Микробиология. реф1. Решение этой проблемы связано с направленным регулированием хода биохимических, физикохимических и микробиологических процессов, в результате которых формируется структура, цвет и вкусоароматические характеристики готовой продукции

Название	Решение этой проблемы связано с направленным регулированием хода биохимических, физикохимических и микробиологических процессов, в результате которых формируется структура, цвет и вкусоароматические характеристики готовой продукции
Анкор	Микробиология
Дата	19.11.2019
Размер	32.2 Kb.
Формат файла
Имя файла	реф1.docx
Тип	Решение #95883

Введение

Изделия из мяса являются традиционными в питании населения многих стран и пользуются повышенным спросом.

Современные условия производства, связанные с переходом на малоотходную переработку сырья, поступлением мяса с неадекватным составом и функционально-технологическими свойствами, потребностью в конкурентоспособной, «фирменной» продукции, а также снижением себестоимости готовой продукции, предопределяют необходимость в постоянном расширении ассортимента за счет разработки новых рецептур и технологий производства мясопродуктов.

Варено-копченые колбасы являются высококалорийным продуктом со специфическим вкусом и ароматом. Ассортимент выпускаемых колбас данного вида весьма ограничен, что связано с длительностью основных технологических процессов, обуславливающих высокую себестоимость готового продукта. Поэтому проблема расширения ассортимента варено-копченых колбас, высокого качества и низкой себестоимости, вызывает несомненный интерес.

Решение этой проблемы связано с направленным регулированием хода биохимических, физико-химических и микробиологических процессов, в результате которых формируется структура, цвет и вкусо-ароматические характеристики готовой продукции.

Мясная промышленность располагает разнообразными способами, позволяющими целенаправленно изменять качественные характеристики мясного сырья для придания ему необходимого комплекса функциональных свойств. Среди существующих многочисленных приемов обработки мясного сырья одним из перспективных направлений в последнее время является целенаправленное использование биологически активных веществ на основе жизнедеятельности микроорганизмов для производства мясных продуктов, их применение способствует улучшению качественных показателей готового продукта. Технологическое действие микроорганизмов связано с образованием специфических биологически активных компонентов: органических кислот, бактериоцинов, ферментов, витаминов, что способствует улучшению санитарно-микробиологических, органолептических показателей готового продукта, а также позволяет интенсифицировать производственный процесс [1].

Целью данного реферата является рассмотрение перспективных направления в производстве мясных продуктов с использованием
микроорганизмов.

Для этого необходимо решить следующие задачи: изучить влияние различных видов микроорганизмов на свойства и качество готового продукта; изучить влияние микроорганизмов на подавление жизнедеятельности гнилостных и санитарно-показательных бактерий в сырье в процессе выработки из него готовой продукции.

Молочнокислые бактерии

Молочнокислые бактерии — группа микроаэрофильных грамположительных микроорганизмов, сбраживающих углеводы с образованием молочной кислоты как одного из основных продуктов [1]. Молочнокислое брожение стало известно людям на заре развития цивилизации. С тех пор им пользуются в домашних условиях и в пищевой промышленности для переработки и сохранения еды и напитков. Традиционно к молочнокислым бактериям относят неподвижных, неспорообразующих кокковидных или палочковидных представителей отряда Lactobacillales.

Основным свойством молочнокислых бактерий, по которому их объединяют в отдельную группу, является способность образовывать в качестве главного продукта брожения молочную кислоту. Молочнокислые бактерии обладают ферментативной активностью, которая является одним из главных критериев выбора штаммов микроорганизмов. Типичные молочнокислые бактерии обладают высокой гликолитической и небольшой протеолитической активностью [3].

Они представляют собой неспорообразующие, не являющиеся аэробами, но аэротолерантные, каталазоотрицательные кокки или палочки, которые вырабатывают молочную кислоту как один из основных продуктов ферментации углеводов. Благодаря своей аэротолерантной анаэробной природе, МКБ присутствуют в широком диапазоне естественной окружающей среды, включая желудочно-кишечный тракт человека и животных. МКБ традиционно ассоциированы с ферментацией пищевых продуктов и кормов, и обычно считаются благоприятными микроорганизмами. Люди эмпирически использовали МКБ для естественной ферментации молока, мяса, овощей и фруктов в течение тысячелетий, что приводило к новому стабильному продукту. Применение процесса подкисления, обусловленного выработкой молочной кислоты как основного конечного метаболита ферментации углеводов, является основным из наиболее желательных побочных эффектов их роста, ингибируя микроорганизмы, в том числе, наиболее распространенные человеческие патогены . При переработке мяса МКБ могут играть как положительную, так и отрицательную роль. Положительный эффект связан с ростом МКБ во время ферментации и созревания сухих ферментированных колбас. Отрицательная роль может быть ассоциирована с порчей мяса, выработкой биогенных аминов и распространением генов антибиотикорезистентности

