Влияние стартерной культуры из бифидобактерий и молочно-кислых бактерий на структурно-механические свойства сырокопченых мясных продуктов

Influence of starter culture from bifidobacteria аnd lactic acid bacteria on the structural-mechanical properties of raw-dried meat products Gradinarska D.1, Vlahova-Vangelova D.2, Chorbadzhiev P.3

'Градинарска ДилянаНиколаева/ GradinarskaDilyana - кандидат технических наук, главный ассистент; 2Влахова-Вангелова Десислава Бориславовна / Vlahova-Vangelova Desislava - кандидат технических наук,

главный ассистент;

3Чорбаджиев Павел Николаевич / Chorbadzhiev Pavel — докторант, кафедра технологии мяса и рыбы, технологический факультет, Университет по пищевым технологиям, г. Пловдив, Республика Болгария

Аннотация: цель настоящей работы состоит в исследовании и сравнивании влияния монокультуры из Bifidobacterium longum (B2) и комбинированной стартерной культуры из Bifidobacterium longum (B2) и Lactobacillus plantarum (Lна структурно-механические свойства сырокопченых продуктов типа бастурмы. Результаты показали, что применение стартерных культур ускоряет процесс улучшения этих показателей.

Abstract: the purpose of this work is to investigate and compare the effects of monoculture of Bifidobacterium longum (B2) and a combined starter culture from Bifidobacterium longum (B2) and Lactobacillus plantarum (L6) on the structural-mechanical properties of raw- dried meat products type «pastarma». The results show that starter cultures speed up the process of improvement of these indicators.

Ключевые слова: сырокопченые мясные продукты, стартерные культуры, L. plantarum, bifidobacteria. Keywords: raw-dried meat products, starter cultures, L. plantarum, bifidobacteria.

Введение

Одним из реальных способов улучшения качества сырокопченых мясных продуктов и обогащения ассортиментной структуры в условиях постоянно растущей конкуренции является разработка и внедрение новых технологий, направленных на интенсификацию сложных биохимических изменений в составе мясного сырья [1, 5, 7, 10]. Этот способ является целенаправленным использованием микроорганизмов, благодаря чему направляется и регулируется ход биотехнологических, физико-химических и микробиологических процессов [8, 11, 13]. В результате этого формируются структура, цвет и ароматно-вкусовые характеристики готового продукта [4, 16]. Исследования на предмет использования стартерных культур показали, что таким образом достигается также значительное сокращение технологического процесса, вследствие ускорения процессов созревания и сушки [12, 18]. Несмотря на наличие обширного теоретического и экспериментального материала на предмет использования стартерных культур в мясоперерабатывающей промышленности, научный и практический интерес для исследований представляют собой микроорганизмы с пробиотическими свойствами, как, например, молочно-кислые и бифидобактерии [2, 5, 17, 19, 20, 21]. Молочно-кислые бактерии находят широкое применение в составе стартерных культур, а иногда используются и самостоятельно [14]. Продуцирование органических кислот, главным образом, молочной кислоты из углеводов, является главным свойством молочно-кислых бактерий в ходе созревания сырокопченых мясных продуктов. Повышая кислотность среды, молочно-кислые бактерии принимают участие в коагуляции мускульных протеинов, что способствует более качественному разрезанию, плотности и упругости конечного продукта. [12, 16]. Об использовании бифидобактерий в мясоперерабатывающей промышленности существует относительно немного данных. Поэтому исследование эффекта при использовании бифидобактерий при производстве мясных продуктов вызывает к себе интерес. Из данных литературы видно, что бифидобактерии развиваются успешно не только самостоятельно, но и в симбиозе с молочно-кислыми бактериями в колбасной массе: они производят молочные и летучие жирные кислоты [15]. Их продукты метаболизма обладают высокими редуцирующими свойствами, что способствует образованию и стабилизации цвета мясных продуктов при сравнительно небольшой концентрации нитрита натрия [3]. Эти качества бифидобактерий раскрывают серьезную перспективу их использования в качестве стартерных культур в мясоперерабатывающей промышленности.

