах. в том числе в 2-х статьях центральной печати.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов исследований, выводов, списка использованной литературы, содержащего 162 источника, из них 45 иностранных, приложений. Работа изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 25 таблиц и 12 рисунков.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

Экспериментальная часть исследований проводилась в лаборатории кафедры «Технология молочных продуктов. Товароведение и экспертиза товаров» Восточно-Сибирского государственного технологического университета (ВСГТУ), в лаборатории Института биохимической физики РАН, г. Москва.

Объектами исследований на разных этапах работы были фарш говяжий, колбасный фарш в зависимости от рецептурной модели, готовые колбасные изделия.

Материалами исследований служили: разные штаммы пробиоти-ческих микроорганизмов; комбинированная закваска В. longum В 339 М, P. shermanii КМ-186; замороженный комбинированный бактериальный концентрат, состоящий из P. freudenreichii subsp freudenreichii АС-2500 и В. longum В 339 М, вырабатываемые в научно-производственной лаборатории заквасок ВСГТУ согласно существующим НД на эти бак-концентраты.

Контрольные образцы сырокопченых колбас изготовляли в соответствии с ГОСТ 16131 и технологической инструкцией по производству сырокопченой колбасы «Столичная» высшего сорта с использованием стартовых культур LS-25.

Алгоритм проведения экспериментальных исследований приведен на рисунке 1.

В ходе экспериментальных исследований определяли следующие показатели: вязкость (1)- реологическим методом с помощью визкози-метра Оствальда при температуре 20° С; удельная скорость роста микроорганизмов (2) - по нарастанию биомассы; концентрация ЭПС (3) -антроновым методом; количественный учет микроорганизмов (4) -методом предельных разведений на среде ГМС или ГМК по ТУ 10-0202-789-192-95; рН (5) - потенциометрическим методом по ГОСТ 362487; антимутагеиная активность (6) - по тесту Эймса; устойчивость к различным концентрациям поваренной соли и нитриту натрия - по удельной скорости роста и количеству жизнеспособных клеток; сенсорная оценка (7) - профильным методом и балльной шкалы; массовая доля влаги (8) - по ГОСТ 17681-77; массовая доля жира (9) - экстрагированием хлороформом; массовая доля поваренной соли (10) - методом Мора;

массовая доля остаточного интрига натрия (11) - по ГОСТ 8558.1-78; содержание Е. coli и Pr. vulgaris (12) - по ГОСТ Р 50454-92; пероксидное число (13 ) - по ГОСТ 8285-91; содержание летучих органических соединений (14) - газохроматслрафическим методом на приборе фирмы Хьюлетт-Паккард.

Повторность опытов пятикратная. Математическую обработку экспериментальных исследований проводили с использованием стандартных компьютерных программ.

Показатели:

1. Вязкость

2. Удельная скорость роста .

3. Концентрация ЭПС

4. Количественный учет пропио-новокислых и бифидобактерий

5. рН

6. Определение антимутагенной активности пробиотических микроорганизмов

7. Сенсорная оценка

8. Массовая доля влаги

9. Массовая доля жира Ю.Массовая доля поваренной соли 11 .Массовая доля остаточного

нитрита натрия

12.Содержание Е.со1| и

13.Пероксидное число

14.Содержание летучих органических кислот

Изучение биотехнология есхого потенциала пробиотических микроорганизмов

_(1,2,3,4)_

Изучение устойчивости пробиотических микроорганизмов к поваренной соли '

_04)_

Исследование антимутагеных свойств пробиотических микроорганизмов

_(6)_

Влияние нитрита натрия на устойчивость и антимутагенную активность пробиотических микроорганизмов

_(2.4,6)_

Обоснование и выбор дозы вносимых пробиотических микроорганизмов

_(О)_

Обоснование технологических парам еторов производства сырокопченых колбас

_(4, 8,12)

Исследование качественных характеристик сырокопченых колбас

(7,8,9,10, 11,12,13,_14)______

Разработка технологии сырокопченых колбас с использованием пробиотических микроорганизмов Разработка Н Д и апробация технологии в производственных условиях

Рисунок 1 —Алгоритм проведения экспериментальных исследований

6

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Биотехнологический потенциал пробнотических микроорганизмов

При использовании стартовых культур для производства сырокопченых колбас следует учитывать их биохимическую активность, устойчивость к поваренной соли, нитриту натрия и кислотообразующую способность, которая важна в регулировании рН среды.

