Теоретическое обоснование совершенствования промышленно-ценных свойств стартовых культур и их практическое применение в технологии мясных продуктов
Молочнокислые бактерии и денитрифицирующие стафилококки. Дрожжи и мицелиальные грибы. Определение безопасности стартовых культур. Проведение анализа проблемы распространения антибиотикоустойчивости. Определение устойчивости к антибиотикам лактобактерий.
Рубрика | Кулинария и продукты питания |
Вид | автореферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 14.02.2018 |
Размер файла | 2,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
В табл. 4 представлена относительная активность фермента глутаматдегидрогеназы ГДГ-позитивных штаммов.
Таблица 4
Определение глутаматдегидрогеназной активности
Штамм |
Относительная активность ГДГ, ед. ОП492/мкг белкаЧ100 |
|
Lactobacillus plantarum 7K |
68,52 |
|
Lactobacillus plantarum 22/2 |
3,38 |
|
Lactobacillus plantarum 2П |
1,44 |
|
Lactobacillus plantarum 31 |
0,94 |
|
Lactobacillus plantarum 32 |
0,99 |
|
Lactobacillus plantarum 21 |
7,18 |
|
Lactobacillus plantarum 19 |
4,58 |
|
Lactobacillus plantarum 100 |
1,22 |
|
Lactobacillus curvatus 2 |
14,63 |
|
Lactobacillus sakei 104 |
2,11 |
|
Lactobacillus sakei 35 |
6,18 |
|
Pediococcus acidilactici 8 |
3,81 |
|
Pediococcus acidilactici 25 |
2,93 |
|
Pediococcus pentosaceus |
7,11 |
|
Pediococcus pentosaceus 106 |
5,23 |
|
Staphylococcus carnosus 111-2 |
68,91 |
По данным табл. 4 можно видеть, что наибольшей ГДГ активностью обладают штаммы L. plantarum 7K (68,52) и S. carnosus 111-2 (68,91), последний выбран в качестве контроля как ароматобразующий микроорганизм. Полученные результаты подтверждают, что предложенная методика может быть использована для скрининга штаммов, способных образовывать ароматические соединения. Далее, по убыванию ГДГ активности, были выбраны следующие микроорганизмы: L. curvatus 2 (14,63), L. plantarum 21 (7,18), L. sakei 35 (6,18), P. pentosaceus 106 (5,23).
Изучение связи активности глутаматдегидрогеназы микроорганизмов и превращения аминокислот в ароматические соединении
Для доказательства того, что штаммы, у которых была определена высокая активность ГДГ, действительно способны образовывать ароматические соединения из аминокислот, они были инкубированы с аминокислотами в присутствии глутаминовой кислоты или б-кетоглутарата. Катаболизм аминокислот был изучен у ГДГ-позитивных штаммов методом ТСХ. В качестве отрицательного контроля был взят штамм L. sakei 45, у которого не было обнаружено ГДГ активности (рис. 6, 7).
Данные ТСХ показывают, что штаммы с ГДГ активностью конвертируют аминокислоты как в присутствии б-кетоглутарата, так и без него. За счет своей ферментативной активности микроорганизмы превращают глутаминовую кислоту в б-кетоглутарат, который и служит акцептором для аминогрупп. Штамм L. sakei 45, не обладающий ГДГ активностью, не конвертировал аминокислоты в присутствии глутаминовой кислоты. В присутствии б-кетоглутарата происходила конверсия 100% лейцина, 75% триптофана, 50% фенилаланина, 60% тирозина. Этот факт подтверждает, что для превращений аминокислот и получения ароматических соединений необходимы микроорганизмы с активным ферментом глутаматдегидрогеназой.
Рис. 6. Картина тонкослойной хроматографии катаболизма аминокислот штаммом Staphylococcus carnosus 111-2 в присутствии глутаминовой кислоты
Рис. 7. Картина тонкослойной хроматографии катаболизма аминокислот штаммом Lactobacillus sakei 45 в присутствии глутаминовой кислоты
Обозначения к рис. 6 и 7: к - аминокислота, 150 мг/л, 0 - количество аминокислоты в инкубационной среде до начала инкубации, 24 - количество аминокислоты после 24 ч инкубации с клетками.
Для ароматобразующего штамма L. plantarum 7К были определены ароматические соединения, которые образовывались в результате катаболизма ароматических аминокислот, аминокислот с разветвленной цепью и метионина. Карбоксильные аминокислоты определяли с помощью ВЭЖХ (рис. 8).
Рис. 8. Хроматограмма органических кислот, полученных в результате катаболизма метионина штаммом Lactobacillus plantarum 7К
При определении органических кислот были получены пики б-кетоглутаровой кислоты (т.к. исследуемые образцы были с добавлением б-кетоглутарата), молочной, щавелевой, лимонной, фумаровой кислот, а также обнаружены пики неидентифицированных соединений. Микроорганизмы других видов могут конвертировать аминокислоты с образованием разнообразных соединений, в том числе и органических кислот, таких как лимонная, пировиноградная, янтарная, молочная, уксусная, пропионовая, масляная и др. Выбор ароматобразующих штаммов, а также создание определенных консорциумов позволит формировать желаемый вкус и аромат ферментированных мясопродуктов.
Определение способности стартовых культур инактивировать активные формы кислорода и связывать ионы металлов переменной валентности
Для современных прокариотов O2, содержащийся в окружающей среде, в ряде случаев является абсолютно необходимым. В то же время кислород и его производные (супероксид анион радикал кислорода О, пероксид водорода Н2О2, синглетный кислород 1О2, гидроксильный радикал НО*) являются токсичными для микробных клеток. Отсутствие или сбой системы равновесия между образованием производных форм кислорода и их дезактивацией антиоксидантами приводит к возникновению окислительного стресса. Изучение вопроса взаимодействия стартовых культур с кислородом и его формами позволит отобрать штаммы, способные выживать в условиях окислительного стресса. Направленное использование стартовых культур, обладающих механизмами инактивации производных кислорода, позволит снизить их количество в мясных продуктах и, тем самым, замедлить окислительную порчу.
Ионы металлов переменной валентности (Fe2+, Cu+, Mo3+ и др.) являются необходимыми кофакторами огромного количества ферментов в живых организмах с одной стороны, но представляют опасность для клеток, с другой стороны, т.к. их присутствие усиливает образование высокореакционных гидроксильного и алкосильного радикалов. Хелатные соединения являются важными компонентами антиоксидантной защиты организмов за счет того, что связывают ионы металлов переменной валентности и, тем самым, препятствуют их вовлечению в реакции разложения перекисей. В связи с этим у стартовых культур была определена способность ингибировать автоокисление L-аскорбиновой кислоты, пероксидазная, каталазная и супероксиддисмутазная активности, а также способность связывать ионы металлов Fe2+ и Сu2+ (табл. 5).
