Исследование микробиологического фона растительных ингредиентов и растительно-молочных композиций

Перспективным направлением в области создания продуктов функционального назначения является разработка технологий производства растительно-молочных продуктов на основе обогащения молока биологически активными ингредиентами растительного происхождения.

В качестве обогащающей добавки рассмотрено использование порошкообразных овощей (тыквы, моркови, кабачка), имеющих высокое содержание минеральных солей, витаминов, пищевых волокон.

Использование порошков имеет ряд преимуществ – они высоко технологичны, имеют хорошую хранимоспособность, транспортабельны, удобны в применении на предприятии. На отечественном рынке представлены порошки, полученные разными способами теплофизического воздействия (сублимационная сушка, конвективная, инфракрасная). В работе использована тыква, морковь и кабачок, полученные инновационным методом комбинированного аэродинамического обезвоживания, обеспечивающим максимальное сохранение биологической ценности исходного сырья.

Одной из ключевых проблем при разработке технологии является решение вопроса обеспечения микробиологической безопасности разрабатываемых продуктов. Микробиологический фон растительной и молочной основ характеризуется наличием микроорганизмов, отличающихся различной устойчивостью к условиям среды – величине рН, присутствию кислорода, к воздействию высоких температур и т. д.

Основная микрофлора молока представлена стрептококками, молочнокислыми палочками и психрофильными микробами.

Основную микрофлору овощей составляют почвенные микроорганизмы, а также микроорганизмы, присутствующие в воздухе. В 1 г почвы содержится 108–109 бактериальных клеток, из них 106 находятся в споровой форме.

Сушка овощей является эффективным способом консервирования. Большинство вредных микроорганизмов не могут развиваться при такой низкой влажности, поэтому сухие продукты могут храниться в течение длительного времени. В основном, сушёные овощи сохраняют почти все пищевые вещества, но наблюдаются потери некоторых витаминов, в первую очередь, витамина С.

Состав микрофлоры сухих овощей зависит от исходной обсеменённости используемого сырья. Снижение обсеменённости сухих овощей достигается путём обработки растительного сырья и удаления заражённых плодов, чистки и тщательной мойки овощей, бланширования, тепловой обработки в процессе сушки, создания необходимых условий производства. Важное значение имеют условия хранения. При неправильном хранении сушёных овощей, при повышенном содержании в них влаги более 15% происходит развитие в них микроорганизмов, особенно микроскопических грибов. При обильном обсеменении сухих овощей микроорганизмами, они могут быть источником инфицирования молочного продукта.

Цель настоящей работы – исследовать качественный и количественный состав микрофлоры порошкообразных овощей для исключения вероятности инфицирования молочной основы микрофлорой сухих овощей.

Объектом исследований были порошкообразные овощи, растительно-молочные композиции, составные молочные десерты.

В соответствии с Техническим регламентом Таможенного союза 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» в сухих овощах нормируются следующие показатели микробиологической безопасности – КМА-ФАнМ (КОЕ/г); БГКП (г); патогенные, в том числе сальмонелла; не спорообразующие микроорганизмы B.cereus, плесени (КОЕ/г).

В таблице 1 приведены допустимые значения нормируемых показателей для овощей, бланшированных перед сушкой, и не бланшированных перед сушкой. Там же указаны экспериментально установленные фактические показатели микробиологической об-семенённости порошкообразных овощей.

Экспериментально определены (таблица 1) фактические показатели безопасности порошкообразных овощей на предмет их соответствия законодательным нормативам.

Состав микрофлоры молочной основы и растительных компонентов различен. Поэтому в образцах используемых овощей были определены количественный и качественный состав микрофлоры, характерной не только для сухих овощей, но и для молока (таблица 1).

Таблица 1

Показатели микробиологической безопасности порошкообразных овощей

Table1

Index of microbiological safety of powdered vegetables

Наименование показателей Name	Овощи сушеные ТР ТС 021/2011 Dry vegetables		Сухие порошкообразные овощи Dry powdered vegetables
	Небланширован-ные перед сушкой Non blanched prior drying	Бланшированные перед сушкой Blanched prior drying	Тыква Pumpkin	Морковь Carrot	Кабачок Marrow
КМАФАнМ КОЕ/г CFU/g	5⋅105	2⋅104	4,8⋅104	4,2⋅104	3,7⋅104
БГКП, не доп. в массе продукта, 0,01 г.(см3) Coli bacteria non permissible in the product mass, g (see 3)	не доп. not allowed	не доп. not allowed	не обн. not detected	не обн. not detected	не обн. not detected
Патогенные в т. ч. сальмонелла в массе продукта, 25г Pathogenic incl. salmonella in 25 g	не доп. not allowed	не доп. not allowed	не обн. not detected	не обн. not detected	не обн. not detected
Дрожжи Yeast	не норм. not regulated	не норм. not regulated	не обн. not detected	не обн. not detected	не обн. not detected
Неспорообразующие микроорганиз-мыB.cereusв массе продукта, 103г Non-sporeforming bасtеriа В.cereus in 25 g	не доп. not allowed	не доп. not allowed	не обн. not detected	не обн. not detected	не обн. not detected
Плесени, КОЕ/г Molds, CFU/g	5⋅102	5⋅102	1,4⋅102	8⋅101	2⋅101
Протеолитические, КОЕ/г Proteolytic, CFU/g	–	–	5,1⋅103	1,4⋅102	1,2⋅101
Липотические, КОЕ/г Lipolytic, CFU/g	–	–	не обн. not detected	2,2⋅102	не обн. not detected
Сульфитредуцирующие клостридии КОЕ/г Sulphreducing clostridium CFU/g			не обн. not detected	не обн. not detected	не обн. not detected
St.aureus,КОЕ/г, CFU/g			не обн. not detected	не обн. not detected	не обн. not detected

Установлено, что в исследуемых образцах показатели микробиологической обсеме-нённости не превышают нормируемых ТР ТС 021/2011«О безопасности пищевой продукции» показателей безопасности. Так, для не бланшированных перед сушкой овощей, при нормированном показателе КМАФАнМ 5⋅105 КОЕ/г, фактический показатель колебался в интервале от 3,7⋅104 (кабачок) до 4,8⋅104 (тыква).