В этой связи изучали биотехнологический потенциал пробиоти-ческих микроорганизмов. Результаты исследований представлены в таблице I.

Таблица I — Сравнительная характеристика биотехнологического потенциала пробиотических микроорганизмов

Штамм Показатели

Вязкость, сСг Удельная скорость поста, ч"1 А f г I-Ej Н- О *с I|S * й ё S §1 |Ss А 8 5 8 за" * к

Р. freudenreich» subsp freudenreich ii АС-2500 1,88 0,39 0,95 1*10"

Р. cyclohexanicum Kusano АС-2260 3,86 0,31 1,52 2*1010

Р. cyclohexanicum Kusano AC-2259 2,31 0,27 1,24 1*Ю10

Р. freudenreichii subsp shermanii AC-2503 4,44 0,18 1,85 5*ЮШ

P. shermanii KM-186 5,81 0,65 6,80 7*10"

B. longum В 339 M 4,65 0,68 2,30 3*10ш

Комбинированная закваска {В. longumВ 339M, Р. Shermanii KM-186) 7,38 0,77 10,50 5*10П

Р. freudenreich ii subsp globosum, P.freudenreichii subsp freudenreichii, P. freudenreichii subsp shermanii 3,01 0,54 1,31 3*10п

Комбинированная закваска (В. longum В 339 M, Р. freudenreichii subsp freudenreichii АС-2500) 2,15 0,58 1,08 5*10"

Анализ полученных результатов показывает, что все представленные микроорганизмы обладают высокой биохимической активностью, о чем свидетельствует количество жизнеспособных клеток Ю10 -10" КОЕ/см3.

Как свидетельствуют данные, Р. Ггеис1епге1с1ш эиЬкр &еи<1епге1с1ш АС-2500 по сравнению с другими штаммами синтезирует меньше экзо-полисахаридов (ЭПС) и обладает низкой вязкостью. Это свойство важно для снижения водосвязываюшей способности сырокопченых колбас

в целях быстрого удаления влага из продукта.

Таким образом, с учетом биотехнологического потенциала про-биотических микроорганизмов можно осуществлять подбор наиболее перспективных штаммов моно- и поликультур, отвечающих требованиям технологических особенностей производства сырокопченых колбас.

А ити мутагенные свойства про биотических микроорганизмов

Различные добавки, используемые в пищевой промышленности, и химикаты в сельском хозяйстве содержат то или иное количество канцерогенов и мутагенов, неблагоприятно влияющих на здоровье человека. Известно, что пропионовокнслы е и бифидоба'ктерии являются представителями микрофлоры желудочно-кишечного тракта и обладают антимутагенными свойствами, которые зависят от видовой штаммо-вой принадлежности микроорганизмов и условий культивирования.

В этой связи дальнейшие исследования были направлены на изучение антимутагенной активности пробиотических микроорганизмов.

Рисунок 2 — Сравнительная характеристика антнмутагенной активности пробиотических микроорганизмов: 1 - Р. shermanii КМ-186; 2 - В. longum В 339 М; 3 - Р. freudcnreichii subsp globosum, Р. freudcnreichii subsp freudenreichii, P. freudenreichii subsp shermanii; 4 - P. freudenreichii subsp freudenreichii AC-2500; 5 - P. freudenreichii subsp shermanii AC-2503; 6 - P. cyclohexanicum Kusano AC-2260; 7 - P. cyclohexanicum Kusano AC-2259; 8 - Комбинированная закваска (В. longum В 339 M, Р. freudenrichii subsp freudenreichii AC-2500)

Как показывают данные, представленные на рисунке 2, наибольший антимутагенный эффект проявляют клетки пропио ново кислых бактерий.

Следует отметить, что культуральиая жидкость исследуемых штаммов также обладает антимутагенной активностью, но она несколь-

100 80

1 2 3 4 5 6 7 8

□ AM клеток Ш AM ку льтура л ьной жидкости

ко ниже, чем в клетках микроорганизмов.

