Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследований
1.1. Современное состояние и перспективы использования стартовых культур в мясной промышленности 8
1.2. Физиолого-биохимические свойства пропионовокислых бактерий и их значение для колбасного производства 31
1.3. Современные способы и методы интенсификации производства варено-копченых колбас 36
1.4 Заключение по литературному обзору 47
1.5 Цели и задачи экспериментальных исследований 49
Глава 2. Организация экспериментов. материалы и методы исследований
2.1. Объект и методика постановки исследований 50
2.2. Методы анализа качественных изменений мяса и колбасных изделий 56
2.3. Методы статистической обработки результатов 65
Глава 3. Изучение биохимической активности пропионовокислых бактерий в мясном шроте при посоле
3.1. Подбор условий культивирования пропионовокислых бактерий в мясном шроте 67
3.2. Выбор и обоснование дозы концентрата пропионовокислых бактерий вносимых в мясной шрот 70
3.3. Исследование биохимических изменений в мясном шроте при посоле с использованием пропионовокислых бактерий 73
3.3.1. Исследование протеолитической активности катепсинов 73
3.3.2. Изучение гидролитических изменений мышечных белков 74
3.3.3. Исследование технологических свойств мясного шрота с использованием пропионовокислых бактерий 77
3.3.4. Исследование устойчивости окраски мясного фарша 80
3.3.5. Изучение степени просаливания мясного шрота 82
Глава 4. Влияние пропиновокислых бактерии на процесс осадки варено-копченых колбас
4.1. Накопление летучих жирных кислот и аминного азота 84
4.2. Изменение структурно-механических свойств колбасного фарша 87
Глава 5. Влияние электростимуляции мяса на биохимическую активность пропионовокислых бактерий 89
5.1. Изменение биохимических свойств электростимулированного мясного сырья ферментированного пропионовокислыми бактериями 90
5.1.1. Исследование активности катепсинов 91
5.1.2. Исследование гидролитических изменений мышечных белков 93
5.2. Изменение технологических свойств 96
5.3. Изучение процесса осадки колбас из электростимулированного мяса ферментированного пропионовокислыми бактериями 99
5.3.1. Влияние концентрата пропионовокислых бактерий на динамику накопления летучих жирных кислот и аминного азота электростимулированного мясного фарша в процессе осадки 99
5.3.2. Структурно-механические свойства фарша из электростимулированного мяса с использованием пропионовокислых бактерий 102
Глава 6. Исследование качественных характеристик варено-копченых колбас
6.1. Анализ результатов качественной оценки варено-копченых колбас 106
6.2. Исследование антимутагенных свойств пропионовокислых бактерий при культивировании в мясной системе 115
6.3. Анализ биологической ценности готового продукта 116
Глава 7. Разработка технологии варено-копченых колбас с использованием пропионовокислых бактерий 119
7.1. Результаты промышленной выработки варено-копченых колбас 127
Глава 8. Расчет экономической эффективности технологии производства варено-копченых колбас 128
Выводы
- Физиолого-биохимические свойства пропионовокислых бактерий и их значение для колбасного производства
- Методы анализа качественных изменений мяса и колбасных изделий
- Выбор и обоснование дозы концентрата пропионовокислых бактерий вносимых в мясной шрот
- Изменение структурно-механических свойств колбасного фарша
Введение к работе
Изделия из мяса являются традиционными в питании населения многих стран, в том числе россиян и пользуются повышенным спросом.
Современные условия производства, связанные с переходом на малоотходную переработку сырья, поступлением мяса с неадекватным составом и функционально-технологическими свойствами, потребностью в конкурентоспособной, «фирменной» продукции, а также снижением себестоимости готовой продукции, предопределяют необходимость в постоянном расширении ассортимента за счет разработки новых рецептур и технологий производства мясопродуктов.
Варено-копченые колбасы являются высококалорийным продуктом со специфическим вкусом и ароматом. Ассортимент выпускаемых колбас данного вида весьма ограничен, что связано с длительностью основных технологических процессов, обуславливающих высокую себестоимость готового продукта. Поэтому проблема расширения ассортимента варено-копченых колбас, высокого качества и низкой себестоимости, вызывает несомненный интерес.