Таблица 5
Способность стартовых культур инактивировать активные формы кислорода и связывать ионы металлов переменной валентности
Микроорганизмы |
Ингибирование автоокисления аскорбиновой кислоты/мг белка, % |
Количество связанных ионов Fe2+, мкг/мг белка |
Количество связанных ионов Сu2+, нмоль/мг белка |
Ед. активности СОД/мг белка |
|
L. plantarum 22/2 |
5,0 |
85,89 |
28,94 |
5,31 |
|
L. plantarum 2П |
9,4 |
122,05 |
40,42 |
6,81 |
|
L. plantarum 31 |
5,5 |
81,24 |
27,17 |
15,30 |
|
L. plantarum 32 |
12,1 |
162,47 |
54,78 |
5,94 |
|
L. plantarum 7К |
4,3 |
94,34 |
31,13 |
2,42 |
|
L. plantarum 21 |
12,9 |
172,75 |
58,35 |
5,12 |
|
L. plantarum 100 |
9,5 |
172,92 |
- |
- |
|
L. plantarum 19 |
13,3 |
117,78 |
38,64 |
3,61 |
|
L. sakei 45 |
13,9 |
208,57 |
70,57 |
- |
|
L. sakei 105 |
17,4 |
291,83 |
99,31 |
5,77 |
|
L. sakei 104 |
13,6 |
292,28 |
98,33 |
5,79 |
|
L. sakei 35 |
9,8 |
219,45 |
73,28 |
8,42 |
|
L. sakei 101 |
5,2 |
88,84 |
29,37 |
- |
|
L. sakei 103 |
10,7 |
119,85 |
39,75 |
- |
|
L. casei 10 |
21,5 |
157,46 |
53,44 |
4,68 |
|
L. curvatus 301-1 |
14,0 |
- |
- |
4,51 |
|
L. curvatus 1 |
8,8 |
195,01 |
64,93 |
3,41 |
|
L. curvatus 2 |
14,8 |
292,08 |
96,65 |
- |
|
L. curvatus 102 |
8,43 |
312,55 |
104,04 |
7,63 |
|
P. acidilactici 8 |
16,9 |
172,66 |
58,35 |
СОД АКТИВНОСТЬ НЕ ОБНАРУЖЕНА |
|
P. acidilactici 15 |
4,4 |
262,54 |
- |
||
P. acidilactici 25 |
10,6 |
154,75 |
- |
||
P. acidilactici 3 |
5,6 |
122,28 |
41,25 |
||
P. acidilactici 33 |
11,7 |
265,09 |
89,09 |
||
P. acidilactici 34 |
18,2 |
244,61 |
81,92 |
||
P. acidilactici 38 |
1,6 |
145,72 |
48,81 |
||
P. acidilactici 27 |
29,0 |
325,87 |
109,78 |
||
P. pentosaceus 23 |
16,3 |
198,65 |
66,62 |
||
P. pentosaceus 28 |
6,8 |
139,24 |
46,38 |
||
P. pentosaceus 31 |
10,6 |
138,73 |
46,75 |
||
P. pentosaceus 39 |
15,0 |
194,67 |
65,40 |
||
P. pentosaceus 55 |
1,63 |
97,85 |
32,72 |
||
P. claussenii 9 |
7,1 |
101,23 |
33,86 |
||
S. carnosus 108 |
8,5 |
125,85 |
42,49 |
4,45 |
|
S. xylosus 45 |
1,8 |
102,52 |
33,86 |
6,65 |
|
S. carnosus SAL-1 |
6,0 |
- |
- |
2,76 |
|
S. carnosus 96-2 |
2,5 |
83,81 |
28,26 |
5,05 |
|
S. carnosus 111-2 |
2,0 |
127,14 |
43,13 |
2,16 |
|
S. carnosus 301-2 |
7,4 |
71,77 |
23,52 |
3,73 |
Обозначения: «-» - показатель не определялся
Качественная оценка каталазной активности всех исследуемых микроорганизмов была проведена при их идентификации. Каталазная активность была обнаружена только у стафилококков. Штаммы мало отличались между собой по каталазной активности, минимальная активность была у S. carnosus SAL-1 - 26 ед/мг, максимальная - у S. xylosus 45 - 36 ед/мг. Каталазная активность составила для S. carnosus 111-2 - 30 ед/мг, S. carnosus 108 - 35 ед/мг, S. carnosus 96-2 - 31,5 ед/мг, S. carnosus 301-2 - 33 ед/мг. Стафилококки также показали пероксидазную активность при тестировании с помощью бензидинового теста.
Анализируя полученные результаты по всем изученным активностям, связанным с защитой от окислительного стресса, нужно отметить, что в большинстве случаев недостаток активности одной ферментативной системы компенсируется наличием другой. Итак, для использования в промышленности штамм-продуцент должен синтезировать нужные метаболиты в необходимом количестве, обуславливающие промышленную ценность (технологичность) стартовых культур.
Глава 7. Применение денитрифицирующих микроорганизмов в мясной промышленности
Нитрит натрия является мультифункциональной пищевой добавкой - в результате посола мяса он и его производные оказывают влияние на аромат, задерживают окислительную порчу жиров, участвуют в образовании окраски продукта и предотвращении развития микробиологической порчи. Вместе с тем, даже при наличии всех благоприятных условий среды, значительная часть внесенного нитрита натрия, до 40%, остается неиспользованной и обнаруживается в продуктах (Лисицын А.Б., 2005). Остаточный нитрит натрия служит источником образования токсичных нитрозосоединений.
Один из путей снижения остаточного нитрита натрия - введение в фарш денитрифицирующих бактерий, которые, наряду с обычной дыхательной системой, имеют специфическую окислительно-восстановительную систему.
Однако применяемые в настоящее время денитрифицирующие микроорганизмы не обеспечивают синтеза достаточного количество фермента нитритредуктазы, позволяющего значительно снижать или полностью исключать наличие остаточного нитрита в мясных продуктах. В связи с этим было решено повысить уровень синтеза фермента нитритредуктазы с помощью генной инженерии. Для получения продуцента нитритредуктазы использовали штамм S. carnosus 108 (B-8953), который входит в коллекцию стартовых культур МГУПБ.
С генетической точки зрения за проявление нитритредуктазной активности в S. carnosus отвечают шесть генов: nirC, nirR, sirA, nirB, nirD, sirB, из которых пять последних сгруппированы в оперон (рис. 9) (Neubauer Н., 1999).
Рис. 9. Карта локуса, включающего гены, участвующие в восстановлении нитрита
Ген nirC не активен и является остатком гена-транспортера. В анаэробных условиях транскрипция инициируется с промотора гена nirR, а в аэробных - с промотора гена sirA.
Первоначально была проверена целесообразность замещения промотора нитритредуктазного оперона для увеличения активности штамма. В связи с противоречивыми данными о роли белкового продукта гена nirR было решено проводить замену промоторов генов nirR и sirА. Для усиления транскрипции оперона был выбран хорошо изученный промотор гена ксилозоизомеразы xylA из S. xylosus c геном белка-регулятора xylR или без него. Это связано с возможной токсичностью для клетки сверхэкспрессируемого белка. Быстрый отбор трансформантов осуществлялся за счет использования в качестве селективного маркера гена устойчивости к эритромицину Em из транспозона Tn917. Замена промотора осуществлялась с помощью термочувствительной плазмиды, используя двойной кроссинговер при длине флангов для интеграции 750-960 п.н. (рис. 10).