Цель настоящей работы - изучить и сравнить влияние монокультуры из из Bifidobacterium longum (82) и комбинированной стартерной культуры из Bifidobacterium longum (B2) и Lactobacillus plantarum (L6) на структурно-механические свойства сырокопченых продуктов типа бастурмы.

Материалы и методы

В экспериментальной работе использовались чистые культуры Lactobacillus plantarum (Le) и Bifidobacterium longum (82). Штаммы были предоставлены частной лицензированной лабораторией анализа и контроля над продуктами питания - г. Бургас, Болгария. По данным литературных источников оба штамма отвечают необходимым критериям их использования в качестве стартерных культур самостоятельно, а также в качестве комбинированной закваски. В настоящей работе мы использовали два типа стартерных культур: монокультуру В. longum (82) и комбинированную культуру в соотношении В. longum (82): L. plantarum (Le) - 2: 1. Активизация сухого бактериального препарата совершалась в обезжиренном и простерилизованном при температуре 1210С в течение 13 минут молоке, которое охлаждается до 370С. Закваска вводится в количестве 0,1 гр на 1 л. Заквашенное молоко ставится в термостат при 370С до достижения кислотности 60-650T и небольшого уплотнения. Смесь охлаждается до 50С.

Объектом настоящего исследования влияния стартерных культур стал сырокопченый продукт из не рубленного мяса - бастурма, «Пловдив». Свинина для изготовления бастурмы «Пловдив» поступила из регламентированной бойни, находящейся в селе Русокастро Бургасской области. Экспериментальнй сырокопченй продукт был изготовлен компанией ООО «Парт» - Бургас.

На производство ассортимента из окороков был выделен m. Semitendinosus. Выделенные таким образом мускулы были оформлены в виде кусков, имеющих гладкую поверхность, причем были удалены лишние жировые ткани и сухожилия. Опытные и контрольные образцы мы солили путем шприцевания соляного раствора концентрации 150 Ве в количестве 4-6 % к массе сырья, а затем путем сухого засола, совершаемого натиранием смесью солей в составе: 2,6 % соли, 0,03 % нитрата натрия, 0,30 % сахара. Засол производился при температуре 4-60 С в течение двух дней.

Опытные образцы мы готовили с использованием бактериальной культуры (моно- и комбинированной культуры), которую добавляли в раствор для соленого шприцевания с титром 8-9 log (cfu /g). Бактериальные культуры мы вкладывали в количестве 70 мл на 10 кг сырья, обеспечивающем обсеменение 6-7 log (cfu /g).

После засола опытные и контрольные образцы мы просушивали при температуре 130 С и относительной влажности воздуха 75-80 % в течение одного-двух дней. После удаления поверхностной влаги сушка образцов производилась при температуре 120 С, относительной влажности 77-80 % и скорости воздуха 0,15 m/s в течение 19-20 дней. На 5-й день сушки мы производили одноразовое прессование на винтовом прессе в течение 24 часов. На 18-й день сушки опытные и контрольные образцы были подвергнуты обработке специями в составе: 50% пажитника сенного, 30% красного перца, 20% измельченного чеснока, а в смесь добавлялось вино до получения густой однородной каши. Обработанные таким образом образцы подвергались сушке при таких же условиях температуры и влажности в течение 3-4 дней. Весь цикл производства длился 22 дня. По описанной технологической схеме было изготовлено шесть партий контрольных и опытных образцов бастурмы «Пловдив».

Для того чтобы установить влияние использованных стартерных культур на структурно -механические изменения обследуемого сырокопченого продукта из не рубленного мяса, мы провели исследования исходного сырья, после засола (на второй день), до прессования (на шестой день) после прессования (на восьмой день), на шестнадцати день сушки и на двадцать второй день. Структурно-механические свойства, в которые входят показатели структурной прочности и пластической прочности, определялись по методу пенетрации при помощи автоматического пенетрометра типа ОВ-205 М1М (Венгрия), а нежность мускульной ткани определялась по методу Grau и Hamm [8].