Ферментированные пищевые продукты имеют более продолжительный срок хранения по сравнению с исходным сырьем, и процесс их порчи имеет другой характер. Антимикробные эффекты ферментации не ограничиваются только микроорганизмами, вызывающими порчу, и могут также оказывать влияние на патогены, которые могут присутствовать в продукте . В микробиологии термин ферментация может быть использован для описания или микробных процессов, которые приводят к образованию полезных продуктов, или формы роста анаэробных микроорганизмов, использующих внутренние акцепторы электронов и образующих АТФ в основном через фосфорилирование на уровне субстрата. МКБ играют доминирующую роль в ферментации фарша, приготовленного для производства сухих ферментированных колбас. МКБ, однако, составляют только часть общей микробной популяции в мясе при естественных условиях.[5]

1.2 Положительные свойства бифидобактерий

В последнее время рассматривается возможность использования таких пробиотических культур как бифидобактерии.

Чистые культуры бифидобактерий характеризуются следующими свойствами: это грамположительные, анаэробные, бесспоровые, неподвижные палочки, не разжижающие желатину. Они сбраживают глюкозу с образованием уксусной и молочной кислот без выделения газа, снижают рН до значения 4,1-3,8, оптимальная температура культивирования 37-38ºС, а биокинетическая зона роста составляет 20-45ºС. Микроб не патогенен для человека и животных. При первичном выделении все виды бифидобактерий являются анаэробами. Однако при лабораторном культивировании эти микроорганизмы приобретают способность развиваться в присутствии некоторого количества кислорода, а в высокопитательных средах могут расти и в полностью аэробных условиях.

Препараты пробиотических микроорганизмов могут быть представлены как чистые культурами, применяемыми в производстве продуктов специального назначения, так и заквасками микроорганизмов [10].

К положительным свойствам бифидобактерий, представляющих интерес при производстве ферментированных мясопродуктов, следует отнести:

- способность продуцировать молочную кислоту и летучие жирные кислоты;

- потенциальную способность уменьшать содержание остаточного нитрита натрия и стабилизировать окраску мясопродуктов за счет метаболитов, образующихся в процессе сбраживания углеводов и обладающих редуцирующими свойствами, а также за счет понижения окислительно-восстановительного потенциала мясной системы;

- высокую антагонистическую активность по отношению к патогенной и условно-патогенной микрофлоре.

Определенный интерес представляет протеолитическая активность бифидобактерий, в частности при обработке вторичного коллагенсодержащего сырья. В процессе жизнедеятельности бифидобактерий в большом количестве накапливаются такие аминокислоты, как лизин, аргинин, глютаминовая кислота, валин, метионин, лейцин, тирозин [7].

На основании аналитического обзора доступных литературных данных были выделены следующие направления использования бифидобактерий в технологии мяса:

• ферментация овощного сырья с целью получения биологически активных добавок (БАД), используемых в качестве основного сырья или взамен мяса;

• обработка вторичного коллагенсодержащего сырья;

• применение в качестве стартовых культур в технологии отельных видов мясопродуктов [8].

Бифидобактерии обладают высокой антагонистической активностью, способностью разрушать токсические метаболиты, расти в анаэробных условиях, накапливать ароматические соединения, редуцирующие вещества, что весьма привлекательно для использования в колбасном производстве. Основным продуктом метаболизма бифидобактерий при сбраживании углеводов является молочная кислота, накопление которой благоприятно влияет на консистенцию. Кроме того, бифидобактерии обладают способностью связывать кислород воздуха и резко понижать окислительно-восстановительный потенциал, что, вероятно, предохраняет липиды от окисления. В настоящее время установлено, что бифидобактерии являются преобладающим компонентом кишечной микроэкологической системы, составляя в среднем до 90% общего числа микроорганизмов. Именно бифидофлоре отводится ведущая роль в нормализации микробиоценоза кишечника, улучшении процессов всасывания и гидролиза жиров, белкового и минерального обмена, поддержании неспецифической резистентности организма.