Решение этой проблемы связано с направленным регулированием хода биохимических, физико-химических и микробиологических процессов, в результате которых формируется структура, цвет и вкусо-ароматические характеристики готовой продукции.
Работами отечественных и зарубежных исследователей, (А.С. Большаков, В.Г. Боресков, А. Б. Лисицын, Ф.А. Мадагаев, Е.Ф. Орешкин, Рогов И. А., Г.М. Слепых, А.А. Соколов, Н.Е. Федоров, В.В. Хорольский и др.) была показана возможность получения высококачественных колбасных изделий в условиях применения некоторых методов предварительной технологической обработки и использование биотехнологических принципов модификации мясного сырья для ускорения созревания фарша.
Одним из современных методов предварительной технологической обработки сырья является электростимуляция. К одним из разновидностей которой относится низковольтная многоэлектродная электростимуляция (НВМЭС)
парных туш. Применение НВМЭС позволяет интенсифицировать производственный процесс, улучшить вкусо - ароматические характеристики готового продукта. [1, 79, 80]
В последнее время значительно возрос интерес исследователей и производителей к биотехнологическим методам модификации мясного сырья, основанных на индивидуальных свойствах микроорганизмов. Целенаправленное использование микроорганизмов способствует получению стабильного качества готового продукта. Технологическое действие микроорганизмов связано с образованием специфических биологически активных компонентов: органических кислот, бактериоцинов, ферментов, витаминов и пр., что способствует улучшению санитарно-микробиологических, органолептических показателей готового продукта, а также позволяет интенсифицировать производственный процесс [8, 28, 45, 46, 115, 146, 153].
В последние годы ведутся работы по использованию новых видов микроорганизмов. Вызывает интерес использование в качестве стартовых культур для производства колбасных изделий пропионовокислые бактерии, обладающие высокой антагонистической активностью по отношению к патогенной и условно-патогенной микрофлоре, способные расти при низких температурах, накапливать ароматические соединения, продуцировать антимутагенные вещества и значительные количества витамина В]2 [22, 48, 50].
Имеющиеся теоретические и экспериментальные данные об использовании пропионовокислых бактерий свидетельствуют о возможности их использования в мясной промышленности.
Совместное использование электрофизических и биотехнологических методов интенсификации производства мясных продуктов представляется весьма перспективным. Однако, ограниченность сведений об их направленном действии на физико-химические и биохимические процессы созревания мясного сырья сдерживает их использование в мясной отрасли.
В связи с вышеизложенным, изучение применения пропионовокислых бактерий в производстве варено-копченых колбас, с предварительной обработкой мясного сырья НВМЭС, является актуальным и перспективным.
Физиолого-биохимические свойства пропионовокислых бактерий и их значение для колбасного производства
Пропионовокислые бактерии характеризуются как грамм положительные, каталазоположительные, неспорообразующие, неподвижные, факультативно анаэробные и аэротолерантные палочковидные бактерии.[22]
Поскольку главное место обитания анаэробных коринебактерий - это поверхность кожи людей их стали называть кожными пропионовыми бактериями, а бактерии, выделенные из молока и сыра - молочными, или классическими пропионовокислыми бактериями. Это аэротолерантные и микрофильные бактерии, хотя есть штаммы, предпочитающие аэробные условия. Палочковидные клетки бактерий склонны к плеоморфизму. Рудиментарное ветвление наблюдается в аэробных условиях или в анаэробных при низких значениях рН. Колонии обычно влажные, округлые или в виде гречишного зерна, блестящие, маслянистые. Цвет колоний - кремовый, желтый, оранжевый, красный, коричневый. Пропионовокислые бактерии отличаются под микроскопом от других по своеобразному «полисадному» расположению клеток, иногда образующих короткие изогнутые цепочки и «иероглифы» вследствие деления с защелкиванием. Клетки бактерий неровные, с округлыми концами, в отдельных случаях покрыты слизью и образуют слизистые тяжи.