Статистическая обработка полученных данных производилась с применением софтверного продукта «STATPLUS 2009».

Результаты и обсуждение

Использование стартерных бактериальных культур в производстве сырокопченых мясных продуктов связано также с влиянием на их механические свойства. Проводимые до настоящего времени, главным образом органолептические исследования в этом плане показали значительное улучшение консистенции мясных продуктов. Результаты наших исследований структурно-механических свойств опытных и контрольных образцов луканки (сырокопченой колбасы) «Карловска» представлены в таблицах 1, 2 и 3.

Момент исследования Контрольный B.longum В. longum и L. plantarum

Исходное сырье 1833±198 1832±218 1832±215

На 2-ой день 4178±377 3007±193 2795±313

На 6-ой день 10270±599 9000±670 7326±694

На 8-ой день 23852±2081 22995±803 16000±1119

На 16-й день 49899±2854 47000±1199 36200±3000

На 22-ой день 70000±6180 67759±3228 51227±4519

Из результатов исследований изменения структурной прочности, представленных в табл. 1, видно, что с начала до конца технологического процесса намечается тенденция постоянного роста стоимостей показателя. У опытных образцов, изготовленных со стартерной культурой, этот рост гораздо меньше по сравнению с ростом в контрольном образце. В то время как разница в стоимостях структурной прочности после засола у опытных и контрольных образов сравнительно меньше, особенно хорошо они выражены в процессе сушки.

Изменения показателя пластической прочности, представленные в табл. 2, имеют подобный характер и динамику изменений, как у показателя структурной прочности. Стоимости пластической прочности возрастают в течение технологического процесса, что касается опытных и контрольного образцов. Следует отметить, что у опытных образцов пластическая прочность имеет более низкую стоимость по сравнению со стоимостью контрольного образца.

Таблица 2. Изменение пластической прочности, g/cm2,

Момент исследования Контрольный В. longum В. longum и L. plantarum

Исходное сырье 485±42 483±40 481±39

На 2-ой день 715±64 601±50 599±37

На 6-ой день 2407±186 2124±71 1398±107

На 8-ой день 4807±435 4177±139 2602±298

На 16-й день 6700±520 7052±360 5200±702

На 22-ой день 7100±501 7300±407 5493±390

Таблица 3. Изменение показателя нежности, ст2/g,

Момент исследования Контрольный В. longum В. longum и L. plantarum

Исходное сырье 8,34±0,36 8,64±0,46 8,69±0,38

На 2-ой день 9,10±0,15 10,70±0,30 12,98±0,17

На 6-ой день 7,28±0,27 7,90±0,30 9,81±0,15

На 8-ой день 6,61±0,50 6,41±0,40 8,25±0,32

На 16-й день 5,30±0,60 5,60±0,22 7,00±0,34

На 22-ой день 5,01±0,20 5,30±0,20 6,94±0,37

Результаты для показателя нежности мускульной ткани по Грау представлены в таблице 3. Из них видно, что изменения нежности выражаются в росте стоимостей показателя после операции засола, что особенно хорошо выражено у опытного образца. В процессе сушки наблюдается уменьшение нежности как у опытных, так и у контрольных образцов, причем у опытных оно меньше.

В процессе сушки стоимости показатели нежности уменьшаются, что связано с процессом уплотнения мускульной ткани в результате обезвоживания продукта, с увеличением концентрации поваренной соли и связанными с этим денатурационными изменениями мускульных белков.

У контрольной партии повышение нежности начинается гораздо позднее - только после 20-го дня, когда проявляется действие собственной системы энзимов мясного сырья, и засаливающая смесь диффундирует в глубину мускульной ткани.

