CC BY
80
УДК 664.9.022:637.07
Влияние химических консервантов на качество и безопасность молока и молочных продуктов
Родионов Геннадий Владимирович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой молочного и мясного скотоводства e-mail: grodionov@timacad.ru
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный аграрный университет - Московская сельскохозяйственная академия имени К.А. Тимирязева»
Олесюк Анна Петровна, ассистент кафедры молочного и мясного скотоводства e-mail: annakharkova58@mail.ru
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный аграрный университет - Московская сельскохозяйственная академия имени К.А. Тимирязева»
Табакова Лилия Петровна, кандидат биологических наук, доцент кафедры молочного и мясного скотоводства e-mail: tabakova@rgau-msha.ru
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный аграрный университет - Московская сельскохозяйственная академия имени К.А. Тимирязева»
Безменов Павел Яковлевич, заместитель руководителя зоостанции e-mail: crambler@bk.ru
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный аграрный университет - Московская сельскохозяйственная академия имени К.А. Тимирязева»
Ермошина Елена Викторовна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, заведующий кафедрой «Зотехния» e-mail: evik-17@mail.ru
Калужский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Российский государственный аграрный университет - Московская сельскохозяйственная академия имени К.А. Тимирязева»
Аннотация. Продление срока хранения молочной продукции является одной из самых значимых задач как для производителей молока, так и для его переработчиков. Наиболее перспективным методом решения этой проблемы представляется подавление развития патогенных микроорганизмов. Требования к безопас-
ности молока и молочных продуктов предусматривают запрет на прямое внесение консервирующих веществ в молоко, однако оставляют возможность их применения в упаковочных материалах при условии безопасности самой упаковки. Целью нашего исследования явилось выявление воздействия консервирующих препаратов, в том числе в составе полиэтиленовой упаковки, на физико-химические и микробиологические свойства молока при разных температурах хранения. Внесение консервантов в молоко значительно подавило рост молочной микрофлоры при всех исследованных параметрах хранения. Установлено, что включение консерванта в упаковочную пленку не оказало существенного влияния на основные физико-химические показатели молока, при этом по прошествии 24 часов содержание молочнокислых бактерий в молоке составило 8,1х106 КОЕ/см3 при хранении в стеклянной упаковке, в то время как в упаковке с модифицированной пленкой их количество составило 1,4х106 КОЕ/см3.
Ключевые слова: консервант, микрофлора молока, хранение, упаковка, полиэтилен, серебро, КМАФАнМ.
Введение
Качество молока - экономико-технологический показатель, включающий комплекс свойств продукта, обусловливающих его полезность, вкус и сохранность, и требующий наиболее полного удовлетворения потребностей человека. Безопасность - индикатор надёжности и уверенности в том, что, употребляя молоко в пищу, мы не нанесём никакого вреда своему здоровью. Качество и безопасность не являются тождественными понятиями, но данные характеристики неотделимы друг от друга, взаимообусловлены и, безусловно, должны присутствовать у каждого продукта питания [5, 20].
В настоящее время приоритетным направлением молочной отрасли является производство молока с заданными показателями качества и повышенными требованиями к его безопасности. Одним из важнейших критериев безопасности является бактериальная обсеменённость молока [3, 12]. Наряду с санитарной обработкой доильного оборудования для исключения интенсивного развития микроорганизмов на молочных фермах перед транспортировкой молоко охлаждают до +2...+6 °С. Использование консервирующих веществ непосредственно при производстве пищевого молока и молочных продуктов запрещено, в связи с чем молоко для пищевых целей консервируют путем стерилизации, высушивания и другими средствами.
Кроме того, использование консервирующих веществ в составе упаковочных материалов для молока не нарушает действующие требования безопасности при условии минимальной миграции остаточных количеств химических веществ в продукт. Их уровень не должен превышать предельно-допустимых концентраций для данной группы веществ согласно нормативной документации.
По мнению Д.М. Мяленко, О.Б. Федотовой, новые упаковочные решения для производства молочной продукции, обладающие антибактериальным эффектом, правомерно могут занять определённый сегмент на рынке фасованного молока, кисломолочных напитков, творога и сыра [4]. Однако на сегодняшний день доля полимерной упаковки в структуре существующего рынка производства и использования тароупаковочных материалов для молочной промышленности составляет 10%. Наибольшей популярностью пользуется тара из стекла (36%) и упаковка из
комбинированных материалов на основе бумаги и картона (47%) [4].
Анализируя возможность применения консервантов в молочной отрасли, известны способы применения такого вещества, как бетулин. Его получают из экстракта берёзовой коры, и имеются данные, что он обладает противовирусным, ан-тиоксидантным, антилитическим, противовоспалительным, иммуностимулирующим и гипопротекторным свойствами [14, 15]. Бетулин вводят в молоко или молочный продукт, который необходимо законсервировать, в виде жировой эмульсии (молочного и/или растительного происхождения) в количестве 0,0008-0,0035 г на 1 г жировой составляющей сырья [5]. Данный способ позволяет продлить сроки хранения и повысить качество молока и молочных продуктов [9].
