Технологические аспекты применения биологически активной добавки «Селенпропионикс» в мясной промышленности

Мясо и мясные продукты являются перспективным сырьем для создания функциональных продуктов и в настоящее время активно ведутся разработки именно данной группы продуктов, обеспечивающих организм человека не только полноценным белком, но и изначально содержащих такие биологически активные компоненты, как витамины, аминокислоты, полиненасыщенные жирные кислоты, микроэлементы (железо, цинк, селен) и др. Они способствуют улучшению общего статуса организма, стимуляции активности ферментов детоксикации и антиоксидантной защите, повышению иммунного потенциала и резистентности [1].

Селен относится к числу важнейших жизненно необходимых микронутриентов. Дефицит селена приводит к развитию различных, в том числе онкологических и сердечно-сосудистых, заболеваний [2]. В целом по России, по данным эпидемиологических исследований, проведенных сотрудниками Института питания РАМН, не менее чем у 80% населения обеспеченность селеном ниже оптимальной. К селенде-фицитным регионам страны относятся Республика Бурятия, Хабаровский край. Дефициту данного микроэлемента способствует несколько факторов, в том числе и ограниченный ассортимент продуктов целенаправленного назначения.

Учитывая, что в Республике Бурятия исторически сложилась традиция высокого потребления мяса и продуктов его переработки, высокоэффективным и быстрым путем решения проблемы недостаточности селена, следовательно, улучшения питания и здоровья населения, является разработка мясных продуктов массового потребления, обогащенных селеном.

В настоящих исследованиях в качестве объекта обогащения селеном были выбраны пользующиеся стабильно высоким спросом деликатесные мясные изделия – варено-копченые продукты из свинины.

Для более точного позиционирования нового продукта на рынке была получена подробная информация потенциальных покупателей о желаниях и требованиях к данному продукту.

Было выявлено, что потребители хотели бы улучшить качественные характеристики варенокопченых продуктов из свинины, обогатить их полезными компонентами, увеличить сроки хранения и сохранить цену готового продукта. Приоритетность требований покупателей к продукции представлена в таблице 1.

Как видно из данных, представленных в таблице, целенаправленно управляя показателями с высокими коэффициентами весомости, такими как выраженный мясной вкус и приятный запах, сочная консистенция, пищевая ценность и безопасность, можно существенно улучшить потребительские свойства данного вида мясопродукта.

Таблица 1

Приоритетность требований покупателей к продукции

Требования	Приоритет
Улучшение структурно-механических свойств, придание упругой консистенции	0,2
Придание ярко выраженного мясного вкуса и аромата	0,3
Повышение полезности за счет обогащения селеном и витаминами	0,3
Увеличение срока хранения готовой продукции	0,1
Сохранение себестоимости	0,1
Итого	1

В условиях большого ассортимента биологически активных добавок (БАД) к пище, обогащенных селеном, отечественного и импортного производства очевидно, что с точки зрения безопасности и эффективности предпочтительнее органические источники селена.

На основе анализа биотехнологических свойств пробиотических микроорганизмов в ВосточноСибирском ГТУ на кафедре «Технология молочных продуктов. Товароведение и экспертиза товаров» созданы различные варианты заквасок прямого внесения, БАД и предлагаются технологические решения, имеющие неоспоримые преимущества по сравнению с отечественными и зарубежными аналогами. Разработаны БАД на основе пробиотических микроорганизмов, обогащенных микроэлементами, для профилактики йод-, железо- и селендефицитных состояний.