Полученные результаты об изменениях в структурно-механических свойствах опытного и контрольного образцов исследуемых ассортиментов показывают, что используемая стартерная культура

оказывает существенное влияние на эти свойства. Повышение нежности опытных образцов и сравнительно небольшие стоимости структурной и пластической прочности в процессе засола связаны с наступлением деструктивных процессов в мускульной ткани и, главным образом - частичного гидролиза мускульных белков под воздействием введенных бактериальных культур. Это совпадает с их активным развитием в течение первых двух-трех дней, чему благоприятствуют и условия среды в процессе засола - более высокая aw - стоимость. Конечно, в наступлении деструктивных изменений участие принимают и ферменты тканей и наличной микрофлоры.

В процессе сушки происходит процесс уплотнения структуры, сжатие мускульных волокон, в результате чего стоимости структурной и пластической прочности возрастают, а нежности -уменьшаются. Такая тенденция отмечается и в наших исследованиях. Более низкие стоимости у проб со стартерными бактериальными культурами вероятнее всего обусловлены уменьшением вязкости белочно-солевых растворов мускульной ткани, а с другой стороны - их влиянием на прочность межмолекулярных участков структурной сетки. В процессе сушки структурные изменения опытных образцов более выражены и обусловлены не только развитием бактериальных культур, но и действием продуктов их жизнедеятельности. Выводы

В заключение можно обобщить, что использованные стартерные культуры ускоряют процесс улучшения структурно-механических свойств исследуемого сырокопченого продукта типа бастурмы. Это очень важно с практической точки зрения, так как при использовании стартерных культур можно добиться ускорения технологического процесса.

Литература

1. Анисимова И. Г., Солодовникова Г. И. и др. (1991). Ферментативные колбасы с использованием бакпрепаратов. Тез. докл. 4 ВНТК. Раздел ЗА. Кемерово. С. 34-37.

2. Данов К., Градинарска Д., Йоргова К., Инджелиева Д., Баева М. (2013). Влияние на биоконсорциумни стартерни култури върху ароматообразуването в сурово-сушени месни продукти от нераздробено месо. Сп. Известия на Съюза на учените. Сливен, Том 22. С. 45-50.

3. Инджелиева Д. (2015). Влияние на стартерна култура от млечнокисели бактерии и бифидобактерии върху аминокиселинния състав и остатъчното съдържание на нитрити във варено-пушени колбаси. Сборник с доклади от научна конференция с международно участие на Русенски университет «Ангел Кънчев», 16-17.10.2015 г. Т. 50. Серия 10.2. С. 178-184.

4. Инджелиева Д. (2013). Оценка на цветовата характеристика на сурово-сушени колбаси, произведени със стартерна култура. Академично списание «Образование, наука, икономика и технологии». Бургас. Том VIII (1). С. 39-42.

5. Инджелиева Д., Вълкова-Йоргова К. (2013). Влияние на свободните и микрокапсулирани Lactobacillus plantarum с пробиотични свойства в колбаси тип «Луканка», Годишник на Университет «Проф. д-р Ас. Златаров», 2013. Т. XLII (1). С. 85-88.

6. Хорольский В. В. (1988). Направленное использование микроорганизмов в мясной промышленности. Автореф. Дис. докт. техн. наук. М.

7. Шиффнер Э., Хагердон В., Опель К. (1980). Бактериальные культуры в мясной промышленности. Пищевая пром-сть, М. 96 с.

8. AOAC (1995): Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists, 11thed., Washington, D. C.

9. Arihara K. (2006). Strategies for designing novel functional meat products. Meat Science, 74. P. 219-229.

10. Buckenhüskes H. J. (1993). Selection criteria for lactic acid bacteria to be used as starter cultures for various food commodities. FEMS Microbiology Reviews. 12. P. 253-272.

11. Danielsen M. and Wind A. (2003). Susceptibility of Lactobacillus spp. to antimicrobial agents. International Journal of Food Microbiology. 82. P. 1-11.

12. Drosinos E. H. et al. (2007). Phenotypic and technological diversity of lactic acid bacteria and staphylococci isolated from traditionally fermented sausages in Southern Greece. Food Microbiology. 24. P. 260-270.

