Использование P. shermanii KM-186 и B. longum B379M в качестве заквасок положительно влияет на сенсорные характеристики сырокопченых колба

ВЛИЯНИЕ ПРОПИОНОВОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ И БИФИДОБАКТЕРИЙ НА КАЧЕСТВО СЫРОКОПЧЕНЫХ КОЛБАС

Аннотация: пропионовокислые бактерии и бифидобактерии широко используются в пищевой промышленности. Поэтому очень важно определить их биохимическую активность и потенциал по получению ароматов. В настоящем исследовании изучено влияние использования пропионибактерий и бифидобактерий в качестве заквасок на сенсорные характеристики сырокопченых колбас. Колбасы готовили с закваской, состоящей из Propionibacterium shermanii KM-186 и Bifidobacterium longum B379M, и сравнивали с колбасами с коммерческой закваской Bitec LS-25. Полученные результаты показали, что колбасы, содержащие закваску пропионовой кислоты и бифидобактерий, получили лучшие сенсорные показатели, лучшие качественные характеристики по сравнению с колбасами, изготовленными с использованием коммерческой закваски. Анализ летучих соединений показал, что добавление закваски, содержащей пропионовокислые бактерии и бифидобактерии, приводит к образованию дополнительных соединений, в том числе лактонов, фенолов и терпенов. В ходе сенсорной оценки эксперты обратили внимание на наличие в экспериментальном образце легкой сливочной нотки. Это может быть результатом образования лактонов пропионовокислыми бактериями и бифидобактериями. Кроме того, было показано, что добавление пропионовокислых бактерий и бифидобактерий снижает количество нитритов в колбасных изделиях в несколько раз (примерно в 11 раз по сравнению с коммерческой закваской) за счет нитроредуктазной активности этих штаммов бактерий.

ВСТУПЛЕНИЕ

Характерный вкус и аромат ферментированных колбас возникает в результате расщепления углеводов, липидов и белков под действием микробных и эндогенных мясных ферментов [1]. Аромат представляет собой комбинацию множества различных нелетучих и летучих соединений. Некоторые из них происходят из добавленных специй, другие являются метаболическими или химическими продуктами, полученными из углеводов, липидов и белков во время ферментации и сушки. Рост микроорганизмов в колбасном фарше, наряду с активностью ферментов из мяса и жира, несомненно, ответственны за многие из этих компонентов. Однако большое значение могут иметь и аутоокислительные реакции, инициируемые металлосоединениями или другими факторами [2, 3].

В ферментированных продуктах обнаружено много летучих соединений [4]. Летучие соединения, образующиеся при созревании сухих мясных продуктов, могут быть неферментативного происхождения, как при самоокислении липидов, или могут быть результатом катализа. Этот катализ обусловлен эндогенными ферментами в случае неинвазивных продуктов, таких как сухая вяленая ветчина, но зависит также от экзогенных ферментов в случае ферментированных мясных продуктов [2].

Неизвестно, какие процессы играют главную роль в желательном развитии аромата ферментированных колбас. Одним из наиболее изученных процессов является расщепление триглицеридов на свободные жирные кислоты, ди- и моноглицериды во время созревания и увеличение количества различных продуктов карбонильного окисления, таких как альдегиды и кетоны [1].

Окисление липидов является причиной образования неразветвленных алифатических соединений, таких как алканы, алкены, метилкетоны, альдегиды, спирты и несколько фурановых циклов. В процессе ферментации образуются низкомолекулярные соединения, например диацетил, ацетоин, бутандиол, ацетальдегид, этанол, уксусная кислота и др. [1].

Карбонильные соединения, вероятно, оказывают влияние на вкус, поскольку они обычно имеют очень низкие сенсорные пороговые значения в диапазоне от ppm до ppb. Поскольку жирные кислоты являются предшественниками карбонилов, считается, что липолитическая активность микроорганизмов, присутствующих в фарше, имеет большое значение и была тщательно исследована. Однако сомнительно, необходимы ли большие количества свободных жирных кислот для получения количества продуктов окисления, требуемого для характерного колбасного аромата, особенно когда карбонильные соединения могут образовываться как из интактных триглицеридов, так и из свободных жирных кислот.

