При современном уровне развития мясной отрасли решение основной задачи по увеличению объемов производства и расширения ассортиментов высококачественной, безопасной продукции с длительными сроками хранения, конкурентоспособной связано с развитием пищевой биотехнологии и уровнем использования ее принципов в конкретных технологиях мясопродуктов [1–7]. Эффективным инструментом решения данной конкретной в технологическом, экономическом и социальном направлениях проблемы является применение принципов биомодификации мясного сырья. Используемые принципы направлены на регулирование хода биохимических, физико-химических и микробиологических процессов, в результате которых формируются основные характеристики готового продукта: вкус, цвет, запах, структура, консистенция, нежность [8–13]. На настоящий момент разработано множество методов биомодификации мясного сырья. Большинство из этих методов хорошо изучены и достаточно обширно применяются на практике [14–17]. Например, методы переработки коллагенсодержащего сырья, основанные на химическом и термическом воздействиях на соединительную ткань. Данные методы являются достаточно трудными и энергоемкими процессами, а также оказывают негативное воздействие на мышечную и жировую ткани, ухудшают органолептические показатели готовых изделий. В случае химического метода биомодификации возникает дополнительная необходимость в удалении химических реактивов. Также существуют наиболее перспективные и малоизученные способы улучшения свойств сырья, как например, ферментативная обработка. Ферментативные способы обработки подразумевают обработку сырья ферментными препаратами (животного и растительного происхождения) и стартовыми культурами. Недостатками обработки ферментными препаратами являются: узкий ассортиментный ряд, высокая стоимость предлагаемых препаратов, преобладание препаратов импортного производства.
Наибольший научный и практический интерес проявляют к применению стартовых культур. Микроорганизмы с пробиотическими свойствами способствуют получению готового продукта стабильного качества, глубокой переработке основного и вторичного сырья, реализации технологических режимов в естественных диапазонах температур, рН и давления среды, с минимальными затратами материальных и энергоресурсов. Действие микроорганизмов основано на образовании органических кислот, ферментов, витаминов и других веществ, способствует улучшению санитарно-микробиологических, органолептических показателей готового продукта, а также позволяет интенсифицировать процесс производства. К одним из наиболее перспективных микроорганизмов для обработки коллагенсодержащего сырья относят бифидобактерии и пропионовокислые бактерии.
Особое внимание привлекают бифидобактерии, так как они обладают уникальными свойствами и широко используются в мясной и молочной промышленности.
В настоящее время установлено, что бифидобактерии являются преобладающим компонентом кишечной системы, составляя в среднем до 90 % общего числа микроорганизмов. Именно бифидобактерии улучшают процессы всасывания и гидролиза жиров, участвуют в белковом и минеральном обмене, а также обладают высокой антагонистической активность по отношению к патогенным и условно-патогенным микроорганизмам. В 1935 г. впервые была обнаружена витаминобразующая функция бифидобактерий. Впоследствии эти свойства были подтверждены рядом исследователей. Бифидобактерии синтезируют витамины группы В (В1 В2, В6, В12), фолиевую кислоту, витамин К и др. Пропионовокислые бактерии являются обособленной группой микроорганизмов, давно привлекающих к себе внимание во всем мире. Эти бактерии способны к синтезу ряда практически важных веществ: большого числа аминокислот, значительного количества жирных кислот, липидов, фосфолипидов и ферментов.
Анализируя пропионовокислые и бифидобактерии по наличию полезных свойств, биохимическим особенностям и благоприятному влиянию на технологические процессы можно сделать вывод о перспективности их использования при создании мясных функциональных продуктов. В процессе разработки нового продукта особое внимание уделяется достижению положительного эффекта от использования сырья и обогащающих компонентов. При этом необходимо рационально использовать все имеющееся мясное сырье. Это приведет к значительному сокращению существующего на данный момент дефицита пищевого белка и позволит внедрить на производство безотходные технологические процессы. Данные аспекты находятся в основе технического перевооружения производства за счет применения современного технологического оборудования и приемов, обеспечивающих комплексную переработку сырья и высокое качество готовой продукции, а также позволят исключить или существенно снизить вредное воздействие на окружающую среду [19–22].
Особенности использования вторичного сырья животного происхождения в производстве мясных функциональных продуктов заключаются в ряде ограничений, основанных на функциональных особенностях данного сырья. При этом использование коллагенсодержащего сырья ведет к расширению ассортимента продукции мясной отрасли и улучшению экологического состояния прилежащих к мясоперерабатывающим предприятиям зон, к значительному уменьшению количества отходов производства, и как следствие значительному повышению рентабельности колбасного производства.