В связи с необходимостью проведения массовых исследований молока, в том числе и в селекционных целях, а также получения оперативных данных в короткий период времени в системе контроля качества молока все большее место занимают экспресс-методы. Для получения производителями всей необходимой информации о составе и свойствах молока при проведения химических исследований используются консервирующие вещества, такие как хромпик, формалин, перекись водорода, хлороформ, сулема [9]. Наиболее надежный, экологически безопасный и простой способ консервирования молока для проведения тестов - применение широкоспектральных микротаблеток (МШС Broad Spektrum Mikrotabs). Пробы хранятся при температуре 2-5 °С до 7 суток и более [5].
Методика исследования
Исследования были проведены в лаборатории кафедры молочного и мясного скотоводства и в лаборатории кафедры микробиологии и иммунологии. Для проведения исследований использовали сборное молоко крупного рогатого скота черно-пестрой породы, содержащегося на зоостанции университета.
Как известно, во время хранения молока наблюдаются структурные преобразования основных компонентов, в частности, жира и белка, витамины и минеральные соли подвержены изменениям в меньшей степени. В изменении отдельных жировых и белковых фракций, а также молочного сахара - лактозы принимают участие ферменты молока, представленные нативными (истинными) и ферментами микроорганизмов. Однако скорость размножения разных микробов в молоке неодинакова. В частности по отношению к температуре микроорганизмы разделяются на следующие группы: психрофилы и психротрофы, мезофилы и термофилы. Хладоустойчивые (психрофилы и психротрофы) бактерии способны выживать при низкой температуре (ниже 0°С). Для мезофилов температурный оптимум находится между 20-45°С. Следовательно, при разных температурах хранения молока создаются более благоприятные условия для размножения различных групп бактерий, что и является одной из причин разнонаправленного изменения химического состава в процессе хранения [5].
Бактерицидная фаза молока при температуре хранения 10°С длится 24 часа, в связи с чем принято считать рассматриваемую температуру предельной для кратковременного хранения (до 1 суток) сырого молока. Это также послужило основой выбора нижнего температурного параметра хранения. Данный режим полностью обоснован и с технологической позиции.
С увеличением температуры начинается активный процесс размножения различных групп бактерий, увеличение титруемой кислотности молока [17]. Измене-
ния жиров в процессе хранения обусловлены гидролитическими и окислительными процессами. Белковая система молока также претерпевает серьёзные изменения [17]. В частности, микроорганизмы нуждаются в источниках азотного питания. Наряду с минеральными источниками азота многие микроорганизмы могут потреблять азот органических соединений, которые одновременно служат и источником углерода [16]. Некоторые микроорганизмы могут ассимилировать аминокислоты, используя их как строительные блоки. Гнилостные бактерии вызывают распад белковых веществ. Способность расщеплять белки имеют также плесени и акти-номицеты. Для многих дрожжей источниками азота являются аминокислоты, аммонийные соли и пептиды. В связи с вышеизложенным выбранные температуры хранения молока 24 и 37°С обоснованы с микробиологических позиций. 24°С - это благоприятная температура для развития мезофильных бактерий (нижняя граница из допустимого диапазона), а при температуре 37 °С размножаются мезофильные бактерии верхней границы своего температурного диапазона, а также начинают развиваться представители термофильной микробиоты.
Необходимость использования консервантов при проведении физико-химических и микробиологических исследований молока обусловлена тем, что не только температура, но и присутствие различных ингибиторов в молоке может существенным образом повлиять на развитие микроорганизмов и на изменение его основных структурных компонентов. Учитывая данный факт, важно знать, как консерванты влияют на показатели качества молока и его химический состав, а, следовательно, на достоверность проводимой оценки.
Для исследования в качестве консервантов были использованы препараты Broad Spektrum Mikrotabs и дихромат калия. В состав препарата Broad Spektrum Mikrotabs - входят реагенты, которые включают в себя комбинацию 8 мг бронопо-ла и 0,3 мг натамицина. Они препятствуют росту как бактерий, так и дрожжевых грибков и плесени. Этот препарат используют для длительной консервации образцов молока, когда невозможно соблюдение короткого времени между сбором молока и проведением анализа, а также нет возможности гарантировать соблюдение условий холодильного хранения [5]. Дихромат калия также широко используют для вышеуказанных целей.
При проведении исследований молока и молочных продуктов использовались стандартные методики определения физико-химических, микробиологических и технологических показателей [2, 18]. Некоторые показатели химического состава молока (массовая доля жира и общего белка, лактозы, количество соматических клеток) исследовались при помощи комбинированной системы анализаторов молока Bentley 2000 и Somacount 300. Идентификацию белкового состава молочного сырья проводили по небелковому азоту (ГОСТ Р 55246-2012).
