Действие стартовых культур в технологии производства ветчины

For today, creation of the technologies, allowing lowering the cost price of manufacture of meat products, thus guaranteeing the consumer the same set of quality standards is very important. Due to biotechnology development, working out and introduction of the new technologies focused on an intensification of a complex of difficult biochemical transformations which proceed in meat raw materials by manufacture of sausage products became possible

Keywords: starting cultures, ham, specifications, manufacture, starting cultures

Введение

Развитие рыночных отношений мобилизует исследователей и промышленников на поиск новых технологических решений, позволяющих повысить эффективность использования животного сырья различных видов за счет создания продукции с неординарными органолептическими свойствами. Одним из перспективных направлений разработки таких технологий считается создание и использование в производстве мясных изделий биологически активных веществ на основе продуктов жизнедеятельности микроорганизмов [1, 2]. Такие препараты известны как бактериальные стартовые культуры (бактериальные заквасочные культуры). На сегодняшний день актуально создание технологий, позволяющих снизить себестоимость производства мясных продуктов (замена части сырья высшего сорта на сырье более низкого сорта, которое по стоимости существенно дешевле), при этом гарантируя производителю сохранение заданных стандартов качества и стабильность технологического процесса [2]. С развитием биотехнологии стала возможна разработка и внедрение новых технологий, ориентированных на интенсификацию комплекса сложных биохимических превращений, которые протекают в мясном сырье при производстве колбасных изделий.

Бактериальные стартовые культуры позволяют гидролизовать соединительную ткань мясного сырья, благодаря чему возрастает его влагосвязывающая способность, влагоудерживающая способность, снижается жесткость, повышаются питательная ценность и выход готового продукта [3, 4, 5].

Многими учёными [6, 7] показана перспективность применения стартовых культур, состоящих из специально подобранных штаммов микроорганизмов, целенаправленно действующих на сокращение технологического процесса и получения стабильных качественных показателей продукта при использовании мясного сырья богатого коллагеном [8, 9].

В процессе ферментации бактериальные стартовые культуры синтезируют различные экзо- и эндоферменты. Благодаря своей протеолитической активности многие бактериальные стартовые культуры принимают участие в улучшении консистенции мясных продуктов. Образуя коллагеназы и эластазы, они улучшают ценность и нежность мясного сырья с большим содержанием соединительно-тканных белков [10, 11, 12]. Так, биосинтез молочной и других органических кислот бактериями (прежде всего семейства лактобацилл и микрококов) способствует повышению нежности и сочности мяса, так как они вызывают разбухание коллагена и, тем самым, способствуют разрыхлению ткани и гидролизу низкомолекулярных связей. При этом важную роль играет также водородный показатель (рН) сырья. За счет низких значений рН повышается и активность внутриклеточных ферментов катепсинов, оптимальная величина рН для которых равна 4,5-3,8 [13, 14].

Применение бактериальных стартовых культур, состоящих из специально подобранных штаммов микроорганизмов, обеспечивает сокращение технологического процесса и стабильные качественные показатели продукта.

В производстве используются такие штаммы микроорганизмов как: Staphylococcuscarnosus, Staphylococcusxylosys, Lactobacilluscurvatus, Debaryomyceshansenii, Pediococcuspentosaceus [7].

Staphylococcuscarnosus и Staphylococcusxylosys относятся к роду стафилококков. В производстве ветчины данные культуры применяются для формирования аромата и усиления вкуса готовой продукции.

Стафилококки располагаются гроздями, одиночно или парами. Имеют шаровидную форму в диаметре от 0,5 до 1,5 мкм. Не образуют спор и развиваются во всех плоскостях.

Стафилококки хорошо переносят воздействия температур, света, химических агентов и высушивание являются устойчивыми к повышенному содержанию хлористого натрия. Восстанавливают нитраты до нитритов. Оптимальная температура для развития стафилококков 30-37оC.

Lactobacilluscurvatus - род грам-положительных факультативно-анаэробных или микроаэрофильных бактерий.

Один из важнейших в группе молочнокислых бактерий, превращающих лактозу и другие углеводы в молочную кислоту. В большинстве случаев они непатогенны, многие виды выполняют положительную роль в питании человека. У человека они постоянно присутствуют в кишечнике, где являются симбионтами и составляют значительную часть микрофлоры кишечника. Многие виды принимают участие в разложении остатков растений. Они продуцируют молочную кислоту, а кислая среда препятствует росту многих патогенных бактерий и грибов [7].

По форме клетки палочковидные 0,5-1,2 и 1,0-10,0 мкм. Как правило, форма одиночная вытянутая, иногда в виде коротких цепочек кокковидной формы. Деление клеток происходит в одной плоскости.