Пропионовокислые бактерии растут в пределах температур (15-40С), хотя есть данные, что рост происходит при более низкой температуре до (-10С). Оптимальная температура развития классических пропионовокислых бактерий составляет (30±1)С. Оптимальная величина рН роста пропионовых бактерий 6,5-7,0, масимальная 8,0, минимальная 4,6. [185]
Пропионовые бактерии содержат активные ферменты обмена полифосфатов, которые, по-видимому, играют важную роль в метаболизме.[162] Все изученные штаммы нуждаются в пантотеновой кислоте и биотине, некоторые из них требуют тиамин. Основными продуктами брожения глюкозы является пропионовая, уксусная кислоты и СС 2.[191]
Все пропионовокислые бактерии каталазоположительны, как правило образуют заметные количества витамина Bj2.[166, 183, 184] Основное энергетическое значение для пропионовокислых бактерий имеют реакции пропионовокислого брожения. Главные продукты брожения -пропионовая, уксусная кислоты и СОг; минорные продукты; молочная кислота, формиат, янтарная кислота, ацетоин, диацетил. Другие летучие ароматические соединения: дим етил сульфид, ацетальдегид, пропионовый альдегид, этанол и пропанол.[23, 82, 178, 189]
Пропионовокислые бактерии могут синтезировать все аминокислоты за счет ассимиляции азота (NH SO Давно известно, что пропионовокислые бактерии содержат пептидазы, при участии которых обеспечивают себя незаменимыми аминокислотами. Бактерии, осуществляя реакции трансаминирования, могут расти практически на любой из 20 аминокислот, внесенной в среду в качестве единственного источника азота.
Биосинтез белков пропионовыми бактериями сопровождается созданием пула из 16 аминокислот: цистина, гистидина, аргинина, аспартата, глутамино-вой кислоты, глицина, серина, треонина, В-аланина, тирозина, валина, метиони-на, пролина, фенилаланина и лейцина.[22]
Пропионовокислые бактерии синтезируют значительные количества жирных кислот, липидов и фосфолипидов, состав которых является таксоно-метрическим признаком. Липиды пропионовокислых бактерий не только входят в структурные элементы клеток, но играют еще роль защитных компонентов против действия некоторых антибиотиков. Фосфолипиды у пропионовокислых бактерий составляют около 10% от общего количества липидов и представлены в основном фосфотидилмономанноинозитом.
Пропионовокислые бактерии в значительных количествах синтезируют полифосфаты. Содержание кислоторастворимых полифосфатов очень мало и основной тип полифосфатов представлен высокомолекулярными соединениями, которые содержат от 70 до 500 остатков фосфорной кислоты. Солераство-римые полифосфаты могут участвовать в синтезе нуклеиновых кислот.[56]
Классические пропионовокислые бактерии образуют ряд белковых бакте-риоцинов, ингибирующих ряд граммотрицательных, граммположительных бактерий, а также различные дрожжи и плесени.[25]
Пропионовокислые бактерии синтезируют целый ряд тетрапиррольных соединений: корриноиды, гемм, гемовые ферменты, цитохромыи линейные тетрапирролы. Биосинтез тетрапиррольных соединений у всех микроорганизмов проходит через образование 5-аминолевулиновой кислоты (5-АЛК), пор-фобилиногена (ПБГ) и циклического тетрапиррольного предшественника -уропорфириногена III (УПБ-Ш). Дальнейшая модификация УПБ-ІІІ приводит к образованию всех гемов, хлорофиллов, корриноидов и других тетрапиррольных пигментов. Расхождение путей, ведущих к синтезу протопорфирина IX и сиро-гидрохлорина, происходит с уровня УПБ-Ш. Железосодержащие комплексы протопорфирина IX и сирогидрохлорина составляют простетическую группу гемопротеинов, включающих гемоглобин, миоглобин, леггемоглобин, перокси-дазу, каталазу и т.д.[22]
В слюне и человеческой сыворотке содержится супероксидисмутаза, пе-роксидаза (СОД) и каталаза - антиокислители, снижающие уровень Н2О2, и О2 и представляющие собой одну из форм естественной защиты организма от действия мутагенных факторов.[105]