Кислотность определяли титриметрическим методом (ГОСТ 3624-92).
Микробиологические показатели молока исследовались в соответствии с ГОСТ 32901-2014 «Молоко и молочная продукция. Методы микробиологического анализа» и ГОСТ 26669-85 «Продукты пищевые и вкусовые. Подготовка проб для микробиологических анализов». Ввиду того, что численность микроорганизмов в исследуемом образце продукта обычно велика, для получения достоверного результата и подсчёта изолированных колоний готовили ряд последовательных разведений молока [5].
Для подсчёта микроорганизмов молока использовали экспресс-анализ на тест-пластинах 3МТМ PetrifilmТМ для определения следующих микробиологических по-
казателей: КМАФАнМ, молочнокислые бактерии, дрожжи и плесневые грибы. Для подсчета общей бактериальной обсемененности (КМАФАнМ) определяли количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов в 1 г или 1 см3 продукта, для этого применяли готовые тест-пластины 3МТМ PetrifilmTM тип «Petrifilm® Aerobic Count Plate (AC)». Данные тест-пластины имеют стерильную питательную среду, гелеобразующий агент и тетразолиевый индикатор (ТТХ), окрашивающий колонии в красный цвет и облегчающий их подсчет.
Для обнаружения и подсчёта молочнокислых бактерий применяли тест-пластины 3M™Petrifilm™ (LAB) или «3М Petrifilm Lactic Acid Bacteria Count Plate» с питательной средой, содержащей удаляющие кислород соединения, которые создают анаэробную среду для восстановления гомо- и гетероферментативных молочнокислых бактерий. На тест-пластинах 3М Petrifilm LAB гомоферментативные молочнокислые бактерии имели вид красных колоний без газа, колонии же гетероферментативных бактерий имели вид красных колоний с соответствующими пузырьками газа.
Для определения численности микроорганизмов молока, заквасок и кисломолочных продуктов в динамике использовался метод импедансного анализа (прямое измерение импеданса) на микробиологическом анализаторе БакТрак 4300. Метод основан на том, что в процессе своей жизнедеятельности микроорганизмы расщепляют питательные вещества (различные высокомолекулярные соединения - пептиды, белки, углеводы), образуя низкомолекулярные заряженные молекулы, которые изменяют проводимость жидкой питательной среды. Измерительная система анализатора БакТрак основана на использовании принципа уменьшения сопротивления (импеданса) питательной среды с помощью электродов через определённые интервалы времени. Импеданс представляет собой функцию активной проводимости, ёмкостного сопротивления переменному току.
Достоверность результатов исследований была проанализирована с помощью метода вариационной статистики, а также с использованием программы Excel.
Для определения элементного состава молока использовался оптический эмиссионный спектрометр с индуктивно-связанной плазмой iCap 6300 Duo, Thermo Scientific, USA [7].
Эксперименты по изучению миграции производных цинка и серебра из упаковочной пленки проводили в соответствии с методическими рекомендациями [1, 13, 19]. Состав модельных сред, предназначенных для тестирования миграции нано-частиц из упаковочных материалов в отдельные пищевые продукты, представлял собой 0,3% и 3% раствор молочной кислоты в дистиллированной воде.
Результаты и их обсуждение
Установлено, что при температуре хранения 10 °С при использовании консервантов не происходит существенного изменения химического состава молока на протяжении суток. В то же время без консервантов кислотность молока через 24 часа хранения увеличилась на 5,67 °Т (табл. 1).
Установлено, что по некоторым параметрам имеют место скачкообразные изменения основных показателей молока на протяжении 24 часов хранения. На наш взгляд, это обусловлено разнонаправленным действием нескольких факторов, а именно температура и продолжительность хранения, отсутствие или наличие консерванта, его вид. Влияние рассматриваемых факторов неоднозначно и в конечном итоге может приводить к существенному варьированию как основных молочных
компонентов, так и отдельных их фракций и частей, что наглядно представлено на рисунках 1-4. Полученные данные позволяют сделать вывод, что при изучаемых параметрах хранения происходят глубокие физиолого-биохимические перестройки полидисперсной системы молока.