Заквасочные культуры используются в мясной промышленности для запуска и распространения процесса ферментации, продления срока годности продукта, улучшения его гигиенического качества и повышения приемлемости конечного продукта [5]. Существует много технологий производства мясных продуктов, изготовленных с использованием заквасок [6, 7, 8, 9].

Пропионовокислые бактерии (ПКБ), наиболее распространенная флора при созревании сыров швейцарского типа, непосредственно участвуют в формировании характерных глазков и в производстве пропионовой и уксусной кислот. Также они играют ключевую роль в формировании вкуса сыра [10, 11, 12]. Однако они не находят широкого применения в мясной промышленности.

Пропионовокислые бактерии растут при низких концентрациях кислорода (от анаэробных до аэротолерантных) [13], и их рост ингибируется высокими уровнями соли во влаге (S/М), в значительной степени завися от типа штамма [14, 15, 16]. ПКБ оптимально растет между рН 6 и 7 с максимумом рН для роста на уровне 8,5 и минимумом на уровне 4,6 [15, 17]. pH сыра контролирует скорость роста и метаболизма ПКБ [18], а более высокая инокуляция необходима для сыров с более низким pH сыра [13]. Оптимальная температура роста для ПКБ составляет 30°C, но рост также происходит между 7 и 45°C, как было рассмотрено Langsrud et al. [15]. Park et al. [7] сообщили, что 16 из 33 испытанных штаммов ПКБ росли при температуре 7,2°C, а 31 из 33 - при температуре 12,8 °C. Никакого роста P. freudenreichii не было зарегистрировано при температуре 2,8°C.

Кроме того, молочные ПКБ имеют лишь несколько требований к питанию. Многие штаммы ПКБ растут в отсутствие источников органического азота, в базальной среде, содержащей углерод и источник энергии, аммоний, минералы и 2-4 витамина (требуются как минимум пантотенат и биотин) [11, 19, 20].

Одним из важных свойств ПКБ для использования в мясной промышленности является их протеолитическая активность. Протеолитическая система была обнаружена у всех видов молочной пропионибактерии [21]. Searles et al. [22] сообщили, что пропионовокислые бактерии в среде с кислотным казеином способны увеличивать количество растворимого в трихлоруксусной кислоте азота. Позднее El Soda et al. [23] обнаружили «общую казеинолитическую активность» у трех штаммов Propionibacterium freudenreichii и у одного штамма P. acidipropionici. Внутриклеточные пептидазы были изучены более детально [15, 24, 25] и обнаружены пептидазы, способные высвобождать в среду пролин. Perez Chaia et al. [26] показали, что лейцин-аминопептидаза и пролин-иминопептидаза обладают хорошей активностью в отношении P. freudenreichii. Эта пролин-иминопептидаза была очищена и охарактеризована [27]. El Soda et al. [23] также обнаружили пролил-дипептидил-аминопептидазную активность [21].

Пропионовокислые бактерии производят некоторые летучие соединения, которые важны для вкуса сыра. Thierry et al. [19, 20, 28, 29] изучали образование этих соединений с помощью ПКБ в сыре. Соединения, производимые ПКБ, которые отвечают за вкус сыра, представляют собой уксусную, пропионовую и бутановую кислоты, а также 2-метил и 3-метилбутанал. P. freudenreichii, например, производит ароматические соединения различного происхождения (ферментация, липолиз, аминокислотный катаболизм). Работа Thierry et al. [28] показали, что в сырах Raclette (раклет) с добавлением Propionibacterium freudenreichii наблюдались различные биохимические изменения по сравнению с контрольным сыром: ферментация лактата до пропионата и ацетата, выраженное усиление липолиза, некоторые модификации аминокислотного профиля, превращение аминокислот с разветвленной цепью в различные ароматические соединения и увеличение других летучих соединений, таких как сложные эфиры и кетоны.

