CC BY
45
ПРОИЗВОДИТЕЛЯМ МЯСОПРОДУКТОВ
Бактериостатическая упаковка
для мясных продуктов
М.Ф. Галиханов, А.Н. Борисова, Р.Я. Дебердеев
Казанский государственный технологический университет
Мясная промышленность - одна из ведущих отраслей агропромышленного комплекса России. Прежде всего это связано с тем, что мясо и мясопродукты - незаменимый источник жиров, витаминов группы В, В2 РР, В12, минеральных веществ, полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линолено-вой и арахидоновой, которые не синтезируются в организме человека), полноценного белка, содержащего все незаменимые аминокислоты в оптимальных количествах и соотношениях, ценных углеводов, а также других жизненно важных нутриентов.
При хранении мяса происходит его созревание - в нем протекает комплекс важных самопроизвольных ферментативных процессов, сопровождающихся распадом тканевых компонентов мяса и влияющих на его качественные характеристики - вкус, аромат, цвет, устойчивость к микробиологическим изменениям и др.
Для формирования органолептичес-ких свойств, а также консистенции, внешнего вида и других важнейших характеристик свежего мяса необходимо задавать такие условия хранения, при которых созревание происходило бы наиболее полно. Так, скорость гликолиза в мясе можно регулировать: например, при введении хлорида натрия в парное мясо процесс подавляется, применением электростимуляции - ускоряется. Для хранения и созревания мяса рекомендуется поддерживать температуру 0...3 °С. Температура хранения ниже 0 °С приостанавливает деятельность тканевых ферментов, следовательно, расщепление гликогена почти не происходит. Повышение же температуры инактивирует ферменты и способствует развитию протеолитичес-кой микрофлоры.
Не менее важен для сохранения качества мяса и контроль над составом и жизнедеятельностью микрофлоры мяса. Охлаждение - основной метод обработки мяса для обеспечения длительного срока хранения, подавляющее активность многих микроорганизмов и замедляющее процесс испарения влаги и химические реакции, связанные с окислением продукта.
Задача сохранения качества состоит не только в том, чтобы ослабить биологическую активность всех патогенных микроорганизмов на поверхности
продукта, вызывающих порчу мяса, но и в том, чтобы исключить попадание извне новых бактерий. Поэтому актуальное значение приобретает упаковка. Основными специфическими критериями выбора упаковочного материала для свежего мяса и мясных полуфабрикатов служат определенная величина барьерных свойств, что связано, прежде всего, с регулированием проникновения кислорода в упаковку для сохранения ярко-красного цвета мяса, а также способность сохранять гибкость при низких температурах хранения продукта, обеспечивать надежную защиту от влаги и плотно прилегать к продукту. Исходя из этого, наиболее часто применяют полимерные пакеты на основе поливинилиденхло-рида и полиолефинов, парафинированный или дублированный полиэтиленом картон, а также ламинаты полиамид-полиэтилен и др.
Одно из перспективных направлений в упаковке пищевых продуктов - применение активной упаковки, способной воздействовать на продукт, что в сочетании с традиционными методами обработки продуктов позволяет повышать срок годности. Так, для упаковки могут применяться материалы, содержащие консерванты, антисептики и другие пищевые добавки, подавляющие развитие микроорганизмов [2-5]. Эти активные наполнители диффундируют из пленки к поверхности продукта, т. е. туда, где непосредственно начинаются процессы микробной порчи. Данная технология позволяет избежать их добавления непосредственно в пищевой продукт и тем самым снизить их концентрацию в продукте. В последнее время производители упаковки стараются делать упор на создание активной упаковки, влияющей на продукт не химически, а физически.
Известно, что слабые электрические поля могут применяться в биотехнологическом производстве как эффективное средство воздействия на микроорганизмы с целью снизить их нежелательную активность [6]. В связи с этим была выдвинута гипотеза о возможном использовании в качестве упаковочных бактериостатических пленок полимерных электретов - материалов, обладающих постоянным электрическим полем. Целью работы явилось исследование качества мяса, хранящегося в
упаковке из электретных полимерных материалов.
В качестве объектов исследования использовали говядину свежую (ГОСТ 779-87), свежее мясо домашней птицы (ГОСТ 21784-76), пленочные электреты на основе полипропилена (ГОСТ 26996-86) как одного из наиболее доступных по стоимости и химически инертных материалов для упаковки мясных продуктов. Отбор образцов мяса производили по ГОСТ 729-79.