Рис. 10. Схема конструирования плазмиды pBT-thyA-gap-nirR, интегрируемой в хромосому Staphylococcus carnosus
Для того чтобы организм не имел статуса «генетически модифицированного», допускается введение только собственного генетического материала. Поэтому в качестве генетического маркера была выбрана мутация по гену тимидилат синтетазы thyA, которая возникает спонтанно в гене thyA. Данный генетический маркер детерминирует отчетливо выраженный фенотипический признак - не способность штамма расти без тимидина, и является допустимым при генетической модификации штаммов, применяемых в пищевом производстве (Sasaki Y., 2004). После изучения нитритредуктазной активности трансформантов, в наиболее «удачной» конструкции селективный маркер Em замещен геном тимидилат синтетазы thyA, а промотор гена xylA сильным промотором гена глицеральдегид-3-фосфат дегидрогеназы gap из S. carnosus с помощью созданной плазмиды pBT-thyA-gap-nirR (рис. 11).
Штамм, полученный с помощью вектора pBT-thyA-gap-nirR, был назван S. carnosus LIA-96 (В-9518). Двенадцатичасовое микроаэрофильное культивирование полученного рекомбинантного штамма S. carnosus LIA-96 в L-среде с исходной концентрацией нитрита натрия, равной 25 мг на 100 мл, привело к снижению концентрации нитрита натрия до нулевого уровня, в то время как исходный штамм S. carnosus B-8953 восстановил только 50% нитрита. Таким образом, показано значительное усиление синтеза фермента нитритредуктазы в рекомбинантном штамме.
а) б)
Рис. 11. а) Замена промоторной области гена nirR с помощью плазмиды pBT-thyA-gap-nirR и б) Электрофорез ПЦР продукта с хромосомы S. carnosus, трансформированного pBT-thyA-gap-nirR
Обозначение: 1 - ПЦР фрагмент 3250 п.н., M - маркер молекулярного веса GeneRuler 1 kb
Клинические исследования штамма S. carnosus LIA-96 in vivo проводились на белых линейных мышах массой (12±1) г. При определении острой и хронической токсичности микроорганизм вводился per os в течение 7 и 30 сут (вводимая доза 3Ч103 КОЕ/0,5 мл). Гистология внутренних органов (миокарда, тимуса, легких, печени, селезенки, почек, кишечника, желудка, корня языка, головного мозга) проводилась на 1 и 7 сут после прекращения введения штамма. Были исследованы 4 группы животных (по 10 мышей в каждой): 1 - подопытная (вводились живые клетки), 2 - подопытная (инактивированные клетки), 3 - контрольная (физраствор) и 4 - интактная. Проведенные исследования показали, что пероральное введение суточной живой культуры штамма Staphylococcus carnosus LIA-96 не приводит к развитию во внутренних органах и ЦНС мышей изменений, указывающих на наличие токсического действия.
При изучении вирулентности, общей токсичности и токсигенности вводили внутрибрюшинно (106, 107 и 108 КОЕ/0,5 мл) суспензию живых клеток, инактивированных клеток и культуральную среду, освобожденную от клеток центрифугированием, соответственно. Наблюдение за изменением поведения, внешнего вида и веса животных осуществляли в течение 5 сут. Сравнение проводилось с интактными и контрольными животными. В результате проведенных исследований штамм Staphylococcus carnosus LIA-96 признан безопасным по показателям безвредности, токсичности, токсигенности и вирулентности.
Молекулярно-генетическая экспертиза установила, что штамм S. carnosus LIA-96 не является генетически модифицированным, так как был получен путем перестройки собственного генетического материала без включения в его состав чужеродной ДНК. Показана фенотипическая и генотипическая стабильность данного штамма. Проведено молекулярно-генетическое исследование, подтверждающее отсутствие в геноме штамма S. carnosus LIA-96 генов (sea, seb, sec, sed, see, eta, etb, tst), кодирующих белки-токсины.
Глава 8. Перспективы использования микроорганизмов в мясной промышленности: генетическая модификация штаммов-продуцентов в желаемом направлении
Для создания штаммов с желаемым генотипом наиболее эффективным современным методом на сегодняшний день является способ введения в микробные клетки определенных генов, полученных с использованием технологий рекомбинантных ДНК. Штаммы можно конструировать как в направлении изменения метаболизма, так и в направлении их приспособления к особым требованиям технологического процесса.
Ниже представлены схемы конструирования штаммов с заданными свойствами: «Схема получения суперэкспрессии гена Y» и «Схема получения делеции участка ДНК, кодирующего ген Y».
Для получения суперэкспрессии нужного гена Y между этим геном и участком хромосомы вводится конструкция, состоящая из двух элементов - гена тимидилат синтетазы thyA и сильного промотора, например, гена ксилозоизомеразы xylA. Введение дополнительных элементов в хромосому осуществляется с помощью термочувствительной плазмиды pBT2 (Bruckner R., 1993), несущей конструкцию для интеграции. Конструкцию для интеграции синтезируют с использованием ПЦР и клонируют в плазмиде pBT2 с образованием плазмиды pInt. Далее модифицируемый штамм трансформируют плазмидой pInt и проводят селекцию на среде GS без тимидина с хлорамфениколом, т.е. отбираются штаммы, в которых прошла трансформация. После этого плазмиду удаляют с помощью теплового шока, а штамм проверяют на способность расти на среде GS с тимидином и на чувствительность к хлорамфениколу. Таким образом, мутантный штамм приобретает ген thyA и способность расти на среде GS без тимидина, а ген Y оказывается под контролем сильного регулирующего промотора, например, промотора гена xylA.
Выключение гена проводится подобным образом, за исключением того, что с помощью ПЦР синтезируют и клонируют в pBT2 фрагмент, содержащий левый и правый фланги выключаемого гена, между которыми встроен маркер thyA.
Определение генетических детерминантов декарбоксилаз аминокислот
Любое свойство, проявляемое микроорганизмом, является следствием активности определенного гена или группы генов, входящих в геном этого штамма. Определение генов, ответственных за проявление того или иного технологического свойства, является отдельным этапом в конструировании промышленно-ценных микроорганизмов.
Методом ПЦР у тирамин-позитивных штаммов L. sakei 101, 103, 105 были найдены tdc гены (рис. 12), кодирующие тирозиндекарбоксилазную активность. На картине электрофореза показаны tdc гены штаммов L. sakei 101, 103, 105 при разных температурах отжига праймеров. Размер tdc гена для этих штаммов составляет 1866 п.н. (Национальный центр биотехнологической информации, NCBI, США, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/). В связи с тем, что выбранные универсальные праймеры для всего вида L. sakei не захватывают всю рамку считывания, для L. sakei 101, 103, 105 были получены фрагменты размером 846 п.н. (крайние точки отжига - 1193 и 347 п.н.).
Рис. 12. Картина электрофореза тирозиндекарбоксилазных генов tdc у тирамин-позитивных штаммов Lactobacillus sakei 101, 103, 105
Обозначения: М - маркер GeneRuler™ 1 kb DNA Ladder, 1 - L. sakei 101, 2 - L. sakei 103, 3 - L. sakei 105 при температурах отжига 48, 50 и 52 °C
Создание методами генной инженерии штаммов с выключенной декарбоксилазной активностью (см. Схема получения делеции участка ДНК, кодирующего ген Y) позволит получать промышленно-ценные микроорганизмы с оптимальными технологическими параметрами, но не способные продуцировать биогенные амины и, тем самым, безопасные для здоровья потребителя.
