CC BY
140
'С* - ' '
НСЕРВЫ
Рациональные режимы стерилизации нового поколения консервированных паштетов из перепелиного мяса
СМЕТАНИНА Л.Б., канд.техн.наук, ЗАХАРОВ А.Н., канд.техн.наук, ЛИСИЦЫНБ.А.
ВНИИ мясной промышленности
Одним из основных технологических этапов производства консервов является их стерилизация, от которой зависит сохранение пищевой ценности, органолептических свойств, безопасность продукта для потребителя и создание необходимых предпосылок для длительного сохранения продуктов.
При выборе температуры и продолжительности нагревания консервов в автоклавах исходят, в первую очередь, из того, что правильно установленный режим стерилизации должен обеспечить микробиологическую стабильность консервов. Режимы стерилизации должны гарантировать надлежащую степень подавления микроорганизмов, потенциально вредных для здоровья человека, а также тех, которые могут стать причиной порчи консервов во время хранения. При этом следует учитывать, что нагревание должно быть по возможности минимальным для обеспечения высоких органолептических свойств и пищевой ценности готовых продуктов.
Одним из наиболее важных факторов, от которого зависит эффективность стерилизации, является активная кислотность продуктов. Потенциально опасны для здоровья продукты со значением рН 4,2-7,0, так как в них могут развиваться микроорганизмы СШоШНпит, вызывающие одно из наиболее тяжелых нервно-паралитических заболеваний человека - ботулизм. Режим тепловой обработки данной группы консервов обязательно должен обеспечивать гибель спор этого токсигенного анаэроба. В консервированных продуктах могут развиваться и другие микроорганизмы, например, СЬврогодепев и Вас^еагоШепгюрИНиз, вызывающие бомбаж и плоскокислую порчу в процессе хранения и в несколько раз превосходящие по термоустойчивости С1.ЬоШИпит.
Основная задача при установлении режима стерилизации состоит в том, чтобы определить условия нагревания, при которых фактическая летальность Ц в отношении микрофлоры была бы не ниже требуемой летальности ^ процесса стерилизации (Ц > ^ ).
Расчет требуемой летальности проводился по микроорганизмам СЬ.эрогодепеэ.
Требуемая летальность вычисляется по формуле:
„ С0 • V 100 .
Ъ = 'D(lg-JL^-+ X) ,
где D - термоустойчивость микроорганизма;
С0 - начальная концентрация спор тест-культур, спор/мл;
V - объем продукта в одной банке, см3;
Я - допускаемый процент бактериологического брака, равный 0,01%;
х - поправка, равная 1.
Величина термоустойчивости для CL.sporogenes рассчитывается по формуле В = 0$5рН-4,0.
С нижним значением рН=6,01
£> = 0,85 -6,01 -4,0 = 1,1
Д.=1,1СЬ5 100 100 +1) = 8,91 усл.мин. г ^ 0,01 ' У
и с верхним значением рН=6,12 И = 0.85-6,12-4,0 = 1,2
„ , „„ 5 100 100 ,ч „„„
К. = 1,2(1в-+1) = 9,72 усл.мин.
г 0,01
Для отработки режима стерилизации определяли фактический летальный эффект при температурах собственной стерилизации 115°С, термоустойчивость 2=10°С.
Исходя из предварительных расчетов и информации зарубежных источников для аналогичных продуктов, фактическая летальность (1_Т ) для отдельно отрабатываемого режима составила 5, 7 и10 усл.мин.
При разработке режимов стерилизации новых видов консервированных продуктов, обеспечивающих полное уничтожение микроорганизмов и максимальное сохранение пищевой и биологической ценности, были проведены тепловые обработки (стерилизации) при температуре 115 °С до стерилизующих эффектов 5, 7 и 10 усл.мин. Для обоснования выбора режима стерилизации в первую очередь исследовали микробиологические показатели сырья (табл. 1) и паштетов до стерилизации (табл.2).