Таблица 1 - Физико-химические показатели молока под воздействием консервантов при температуре хранения 24 °С
Показатель Контроль Broad Spektrum Mikrotabs Дихромат калия
Время хранения, часов
0 12 24 12 24 12 24
Жир, % 4,12 ± 0,02 4,12± 0,02 4,23± 0,022 4,15± 0,02 4,16±0,03 4,16± 0,02 4,15±0,03
Белок, % 3,18± 0,01 3,29± 0,02 3,46± 0,01 3,17± 0,02 3,19±0,01 3,17± 0,02 3,26±0,02
Лактоза, % 4,54± 0,01 4,53± 0,03 4,36± 0,04 4,56±0,02 4,56±0,02 4,56±0,04 4,58±0,02
Сухое вещество, % 12,79± 0,0? 12,8± 0,02 13,1± 0,05 12,87±0,02 12,87±0,03 12,87±0,02 12,94±0,05
Кислотность, То 16,00± 0,01 28,7± 0,23 40,0± 0,28 17,00± 0,12 18,33±0,01 16,33± 0,16 22,33±0,02
Соматические клетки, тыс/см3 169,33±3,25 175,3±3,66 174,7± 4,40 174,67±3,31 179,67±2,32 187,00±2,50 182,33±1,64
Точка замерзания. °С 0,542± 0,001 0,52± 0,003 0,51± 0,003 0,542±0,003 0,541±0,003 0,542±0,002 0,544±0,001
При увеличении температуры хранения до 24 °С химический состав молока с добавлением Broad Spektrum Mikrotabs практически не изменился, в то время как в молоке без консерванта произошло снижение содержания лактозы через 24 часа хранения на 0,18 % и увеличение кислотности в 2,5 раза (рис. 1-4).
Рисунок 1 - Изменение белка под воздействием консервантов в процессе хранения при 10, 24 и 37°С
Рисунок 2 - Изменение лактозы под воздействием консервантов в процессе хранения при 10, 24 и 37°С
0 2 4 6 8 10 12 24 Время хранения, час
0 2 4 6 8 10 12 24 Время хранения, час
Рисунок 3 - Изменение жира молока под воздействием консервантов в процессе хранения при 10, 24 и 37°С
0 2 4 6 8 10 12 24 Время хранения, час
0 2 4 6 8 10 12 24 Время хранения, час
—Контроль
Broad
Spektrum
Mikrotabs
—Дихромат калия
0 2 4 6 8 10 12 24 Время хранения, часов
Рисунок 4 - Изменение кислотности под воздействием консервантов в процессе хранения при 10, 24 и 37°С
В молоке с дихроматом калия отмечено увеличение содержания белка на 0,08 % и кислотности на 40 % от исходных показателей сырья).
При температуре хранения 37 °С произошли еще более существенные изменения химического состава молока без внесения консерванта (табл. 2).
Содержание белка через 24 часа хранения увеличилось на 0,33 %, содержание лактозы снизилось на 0,29 %, а кислотность молока увеличилась в 4,9 раз. Изменений физико-химических свойств молока при внесении консерванта Broad Spektrum Mikrotabs практически не было. В тоже время при внесении дихромата калия содержание жира через 24 часа хранения увеличилось на 0,24 %, белка на 0,21 %, содержание лактозы и кислотность существенно не изменились.
Таблица 2 - Физико-химические показатели молока под воздействием консервантов при температуре хранения 37 °С
4,60
4.55
4,50
4.45
4.40
S 4.35
5 4.30
4.25
я 4.20
4.15
4.10
Broad Spektrum Mikrotabs
Дихромат калия
Соматические клетки, тыс/см3
I Точка замерзания, I 0,54± I 0,54± I 0,51± I 0,543± I 0,544± I 0,543± I 0,562± L°C_I 0,001_I 0,003_I 0,003_I 0,002_I 0,001_I 0,001_I 0,002
Таким образом, применение консерванта Broad Spektrum Mikrotabs сохраняет физико-химические свойства на протяжении 24 часов хранения независимо от температуры хранения.
Нами было также изучено изменение количества микроорганизмов молока через 12 и 24 часа хранения (КМАФАнМ, МКБ, дрожжи и плесневые грибы) под влиянием консервантов Broad Spektrum Mikrotabs и дихромата калия при температурах хранения 10, 24 и 37 °С (табл. 3).
Таблица 3 - Микробиологические показатели молока под влиянием консервантов при разных температурах хранения
Показатель | Консерванты
Контроль Broad Spektrum Mikrotabs Дихромат калия
Время хранения, часов
0 12 24 12 24 12 24
Температура хранения 10 °С
КМАФАнМ, КОЕ/см3 4,4х103 6,4х104 2,3х105 Отсутствие роста Отсутствие роста
МКБ, КОЕ/см3 1,4х102 1,9х102 7,3х102 Отсутствие роста Отсутствие роста
Дрожжи и плесневые грибы, КОЕ/см3 5,9х101 бДхЮ1 9,0х10' Отсутствие роста Отсутствие роста
Температура хранения 24 °С
КМАФАнМ, КОЕ/см3 4,4х103 2,2х105 4,5х106 Отсутствие роста Отсутствие роста
МКБ, КОЕ/см3 1,4х102 2,6х103 2,3х104 Отсутствие роста Отсутствие роста
Дрожжи и плесневые грибы, КОЕ/см3 5,9х10* 1,9х102 5,1х102 Отсутствие роста Отсутствие роста
Температура хранения 37 °С
КМАФАнМ, КОЕ /см3 4,4х103 6,4х105 2,5х107 Отсутствие роста Отсутствие роста
МКБ, КОЕ /см3 1,4х102 1,8х104 2,3х105 Отсутствие роста Отсутствие роста
Дрожжи и плесневые грибы, КОЕ/см3 5,9х10* 1,6х102 1,4х102 Отсутствие роста Отсутствие роста
Анализ полученных данных свидетельствует о глубоком ингибирующем эф-
фекте изучаемых консервантов на развитие молочной микрофлоры. При всех изучаемых температурах хранения наблюдается полное подавление роста микроорганизмов молока.