Генетика продуцирования бактериоцинов
Синтез бактериоцинов с высокой киллерной активностью и широким спектром ингибирования микроорганизмов порчи был обнаружен у видов P. pentosaceus и P. acidilactici (Ped+ штаммы). В большинстве случаев локализация генов, кодирующих синтез педиоцинов, является плазмидной. В связи с этим у Ped+ штаммов получены данные по плазмидному профилю, и определены размеры плазмид (рис. 13). У штаммов P. acidilactici 27 и P. acidilactici 38 было найдено по одной плазмиде размером примерно 11 т.п.н., у штаммов P. pentosaceus 23, 28, 55 плазмид обнаружено не было. По размеру плазмиды, найденные у бактериоцин-синтезирующих штаммов P. acidilactici 27 и 38, являются крупными, и, как показал анализ литературных источников, именно на таких плазмидах локализованы гены, кодирующие синтез бактериоцинов. В случае штаммов P. pentosaceus 23, 28, 55 можно говорить о хромосомной локализации генов, ответственных за синтез бактериоцинов.
Для подтверждения плазмидной локализации детерминантов синтеза бактериоцинов у штаммов P. acidilactici 27 и 38 была проведена элиминация плазмид с новобиоцином и акридиновым оранжевым. После элиминации плазмид педиококки выращивали на среде с индикаторным штаммом S. epidermidis B-8933 и учитывали наличие или отсутствие зон задержки роста индикаторного штамма вокруг колоний педиококков (Ped+/Ped-). Колонии без зон задержки роста проверяли на отсутствие плазмид (Ped-).
Рис. 13. Плазмидный профиль Ped+ Рис. 14. Плазмидный профиль Ped+ и Ped-
M - плазмида pBRG1310 размером 12330 п.н., M - маркер GeneRuler™ 1 kb DNA Ladder;
1 - P. pentosaceus 55; 2 - P. pentosaceus 23; 1 - P. acidilactici 27 (Ped+); 2 - P. acidilactici 38 (Ped+); 3 - P. acidilactici 27; 4 - P. pentosaceus 28; 3 - P. acidilactici 27 (Ped-); 4 - P. acidilactici 38 (Ped-). 5 - P. acidilactici 38;
S - суперскрученная форма плазмиды, L - линейная, C - кольцевая.
На картине электрофореза (рис. 14) видно, что Ped+ штаммы содержат плазмиду размером 11 т.п.н., в то время как Ped- штаммы плазмид не имеют. Таким образом, методом элиминирования плазмид, была установлена плазмидная локализация генов, кодирующих синтез бактериоцинов у штаммов P. acidilactici 27 и P. acidilactici 38.
Сверхпродукцию бактериоцинов, детерминируемых генами плазмиды, предлагается получать повышением копийности этих генов в результате мутации плазмид по функции репликации. В случае хромосомной локализации генов, ответственных за синтез бактериоцинов, имеет смысл помещать эти гены под контроль сильного промотора.
Гены, кодирующие глутаматдегидрогеназу. Повышение активности фермента глутаматдегидрогеназы стартовых культур позволит увеличивать количество ароматических соединений в ферментированных мясных продуктах. В связи с этим у штаммов S. carnosus 111-2 и L. plantarum 7K методом ПЦР были идентифицированы гены gdh, детерминирующие ГДГ активность (рис. 15). Методы генной инженерии, при использовании разработанной «Схемы получения суперэкспресии гена Y», позволят направленно улучшить свойства микроорганизмов для получения регулируемой суперэкспресии гена gdh фермента глутаматдегидрогеназы.
Определение генетических детерминантов супероксиддисмутазы. Для мясной промышленности важно селекционировать стартовые культуры, устойчивые к окислительному стрессу. Поэтому у штамма, представителя каждого вида, был выделен ген, кодирующий фермент СОД (рис. 16). У штаммов L. curvatus 2, L. plantarum 7К, L. sakei 104 и L. casei 10 был найден ген sodA размером 454 п.н., у S. carnosus 108 и S. xylosus 45 размер гена sodA составил 503 п.н. У штаммов, относящихся к видам Pediococcus spp., гена sodA, ответственного за синтез фермента супероксиддисмутазы, обнаружено не было. Изменение активности экспрессии генов sodA, кодирующих фермент СОД, при использовании разработанной «Схемы получения суперэкспресии гена Y», позволит не только получать устойчивые к окислительному стрессу штаммы, но и создавать промышленно-ценные микроорганизмы, способные замедлять окислительную порчу мясопродуктов.
Рис. 15. Картина электрофореза глутаматдегидрогеназных генов gdh
Обозначения: L. plantarum 7К - 1347 п.н. (температура отжига праймеров 55 °С и 57 °С), S. carnosus 111-2 - 1245 п.н. (температура отжига праймеров 49 °С и 51 °С), М - маркер GeneRuler™ 1 kb DNA Ladder
Рис. 16. Картина электрофореза супероксиддисмутазных генов
Обозначение: 1 - L. curvatus 2, 2 - L. plantarum 7К, 3 - L. sakei 104, 4 - L. casei 10, 5 - S. carnosus 108, 6 - S. xylosus 45, M - маркер GeneRuler™ 1 kb DNA Ladder
Глава 8. Методология создания бактериальных препаратов на основе стартовых культур по совокупности их функциональных свойств
Изучение возможности совместного использования микроорганизмов различных видов в бактериальных препаратах
В основном в промышленности применяют многоштаммовые бактериальные препараты, поэтому задача отбора микроорганизмов состоит не только в выборе оптимальных по функциональным свойствам для конкретного продукта штаммов, но также штаммов, обладающих взаимной совместимостью. В связи с этим была изучена способность к совместному росту и размножению выделенных штаммов молочнокислых микроорганизмов, стафилококков, а также дрожжей и мицелиальных грибов.
На примере штаммов, относящихся к видам L. plantarum, L. casei, S. carnosus, P. acidilactici, P. pentosaceus было показано отсутствие антагонизма между этими микроорганизмами методом перпендикулярных штрихов. На снимках видно, что при одновременном культивировании исследуемых штаммов друг с другом негативного влияния на их морфологию и рост обнаружено не было (рис. 17 (а) и (б)).
а) б) в)
Рис. 17. Совместный рост штаммов
а) L. plantarum B-2663, L. plantarum B-8899, S. carnosus B-8953, б) P. acidilactici В-8902, P. pentosaceus В-8888 и L. casei В-8890, в) L. plantarum B-2663, L. plantarum В-1618, L. plantarum В-8654.
На рис. 17 (в) видны зоны антагонизма между микроорганизмами одного вида L. plantarum. Штаммы по кислотообразованию близки друг к другу, активная кислотность L. plantarum B-2663 составляет 65 °Т, L. plantarum В-1618 - 79 °Т, L. plantarum В-8654 - 73 °Т, поэтому объяснить антагонизм продуцированием молочной кислоты нельзя. В данном случае можно говорить о синтезе бактериоцинов штаммом L. plantarum B-2663, подавляющих рост микроорганизмов гомологичного вида.
Были изучены взаимоотношения между дрожжами видов D. hansenii, D. vanriji, D. polymorphus и мицелиальными грибами вида P. camembertii, которые также не показали антагонизма.