Пропионовокислые бактерии служат довольно хорошим источником СОД. СОД имеет перспективы применения не только в медицине, но и в пищевой промышленности, где в сочетании с пероксидазой и каталазой может использоваться для предотвращения окисления липидов и др. ценных компонентов пищи.[22]
Пропионовые бактерии, как и все живые существа, и в первую очередь бактерий, постоянно и длительно подвергаются воздействиям внешних и внутренних мутагенов. К обычным внешним, естественным источникам мутагенов и другие радионуклеиды (ядра нестабильных изотопов, самопроизвольно распадающихся в земной коре). Внутренние источники мутагенов - это сами организмы, в процессе метаболизма которых образуются вещества с мутагенным (канцерогенным) действием (Н2О2, нитрозамин, H2S, формальдегид, некоторые антибиотики). [83, 105]
Поскольку в естественных условиях микроорганизмы (а также растения и животные) постоянно подвергаются действию мутагенов, у них сформировались эндогенный и экзогенный защитные механизмы: у всех живых существ образуются молекулы способные к осуществлению антимутагенеза. Под антимутагенезом понимают снижение частоты спонтанной и индуцированной мутации. Антимутагены регулируют скорость спонтанных мутаций, стабилизируют мутационный процесс. Антимутагены повышают активность ферментативных систем, участвующих в детоксикации поступающих в клетку веществ, влияют на окислительно-восстановительный потенциал организма. Все эти процессы приводят к снижению мутаций.[22, 105, 186]
Методы анализа качественных изменений мяса и колбасных изделий
В соответствии с поставленными задачами при исследовании сырья, промежуточного и готового продукта определяли следующие показатели: Величину рН, потенциометрическим методом по ГОСТ 3624-87. Количественный учет клеток пропионовокислых бактерий проводили методом предельных разведений на среде ГМС или ГМК по ТУ 10-02-02-789-192-95 Для определения устойчивости к поваренной соли исследуемую культуру засевали в количестве 1 петли на 100 г мясного шрота с различным содержанием поваренной соли (2, 3, 4, 5)%. Посевы выдерживали в холодильнике при температуре (4±1)С в течение 24 часов. Затем проводили количественный учет пропионовокислых бактерий методом предельных разведений на среды ГМК или ГМС.
Для определения устойчивости бактерий к нитриту натрия изготавливали в лабораторных условиях жидкий концентрат пропионовокислых бактерий, в который вносили различные концентрации нитрита натрия (2, 3, 4, 5, 7,5 10 мг на 100 мл). Затем в полученных образцах определяли оптическую плотность растворов фотоколориметрическим методом на KF-77 при А.=550 нм и вели количественный учет микроорганизмов.
Для определения протеолитической активности протеолитических ферментов навеску измельченного сырья массой (1,0±0,1)г смешивают с дистиллированной водой в соотношении 1:20. Гомогенизируют и экстрагируют внутриклеточные протеолитические ферменты при температуре (20±5)С в течение 30 мин. Смесь фильтруют через бумажный фильтр. Фильтрат используют в качестве вытяжки внутриклеточных ферментов мышечной ткани.
Раствор белкового субстрата с массовой долей 2% объемом 2 см3 помещают в пробирку вместимостью 20 см3, прогревают в течение 2-3 минут в термостате для достижения температуры 30С и прибавляют 2 см3 экстракта ка-тепсинов. Время строго фиксируют. Смесь выдерживают 15 мин, а затем для остановки реакции вносят 4 см раствора ТХУ с массовой долей 4%. Содержимое пробирки встряхивают и выдерживают еще 20 мин при температуре реакции.
Параллельно с опытной готовят контрольную пробу, смешивая реактивы в обратной последовательности: помещают 2 см ферментного экстракта, 4 см раствора ТХУ с массовой долей 4%, выдерживают 15 мин, а затем добавляют 2 см раствора субстрата массовой долей 2% и выдерживают 20 мин при заданной температуре.