В образцах с дихроматом калия и Broad Spektrum Mikrotabs роста молочнокислых бактерий, дрожжей и плесневых грибов на селективных питательных пластинах 3M™Petrifilm™ (Lactic Acid Bacteria Count Plate и Yeast and Mold Count Plate) также не наблюдалось.
Изучение кинетики роста микроорганизмов молока как при температуре 24°С, так и при температуре 37 °С с использованием консервантов также показало инги-бирование развития бактерий (рис. 5, 6).
: :
! !
: :
i
-
6 8 10 12 14 0 2 4 6 8 10 12 14 0 2 4 6 В
а) б) в)
Рисунок 5 - Кинетика роста микроорганизмов молока (t инкубации 24 °С): а) контроль, б) Broad Spektrum Mikrotabs, в) дихромат калия
ю а)
б)
в)
Рисунок 6 - Кинетика роста микроорганизмов молока (t инкубации 37 °С): а) контроль, б) Broad Spektrum Mikrotabs, в) дихромат калия
В таблице 4 представлены данные импедансного анализа образцов молока с использованием консервантов (дихромат калия, широкоспектральных микротаблеток Broad Spektrum Mikrotabs).
Таблица 4 - Импедансный анализ молока по изучению влияния консервантов на микроорганизмы молока
Показатель Контроль Broad Spektrum Mikrotabs Дихромат калия
Температура инкубации 24 °С
Показатель Контроль Broad Spektrum Mikrotabs Дихромат калия
Общее микробное число (КМАФАнМ), КОЕ/см3 4,6Х102 Отсутствие роста Отсутствие роста
Время достижения импеданса, ч 13,5 - -
Температура инкубации 37 °С
Общее микробное число (КМАФАнМ), КОЕ/см3 1,3Х106 Отсутствие роста Отсутствие роста
Время достижения импеданса, ч 5,27 - -
При изучаемых температурах инкубирования в опытных образцах не наблюдался рост микроорганизмов и фиксации времени достижения импеданса.
Таким образом, изученные консервирующие вещества оказывают сильный ин-гибирующий эффект в отношении всей микрофлоры молока, даже при температуре хранения 37 °С в образцах с консервантами наблюдалось пролонгирование бактерицидной фазы и отсутствие роста бактерий, в то время как в контрольных образцах молока нарастание численности бактерий происходило до уровня 2,3x105 КОЕ/см3 через сутки хранения при температуре 10 °С и до 2,5x107 КОЕ/см3 при температуре 37°С.
Несмотря на высокий эффект по сохранению химического состава молока и подавлению развития микроорганизмов, использование консервантов при производстве пищевого молока и молочных продуктов запрещено [10, 11]. В связи с этим нами были проведены исследования по применению консервантов для изготовления полимерных материалов, используемых для хранения молочных продуктов [1, 7, 8]. В качестве таких консервантов были использованы препарат «Экос» и дихромат калия [1, 6, 7, 8].
В таблице 5 приведены данные по изменению химического состава молока при хранении на протяжении 24 часов в стеклянной упаковке и упаковке, изготовленной из полимерных материалов с добавлением вышеуказанных препаратов.