Применение ДНК-фингерпринта для паспортизации промышленно-ценных микроорганизмов
Для паспортизации промышленных микроорганизмов был проведен ДНК-фингерпринт (геномная дактилоскопия), который используется для идентификации штаммов на таксономическом уровне до штамма. Данный уровень идентификации зависит от выбора штаммоспецифичных праймеров. Идентификация на уровне штамма позволяет точно говорить, что данный штамм, используемый в промышленности, идентичен той культуре, которая была депонирована или же запатентована, разрешена к использованию в пищевой промышленности и будет проявлять нужные в технологическом процессе свойства. ДНК-фингерпринт позволяет обезопасить производство и оградить автора данной культуры от незаконного ее использования.
Создание программы с базой данных функциональных свойств стартовых культур
Полный целенаправленный отбор микроорганизмов для бактериальных препаратов при наличии большого числа коллекционных культур возможен лишь при использовании вычислительной техники. Компьютерная техника позволяет быстро, с учетом заданных параметров, произвести выбор штаммов, оптимальных для определенных условий производства. В связи с этим была создана программа с базой данных функциональных свойств стартовых культур. Программа имеет иерархическую структуру и позволяет производить ранжирование, статистическую обработку, расчет и оценку по количественным критериям. Очень важно, что эта программа способна выстраивать штаммы в порядке приоритета.
Система «База данных микроорганизмов» написана на языке Java и выполняется в среде исполнения JRE версии 5.0 или выше. Для хранения данных используется единый файл «micro.db», создаваемый при необходимости в рабочем каталоге системы. Система является переносимой и способна выполняться на всех поддерживаемых JRE ОС. Тестировалась система на ОС Windows XP и Mac OS X 10.4.
Интерфейс системы построен в виде экранных форм и диалоговых окон, в которых выполняется вся работа по выборке данных и внесению новых данных в базу данных. На главной форме программы расположено главное меню, позволяющее обращаться к другим формам, и область статистики, где выводится количество зарегистрированных в базе данных сущностей. Внутреннее представление данных выполнено в виде реляционных таблиц (рис. 18).
Результаты исследований позволили разработать методологию создания функциональных бактериальных препаратов, представленную на рис. 19.
Рис. 18. Структура реляционной базы данных
Рис. 19. Методология создания функциональных бактериальных препаратов
Глава 9. Оценка эффективности влияния стартовых культур на качественные характеристики модельных мясных систем и готовых мясных продуктов
При проведении оценки эффективности было уделено внимание получению продуктов не только традиционными методами, но и с привлечением нестандартного мясного сырья, биотрансформированного стартовыми культурами, которое, в силу своих качественных особенностей, не может быть использовано в нативном виде. Было изучено влияние стартовых культур на изменение характеристик мясного сырья, в том числе нестандартного, а также мясных продуктов.
Цветообразование и снижение остаточного нитрита натрия
Оценку эффективности бактериального препарата «Биоцвет», в состав которого входит штамм S. carnosus LIA-96, в отношении цветообразования и снижения остаточного нитрита натрия, проводили с использованием модельной фаршевой системы, состоящей из фарша (говядина + свинина, 1 : 2), глюкозы (2%), MgSO4 (0,00035%) и нитрита натрия до конечной концентрации 3, 5 и 7,5 мг на 100 г фарша. В качестве контроля использовали штамм S. carnosus B-8953. В обоих случаях количество КОЕ составило 2Ч109 на 100 г фарша. Образцы выдерживали в анаэростате при 24 °С, пробы отбирали через равные промежутки времени. Динамика изменения концентрации нитрита натрия с использованием в качестве стартовой культуры штамма-продуцента S. carnosus LIA-96 и исходного штамма S. carnosus B-8953 при введении нитрита натрия 3, 5 и 7,5 мг на 100 г, показана на рис. 20-22, соответственно. Во всех образцах, в которые был внесен штамм S. carnosus B-8953, за 18 ч ферментации не произошло полного восстановления нитрита, а при внесении в образцы штамма S. carnosus LIA-96 нитрит не обнаруживался через 6 ч при его введении 3 мг/100 г фарша; через 10 ч - 5 мг/100 г и через 14 ч - 7,5 мг/100 г. В случае со штаммом S. carnosus B-8953 при повышении концентрации нитрита натрия происходила задержка начала активного восстановления ионов нитрита, в случае применения штамма S. carnosus LIA-96 данного явления не наблюдалось. Это связано с разной регуляцией активности nir-оперона промоторами этих штаммов. Поскольку у штамма S. carnosus LIA-96 сила промотора Pgap выше, происходило более быстрое накопление белкового продукта nir-оперона и последующее активное восстановление токсичного для микробной клетки нитрита. В случае же промотора Pnir у штамма S. carnosus B-8953 происходила постепенная активизация синтеза белка nir-опероном, а, следовательно, задержка начала активного роста бактерий.
Рис. 20. Утилизация нитрита натрия штаммами S. carnosus LIA-96 и S. carnosus B-8953 в фаршевой системе при введении нитрита натрия 3 мг на 100 г продукта
Рис. 21. Утилизация нитрита натрия штаммами S. carnosus LIA-96 и S. carnosus B-8953 в фаршевой системе при введении нитрита натрия 5 мг на 100 г продукта
Рис. 22. Утилизация нитрита натрия штаммами S. carnosus LIA-96 и S. carnosus B-8953 в фаршевой системе при введении нитрита натрия 7,5 мг на 100 г продукта
Далее было проведено исследование нитритредуктазной активности бактериального препарата «Биоцвет» при получении готового мясного продукта на примере вареной колбасы. В качестве контроля была взята вареная колбаса «Молочная» первого сорта (ГОСТ Р 52196) - образец № 1. Опытные образцы (2-й, 3-й и 4-й) были приготовлены следующим образом: после измельчения мяса на волчке к фаршу добавляли NaCl, нитрит натрия в концентрации 3, 5 и 7,5 мг на 100 г сырья, соответственно, и бактериальный препарат «Биоцвет» в количестве 100 г/100 кг сырья. Мясное сырье размером 2-6 мм выдерживали при 12 °С в течение 24 ч в вакуумной мешалке. Дальнейший процесс осуществлялся в соответствии с технологической схемой контроля.
Определение содержания остаточного нитрита натрия показало отсутствие ионов нитрита (точность измерения ±0,0001%) в опытных образцах (№ 2, 3, 4) по сравнению с контрольным (№ 1). Эти данные находятся в обратной зависимости с результатами опытов по определению содержания нитрозопигментов: образцы без остаточного нитрита отличались более высоким содержанием нитрозопигментов по сравнению с контрольным (табл. 6).