Таблица 2

Качественная характеристика бактериального концентрата, обогащенного селеном

Показатель		Значение
Консистенция и внешний вид		Однородная. Допускается отделение сыворотки
Цвет		От бежевого до розового с белыми вкраплениями
Вкус и запах		Чистый, слегка кисловатый, без посторонних привкусов и запахов
Предельные значения рН		5,5–7,0
Содержание селена, мг/см3		20
Концентрация экзополисахаридов, мкг/мл		53,0
Антимутаген-ная активность	Среднее число ревертантов на чашку	611
	Ингибирование, %	61,8
Температура при выпуске с предприятия, оС, не более		6
Масса продукта (см3), в которой не допускаются	БГКП (колиформы)	10
	S.aureus	10
	Патогенные микроорганизмы (в т.ч. сальмонеллы)	50
Дрожжи, КОЕ/г, не более		10
Плесени, КОЕ/г, не более		10
Количество пропионовокислых бактерий, КОЕ/см3, не менее		1 ⋅ 1010
Активность гемовых ферментов	Супероксиддисмутаза (СОД), ед/мг белка	2,00
	Каталаза, мкат/мл	2950,0
	Пероксидаза, нмоль/мин∙ мг белка	1,113

Использование пропионовокислых бактерий для ферментативного селенирования позволило получить инновационную БАД нового поколения с полифункциональными свойствами. Высокая ферментативная активность бактерий способствует более эффективному протеканию реакций селенирования аминокислот в питательной среде, что повышает биологическую доступность микроэлемента. Пропионовокислые бактерии синтезируют большое количество серосодержащих аминокислот – цистеин и метионин, с которыми связывается селен и переходит в органическую биодоступную форму [3, 4].

БАД «Селенпропионикс», продукт биотехнологического производства, не являющийся лекарственным средством, представляет собой концентрированную биомассу пропионовокислых бактерий, содержащую селен в органической форме. В отличие от других существующих средств профилактики се-лендефицита «Селенпропионикс» содержит пробиотические микроорганизмы и дозированное количество селена.

Качественная характеристика бактериального концентрата, обогащенного селеном (БАД «Селен-пропионикс»), представлена в таблице 2.

При использовании микроорганизмов следует учитывать не только биохимическую активность, но и особенности их функционально-технологического действия в комплексе с селеном в составе БАД.

Из данных, представленных в таблице 2, видно, что пропионовокислые бактерии обладают высокой устойчивостью к селену, синтезируют значительное количество гемсодержащих ферментов и су-пероксиддисмутазы. Следует отметить высокое содержание экзополисахаридов, что весьма привлекательно для улучшения функционально-технологических свойств мясного сырья. Исследованиями установлено, что с повышением селенита натрия в питательной среде увеличивается содержание экзополи-сахаридов.

На основании вышеизложенного можно утверждать, что пропионовокислые бактерии полно проявляют свое действие в синергизме с эссенциальным микроэлементом селеном и такой подход суммирует положительный эффект пробиотических микроорганизмов и органически связанного микроэлемента.

Ранее проведенными комплексными исследованиями было установлено, что биологически активная добавка к пище «Селенпропионикс» способствует улучшению технологических показателей соленого мяса, ускорению процесса посола и позволяет вырабатывать высококачественные мясные продукты с новыми функциональными свойствами [5, 6, 7].

При разработке мясных продуктов функционального питания принципиальное значение имеет обеспечение сохранности всех полезных качеств и безопасности в течение всего срока годности.

В соответствии с рекомендациями МУК 4.2.1847 варено-копченые продукты порционной нарезки, упакованные под вакуумом, хранили при температуре (0-6)ºС в течение 26 суток.

Важным этапом исследований срока годности является органолептическая оценка, динамика изменения которой показана на рисунке 1.

Хранение, сутки

□ контроль □ опыт

Рис. 1. Изменение органолептической оценки при хранении

Как видно из рисунка, при хранении наблюдаются нарастание нежелательных, посторонних признаков и утрата положительных показателей качества, что подтверждается стабильным снижением общей балловой оценки. Контрольные образцы через регламентируемые 15 суток годности характеризовались по органолептическим показателям как ниже среднего и не подлежали дальнейшему хранению.

На основании вышеизложенного было сделано заключение, что в контрольных образцах начались процессы микробиологической (гнилостной) порчи. Так, на 16 сутки были обнаружены БГКП и микроорганизмы рода Proteus (табл. 3).

