Исследована способность перспективного штамма молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum 131 к ферментированию мясного сырья с повышенным содержанием соединительной ткани, применительно к технологии сырокопченых и сыровяленых колбас. Установлено, что использование штамма Lactobacillus plantarum 131 позволяет эффективно воздействовать на структурные компоненты говядины второго сорта. В процессе ферментации штамм показал хорошую выживаемость и способность к росту на контрольных и опытных образцах ферментированных колбас, была выявлена способность к интенсивному кислотообразованию, а также исследуемый штамм проявил высокую протеолитическую активность, подтвержденную физико-химическими исследованиями и анализом текстурного профиля. По результатам исследования штамм Lactobacillus plantarum 131 может быть рекомендован для использования в качестве стартовой культуры для ферментирования сырья с повышенным содержанием соединительной ткани, при составлении микробных композиций в качестве источника протеаз.
1. Введение
Колбасные изделия, в том числе и ферментированные колбасы, являются одним из древнейших видов кулинарной продукции. Традиционные для каждого региона мясные изделия отражают такие особенности региона производства, как доступность сырья, климатические условия, а также культурные и религиозные особенности.
Если рассматривать ферментированные мясопродукты, их количество превышает несколько десятков, а с учетом локальных разновидностей — сотни наименований. Данные виды мясопродуктов различаются видом сырья, способом измельчения, а также длительностью и условиями созревания
[1]
В настоящее время технологический процесс производства ферментированных мясопродуктов достаточно хорошо изучен и имеется значительная теоретическая база, дающая представление о физико-химических, биохимических и микробиологических процессах, протекающих в мясном сырье в процессе ферментации, копчения, созревания и сушки
[2]
Производство сырокопченых и сыровяленых мясных продуктов относится к числу наиболее трудоемких технологических процессов, обусловленных спецификой обработки мясного сырья, не подвергающегося термической обработке
[3][4]
При традиционном способе производства ферментированных колбас создаются условия, благоприятствующие селективному росту адаптированной микрофлоры. Ранее использовался технологический прием, когда в рецептуру фарша вносилась порция предварительно ферментированного мяса, что позволяло получить продукты с лучшей консистенцией и другими органолептическими показателями. Логическим развитием этой практики стало использование отдельных штаммов молочнокислых микроорганизмов, что впервые было показано на примере микроорганизмов рода
[5][6]
Специфический вкус и аромат ферментированных мясопродуктов, а также их консистенция является результатом целенаправленных изменений в мясном сырье под действием ферментов мышечной ткани, микроорганизмов (автохтонной микрофлоры или микрофлоры стартовых культур), инициируемые рецептурными ингредиентами (соль, специи) и условиями окружающей среды в процессе созревания и сушки
[7][8]
К сырью для производства ферментированных мясных продуктов предъявляется ряд требований, связанных с санитарным состоянием мясного сырья, типом холодильной обработки, а также с морфологическим составом тканей, в частности, содержанием соединительной ткани
[9][10][11]
Вовлечение в технологический процесс сырья с большим содержанием соединительной ткани позволило бы значительно снизить себестоимость готового продукта, а также расширить сырьевую базу для производства ферментированных мясопродуктов.
Однако использование сырья с повышенным содержанием соединительной ткани значительно ухудшает сенсорные характеристики готового продукта. Решению данной задачи может способствовать использование штаммов молочнокислых микроорганизмов, обладающих высокой протеолитической активностью, в качестве стартовых культур
[12]
Целью данного исследования являлось изучение влияния штамма молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum, обладающего протеолитическим потенциалом, на свойства мясного сырья с повышенным содержанием соединительной ткани с перспективой его использования при производстве ферментированных колбас.
2. Методы и принципы исследования
В качестве объектов исследования использовалось мясное сырье — говядина высшего сорта с содержанием соединительной ткани 3–4% (образец 1), а также говядина 2 сорта с содержанием соединительной ткани 10% (образец 2). Мясное сырье было получено в результате жиловки спинной части туши для высшего сорта и лопаточной части туши для второго сорта
[13]
Для воздействия на мясное сырье был выбран штамм
Штамм
[14]
В качестве образца для сравнения была выбрана коммерческая закваска на основе штамма
Для оценки технологических и текстурных показателей в подготовленное мясное сырье вносились закваски в дозировке 0,05%, фарши набивались в фиброузную оболочку.
Полученные образцы колбас подвергались осадке и сушке при температуре 12±2 °С и влажности воздуха 75±0,1% в течение 20 суток.
