CC BY
12
УДК 615.014.4:637.5 DOI: 10.21323/2071-2499-2019-5-24-27 Ил. 5. Библ. 11.
ОЦЕНКА
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ СТАБИЛЬНОСТИ МЯСНЫХ КРУПНОКУСКОВЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ В ПРОЦЕССЕ ХРАНЕНИЯ
Батаева Д.С., канд. техн. наук, Зайко Е.В., Юшина Ю.К., канд. техн. наук ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова
Ключевые слова: срок годности, мясо, полуфабрикаты, проблемы хранения, микроорганизмы
Реферат
Микробиологическая стабильность мясных крупнокусковых полуфабрикатов в хранении оценивают по состоянию глубоких слоёв. В данной работе было проведено исследование поверхности и глубоких слоёв. На поверхности образцов в зависимости от вида упаковки было установлено разное количество искомых микроорганизмов. В вакуумированных образцах на поверхности было больше МКБ, чем на полуфабрикате, упакованном в полиэтилен. При этом количество МАФАнМ, дрожжей, Pseudomonas spp. и бактерий Listeria spp. было больше на поверхности полуфабриката, упакованного в полиэтилен. Количество микроорганизмов порчи, таких как Pseudomonas spp., составляло 4 и 7,1 log КОЕ/г на поверхности вакуумирован-ного и упакованного в полиэтилен полуфабрикатов соответственно. Так как микроорганизмы рода Pseudomonas обладают протеолитической активностью, процесс белкового распада при такой контаминации неизбежен. Основной рост микроорганизмов на поверхности полуфабрикатов во всех видах упаковки наблюдали в первые 5 суток хранения. КМАФАнМ с 3,6 log КОЕ/г увеличилось до 5,48 log КОЕ/г на поверхности образца в вакууме и до 5,95 log КОЕ/г в образцах, упакованных в полиэтиленовые пакеты. Уровень микроорганизмов в глубоких слоях полуфабрикатов, упакованных в полиэтиленовые пакеты к 10 суткам хранения составил 2 log КОЕ/г, а к 15-м суткам - 2,85 log КОЕ/г. При этом проникновение поверхностной микрофлоры в глубь образца, упакованного в вакуум, было зафиксировано только на 15-е сутки хранения и составляло 1,95 log КОЕ/г. Поэтому независимо от микробиологической стабильности глубоких слоёв количество и состав поверхностной микрофлоры может оказать существенное влияние на сроки годности.
ASSESSMENT
OF THE MICROBIOLOGICAL
STABILITY
OF SEMI-FINISHED
MEAT PRODUCTS
DURING STORAGE
Bataeva D.S., Zaiko E.V., Yushina Yu.K.
Gorbatov Research Center for Food Systems
Key words: shelf life, meat, semi-finished products, storage problems, microorganisms
Summary
Microbiological stability of meat semi-finished products in storage is estimated by the state of the deep layers. In this work the study of the surface and deep layers was carried out. On the surface of the samples, depending on the type of packaging, different amounts of the required microorganisms were found. The vacuumed samples had more Lactobacillus spp. on the surface than the semi-finished product packed in polyethylene. The total count of microorganism was more on the surface of the semi-finished product, in packed plastic. The total count of yeast, Pseudomonas spp. and Listeria spp. also exceeded. Number of spoilage microorganisms such as Pseudomonas spp. was 4 and 7,1 log CFU/g on the surface of vacuumed and packed in polyethylene semi-finished products, respectively. Since microorganisms of the genus Pseudomonas have proteolytic activity, the process of protein decomposition with such contamination is inevitable. The main growth of microorganisms on the surface of semi-finished products in all types of packaging was observed in the first 5 days of storage. The total number of microorganisms increased from 3.6 log CFU/g to 5.48 log CFU/g on the surface of the sample in vacuum and to 5.95 log CFU/g in samples packed in plastic bags. The level of microorganisms in the deep layers of semi-finished products packed in plastic bags by 10 days of storage was 2 log CFU/g, and by 15 days — 2.85 log CFU/g. the penetration of surface microflora into the depth of the sample packed in vacuum was recorded only on the 15th day of storage and was 1.95 log CFU/g. Therefore, regardless of the number of microorganisms in the deep layers of the surface microflora can have a significant impact on the shelf life.