Непосредственное использование коллагенсодержащего сырья, например, субпродуктов II категории и малоценных отходов мясоперерабатывающих предприятий при производстве пищевых продуктов нерационально из-за очень слабой перевариваемости коллагеновых белков. Трудоемкость их выделения и целесообразность использования тесно связаны с особенностями гистоморфологического строения и химическим составом тканей. В то же время применение коллагена ограничено из-за отсутствия достаточной научной базы, обосновывающей нетрадиционные технические решения, разработку технологий производства и использования коллагеновых масс.
В последние годы ученые многих стран, в том числе и российские: Антипова Л. В., Апраксина С. К., Журавская Н. К., Жаринов А. И., Крылова В. Б., Кудряшов Л. С., Митасева Л. Ф., Рогов И. А., Токаев Э. Г. Хорольский В. В. и др., направляют свои усилия на создание комбинированных мясных продуктов, в том числе и с использованием коллагенсодержащего сырья. Решением проблемы ограниченного применения коллагенсодержащего мясного сырья является возможность его биомодификации заквасками микроорганизмов.
В этой связи целью нашей работы является теоретическое обоснование и исследование микроструктуры, органолептических, функционально-технологических (ВСС, СЭ, ЭС), физико-химических (белок, жир, влага, зола) показателей вторичного сырья животного происхождения биомодифицированного заквасками микроорганизмов и разработка технологии производства нового колбасного изделия на основе данного сырья.
На данном этапе исследований был проведен патентно-литературный обзор. Сделан анализ собранных данных в процессе обзора, на основе которого дано теоретическое обоснование применения пропионовокислых и бифидобактерий для модификации коллагенсодержащего сырья. На основе выбранного способа биомодификации разработаны белковые коллагеновые композиции и в настоящее время проводятся исследования показателей качества.
Для определения эффективности применения заквасок бактерий с целью улучшения структурно-механических характеристик сырья проводены исследования микроструктуры опытных образцов. В качестве объекта исследования были выбраны коллагенсодержащие субпродукты крупного рогатого скота. Исследование микроструктуры образцов проводили после обработки заквасками бифидобактерий и пропионовокислых бактерий, а также контрольного образца. В результате проведенных исследований установлено, что процесс биомодификации сопровождается положительными разрушениями молекул коллагена и накоплением продуктов жизнедеятельности молочнокислых культур. На гистопрепаратах из тканей субпродуктов, обработанных пропионовокислыми бактериями, картина морфоструктурных изменений заметна, но выражена незначительно, по сравнению с пробой, обработанной бифидобактериями и пробами контроля. Таким образом, по результатам проведенных микроструктурных исследований можно сделать вывод о том, что для проведения биомодификации целесообразнее коллагенсодержащее сырье обрабатывать заквасками бифидобактерий.
На сегодняшний день продолжаются исследования по данной теме, проверяются необходимые показатели качества. В дальнейшем планируется разработать ресурсо- и энергосберегающие технологии, позволяющие получить новые мясные биопродукты на основе низкосортного сырья с высокой пищевой и биологической ценностью, которые будут максимально удовлетворять потребности населения в качественных и экологически безопасных продуктах питания с низкой себестоимостью.
Литература:
1. Наумова, Н. Л. Микроэлементный статус челябинцев как обоснование развития производства обогащенных продуктов питания / Наумова Н. Л., Ребезов М. Б. // Фундаментальные исследования. 2012. № 4–1. С. 196–200.
2. Ребезов, М. Б. Экология и питание. Проблемы и пути решения. / Ребезов М. Б., Наумова Н. Л., Альхамова Г. К., Лукин А. А., Хайруллин М. Ф. // Фундаментальные исследования. 2011. № 8–2. С. 393–396.
3. Ребезов, М. Б. Изучение отношения потребителей к обогащенным продуктам питания. / Ребезов М. Б., Наумова Н. Л., Хайруллин М. Ф., Альхамова Г. К., Лукин А. А. // Пищевая промышленность. 2011. № 5. С. 13–15.
4. Ребезов, М.Б., Определение потребностей потребителей / М. Б. Ребезов, К. Е. Трапезникова, Е. С. Вайскробова // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов. — Кемерово: КемТИП, 2008. — Вып. 15. — С. 104–106.
5. Зинина, О. В. Полуфабрикаты мясные рубленные с ферментированным сырьем / О. В. Зинина, М. Б. Ребезов, С. А. Жакслыкова, А. А. Солнцева., А. В. Чернева // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. — 2012. — № 3. — С. 19–25.
6. Тарасова, И. В. Оценка полуфабрикатов мясных рубленых/ И. В. Тарасова, М. Б. Ребезов // Экономика и бизнес. Взгляд молодых: мат. междунар. заоч. научн.-практ. конф. молодых ученых. — Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2012. — С. 301–303
7. Ребезов, М. Б. Разработка мясных полуфабрикатов с заданными функциональными свойствами/ М. Б. Ребезов, Е. Ю. Кожевникова // Пищевая промышленность: состояние, проблемы, перспективы: мат. междунар. научн.-практ. конф. — Оренбург: ОГУ, 2009. — С. 181–183.