Микробиологические показатели определяли согласно методике [15], определение количества молочной кислоты проводили спектрофотометрически [16], определение рН производили в водном экстракте продукта с использованием рН метра [17].
Физико-химические показатели (содержание белка, влаги, жира) определяли методом спектроскопии в ближней инфракрасной области с использованием анализатора «ИнфраЛЮМ ФТ-12»
[18]
Анализ профиля текстуры (ТРА) образцов проводился на анализаторе текстуры «Структурометр СТ–2»
[19][20]
Все исследования проводились минимум в трех повторностях, с последующей статистической обработкой данных.
3. Результаты и обсуждение
Для оценки перспектив использования штамма L. plantarum 131 в качестве заквасочной культуры для производства ферментированных колбас нами были проведены исследования по оценке влияния молочнокислых микроорганизмов на основные показатели мясного сырья в процессе созревания и сушки. Результаты исследования представлены в таблице 1. Проводился микробиологический анализ, в ходе которого определяли количество жизнеспособных клеток в процессе ферментации. Определяли количество образующейся в процессе ферментации молочной кислоты и изменение рН, показателей, которые определяют эффективность воздействия молочнокислых микроорганизмов на сырье и возможность их использования в качестве закваски при производстве ферментированных колбас.
Изменение основных показателей ферментированных колбас при созревании и сушке
| Образцы | Показатель | Длительность эксперимента, сут | |||||
| 1 | 3 | 6 | 9 | 15 | 20 | ||
| MEATFERM SLP 1U | |||||||
| Образец 1 | рН | 6,0±0,2 | 5,3±0,2 | 5,0±0,2 | 4,8±0,2 | 4,8±0,2 | 4,7±0,2 |
| Молочная кислота, мг/г | 8,5±0,1 | 14,9±0,1 | 15,5±0,1 | 17,7±0,1 | 18,5±0,1 | 20,2±0,1 | |
| МКБ, lg КОЕ/г | 5,7±0,1 | 9,3±0,1 | 9,5±0,1 | 9,9±0,1 | 9,7±0,1 | 8,0±0,1 | |
| Белок, % | 17,94±0,3 | 18,24±0,3 | 18,67±0,3 | 18,95±0,3 | 19,45±0,3 | 20,12±0,3 | |
| Влага, % | 55,5±0,5 | 53,1±0,5 | 51,8±0,5 | 49,8±0,5 | 44,2±0,5 | 39,5±0,5 | |
| Жир, % | 18,6±0,7 | 20,1±0,7 | 22,3±0,7 | 23,2±0,7 | 28,1±0,7 | 31,4±0,7 | |
| Образец 2 | рН | 5,9±0,2 | 5,4±0,2 | 5,1±0,2 | 4,9±0,2 | 4,8±0,2 | 4,8±0,2 |
| Молочная кислота, мг/г | 8,6±0,1 | 14,8±0,1 | 15,1±0,1 | 17,4±0,1 | 18,1±0,1 | 19,8±0,1 | |
| МКБ, lg КОЕ/г | 5,8±0,1 | 9,2±0,1 | 9,4±0,1 | 9,8±0,1 | 9,8±0,1 | 8,0±0,1 | |
| Белок, % | 20,15±0,3 | 19,54±0,3 | 21,22±0,3 | 22,01±0,3 | 22,84±0,3 | 23,05±0,3 | |
| Влага, % | 59,2±0,5 | 56,8±0,5 | 51,4±0,5 | 46,7±0,5 | 44,2±0,5 | 41,3±0,5 | |
| Жир, % | 18,7±0,7 | 19,8±0,7 | 21,2±0,7 | 22,4±0,7 | 27,9±0,7 | 30,5±0,7 | |
| 131 | |||||||
| Образец 1 | рН | 5,9±0,2 | 4,9±0,2 | 4,9±0,2 | 4,7±0,2 | 4,7±0,2 | 4,6±0,2 |
| Молочная кислота, мг/г | 8,6±0,1 | 15,3±0,1 | 16,5±0,1 | 18,8±0,1 | 19,3±0,1 | 20,8±0,1 | |
| МКБ, lg КОЕ/г | 6,8±0,1 | 9,3±0,1 | 9,5±0,1 | 9,8±0,1 | 9,5±0,1 | 8,0±0,1 | |
| Белок, % | 17,55±0,3 | 17,95±0,3 | 18,22±0,3 | 18,50±0,3 | 19,11±0,3 | 20,04±0,3 | |
| Влага, % | 54,5±0,5 | 53,2±0,5 | 49,6±0,5 | 45,1±0,5 | 43,4±0,5 | 39,1±0,5 | |
| Жир, % | 18,4±0,7 | 19,5±0,7 | 22,3±0,7 | 24,5±0,7 | 26,4±0,7 | 30,8±0,7 | |
| Образец 2 | рН | 5,9±0,2 | 4,8±0,2 | 4,8±0,2 | 4,7±0,2 | 4,6±0,2 | 4,6±0,2 |
| Молочная кислота, мг/г | 8,6±0,1 | 15,5±0,1 | 16,8±0,1 | 19±0,1 | 19,6±0,1 | 21,5±0,1 | |
| МКБ, lg КОЕ/г | 7,1±0,1 | 9,4±0,1 | 9,6±0,1 | 9,9±0,1 | 9,4±0,1 | 7,9±0,1 | |