Рядом авторов было исследовано in vitrо – антагонистическое взаимодействие бифидобактерий с шигеллами и сальмонеллами. Результаты исследований показали, что жизнедеятельность большинства штаммов шигелл и сальмонелл резко угнетается в присутствии бифидобактерий. Сами же бифидобактерий оказались абсолютно резистентными к их воздействию. Бифидобактерии характеризуются сложными потребностями в питательных веществах. Анализ рецептурных компонентов рассолов, применяемых при изготовлении мясных продуктов и питательных сред для выращивания бифидобактерий свидетельствует об их сходстве. Это дает основание считать возможным применение бифидобактерий при производстве колбас.

Результаты исследований убедительно свидетельствуют, что пищевые продукты, содержащие молочнокислые бактерии и бифидобактерии, следует рассматривать не только как продукты питания повышенной биологической ценности, обеспечивающие организм пластическими и энергетическими веществами, но и как ценнейшие профилактические и лечебные средства

Так же в мясной промышлености используются микроорганизмы, внесенные с заквасками. Известно, что они посредством своих внутриклеточных ферментов изменяют структуру колбас, образуя новые вещества, способствующие улучшению качественных показателей готовых изделий.

Активность большинства микроорганизмов обусловлена их основными свойствами: высокой приспособляемостью к меняющимся условиям жизни, способностью быстро размножаться и широким спектром возможных биохимических реакций.

В качестве стартовых культур в основном используют нитратовосстанавливающие микрококки, гомоферментативные молочнокислые бактерии и педиококки, дрожжи и нетипичные молочнокислые бактерии в виде чистых или смешанных культур.

Молочнокислые бактерии являются биологической основой формирования колбасы как пищевого продукта, важнейшим консервирующим фактором. С помощью молочнокислых бактерий происходят биохимические превращения основных компонентов мяса с образованием соединений, способствующих формированию вкуса, аромата и консистенции; изменение физико-химических параметров мясного фарша в направлении, неблагоприятном для развития микробов, способных вызвать порчу мяса; подавление развития технически вредной и патогенной микрофлоры путем образования различных веществ, обладающих антимикробным действием. Доминирующим критерием отбора микроорганизмов в качестве стартовых культур во всем мире служит степень влияния микроорганизма на вкусоароматические характеристики готового продукта в условиях интенсификации технологий производства мясопродуктов. Общепринятыми ароматообразователями являются представители семейства микрококков и отдельные штаммы молочнокислых бактерий.

Большое значение имеет протеолитическая активность используемых микроорганизмов, которая определяется фильтрующимися протеазами клетки; внутриклеточными ферментами, освобождающимися при автолизе бактерий во время культивирования. Фильтрующие протеазы участвуют в расщеплении белков мяса, при этом образующиеся азотистые соединения проникают через оболочку клетки и используются в процессах обмена.

Известно, что в результате углеводного обмена микроорганизмов образуются продукты, которые играют очень важную роль в формировании аромата. Образующиеся наряду с молочной кислотой пировиноградная, уксусная кислоты, этиловый спирт, ацетон и другие вещества придают сырью, а впоследствии и мясопродукту долго сохраняющиеся вкус и аромат.

Важная роль в формировании аромата принадлежит продуктам расщепления жиров: свободным жирным кислотам и карбонильным соединениям. Способностью продуцировать липазы, участвующие в этом процессе, обладают бактерии Lactobacillus.

Микроорганизмы и их ферментативные комплексы осуществляют деструкцию основных компонентов мяса и переход их во вкусовые, ароматические и физиологически активные соединения, определяющие органолептические свойства готового продукта, его усвояемость в организме человека, биологическую ценность и безопасность для потребителя.

Кроме того, исследователями установлено, что уровень нитритов, добавляемых в колбасный фарш с целью подавления роста Clostridhim botulinum, можно сократить путем введения молочнокислых бактерий. Наряду с этим бактериальные культуры проявляют антагонистическое действие в мясных продуктах по отношению к таким микроорганизмам, как Salmonella, Clostridhim botulinum, Staphilococcus aureus.

Важным побочным продуктом микробиологического процесса является фермент каталаза – антиоксидант, препятствующий прогорканию колбас при длительном хранении при комнатных температурах.