13. Geisen R., Lücke F. K., Kröckel L. (1992). Starter and protective cultures for meat and meat products. Fleischwirtsch. 72. 6. P. 894-898.

14. Indzhelieva D., Kuzelov A., Taskov N., Saneva D., Metodievski D. (2014). Ispitvanje potencijalnoc probiotica - Lactobacillus plantarum soj L6 izolovanog iz «Karlovske kobasice», XIX Savetovanje o Biotehnologiji sa medunaridnim ucescem, 07-08. Mart 2014. Vol 19 (21). P. 319-324. University of Kraguevac Faculty of Agronomy Cacac.

15. Indzhelieva Dijana, Valkova-Jorgova K., Kuzelov A., Andronikov D. (2015). The impact of starter culture on the pH and the content of lactic and volatile fatty acids in boiled-smoked sausages. Tehnologija mesa. Vol. 56. 1. P. 34-41. Belgrade, 24.07. 2015.

16. Leroy F., Verluyten J., Vuyst L. (2006). Functional meat starter cultures for improved sausage fermentation. International Journal of Food Microbiology. 106. P. 270-285.

17. Pennacchia C., Ercolini D., Blaiotta G., Pepe O., Mauriello G., Villani F. (2004). Selection of Lactobacillus strains from fermented sausages for their potential use as probiotics. Meat Science. 67. P. 309-317.

18. Pidcock K., Heard G. M., Henriksson A. (2002). Application of nontraditional meat starter cultures in production of Hungarian salami. International Journal of Food Microbiology. 76. P. 75-81.

19. Rivera-Espinoza Y., Gallardo-Navarro Y. (2010). Non dairy probiotic products. International Journal of Food Microbiology. 27. P. 1-11.

20. Ruiz Moyanos, Martin A., Benito M. G. (2008). Screening of lactis acid bacteria and bifidobacteria for potentional probiotic use in iberian dry fermented sausge. Meat Science. 80. P. 715-721.

21. VuystL. D., Falony G., Leroy F. (2008). Probiotics in fermented sausages. Meat Science. 80. P. 75-78.

To justification of optimum parameters of power stations of a peak contour with the accumulator of phase transition Doronin M.1, Doronina V.2

'Доронин Михаил Сергеевич / Doronin Mikhail — кандидат технических наук, доцент; 2Доронина Валентина Дмитриевна /Doronina Valentina — кандидат технических наук, доцент, кафедра тепловых и атомных электрических станций, энергетический факультет, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А., г. Саратов

Аннотация: в статье рассматривается методика расчета оптимальных параметров энергоустановки пикового контура с аккумулятором фазового перехода, в зависимости от величины инвестиций в аккумулятор фазового перехода и числа часов использования турбины пикового контура. Abstract: in article the method of calculation of optimum parameters of a peak contour of the power station with the accumulator of phase transition, depending on the size of investments into the accumulator of phase transition and number of hours of use of the turbine of a peak contour is considered.

Ключевые слова: энергетическая установка, аккумулятора фазового перехода, оптимальные параметры.

Keywords: power station, accumulator of phase transition, optimum parameters.

DOI: ' 0.20861/24' 0-28 73-20'6-'9-002

Аккумулирование тепловой энергии пара на электростанциях позволяет обеспечить постоянную (или близкую к ней) тепловую мощность источника энергии при работе турбинного оборудования в переменном режиме. В период зарядки аккумуляторов тепла турбина и электрогенератор работают на пониженной мощности, а в период разрядки аккумуляторов мощность возрастает выше номинальной как на основном турбогенераторе, так и за счет дополнительно устанавливаемой пиковой турбины. Во втором случае существенно расширяется регулировочный диапазон электростанции и повышается годовая загруженность основной турбоустановки.

На рисунке 1 представлена одна из схем энергетической установки с использованием т.н. аккумулятора фазового перехода (АФП), который имеет поверхность теплообмена и заполнен веществом, имеющим большую теплоту фазового перехода [1].