Введение
Одним из факторов, влияющих на хра-нимоспособность охлаждённого мяса, является начальное содержание микроорганизмов на его поверхности. Их уровень зависит от санитарно-гигиенического состояния производства и технологии убоя животных. Например, на 1 см2 поверхности туши может содержаться от 10 до 107 КОЕ микроорганизмов. [1]. Охлаждение не может остановить процесс порчи мяса, оно лишь замедляет его [2].
При необходимости хранения мяса в охлаждённом состоянии именно вид упаковки определяет какие виды микроорганизмов будут преобладать на поверхности мяса [3]. Из огромного множества микроорганизмов-контаминантов свежего мяса размножаются и доминируют лишь определённые виды микроорганизмов [4]. На поверхности свежего мяса выявляются бактерии, которые при определённых условиях могут вызывать порчу. Они представлены родами Aeromonas, Brochothrix, Clostridium, Carnobacterium, Lactobacillus, Leuconostoc, а также многочисленными микроорганизмами семейств
Enterobacteriaceae и Micrococcaceae [5]. Кроме того, в свежем мясе могут присутствовать дрожжи: Cryptococcus, Candida, Rhodotorula, Torulopsis [6].
Большинство мезофильных микроорганизмов, например, сальмонеллы, Listeria monocytogenes, некоторые колиформные бактерии, токсигенные стафилококки, после охлаждения мяса до 0 °С приостанавливают свою жизнедеятельность, но сохраняют жизнеспособность [7].
Хранение охлаждённого мяса в вакуумной упаковке создаёт неблагоприятные условия для развития психротрофных аэробных микроорганизмов (бактерий рода Pseudomonas, плесени, некоторых видов дрожжей). Их рост задерживается или полностью подавляется, и начинается активное размножение психротрофных микроаэрофильных и факультативно-анаэробных микроорганизмов.
При хранении охлаждённого мяса в условиях доступа кислорода активно размножаются неспоровые грамотри-цательные бактерии рода Pseudomonas и Achromobacter, Shewanella, а также плесневые грибы и дрожжи, преимуще-
ственно родов Rhodotorula и Torulopsis [8]. Псевдомонады - доминирующая флора в присутствии кислорода воздуха [9].
При определённых условиях дрожжи могут стать преобладающей микрофлорой [5]. Чаще всего порчу мяса могут инициировать такие виды дрожжей, как Candida zeylanoides, C. tropicalis, C. Stellate, C. intermedia, C. parapsilosis, Yarrowia lipolytica, Debaryomyces hansenii и Trichosporon moniliforme [5, 9, 10]. Отличительным свойством ряда типичных почкующихся и спорообразующих дрожжей является их слабая ферментативная активность или полное её отсутствие. Характерной особенностью развития этой группы дрожжей в продукте при анаэробных условиях является отсутствие видимых признаков порчи продукта, даже при сильной степени обсеменения. Однако после развакуумирования может наступить очень быстрая порча продукта, часто с появлением слизи и пигментации.
Многие несовершенные дрожжи бази-диомицетового аффинитета обладают рядом характерных особенностей. Например,
дрожжи родов !^ЬосСоШи1а и Сгур^оссиэ существуют только за счёт дыхания и не способны расти в анаэробных условиях.
Дрожжи и молочнокислые бактерии одновременно встречаются в пищевых продуктах, особенно в мясе, упакованном под вакуумом, поскольку у них общие экологические детерминанты. В условиях низкого содержания (или отсутствия) кислорода в охлаждённом мясе доминирующей микрофлорой являются молочнокислые бактерии. Молочнокислые бактерии являются факультативными анаэробами, т. е. растут как без доступа кислорода, так и в аэробных условиях. Они перерабатывают глюкозу с выделением молочной кислоты. Из мяса выделяют следующие виды молочнокислых бактерий: ¡Ь. ¡ас-Мб, 1-Ь. ¡есЬтапИ, ¡еи. те5еМвго1с1ез, 1-Ь. сСЫе^епБ [3, 5].