1ю данным Y.K. Алекперова и Л.И. Воробьевой, антимутагенами культур альной жидкости является ряд аминокислот — аргинин, гисти-дин, метионин, цисгеин и глутаминовая кислота, которые продуцируют пропионовокислые бактерии. По всей видимости, этим и обусловлен антимутагенный эффект культур альной жидкости.

Наиболее яркими носителями ангимутаге иного эффекта были клетки трехштаммовых культур пропионовокислых бактерий и комбинированной закваски пропионовокислых и бифидобактерий. Антимутагенность (АМ) клеток других монокультур, в том числе бифидобактерий, была достаточно высокой и находилась в пределах 60% (рис.2).

Исследование устойчивости пробыотических микроорганизмов к поваренной соли

При выборе стартовых культур для производства сырокопченых колбас учитывают их стойкость к поваренной соли. Известно, что про-пионовокислые бактерии устойчивы к хлориду натрия, вместе с тем, в литературе не обнаружены сведения о проявлении этих свойств отдельными штаммами. Поэтому отбор наиболее перспективных штаммов пропионовокислых бактерий для производства сырокопченых колбас представляет большой интерес. В этой связи изучали устойчивость пробиотических микроорганизмов к различной концентрации соли. Следует отметить, что наиболее характерными и адекватными показателями состояния стресса является снижение скорости роста и жизнеспособности клеток пробиотических микроорганизмов.

Таблица 2 — Влияние концентрации поваренной соли на устойчивость пробиотических микроорганизмов

Штамм Количество жизнеспособных клеток (КОЕ/см3) в зависимости от концентрации NaCl, %

Контроль 2 4 6 8

Р. freudenreichii subsp freudenreichii АС-2500 2-10й 1 Ю10 6Ю,г 12 Ю10 МО'"

Р. cyclohexan icum Kusano AC-2260 1 10* 510* 11010 2107 МО7

Р. cyclohexanicum Kusano AC-2259 1610* 1 10* 3 1 о" НО* 1 10®

Анализ результатов, представленных в таблице 2 свидетельствует, что с увеличением концентрации соли до 4% количество жизнеспособных

клеток остается на достаточна высоком уровне. Дальнейшее повышение концентрации соли приводит к снижению жизнеспособности клеток пробнотическнх микроорганизмов. Наиболее высокую устойчивость к экстремальному уровню солености показывают культуры про-пноново кислых бактерий АС-2500. При концентрации соли 6% количество жизнеспособных клеток в этих культурах составляет 1010 КОЕ/см3, при дальнейшем повышении концентрации соли до 8 % рост микроорганизмов снижается.

К

ё

| м од о

Гч.

ч

■ N

2 4 6 !

Концентрадая соли в питательной среде,%

♦ Ргорюп]Ьас (епмто 1гекк1сш гшсЬп .^иКчр. Рге<1е пге (сЬи АС-2500 —РгорютЬасКгшт сусЫгсхапкит КизапоАС-2259

А Рп>[>юп|1мсит;нт сусЬ)Исхапкит Кизапо АС-Рисунок 3 —Зависим остййРоростн роста от концентрации хлорида натрия

Из рисунка 3 видно, что с повышением солености среды скорость роста исследуемых культур пропионовокислых бактерий снижается.

Полученные результаты исследований свидетельствуют о высоких адаптационных возможностях культуры протгаоновокнслых бактерий АС-2500, которая в дальнейшем используется в составе комбинированного бак концентрата.

Влияние нитрита натрия на антимутагенную активность пробиотических микроорганизмов

Согласно литературным данным, на антимутагенные свойства влияют вид бактерий, условия культивирования и состав питательной среды. В связи с этим были проведены исследования зависимости антимутагенных свойств пробиотических микроорганизмов от наличия в питательной среде разных доз нитрита натрия.

Как следует из данных таблицы 3, прбпионовокислые бактерии в присутствии нитрита накапливают антимутагены. Необходимо отметить, что с увеличением дозы нитрита натрия наблюдается более высо-

кая антимутагенная активность пропноновокислых бактерий, что указывает на индукцию антимутагенеза. Возможность индукции антимутагенеза показывает, что антимутагенная активность бактерий не ограничивается их сорбцнонными свойствами. Механизм индукции может быть связан с активацией ферментов супероксиддисмутазы и катал азы, осуществляющих защиту пропионовокислых бактерий от окислительного стресса — тггроксильного радикала, образующегося в процессе реакции нитрозообразованля.