Реакционные среды (контроль и опыт) фильтруют через бумажный фильтр. В чистые сухие пробирки отбирают по 1 см3 прозрачного фильтрата и прибавляют по 5 см раствора ЫагСОз молярной концентрацией 0,5 моль/дм и 1 см3 рабочего реактива Фолина. Смесь встряхивают и выдерживают 20 мин. После этого окрашенные растворы колориметрируют (опыт против контроля) при длине волны .=670 нм с красным светофильтром (№9) в кюветах с толщиной светопоглощающего слоя 10мм. Расчет протеолитической активности ПА, ед/см", ведут по формуле ПА =liAJL ТЭ -Т где Д- оптическая плотность раствора; К- разведение (если оно применяется); ТЭ - тирозиновый эквивалент, определяемый по калибровочному графику для данного реактива Фолина; Т - продолжительность гидролиза, мин.
Содержание аминного азота определяли методом формольного титрования, для этого навеску предварительно измельченной мышечной ткани массой (10±0,02) г растирают в ступке с 5-10 см3 дистилированной воды и кварцевым песком. Смесь количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят объем до метки дистиллированной водой. Кстракт фильтруют, в фильтрате определяют аминный азот. .
Для опыта берут 20 см", фильтрата, приливают 20 см3 формольной смеси. Затем из бюретки добавляют раствор гидрооксида натрия молярной концентра цией 0,2 моль/дм3 до появления яркого окрашивания. Избыток гидрооксида натрия оттитровывают раствором НС1 молярной концентрацией 0,2 моль/дм3. Одновременно проводят контрольное титрование. Для этого к 20 см прокипяченной и охлажденной дистиллированной воды приливают 10 см3 фор-мольной смеси и избыток раствора гидрооксида натрия молярной концентрацией 0,2 моль/дм3 из бюретки. Затем соляной кислотой раствор доводят до слаборозовой окраски. Содержание аминного азота А, %, рассчитывают по формуле (a-6)-2,8-Vr\00 V2-q-l000 . где (а-б)- разность объемов гидрооксида натрия, пошедшего на титрование опыта и контроля, см ; 2,8 - масса аминного азота, соответствующая 1 см3 раствора NaOH молярной концентрацией 0,2 моль/дм мг; Vi - общий объем вытяжки, см3; V2 - объем вытяжки, взятой на титрование, см3; q - масса навески исследуемого образца, г. Определение массовой доли водорастворимой фракции мышечных белков. К навеске измельченного сырья массой 3-4 г добавляют дистиллированную воду в соотношении 1:6 (по массе) и ведут экстракцию при 0С в течение 30 мин. Затем центрифугирование при 80 с"1 в течение 5 мин отделяют осадок. На-досадочную жидкость осторожно декантируют и используют в качестве вытяжки водорастворимой фракции мышечных белков. К 1 см исследуемого экстракта прибавляют 4 см" биуретового реактива. Смесь оставляют при температуре (20±5)С в течение ЗОмин. По истечении времени образования окрашенного комплекса измеряют оптическую плотность раствора при L=540-560 НМ на фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром. Для практического определения и последующего расчета массовой доли водорастворимой фракции (X, %) используют градуировочный график, с по мощью которого по значению оптической плотности находят концентрацию белка в растворе. Расчет ведут по формуле Y_100-(c-v) т где с - концентрация белка, найденная по градуировочному графику, мг/см3; v- объем пробы после экстрагирования, см3; т- масса навески мышечной ткани, мг. Влагоудерживающая способность. Образец массой (5,00±0,01) г равномерно наносят стеклянной палочкой на внутреннюю поверхность широкой части молочного жиромера. Жиромер плотно закрывают пробкой и помещают на водяную баню при температуре кипения узкой частью вниз на 15 мин. Массу выделившейся влаги определяют расчетным путем по числу делений на шкале жиромера. Влагоудерживающая способность (ВУС, %) ВУС = В-ВВС Влаговыделяющая способность (ВВС, %) ВВС = а- п-гпх -100, где В - общая массовая доля влаги в навеске, %; а - цена деления жиромера; а=0,01 см3; п - число делений; m - масса навески, г Потери массы при термической обработке находят по разнице масс образцов сырья до и после тепловой обработки. Определение содержания общего количества пигмента проводили методом основанным на экстрагировании пигментов мяса водным раствором ацетона и последующим измерении оптической плотности экстракта.