8. Антипова, Л. В. Использование вторичного коллагенсодержащего сырья мясной промышленности. / Антипова, Л. В., Глотова И. А. — СПб: ГИОРД, 2006. — 384 с.
9. Машенцева, Н. Г. Функциональные стартовые культуры в мясной промышленности. / Машенцева Н. Г., Хорольский В. В. — М.: ДеЛи принт, 2008. — 336 с.
10. Ребезов, М. Б. Использование стартовых культур при формировании качества мясопродуктов/ М. Б. Ребезов, М. Ф. Хайруллин // Проблемы развития АПК Саяно-Алтая: мат. межрегион. научн.-практ. конференции. — Абакан: КрГАУ, 2009. –С. 74–76
11. Ребезов, М. Б. Особенности применения ферментных препаратов/ М. Б. Ребезов, Г. К. Альхамова, А. А. Лукин // Биотехнология растительного сырья, качество и безопасность продуктов питания: мат. всерос. научн.-практ. конференции. — Иркутск: ИрГТУ, 2009. — С. 17–19
12. Ребезов, М. Б. Практическое применение микробных препаратов в мясной промышленности/ М. Б. Ребезов, М. Ф. Хайруллин, А. А. Лукин // Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане: мат. III междунар. научн. конференции. — Алматы: Жибек жолы, 2009. — С. 372–373
13. Ребезов, М. Б. Сравнительная оценка воздействия ферментных препаратов различного происхождения на коллагенсодержащее сырье / М. Б. Ребезов, А. А. Лукин, М. Ф. Хайруллин, М. Л. Лакеева // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. — 2011. — № 5 (10). — С. 28–36.
14. Зинина, О. В. Технологические приемы модификации коллагенсодержащих субпродуктов / О. В. Зинина, М. Б. Ребезов // Мясная индустрия. — 2012. — № 5. — С. 34–36.
15. Тарасова, И. В. Использование коллагенсодержащего сырья животного происхождения при производстве мясного биопродукта/ И. В. Тарасова, М. Б. Ребезов, О. В. Зинина, Я. М. Ребезов // Сборник научных трудов SWorld: по материалам международной научно-практической конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований 2013».– Том 4. –№ 1. — Одесса: Куприенко, 2013. — С.46–50.
16. Тарасова, И. В. Современное развитие способов обработки вторичного сырья животного происхождения/ И. В. Тарасова, М. Б. Ребезов // Качество продукции, технологий и образования: мат. VIII междунар. научн.-практ. конф. — Магнитогорск: МГТУ, 2013. — С.103–105.
17. Ребезов, М. Б. Изменение соединительной ткани под действием ферментного препарата и стартовых культур / М. Б. Ребезов, А. А. Лукин, М. Ф. Хайруллин, М. Л. Лакеева, С. Г. Пирожинский, А. О. Дуць, Я. М. Ребезов // Вестник мясного скотоводства. — 2011. — Т. 3. — № 64. — С. 78–83.
18. Зинина, О. В. Влияние биотехнологической обработки на микроструктуру коллагенсодержащего сырья / О. В. Зинина, И. В. Тарасова, М. Б. Ребезов // Всё о мясе. Научно-технический и производственный журнал. — 2013. — № 3. — С. 41–43.
19. Тарасова, И. В. Подбор микроорганизмов для обработки коллагенсодержащего сырья/ И. В. Тарасова, М. Б. Ребезов // Научное обеспечение инновационного развития животноводства: мат. ХХ междунар. научн.-практ. конф. — Жодино: Издатель — Республиканское унитарное предприятие «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по животноводству», 2013. — С. 470–472.
20. Ребезов, М. Б. Особенности использования стартовых бактериальных культур в производстве мясопродуктов/ М. Б. Ребезов, А. А. Соловьева, О. В. Зинина // Техника и технология пищевых производств: мат IХ междунар. научн.- технич. конф. (25–26 апреля 2013 г). — Могилев: МГУП, 2013. — С. 170
21. Зинина, О. В. Изменение микроструктуры рубца в процессе ферментной обработки/ О. В. Зинина, М. Б. Ребезов // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. — 2013. — № 88. — С. 119–128.
22. Соловьева, А. А. Использование коллагенсодержащего сырья животного происхождения при производстве мясного биопродукта/ А. А. Соловьева, О. В. Зинина, И. М. Б. Ребезов, М. Л. Лакеева // Сборник научных трудов SWorld: по материалам международной научно-практической конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований 2013».– Том 4. –№ 1. — Одесса: Куприенко, 2013. — С.46–50