Пропионовокислые бактерии

Так же в мясной промышленности используют пропионовокислые бактерии. .В процессе своего метаболизма пропионовокислые бактерии продуцируют такие важные для человека вещества, как витамин В₁₂ и фолиевую кислоту, аминокислоты, ферменты, короткоцепочечные жирные кислоты. Одним из основных продуктов жизнедеятельности ПКБ является пропионовая кислота, которая наряду с пропионатами и пропиоцинами способна подавлять рост патогенных микроорганизмов [2].

Польскими учеными исследована возможность применения биомассы пропионовокислых бактерий вместе с пропионовой и уксусной кислотами в качестве добавок в мясной фарш для колбасных изделий. Роль добавок заключалось в повышение стабильности колбасных изделий в процессе их хранения. Часть воды в составе фарша была заменена культуральной жидкостью, содержавшей биомассу пропионовокислых бактерий и смесью солей пропионовой и уксусной кислот.

Пропионовокислые бактерии являются обособленной группой микроорганизмов, давно привлекающих к себе внимание во всем мире. Эти бактерии способны к синтезу и сверхсинтезу ряда практически важных веществ: большого числа аминокислот, значительного количества жирных кислот, липидов, фосфолипидов и ферментов.

Пропионовокислые бактерии характеризуются как грамм-положительные, куалазоположительные, неспорообразующие, неподвижные, факультативно анаэробные и аэротолерантные палочковидные бактерии. Это аэротолерантные и микрофильные бактерии, хотя есть штаммы, предпочитающие аэробные условия. Палочковидные клетки бактерий склонны к плеоморфизму. Рудиментарное ветвление наблюдается в аэробных условиях или в анаэробных при низких значениях рН. Колонии обычно влажные, округлые или в виде гречишного зерна, блестящие, маслянистые. Цвет колоний кремовый, желтый, оранжевый, красный, коричневый. Пропионовокислые бактерии отличаются под микроскопом от других по своеобразному "полисадному" расположению клеток, иногда образующих короткие изогнутые цепочки и "иероглифы" вследствие деления с защелкиванием. Клетки бактерий неровные, с округлыми концами в отдельных случаях покрыты слизью и образуют слизистые тяжи.

Пропионовокислые бактерии растут в пределах температур (15-40ºС), хотя есть данные, что рост происходит при более низкой температуре до(-10ºС). Оптимальная температура развития классических пропионовокислых бактерий составляет (30±1)ºС. Оптимальная величина рН роста пропионовых бактерий 6,5-7,0, максимальная - 8,0, минимальная - 4,6. Пропионовокислые бактерии устойчивы к действию желчных кислот и выдерживают низкую (рН 2,0) кислотность желудка. Они ингибируют активность р-глюкуронидазы, азаредуктазы и нитроредуктазы – ферментов, образуемых кишечной микрофлорой и вовлекаемых в образование мутагенов, канцерогенов и промоторов роста опухолей.

Пропионовокислые бактерии - возбудители пропионовокислого брожения, при котором углеводы ферментируются с образованием главных продуктов брожения - пропионовой кислоты и ее солей - пропионатов.

Под пропионояокислым брожением подразумевают биохимический процесс превращения бактериями сахара, молочную кислоту и ее солей в пропионовую кислоту. В этом брожении, кроме пропионовой кислоты, образуются и такие продукты, как уксусная кислота, углекислый газ, янтарная кислота, ацетоин и диацетил. Другие летучие ароматические соединения – диметилсульфид, ацетальдегид, пропионовый альдегид, этанол и пропанол.

Пропионовокислые бактерии синтезируют большое. количество тетрапиррольных соединений: корриноиды, гемм, геммовые ферменты, цитохромы и линейные тетрапирролы.

В слюне и человеческой сыворотке содержатся супероксиддисмутаза, пероксидаза (СОД) и каталаза - антиокислители, снижающие уровень Н₂О₂ и О₂ и представляющие собой одну из форм естественной защиты организма от действия мутагенных факторов. СОД имеет перспективы применения не только в медицине, но и в пищевой промышленности, где в сочетании с пероксидазой и каталазой может использоваться для предотвращения окисления липидов и других важных компонентов пищи.

Учитывая всю полноту полезных свойств пропионовокислых бактерий, а также их физиологические особенности, находящиеся в соответствии с технологическим режимом процесса созревания мяса, перспективным является использование их в производстве мясных продуктов.

