Направленное использование микрофлоры в технологических процессах

Многоуровневые иерархические многоцелевые системы 54

Применение теории игр к исследованиям природных систем 40

Применение экспертной оценки в системном анализе 23

Основные идеи системного анализа 14

Вместо предисловия 3

Теория систем и системный подход в физико -

географических исследованиях 3

Общая теория систем: использование физических идей и

законов в эколого - географических исследованиях 6

Этапы исследования эколого - географических проблем

методом системного анализа 20

Методы управления природными и антропогенными

системами 33

Трехклассовая классификация экосистем с точки зрения

управления 34

Применение теории игр для выбора стратегий в области сельскохозяйственной политики 49

Применение теории игр к строительству противолавинных

сооружений 50

Применение системного анализа на локальном уровне для оценки последствий сельскохозяйственной активности человека (на примере модели КРИМС) 63

Использование системного анализа на региональном уровне

(на примере модели залива МАТСАЛУ) 72

Литература 93

Проведенные в начале XX века исследования показали, что при традиционной технологии изготовления сырокопченых и сыровяленых мясных изделий молочнокислые бактерии играют определяющую роль в формировании характерного качества готового продукта. Эту первостепенную роль изучили в США, где в 1940г. были запатентованы L.plantarum, L.brevis и L.fermenti в качестве стартовых культур. Они применялись при производстве так называемой «летней колбасы», преимущественно изготовляемой в те времена в США, с применением нитрита натрия. В 1955г. финским ученым Niinivaara была разработана научная теория инокуляции микрококков и практического использования стартовых культур. Pediococcus cerevisiae впервые начали использовать в 1957 году в качестве коммерческого бактериального препарата. Снижение рН при выработке сырокопчёных и сыровяленых колбас позволяет значительно ускорить процесс их созревания. Если образуется большое количество кислоты и показатель рН падает ниже 5.3, то растворимость мясного белка, а, следовательно, и водосвязывающая способность снижаются, продукт становится жёстче и высушивается быстрее.

Последующий поиск вёлся с целью выделения психрофильных молочнокислых микроорганизмов. Так были выделены атипичные молочнокислые бактерии: L.sake (L.sakei) и L.curvatus. Совместно с типичными лактобактериями они давали превосходные показатели качества ферментированных мясных изделий, ускоряли процесс созревания. Характерными признаками этих видов молочнокислых микроорганизмов являются наличие каталазы и нитритредуктазы. Оба фермента представлены двумя формами - гем-зависимая и гем-независимая. К примеру, гем-независимая нитритредуктаза расщепляет нитрит до окиси азота, что благоприятно сказывается на цветообразовании мясного сырья. Однако наличие этих ферментов не является типичным, и подобная активность наблюдается обычно у «диких» штаммов этих микроорганизмов. Отмечена высокая антагонистическая активность этих двух штаммов по отношению к условно-патогенной микрофлоре и возбудителям порчи. Тем не менее, их высокая энергия кислотообразования не позволяет широко применять подобные стартовые культуры, т.к. возможно развитие дефектов окраски, особенно при использовании нитрата натрия; из-за быстрого снижения рН угнетаются также процессы ароматобразования. Доминирующим критерием отбора микроорганизмов в качестве стартовой культуры во всем мире служит степень влияния микроорганизма на вкусоароматические характеристики готового продукта в условиях интенсификации технологий производства мясопродуктов. Общепризнанными ароматобразователями являются представители семейства микрококков и отдельные штаммы лактобактерий.

Скрининг ароматобразующих штаммов обычно осуществляют по степени образования так называемых предшественников аромата - карбонильных соединений с разветвленной углеродной цепью. Источником этих соединений являются аминокислоты лейцин, изолейцин, валин, фенилаланин, серосодержащая аминокислота метионин и свободные жирные кислоты.

Источником же аминокислот являются полипептиды, образующиеся в большей степени в результате воздействия эндогенных ферментов мышечной ткани на белок. Пептидазная активность наиболее развита у микрококков, особенно у штаммов M.varians и M.kristinae, однако по имеющимся данным выраженным продуцентом предшественников аромата, в частности 3-methylbutanal, являются штаммы Staph.carnosus и Staph.xylosus. Из представителей молочнокислых микроорганизмов наиболее активным видом (по степени образования 3-methylbutanal) является Lb.case.