Результаты микробиологических исследований образцов мясных паштетов «Царев продукт» (исходные и в процессе хранения 1-6 месяцев при двух температурных режимах
Табл. 1. Результаты микробиологических исследований исходного сырья
Содержание микроорганизмов, КОЕ/г, не более
Виды микроорганизмов Печень Шкурка свиная Фарш куриный
факт норма факт норма факт норма
КМАФАнМ 1х102 Не нормируется 2,5х103 Не нормируется 2,5х106 1,0х106
Патогенные, в т.ч. сальмонеллы, в 25 г Не обнаружено Не допускается Не обнаружено Не допускается Не обнаружено Не допускается
L.monocytogenes, в 25 г Не обнаружено Не допускается Не обнаружено Не допускается Не обнаружено Не допускается
■ВСЕ О МЯСЕ, 2-2007
20
20 и 37°С), выработанных с различными стерилизующими эффектами (5, 7 и 10 усл. мин), показали, что они соответствуют требованиям промышленной стерильности для консервов.
В табл. 3 представлены результаты физико-химических исследований паштетов при различных стерилизующих эффектах.
Большой интерес представляет изучение такого показателя как активность воды. В ряде стран при разработке и контроле процесса пастеризации/стерилизации консервированной продукции введено определение нового критического фактора - активности воды (а^). Его можно использовать в качестве критерия для расчета температуры пастеризации/ стерилизации при производстве консервированной продукции, соответствующей требованиям промышленной стерильности с максимально сохраненной пищевой ценностью. Следовательно, активность воды может влиять на выбор температуры и продолжительности для подбора/ расчета режима стерилизации при заданном значении рН.
У основной массы пищевых продуктов значение активности воды aw выше 0,95. Большинство бактерий, дрожжей и плесневых грибов растут при а^ ниже этого уровня. Споры, в том числе и споры С!.Ьо1:и!1пит , в основном подавляются при активности воды около 0,93. Соответственно, если уменьшить количество воды, доступной для спор, до уровня подавления их жизнедеятельности, то можно получить низкотемпературный метод обработки пищевого продукта и, осуществив незначительное прогревание для разрушения
вегетативных микробных клеток, получить консервированный продукт с высокими потребительскими качествами. В настоящее время в отечественной практике обоснование режимов стерилизации проводится по тест-культуре Скэрогодепез как наиболее термоустойчивому микроорганизму, что вызывает необходимость получения более высоких значений активности воды.
В наших экспериментах значения активности воды во всех испытываемых образцах находились в пределах 0,96-0,97, что свидетельствует о высоком уровне стабильности качества паштетов, прошедших тепловую обработку при различных стерилизующих эффектах 5, 7 и 10 усл. мин.
Известно, что от активности воды зависит жизнедеятельность микроорганизмов, а также протекающие в продуктах биохимические, физико-химические реакции и процессы, которые, в свою очередь, влияют на сохранность мяса и мясопродуктов, стабильность мясных консервов. По показателю активности воды можно определить степень ее влияния на физические свойства продукта: структурные, структурно-механические, способность к агломерации, а также на формирование цвета и аромата.
Существует мнение, что активность воды является интегральным показателем, характеризующим влагосодержание, структуру продукта, его химический состав, возможность развития микроорганизмов, а также термодинамическим параметром, используемым для определения энергии связи влаги внутри продукта.
Табл. 2 Результаты микробиологических исследований мясных паштетов «Царев продукт» до стерилизации
Микробиологические показатели
Результаты микробиологических исследований
Факт
Норма
КМАФАнМ, КОЕ/г, не более Наличие спор (в 0,1 г.): мезофильных аэробов мезофильных анаэробов термофильных аэробов термофильных анаэробов Сульфитредуцирующие клостридии, в 0,1 г. БГКП (колиформы) в 1 г. Сальмонеллы, в 25 г.