| Белок, % | 20,20±0,3 | 20,85±0,3 | 21,05±0,3 | 21,37±0,3 | 21,86±0,3 | 22,13±0,3 | |
| Влага, % | 59,0±0,5 | 54,3±0,5 | 50,22±0,5 | 46,4±0,5 | 43,8±0,5 | 39,9±0,5 | |
| Жир, % | 18,3±0,7 | 21,1±0,7 | 23,8±0,7 | 25,4±0,7 | 27,8±0,7 | 31,2±0,7 |
Штамм
В процессе ферментации было отмечено снижение рН и накопление молочной кислоты, причем наблюдаемые изменения были более выражены для штамма
[21]
Оценка физико-химических показателей образцов продукции в процессе сушки показала, что оба штамма молочнокислых бактерий эффективно воздействуют на мясное сырье и позволяют достичь требуемых регламентируемых показателей в установленные сроки. В образцах колбас из мясного сырья с повышенным содержанием соединительной ткани, полученных с использованием опытного штамма
Основным препятствием к использованию сырья с повышенным содержанием соединительной ткани при производстве ферментированных колбас является его изначальная жесткость. В конце созревания и сушки готовая продукция из такого сырья может обладать худшими сенсорными свойствами, в частности повышенной твердостью и худшей разжевываемостью по сравнению с колбасами, выработанными из мясного сырья высшего сорта. Использование стартовых культур, обладающих протеолитическим потенциалом и способных синтезировать в процессе ферментации протеолитические ферменты, позволит снизить жесткость готового продукта и улучшить восприятие продукта у потребителя
[12]
Для оценки эффективности воздействия исследуемых штаммов молочнокислых микроорганизмов на мясное сырье были проведены исследования по анализу текстурного профиля колбасных изделий. Результаты представлены в таблице 2.
Анализ профиля текстуры образцов колбасных изделий
| Наименование показателя | MEATFERM SLP 1U | L. plantarum | ||
| Образец 1 | Образец 2 | Образец 1 | Образец 2 | |
| Твердость (Hardness), g | 3211,45±25,07 | 3324,36±22,26 | 3225,37±24,63 | 3286,38±18,65 |
| Упругость (Springiness), % | 88,68±0,84 | 83,25±0,91 | 87,36±0,54 | 84,42±0,49 |
| Когезия (Cohesiveness), % | 76,24±0,67 | 78,63±0,86 | 77,32±0,62 | 77,96±0,75 |
| Пережевываемость (Chewiness), g | 2171,24±16,93 | 2176,11±15,48 | 2178,63±22,13 | 2162,89±25,18 |
Анализ полученных данных позволяет сделать вывод, что использование штамма
В образцах, полученных с использованием штамма L. plantarum 131, было выявлено значимое снижение показателя твердости образцов и снижение усилия пережевываемости по сравнению с образцами, полученными с использованием коммерческой стартовой культуры, что подтверждает целесообразность использования стартовых культур с протеолитическим потенциалом для обработки низкосортного сырья.
4. Заключение
Проведенные исследования показали, что штамм молочнокислых бактерий
Поиск заквасочных микроорганизмов с протеолитическим потенциалом является перспективным направлением исследований, позволяющим повысить конверсию низкосортного мясного сырья при производстве пищевых продуктов. В дальнейшей перспективе предполагается разработать комплексную стартовую культуру, обладающую протеолитическим и пробиотическим потенциалом с целью получения эффективной микробной композиции для производства ферментированной мясной продукции.
The additional file for this article can be found as follows:
Further description of analytic pipeline and patient demographic information. DOI: