Теоретическое обоснование совершенствования промышленно-ценных свойств стартовых культур и их практическое применение в технологии мя

Рис. 20. Утилизация нитрита натрия штаммами S. carnosus LIA-96 и S. carnosus                B-8953 в фаршевой системе при введении нитрита натрия 3 мг на 100 г продукта

Рис. 21. Утилизация нитрита натрия штаммами S. carnosus LIA-96 и S. carnosus               B-8953 в фаршевой системе при введении нитрита натрия 5 мг на 100 г продукта

 

Рис. 22. Утилизация нитрита натрия штаммами S. carnosus LIA-96 и S. carnosus                B-8953 в фаршевой системе при введении нитрита натрия 7,5 мг на 100 г продукта

 

Далее было проведено  исследование нитритредуктазной активности бактериального препарата «Биоцвет»  при получении готового мясного продукта на примере вареной колбасы. В качестве контроля была взята вареная колбаса «Молочная» первого сорта (ГОСТ Р 52196) – образец № 1. Опытные образцы (2-й, 3-й и 4-й) были приготовлены следующим образом: после измельчения мяса на волчке к фаршу добавляли NaCl, нитрит натрия в концентрации 3, 5 и 7,5 мг на 100 г сырья, соответственно, и бактериальный препарат «Биоцвет» в количестве 100 г/100 кг сырья. Мясное сырье размером 2–6 мм выдерживали при 12 °С в течение 24 ч в вакуумной мешалке. Дальнейший процесс осуществлялся в соответствии с технологической схемой контроля.

Определение содержания остаточного нитрита натрия показало отсутствие ионов нитрита (точность измерения ±0,0001%) в опытных образцах (№ 2, 3, 4) по сравнению с контрольным (№ 1). Эти данные находятся в обратной зависимости с результатами опытов по определению содержания нитрозопигментов: образцы без остаточного нитрита  отличались более высоким содержанием нитрозопигментов по сравнению с контрольным (табл. 6).

Таблица 6

Химические  показатели образцов вареных колбас

Наименование  показателей	Готовый продукт
	Образец № 1 контроль 0,0075% NaNO2	Образец № 2 «Биоцвет» + 0,0075% NaNO2	Образец № 3 «Биоцвет» + 0,005% NaNO2	Образец № 4 «Биоцвет»+ 0,003% NaNO2
Массовая доля влаги, %, не более	65,80±0,54	66,10±0,52	65,70±0,49	67,70±0,51
Массовая доля нитрита натрия, %	0,0048±0,0002	±0,0001	±0,0001	±0,0001
Количество  нитрозопигментов, %	68,15±0,47	79,43±0,47	77,38±0,63	68,87±0,66
ТБЧ	0,092±0,001	0,089±0,001	0,093±0,001	0,090±0,001
Кислотное число, мг КОН	0,9216±0,0012	0,9188±0,0014	0,9062±0,0012	0,9138±0,0015
Пероксидное число, %J2	0,0062±0,0003	0,0061±0,0003	0,0062±0,0003	0,0065±0,0004

 

Изучение пероксидных, тиобарбитуровых и кислотных  чисел на 5 сут хранения показало, что характер изменения липидной фракции опытных образцов вареных колбас практически не отличался от контрольного образца. Следует, что использование бактериального препарата «Биоцвет» в технологии вареных колбас с одновременным снижением уровня вводимого нитрита натрия не ухудшает устойчивость продукта к окислительным процессам, происходящих в готовом продукте в течение 5 сут хранения. Дегустационной комиссией было отмечено, что образцы № 3 и № 4, приготовленные с низким содержанием нитрита натрия, не только не уступали, а даже превосходили по интенсивности окраски на срезе батона контрольный образец (№ 1). Также было отмечено, что аромат и вкус опытных колбасных изделий не отличался от контрольного образца. Санитарно-гигиенические показатели опытных образцов вареных колбас соответствовали требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01. Это свидетельствует о том, что введение бактериального препарата «Биоцвет» не влияет на сроки хранения готового продукта.

Полученные данные говорят  о возможном снижении уровня вводимого  нитрита натрия в вареные колбасные изделия с 0,0075% до значения 0,003% при одновременном введении в рецептуру бактериального препарата «Биоцвет», в состав которого входит штамм S. carnosus LIA-96. При этом достигается полное восстановление ионов нитрита в готовом мясном продукте без ухудшения его качества. Применение бактериального препарата «Биоцвет» позволит исключить возможный риск для здоровья человека, связанный с употреблением мясных продуктов, приготовленных с добавлением нитрита натрия. Перспективным является применение данного бактериального препарата в технологиях других мясных изделиях, в рецептуру которых входит нитрит натрия.

 

Комплексное исследование возможности использования биотрансформированного сырья в качестве белкового композита  при производстве мясных продуктов

 

Биотрансформация сельскохозяйственного  сырья позволяет расширить ресурсные возможности за счет более глубокой и комплексной его переработки, а также вовлечь неиспользованные отходы в качестве источника белка для получения продуктов питания. Схема биотрансформации представлена на рис. 23.

Рис. 23. Схема  биотрансформации мясного сырья

Ароматообразование

 

Проведено исследование влияния бактериального препарата  «Аромалакт» на ароматообразование биотрансформированных субпродуктов (легкое+селезенка). Образец № 2 – биотрансформация в течение 24 ч, образец № 3 – в течение 48 ч. В контрольный образец № 1 бактериальный препарат не вносили.

Состав летучих компонентов  в образцах был исследован методом  газовой хроматографии, в результате которой было получено 73 пика, большинство из которых было идентифицировано. Основные летучие компоненты представлены в табл. 7.

 

Таблица 7

Основные летучие  компоненты в образцах

№ пика	Соединение	Содержание  в образце, мкг/мл
		Образец № 1	Образец № 2	Образец № 3
1	Пропаналь	120±6	653±15	715±28
2	2-Метилпропаналь	120±6	237±9	212±7
3	2-Бутанон	56±3	138±5	185±8
4	Бутаналь	76±4	67±3	58±2
5	Диацетил	226±11	247±8	253±11
6	2-Метилбутаналь	89±4	125±5	137±4
7	Изо-бутанол	32±2	133±6	191±7
8	2-Бутеналь	278±14	289±11	315±13
9	Пентаналь	58±3	192±7	247±9
13	2-Пентеналь	39±2	48±2	56±2
22	2-Гептеналь	27±1	89±3	143±5
23	Метиональ	–	15±0,5	17±0,5
35	α-Терпинен	432±22	583±17	723±21
42	Дипропилдисульфид	32±2	140±5	156±7
54	Гераниол	395±20	417±14	433±11
60	Терпенилацетат	151±8	207±9	240±8

Из таблицы видно, что  во время биотрансформации происходит увеличение альдегидов, спиртов, сульфидов, эфиров. Первый образец, в отличие от второго и третьего, не содержит малолетучие соединения с индексами удерживания более 1800 (время удерживания больше 25 мин). В этой области могут присутствовать свободные жирные кислоты и их метиловые эфиры.

Доминирующая роль в  формировании аромата мясных продуктов  принадлежит ферментации жиров, в процессе которого образуются ди- и моноглицериды, летучие жирные кислоты (уксусная, масляная, капроновая и др.) и продукты их распада (альдегиды, кетоны, метилкетоны, эфиры, спирты). Эти соединения формируют ароматический букет, позволяя нивелировать специфический запах субпродуктов. Такое сырье можно рекомендовать к использованию в технологиях вареных, в/к, п/к колбасных изделий, паштетов и мясных полуфабрикатов в качестве белкового композита.

 

Определение аминокислотного состава биотрансформированного сырья

 

Были проведены исследования изменения аминокислотного состава  вторичного мясного сырья в результате ферментативных активностей стартовых культур, входящих в бактериальный препарат «Аромалакт».