В исследуемых образцах не были обнаружены бактерии группы кишечных палочек. Также не обнаружены (в 25 г) патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы. При допускаемом уровне содержания плесеней 5⋅102 КОЕ/г, фактическое их содержание колебалось в диапазоне от 2⋅101 (кабачок) до 1,4⋅102 (тыква). В 1 г сухой моркови присутствовало 80 колониеобразующих единиц плесени.

Основную микрофлору сухих овощей составляют протеолитические микроорганизмы. Их содержание в сухих овощах колебалось от 1,2⋅102 КОЕ/г (кабачок) до 5,1⋅103(тыква). Липолитические микроорганизмы присутствовали только в образцах моркови 2,2⋅102 КОЕ/г. Сульфитредуцирую-щие клостридии и St.aureus не были обнаружены ни в одном из исследуемых образцов.

Проведённые исследования показали, что по показателям микробиологической безопасности, порошкообразные овощи удовлетворяют требованиям ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» и могут рассматриваться как потенциальное сырье для производства растительно-молочных десертов.

Обогащение молочной основы растительными компонентами вызывает необходимость корректировки режимов теплового воздействия установленных для обработки молока без дополнительных ингредиентов.

Назначение тепловой обработки – уничтожение и инактивация микрофлоры с целью обеспечения микробиологической безопасности готового продукта. При тепловой обработке происходят глубокие микробиологические и физико-химические изменения как растительной, так и молочной основ.

В основе бактерицидного действия высоких температур на микробные клетки лежит повреждение рибосом, денатурация ферментных и мембранных белков. Для гибели микробных клеток необходимо время τ, которое уменьшается с повышением температуры. Это время затрачивается на прогрев бактериальной клетки, а затем на протекание сложных биохимических процессов, вызывающих прекращение жизнедеятельности микроорганизмов.

Внесение растительных ингредиентов в молочную основу сопровождается неоднозначным воздействием высоких температур на микроорганизмы поликомпонентной расти-тельно-молочной смеси.

С одной стороны, внесение растительного сырья в молоко усиливает ингибирующее воздействие температуры на микробные клетки за счёт перевода рН молочной плазмы из оптимального для микробов интервала в экстремальный диапазон (в кислую сторону).

С другой стороны, присутствие в расти-тельно-молочной смеси частиц растительного сырья защищает микроорганизмы от губительного воздействия высокой температуры. Особое значение при этом имеет степень дисперсности частиц. Чем крупнее посторонние частицы и чем больше их количество в смеси, тем сильнее снижается эффективность пастеризации. Имеются основания предполагать, что режимы тепловой обработки растительно-молочной смеси будут отличаться от режимов тепловой обработки исходного молока.

После внесения в молоко предварительно подготовленных восстановленных овощей производилась тепловая обработка растительно-молочных смесей, из которой затем вырабатывали растительно-молочные десерты.

Были изучены 3 температурных режима обработки растительно-молочных композиций: (75±2)°С, (85±2)°С и (93±2)°С с выдержками при каждой температуре 5, 10 и 15 минут соответственно.

Основная микрофлора в обработанных растительно-молочных смесях была представлена спорообразующими палочками, количество которых соответствовало количеству их в исходном сырье.

Во всех исследуемых образцах расти-тельно-молочных композиций отсутствовали патогенные микроорганизмы, бактерии группы кишечных палочек, неспорообразующие микроорганизмы B.cereus, дрожжи и плесени. Не были обнаружены также липолитические микроорганизмы и сульфитредуцирующие клостридии.

Результаты проведённых исследований показали, что микробиологический фон расти-тельно-молочной смеси, обработанной при температуре (85±2)°С с выдержкой 10 мин и более «жёстких» режимах обеспечивает получение готового продукта с микробиологическими показателями, удовлетворяющими требованиям ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции».

Однако консистенция продукта, при этом характеризуется как «неоднородная», «зернистая» за счёт присутствия в продукте твёрдых, не разваренных частиц вносимых растительных компонентов. Поэтому окончательный выбор оптимального режима тепловой обработки может быть сделан только на основании комплексного подхода, учитывающего все процессы, протекающие при тепловой обработке – и микробиологические и физико-химические, в частности, размягчение клетчатки растительных компонентов. Изучение разрушения полисахаридов клеточных структур овощей является предметом наших дальнейших исследований.

Заключение

Проведённые исследования позволяют сделать следующие выводы:

─ Порошкообразные овощи по показателям микробиологической безопасности удовлетворяют требованиям ТР ТС 021/2011«О безопасности пищевой продукции» и могут рассматриваться как потенциальное сырье для производства растительно-молочных десертов.

─ Тепловая обработка растительно-молоч-ной смеси при температуре (85±2) С с выдержкой 10 мин обеспечивает требуемый уровень показателей микробиологической безопасности.

─ Окончательный выбор оптимального режима тепловой обработки растительно-мо-лочной смеси должен быть сделан на основании комплексной оценки микробиологических и физико-химических изменений, протекающих в растительно-молочной смеси при тепловом воздействии.