Вкусоароматические характеристики продукта формируют потребительский спрос. Однако для предприятия первоочередной задачей является выпуск продукции благополучной в санитарном отношении. Если в производстве сырокопченых и сыровяленых мясопродуктах допустимо снижение рН в качестве лимитирующего фактора по отношению к условно-патогенной микрофлоре и возбудителям порчи, то при производстве копчено-вареных, вареных и т.п. изделий это недопустимо. Соответственно фактором ограничения здесь являются «жесткие» условия производства. Это в первую очередь низкие положительные температуры, более высокие концентрации поваренной соли в условиях ограничения доступа кислорода воздуха в толще рассола или куска мяса. Общепризнанные стартовые культуры семейств лактобактерий и микрококков в этих условиях малоэффективны. Эту проблему можно решить двумя путями: использование в качестве стартовых культур психрофильных, галофильных микроорганизмов с низкой энергией кислотообразования, и/или использование продуктов жизнедеятельности психрофильных микроорганизмов, например ферментов. Использование последних позволяет исключить отрицательное влияние микроорганизма-продуцента на качество изделия.

Особый интерес представляет разработка психрофильного фермента - коллагеназы. Его использование позволит гидролизовать соединительную ткань мясного сырья. Благодаря этому повышается влагоудерживающая способность мяса, питательная ценность готового продукта (в результате повышения атакуемости белков мяса ферментами желудочно-кишечного тракта), снижается его жесткость. Ферменты, частично гидролизующие белки, повышают их растворимость, увеличивается число свободных аминокислот (способствует развитию вкуса и аромата), повышается гидратация белковой молекулы, содержание связанной воды и выход готовой продукции.

Отечественными учёными был выделен продуцент фермента коллагеназы - штамм Serratia sp., обладающий выраженной психротропностью. Испытания показали, что данная коллагеназа при воздействии на мясное сырье в течение 2 суток при 4°С, значительно улучшает его пластичность, органолептические показатели и водосвязывающую способность и что самое главное обладает избирательным действием (т.е. на соединительную ткань).

Цветовые показатели готового мясного продукта также являются важными для потребителя и определяются наличием нитрозопигментов, образующихся при посоле с участием нитритов и нитратов, как предшественников окиси азота. Известно также, что высокие концентрации нитритов могут отрицательно влиять и на положительную микрофлору,- на ее ферментативную активность, и как следствие на развитие аромата. Тем самым важно добиться плавного и в то же время эффективного снижения концентрации нитрита натрия за счет восстановления его в окись азота. Достичь этого можно, применяя в качестве стартовой культуры нитритредуцирующие микроорганизмы. Во ВНИИМПе был выделен психрофильный, галотолерантный, денитрифицирующий штамм Paracoccus denitrificans var. halodenitrificans (окраска по Граму - положительная). Первоначально область применения этого штамма нами была определена как стартовая культура при посоле свиных и говяжьих копченостей. Использовать денитрифицирующий штамм при посоле сырокопченых и сыровяленых колбас не предполагалось, т.к. молочнокислые микроорганизмы обладают выраженным антагонизмом не только по отношению к штамму Paracoccus sp., но и по отношению к самому процессу денитрификации за счет снижения рН. Однако большой разрыв в температурном оптимуме развития этих микроорганизмов позволяет выделенному штамму эффективно редуцировать нитрит натрия до активизации молочнокислых микроорганизмов. При этом в сырье накапливается окись азота, и в условиях дальнейшего снижения рН обеспечиваются наиболее благоприятные условия для протекания реакции цветообразования.

С точки зрения ароматообразования интересной является разработка Датского мясного института - стартовая культура Moraxella phenylpyruvica. Эта психрофильная культура факультативный анаэроб, что позволяет ей активно развиваться в толще продукта, и как показали исследования продуцировать предшественники аромата. Единственным недостатком является тот факт, что эта культура относится к грамотрицательным палочкам и соответственно вызывает ряд предубеждений.

Изделия, изготовленные с применением БАВ микробного происхождения, обладают улучшенными показателями качества, обладают повышенной биологической ценностью. Применение БАВ позволяет эффективнее денитрифицировать продукцию, активно воздействовать на соединительную ткань мясного сырья, улучшать и создавать специфические вкусоароматические показатели.

Дата добавления: 2015-06-26