VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Cубпродукты II категории в силу своих низких функционально-технологических свойств, а именно: высокого содержания в них соединительной ткани, санитарно-гигиенических показателей и потребительских характеристик, недостаточно эффективно применяются в производстве качественных мясных продуктов. Среди многочисленных приемов обработки вторичного мясного сырья одним из перспективных направлений в последнее время является целенаправленное использование биотехнологических методов, основанных на применении различных видов микроорганизмов.

Использование консорциумов микроорганизмов для модификации вторичного мясного сырья с целью улучшения его функционально-технологических свойств и дальнейшего вовлечения в процессы производства мясных изделий является актуальным и перспективным направлением в развитии пищевой биотехнологии примениетльно к объектам мясной промышленности. В связи с этим исследовательская работа была направлена на поиск активных штаммов молочнокислых микроорганизмов, позитивно воздействующих на нативные свойства коллагенсодержащего сырья – вымени крупного рогатого скота, получение белкового композита путем биотрансформации такого сырья, изучение его свойств и целесообразности применения в технологии мясных продуктов.

Для проведения процесса биотрансформации было апробировано четыре варианта бактериальных заквасок с разным соотношением используемых штаммов: образец 1 - В. longum В379 М («Биовестин»); образец 2 - Str. lactis, Str. Diacetilactis, Str. Cremoris, Leuc. Citrovorum («Биоантибут»), 3 - комбинированная закваска («Биоантибут» + «Биовестин» 3:1).

В данной работе использовалась закваска, полученная беспересадочным способом.Бактериальные закваски вносили в исходное сырье в количестве 10⁹ КОЕ/г и проводили биотрансформацию сырья в течение 72 ч при температуре 22 ºС. В результате было получено четыре образца биотрансформированного сырья:

- образец № 1 – измельченное вымя с добавлением бактериальной закваски № 1;

- образец № 2 – измельченное вымя с добавлением бактериальной закваски № 2;

- образец № 3 – измельченное вымя с добавлением бактериальной закваски №3;

- контроль – измельченное вымя без внесения бактериальной закваски.

Во всех образцах наблюдалось снижение активной кислотности. Повышение массовой доли закваски ведет к усилению темпа снижения рН. Так, при внесении 3 % рН достигает 5,4 за 10 часов, при 5 % – за 6 часов. Дальнейшее увеличение массовой доли закваски нецелесообразно как по экономическим соображениям, так и по технологическим.

Понижение активной кислотности до значения 5,4 при выработке вареных колбас обусловлено рядом факторов. Величина рН среды – одно из условий развития микрофлоры, в том числе гнилостной и санитарно-показательной. При высокой кислотности среды рост гнилостных микроорганизмов тормозится. При рН 5,2-5,4 прекращается рост Васt. mesentericus, Proteus. Кроме того, величина рН влияет на водосвязывающую способность фарша, а следовательно, и на скорость сушки. Чем ближе величина рН к изоэлектрической точке белков мяса, т.е. к 5,4, тем меньше водосвязывающая способность и выше скорость сушки. При рН ниже 5,0 водосвязывающая способность снова возрастает. Таким образом, учитывая все вышеизложенное, можно сделать вывод, что для достижения активной кислотности фарша 5,4 оптимальной дозой является 5 %.

Результаты исследований по изменению влагоудерживающей и водосвязывающей способности вымени в процессе ферментации показали наилучший эффект повышения целевых функционально-технологических свойств в случае совместного использования молочнокислых и бифидобактерий. В связи с этим на следующем этапе нами изучена динамика накопления клеток микроорганизмов ферментации стандартного субстрата и вымени крупного рогатого скота (табл. 1).

Таблица 1

Динамика накопления клеток микроорганизмов при ферментации стандартного субстрата и вымени КРС

Наименование (и состав) закваски	Продолжительность ферментации
	30 мин	12 ч	24 ч		48 ч	72 ч
Ферментация стандартного субстрата
Закваска «Биовестин»	3*106	3,5*106		4*106	5*106	4,2*106
Закваска «Биоантибут»	7*106	8,2*106		9,6*106	10,6*106	9,8*106
Комбинированная закваска («Биоантибут»+ «Биовестин» 3:1)	6,8*106	7,7*106		8,0*106	9,6*106	8,2*106
Комбинированная закваска («Биоантибут»+ «Биовестин» 1:1)	4*106	5*106		5,9*106	6,5*106	6*106
Ферментация вымени крупного рогатого скота
Закваска «Биовестин»	4*105	6*105		9,6*105	9,9·105	8*105
Закваска «Биоантибут»	11*105	12,3*105		13,9·105	16,0·105	15*105
Комбинированная закваска («Биоантибут»+ «Биовестин» 3:1)	8*105	9,3*105		10,2·105	14,0·105	12,6*105

