Введение. Одним из ключевых процессов в производстве мясных продуктов, с помощью которого  можно изменять и регулировать технологические свойства сырья, является посол. При посоле мясо начинает выделять мясной сок (в результате создания осмотического давления), в котором содержатся мышечные пигменты, водорастворимые белки и другие вещества. При выделении мясного сока в центр мясного куска происходит «доставка» ионов соли, начинает формироваться цвет продукта и т.д. (Баль-Прилипко, 2011).

Перспективным направлением интенсификации процесса посола сырья на данный момент является введение в технологию производства биотехнологических приемов, а  именно – применение препаратов, содержащих различного рода бактерии. Согласно современным представлениям о механизме воздействия на мясное сырье стартовых культур в процессе роста и вторичного метаболизма можно утверждать, что микроорганизмы положительно влияют на технологические, органолептические и санитарно-гигиенические показатели мясного сырья и биологическую ценность готового продукта. Они обеспечивают определенные биохимические превращения в мясном сырье благодаря продуцированию ферментов, витаминов, белков и незаменимых аминокислот, повышая тем самым биологическую ценность и санитарно-эпидемиологическую безопасность готовой продукции (Баль-Прилипко, 2016). Перспективным в технологии таких бактериальных препаратов является сочетание в одной композиции молочнокислых бактерий и микроорганизмов других таксономических групп.

Основная часть.

Целью исследований является изучение применения биотехнологических приемов в процессе посола мясного сырья, их влияния на микробиологическую стабильность продукта, формирование необходимых свойств и создание эффективного «барьера» для патогенной микрофлоры. В частности, исследовать влияние микроорганизмов Pediococcus acidilactici и Staphylococcus carnosus на процесс посола мясного сырья и выявить их роль в препятствовании развитию патогенных микроорганизмов и обеспечении микробиологической стабильности продукта.

Материалы и методы исследования. Бактериальные препараты – это добавки, содержащие живые формы микроорганизмов, или те, которые находятся в состоянии покоя и развивают в ферментированном субстрате желаемую метаболическую деятельность (Баль-Прилипко, 2015). Введение в сырье полезной микрофлоры на начальном этапе технологического процесса сразу ускоряет созревание и имеет заметный положительный эффект. Применение штаммов культур микроорганизмов позволяет улучшать качество и уменьшать сроки производства на определенных стадиях технологического процесса изготовления мясных изделий.

Роль бактериальных препаратов в производстве мясных изделий заключается в направленности процесса ферментации с целью получения желаемой консистенции, вкуса и цвета готового продукта, снижении риска развития нежелательной микрофлоры в процессе созревания и хранения.

Состав микрофлоры бакпрепаратов на сегодняшний день является очень разнообразным, ведь ассортимент ферментированных мясных продуктов и вкусовые предпочтения покупателей постоянно меняются. В мясной промышленности в качестве стартовых культур обычно используют смесь молочнокислых бактерий, стафилококков, микрококков, педиококив (Lactobacillus spp., Lactobacillus sakei, Staphylococcus xylosus, Staphylococcus carnosus, Pediococcus pentosaceus, Pediococcus acidilactici), грибов, дрожжей (Candida famata, Penicillium chrysogenum , Penicillium nalgiovense, Penicillium nalgiovense spp., Penicillium camembertii, Debaryomyces hansenii) (Ковалева, 2017).

Положительно влияют на мясное сырье молочнокислые бактерии, которые быстро размножаются при посоле сыровяленых изделий и в результате накопления большого количества кислот значительно снижают рН среды. Гомоферментативные лактобациллы, используемые при созревании мясных изделий, производят из углеводов молочную кислоту. Благодаря им происходит процесс ферментации в среде с низким уровнем кислорода. Период размножения молочнокислых бактерий значительно короче, чем у других видов, к тому же они имеют способность расщеплять гликоген мышечной ткани очень интенсивно. Исследования показали, что частичное добавление к мясному сырью сброженной молочнокислой микрофлоры увеличивает его устойчивость при хранении и улучшает консистенцию готового продукта. Эффективно действует стартовая культура при сочетании в ней микроорганизмов различных штаммов, например Staphylococcus carnosus, Lactobacillus sakei и Staphylococcus xylosus (Фейнер, 2010).