Debaryomyceshansenii относятся к роду дрожжи. Характеризуются хорошей устойчивостью к высокой концентрации соли. Способы усиливать протеолиз и липолиз предотвращают развитие нежелательной микрофлоры и способны хорошо развиваться на белковых средах [2].

Почкующиеся клетки имеют обычно круглую форму, реже овальную или удлиненную, как правило, заостренные с одной стороны. Почкование происходит на узком основании в разные стороны. Аски образуются из вегетативных клеток, без конъюгации. В аске, как правило, образуется 1 - 4 аскопоры, имеющие шляповидную форму.

Pediococcuspentosaceus относится к роду кокки - грамположительные, неподвижные, не спорообразующие. Pediococcuspentosaceus в анаэробных условиях сбраживают сахара до молочной кислоты. Оптимальная температура для развития Pediococcuspentosaceus 25-35 оC, погибают при температуре выше 50оC. Клетки делятся в двух перпендикулярных направлениях в одной плоскости.

Целью исследования является изучение влияния стартовых культур на модельный фарш из низкосортного мясного сырья.

Методика исследований

Объектом исследования является влияние консорциумов микроорганизмов на мясное сырье. Культивирование микроорганизмов проводилось поверхностным способом. Данный метод заключается в том, что микроорганизмы выращивают на поверхности твердых или жидких питательных средах. Для данного исследования использовались твердые питательные среды на основе глюкозы. Готовые среды разливали по чашкам Петри, далее засеивали культуры на стерильную питательную среду и помещали чашки в термостат при температуре 37оС [2, 4].

В ходе исследования были проведены опыты по определению роста микроорганизмов на мясном сырье, и возможность с их помощью модифицировать соединительные белки.

Для исследования роста микроорганизмов на мясном сырье были созданы модельные фарши, состоящие из 50 % говядины второго сорта и 50 % свинины полужирной, в которые вносились исследуемые микроорганизмы.

Активация культур проводилась в микробиологическом боксе, в соответствии с Инструкцией по микробиологическому контролю. Опыт проводился в течение 24 часов.

Результаты исследования

Для проведения опытов были взяты культуры, наиболее активно проявляющие свои свойства при производстве сырокопченых колбас. Одним из важнейших показателей для стартовых культур является изменение физико-химических и функционально-технических показателей мясного сырья. Для производства колбас наиболее важными из данных показателей сырья являются влагосвязывающая способность (ВСС), влагоудерживающая способность мясного сырья и изменения рН фарша [15, 16].

Снижение рН модельного фарша представлено на рисунке 1.

Рисунок 1. Изменение pH модельного фарша

Исследование pH модельного фарша показало, что рост культур Lactobacilluscurvatus, Pediococcuspentosaceus сопровождается существенным снижением pH модельного фарша. Снижение pH связано с образованием в процессе жизнедеятельности микроорганизмов молочной кислоты. Молочную кислоту применяют в производстве мяса и мясопродуктов благодаря высоким диффузионным свойствам, антимикробному действию, способности пластифицировать белки, ускорять созревание мяса, разрыхлять коллагеновые пучки, регулировать pH и вкус.

Вследствие отсутствия кислотообразующей способности, снижение рН модельных фаршей с культурами Debaryomyceshansenii, Staphylococcuscarnosus, Staphylococcusxylosys происходило незначительно.

Как известно, белки мышечной ткани обладают более высокой ВСС, чем белки соединительной ткани, влагосвязывающая способность жилованного мяса уменьшается с понижением сортности мясного сырья [17].

Результаты изменения влагосвязывающей способности модельных фаршей представлены на рисунке 2.

Рисунок 2. Изменение ВСС модельного фарша

Из представленных данных видно, что контрольный образец модельного фарша без добавления исследуемых культур по влагосвязывающей способности ниже опытных образцов модельных фаршей. Из полученных данных видно, что при добавлении опытных культур наблюдается тенденция к увеличению ВСС модельного фарша.

Влагоудерживающая способность сырья характеризуется способностью сырья удерживать влагу в процессе термической обработки. Данный показатель обеспечивает выход готового продукта и является наиболее важным технологическим показателем [6, 10, 18].

Результаты изменения влагоудерживающей способности модельных фаршей представлены на рисунке 3.

Рисунок 3. Изменение ВУС модельного фарша

Представленные результаты свидетельствуют о том, что при внесении в модельный фарш исследуемых культур наблюдается тенденция к увеличению ВУС, которая наиболее выражена у кислотообразующих микроорганизмов Lactobacillus curvatus, Pediococcus pentosaceus.