Продукты, имеющие в своем составе консорциумы молочнокислых и бифидобактерии, играют важную роль в питании людей, особенно детей, лиц пожилого возраста и больных. Диетические свойства таких продуктов заключаются, прежде всего, в том, что они улучшают обмен веществ, стимулируют выделение желудочного сока и возбуждают аппетит [1, с. 377].
Мясо и мясные продукты являются весьма благоприятной средой для развития молочнокислых бактерий. В мясе они находят все необходимые для себя вещества — источники углерода, азота, витамины, минеральные соли; рН и влажность мяса также способствуют их росту и развитию [2, с. 46, 3, с. 216, 4, с. 392].
Важным показателем качества закваски является пригодность для производства заданного продукта, что должно быть проверено исследованиями. При составлении заквасок необходимо учитывать специфические свойства вырабатываемого продукта, температурные режимы производства, взаимоотношения между микроорганизмами. Важнейшим критерием годности для объединения отдельных штаммов в многоштаммовые закваски является сочетаемость видов и штаммов. Для их роста большое значение имеют особенности обмена, которые в конечном итоге определяют применимость, и стабильность закваски в конкретном производстве [5, с. 36, 6, с. 41, 7, с. 224].
Цель работы: выбор штаммов микроорганизмов для создания функциональных мясопродуктов.
В процессе исследования осуществлялся подбор штаммов молочнокислых, в том числе бифидобактерий, и их композиций с целью составления консорциума микроорганизмов, способного размягчать низкосортное и жесткое сырье мясоперерабатывающей промышленности. Основываясь на имеющихся данных о видовом составе микрофлоры желудочно-кишечного тракта человека, а также опыте использования чистых культур в производстве продуктов специального назначения, были отобраны штаммы лактобацилл, стафилококков и бифидобактерий [8, с. 176, 9, с. 75].
При подборе учитывались ряд требований, в т. ч. безвредность для организма человека, высокая удельная скорость роста и продуктивность клеток, высокая антагонистическая активность к конкурентной, в т. ч. санитарно-показательной микрофлоре и др [10, с. 167, 11, с. 74].
Для создания консорциума были выбраны распространенные в продаже и используемые для лечения и профилактики микрофлоры желудочно-кишечного тракта культуры микроорганизмов: Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei, Staphylococcus carnosus, Bifidumbacterium siccum, Bifidumbacterium bifidum.
В связи с потребностями микроорганизмов в источниках углерода был проведен модельный опыт по изучению влияния различных моно- и дисахаров на динамику развития молочнокислых микроорганизмов (арабиноза, рафиноза, глюкоза, лактоза, мальтоза, сахароза). Вносили сахара в количестве 5 % (по аналогии с содержанием лактозы в молоке 4,7–5,2 %), закваску 5 % и молоко 5 %, сквашивание проводили в течение 12 ч, при температуре среды +30оС.
Было выявлено, что внесение сахаров стимулирует накопление кислотности в средах не одинаково: при использовании в составе сред выращивания арабинозы, глюкозы, раффинозы наблюдается незначительный рост кислотности под действием развития бифидобактерии, а в случае мальтозы отмечен низкий уровень кислотности в случае бифидобактерий и стафилококков. В случае лактозы кислотность сред повышается у всех видов исследуемых микроорганизмов до 90 °Т и более, что соответствует кислотности традиционных кисломолочных продуктов. Полученные зависимости хорошо согласуются с известными в научной литературе данными [5, с. 37, 10, с. 169]. Влияние концентрации поваренной соли на выживаемость клеток выбранных микроорганизмов показана на рисунке 2.
Рис. 1. Выживаемость клеток микроорганизмов в зависимости от концентрации соли
В питательную среду добавляли поваренную соль разной концентрации от 0 до 12 % к массе среды. Посев культур проводился на питательную среду MRS в стерильных условиях. После чего культивировали в термостате при 30оС в течение 48 часов. Подсчет клеток вели в соответствии с ГОСТ 10444.11–89, ГОСТ Р 51331–99.
Интерпретируя полученные результаты, можно констатировать, что Staphilococcus carnosus обладает большей толерантностью к поваренной соли, чем все остальные молочнокислые и бифидобактерии. Lactobacillus plantarum более толерантен, чем Lactobacillus casei, а из бифидобактерии большая выживаемость клеток наблюдалась у Bifidobacterium siccum по сравнению с клетками Bifidobacterium bifidum.
Способность микроорганизмов снижать рН среды при росте, имеет практическое значение связанное со снижением обсемененности колбасных изделий вредной микрофлорой, изменением заряда белковых молекул и т. д. [2, с. 47]. Посев микроорганизмов проводили на питательные среды в стерильных условиях в боксе, доза инокулята составляла 1г/см3,после чего культивировали в термостате в течение 12 ч при температуре 30оС. Динамика изменения рН среды при культивировании микроорганизмов приведена на рисунке 2.
Рис. 2. Изменение рН среды при культивировании микроорганизмов
Исходя из приведенных характеристик, из пяти штаммов были выбраны три штамма для консорциума микроорганизмов: Lactobacillus plantarum, Bifidobacterium siccum, Staphylococcus carnosus. Lactobacillus plantarum был выбран из-за высокой толерантности к соли, и меньшей потребности в витаминах, необходимых для роста по сравнению с Lactobacillus casei, Bifidobacterium siccum — благодаря, толерантности к соли и наличию протеолитической активности по сравнению с Bifidobacterium bifidum.
