Обоснование и разработка технологического решения производства ферментированных колбас с применением стартовых культур

Динамично развивающаяся биотехнологическая промышленность пищевых компонентов, использование современного оборудования и инновационные технологические решения не только расширяют спектр пищевых продуктов функциональной направленности, которые сохраняют в процессе производства нативные свойства сырья [1–9].

Сырокопченые и сыровяленые колбасы относятся к классу мясных продуктов, которые обладают высокой биологической ценностью благодаря отсутствию термической обработки, создающей условия для обогащения их различными добавками, в том числе и чувствительными к действию повышенных температур [10, 11].

Технология производства сырокопченых колбас является одной из самых сложных, длительных и трудоемких. Одним из перспективных направлений интенсификации производства сырокопченых колбас является направленное использование стартовых культур [12]. Применение бактериальных препаратов и продуктов их жизнедеятельности позволяет повысить биологическую ценность продукта, более низкая их влажность повышает концентрацию полноценных белков и жиров. При этом протекают сложные биохимические и физикохимические процессы, способствующие формированию характерного вкуса, запаха и цвета готовых колбас, а снижение водородного показателя (рН) обеспечивает высокую стойкость продукта к микробиологической порче и увеличивает срок его хранения [13].

Целью научной работы является обоснование использования стартовых культур в технологии производства ферментированных колбас.

Объекты и методы исследований

Объектом исследования являлась колбаса сырокопчёная «Салями элитная», производимая в соответствии с требованиями ТУ 9213010-42463180-14 «Колбасы и продукты сырокопченые и сыровяленые».

Опытно-промышленная апробация была проведена в условиях мясоперерабатывающего предприятия «Велес». «Салями элитная» производится согласно рецептуре, представленной в табл. 1.

Модификация рецептуры заключалась в том, что в опытный образец № 1 вместе со специями вводилась стартовая культура арт. 8920 «БессаСтарт» в дозе 0,6 г/кг фарша, а в опытный образец № 2 стартовая культура арт. 8932 «ПрестоСтарт» в дозе 0,3 г/кг фарша.

Стартовая культура арт. 8920 «Беса-СТАРТ» (BessaSTART) – классическая стартовая культура, применяемая для надёжного и естественного созревания сырокопченых и сыровяленых колбас. Входящие в состав бактерии Pediococcus pentosaseus, Staphylococcus xylosus, Staphylococcus carnosus и моносахара способствуют образованию цвета, придают мягкий вкус сырокопченым колбасам.

Стартовая культура арт. 8932 «Престо-

СТАРТ» (PrestoSTART) – это белый до бледно-коричневого порошок, в состав которого входят препараты живых микроорганизмов Lactobacillus Sakei , Staphylococcus carnosus , а также декстроза и Mn2 +.

Величину pH в модельном фарше определяли с помощью пищевого рН-метра Testo 205. Изменение показателей активности воды и содержания влаги в сырокопченых колбасах проводили с помощью прибора AquaLab 4TE DUO. Данные исследования были проведены в лаборатории кафедры технологии хранения и переработки продуктов животноводства факультета биотехнологии Курганской ГСХА.

Результаты и их обсуждение

Для производителя мясных продуктов очень важно оценить мясное сырье на пригодность по значению рН для изготовления сырокопченых колбас. Действительно, если микробиологические показатели сырья могут быть существенно улучшены путем санитарно-гигиенических мероприятий, соблюдения температурно-влажностных режимов и т.п., то значение рН мясного сырья в условиях его дефицита в стране может быть только принято во внимание и учтено при выборе той или иной технологии мясных продуктов. Уровень рН модельный фаршей представлен на рис. 1.

Анализ снижения уровня рН фарша свидетельствует о накоплении органических кислот в результате работы стартовых культур.

Таблица 1

Рецептура колбасы сырокопчёной «Салями элитная»

Наименование основного сырья	Норма сырья (на 100 кг сырья)
Сырье не соленое, кг (на 100 кг сырья)
Свинина жилованная нежирная	56
Грудинка свиная	44
Пряности и материалы, г (на 100 кг несоленого сырья)
Наименование пряностей и материалов	ТУ 9213-01042463180-14	Образец № 1	Образец №2
Нитритно-посолочная смесь с массовой долей нитрита натрия не более 0,6 %	1700	1700	1700
Соль поваренная пищевая	1100	1100	1100
Смесь специй БессавитБоген	1300	1300	1300
Стартовые культуры арт. 8920 «БесаСТАРТ»	–	60	–
Стартовая культура арт. 8932 «ПрестоСТАРТ»	–	–	30
Оболочка искусственная белкозин, диаметр 45 мм

Накопление молочной кислоты в процессе ферментации фарша, приводит к снижению рН, вследствие чего происходит увеличение устойчивости фарша к действию гнилостных микроорганизмов; набухание коллагена соединительной ткани; повышение активности катепсинов; интенсификация реакции цвето-образования; изменение вкуса и аромата мяса.