В отличие от контроля в опытных образцах продуктов вышеуказанных явлений не выявлено. Продукты сохранили приемлемый уровень пищевой пригодности с точки зрения безопасности и органолептических свойств на протяжении всего исследуемого срока хранения. При этом установлено, что органолептические характеристики опытных образцов варено-копченого продукта, хранившегося в течение 26 суток, снижались только по показателям вкуса и запаха.

Известно, что при хранении мясных продуктов с достаточно высоким содержанием жира может происходить окисление липидов с образованием свободных оксильных радикалов, гидропероксидов, пероксидов и эпоксидов, повышающих риск возникновения разнообразных патологий.

В связи с этим на следующем этапе исследований изучали влияние БАД «Селенпропионикс» на гидролитические и окислительные процессы, протекающие при посоле мяса.

В процессе хранения в опытных образцах мясных продуктов по сравнению с контрольными образцами наблюдается меньшее накопление свободных жирных кислот. Из данных, представленных на рисунке 2, видно, что кислотное число контрольных образцов увеличивается и к моменту окончания срока годности составило 2,3 мг КОН, что на 25% превышает исходное значение.

Микробиологические изменения в процессе хранения

Таблица 3

Показатель	Значение показателя при хранении образцов
	контроль, сут			опыт, сут
	0	15	16	0	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26
КМАФАнМ, КОЕ/г	75	75	75 'О	75	75	75	75 оо	75 о<	75	75	75	75 'О	75 °7	75 of	75	3
БГКП (колиформы) в 1 г	не обнаружено		не обнаружено	не обнаружено
Сульфитредуцирующие клостридии в 0,01 г продукта	не обнаружено			не обнаружено
Патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы в 25 г	не обнаружено			не обнаружено
Микроорганизмы рода Proteus в 1 г	не обнару жено		не обнаружено	не обнаружено

Продолжительность хранения, сут

□ Опыт и Контроль

Рис. 2. Изменение кислотного числа в процессе хранения

В опытных образцах скорость гидролиза намного меньше по сравнению с контрольными, даже через 26 суток хранения кислотное число составило только 2,62 мг КОН. К окончанию регламентируемого срока годности (15 суток хранения) продуктов скорость гидролиза жира контрольных образцов в 1,6 раза больше по сравнению с опытными.

Принятие решения о том, что продукты не пригодны для употребления, предопределило обнаружение окисленных посторонних привкусов и запаха.

На рисунке 3 представлена динамика изменения перекисного числа в процессе хранения опытных и контрольных образцов.

Продолжительность хранения, сут

□ Опыт 0 Контроль

Рис. 3. Изменение перекисного числа в процессе хранения

Данные, представленные на рисунке, коррелируют с динамикой негативных изменений органолептических свойств (вкуса, аромата, запаха) варено-копченых мясных продуктов при хранении.

Динамика окисления липидов в варено-копченых продуктах из свинины подтверждена тестом с тиобарбитуровой кислотой, определением количества малонового альдегида как вторичного продукта окисления (рис. 4).

Продолжительность хранения, сут

□ Опыт □ Контроль

Рис. 4. Изменение тиобарбитурового числа в процессе хранения

Пропионовокислые бактерии синтезируют ферменты, в том числе каталазу, пероксидазу и супероксид-дисмутазу, необходимые для устранения токсичного эффекта кислорода путем инактивации активных форм кислорода, т.е. использование данных микроорганизмов позволяет снизить количество реактивного кислорода в мясе и, тем самым, предотвратить его окислительную порчу. Присутствие данных ферментов позволяет биологической клетке также удалять супероксидные и пероксидные радикалы, образованные в результате окислительных реакций.

Радикалы могут образовываться и при развитии микроорганизмов, катализирующих процессы окисления. Немаловажное значение имеет факт подавления нежелательной микрофлоры пропионовокислыми бактериями, происходящий в результате выделения антибактериальных веществ (органические кислоты, диацетил, бактерио-цины и др.).