Таблица 5 - Физико-химические показатели молока при хранении в полимерной упаковке с добавлением в ее состав консервантов при времени хранения 24 часа
Показатель Контроль в стеклянной В полимерной упаковке с добавлением в ее состав консервантов
В начале опыта упаковке Экос Дихромат калия
Температура хранения 10 °С
Жир, % 3.57±0.01 3.57±0.003 3.45±0.006 3.45±0.004
Белок, % 2.99±0.02 3.00±0.006 3.02±0.003 3.05±0.006
Лактоза, % 4.75±0.01 4.76±0.006 4.78±0.006 4.80±0.006
Сухое вещество, % 12.3±0.04 12.3±0.01 12.2±0.05 12.0±0.031
Кислотность, То 16 16 16 16
Соматические клетки, тыс. /см3 134±3.5 142±1.7 122±5.0 122±3.2
Точка замерзания, °С -0.55±0.001 -0.55±0.001 -0.55±0.001 -0.55±0.001
КМАФАнМ, КОЕ/см3 230 000 880 000 540 000 360 000
| Температура хранения 24 °С
Показатель Контроль в стеклянной В полимерной упаковке с добавлением в ее состав консервантов
В начале опыта упаковке Экос Дихромат калия
Температура хранения 10 °С
Жир, % 3.57±0.01 3.62±0.007 3.44±0.09 3.47±0.009
Белок, % 2.99±0.02 3.19±0.006 3.10±0.007 3.05±0.009
Лактоза, % 4.75±0.01 4.55±0,002 4.67±0.003 4.79±0.007
Сухое вещество, % 12.3±0.04 12.3±0.01 12.3±0.02 12.3±0.02
Кислотность, То 16 30 23 23
Соматические клетки, тыс. /см3 134±3.5 148±5.8 131±6.4 129±0.6
Точка замерзания, °С -0.55±0.001 -0.54±0.0003 -0.54±0.0003 -0.55±0.0007
КМАФАнМ, КОЕ/см3 230 000 8 100 000 1 400 000 1 100 000
Установлено, что при хранении молока при температуре 10 °С не произошло существенного изменения химического состава молока, независимо от условий хранения. В то же время по показателю КМАФАнМ, молоко, которое хранилось в полимерной упаковке, с использованием консервантов Экос и дихромат калия, имело лучшие показатели соответственно на 38 и 144 %.
При хранении молока на протяжении суток при температуре 24 °С произошли более глубокие изменения химического состава молока. Но наиболее существенные изменения произошли по показателю КМАФАнМ. При хранении в стеклянной посуде количество бактерий выросло через сутки до 8,1х106 КОЕ/см3, в то время как в упаковке с Экосом число бактерий было в 6 раз меньше, а с дихроматом калия в 7 раз меньше. Количество лактозы было также меньше соответственно на 0,12 и 0,24%. В то же время количество жира и белка в молоке, хранившемся в полимерной упаковке с добавлением консервантов Экос и дихромат калия, было на 0,18, 0,15 и 0,09, 0,14% меньше по сравнению с молоком, хранившимся в стеклянной посуде. В то же время при хранении молока во всех пробах количество белка увеличилось. Показатель кислотности в стекле вырос почти в 2 раза, тогда как в модифицированном полиэтилене - только в полтора раза.
В связи с жёсткими ограничениями на наличие любых консервантов в пищевой продукции, в рамках данного исследования решалась также задача изучения возможной миграции консервантов из упаковки в молоко. В исследовании установлено незначительное содержание элементов упаковки, не превышающее допустимых пределов, и никакой угрозы здоровью человека молоко, хранящееся в этой упаковке, не представляет.
Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что хранение молока в полимерной упаковке, изготовленной с добавлением консервантов, позволяет подавить развитие микроорганизмов, не приводит к сколько-нибудь существенному изменению состава молока и не влияет на качество производимой продукции.
Список литературы:
1. Гмошинский, И.В. Наноматериалы в пищевой продукции и ее упаковке: сравнительный анализ рисков и преимуществ / И.В. Гмошинский, В.А. Шипелин, С.А. Хотимченко // Анализ риска здоровью. - 2018. - № 4. - С. 134-142.
2. Кильвайн, Г. Руководство по молочному делу и гигиене молока / Г. Киль-вайн. - М.: Россельхозиздат, 1980. - 205 с.
3. Курак, А. Пути бактериальной обсемененности молока / А. Курак // Живот-
новодство России. Спецвыпуск. - 2015. - С. 21-25.
4. Мяленко, Д.М. Новые направления в упаковке молочной продукции / Д.М. Мяленко, О.Б. Федотова // Молочная промышленность. - 2013. - № 1. - С. 8-9.
5. Олесюк, А.П. Качество и безопасность молока и молочных продуктов в зависимости от ингибиторов микроорганизмов: дисс. ... канд. биол. наук: 06.02.10.
- М.: 2019. - 164 с.
6. Попов, К.И. Пищевые нанотехнологии / К.И. Попов, А.Н. Филиппов, С.А. Хуршудян // Российский химический журнал (Журнал ВХО им. Д.И.Менделеева).
- 2009. -Т. 53, № 2. - С. 86-97.
7. О надзоре за продукцией, полученной с использованием нанотехнологий и содержащих наноматериалы: постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации № 54 от 23 июля 2007 года.
8. Порядок и методы проведения контроля миграции наночастиц из упаковочных материалов. Методические указания (МУ 1.2.2637-10). - М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2010. - 35 с.
9. Родионов, Г.В. Организация производственного контроля качества молока-сырья / Г.В. Родионов, Ю.А. Юлдашбаев, Ю.А. Кочеткова. - М.: Изд-во РГАУ-МСХА.
- 2009. - 156 с.
10. Федотова, О.Б. Упаковка для молока и молочных продуктов. Качество и безопасность / О.Б. Федотова. - М.: Издательство Россельхозакадемии, 2007. - 96 с.