Упаковка и холодильное хранение могут изменять порядок доминирующих микроорганизмов порчи. При холодильном хранении мяса в упаковке в большинстве случаев преобладают популяции микроорганизмов, состоящие из различных пропорций гетеро- и гомоферментативных МКБ. Типичными органолептическими изменениями в мясе под действием МКБ являются: кислый запах, вздутие упаковки из-за образования СО2, слизеобразование и обесцвечивание. Порча под действием МКБ происходит значительно медленнее, чем аэробная, и поэтому анаэробная упаковка мяса обеспечивает более продолжительный срок годности продукта [3, 5, 6].
Определение разнообразия микроорганизмов порчи мяса на поверхности, механизм их воздействия на белки и жиры мяса позволит спрогнозировать возможные изменения при длительном хранении мяса, а следовательно, разработать алгоритм принятия решений для обеспечения сохранения качества и стабильности мяса.
Целью работы являлась оценка микробиологической стабильности мясных крупнокусковых полуфабрикатов в процессе хранения.
Объекты и методы исследования
Объекты исследования массой 550600 г были получены из бескостного тазобедренного отруба говядины. Часть мясных крупнокусковых полуфабрикатов были упакованы под вакуум (анаэробные условия хранения), а часть - в полиэтиленовые пакеты (аэробные условия хранения).
Отбор и подготовку проб к исследованию проводили в соответствии
с ГОСТ Р 54354-2011, ГОСТ Р ИСО 6887-2. Отбор проб проводили двумя способами: с поверхности без её обеззараживания и из глубоких слоёв после обеззараживания верхнего слоя. С поверхностности пробу отбирали, делая срез на глубину от 2 до 3 мм, используя стерильные скальпель и пинцет. Отобранную пробу помещали в одноразовый стерильный пакетдля гомогенизации. Отбор проб из глубоких слоёв проводили п осле об езза-раживанвя ловерхности. Слачалаудаляли обеззлраженный слой,затем стернлсно отбирали навеску с площади 4х4 нм.
Для определения количества микроорганизмов нввеску массой 11й г гомогенизировали с помощью оомоненизатора MIX 2 (AES Франция) в 90 см3 забуфе-ренной пептонной воде (ОхоИ, Вхвико-британия) с понллдующим приготовлением ряда десятикратных разведений. Из определённых разведений аликвоов е объёма 1 см3 растирали с помощью стерилнных шпателей по поверхвости следующих питательнли сред: среды КМАФАнМ (Оболенск)для оп;оде-ления КМАФАнМ; MRS агара (Oxoid, Иелнкобритания) для определения ко-личтства МИБ; хромогенного агара по Отвавиани-Агости (Merk, Германия) для определенип колиоества Listeria spp.; цетрлмидного агар а (Merk, Герман ия) для овределения киличесова Pseudomonas spp.; агара Сабуро(Оболенск) для опредеооаия количествадрожжей.
Культивирование посевов на чашках Петри йо средой КМАФАнМ проводили ври температуре 30 0С в течение 72 ч; Mies аларо при темлературе 30 0С в течение 5-е сут; цетримидлвго агава
и агара Сабуро при температуре 24 0С в течение 72 ч и 120 ч соответственно; хромогенного агара по Оттавиани-Агости при температуре 37 0С в течение 48 ч. Колонии подозрительные на искомые микроорганизмы были идентифицированы с помощью биохимических тестов Listeria 12L Kit (Oxoid, Великобритания), RapID™ ONE System (Oxoid, Великобритания), api 20 NE (Биомерье, Франция), api 50 CHL (Биомерье, Франция).
До закладки на хранение и до упаковки у/ста на вли вали количества фкновой (исходной) микрофлоры поверхностных и глубоких слоёв. Контрольными точками при хранении являлись 5,10 и 15 суток.
В рамках данной работы пег отражены резулататы органолептических изменений исследуемых образцов.
Ртзультаты и их обсуждение
Была изучен;/ обсеменённость поверхности мясных трупнокусковых толуфабрикатов, упакованных в вакуум и в полнэтиленовые пакеты, мезофиль-ными аэробными и факультативно-анаэробными микроорганизмами. Результаты предоставлены на рисунке 1.