Выявленные закономерности позволяют не только понять принципы метаболической организации у нропионовокислых бактерий, но и служат научным обоснованием для снижения токсичности нитрита натрия.

Таблица 3 — Влияние нитрита натрия на антимутагенную активность проп ионовокис лых бактерий

Штамм Концентрация нитрита натрия в средег мг/мл Среднее число ревертантов на чашку И н гибнрование, %

Р. !геи[Зепге1сЬл эиЬэр йешЗепгекЬи АС-2500 Контроль 2947 31,8

0,1 2941 31,7

0,15 3168 35,4

0,2 3260 36,9

Р. сус1оЬехашсит Киэапо АС-2260 Контроль 3334 27,6

0,1 3456 25,6

0,15 3028 30,1

0,2 3137 31,9

Р.суЫоЬехашсит Кивало АС-2259 Контроль 3309 32,0

0,1 3143 35,0

0,15 3431 36,0

0.2 2956 37,0

Таким образом, полученные нами данные о способности пробиотических микроорганизмов синтезировать антимутагенные вещества создают реальные предпосылки для создания новой биотехнологии мясных продуктов с антимутагенными свойствами.

Обоснование технологических параметров производства сырокопченых колбас с использованием стартовых культур

Относительно недавно ферментированные колбасы стали относить к пробиотическим продуктам. Однако при этом недостаточно изучена способность пробиотических микроорганизмов к сохранению своих полезных свойств в различных условиях производства и длительного хранения. Вместе с тем отсутствуют нормативные требования, регламентирующие содержание пробиотических микроорганизмов в сырокопченых колбасах.

На основании результатов исследований был выбран в качестве стартовых культур комбинированный бакконцентрат, в состав которого включены Р. б-еиаепгеюЬп зиЬэр &еис1епгек:1ш АС-2500 и В. Longuш В 339 М в соотношении 1:1, отвечающий специфическим требованиям технологического процесса производства сырокопченых колбас. Следует отметить, что комбинированный бакконцентрат характеризуется достаточно высокой биохимической и антнмутагенной активностью по сравнению с монокультурами.

На первом этапе исследований нами было изучено влияние стартовых культур на биохимические и микробиологические процессы, протекающие в мясном шроте при посоле. В результате исследований установлено, что использование комбинированной закваски интенсифицирует биохимические процессы при посоле и обеспечивает необходимые функционально-технологические свойства сырья в более короткие сроки. Отмечен активный рост пропионовокислых бактерий при посоле мясного сырья. г

В последние годы на предприятиях мясной промышленности при производстве сырокопченых колбас используются ускоренные способы производства. Поэтому в дальнейших исследованиях изучали влияние стартовых культур на процесс созревания сырокопченых колбас. Оптимальную дозу вносимого комбинированного бакконцентрата устанавливали по величине рН. Для этого в модельные образцы фарша вносили 1,2, 3 ед. активности комбинированного бакконцентрата с содержанием жизнеспособных клеток 1012 КОЕ/см*. В качестве контроля были использованы стартовые культуры Вкес ЬЭ-25.

В результате проведенных исследований выявлено, что для регулирования созревания фарша сырокопченых колбас достаточно 1 ед. активности на 100 кг сырья, при которой значение рН в период созревания снижается до 5,2 и достигает при копчении и сушке 5,3-5,4 единиц.

5 ш 8 6 4 2

*

10 И 20 25

Продолжительность, суг — ♦—Екфндобактернн —ПроггаанОХЮКЯСАЪМ бадмрмм

Рисунок 4 — Изменение количества жизнеспособных клеток при производстве сырокопченых колбас

Динамику развития микрофлоры комбинированного баккоицеи-трата определяли по количеству жизнеспособных клеток пробиотиче-ских микроорганизмов. Как видно из рисунка 4, количество жизнеспособных клеток пробиотических микроорганизмов к концу созревания на 5 сутки составляет 10й — 10й КОЕ/г и в процессе копчения и сушки остается на этом уровне до конца производственного цикла сырокопченых колбас.

Микробиологическая стабильность сырокопченых колбас достигается в процессе их производства путем последовательного воздействия целого ряда барьерных факторов, к которым относятся температура, pH, активность воды и наличие консервантов. В этой связи в процессе производства изучали динамику изменения патогенной и условно-патогенной микрофлоры Е. Coli и Рг. vulgaris. В процессе производства сырокопченых колбас установлено, что в контрольных образцах E.coli и Pr.vulgaris присутствуют до 20, а в опытных — до 15 суток. Вероятно, это обусловлено высокой антагонистической активностью про-пионовокислых и бифидобактерий к патогенной и условно-патогенной микрофлоре.

Таким образом, результаты исследований свидетельствуют о высокой выживаемости пробиотических культур, метаболизм которых обеспечивает микробиологическую безопасность при производстве сырокопченых колбас.

Влияние пробиотических микроорганизмов на формирование качества сырокопченых колбас

Сенсорная оценка сырокопченых колбас с использованием профильного метода и балльной шкалы показала, что опытные образцы характеризуются явными преимуществами по аромату, вкусу, консистенции и цвету по сравнению с контролем. Они имеют более выраженный приятный аромат и вкус, плотную монолитную консистенцию, однородный темно-красный цвет. Общая балловая оценка опытных образцов составила 8,7, а контрольных — 8,2 балла.

Органолептические показатели по вкусу и аромату подтверждаются экспериментальными исследованиями. Методом газовой хроматографии изучен качественно-количественный состав летучих органических соединений. Выделено 150 веществ, из них идентифицировано 35 и выявлена значительная разница в содержании ароматических соединений.

Как видно из таблицы 4, содержание альдегидов в опытном образце больше на 30%, а кетонов — на 17 % по сравнению с контролем. В основном своем составе карбонильные вещества представлены высокомолекулярными соединениями, которые имеют приятный запах.

Таблица 4 — Относительное содержание летучих органических соединений, идентифицированных в сырокопченых колбасах

Класс веществ, мг/кг

Образцы 2 3 X 1 \ Фенолы Эфиры Терпены Углеводороды Спирты | § , ей 2 о К я а £ § ЬЙ Лактоны

Кон- 6,06 1,1» 6,66 0,53 2,05 5,91 1,49 21,83 0,37

троль

Опыт 9,06 1,40 13,45 0,57 7,25 9,68 14,14 20,43 10,87

По содержанию веществ фенольного ряда опытные образцы в два раза превосходят контрольные. Известно, что коптильные вещества, помимо придания продукту запаха копчения, обладают антиокислительными свойствами. В опытных образцах содержатся в большом количестве терпены, источником которых в основном являются специи. Как известно, при пропионовокислом и бифидоброжении образуется уксусная кислота, которая в форме ацетил КоА является предшественником не только жирных кислот, но и терпенов — неомыляемых липи-дов. Возможно, этим объясняется большое содержание терпенов в опытных образцах.

Кроме того, содержание спиртов и лактонов в опытных образцах на порядок выше по сравнению с контролем.

В результате жизнедеятельности пробиотических микроорганизмов образующиеся спирты, лактоны, фенольные соединения участвуют не только в формировании аромата, но и могут оказывать барьерный эффект.

Обобщая вышеизложенное можно сделать вывод, что применение комбинированного бакконцентрата пропионовокислых и бифидо-бактерий при производстве сырокопченых колбас способствует накоплению вкусо-ароматических веществ и улучшает органолептические показатели готовых изделий.

В следующей серии экспериментов исследованы антимутагенные свойства комбинированного бакконцентрата на основных этапах технологического процесса производства сырокопченых колбас.

Как видно из таблицы 5, пробиотические культуры проявляют антимутагенные свойства на основных стадиях технологической цепи производства сырокопченых колбас.

Таблица 5 - Влияние технологических факторов на антимутагенную активность пробиотнческих микроорганизмов

Этапы технологического процесса Число ревертаитов на чашку Ингибирование, %

Созревание 954 32,21

Копчение 978 34,17

Сушка 970 37,04

Дальнейшие исследования посвящены изучению выживаемости пропионовокислых и бифидобактерий в процессе хранения сырокопченых колбас. Как видно из данных таблицы б количество пропионово-кислых и бифидобактерий в сырокопченых колбасах составляет 1012 КОЕ/г в начале хранения. При дальнейшем хранении колбас количество их постепенно снижается.

Данные, представленные в таблице б, свидетельствуют о более высокой выживаемости пропионовокислых бактерий по сравнению с бифидобактериями в процессе хранения сырокопченых колбас.

Таблица 6 — Содержание пропионовокислых и бифидобактерий в сырокопченых колбасах при хранении

Содержание бактерий, КОЕ/г. Продолжительность хранения, сут.

0 10 го 30 40 50 60 120

Пропионовокислых бактерий 9* 10й »"10" 6« 10" 4.10» 1-10? 2-10"

Бифидобактерий 10 »10™ ч-ю" 7110й г-ш* 1-10* |"]07 г-ю*

Далее исследовали динамику окисления липидов в процессе хранения сырокопченых колбас с использованием комбинированного бак-концентрата.

Результаты исследований, представленные на рисунке 5, свидетельствуют о замедлении окисления липидов в опытных образцах сырокопченых колбас при хранении. Это вероятно связано со способностью пропионовокислых бактерий синтезировать ряд антиокислительных ферментов, таких как каталаза, перо ксид аза и супероксид-дисмутаза, способствующих удалению свободных радикалов, образованных в окислительных реакциях.

0,031

£ 0.03

| Я °-021

I « 0,01

5 Й

| 0.011

Й 0.01

0.0« 4-—■ -■ .-.---,-.---

10 20 40 30 60

Продолжительность Лрлме.'н^ч, tyt

—■— Контрольный —*—Огштммй

Рисунок 5 - Изменение пероксидного числа при хранении сырокопченых

колбас

Таким образом, использование комбинированного баккондантра-та пропионовокислых и биф идобактерий в качестве стартовых культур повышает качество готового,продукта и позволяет получить сырокопченые колбасы с пробиотическими свойствами.

Разработка технологии сырокопченых колбас с использованием пробиотнческнх микроорганизмов

На основании проведенных исследований разработана технология сырокопченых колбас с пробиотическими культурами по ускоренному способу созревания в климокамерах. Качественная характеристика сырокопченой колбасы «Пробиотнч ее кая» представлена в таблице 7. Особенностью предлагаемой технологии является использование комбинированного бакконцентрата пропионовокислых и биф идобактерий как стартовых культур в количестве 1 ед. активности на 100 кг сырья.

Таблица 7 —Характеристика сырокопченой колбасы «Пробиотическая»

Показатели Сырокопченая колбаса высшего сорта «Пробиотическая »

Внешний ВИД Батоны с чистой, сухой поверхностью, без пятен, слипов, повреждений оболочки, наплывов фарша

Консистенция Плотная

Виз фарша на разрезе Фарш равномерно перемешан, цвет фарша темно-красный, без серых пятен и пустот, содержит кусочки шпика белого цвета размером 2-3 мм

Залахн вкус Приятные, свойственные данному виду продукта, с ярко выраженным ароматом пряностей и легким кисло-молочным оттенком, вкус слегка острый, солоноватый

Форма, размер и вязка батонов Прямые батоны длиной до 50 см с тремя перевязками на равном расстоянии

ЙЕ

Продолжение таблицы 7

Массовая доля, не более: влаги поваренной соли нитрита натрия 26,5±0,2 4,20±0,03 0, 003±0,0001

Температура в толще батона, С От 0 до 12

Количество жизнеспособных клеток на конец срока годности, КОЕ/г, не менее: P. fi-eudenreichü subsp freudenreich ii AC-2500 В. Ionium В 339М 1*10т

Бактерии группы кишечной палочки (лактозо-сбражнвающие), в 1 г продукта Не допускаются

Сальмонеллы, в 25 г продукта Не допускаются

Сульфитредуцирующие клостридии, в 0,01 г продукта Не допускаются

Pr. vulgaris, в 1 г продукта Не допускаются

Е. coli, в 1 г продукта Не допускаются

Регламентировано содержание пробиотических микроорганизмов в готовом продукте. Гарантированный срок годности сырокопченых колбас с пробиотическими свойствами составляет не более 4-х месяцев при температуре хранения 3-4° С, Предлагаемая технология позволяет улучшить органолептичекие и санитарно-гигиенические показатели сырокопченых колбас с пробиотическими н антимутагенным и свойствами.

При разработке технологии сырокопченых колбас использованы основные принципы ХАССП, которые позволили выявить 19 критических контрольных точек и разработать контрольные меры и критические пределы при производстве сырокопченых колбас с пробиотическими свойствами в целях обеспечения качества и безопасности производства продукции.

