CC BY
110
о
НОРМАТИВНАЯ БАЗА/ Стартовые культуры
Требования к стартовым культурам,
применяемым в мясной промышленности
А.А. Семенова, доктор техн. наук, М.Ю. Минаев, канд. техн. наук, Д.Е. Кровопусков,
ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии
Опыт широкого применения бактериальных препаратов в пищевой промышленности в целом подтверждает их безопасность для человека и отсутствие у них способности вызывать заболевания инфекционного и инвазионного характера. В то же время, как признают эксперты ФАО/ВОЗ, бактериальные препараты потенциально могут быть ответственны за ряд побочных эффектов - избыточную метаболическую активность, гиперстимуляцию факторов локального иммунитета, передачу генов представителям нормофлоры организма человека, а также образование биогенных аминов. Наибольшую актуальность поэтому сегодня приобретает требование к контролю отсутствия у штаммов трансмиссивных генов, прежде всего антибиотикорезистентности [1].
^ Накопленные данные по нутри-циологии и микробиологии свидетельствуют не о видоспецифично-сти, а о штаммоспецифичности воздействия бактериальных препаратов на здоровье человека [1, 2]. В связи с этим, согласно международным требованиям, таксономическая принадлежность промышленно используемых штаммов микроорганизмов должна устанавливаться с применением современных воспроизводимых молекулярно-гене-тических методов. Подтверждение качества и безопасности стартовых культур должно быть основано на научной доказательной базе [1].
В отношении пробиотических культур, используемых в пищевой промышленности, разработаны и действуют МУ 2.3.2.2789-10. 2.3.2. «Продовольственное сырье и пищевые продукты. Методические указания по санитарно-эпидемиологической оценке безопасности и функционального потенциала про-биотических микроорганизмов, используемых для производства пищевых продуктов», утвержденные Главным государственным санитарным врачом РФ Г.Г. Онищенко. Данные методические указания регулируют оборот продукции, выработанной с использованием живых микроорганизмов, а, следовательно, распространяются и на стартовые культуры, применяемые в мясной промышленности. В связи с этим считаем необходимым акцентиро-
Ключевые слова: стартовая культура, штаммоспецифичность, контаминация бактериальных заквасок, депонирование микроорганизмов, СанПиН 2.3.2.1078-03.
вать внимание специалистов мясоперерабатывающих предприятий на критериях выбора бактериальных препаратов; к использованию в производстве ферментированных изделий допускаются только те микроорганизмы, в отношении которых полностью проведена оценка их безопасности для здоровья потребителя.
Оценка штаммов, отобранных по специфическим функциональным свойствам в качестве стартовых культур, должна включать в себя комплекс микробиологических, биохимических, молекулярно-гене-тических и гигиенических исследований для подтверждения их безопасности, а также на предмет наличия у них свойств, обусловливающих технологический и/или биопротекторный эффект при производстве ферментированных изделий.
Для обеспечения безопасности и гарантии качества производимых пищевых продуктов, штаммы, используемые в составе стартовых культур, должны отвечать следующим требованиям:
- таксономическая принадлежность должна быть установлена до уровня штамма путем изучения широкого спектра фенотипических характеристик и подтверждена моле-кулярно-генетическими методами;
- номенклатурное название штамма должно приводиться в соответствие с кодами современной
международной классификации (по Approval Lists of Bacterial Names in International Journal of Systematic Bacteriology, 1980, v. 30, 225 - 420, http://www.bacterio.cici.fr/ или Validation Lists in the International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology) и включать обозначение рода, вида и штамма;
- они должны быть задепониро-ваны в национальных (Коллекции полезных микроорганизмов сельскохозяйственного назначения Рос-сельхозакадемии (RCAM)) или международных коллекциях микробных культур на условиях контрольного хранения, сопровождаться справкой о депонировании и паспортом штамма с указанием подробной таксономической характеристики, источника и даты выделения, присущих штамму фенотипических и генетических характеристик;
- должны иметь изученный профиль антибиотикорезистентности в отношении современных применяемых в медицине антибиотиков и не обладать антибиотикорезистент-ностью трансмиссивного типа;
- должны иметь стабильные фе-нотипические, генотипические и технологические характеристики; иметь изученный профиль внехро-мосомных элементов (плазмид, транспозонов, бактериофагов и др.), при наличии внехромосомных элементов их функциональная роль должна быть охарактеризована и доказана неспособность к генному
42
ВСЁ О МЯСЕ № 5 октябрь 2012
-Ф"-
Стартовые культуры / НОРМАТИВНАЯ БАЗА|
ЕР
трансферу;
- не должны обладать способностью образовывать новые метаболические продукты или избыток известных продуктов в количествах, способных вызывать побочные эффекты.