На начальной стадии работы проводили электроактивацию полипропиленовых пленок в поле отрицательного коронного разряда. Основными параметрами, характеризующими свойства короноэлектрета, являются потенциал поверхности (~1500 В), эффективная поверхностная плотность заряда (~0,85 мкКл/м2), напряженность электрического поля (~60 кВ/м). Измерение потенциала поверхности проводили ежедневно с помощью измерителя ИПЭП-1. После установления постоянной, не изменяющейся со временем величины электретных характеристик упаковочных пленок, с помощью устройства для сварки ИС-600 изготовляли пакеты.
Упакованное мясо хранилось при низкой положительной температуре (+3 °С) в течение нескольких дней. Была проведена сравнительная оценка мяса, упакованного в пакеты из активной и, для сравнения, из обычной полипропиленовых пленок. С периодичностью в 5-7 дней пакеты вскрывали и производили сравнение показателей качества мяса. Прослеживались изменения органолептических (консистенция, прозрачность и аромат бульона (ГОСТ 7269-79), внешний вид мяса), микроскопических (ГОСТ 21237-75), микробиологических (общая обсеме-ненность (ГОСТ 10444.15-94), коли-титр (ГОСТ Р 50474-93) и физико-химических (pH, содержание влаги) показателей. Определение бактерий рода сальмонелл производили по ГОСТ Р 50480-93, определение бактерий Listeria monocytogenes - по ГОСТ Р 51921-02 [7, 8].
Исследования показали, что срок хранения говядины дольше при использовании электретного пленочного полипропиленового материала. Орга-нолептические характеристики продукта в активной упаковке значительно лучше, чем мяса в обычной полипропиленовой упаковке: дольше сохраняется приятный аромат, консистенция более нежная и сочная, внешний вид дольше сохраняется близким к первоначальному. Бульон исходного образца мяса был прозрачным и ароматным, а мясо в нем - сочное, нежное, т. е. ор-ганолептические характеристики продукта полностью соответствовали тре-
FOR PRODUCERS OF MEAT PRODUCTS
бованиям ГОСТа. При хранении говядины происходило изменение качества образцов в обоих видах пленки: уже к 10 сут хранения была замечена потеря аромата при неизменной прозрачности бульона, а в обычной полипропиленовой пленке, к тому же, было отмечено ухудшение консистенции и сочности мяса. На 15 сут хранения разница в качестве мяса проявилась уже более существенно: бульон из мяса, хранящегося в активной упаковке, был мутным и неароматным, а бульон из мяса из обычной упаковки, наряду с этим, обладал кислым запахом, несвойственным свежему бульону, в нем наблюдалось появление хлопьев.
Микроскопирование мазков мяса показало, что появление следов кокков и палочковидных бактерий в образцах из обоих видов упаковок произошло лишь на 10 сут хранения без признаков распада мышечной ткани. На 15 сут хранения на образцах из активной упаковки обнаружено менее 30 кокков и палочек, а также следы распада мышечной ткани. В случае же исследования мяса из обычной полипропиленовой упаковки обнаружено более 30 кокков и палочек, распад тканей был значителен. К 22 сут качество мяса в обоих видах упаковок становится в одинаковой степени низким.
Микробиологический анализ показал, что уже на 8 сут хранения в мясе из обычной полипропиленовой упаковки допустимый ГОСТом уровень КМАФАнМ (количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов) был превышен, чего не произошло с образцом из активной упаковки. На 15 сут уровень КМАФАнМ в обычной и активной упаковках становится одинаково неприемлемым. При проверке образцов мяса, как из бактериостатической, так и из обычной упаковок, в течение всего срока хранения на наличие бактерий групп кишечной палочки, сальмонелл и листерия следов их присутствия выявлено не было.
В ходе эксперимента было обнаружено любопытное явление. На 22 сут, когда качество мяса в обоих видах упаковки уже было неудовлетворительным, количество микроорганизмов в образцах, хранящихся в пакете из электретного материала, было больше, чем в образцах из обычной упаковки. Это можно объяснить следующим образом. Рост количества микроорганизмов обусловлен их жизнедеятельностью. Когда же питательные вещества исчерпываются и накапливается избыток молочной кислоты как основного продукта жизнедеятельности бактерий, инактивирующий развитие большинства из них, происходит убывание числа микроорганизмов. В наблюдае-
мом случае электрическое поле упаковки сдерживает скорость развития микрофлоры мяса, из-за чего максимум количества микроорганизмов наблюдается в более поздние сроки. Еще раз подчеркнем, что в момент проявления данного эффекта качество мяса в обоих видах упаковок уже непригодно для употребления.