Продолжительность ферментации, ч

—•“Контрольный образец

—* ■ Образец № 1

- ♦ - Образец №2

Рис. 1. Динамика изменения рН модельного фарша

На рис. 2 показана динамика роста молочной кислоты в исследуемых образцах сырокопченой колбасы.

Рис. 2. Динамика накопления молочной кислоты модельного фарша

Анализ данных рисунка свидетельствует, что опытный образец № 1, содержащий стартовые культуры арт. 8920 «БесаСТАРТ», через 12 ч выдержки модельного фарша по количеству молочной кислоты превышал контрольный на 5,99 %. Через пять дней разница составила 14,28 %, что свидетельствует о более быстром накоплении молочной кислоты в образце № 1.

Динамика снижения массовой доли влаги коррелирует с величиной рН (рис. 3). При снижении водородного показателя в контрольном и опытных образцах наблюдалось соответствующее снижение влаги.

Рис. 3. Изменение массовой доли влаги в процессе сушки сырокопченых колбас

Наиболее выраженное обезвоживание образцов отмечено в опытном образце № 1, значение данного показателя достигло регламентированных по показателям влаги требованиям, в то время как в контрольном массовая доля влаги снижалась менее активно и достигла регламентируемого уровня лишь на 30-е сутки. Таким образом, наибольшая интенсивность потерь влаги характерна для образца с использованием стартовой культуры арт. 8920 «БесаСТАРТ».

Известно, что процесс диффузии влаги из внутренних слоев колбасного батона к наружным подчиняется первому закону Фика, другими словами, количество перемещенной влаги пропорционально градиенту концентраций. В связи с этим в течение основного периода сушки содержание влаги наружного слоя ниже влажности средних и внутренних слоев (табл. 2).

Таблица 2

Содержание влаги в исследуемых образцах

Образцы колбас	Содержание влаги, в % по слоям
	наружный	средний	внутренний
Контрольный образец	23,71	24,62	27,80
Образец № 1	23,15	24,27	25,86
Образец №2	23,29	24,49	26,03

Полученные нами данные свидетельствуют, что во внутреннем слое образца № 1 отмечено минимальное содержание влаги на

• 1,94 % по сравнению с контрольным образцом и на 0,17 % в сравнении с образцом № 2.

Установлено, что при созревании-сушке батонов сырокопченых колбас распределение влаги по объему продукта неравномерно, и это не зависит от скорости диффузии влаги внутри батона, а также от рецептурного состава фарша.

С целью выявления степени влияния стартовых культур на способность готового продукта противостоять развитию микробиальной порчи были проведены исследования по определению активности воды (а w ). Динамика изменений показателя а w свидетельствует о его снижении по мере увеличения сроков производственного процесса независимо от комбинации используемых пищевых добавок (табл. 3).

Таблица 3

Влияние многоцелевого функционального модуля на показатель активности воды а w

Время, сут.	Показатели активности воды, а w
	контрольный образец	образец № 1	образец № 2
5	0,994	0,976	0,981
10	0,967	0,942	0,954
15	0,939	0,921	0,927
20	0,928	0,904	0,916
25	0,913	0,878	0,893
30	0,869	0,831	0,847

Из данных следует, что значения активности воды во всех колбасах существенно ниже уровня 0,88, гарантирующего микробиологическую безопасность этой группы продуктов. Данные показатели коррелируют с изменением массовой доли влаги в продукте. При этом абсолютные значения а w , полученные для опытного образца, были ниже показателей активности воды, полученных для контрольного образца. Данная динамика наблюдалась на протяжении всего срока созревания фаршевых систем исследуемых образцов, и к концу процесса (30 сутки) значение показателя а w для опытного образца достигло минимального значения 0,847, что ниже показателя, полученного для контрольного образца (0,869) в этот же период времени.

Таким образом, проведенные исследования позволяют утверждать, что использование в технологии производства сырокопченой колбасы «Салями элитная» стартовых культуры арт. 8920 «БесаСТАРТ» и «ПрестоСТАРТ» позволяет ускорить процесс их созревания и сушки, а также оказывает положительное влияние на технологические свойства данного продукта.