11. Федотова, О.Б. Разработка инновационной тары для молочной продукции / О.Б. Федотова, Д.М. Мяленко // Переработка молока. - 2016. - № 12 (206). - С. 54-57.
12. Allen, D.W. A comparison of the effects of gamma- and electron beam-irradiation on additives present in food contact polymers / D.W. Allen, A.Crowson, D.A. Leathard // Paper presented at the Project Review Meeting of the MAFF Working Party: Chemical Contaminants from Food Contact Materials, Norwich. - 1999. - Vol 3. - Р. 5 - 6.
13. Benhacine, F. Preparation and Characterization of Novel Food Packaging Materials Based on Biodegradable PCL/Ag-Kaolinite Nanocomposites with Controlled Release Properties / F. Benhacine, A.Ouargli, A. S. Hadj-Hamou // Polymer-Plastics Technology and Materials . - 2019. - Vol. 58(3). - P. 328-340.
14. Krol, S. K. Comprehensive Riview on Betulin as a Potent anticancer Agent / Krol Sylwia Katarzyna, Kielbus Michal, Rivero-Muller Adolfo // BioMed Research International.
- 2015. - Vol. 43. - P. 1-11.
15. Green, Brian Isolation of Betulin and Rerrrangement to Allobetulin / B. Green, Bentley Michael D., Chung Bohg Y., Lynch Nicholas G., Jensen Bruce L. // Journal of Chemical Education. - 2007. - Vol. 84(12). - P. 11-19.
16. Peñas, E. Effect of combined high pressure and enzymatic treatments on the hydrolysis and immunoreactivity of dairy whey proteins / E. Peñas, G. Préstamo, M. Baeza, M. Martínez-Molero, R. Gomez, Int. Dairy J. 16 . - 2006. - P. 831-839.
17. Rodionov, G.V. Regulating the number of microorganisms in raw milk / G.V. Rodionov, S.L. Belopukhov, R.T. Mannapova, O.G. Dryakhlykh // Isvestiya TSKhA. -2013. - special issue. - Р. 163 - 172.
18. Sanchez, B. Probiotic fermented milks: Present and future / B. Sanchez, C. Reyes-Gavilan, A. Margolles, M. Gueimond // Int. J. Dairy Technol. - 2009. -Vol 62. - P. 472 - 483.
19. Sarwar, M.S. Preparation and characterization of PVA/ nanocellulose /Ag
nanocomposite films for antimicrobial food packaging / M.S. Sarwar, M.B.K. Niazi, Z. Jahan, T. Ahmad, A. Hussain // Carbohydrate Polymers. - 2018, -Vol 184. - P. 453-464.
20. Vasiljevic, T. Probiotics-from Metchnikoff to bioactives / T. Vasiljevic, N.P. Shah // Int. Dairy J. - 2008. -Vol 18. - P. 714 - 728.
References:
1. Gmoshinskiy I.V., Shipelin V.A., Khotimchenko S.A. Nanomaterials in food products and their packaging: a comparative analysis of risks and benefits. Analizriska zdorov'yu [Health risk analysis], 2018, no. 4, pp. 134-142. (in Russian)
2. Kil'vayn, G. Rukovodstvo po molochnomudelu i gigiyenemoloka [Guide to dairy and milk hygiene]. Moscow, Rosselkhozizdat, 1980. 205 p.
3. Kurak, A. Ways of bacterial contamination in milk. ZhivotnovodstvoRossii [Livestock of Russia], 2015, pp 21 - 25. (in Russian)
4. Myalenko D.M., Fedotov O.B. New directions in the packaging of dairy products. Molochnayapromyshlennost' [Dairy industry], 2013, no.1, pp. 8-9. (in Russian)
5. Olesyuk A.P. Kachestvo i bezopasnost'moloka i molochnykhproduktov v zavisimosti ot ingibitorovmikroorganizmov. Cand.Diss.[Quality and safety of milk and dairy products depending on microorganism inhibitors. Cand. Diss.]. Moscow, 2019. 164 p.
6. Popov K.I., Filippov A.N., Khurshudyan S.A. Food nanotechnology. Rossiyskiykhimicheskiyzhurnal [Russian Chemical Journal], 2009, V.53, no.2, pp. 8697. (in Russian)
7. Resolution of the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation dated July 23, 2007, no. 54 «On supervision of products obtained by using nanotechnologies and containing nanomaterials». (In Russian)
8. Poryadok i metodyprovedeniyakontrolyamigratsiinanochastits iz upakovochnykhmaterialov [The procedure and methods for monitoring the migration of nanoparticles from packaging materials]. Moscow, Federal Center for Hygiene and Epidemiology of Rospotrebnadzor Publ., 2010. 35 p.