Выбор и обоснование дозы концентрата пропионовокислых бактерий вносимых в мясной шрот
На первом этапе исследований нами была подобрана оптимальная доза концентрата пропионовокислых бактерий, вводимого в мясной шрот при посоле. Для этого в опытные образцы вносили различные дозы бактериального концентрата трехштаммовой культуры. Об активности вносимых микроорганизмов судили по изменению активной кислотности и содержанию жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий. Результаты исследований представлены на рисунках 3, 4.
Данные изменения активной кислотности в мясном шроте при посоле, представленные на рисунке, показали, что во всех образцах происходит снижение рН, но в образцах с добавлением 3 ед. активности концентрата пропионовокислых бактерий снижение величины рН происходит интенсивнее и достигает значения 5.5 через 8 часов, а при введении 2 ед. активности оптимум рН достигается через 10 часов тогда, как в контрольном образце - через 24 часа.
Снижение рН в образце с использованием концентрата трехштаммовой культуры пропионовокислых бактерий, по сравнению с одноштаммовой происходит менее интенсивно, что связано с низкой кислотообразующей способностью пропионовокислых бактерий входящих в состав трехкомпонентной культуры, что является важным свойством при использовании в мясной промышленности. Следует отметить что, при оптимальном значении 5,5, активная кислотность стабилизируется и это связано со сбраживанием пропионовокислыми бактериями лактата, образующегося в результате распада гликогена с образованием пропионовой кислоты и летучих кислот.
Выявлено, что бактерии хорошо развиваются в мясной среде. Так количество жизнеспособных клеток P. Shermanii штамм МГУ через 12 часов культивирования составило 1х10" КОЕ/г, а концентрата пропионовокислых бактерий через 8 часов 1x101" КОЕ/г. Это свидетельствует о более высокой биохимической активности концентрата трехштаммовои культуры пропионовокислых бактерий.
Таким образом, пропионовокислые бактерии хорошо развиваются в мясном шроте при посоле и обладают высокой биохимической активностью. 3.3 Исследование биохимических изменений в мясном шроте при посоле с использованием пропионовокислых бактерий
О развитии процессов ускоренного созревания свидетельствует изменение протеолитической активности катепсинов. Динамика протеолитической активности катепсинов мышечной ткани представлена на рисунке 5. К 8 часам посола наблюдается заметное увеличение активности катепсинов в опытных образцах, однако в образцах с добавлением концентрата пропионовокислых бактерий активность выше, чем в образцах с добавлением концентрата одно-компонентной культуры. Более высокая активность протеиназ в опытных образцах по сравнению с контрольным, связана с воздействием протеолитиче-ских и липолитических ферментов пропионовокислых бактерий, которые приводят к разрушению лизосом, в результате чего высвобождаются катепсины.
Протеолитическая активность является одним из важнейших свойств пропионовокислых бактерий, характеризующих их способность расщеплять белки мяса с образованием более простых азотистых соединений. Однако информация, касающаяся системы протеолитических ферментов у пропионовокислых бактерий и влияние различных факторов на их активность крайне малочисленна, поэтому дальнейшие исследования были посвящены изучению влияния условий биотехнологической обработки на протеолитическую активность пропионовокислых бактерий. Полученные результаты, представленные на рисунке 6, показывают, что в опытных образцах наблюдается более быстрое накопление аминного азота по сравнению с контрольным образцом. Следует отметить, что через 8 часов посола при внесении концентрата трехштаммовой культуры содержание аминного азота составляет 0,21 мг на 100 г, тогда как при внесении концентрата пропионовокислых бактерий штамм МГУ такого же значения достигает через 10 часов, а в контрольном образце через 24 часа.