В дальнейшем был изучен процесс роста выбранных штаммов молочнокислых бактерии на жидких питательных средах. В качестве жидкой питательной среды нами было выбрана коллагеновая гель.
При культивировании Lactobacillus plantarum рН коллагеновой гели снизился по сравнению с начальным показателем на 19 % к 24 часам культивирования, количество накопившейся молочной кислоты составила 27 мг %, степень гидролиза белков составила 17 % к начальной величине. При культивировании Bifidobacterium siccum рН снизился на 14 %, количество молочной кислоты составили 20 мг %, степень гидролиза белков 13 % к начальной величине. Для Staphylococcus carnosus соответственно эти данные составили рН снизилась на 15,8 %, количество молочной кислоты 30 мг %, степень гидролиза белков 19 % к начальному соответственно.
Полученные данные свидетельствуют о том, что выбранные штаммы микроорганизмов растут на коллагеновом геле, о чем свидетельствует накопление молочной кислоты и снижение рН среды, а так же происходит расщепление белка соединительной ткани коллагена, придающая жесткость мясу. Одновременно с этим производили культивирование на коллагеновом геле выбранных бактерии в различных комбинациях: 1) Lactobacillus plantarum + Bifidobacterium siccum; 2) Staphylococcus carnosus + Lactobacillus plantarum, 3) Staphylococcus carnosus + Bifidobacterium siccum. В ходе культивирования определялись те же показатели, что и при культивировании каждого вида в отдельности.
Результаты исследований показали, что выбранные штаммы микроорганизмов хорошо растут на коллагеновом геле при полном отсутствии антагонизма между отобранными штаммами микроорганизмов. При этом активно расщепляются белки гели, что обеспечивается наличием высокого уровня протеолитической активности.
В ходе работы были изучены культуральные и биохимические свойства микроорганизмов: Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei, Staphilococcus carnosus, Bifidumbacterium siccum, Bifidumbacterium bifidum, а также их синергизм на различных питательных средах, в том числе на коллагеновом геле. Установлены закономерности роста и изменения биохимических свойств штаммов. Обоснован отбор штаммов для создания специального консорциума для биотрансформации свойств вторичного сырья мясной отрасли.
Литература:
1. Тимошенко, Н. В. Разработка технологии лечебно-профилактических колбасных изделий для детей школьного возраста / Н. В. Тимошенко, А. М. Патиева, С. В. Патиева, С. Н. Придачая // Труды Кубанского государственного аграрного университета. — 2012. — Т. 1. № 35. — С. 377–384.
2. Нестеренко, А. А. Посол мяса и мясопродуктов / А. А. Нестеренко, А. С. Каяцкая // Вестник НГИЭИ. — 2012. — № 8. — С. 46–54.
3. Патиева, А. М. Обоснование использования свинины, прижизненно обогащенной нутрицевтиками, в технологии мясных изделий функционального направления / А. М. Патиева, С. В. Патиева, Е. П. Лисовицкая, Л. Ю. Куценко // Сборник научных трудов Ставропольского научно-исследовательского института животноводства и кормопроизводства. — 2013. — Т. 3. № 6. — С. 216–219.
4. Патиева, А. М. Обоснование использования мясного сырья свиней датской селекции для повышения пищевой и биологической ценности мясных изделий / А. М. Патиева, С. В. Патиева, В. А. Величко, А. А. Нестеренко// Труды Кубанского государственного аграрного университета, Краснодар: КубГАУ. — 2012. — Т. 1. — № 35 — С. 392–405.
5. Нестеренко, А. А. Технология ферментированных колбас с использованием электромагнитного воздействия на мясное сырье и стартовые культуры / А. А. Нестеренко // Научный журнал «Новые технологии». — Майкоп: МГТУ. — 2013. — № 1 — С. 36–39.
6. Нестеренко, А. А. Электромагнитная обработка мясного сырья в технологии производства сырокопченой колбасы // Наука Кубани. — 2013. — № 1. — С. 41–44.
7. Нестеренко, А. А. Изучение действия электромагнитного поля низких частот на мясное сырье [Текст] / А. А. Нестеренко, К. В. Акопян // Молодой ученый. — 2014. — № 4. — С. 224–227.
8. Тимошенко, Н. В. Разработка технологий рубленых мясорастительных полуфабрикатов для людей, предрасположенных или страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями / Н. В. Тимошенко, А. М. Патиева, С. В. Патиева, М. П. Коваленко // Труды Кубанского государственного аграрного университета. — 2008. — Т. 1. № 15. — С. 176–179.
9. Нестеренко, А. А. Влияние электромагнитного поля на развитие стартовых культур в технологии производства сырокопченых колбас / А. А. Нестеренко // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. — Мичуринск, 2013. — № 2 — С. 75–80.
10. Зайцева, Ю. А. Новый подход к производству ветчины [Текст] / Ю. А. Зайцева, А. А. Нестеренко // Молодой ученый. — 2014. — № 4. — С. 167–170.
11. Нестеренко, А. А., Пономаренко, А. В. Использование электромагнитной обработки в технологии производства сырокопченых колбас // Вестник Нижегородского государственного инженерно-экономического института. — 2013. — № 6 (25). — С. 74–83.