Как и предполагалось, °азличныт втды тпаковки образцов (аэробное и анаэро.-нов) еривели к различиям! количества микроорганизмов на поверхнуоти мяса. Это связано с разным типом! дыхания мзнроороанатмов. На нрювяжвтти ваего срока хранения КМАФАнМ в образцзх, упакованных в полиэтиленовые пакеты с доступом кислорода, был выше, чем в образцах, упакованных в вакуум. Основной оост мткроорганизмов на поверхноснн
иисунок 1. Изменение коли-ества МАФАнМ на поверхносту мясных крупнокусковых полуфабрикатов в процессе хранения
Рисунок 2. Изменение уровня микроорганизмов порчи и Listeria spp. на поверхности мясного крупнокускового полуфабриката при хранении в вакуумной упаковке
8 7,1
МКБ Listeria spp Pseudomonas spp. Дрожжи
0 сут сутки хранения И5 сут сутки хранения 10 сут сутки хранения 15 сут сутки хранения
Рисунок 3. Изменение уровня микроорганизмов порчи и Listeria spp. на поверхности мясного крупнокускового полуфабриката, упакованного в полиэтиленовые пакеты, в процессе хранения
МКБ Listeria spp Pseudomonas spp. Дрожжи
0 сут сутки хранения И5 сут сутки хранения 10 сут сутки хранения 15 сут сутки хранения
полуфабрикатов во всех видах упаковки наблюдали в первые 5 суток хранения. С 3,6 до 5,48 log КОЕ/г на поверхности образца в вакууме и до 5,95 log КОЕ/г в образцах, упакованных в полиэтиленовые пакеты. Каждые следующие 5 суток хранения количество МАФАнМ увеличилось менее чем на 1 log КОЕ/г и к 15 суткам хранения составляло для вакуумно упакованного полуфабриката 6,78 log КОЕ/г, а для упакованного в полиэтиленовые пакеты - 7,48 log КОЕ/г.
Кроме определения КМАФАнМ в образцах в двух разных видах упаковки был проведён сравнительный анализ динамики роста микроорганизмов порчи (МКБ, дрожжи и Pseudomonas spp.) и бактерий Listeria spp., к которым относят патогенный для человека L. monocytogenes на образцах. Результаты представлены на рисунках 2, 3.
На поверхности мяса перед упаковкой количество Pseudomonas spp. составляло 2 log КОЕ/г. К 15-м суткам хранения их количество на поверхности мяса, упакованного в полиэтиленовые пакеты, возросло до 7,1 log КОЕ/г, а в вакууме -до 4 log КОЕ/г. Можно предположить, что за счёт протеолитической активности бактерий Pseudomonas spp. будет происходить размягчение сарколеммы мышечных волокон, что в свою очередь облегчит проникновение поверхностной микрофлоры, представленной МАФАнМ в глубокие слои мяса.
Ещё одним представителем микроорганизмов порчи являются дрожжи.
Количество дрожжей на поверхн ости полуфабриката в вакуумной упаковке на 15-е сутки хранения составило
4 log КОЕ/г, а в полиэтиленовых пакетах - 5 log КОЕ/г. При этом исходное количество дрожжей было не более 2 log КОЕ/г. Выявленные дрожжевые грибы были идентифицированы как Rhodotorula minuta, Candida parapsilosis, Candida tropicalis и Candida lusitaniae.
Также была изучена динамика развития МКБ. Выявленные молочнокислые микроорганизмы были представлены L. rnrnosum, L. gasicomitatum, L. mes-enteroides. Их количество на поверхности образца до упаковки составило 3,48 log КОЕ/г. Как и МАФАнМ их количество увеличилось на поверхности полуфабриката, упакованного в вакуум и в полиэтиленовые пакеты, в первые
5 суток до 5,78 и 5,63 log КОЕ/г соответственно. В отличие от МАФАнМ, МКБ к 15-м суткам хранения было больше на поверхности упакованного в вакуум
полуфабриката, чем в п олиэтиленовые пакеты. При этом большой разницы в количестве МКБ на поверхности мяса в различных видах упаковки не наблюдалось. Возможно, это связано с особенностями роста одного из идентифицированных микроорганизмов, а именно L. gasicomitatum. Выявленный микроорганизм относится к факультативным анаэробам и способен развиваться в присутствии кислорода. Таким образом, тип дыхания этого микроорганизма является одним из ключевых факторов, объясняющих его адаптацию к росту в упаковке с высоким содержанием кислорода [11].