9. Rodionov, G.V., Yuldashbaev YU.A., Kochetkova YU.A. Organizatsiya proizvodst vennogokontrolyakachestvamoloka-syr'ya [Organization of production raw milk quality control ]. Moscow, Publishing House of the Russian State Agrarian University - MSHA, 2009. 156 p.
10. Fedotova O.B. Upakovka dlya moloka i molochnykhproduktov. Kachestvo i bezopasnost' [A pack milk and dairy products. Quality and safety]. Moscow, Rosselkhozacademy Publ., 2007. 96 p.
11. Fedotova O.B., Myalenko D.M. Development of innovative pack for dairy products. Pererabotkamoloka [Milk processing], 2016, no. 12 (206), pp. 54-57. (in Russian)
12. Allen D.W., Crowson A., Leathard D.A. A comparison of the effects of gamma-and electron beam-irradiation on additives present in food contact. Paper presented at the Project Review Meeting of the MAFF Working Party: Chemical Contaminants from Food Contact Materials, Norwich. 1999. V. 3, pp. 5 - 6.
13. Benhacine F., Ouargli A., Hadj-Hamou A.S. Preparation and Characterization of Novel Food Packaging Materials Based on Biodegradable PCL/Ag-Kaolinite Nanocomposites with Controlled Release Properties. Polymer-Plastics Technology and Materials. 2019. V. 58(3), pp. 328-340.
14. Krol S. K., Kielbus M., Rivero-Muller A. Comprehensive Riview on Betulin as a Potent anticancer Agent. BioMed Research International. 2015. V. 43, pp. 1-11.
15. Green B., Bentley M. D., Chung Bohg Y., Lynch N. G., Jensen B. L. Isolation of Betulin and Rerrrangement to Allobetulin. Journal of Chemical Education. 2007. V. 84(12), pp. 11-19.
16. Peñas E., Préstamo G., Baeza M., Martínez-Molero M., Gomez R. Effect of combined high pressure and enzymatic treatments on the hydrolysis and immunoreactivity of dairy whey proteins. Int. Dairy J. 16. 2006, pp. 831-839.
17. Rodionov G.V., Belopukhov S.L., Mannapova R.T., Dryakhlykh O.G. Regulating the number of microorganisms in raw milk. Isvestiya TSKhA. 2013, pp. 163 - 172.
18. Sanchez B., Reyes-Gavilan C., Margolles A., Gueimond M. Probiotic fermented milks: Present and future. Int. J. Dairy Technol. 2009. V. 62, pp. 472 - 483.
19. Sarwar M.S., Niazi M.B.K., Jahan Z., Ahmad T., Hussain A. Preparation and characterization of PVA/ nanocellulose /Ag nanocomposite films for antimicrobial food packaging. Carbohydrate Polymers. 2018. V. 184, pp. 453-464.
20. Vasiljevic T., Shah N.P. Probiotics-from Metchnikoff to bioactives. Int. Dairy J. 2008. V. 18, pp. 714 - 728.
The effect of chemichal preservatives on quality and safety of milk and dairy products
Rodionov Gennadiy Vladimirovich, Doctor of Sciences (Agriculture), Professor, Head of the Department of Dairy and Meat Cattle Breeding, e-mail: grodionov@timacad.ru
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy
Olesyuk Anna Petrovna, Assistant of the Department of Dairy and Meat Cattle Breeding
e-mail: annakharkova58@mail.ru
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy
Tabakova Liliya Petrovna 1, Candidate of Sciences (Biology), Associate Professor of the Department of Dairy and Meat Cattle Breeding e-mail: tabakova@rgau-msha.ru
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy
Bezmenov Pavel Yakovlevich, Deputy Head of the Zoo Station e-mail: crambler@bk.ru
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy
Yermoshina Yelena Viktorovna, Candidate of Sciences (Agriculture), Associate Professor, Head of Zootechnics Department e-mail: evik-17@mail.ru
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy, Kaluga branch
Abstract. Prolongation of milk shelf life is one of the most important tasks for both its producers and processors. The most promising way of solving this problem seems to be in suppressing the development of pathogenic microorganisms. Requirements for the safety of milk and dairy products prohibit the direct introduction of preservative substances into milk, but leave the possibility of their use in packaging materials, provided that the packaging itself is safe. The aim of our study was to identify the effects of preservative components, including those in the composition of polyethylene packaging, on the physicochemical and microbiological properties of milk at different storage temperatures. The introduction of preservatives into milk significantly suppressed the growth of the dairy microflora at all factors studied. It was established that the inclusion of a preservative in the packaging film did not have a significant impact on the basic physicochemical parameters of milk, while after 24 hours the content of lactic acid bacteria in milk was 8.1x106 CFU/cm3 when stored in a glass package, while in the package with a modified membrane, their number was 1.4x106 CFU/cm3.
Keywords: preservative, milk microflora, storage, packing, polyethylene, silver, number of mesophyl aerobic and facultative-anaerobic microorganisms (NMAFAnM).