Из данных, представленных в табл. 2, видно, что в опытных образцах на протяжении всего процесса происходит интенсивное развитие В. longum В379 М и штаммов Str. lactis, Str. diacetilactis, Str. cremoris, Leuc. Citrovorum в составе закваски «Биоантибут». При совместном культивировании наиболее эффективным является сочетание «Биоантибут» и «Биовестин» в соотношении 3:1. Также было установлено снижение рН на 11-15 % от первоначалной величины. Особенно снижение рН проявляется при совместном культивировании В. longum В379 М и «Биоантибут» в течение 24 ч. Накопление молочной кислоты составляет 122-140 мг%.

Была также изучена протеолитическая активность препарата «Биоантибут», которая составила 34 ед. /г и комплекса «Боиантибут»: «Биовестин» в соотношении 3:1, которая составила 39 ед. /г. На рис. 1 представлена динамика гидролиза белков вымени при культивировании микроорганизмов, идентифицируемая по накоплению водорастворимых продуктов гидролиза (ВПГ) в вытяжке биосубстрата, откуда видно, что наилучший эффект обеспечивает консорциум штаммов в составе заквасок «Биоантибут» и «Биовестин» в соотношении 3:1.

При соотношении 1:1 был слабо выраженный эффект, слишком медленное снижение рН, медленный рост бактерий (через 24 ч 5·10⁴ , в начале культивирования 4·10⁴ ).

При соотношении 3: 1 выявлен достаточно равномерный рост бактерий, оптимальное снижение рН (до 4,8), образование бледно кремовой окраски, явное мягчение мясного сырья.

Следующим этапом исследований была оценка способности роста, и проявления биохимической активности созданного консорциума молочнокислых бактерии на реальных объектах к наиболее значимым свойствам мясных систем функционально-технологическим: влагосвязывающая, влагоудерживающая способности мясного сырья.

Для проведения эксперимента исследуемые варианты консорциумов использовали для обработки фарша из вымени КРС в сравнении с аналогичными показателями для фарша из говядины жилованной II сорта. Такой выбор сырья обусловлен тем, что в практике мясоперерабатывающей промышленности все чаще возникает необходимость переработки низкосортного и малоиспользуемого сырья.

Для приготовления проб молочнокислые и бифидобактерии активировали в стерильном мясном бульоне с лактозой в стерильных условиях в термостате в течение 12 часов, после чего вносили в модельные фарши измельченные на волчке диаметром отверстии 3 мм вместе с солью в объемной дозировке 1см³/100 г, контрольными пробами служили модельные фарши с добавлением поваренной соли без использования консорциума микроорганизмов.

Рис. 1. Динамика гидролиза белков вымени при культивировании консорциумов микроорганизмов

Изучение влияния консорциума микроорганизмов показало, что их применение в процессе посола приводит к незначительному (3-8%) и стабильному росту ВСС в течение всего времени посола для всех видов фаршей (рис. 3).

Рис. 2. Динамика изменения влагосвязывающей способности фаршей при традиционном посоле и с использованием консорциума микроорганизмов (КМО)

Как видно из данных, представленных на рис. 3, максимальные показатели ВУС достигаются после 2 часов обработки для фарша из мышечной ткани говядины, 4 часов - для фарша из вымени КРС, после чего показатели ВУС снижаются. При использовании консорциумов, происходит более плавное нарастание ВУС в течение первых четырех-шести часов, а в дальнейшем наблюдается небольшое снижение ВУС, причем конечные значения при использовании консорциума микроорганизмов для всех видов модельных фаршей значительно выше, чем при традиционном посоле без добавления консорциума микроорганизмов. Такие результаты свидетельствуют о синергизме действия консорциума микроорганизмов и традиционных компонентов посолочных смесей в процессе посола.

Рис. 3. Динамика изменения влагоудерживающей способности фаршей при традиционном посоле и с использованием консорциума микроорганизмов (КМО): 1 – фарш из говядины; 2 – фарш из вымени КРС; 3 - фарш из говядины с КМО; 4 - фарш из вымени КРС с КМО

Таким образом, с разработкой и внедрением биотехнологических методов обработки и направленного преобразования структуры, а, следовательно, химического состава, физико-химических и функциональных свойств различных биополимерных систем низкосортного мясного сырья связан инновационный подход к решению проблем здоровья и питания человека, охраны окружающей среды.

Код для цитирования: Скопировать