Одним из основных показателей качества мясных продуктов служит рН, величина которого для свежего мяса, согласно государственному стандарту, должна находиться в пределах 5,7-6,2. Изучение зависимости величины рН мяса от времени хранения показало, что в изменении активности ионов водорода с течением срока хранения не наблюдалось четкой зависимости. Эта же разнохарактерность подтверждается литературными данными [9], т. е. прослеживается корреляция изменения рН мяса с ранее проведенными исследованиями.
Проверка мяса в течение всего срока хранения на наличие бактерий кишечной палочки, сальмонелл и листерия выявила их отсутствие как в образцах мяса из активной, так и из обычной упаковки.
Бензидиновая проба образцов мяса (исследование на пероксидазу - фермента, катализирующего в живых клетках реакции окисления веществ, каталитическая способность которого свидетельствует о свежести продукта) показала их хорошую сохранность до 15 сут как в активной, так и в обычной упаковках. На 22 сут реакция на перок-сидазу в обоих видах упаковки была отрицательной. Наличие электрического поля внутри упаковки в данном случае не оказывает влияния на качество, поскольку пероксидаза, представляющая собой вещество белкового происхождения, по-видимому, не подвержена воздействию слабых электрических полей электрета.
На следующем этапе работы были проведены исследования мяса птицы, причем наблюдались похожие зависимости: органолептические и микробиологические показатели качества мяса, хранившегося в активной упаковке, были лучше. Так, уровень КМАФАнМ мяса птицы в обычной пленке был превышен уже на 7 сут, а при микробиологическом исследовании образцов мяса из электретной упаковки подобный пик резкого ухудшения качества продукта наблюдался только на 15 сут. Можно предположить, что эффекты, обнаруженные в ходе исследований электрического поля активного упаковочного материала, могут быть проецированы на спектр мясопродуктов - полуфабрикатов, колбас и др.
Помимо пленочной упаковки, в розничной продаже распространен вид
комбинированной упаковки - жесткий полимерный поддон, обычно получаемый методом формования пластин на основе полиолефинов, ударопрочного полистирола или вспененных полимеров. Сверху поддон с уложенным на него продуктом обтягивается полимерной пленкой. Этот вид упаковки также можно принять за основу при изготовлении активной электретной упаковки, причем можно поляризовать не только обтягивающую пленку, но и поддон [10].
Таким образом, при проведении качественных исследований в мясе из электретной упаковки был отмечен бактерио-статический эффект электрического поля, создаваемого упаковкой, т. е. значительное снижение активности патогенных микроорганизмов, что замедляет скорость снижения качества мясных продуктов и повышает срок их годности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика: Справ. издание. - М.: Высшая школа, 1991.
2. Ухарцева И.Ю., Макаревич А.В., Гольдаде В.А. Применение полимерных упаковочных материалов в мясоперерабатывающей промышленности/ /Пищевая промышленность. 1995. №7. С. 21-22.
3. Снежко А.Г., Кузнецова Л.С., Борисова З.С. Антимикробная защита поверхности сырокопченых колбас// Мясная индустрия. 1999. № 3. С. 19-21.
4. Снежко А.Г., Кузнецова Л.С., Розанцев Э.Г. Новые антимикробные средства для защиты поверхности колбас и мясных продуктов//Мясная индустрия. 1999. № 2. С. 15-17.
5. Яковлева Л.А., Колесников Б.Ю., Кондрашов Г.А., Маркелов А.В. Полимерная упаковка нового поколения с бактерицидными свойствами/хранение и переработка сельхозсырья. 1999. № 6. С. 44-45.
6. Макаревич А.В., Пинчук Л.С., Гольдаде В.А. Электрические поля и электроактивные материалы в биотехнологии и медицине. - Гомель: ИММС НАНБ, 1998.
7. Антипова Л.В., Глотова И.А., Рогов И.А. Методы исследования мяса и мясных продуктов. - М.: Колос, 2001.
8. Сидоров М.А., Корнелаева Р.П. Микробиология мяса и мясопродуктов. - М.: Колос, 2000.
9. Антипова Л.В., Глотова И.А., Жа-ринов А.И. Прикладная биотехнология. УИРС для специальности 270900. -СПб.: ГИОРД, 2003.
10. Галиханов М.Ф., Борисова А.Н., Дебердеев Р.Я. Изменение электретных характеристик полимерных композиций при переработке их в изделия// Журнал прикладной химии. 2005. Т. 78. Вып. 5. С. 836-839.