Проведенными исследованиями установлено, что пропионовокислые бактерии полно проявляют свое действие в синергизме с эссенциальным микроэлементом селеном и такой подход суммирует положительный эффект пробиотических микроорганизмов и органически связанного микроэлемента.

Таким образом, в ходе проведенных исследований выявлено, что применение БАД «Селенпро-пионикс» значительно ингибирует гидролитические и окислительные процессы, что способствует повышению потребительских свойств цельномышечных варено-копченых продуктов функционального назначения с пролонгированным сроком годности. Доказано, что внесение добавки способствует увеличению срока годности варено-копченых продуктов до 10, в вакуумной упаковке целым изделием – до 35, при порционной нарезке – до 20 суток.

На основе анализа полученного экспериментального материала и опытно-промышленной апробации технология производства функциональных варено-копченых продуктов из свинины (других видов мяса) с применением БАД «Селенпропионикс» рекомендована к внедрению.

Использование БАД к пище регламентируется нормами ее биологической безопасности и технологическими соображениями.

В промышленности используется добавка, предназначенная только для производства (с содержанием 900 мкг селена в 1 мл концентрата), что обеспечивает содержание селена 18 мг на 100 кг основного сырья.

Рекомендуемая добавка отвечает всем требованиям современного промышленного производства: выпускается в замороженном виде (возможно в сухом), технологична, хорошо растворяется в воде и рассолах.

Значительная часть производственных выработок была произведена в мясоперерабатывающем цехе ООО «Фирма «Мостовик – 1», одного из крупнейших производителей мясопродуктов Дальнего Востока (г. Хабаровск). Предприятие было создано в 2002 г. на базе мясоперерабатывающего производства ЗАО «Автомост», которое вело свою деятельность с 1995 г. В 2008 г. предприятие, первым в Хабаровском крае, прошло сертификацию системы менеджмента качества применительно к разработке, производству и реализации готовых и консервированных продуктов из мяса, мяса птицы, мясных субпродуктов и крови животных на соответствие требованиям ГОСТ Р ИСО 9001 – 2001 (№ РОСС.RU.0001.13ИС82). В скором будущем планируется внедрить систему контроля качества ХАССП. Предприятие стабильно и динамично развивается, в настоящее время производственная мощность составляет более 15 т/сут, ассортимент готовой продукции включает около 200 наименований колбас, мясных деликатесов и полуфабрикатов.

На основе анализа полученного экспериментального материала и промышленной апробации рекомендована к внедрению технология производства функциональных деликатесных цельномышечных мясных продуктов из свинины (других видов мяса) с применением БАД «Селенпропионикс». При этом гарантируется выпуск продукции высокого качества и приемлемой себестоимости.

Особо следует отметить простоту реализации технологических решений, отсутствие дополнительных затрат, возможность внедрения в условиях как малых, так и крупных предприятий мясоперерабатывающей отрасли.

Таким образом, высокоактивная добавка «Селенпропионикс» нашла практическую реализацию в мясной промышленности и разработанная технология позволяет, наряду с обогащением мясных продуктов селеном, изготавливать по сокращенной технологии варено-копченые мясные продукты с высокими потребительскими свойствами и пролонгированным сроком годности.

Производство БАД организовано на базе малого инновационного предприятия МИП «БИФИВИТ» в ГОУ ВПО ВСГТУ г. Улан-Удэ. Предприятие выпускает закваски прямого внесения бифидобактерий и пропионовокислых бактерий, обладающие высокой скоростью роста при биотехнологической обработке молочного, мясного, хлебопекарного сырья и обеспечивающие высокое количество жизнеспособных клеток пробиотических микроорганизмов в готовом продукте. МИП поставляет бактериальные концентраты пробиотических микроорганизмов молочным предприятиям Сибири и Дальнего Востока.