Таблица 6
Химические показатели образцов вареных колбас
Наименование показателей |
Готовый продукт |
||||
Образец № 1 контроль 0,0075% NaNO2 |
Образец № 2 «Биоцвет» + 0,0075% NaNO2 |
Образец № 3 «Биоцвет» + 0,005% NaNO2 |
Образец № 4 «Биоцвет»+ 0,003% NaNO2 |
||
Массовая доля влаги, %, не более |
65,80±0,54 |
66,10±0,52 |
65,70±0,49 |
67,70±0,51 |
|
Массовая доля нитрита натрия, % |
0,0048±0,0002 |
±0,0001 |
±0,0001 |
±0,0001 |
|
Количество нитрозопигментов, % |
68,150,47 |
79,430,47 |
77,380,63 |
68,870,66 |
|
ТБЧ |
0,0920,001 |
0,0890,001 |
0,0930,001 |
0,0900,001 |
|
Кислотное число, мг КОН |
0,92160,0012 |
0,91880,0014 |
0,90620,0012 |
0,91380,0015 |
|
Пероксидное число, %J2 |
0,00620,0003 |
0,00610,0003 |
0,00620,0003 |
0,00650,0004 |
Изучение пероксидных, тиобарбитуровых и кислотных чисел на 5 сут хранения показало, что характер изменения липидной фракции опытных образцов вареных колбас практически не отличался от контрольного образца. Следует, что использование бактериального препарата «Биоцвет» в технологии вареных колбас с одновременным снижением уровня вводимого нитрита натрия не ухудшает устойчивость продукта к окислительным процессам, происходящих в готовом продукте в течение 5 сут хранения. Дегустационной комиссией было отмечено, что образцы № 3 и № 4, приготовленные с низким содержанием нитрита натрия, не только не уступали, а даже превосходили по интенсивности окраски на срезе батона контрольный образец (№ 1). Также было отмечено, что аромат и вкус опытных колбасных изделий не отличался от контрольного образца. Санитарно-гигиенические показатели опытных образцов вареных колбас соответствовали требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01. Это свидетельствует о том, что введение бактериального препарата «Биоцвет» не влияет на сроки хранения готового продукта.
Полученные данные говорят о возможном снижении уровня вводимого нитрита натрия в вареные колбасные изделия с 0,0075% до значения 0,003% при одновременном введении в рецептуру бактериального препарата «Биоцвет», в состав которого входит штамм S. carnosus LIA-96. При этом достигается полное восстановление ионов нитрита в готовом мясном продукте без ухудшения его качества. Применение бактериального препарата «Биоцвет» позволит исключить возможный риск для здоровья человека, связанный с употреблением мясных продуктов, приготовленных с добавлением нитрита натрия. Перспективным является применение данного бактериального препарата в технологиях других мясных изделиях, в рецептуру которых входит нитрит натрия.
Комплексное исследование возможности использования биотрансформированного сырья в качестве белкового композита при производстве мясных продуктов
Биотрансформация сельскохозяйственного сырья позволяет расширить ресурсные возможности за счет более глубокой и комплексной его переработки, а также вовлечь неиспользованные отходы в качестве источника белка для получения продуктов питания. Схема биотрансформации представлена на рис. 23.
Рис. 23. Схема биотрансформации мясного сырья
Ароматообразование
Проведено исследование влияния бактериального препарата «Аромалакт» на ароматообразование биотрансформированных субпродуктов (легкое+селезенка). Образец № 2 - биотрансформация в течение 24 ч, образец № 3 - в течение 48 ч. В контрольный образец № 1 бактериальный препарат не вносили.
Состав летучих компонентов в образцах был исследован методом газовой хроматографии, в результате которой было получено 73 пика, большинство из которых было идентифицировано. Основные летучие компоненты представлены в табл. 7.
Таблица 7
Основные летучие компоненты в образцах
№ пика |
Соединение |
Содержание в образце, мкг/мл |
|||
Образец № 1 |
Образец № 2 |
Образец № 3 |
|||
1 |
Пропаналь |
120±6 |
653±15 |
715±28 |
|
2 |
2-Метилпропаналь |
120±6 |
237±9 |
212±7 |
|
3 |
2-Бутанон |
56±3 |
138±5 |
185±8 |
|
4 |
Бутаналь |
76±4 |
67±3 |
58±2 |
|
5 |
Диацетил |
226±11 |
247±8 |
253±11 |
|
6 |
2-Метилбутаналь |
89±4 |
125±5 |
137±4 |
|
7 |
Изо-бутанол |
32±2 |
133±6 |
191±7 |
|
8 |
2-Бутеналь |
278±14 |
289±11 |
315±13 |
|
9 |
Пентаналь |
58±3 |
192±7 |
247±9 |
|
13 |
2-Пентеналь |
39±2 |
48±2 |
56±2 |
|
22 |
2-Гептеналь |
27±1 |
89±3 |
143±5 |
|
23 |
Метиональ |
- |
15±0,5 |
17±0,5 |
|
35 |
б-Терпинен |
432±22 |
583±17 |
723±21 |
|
42 |
Дипропилдисульфид |
32±2 |
140±5 |
156±7 |
|
54 |
Гераниол |
395±20 |
417±14 |
433±11 |
|
60 |
Терпенилацетат |
151±8 |
207±9 |
240±8 |
Из таблицы видно, что во время биотрансформации происходит увеличение альдегидов, спиртов, сульфидов, эфиров. Первый образец, в отличие от второго и третьего, не содержит малолетучие соединения с индексами удерживания более 1800 (время удерживания больше 25 мин). В этой области могут присутствовать свободные жирные кислоты и их метиловые эфиры.
Доминирующая роль в формировании аромата мясных продуктов принадлежит ферментации жиров, в процессе которого образуются ди- и моноглицериды, летучие жирные кислоты (уксусная, масляная, капроновая и др.) и продукты их распада (альдегиды, кетоны, метилкетоны, эфиры, спирты). Эти соединения формируют ароматический букет, позволяя нивелировать специфический запах субпродуктов. Такое сырье можно рекомендовать к использованию в технологиях вареных, в/к, п/к колбасных изделий, паштетов и мясных полуфабрикатов в качестве белкового композита.
Определение аминокислотного состава биотрансформированного сырья
Были проведены исследования изменения аминокислотного состава вторичного мясного сырья в результате ферментативных активностей стартовых культур, входящих в бактериальный препарат «Аромалакт».
Результаты проведенных исследований показали, что стартовые культуры, используемые в процессе биотрансформации, обладают протеиназной и пептидазной активностью. Белок, под действием протеиназ, расщепляется на определенное количество пептидов. Завершают гидролиз белков пептидазы, проявляющие различную специфичность, которые катализируют гидролиз пептидов до свободных аминокислот.
Таким образом, образуется большое количество конечных продуктов, таких как пептиды и свободные аминокислоты, чьи концентрация и состав коррелируют со специфическими вкусовыми признаками. Также известно, что свободные аминокислоты являются предшественниками некоторых летучих соединений, которые являются составными частями аромата.
Результаты аминокислотного анализа представлены в виде диаграммы на рис. 24. Анализ полученных данных показывает, что может быть выделена группа аминокислот (Asp, Thr, Ser, Pro, Leu, Orn, Lys, His), для которых наблюдается изменение их содержания в образцах. Величина этих изменений, по минимальной оценке, находится в диапазоне от 2 до 13 % (в среднем около 7%). Исключение составляет орнитин, содержание которого увеличивается в ходе ферментации в 6,4 раза за 24 ч и в 8,8 раза за 48 ч.
Отмечено снижение содержания глутаминовой кислоты в процессе биотрансформации. Глутаминовая кислота под влиянием фермента глутаматдегидрогеназы стартовых культур переходит в б-кетоглутарат, который является акцептором аминогрупп ароматических аминокислот, аминокислот с разветвленной цепью и метионина, в результате чего происходит образование ароматических соединений.
Полученные данные по аминокислотному составу и биологической ценности свидетельствуют о превалировании в исследованных образцах соединительнотканных белков, которые, как хорошо известно, лимитированы по триптофану и ароматическим аминокислотам. Тем не менее, направленное действие штаммов позволяет модифицировать структуру белков в составе композиции из тканей легкого и селезенки в заданном направлении.
В ходе проведения комплексного исследования химического состава, пищевой ценности и органолептических показателей определена возможность использования биотрансформированного сырья в качестве белкового композита в технологии вареных колбас и паштетов. Установлен рациональный уровень замены основного сырья на белковый композит: в технологии вареных колбас - 20%; при производстве мясных паштетов - 25%, где экономия основного сырья составила 7120 руб. и 5290 руб. на 1 т готовой продукции, соответственно.
Рис. 24. Относительное содержание аминокислот в образцах
Снижение уровня биогенных аминов в ферментированных колбасах
Одну из ключевых ролей в накоплении биогенных аминов играет качество исходного мясного сырья. Однако другие переменные, такие как рН, aw, окислительно-восстановительный потенциал, концентрация NaCl, компоненты, входящие в рецептуру, а также режимы технологического процесса могут значительно влиять на образование биогенных аминов в колбасах. Для предотвращения накопления БА необходимо, чтобы стартовые культуры не продуцировали БА и подавляли рост амино-позитивной микрофлоры. Для определения способности снижать БА в мясных продуктах бактериальным препаратом «Биосейф» были выработаны 3 партии с/к колбасы «Премьера» по 100 кг (1 - контроль, без стартовых культур, 2 - с импортным бактериальным препаратом, 3 - с б/п «Биосейф»). Осадка и копчение с/к колбасы осуществлялось в климокамере по режимам, указанным в табл. 8.
Таблица 8
Режимы осадки и копчения с/к колбасы
Этап |
Время созревания, ч |
Температура, °С |
Относительная влажность, % |
Продолжительность подачи дыма, ч |
|
1 2 3 4 5 |
6-12 12-14 24 12-14 24 12-14 6 12 |
24 22-24 22 22 20 18 18 16 |
86 94-96 92 90-92 88-90 84-86 84 82 |
- - 0,5 - 3 - 3 (с интервалом в четыре часа) |
Сушку осуществляли в течение первых 4 сут при температуре 16 °С, относительной влажности воздуха ц=(83+1)%, скорости движения воздуха х=0,1 м/с, затем в течение 16 сут при температуре 11-12 °С, относительной влажности воздуха ц=(72+2)%, скорости движения воздуха х=0,05-0,1 м/с.
Бактериальный препарат вносился в количестве 25 г/100 кг сырья. БА (гистамин, тирамин, путресцин, кадаверин) были определены в исходном сырье, а также во время технологического процесса и хранения (16 недель) (диаграммы на рис. 25-29).
Рис. 25. Диаграмма изменения содержания в образцах гистамина
Рис. 26. Диаграмма изменения содержания в образцах тирамина
Рис. 27. Диаграмма изменения содержания в образцах путресцина
Рис. 28. Диаграмма изменения содержания в образцах кадаверина
Внесение стартовых культур значительно снижает уровень БА по сравнению с контролем (надо отметить благополучное гигиеническое состояние исходного сырья). Как уже было сказано ранее, отсутствие высокой декарбоксилазной активности у стартовых культур является важным критерием для зарубежных производителей. В нашем случае бактериальный препарат «Биосейф» был составлен из микроорганизмов, обладающих аминоксидазной активностью, и показал свою высокую эффективность в плане снижения количества БА в мясном продукте, как за счет разрушения БА, так и за счет подавления нежелательной амино-позитивной микрофлоры. Так, количество гистамина и кадаверина было очень низким, а количество тирамина и путресцина не превышало 100 мг/кг, в то время как в контроле уровень тирамина и путресцина был высоким - 450 мг/кг и 835 мг/кг, соответственно.
Предотвращение окислительной порчи б/п «Лактомикс»
Для исследования влияния бактериального препарата «Лактомикс» на окислительные процессы, происходящие в мясном продукте при хранении, была разработана технология мясного продукта - купаты «Из птицы» с использованием мяса птицы механической обвалки, которое отличается по внешнему виду, химическому составу и микробиологическим показателям от мяса ручной обвалки. Оно представляет собой мелкоизмельченную массу и характеризуется повышенным содержание липидов, ПНЖК, гемовых компонентов и железа; высоким значение рН; большой площадью контакта поверхности мясной массы с кислородом воздуха и значительным содержанием воздушных включений. Эти факторы способствуют развитию окисления липидов и изменению цвета мяса птицы механической обвалки. Кроме того, мясо механической обвалки - хорошая питательная среда для роста микроорганизмов.
Были выработаны две партии купат: образец № 1 (контроль), без внесения б/п; образец № 2 (опыт) - был внесен бактериальный препарат «Лактомикс». Образцы хранили при температуре 4 °С и относительной влажности 80% в течение 4 сут. Интенсивность развития окислительных процессов в фарше была изучена по накоплению первичных и вторичных продуктов окисления в процессе хранения: были определены рН, кислотное, пероксидное, тиобарбитуровое числа (табл. 9).
Таблица 9
Влияния препарата «Лактомикс» на окислительные процессы в купатах «Из птицы»
Образцы |
Продолжительность хранения, ч |
||||
0 |
24 |
48 |
96 |
||
рН |
|||||
Образец № 1 (контроль) |
7,00±0,35 |
6,85±0,34 |
6,73±0,33 |
6,58±0,31 |
|
Образец № 2 (опыт) |
7,01±0,35 |
6,74±0,32 |
6,56±0,32 |
5,42±0,26 |
|
Пероксидное число ПЧ, %J |
|||||
Образец № 1 (контроль) |
0,0016±0,0001 |
0,0107±0,0003 |
0,0139±0,0005 |
0,0171±0,0006 |
|
Образец № 2 (опыт) |
0,0016±0,0001 |
0,0044±0,0002 |
0,0076±0,0003 |
0,0114±0,0005 |
|
Кислотное число КЧ, мг КОН |
|||||
Образец № 1 (контроль) |
0,064±0,003 |
0,224±0,010 |
0,374±0,015 |
0,112±0,003 |
|
Образец № 2 (опыт) |
0,064±0,003 |
0,187±0,009 |
0,299±0,014 |
0,094±0,002 |
|
Тиобарбитуровое число, ОП532 |
|||||
Образец № 1 (контроль) |
0,101±0,005 |
0,265±0,012 |
0,371±0,017 |
0,623±0,027 |
|
Образец № 2 (опыт) |
0,101±0,005 |
0,158±0,006 |
0,199±0,009 |
0,445±0,021 |
Обозначения: образец № 1 (контроль) - без внесения бактериального препарата; образец № 2 (опыт) - с внесением бактериального препарата
Как видно из табл. 9 рН опытного образца почти на единицу ниже контрольного. Кислотное число на 4 сут хранения в опытном образце, по сравнению с контрольным, снизилось на 20%, а содержание первичных и вторичных продуктов окисления к этому же периоду в опытном образце - на 33% и 28% соответственно ниже, чем в контрольном. Бактериологическое исследование проводили на 4 сут хранения продукта. Результаты микробиологического анализа соответствовали требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01, индекс 1.1.9.3. Дополнительно определили количество молочнокислых микроорганизмов в 1 г продукта, которое составило 108 КОЕ/г.
Результаты проведенных анализов показали, что бактериальный препарат «Лактомикс», замедляет развитие окислительных процессов в фарше и снижает содержание продуктов окисления. Кроме того, его применение способствует улучшению органолептических и микробиологических показателей. Таким образом, внесение рекомендуемого бактериального препарата повышает качество и безопасность производимого продукта. По результатам исследований была разработана техническая документация на «Полуфабрикаты мясные рубленые с бактериальным препаратом Лактомикс», ТУ 9214- 350-23476484-08.
Таким образом, установлено, что разработанные бактериальные препараты эффективны в выбранном направлении и конкурентоспособны (общая оценочная стоимость импортируемых бактериальных препаратов составляет порядка 50 млн. руб. в год и имеет тенденцию к увеличению). Они являются надежной и безопасной альтернативой специальным искусственным добавкам и консервантам. Бактериальные препараты рекомендуются к использованию, как в новых разработанных технологиях, так и в традиционных технологиях колбас и деликатесной мясной продукции, не требующих изменений, и позволяют получить продукты с заданным комплексом качественных характеристик и гарантированным уровнем безопасности.
Рекомендации к использованию бактериальных препаратов в мясной промышленности и их практическая реализация представлены в табл. 10.
Таблица 10
Рекомендации к использованию бактериальных препаратов в мясной промышленности
Наименование бакпрепарата |
Практическая реализация |
|
Экспериментально-промышленный выпуск бактериальных препаратов осуществлялся на производственных мощностях экспериментального участка ГНУ ВНИМИ Россельхозакадемии |
||
Бактериальный препарат «Биоцвет» ТУ 9229-047-02068640-07 |
Для цветообразования и снижения остаточного нитрита натрия. При посоле мясного сырья в вакуум-мешалках непрерывного действия при температуре 8-12 °С. Продолжительность выдержки сырья в посоле зависит от степени его и... |
Подобные документы
Характеристика и химизм молочнокислого брожения, его виды. Возбудители брожения, типичные и нетипичные молочнокислые бактерии, виды лактобактерий. Практическое применение молочнокислого брожения в народном хозяйстве, производство пищевых продуктов.
реферат [73,9 K], добавлен 04.03.2012Технологическая схема производства сырокопченых колбас. Подготовка сырья, его посол, приготовление фарша. Наполнение оболочек фаршем, осадка, копчение. Упаковывание, маркировка и хранение. Применение стартовых культур для производства сырокопченых колбас.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 11.04.2013Комбинированные пищевые продукты: общие принципы разработки продуктов питания с заданным соотношением составных частей. Разработка технологии производства комбинированных мясных продуктов с добавлением растительных компонентов (технологическая схема).
курсовая работа [55,8 K], добавлен 19.03.2011Анаэробный метаболический распад молекул питательных веществ. Использование брожения с применением определенных видов и штаммов микроорганизмов. Молочнокислые бактерии в квашеной капусте. Приготовление сыра путём плавления различных молочных продуктов.
презентация [4,1 M], добавлен 25.12.2013Краткая характеристика мясных консервов для детского питания и технологии их производства. Обоснование необходимости контроля свинца. Физико-химические основы и аппаратурное оснащение метода. Особенности метода атомно-абсорбционной спектрометрии.
курсовая работа [61,0 K], добавлен 23.04.2014Характеристика основных требований к безопасности пищевых продуктов: консервов, молочных, мучных, зерновых, мясных, рыбных, яичных продуктов. Санитарные и гигиенические требования к кулинарной обработке пищевых продуктов. Болезни пищевого происхождения.
курсовая работа [193,6 K], добавлен 20.12.2010Потребность человеческого организма в витаминах. Обеспеченность витаминами населения. Источники ликвидации дефицита витаминов в организме. Использование растительного сырья как витаминизирующего компонента в технологии производства мясных продуктов.
реферат [41,3 K], добавлен 20.02.2014Классификация мясных консервов. Генезис технологии пищевых производств. Ученые, внесшие вклад в развитие мясных производств. Технологический процесс приготовления паштета, характеристика используемого сырья и обоснование добавления инулина в рецептуру.
курсовая работа [49,8 K], добавлен 03.12.2013Изучение химического состава и определение пищевой ценности мясных товаров. Товароведная характеристика традиционного ассортимента мясных товаров и пути его совершенствования. Формирование рынка мясной продукции и организация контроля её качества.
курсовая работа [47,9 K], добавлен 14.06.2014Исследование национальных особенностей турецкой кухни, популярных пищевых продуктов, обработки и хранения пищи. Изучение технологии приготовления овощных салатов, мясных и овощных супов, вторых блюд из мясных продуктов, десертов и традиционных напитков.
реферат [25,8 K], добавлен 09.10.2012Технологический процесс производства, маркировка, правила хранения и транспортирования полуфабрикатов мясных рубленных котлет. Контроль и приемка сырья и материалов. Проведение химического анализа на определение массовой доли жира и крахмала в продукте.
курсовая работа [273,7 K], добавлен 22.04.2015Развитие и укрепление контроля за качеством и безопасностью продуктов питания. Пищевая ценность и биологическая роль жиров. Сертификация мяса, мясных продуктов и птичьих яиц. Сертификаты соответствия и ветеринарные свидетельства гигиеническое заключение.
реферат [20,9 K], добавлен 23.03.2011Общая характеристика использования красителей пищевых продуктов. Рассмотрение проблемы безопасности мясных продуктов. Анализ законодательной базы в сфере пищевых добавок. Изучение вопроса о сокращении производства синтетических и "проблемных" красителей.
реферат [19,8 K], добавлен 13.11.2015Изучение свойств комбинированных заквасок, состоящих из культур Pr. shermanii и L. acidophilus. Влияние соотношения заквасочных микроорганизмов на биохимическую активность комбинаций. Содержание жизнеспособной микрофлоры в различных соотношениях образцов.
реферат [2,1 M], добавлен 23.08.2013Ассортимент копченых рыбных товаров. Исследование особенностей состава и пищевой ценности. Классификация способов холодильной обработки мяса. Проведение экспертизы продукции из группы мясных товаров при приемке на реализацию или в процессе хранения.
контрольная работа [25,4 K], добавлен 21.02.2013Характеристика столовой как учреждения общественного питания. Особенности механической кулинарной обработки овощей, грибов, рыбы, мяса, мясных продуктов. Технология приготовления супов, соусов, мясных продуктов. Характеристика механического оборудования.
отчет по практике [74,6 K], добавлен 29.01.2011Проблемы безопасности пищевых продуктов. Модификация, денатурализация продуктов питания. Нитраты в сырье для пищевых продуктов. Характеристика токсичных элементов в сырье и готовых продуктах. Требования к санитарному состоянию сырья и пищевых производств.
курсовая работа [87,0 K], добавлен 17.10.2014Технология производства мясных изделий из свинины (корейка копчено-вареная, грудинка копчено-запеченная). Состав, питательные свойства и технология производства мороженого. Изготовление продуктов из пахты, их структурно-механические характеристики.
контрольная работа [34,2 K], добавлен 29.06.2015Мясо, состав и пищевая ценность. Определение концентрации пикриновой кислоты. Подготовка пробы к анализу. Определение содержания креатина и креатинина в образцах сырого мяса животных. Зависимость абсорбционности креатинин-пикратного комплекса от времени.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 18.10.2013Обработка крахмалосодержащих продуктов, их изменение в процессе приготовления кулинарных изделий. Производство полуфабрикатов из рубленного мяса. Ассортимент, требования к качеству. Приготовление супов-пюре из овощей, круп, бобовых и мясных продуктов.
контрольная работа [408,5 K], добавлен 27.10.2009