При оценке безопасности был изучен микробиологический показатель L. monocytogenes, который, согласно ТР ТС 021, в пищевой продукции в 25 г не допускается. Для количественной характеристики опасности микробиологических рисков, которые могут возникнуть при производстве мясных полуфабрикатов, было определено количество Listeria spp. с последующей видовой идентификацией. Установлено, что мясо изначально было контаминировано только Listeria welshimeri и Listeria innocua. L. monocy-
togeneT не были обнаружены. Уровень обсеменённости мяса этими бактериями перед упаковкой составлял не менее 2 log КОЕ/г. К 15-м суткам хранения их количество возросло до 4,1 log КОЕ/г на поверхности мяса в вакуумной упаковке, а в полиэтиленовых пакетах -до 5 log КОЕ/г. Возможность роста этих микроорганизмов в охлаждённом мясном полуфабрикате объясняется их психрофильностью.
Полученные результаты представляют научно-практический интерес для понимания подходов к отбору проб при проведении оценки сроков годности. На основании полученных нами данных в очередной раз можно говорить, что процесс порчи мяса начинается на поверхности крупнокусковых полуфабрикатов. Однако нормируемые значения микробиологических показателей мясных крупнокусковых полуфабрикатов в ТР ТС указаны для глубоких слоёв. Поэтому был проведён параллельный анализ по показателю КМАФАнМ глубоких и поверхностных слоёв мясных полуфабрикатов, упакованных в вакуум и полиэтиленовые пакеты (рисунки 4, 5).
Рисунок 4. Соотношение количества МАФАнМ на поверхности и в глубоких слоях мясного крупнокускового полуфабриката при хранении в вакуумной упаковке
о
<
в <
Фон
5 сут
10 сут
на поверхности вакуумированного полуфабриката в глубоких слоях вакуумированного полуфабриката
15 сут
хранение, сут
Рисунок 5. Соотношение количества МАФАнМ на поверхности и в глубоких слоях мясного крупнокускового полуфабриката при хранении в полиэтиленовых пакетах
о
DO О
<
е <
Фон 5 сут 10 сут 15 сут
хранение, сут
на поверхности полуфабриката, упакованного в полиэтиленовые пакеты в глубоких слоях полуфабриката, упакованного в полиэтиленовые пакеты
По результатам исследований установлено, что уровень микроорганизмов в глубоких слоях полуфабрикатов, упакованных в полиэтиленовые пакеты, к 10-м суткам хранения составил 2 log КОЕ/г, а к 15-м суткам - 2,85 log КОЕ/г. При этом проникновение поверхностной микрофлоры в глубь образца, упакованного в вакуум, было зафиксировано только на 15-е сутки хранения и составляло
1,95 log КОЕ/г. КМАФАнМ, нормируемое в глубоких слоях мясных крупнокусковых полуфабрикатов в любых видах упаковки, согласно TP ТС 034, составляет 5-Ю5 КОЕ/г (5,69 log КОЕ/г). Превышение этого значения означает, что продукт не соответствует требованиям. Согласно результатам наших исследований, такое значение КМАФАнМ в глубоких слоях не было получено даже к 15-м суткам
хранения исследуемых образцов (в вакууме и полиэтилене). Результаты близкие к нормативному значению по КМАФАнМ были получены при исследовании поверхности мяса уже на 10-е сутки хранения образцов, упакованных в вакуум, и на 5-е сутки хранения образцов, упакованных в полиэтиленовые пакеты. Таким образом, в то время, когда на поверхности мясного полуфабриката начинается процесс порчи и КМАФАнМ превышает допустимый уровень, глубокие слои ещё долго могут отвечать требованиям ТР ТС 034.
Выводы
Обоснование сроков годности крупнокусковых полуфабрикатов основывается на значениях микробиологических показателей глубоких слоёв. Однако такой подход не позволяет прогнозировать оптимальные сроки хранения, т. к. оценка микробиологической стабильности мясных крупнокусковых полуфабрикатов в процессе хранения, проведённая в рамках этой работы, наглядно демонстрирует, что поверхностная микрофлора и её количество определяют хранимоспособ-ность. Практика использования крупнокусковых мясных полуфабрикатов для изготовления мелкокусковых и рубленых полуфабрикатов в торговой сети чревата быстрой порчей последних. Поэтому при проведении работ по обоснованию сроков годности пищевой продукции, особенно мяса, необходимо использовать подходы, основанные на научных данных.