С развитием процесса созревания в период посола актин и миозин образуют комплекс, мышца укорачивается, теряет влагу, что отмечается уменьшением растворимости мышечных белков, а затем после достижения определенного минимума экстрагируем ость повышается. Как показано на рисунке 7, минимальные значения растворимости в опытных образцах с добавлением концентрата трехштаммовой культуры наблюдается через 2 часа выдержки, а с культурой P. Shermanii (штамм МГУ) - через 4 часа, тогда как в контроле растворимость продолжает снижаться в течение 24 часов. Наибольшее снижение экстрагируем ости происходит вследствие интенсивного накопления продуктов небелковой природы (фосфорной, молочной, пировиноградной, кетокислот и др.) Действие этих продуктов обусловливает изменения, способствующие большему межмолекулярному взаимодействию белков. Взаимодействие белковых частиц в этот период, по-видимому, осуществляется за счет электростатических сил, т. к. извлечение белков саркоплазмы буферными растворами физиологической концентрации с высокой диэлектрической постоянной повышает их экстрагируемость. После достижения минимума, как видно из рисунка 7, в зависимости от интенсивности произошедших агрегационных взаимодействий и особенно величины протеолитической активности экстрагируем ость и элек-трофоретическая подвижность белков саркоплазмы увеличивается.
В процессе посола белки миофибрилл, так же претерпевают конформаци-онные изменения, способствующие интенсивным агрегационным взаимодействиям. Понижение экстрагируемости миофибриллярных белков продолжается, так же как и для саркоплазматических, до определенного периода. Затем происходит повышение их растворимости за счет как диссоциации актомиозиново-го комплекса, так и ослабления агрегационных взаимодействий вследствие перераспределения зарядов. Изменение водорастворимой фракции мышечных белков. Следует отметить, что трехштаммовая культура пропионовокислых бактерий приводит к более глубокому протеолизу с образованием повышенного содержания водорастворимых белков, расщепление хотя бы небольшого количества пептидных связей в этих белках разрыхляет их структуру и повышает нежность мяса, что подтверждается результатами дальнейших исследований.
Изменение структурно-механических свойств колбасного фарша
Качество фарша и готовых изделий лучше всего характеризует величина предельного напряжения сдвига. Предельное напряжение наиболее чувствительно к изменению технологических и механических факторов. Этот показатель используется для технологической оценки фарша в процессе его изготовлениями 6]
Данные представленные на рисунке 13 свидетельствуют, что уплотнение фарша в опытном образце с добавлением концентрата пропионовокислых бактерий происходит быстрее, по сравнению с контролем. Через 10 часов осадки предельное напряжение сдвига в опытном образце достигает 650 Па с, что удовлетворяет требованиям, предъявляемым к фаршам при производстве в/к колбас. А в контрольном образце процесс структурообразования завершается к 24 часам. Вероятно, это связано с тем, что в результате жизнедеятельности пропионовокислых бактерий накапливаются продукты небелковой природы экзополисахариды и полифосфаты,. которые оказывают непосредственное влияние на структурообразование фарша в процессе осадки.
Известно, что пропионовокислые бактерии в значительных количествах синтезируют полифосфаты, которые по нашему мнению восполняют органические фосфорные соединения, экстрагируемые из мяса солевым раствором. Биосинтез полифосфатов пропионовокислыми бактериями обуславливает увеличение набухания, адгезии мяса и последующего влагоудержания при варке.