В соответствии с СанПиН 2.3.2.1078-03 (Приложение 5б, п. 8 в ред. Дополнений и изменений N 15, утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 08.12.2009 N 73) потенциальную угрозу для здоровья потребителей представляют собой:
- спорообразующие аэробные и анаэробные микроорганизмы -представители родов Bacillus (в том числе B. polimyxa, B.cereus, B.megatherium, B.thuringiensis, B.coagulans (устаревшее название -Lactobacillus coagulans), B.subtilis, B.licheniformis и других видов) и Clostridium;
- микроорганизмы родов Escherichia, Enterococcus, Corynebac-terium spp.;
- микроорганизмы, обладающие гемолитической активностью;
- жизнеспособные дрожжевые и дрожжеподобные грибы, в том числе рода Candida; актиномицеты, стрептомицеты;
- все роды и виды микроскопических плесневых грибов;
- бесспоровые микроорганизмы, выделенные из организма животных и птицы и не свойственные нормальной защитной микрофлоре человека, в том числе представители рода Lactobacillus.
В приведенный перечень потенциально опасных микроорганизмов не попали представители рода Staphylococcus, широко используемые в составе стартовых культур импортного производства, поставляемые в Российскую Федерацию. Так, среди микроорганизмов (природного происхождения и генетически модифицированных), разрешенных и предлагаемых к использованию в пищевой промышленности согласно СанПиН 2.3.2.1078-03 (с дополнениями), указывается ряд стафилококков - St. carnosus, St. equorum, St. sciuri, St. xylosus и St. vitulinus . Однако существуют серьезные опасения в отношении мясных продуктов, выработанных со стартовыми культурами, содержащими стафиллококки.
Основной причиной, по которой применение стафилококков запрещено в ряде стран, является то, что данный род представлен сразу несколькими патогенными видами, среди который есть наиболее опасный для человека - Staphylococcus aureus, а, следовательно, есть потенциальный риск горизонтального переноса факторов патогенности. Более того, некоторые авторы [3] провели сравнение сходимости протеинов Staphylococcus carnosus с гомологичными им белками S.aureus, S.epidermidis и S.saprophyticus. Быто установлено, что S.carnosus выфабатытает белок на 79% гомологичный так назытаемому putative hemolysin (gene Sca0349) у S.aureus, а также белок на 43% гомологичный exotoxin (gene Sca0436).
Дополнительным фактором риска, но от этого не менее актуальным, является то, что чрезвыгчайно сложно выывить контаминацию бак-териальныгх заквасок на основе коа-гулазоотрицательных стафилококков клетками S.aureus. Также эти стафилококки будут маскировать наличие коагулазоположительных S.aureus в мясной продукции при микробиологическом контроле.
В связи с этим, наиболее безопасной представляется ферментированная мясная продукция, выфа-ботанная с использованием стартовых культур, содержащих только штаммы, принадлежащие к родам лактобацилл (Lactobacillus spp.), педиококков (Pediococcus spp.) и микрококков (Micrococ-cus/Kocuria spp.).
Во ВНИИ мясной промышленности имени В.М. Горбатова с 60-х годов прошлого века ведется работа по депонированию микроорганизмов, представляющих интерес для мясной промышленности, в отношении которых доказаны их технологические свойства и безопасность для потребителя. В настоящее время коллекция музея промышленно значимыгх микроорганизмов включает штаммы Lactobacillus plan-tarum, Paracoccus species, Serratia proteamaculans, Lactobacillus casei, Micrococcus varians и других родов [4-8].