4,0х105
Обнаружены Обнаружены Не обнаружены То же
1,0х104
Не допускается То же
L.monocytogenes, в 25 г.
Табл. 3. Показатели качества паштетов при различных стерилизующих эффектах
Показатели Стерилизующий эффект, усл.мин
5 7 10
Активная кислотность (рН) 6,14 6,15 6,16
Массовая доля, мас. %:
влаги 47,8 48,7 51,1
жира 38,7 38,2 35,3
белка 7,7 7,3 7,1
соли 1,13 1,14 1,24
Активность воды (aw) 0,96 0,965 0,97
Редокс- потенциал (rH) 114,0 113,0 112,0
Перекисное число, моль акт. О2/кг 1,08 1,02 0,87
Тиобарбитуровое число, мг/кг 0,21 0,24 0,25
Кислотное число, мг/гКОН 3,16 3,24 3,14
Витамины группы В, мг/%: 0,03 0,02
В1 0,04 0,26 0,19
ь 0,36 3,97 3,62
4,12
Переваримость in vitro, мг/г тирозина:
пепсином 5,8 5,9 6,4
трипсином 6,4 6,4 6,5
Общая 12,2 12,3 12,9
ВСЕ О МЯСЕ, 2-2007 -
21
* ¡у*-
НСЕРВЫ
В наших исследованиях установлено, что с повышением тепловой нагрузки 5, 7 и10 усл.мин соответственно увеличивается содержание массовой доли влаги в готовом продукте на 1,0 и 3,3%, несколько уменьшается значение жира (0,5 и 3,4%), при этом активность воды выше на 0,1 у третьего образца по сравнению с первым. Полученные результаты по активности воды в исследуемых паштетах дают основание сделать вывод, что уровень тепловых нагрузок влияет как на химический состав консервированных продуктов, так и на активность воды системы. При этом в микробиологическом состоянии достигнута промышленная стерильность во всех образцах исследуемых паштетов.
При микроструктурном исследовании образцов паштета после тепловой обработки в течение 5 усл. мин установлено, что структура образца характеризуется плотной компоновкой структурных элементов фарша. Основная часть его представлена мелкозернистой белковой массой, образовавшейся в результате механического измельчения мышечной ткани. В структуре мелкозернистой белковой массы равномерно распределены фрагменты мышечной и соединительной тканей, жировые капли (размером 5-10 мкм), частицы специй и растительного белка. Белковые частицы тесно взаимосвязаны друг с другом. Мелкозернистая белковая масса пронизана мелкими микрокапиллярами с четко очерченными границами размером 120-200 мкм.
Остаточная микрофлора обнаруживается в виде единичных микроорганизмов, распределенных в структуре мелкозернистой белковой массы.
Микроструктура образцов паштета после тепловой обработки в течение 7 усл.мин характеризовалась несколько разрыхленной по сравнению с предыдущими образцами компоновкой структурных элементов. Микроструктурные изменения компонентов, входящих в состав продукта, характеризовались гомогенизацией структуры ядер, мышечных волокон и фрагментов соединительной ткани. Белковые частицы менее плотно взаимосвязаны друг с другом. Мелкозернистая белковая масса разрыхлена микрокапиллярами размером 350-450 мкм, которые связаны друг с другом.
Увеличение продолжительности тепловой обработки до 10 усл.мин приводит к дальнейшему разрыхлению компоновки структурных элементов фарша, мелкозернистая белковая масса пронизана отдельными крупными микрокапиллярами размером 400-500 мкм.
Анализ полученных данных показал, что увеличение теплового воздействия приводит к разрыхлению компоновки структурных элементов фарша в результате снижения степени взаимосвязи белковых частиц. Размеры микрокапилляров, пронизывающих массу фарша, возрастают до 400-500 мкм. Увеличение числа и размеров микрокапилляров связано с повышением количества слабосвязанной влаги в продукте.