На следующем этапе исследований изучали процесс посола электрости-мулированного мяса с использованием концентрата пропионовокислых бактерий. Для ускорения процесса созревания мяса, а также с целью повышения нежности сырья содержащего грубые мышечные волокна, значительные количества соединительной ткани и имеющего жесткую консистенцию, в практике мясного производства используют различные способы обработки и их комбинации. [41, 65]
Из большого числа различных методов обработки все большее применение находит применение воздействий на мясо импульсов переменного электрического тока (электростимуляция). Применение электростимуляции позволяет в значительной степени ускорить процесс созревания, уменьшить вероятность развития холодового сокращения мышц, повысить нежность и сортность мя-са.[79, 120]
Также на сегодняшний день находит все большее применение направленное инициирование и развитие естественных ферментативных и микробиологических процессов в ходе созревания мяса, которые дают возможность улучшить вкус, запах, цвет, консистенцию сырья.[41, 42, 66, 84, 96]
В результате радикальной качественной и количественной трансформации микрофлоры в процессе изготовления колбасных изделий, состав и свойства сырья приобретают принципиально новые качественные характеристики. Следует отметить, что ускорить этот процесс позволяет введение в сырье молочнокислых заквасок и денитрифицирующих бактерий.[112, 114, 124, 132, 146] В качестве заквасок наиболее распространено применение смеси лактоба-цилл и микрококков, однако об использовании пропионовокислых бактерий в мясной промышленности имеются лишь единичные сведения. Для интенсификации процессов созревания рекомендуется применять различные методы обработки сырья, а также их сочетания. Анализ различных литературных источников показывает об отсутствии сведений об использовании электростимуляции и концентрата пропионовокислых бактерий для производства мясопродуктов. Таким образом, приобретает актуальность исследование влияния электростимуляции парных туш в сочетании с внесением в мясной шрот при посоле концентрата пропионовокислых бактерий при производстве колбасных изделий.
Величина рН - одна из важных показателей автолитических процессов, происходящих в мышечной ткани. Изменение рН обусловлено количеством молочной кислоты, образующейся из гликогена при анаэробном гликолизе и накоплением кислых продуктов, образующихся в результате ферментативных процессов созревания мяса. [66]
При посоле мясного шрота, как видно из рисунка 14, в образцах из элек-тростимулированного мяса с использованием концентрата пропионовокислых бактерий рН достигает значений близких к изоэлектрической точке белков мяса через 6 часов. Тогда как, в контрольном образце снижение рН протекает медленнее и только к 24 часам выдержки снижается до уровня 5,58.
Электрические импульсы, вызывая сокращение мускулатуры в парном состоянии, ускоряют биохимические процессы, происходящие в мышечной ткани, вызывают деструктивные изменения мышечных волокон, стимулируют энергетический распад АТФ до АДФ, создавая энергию взаимодействия белков актина и миозина. 2 6 8 24
Мясной шрот изготовленный из электростимулированного мяса с добавлением концентрата пропионовокислых бактерий
Рисунок -14 Изменение активной кислотности электростимулированного шрота в процессе посола с использованием концентрата пропионовокислых бактерий
Посредством искусственно вызываемых сокращений мышц при воздействии электрических импульсов увеличивается скорость гликолиза в 2-2,5 раза, повышается содержание редуцирующих Сахаров на 20%, разрыхляется структура, приводящая к высвобождению содержимого мышечных волокон все это создает благоприятные условия для развития пропионовокислых бактерий. Следствием этого является ускорение биохимических превращений мясного сырья ферментами пропионовокислых бактерий.
Действие ферментов животных тканей в период созревания мяса направлен на расщепление собственных компонентов клеток. Основную роль в проте-олизе животных тканей отводится кислым протеиназам - катепсинам. Графическое отображение изменения активности катепсинов мышечной ткани представлено на рисунке 15, их которого видно, что активность протео-литических ферментов в опытном образце из электростимулированного мяса с использованием концентрата пропионовокислых бактерий значительно превышает активность катепсинов контрольного образца, что ярко выражено в пер вые 6 часов выдержки в посоле.
Повышенная активность протеолитических ферментов в опытном образце вызвана суммарным действием собственных ферментов расщепляющих липо-протеидные оболочки лизосом изнутри, протеолитических и липолитических ферментов пропионовокислых бактерий и пульсационными воздействиями электрического тока, все это приводит к разрушению оболочек и как следствие, высвобождению ферментов. Кроме того, снижение уровня рН является также важнейшим фактором стимуляции действия катепсинов, оптимум действия которых лежит в пределах рН 5,2-5,6. По мере распада оболочек лизосом катеп-сины выходят из ограничивающих структур в цитоплазму, в результате чего во всех образцах наблюдается прирост свободной протеолитической активности.
Похожие диссертации на Разработка технологии варено-копченых колбас с использованием стартовых культур
