CC BY
2
УДК 637.524.5 DOI: 10.21323/2071-2499-2019-3-16-19 Табл. 3. Ил. 2. Библ. 8.
формирование адаптированного пищевого модуля для производства сырокопчёных колбас
Шипулин В.И.1, Жаринов А.И.2, Лупандина Н.Д.1, Горбатенко Т.Д.1
1 Северо-Кавказский федеральный университет
2 Группа компаний «ПТИ»
Ключевые слова: сырокопчёные колбасы, стартовые культуры, деминерализованная сыворотка, интенсификация технологий, пищевые модули
Реферат
Изучена возможность использования комплекса штаммов Е^вгососсизЫгав, Ьа^оЬасШи-sgallinarum совместно с деминерализованной сывороткой в виде адаптированного пищевого модуля при производстве сырокопчёных колбас. Установлено оптимальное соотношение компонентов адаптированного модуля 0,260:0,05 (образец № 2). Отмечено активное снижение водородного показателя, снижение потерь массы, а также устойчивость готового продукта к микробиальной порче в модельных системах типа сырокопчёных колбас в процессе ферментации.
the formation
of adapted food module for the smoked sausage production
Shipulin V.I.1, Zharinov A.I.2, Lupandina N.D.1, Gorbatenko T.A.1
1 North-Caucasus Federal University
2 Group of companies «PTI»
Key words: smoked sausages, starter cultures, demineralized whey, intensification of technologies, food modules
Summary
The possibility of using a complex of strains Entero-coccus hirae, Lactobacillus gallinarum together with de-mineralized serum in the form of an adapted food module in the production of smoked sausages was studied. The optimal ratio of the components of the adapted module is 0.260: 0.05 (sample № 2). The active reduction of the hydrogen index, reduction of weight loss, as well as the resistance of the finished product to microbial spoilage in model systems such as raw smoked sausages during fermentation.
Введение
Особенностью технологии производства сырокопчёных колбас является протекание сложных биохимических, ферментных, микробиологических и физико-химических процессов, в результате чего формируются характерные вкус, цвет, аромат и консистенция. Использование биологически активных препаратов на основе продуктов жизнедеятельности микроорганизмов является одним из путей интенсификации производства мясных продуктов. Успех этого подхода зависит в первую очередь от штаммов микроорганизмов, продуцирующих ферменты, белки, незаменимые аминокислоты и витамины, а также обладающих способностью уменьшить сроки изготовления изделий при условии сохранения вкусо-ароматических и других показателей качества продукта [1].
Одновременно необходимо отметить, что наибольший положительный результат интенсификации технологического процесса и сохранение качества готового продукта могут быть достигнуты благодаря синергетическо-му действию стартовых культур и правильно подобранных компонентов, таких, как углеводы (сахара), которые являются питательной средой для микроорганизмов в процессе ферментации. При составлении адаптированных пищевых модулей с направленным технологическим действием используют композиции из моно-, ди-, и полиса-
харидов. В этой связи актуальным является изучение возможности использования в технологии сырокопчёных колбас стартовых культур в комплексе с определёнными видами углеводов, создающих необходимую среду для продуцирования молочнокислых микроорганизмов и способных проявлять индивидуальное воздействие на вку-соароматические и цветовые характеристики, а также на формирование структуры и биологическую ценность продукта [2].
Необходимо отметить, что добавление чрезмерного количества углеводов может привести к интенсивному ферментативному распаду и образованию кислот. При спонтанной ферментации прекращается разрушение микробных пероксидов, вследствие чего окисляется миоглобин. Добавление углеводов сверх нормы может быть причиной прокисания фарша или газообразования, а также (если часть вносимых сахаров остаётся неиспользованной) ухудшения органолептической оценки сырокопчёных колбас. В европейских технологиях для сырокопчёных колбас ускоренного созревания содержание углеводов в готовом продукте ограничивается 0,3-0,7%, а для колбас традиционного созревания не регламентируется [3].
Одним из таких углеводных компонентов может служить лактоза как в виде пищевой лактозы, так и в качестве одного из компонентов
молочной сыворотки, в том числе и деминерализованной. Исследования по использованию в производстве мясных продуктов молочного сахара и лактозосодержащих препаратов позволили установить, что их внесение приводит к маскировке солёного вкуса и горького привкуса в мясных продуктах, улучшению стабильности цвета, снижению остаточного нитрита натрия на 0,8-1,0 мг% [2, 4]. При этом присутствие лактозы в молочных белково-углеводных концентратах положительно сказывается на цветовых характеристиках мясных изделий. Интенсивное цветообразование может быть обусловлено высокой химической активностью лактозы, проявляющейся под воздействием высоких температур, характерных для технологического процесса производства, например, варёных колбас. Технологический процесс сырокопчёных колбасных изделий проходит при относительно низких температурных параметрах (не выше 22-24 °С), и данные о влиянии лактозы на цветовые характеристики и связанные с ними показатели безопасности в этом диапазоне температур ограничены.
По мнению авторов, применение комплекса штаммовых культур и углеводных препаратов в виде адаптированного пищевого модуля позволит ускорить процессы созревания фаршевых систем для сырокопчёных колбас, интенсифицировать реакцию
цветообразования, снизить количество остаточного нитрита при условии формирования вкусовых и ароматических характеристик и высокой устойчивости готового продукта в процессе хранения [4].
Материалы и методы
Выбор объектов стартовых культур и штаммов Enterococcushirae, Lactobacillus gallinarum основан на анализе собственных аналитических и ранее проведённых экспериментальных исследований и на рекомендациях практиков [5]. Основанием для выбора углеводных препаратов, в частности деминерализованной сыворотки, послужило количественное содержание лактозы, а также результаты исследований по использованию лактозы при производстве колбасных изделий. Химический состав подсырной сыворотки с уровнем деминерализации 50% представлен в таблице 1.
Для изготовления сырокопчёных колбас, опытных и контрольных об-
разцов, использовали говядину жи-лованную высшего сорта, свинину жилованную нежирную, грудинку свиную кусочками не более 12 мм, ингредиенты и материалы по действующей нормативной документации в соответствии с требованиями ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» и ТР ТС 034/2013 «О безопасности мяса и мясной продукции». В опытные образцы вносили штаммы микроорганизмов Enterococcushirae, Lactobacillus gallinarum и деминерализованную сыворотку. Деминерализованная сыворотка вводилась в опытные образцы в сухом виде взамен сахара свекловичного в перерасчёте на коэффициент сладости. В качестве контрольного образца выбрана сырокопчёная колбаса «Особенная» в/с, выработанная по ГОСТ Р 55456.
Анализ технических характеристик штаммов микроорганизмов позволил установить, что оптимальными условиями для ферментации среды является температура в диапазоне 20-37°С,
Таблица 1
Химический состав деминерализованной сыворотки [7]
№ Наименование показателя Количество
1 Массовая доля сухих веществ,% 4,1
2 Массовая доля жира,% 0,96
3 Массовая доля белка,% 11,3
4 Массовая доля лактозы,% 81,0
5 Массовая доля золы,% 3,4
6 Индекс растворимости сырого осадка, см3 1,0
7 Водопоглощающая способность,% 130,7
8 Жиропоглощающая способность,% 135,8
9 Величина рН
6,54
Комбинации штаммов микроорганизмов и ДМС в рецептурах модельных систем типа сырокопчёных колбас
Таблица 2
Образцы Сахар Деминерализованная сыворотка 50:50 Enterococcus hirae: Lactobacillus gallinarun
Контроль* 0,2 - -
№ 1 - 0,260 0,025
№ 2 - 0,260 0,05
№ 3 - 0,260 0,075
№ 4 - 0,260 0,1
№ 5 - 0,260 0,5
№ 6
0,260
1,0
*Контрольный образец вырабатывали по традиционной технологии
что соответствует температурным параметрам производства сырокопчёных колбас, в частности, термическая обработка варьируется в диапазоне от 18-24°С. Кроме того, необходимой средой для хранения и роста штаммов Lactobacillus gallinarum и Enterococcus hirae является подсырная молочная сыворотка с содержанием не менее 4,0% лактозы. Использование в данном случае деминерализованной сыворотки с высоким процентным содержанием лактозы является необходимым условием и будет способствовать ускорению биохимических процессов при производстве сырокопчёных колбас [6].
В этой связи исследования по определению состава адаптированного пищевого модуля (АПМ) на основе деминерализованной сыворотки и штам-мовых культур Lactobacillus gallinarum и Enterococcus hirae и оценке его влияния на технологические свойства фар-шевых систем сырокопчёных колбас позволяют научно обосновать возможность применения АПМ в технологии мясопродуктов длительного срока хранения [7].
Вариации уровня введения штаммов микроорганизмов и деминерализованной сыворотки (ДМС) в фаршевые системы типа сырокопчёных колбас приведены в таблице 2.
Процесс ферментации сырокопчёных колбас проходит при следующих операциях: осадка t 4-8 °С (24 ч), сушка при t 20-22 °С (3-6 суток), копчение t 18-24°С. Общее время ферментации менее 30 суток.
Результаты и обсуждение
Исследования физико-химических свойств модельных фаршевых систем показали, что введение в мясное сырье деминерализованной сыворотки и штаммов микроорганизмов приводит к более интенсивному изменению величины рН (рисунок 1) и активному снижению содержания влаги (рисунок 2) во всех образцах по сравнению с контролем.
Незначительное снижение рН (образцы № 5, 6) в этот период негативно влияет на ход биотехнологических процессов. Так, в этих образцах было отмечено брожение. Таким образом, дальнейшие исследования образцов, в рецептурах которых уровень введения АПМ
2019 | № 3 все о мясе
5,8 5,7 5,6 5,5 5,4 5,3
5 5,2
03
5,1 5 4,5 4,8
Рисунок 1. Изменение величины рН фаршевых систем сырокопчёных колбас в процессе ферментации
-Контроль -
-Образец № 2 -
-Образец № 4 -
-Образец № 6
Образец № 1 Образец № 3 Образец № 5
10 15 20
Продолжительность ферментации, сут
25
30
Рисунок 2. Изменение массовой доли влаги фаршевых систем сырокопчёных колбас в процессе ферментации
(50 5505
5405
45 40 35 350 25 20
Контроль Образец № 1 Образец № 2 Образец № 3 Образец №4
П1р0одолжительност1ь5ферментации, су2т0 Продолжительность ферментации, сут
25
30
0
5
0
5
составили более 0,5-1,0%, является нецелесообразным.
Изменение величины рН и содержание влаги в образцах, имеющих в рецептуре АПМ, в процессе созревания свидетельствуют об ускорении автолитических изменений, что в свою очередь способствует сокращению сроков производства сырокопчёных колбас [7].
Можно полагать, что изменение рН и содержания влаги обусловлены протеканием микробиологических процессов, продуцированием молочной кислоты и, как следствие, снижением способности мышечных белков к связыванию влаги, что позволит получить продукт с высокой устойчивостью
к микробиальной порче. С целью изучения влияния комплекса деминерализованной сыворотки и штаммо-вых культур на устойчивость готового продукта к микробиальной порче проведены исследования активности воды (аж) в ходе технологического процесса (таблица 3).
Изменение показателя аи в ходе производственного процесса коррелирует с изменением массовой доли влаги в продукте. При этом абсолютные значения аж, отмеченные в образце № 2 с введением деминерализованной сыворотки и микроорганизмов, были значительно ниже в сравнении с контрольным образцом. Данная динамика наблюдалась на протяжении всего сро-
ка созревания сырокопчёных колбас. К окончанию процесса значение показателя аи для образца № 2 составило 0,8457 по сравнению с контрольным образцом аж, значение которого на 20-е сутки составило лишь 0,9137, что может быть обусловлено более интенсивным снижением рН и, как следствие, более прочным связыванием влаги мышечными белками [7].
Учитывая, что при определении сроков хранения пищевых продуктов важную роль играют не только максимальное и минимальное значения активности воды, но и оптимальное для роста микроорганизмов значение активности воды, полученные данные позволяют сделать вывод о том, что
Таблица 3
Влияние деминерализованной сыворотки и штаммов микроорганизмов на показатель активности воды aw
Время, сутки
Показатели активности воды, а
Контроль
образец 1
образец 2
образец 3
образец 4
0 5 10 15 20 25 30
0,9617 0,9428 0,9312 0,9168 0,9137 0,9105 0,9084
0,9441 0,9384 0,9227 0,9119 0,9036 0,8934 0,8832
0,9434 0,9316 0,9279 0,9033 0,8926 0,8642 0,8457
0,9417 0,9323 0,9281 0,9236 0,9159 0,8861 0,8681
0,9423 0,9246 0,9262 0,9249 0,9218 0,8916 0,8743
опытный образец № 2 с деминерализованной сывороткой и штаммами микроорганизмов является самым «обезвоженным» и, по мнению авторов, потенциально устойчивым при длительном хранении, что согласуется с данными, полученными ранее и позволившими установить, что продукты с показателем активности воды в диапазоне 0,832-0,922 и рН 5,08-5,36 можно отнести к продуктам длительного хранения (класс - С) [8]. Необходимо отметить, что значения а = 0,8926 при рН - 5,17 были отмечены в образце с деминерализованной сывороткой и штаммами микроорганизмов (образец № 2) уже на 20-е сутки технологического цикла.
Таким образом, результаты исследований величины рН, потерь массы, а и органолептических показателей
ш Г
продукта, определённых ранее [7], позволяют прийти к выводу, что наиболее приемлемым является соотношение деминерализованной сыворотки и штаммов микроорганизмов в соотношении 0,260:0,05 (образец № 2). Это позволяет рекомендовать этот комплекс в качестве адаптированного пищевого модуля для применения в технологии сырокопчёных колбас.
Выводы
Экспериментальные исследования [6, 7] и опытно-промышленная проверка предложенной технологии показали, что использование адаптированного пищевого модуля способствует интенсификации технологического процесса производства сырокопчёных колбас, ускорению процессов структурообра-зования и цветообразования, снижению остаточного нитрита натрия, ини-
циированию развития молочнокислых микроорганизмов и подавлению патогенной и условно патогенной микрофлоры, ингибированию окислительных изменений липидной составляющей готового продукта и получению безопасных мясопродуктов высокого качества в более короткие сроки.
© контакты:
Шипулин Валентин Иванович а vshipulin@ncfu.ru
Жаринов Александр Иванович V +7(985) 350-45-01 Лупандина Наталья Дмитриевна а natalu79@mail.ru Горбатенко Татьяна Анатольевна а solnce-26rus@yandex.ru
список литературы; REFERENCES:
1. Фатьянов, Е.В. Производство сырокопчёных и сы-ровяленых колбас / Е.В. Фатьянов, Ч.К. Авылов. -М.: Эдиториал сервис, 2008. - 168 с. Fat'yanov, Ye.V. Proizvodstvo syrokopchenykh I sy-rovyalenykh kolbas [Production of smoked and dried sausages] / Ye.V. Fat'yanov, Ch.K. Avylov. — M.: Editorial servis, 2008. — 168 p.
2. Сарбатова, Н.Ю. Особенности производства сырокопчёных колбас / Н.Ю. Сарбатова, К.Ю. Шебе-ла // Молодой ученый. - 2015. - № 5.1. - С. 43-46. Sarbatova, N.YU. Osobennosti proizvodstva syrokopchenykh kolbas [Features of the production of smoked sausages] / N.Yu. Sarbatova, K.Yu. Shebela // Molodoy uchenyy. — 2015. — № 5.1. — P. 43-46.
3. Lutz, W. Rohwurstherstellung höhere Produktqualitat durch Verwendung von Lactose / W. Lutz, A. Stolle // Fleischwirtschaft. — 1994. — № 8. — P. 849-854.
Барсуковская, Т.А. Использование биотехнологического потенциала стартовых культур при производстве сырокопчёных колбас / Т.А. Барсуковская, В.И. Шипулин, Н.Д. Лупандина // Fleisch Wirtshast Россия. — 2016. — № 4. — С. 48-52.
5. Барсуковская, Т.А. Формирование качественных показателей сырокопчёных колбас с учетом интенсификации технологического процесса / Т.А. Барсуковская, В.И. Шипулин, Н.Д. Лупандина // Вестник Северо-Кавказского федерального университета. - 2015. - № 4 (49). - С. 7-13.
6. Барсуковская, Т.А. Интенсификация технологии сырокопчёных колбас с адаптированным пищевым модулем / Т.А. Барсуковская, В.И. Шипулин, Н.Д. Лупандина, А.В. Савва // Вестник Северо-Кавказского федерального университета. - 2016. -№ 3 (54). - С. 7-14.
7. Барсуковская, Т.А. Интенсификация технологии сырокопчёных колбас с адаптированным пищевым модулем: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.18.04 / Т.А. Барсуковская. - Ставрополь, 2016. -23 с.
8. Сорокин, О.В. Активность воды в мясных продуктах / О.В. Сорокин // Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова, Вавиловские чтения: материалы Всероссийской научно-практ. конф. - Секция перераб. с.-х. прод. - Саратов, 2006. - С. 3-5.
Barsukovskaya, T.A. Ispol'zovaniye biotekhnologich-eskogo potentsiala startovykh kul'tur pri proizvodstve syrokopchenykh kolbas [The use of the biotechno-logical potential of starter crops in the production of smoked sausages] / T.A. Barsukovskaya, V.I. Shipulin, N.D. Lupandina // Fleisch Wirtshast Rossiya. — 2016. — № 4. — P. 48-52.
Barsukovskaya, T.A. Formirovaniye kachestvennykh poka-zateley syrokopchenykh kolbas s uchetom intensifikatsii tekhnologicheskogo protsessa [Formation of quality indicators of uncooked smoked sausages taking into account the intensification of the technological process] / T.A. Barsukovskaya, V.I. Shipulin, N.D. Lupandina // Vestnik Severo-Kavkazskogo federal'nogo universiteta. — 2015. — № 4 (49). — P. 7-13.
Barsukovskaya, T.A. Intensifikatsiya tekhnologii syrokopchenykh kolbas s adaptirovannym pishchevym modulem [Intensification of raw smoked sausages technology with an adapted food module] / T.A. Barsukovskaya, V.I. Shipulin, N.D. Lupandina, A.V. Savva // Vestnik Severo-Kavkazskogo federal'nogo universiteta. — 2016. — № 3 (54). — P. 7-14.
Barsukovskaya, T.A. Intensifikatsiya tekhnologii syrokopchenykh kolbas sadaptirovannym pishchevym module [Intensification of uncooked smoked sausages technology by a certified food module]: avtoref. dis. ... kand. tekhn. nauk: 05.18.04 / T.A. Barsukovskaya. — Stavropol', 2016. — 23 p.
Sorokin, O.V. Aktivnost vody v myasnykh produktakh [Water activity in meat products] / O.V. Sorokin // Saratovskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet im. N.I. Vavilova, Saratov. Mezhunarodnaya nauch. Stu-dench. Konferentsiya T. 1. SevKavGTU, 2006. — P. 3-5.
2d19 | № 3 все о мясе