Штаммы, отбираемые в качестве стартовых культур, должны сохранять жизнеспособность, генетическую стабильность,
функциональные и технологические характеристики на всех этапах производства ферментированных мясных продуктов, их транспортировки и хранения, не придавать готовой продукции неудовлетворительных потребительских качеств, в том числе посторонних привкусов и запахов.
Особое значение для выбора стартовых культур имеет их тестирование на наличие заявленных функциональных и технологических свойств. Тестирование функциональных свойств должно включать исследования стартовой культуры in vitro с изучением спектра ферментируемый сахаров и образующихся органических кислот, скорости роста в зависимости от условий культивирования, наличия или отсутствия газообразования при ферментации сахаров, изучения антагонистического действия в отношении санитарно-показательной и патогенной микрофлоры. Во ВНИ-ИМПе аттестован ряд методик для решения этих задач.
Тестирование технологических свойств стартовых культур целесообразно проводить в два этапа:
- экспериментальная оценка заявленных свойств на модельных мясныгх системах;
- выработка опыггной партии продукции со стартовыми культурами, показавшими наиболее высокие технологические свойства при экспериментальной оценке.
В качестве модельной мясной системы может служить рецептура фарша, приготовленного примерно из равных частей говядины, свинины и шпика (рис. 1), с добавлением 2,7-2,8% поваренной соли, 0,3-0,5% сахаров, 0,01% нитрита натрия, 0,1% черного перца и рекомендуемого количества стартовой
Рисунок 1. Основные компоненты модельной системы для экспериментальной оценки стартовых культур
№ 5 октябрь 2012 ВСв О МЯСЕ
43
-Ф"-
ЁР
НОРМАТИВНАЯ БАЗА / Стартовые культуры
с
а)
Литература
Рисунок 2. Контейнер для термостатирования модельной мясной системы: а) до наполнения; б) с фаршем
культуры. Состав фарша может быть выбран с учетом конкретных рецептур, используемых в производственных условиях.
Далее фарш закладывают в стерильные пластиковые контейнеры и термостатируют при температуре 22-26°С, соответствующей параметрам климатизации при изготовлении сырокопченых или сыровяле-ных колбас (рис 2).
В ходе термостатирования образцов модельной фаршевой системы с различными стартовыми культурами целесообразно периодически проводить физико-химические и органолептические исследования. Физико-химические исследования, в зависимости от поставленных задач, могут включать измерение рН, определение накопления молочной кислоты и летучих жирных кислот. Органолептические исследования - оценку аромата и формирования цвета (рис.3). При этом проведение органолептиче-ских исследований для повышения их объективности может быть ском-бини- ровано с инструментальной оценкой аромата и цвета (например, с помощью приборов VОСmeter и « Спектротон»).
Как правило, для стартовых культур, предлагаемых для использования в мясной промышленности, продолжительность экспериментальной оценки, достаточная для подтверждения заявленных свойств, составляет не более 4 суток. При этом экспериментальной оценке одновременно может быть подвергнуто значительное количество бак-препаратов, а полученные результаты будут более объективны, так как в производственных условиях одновременное тестирование на сырье, одинаковом по составу и микробиологическим характеристи-
Рисунок 3. Формирование цвета при термоста-тировании модельной мясной системы: а) 1-е сутки; б) 3-и сутки
кам, более 2-3 стартовых культур затруднительно.
Экспериментальная часть тестирования технологических свойств стартовых культур позволяет отобрать наиболее эффективные бак-препараты, соответствующие по своим свойствам условиям производства, снизив затраты на дорогостоящее мясное сырье, исключив возможность выработки брака и значительно сэкономив рабочее время специалистов предприятия.
Заключительной стадией тестирования технологических свойств отобранных стартовых культур является выработка опытной(-ых) партии(-й) с отработкой параметров климатизации, установлением выхода готовой продукции, органо-лептическими и микробиологическими исследованиями готовой продукции.