Введение стартовых культур в технологии производства мясных продуктов существенно влияет на снижение величины pH, что обеспечивает подавление гнилостной микрофлоры и ускорение процесса созревания. Препараты, в основе которых молочнокислые бактерии продуцируют липазу (путем расщепления жиров), молочную, пировиноградную, уксусную кислоту, этиловый спирт за счет углеводного обмена, способствуют формированию органолептических свойств продукта (Заяс, 1981). Одним из наиболее часто используемых штаммов в процессе ферментации мясного сырья являются микроорганизмы рода Staphylococcus. Они могут препятствовать образованию перекиси водорода. Фермент каталаза обладает способностью к разрушению перекиси водорода и других пероксидов, которые являются сильными оксидантами, вступающими в реакцию с миоглобиновыми комплексами, приводя к потере окраски и появления желтого и зеленого цветов, в результате чего оттенок продукта становится серым. Также пероксиды могут стать причиной прогоркания изделия. Еще одним положительной свойством Staphylococcus является формирование уникальных вкусо-ароматических свойств. Протеолитическая активность Staphylococcus способствует расщеплению белков на свободные аминокислоты, которые являются необходимым компонентом вкуса и аромата изделия. Формальдегид, 2-гексанал, диацетил – карбонильные соединения, влияющие на выраженность вкуса и образующиеся из перекисей под действием каталазной активности микроорганизмов с липолитической активностью. Эти соединения способствуют появлению специфического вкуса (Крыжская, 2013).

В результате применения стартовых культур повышается безопасность производства вследствие сокращения срока ферментации, что положительно влияет на производственный процесс. Их использование способствует получению стандартизированного продукта высокого качества и помогает снизить уровень производственного брака.

Для исследования формирования необходимых свойств продукта и создания эффективного «барьера» для патогенной микрофлоры во время посола  с применением биотехнологической основы был выбран бак препарат, в состав которого входят Pediococcus acidilactici и Staphylococcus carnosus. Смешанная мясная культура (Pediococcus acidilactici, Staphylococcus carnosus) применяется для улучшения цвета и аромата мясных продуктов, изготовленных из сырья с высоким pH. Культура имеет высокую устойчивость к соли, способствует образованию приятного аромата и стабильного цвета, имеет сильные антагонистические свойства против Listeria monocytogenes. Дополнительно, культура замедляет появление прогорклого вкуса. Оптимальными условиями для роста и развития этих штаммов являються доступ к кислороду, минимальная температура роста +6 °С, ограничение концентрации соли – 10% в воде. Параметрами посола является t = 40°C - 60°C, применяется сухой метод нанесения посолочной смеси без ограничения доступа кислорода.

Для выбора оптимального состава посолочной смеси и для сравнения классической и экспериментальной технологии производства были разработаны образцы следующего состава:

контрольный образец  ̶ говядина без добавления бакпрепарата в посолочную смесь;

опытный образец  ̶  говядина с добавлением бакпрепарата в посолочную смесь. Состав посолочной смеси для опытного и контрольного образцов приведен в таблицах 1, 2.

Таблица 1

Состав посолочной смеси на 100 кг сырья для контрольного образца

Table 1

Composition of salting mixture per 100 kg of raw material for the control sample

Таблица 2

Состав посолочной смеси на 100 кг сырья для опытного образца

Table 2

Composition of salting mixture per 100 kg of raw material for the test sample

Мясное сырье способствует развивитию микроорганизмов, оно является идеальной средой, поскольку содержит все необходимые компоненты для их роста. Но присутствующие в рассоле вещества (поваренная соль, нитрит натрия) могут подавлять их деятельность. Об активности внесенных микроорганизмов делали вывод по содержанию жизнеспособных клеток бактерий, изменении рН и ОВП.

Результаты исследования и их обсуждение. Результаты исследований приведены на рисунках 1- 3. В основном, молочнокислые бактерии способны развиваться при посоле мясного сырья, ведь они являются представителями его типичной микрофлоры, поэтому в исследовании дополнительно определено количество «посторонней» молочнокислой микрофлоры в образцах.