Выводы

1. С учетом биотехнологического потенциала исследованных микроорганизмов отобраны культуры пропионовокислых и бифидобак-терий для производства сырокопченых колбас.

2. Выявлена высокая устойчивость культуры пропноновокислых бактерии АС-2500 к высоким концентращшм поваренной соли. При концентрации соли 6-8% количество жизнеспособных клеток составляет 10ш КОЕ/г.

3. Установлено, что с повышением концентрации нитрита натрия в питательной среде увеличивается антимутагенная активность пропноновокислых бактерий, которая свидетельствует об индукции антимута-гекных свойств у данных культур.

4. Выявлено, что антимутагенная активность пробиогических микроорганизмов сохраняется на основных этапах технологического процесса изготовления сырокопченых колбас.

5. Установлена высокая выживаемость пробиотических культур Р. &еи<1ешеюЬн зиЪзр &ещ!епге1с1ш АС-2500 и В. 1оп{*ит В 339 М в процессе хранения сырокопченых колбас. Регламентировано количество жизнеспособных клеток пробиотических культур в сырокопченых колбасах, которое составляет не менее 106 КОЕ/г к концу срока годности.

6. Методом газовой хроматографии изучен качественный и количественный состав летучих органических соединений, формирующих вкус и аромат сырокопченых колбас, изготовленных с использованием пробиотических культур, Выявлено 150 веществ, из них идентифицировано 85. Установлено, что при использовании комбинированной закваски пропноновокислых и бифлдобактерий увеличивается содержание терпенов, лактоиов, спиртов и фенолов, которые вносят вклад в усиление вкуса и аромата готовых изделий.

7. На основании проведенных комплексных исследований разработана технология производства сырокопченых колбас с использованием пробиотических микроорганизмов в качестве стартовых культур.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Заиграева Л.И., Никифорова ЛЛ., Хамагаева И.С. Влияние различных температурных режимов посола мяса на активность пропноновокислых бактерий// Сб. науч. тр. Серия: Технология, биотехнология и оборудование пищевых и кормовых производств. Вып. 7- Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2000. - С. 23-24.

2. Заиграева Л.И., Парпаев Э.Д., Никифорова ЛЛ., Островская Н.В. Изучение возможности использования пропноновокислых бактерий при посоле мясного сырья// Матер, межрегион, науч.-техн. семинара «Экологическая безопасность регионов России».- Пенза: Изд-во Приволжского дома знаний, 2000.-С. 106-107.

3. Заиграева Л.И., Хамагаева И,С., Никифорова Л.Л. Способ интенсификации посола мясного фарша/ЛГез, докл. регион, конф. «Проблемы экологии и рационального природопользования .Дальнего Востока», - Владивосток, 2000.- С. 77-78.

4. Заиграева Л.И., Хамагаева И.С., Никифорова ЛЛ., Островская Н.В. Улучшение качества мясного сырья при посоле// ЭИ Серия «Мясная промышленность». — М.: ЦНИИТЭИясомолпром,- 2001.- С.45.

5. Хамагаева И.С., Заиграева Л.И., Батуева А.Ф., Никифорова Л.Л. Применение пропионоаокислых бактерий для улучшения качества мясного сырья// Матер. Российской науч.-практ. конф, «Товарный консалтинг и аудит качества». - Екатеринбург, 2004. - С. 33-35.

6. Ханхалаева И.А., Хамагаева И.С., Барнакова Н.К., Никифорова ЛЛ. Влияние нового бакпрепарата и электростимуляции мяса на качество варено-копченых колбас// Мясная индустрия. - 2006. - №6.-С. 25-26.

7. Никифорова Л.Л. Потребительская оценка сырокопченых колбас с новым бакпрепаратом//Матер. межрегион, науч.-практ. конф. «Товароведение и экспертиза товаров: состояние, проблемы и перспективы развития». - Уфа, 2006. - С. 48-51.

Подписано & печать 16.11. 2006 г. Формат 60x84 1/16, Печать операт., бумага писч. Гарнитура Тайме. Усл. п.Л. 1,16. Тираж 80 экз. Заказ Ж251 Издательство ВСГТУ: 670013 г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40в