Результаты проведенных  исследований показали, что стартовые  культуры, используемые в процессе биотрансформации, обладают протеиназной и пептидазной активностью. Белок, под действием протеиназ, расщепляется на определенное количество пептидов. Завершают гидролиз белков пептидазы, проявляющие различную специфичность, которые катализируют гидролиз пептидов до свободных аминокислот.

Таким образом, образуется большое количество конечных продуктов, таких как пептиды и свободные аминокислоты, чьи концентрация и состав коррелируют со специфическими вкусовыми признаками. Также известно, что свободные аминокислоты являются предшественниками некоторых летучих соединений, которые являются составными частями аромата.

Результаты аминокислотного  анализа представлены в виде диаграммы  на рис. 24. Анализ полученных данных показывает, что может быть выделена группа аминокислот (Asp, Thr, Ser, Pro, Leu, Orn, Lys, His), для которых наблюдается изменение их содержания в образцах. Величина этих изменений, по минимальной оценке, находится в диапазоне от 2 до 13 % (в среднем около 7%). Исключение составляет орнитин, содержание которого увеличивается в ходе ферментации в 6,4 раза за 24 ч и в 8,8 раза за 48 ч.

Отмечено снижение содержания глутаминовой кислоты в процессе биотрансформации. Глутаминовая кислота под влиянием фермента глутаматдегидрогеназы стартовых культур переходит в α-кетоглутарат, который является акцептором аминогрупп ароматических аминокислот, аминокислот с разветвленной цепью и метионина, в результате чего происходит образование ароматических соединений.

Полученные  данные по аминокислотному составу  и биологической ценности свидетельствуют о превалировании в исследованных образцах соединительнотканных белков, которые, как хорошо известно, лимитированы по триптофану и ароматическим аминокислотам. Тем не менее, направленное действие штаммов позволяет модифицировать структуру белков в составе композиции из тканей легкого и селезенки в заданном направлении.

В ходе проведения комплексного исследования химического состава, пищевой ценности и органолептических показателей определена возможность использования биотрансформированного сырья в качестве белкового композита в технологии вареных колбас и паштетов. Установлен рациональный уровень замены основного сырья на белковый композит: в технологии вареных колбас – 20%; при производстве мясных паштетов – 25%, где экономия основного сырья составила 7120 руб. и 5290 руб. на 1 т готовой продукции, соответственно.

 

Рис. 24. Относительное содержание аминокислот в образцах

 

Снижение уровня биогенных аминов в ферментированных колбасах

 

Одну из ключевых ролей  в накоплении биогенных аминов играет качество исходного мясного сырья. Однако другие переменные, такие как  рН, a_w, окислительно-восстановительный потенциал, концентрация NaCl, компоненты, входящие в рецептуру, а также режимы технологического процесса могут значительно влиять на образование биогенных аминов в колбасах. Для предотвращения накопления БА необходимо, чтобы стартовые культуры не продуцировали БА и подавляли рост амино-позитивной микрофлоры. Для определения способности снижать БА в мясных продуктах бактериальным препаратом «Биосейф» были выработаны 3 партии с/к колбасы «Премьера» по 100 кг (1 – контроль, без стартовых культур, 2 – с импортным бактериальным препаратом, 3 – с б/п «Биосейф»). Осадка и копчение с/к колбасы осуществлялось в климокамере по режимам, указанным в табл. 8.

Таблица 8

Режимы осадки и копчения с/к колбасы

Этап	Время созревания, ч	Температура, °С	Относительная влажность, %	Продолжительность подачи дыма, ч
1     2   3     4     5	6–12   12–14   24   12–14   24   12–14   6   12	24   22–24   22   22   20   18   18   16	86   94–96   92   90–92   88–90   84–86   84   82	–  –   0,5   –   3   –   3 (с интервалом в четыре часа)