Данные свидетельствуют о том, что пропионовокислые бактерии хорошо растут в гидролизованном молоке с массовой долей поваренной соли до 5%. При изучении устойчивости к нитриту натрия отмечается их активный рост в среде, содержащей 5 мг% нитрита. В следующей серии опытов ими установлено, что пропионовокислые бактерии активно развиваются при температуре (2-4)ºС. При изучении влияния степени измельчения сырья развитие бактериальных клеток происходит в мясном сырье со степенью измельчения 2-3 мм. За 6 часов количество жизнеспособных клеток составило 106-107 КОЕ в 1 см', тогда как в мясе, посоленном в виде шрота, такое же количество клеток бактерий наблюдалось через 12 часов. Образцы вареных колбас, изготовленные из ферментированного мяса, были оценены дегустаторами выше контрольных.

Установлено, что пропионовокислые бактерии приводят к накоплению свободных аминокислот и летучих жирных кислот, тем самым ускоряют формирование консистенции вкусовых характеристик готового продукта. Таким образом, применение пропионовокислых бактерий при посоле мясного сырья способствует улучшению его качественных показателей и в целом интенсификации процесса созревания.

Из литературных данных следует, что высокая антагонистическая активность по отношению к патогенной и условно- патогенной микрофлоре, способность расти при низких температурах, продуцировать свободные жирные кислоты, аминокислоты, витамины, ферменты свидетельствуют о перспективности использования пропионовокислых бактерий как стартовых культур для мясопродуктов. Кроме того, промежуточные метаболиты обладают высокими редуцирующими свойствами, способствующими образованию и стабилизации окраски колбасных изделий.

Заключение

Молочнокислые бактерии являются биологической основой формирования мясопродуктов как пищевого продукта, важнейшим консервирующим фактором. Посредством молочнокислых бактерий происходит осуществление биохимических превращений основных компонентов мяса с образованием соединений, обуславливающих вкус и аромат, консистенцию; изменение физико-химических параметров мясного фарша в направлении, неблагоприятном для развития микробов, которые способны вызвать порчу мяса; подавление микрофлоры путем образования различных веществ, обладающих антимикробным действием.

Таким образом, бактериальные закваски являются важнейшим фактором формирования качества мясных изделий. Правильно подобранные культуры в закваске способствуют не только формированию приятного вкуса и аромата продукта, стабилизации окраски, но и подавлению жизнедеятельности гнилостных и санитарно - показательных бактерий. Кроме того, установлено, что некоторые микроорганизмы обладают протеолитической активностью, внутриклеточные ферменты которых способны расщеплять белки мяса, тем самым улучшать структурные характеристики готового продукта. А некоторые стартовые культуры могут выступать в роли антиоксидантов, препятствуя окислению жира в колбасных изделиях.

Однако влияние микроорганизмов на эти процессы изучено недостаточно, поэтому дальнейшие исследования в этой области необходимо продолжать.

Список использованных источников

[Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://nauka-shop.com/mod/shop/productID/30511/ − Дата доступа: 19.03.2015.
[Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%EE%EB%EE%F7%ED%EE%EA%E8%F1%EB%FB%E5_%E1%E0%EA%F2%E5%F0%E8%E8 – Дата доступа: 19.03.2015.
[Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://studopedia.net/4_10473_gruppa-molochnokislih-bakteriy-ih-fiziologo-biohimicheskie-osobennosti-i-prakticheskoe-znachenie-harakteristika-patogennih-predstaviteley-molochnokislih-bakteriy.html – Дата доступа: 21.03.2015.
Тарасова И.В. Использование коллагенсодержащего сырья животного происхождения при производстве мясного биопродукта / Тарасова И.В., Ребезов М.Б., Зинина О.В., Ребезов Я.М. // Сборник научных трудов Sworld по материалам международной научно-практической конференции, 2013. Т.4. № 1. С. 46–50.
Журнал Теория и практика переработки мяса / Джозеф Каменик., Марта Дучкова / 2016
[Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://nsau.edu.ru/images/vetfac/images/ebooks/microbiology/stu/bacter/ecologia/temper.htm – Дата доступа: 17.04.2015.
[Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.rusnauka.com/28_PRNT_2011/Agricole/4_93826.doc.htm – Дата доступа: 16.04.2015.
[Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://propionix.ru/probioticheskie-startovye-kultury – Дата доступа: 19.04.2015.
[Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://biofile.ru/bio/6991.html – Дата доступа: 19.04.2015.

[Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://www.webkursovik.ru/kartgotrab.asp?id=-85823 – Дата доступа: 19.04.2015.

Оглавление

Введение