© КОНТАКТЫ:
Батаева Дагмара Султановна Г +7 (495) 676-6011 Н d.bataeva@fncps.ru Зайко Елена Викторовна Н e.zaiko@fncps.ru Юшина Юлия Константиновна Г +7 (495) 676-9511 Н yu.yushina@fncps.ru
СП ИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Лузина, Н. И. Микробиология мяса и мясных продуктов / Н. И. Лузина // Кемерово, 2 0 04. - 75 с.
REFERENCES:
Luzina, N. I. Mikrobioiogiya myasa i myasnykh produktov [Microbiology of meat and meat products] / N. I. Luzina // Kemerovo, 2004. - 75 p.
2. Стрингер, M. Охлаждённые и замороженные продукты / М. Стрингер, К. Деннис Stringer, М. Okhlazhdonnyye i zamorozhennyye produkty [Chilled and Frozen Food] / // Пер. с англ. - СПб.: Профессия, 2004. - 496 с. М. Stringer, К. Dennis // Per. s angl. - SPb.: Professiya, 2004. - 496 p.
3. Zhang, Y. Characterization of a microbial community developing during refrigerated storage of vacuum packed Yao meat, a Chinese traditional food / Y. Zhang, Y. Yao, L. Gao, Z. Wang,
B. Xu // LWT. - 2018. -V. 90.- P. 562-569. D0l:10.1016/j.lwt.2018.01.005.
4. Костенко, Ю.Г. О проблеме производства охлаяодённого мяса длительного срока годности / Ю. Г. Костенко, Б. Е. Гутник, М. X. Искаков // Все о мясе. - 2009. - № 6. -
C. 18-20.
Блекберн, К. де В. Микробиологическая порча пищевых продуктов / К. де В. Блек-берн // Пер. с англ. - СПб.: Профессия, 2008. - 784 с.
Kostenko, Yu.G. 0 probleme proizvodstva okhlazhdonnogo myasa dlitefnogo srokagodno-sti [On the problem of production of chilled meat with a long shelf life] / Yu. G. Kostenko, B. Ye. Gutnik, M.KH. Iskakov //Vsyo o myase. - 2009. - № 6. - P. 18-20.
Blekbern, K. de V. Mikrobiologicheskaya porcha pishchevykh produktov / K. de V. Blekbern [Microbiological food spoilage] // Per. s angl. - SPb.: Professiya, 2008. - 784 p.
6. Doulgeraki, A. I. Spoilage microbiota associated to the storage of raw meat in different conditions / A. I. Doulgeraki, D. Ercolini, F. Villani, G.-J.E. Nychas // International Journal of Food Microbiology. - 2012.-V. 157. - P. 130-141.
7. Pennacchia, C. Spoilage-related microbiota associated with chilled beef stored in air or vacuum pack / C. Pennacchia, D. Ercolini, F. Vi llani // Food Microbiology. - 2011. -V. 28. - P. 84-93.
8. Limbo, S. Evaluation and predictive modeling of shelf life of minced beef stored in high-oxygen modified atmosphere packaging at different temperatures / S. Limbo, L. Torn, N. Sinelli, L. Franzetti, E. Casiraghi //Meat Science. - 2010. -V. 84. - P. 129-136.
9. Casaburi, A. Bacterial populations and thevolatilome associated to meat spoilage / A. Casaburi, P. Piombino, G.-J. Nychas, F. Villani, D. Ercolini // Food Microbiology. - 2015. -V. 45. - P. 83-102.
10. Pleasants, T. Modelling the shelf life of fresh meat - practical experience / T. Pleasants // Denmark. Copenhagen. 55th ICoMST, 2009. - PS8.02.
11. Jaaskelainen, E. Significance of Heme-Based Respiration in Meat Spoilage Caused by Leuconostocgasicomitatum / E. Jaaskelainen, P. Johansson, 0. Kostiainen, T. Nieminen, G. Schmidt, P. Somervuo, J. Bjorkroth //Applied and Environmental Microbiology. - 2012. -V. 79 (4).- P. 1078-1085. D0l:10.1128/aem. 02943-12.