В недавних научных публикациях по биохимии пищевых продуктов часто встречается такой показатель как окислительно-восстановительный потенциал (редокс-потенциал гН). Установлено, что во время окислительно-восстановительных реакций изменяется электрический потенциал окисляемого или восстанавливаемого вещества. Разность электрических потенциалов между ними и есть окислительно-восстановительный потенциал или редокс-потенциал. Редокс-потенциал является мерой химической активности элементов или их соединений в обратимых химических процессах, связанных с изменением заряда ионов в растворах. Чем выше отношение концентрации компонентов, способных к окислению, к концентрации компонентов, способных восстанавливаться, тем выше показатель редокс-потенциала. Такие вещества, как кислород и хлор, стремятся к принятию электронов и имеют высокий электрический потенциал, следовательно, окислителем может быть не только кислород, но и другие
вещества, в частности, хлор, а вещества типа водорода, наоборот, охотно отдают электроны и имеют низкий электрический потенциал. Наибольшей окислительной способностью обладает кислород, восстановительной -водород, но между ними располагаются и другие вещества, присутствующие в продукте и менее интенсивно выполняющие роль либо окислителей, либо восстановителей.
Значение окислительно-восстановительного потенциала для каждой окислительно-восстановительной реакции может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Окислительные процессы понижают показатель кислотно-щелочного равновесия (чем выше гН, тем ниже рН), восстановительные - способствуют повышению рН. В свою очередь рН влияет на величину гН.
Известно, что редокс -потенциал свидетельствует о возможности протекания окислительных процессов в пищевых продуктах в процессе хранения, на что необходимо обратить внимание при исследованиях этого показателя. Однако необходимо отметить, что данный показатель не является информативным при обосновании различных стерилизующих эффектов, так как его значения, а также значения перекисного, кислотного и тиобарбитурового чисел находятся на одном уровне. Аналогичность технологического процесса, его продолжительности, используемого оборудования обусловливают идентичность реакций взаимодействия кислорода и присутствующих веществ в продукте до стерилизации, что подтверждается равной степенью окислительных процессов.
В зависимости от уровня тепловой нагрузки установлены следующие изменения содержания витаминов группы В. Содержание витамина В1 уменьшилось на 50% при стерилизующем эффекте 10 усл.мин по сравнению с 5 усл. мин, В2 - на 52,7%, РР - не изменилось, что свидетельствует о снижении количества витаминов В1, В2 при увеличении тепловой нагрузки в исследуемых паштетах.
В то же время переваримость продукта при повышении тепловой нагрузке увеличивается на 5,7%.
В результате проведенных комплексных исследований изменения качества паштетов по микробиологическим, физико-химическим и показателям пищевой ценности в зависимости от степени тепловой нагрузки и значений стерилизующего эффекта 5, 7 и 10 усл.мин установлено:
по микробиологическим показателям исследуемые консервы соответствуют требованиям промышленной стерильности при всех проверяемых стерилизующих эффектах;
активность воды разработанных систем находится в пределах 0,96-0,97, что свидетельствует о высокой стабильности качества продуктов длительного хранения. С увеличением тепловой нагрузки возрастает активность воды с 0,96 до 0,97
аналогичность технологического процесса и его продолжительность обусловливают идентичность протекания окислительных реакций взаимодействия кислорода и присутствующих веществ в продукте до стерилизации, что подтверждается равной степенью окислительных процессов, о чем свидетельствуют почти не изменяющиеся результаты исследований накопления первичных (перекисное число) и вторичных (тиобарбитуровое число) продуктов окисления, гидролиза жира (кислотное число) и общего состояния системы окислительно-восстановительного потенциала (редокс-потенциал)
при увеличении тепловых нагрузок с 5 до 10 усл.мин значения стерилизующего эффекта содержание витамина В1 уменьшилось на 50 %, В2 - на 52,7%, РР - осталось на одном уровне;
переваримость паштетов при увеличении тепловой нагрузки возрастает на 5,7%.
ВСЕ О МЯСЕ, 2-2007
22