Таким образом, только на основе комплексного подхода к оценке стартовых культур по всем требованиям их безопасности и качества могут быть гарантированы безопасность и стабильные потребительские характеристики выпускаемых мясных продуктов.
ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова более 40 лет проводит исследования отечественных и импортных стартовых культур [9-12] и готов оказать в этом вопросе предприятиям мясной промышленности всю необходимую консультационную и научно-техническую помощь.
Контакты:
Анастасия Артуровна Семенова, +7(495) 676-61-61 Михаил Юрьевич Минаев, +7(495) 676-60-11 Д.Е. Кровопусков +7(495) 676-60-11
1. МУ 2.3.2.2789-10. 2.3.2. Продовольственное сырье и пищевые продукты. Методические указания по санитарно-эпидемиологической оценке безопасности и функционального потенциала пробиотических микроорганизмов, используемых для производства пищевых продуктов.
2. Машенцева КГ., Хорольский В.В., Дорофеева E.C. и др. 0<гининг молочнокислый микроорганизмов - продуцентов бактерицинов, перспективных для использования в мясной промышленности. - Биотехнология, 2006. - N°6, с. 20-27.
3. Ralf Rosenstein et al. Genome Analysis of the Meat Starter Culture Bacterium Staphylococcus carnosusTM300. Appl. Environ. Microbiol. 2009, 75(3):811. DOI: 10.1128/AEM.01982-08.
4. Штамм Lactobacillus plantarum 435, используемый при производстве мясопродуктов. ^станко Ю.Г., ^лодовникова Г.И., ^зне-цова ГА, Вицына ДЯ Патент на изобретение RU 2102473 20.01.1998.
5. Штамм бактерий Paracoccus species для использования при посоле мясопродуктов. Минаев М.Ю., ^станко Ю.Г., Вицына Д.Н Патент на изобретение RU 2169762 25.05.2000.
6. Штамм Serratia proteamaculans 94 - продуцент коллагеназы. Kостенко Ю.Г., Олицына Д.Н, Ба-таева Д£., Остров C.B., ^совокая E.A. Патент на изобретение RU 2175350 11.05.2000/
7. Штамм бактерий Lactobacillus casei, используемый при производстве мясопродуктов. ^станко Ю.Г., ^лодовникова Г.И., ^зне-цова ГА, Вицына ДЯ Патент на изобретение RU 2097423 27.11.1997.
8. Штамм Micrococcus varians 8,0, используемый при производстве мясопродуктов. fo-стенко Ю.Г., Cолодовникова Г.И., ^знецова ГА, Вицына ДЯ Патент на изобретение RU 2091486 27.09.1995.
9. ^стеню Ю.Г., Cолодовникова Г.И., ^знецова ГА, Cамойленко B.A. №вый бактериальный препарат - основа ускоренной технологии производства сырокопченых колбас. - Мясная индустрия. 1997. - № 1., с. 9.
10. Samoylenko V.A., Yakshina T.V., Oleynikov R.R., Kostenko Yu.G., Spicyna D.N., Solodovnikova G.I., Kuznetsova GA Development of pilot-scale production of dry bacterial starter cultures for intensive manufacture of high quality meat products. - Process Biochemistry 1997, т. 32. - № 3, с. 227-234.
11. Минаев М.Ю., Kосrенко Ю.Г., Cолодовникова Г.И., Cамойленко BA, Марченко HM, Kуделич A.B. Использование денитрифицирующих микроорганизмов при производстве сырокопченых и сыровяленых мясных продуктов. - Мясная индустрия. - 2004, № 9, с. 33.
12. Aнисимова И.Г., Терешина O.B., ^лодовни-кова Г.И., Лагода ИВ. Использование методов биотехнологии при производстве сырокопченых полусухих колбас: Обзор. информ.- М.: A-роHИИТЭИММП, 1989.- 30 с.
44
ВСЁ О МЯСЕ № 5 октябрь 2012