Бифидобактерии в основном добавляются в пищевые продукты из-за их пробиотических свойств [30, 31, 32, 33]. Бифидобактерии, естественно присутствующие в доминирующей микробиоте толстой кишки, составляют до 25% культивируемых фекальных бактерий у взрослых и 80% у младенцев. В качестве пробиотических агентов бифидобактерии были изучены на предмет их эффективности в профилактике и лечении широкого спектра желудочно-кишечных расстройств животных и/или человека, таких как нарушения кишечного транзита, кишечные инфекции, аденомы и рак толстой кишки [32]. В основном бифидобактерии используются в молочной промышленности в качестве компонента ферментированных напитков, но также они используются в качестве закваски (в сочетании с другими бактериями) при производстве ферментированных колбас [31].

По данным [34] использование комбинированного концентрата пропионовокислых бактерий и бифидобактерий положительно влияет на сенсорный профиль сухих копченых колбас. Новые соединения образуются в результате бактериального действия. Содержание свободных жирных кислот в пробе с этими бактериями на 20-30% выше, чем в традиционно выпускаемых колбасах. Это может быть результатом более высокой липазной активности пропионовокислых бактерий и бифидобактерий. Основное различие между образцами заключалось в высоком количестве лактонов в экспериментальном образце. Слабый приятный сливочный оттенок в аромате и вкусе экспериментальной колбасы, полученной с использованием пропионовокислых бактерий и бифидобактерий, вероятно, является результатом присутствия лактонов в экспериментальном образце.

Учитывая вышеизложенное, интересным вопросом для изучения является влияние пропионовокислых бактерий на развитие вкуса ферментированных колбас. Таким образом, данная работа была проведена с целью изучения потенциальной пользы от использования пропионибактерий и бифидобактерий в качестве заквасок при производстве сырокопченых колбас и их влияния на качественные характеристики и химический состав колбасных изделий. Исследование влияния добавок закваски и вкусовых соединений, а также сенсорная оценка являются очень интересными объектами для изучения. Для определения этого эффекта колбасы с закваской пропионовокислых и бифидобактерий сравнивали с колбасами с коммерческой заквасочной культурой.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изготовление и отбор проб. Колбасы, использованные в данном исследовании, были произведены на местном заводе (Республика Бурятия, Россия). Ингредиенты колбасных изделий приведены в Таблице 1. Были взяты средние значения результатов трех экспериментов.

Сырокопченые колбасы производились с использованием говядины, постной свинины, свиного жира, NaCl, NaNO₂, сахара, коньяка и специй. На первом этапе мясо измельчали, смешивали с солью, специями и коньяком. На втором этапе добавляли 5 %-ный раствор нитрита натрия, коньяк, постную свинину, свиное сало и специи. После измельчения мяса и перемешивания смесь разделяли на две партии: партию А инокулировали 1 см³ закваски, содержащей пропионовокислые бактерии и бифидобактерии (МИП “Бифивит”, Улан - Удэ, Россия) на 100 кг сырого мяса, а в партию В добавляли коммерческую закваску Bitec LS-25 (Frutarom, Германия) с концентрацией 0,025%.

Таблица 1. Композиция сырокопченых колбас со стартовой культурой

Материалы и ингредиенты	Процентная доля
Основной ингредиент
Говядина	35%
Постная свинина	35%
Свиной жир	30%
Дополнительные ингредиенты и специи (в кг на 100 кг основных ингредиентов)
NaCl	3.5 кг
NaNO2	0,01 кг (в 5%-ном растворе)
Сахар	0.2 кг
Коньяк	0.25 кг
Закваска	1 см3
Черный перец	0.15 кг
Ямайский перец	0.05 кг
Кардамон или мускатный орех	0.05 кг

Экспериментальная закваска содержала штаммы Propionibacterium shermanii KM-186 и Bifidobacterium longum B379M. Количество клеток каждого штамма составляло 10 log кое/см³. Закваска была в жидком виде.

Коммерческая закваска Bitec LS-25 содержит штаммы Staphylococcus carnosus и Lactobacillus sakei. Общее количество клеток составляет 1,5*10 log КОЕ/г. Консистенция закваски представляла собой мелкозернистый, сублимированный порошок. Производитель утверждает, что закваска создает быстрый процесс подкисления и характерный для брожения аромат, ускоряет цветообразование, улучшает цветостойкость, жиростойкость и консистенцию. Содержащийся в нем штамм лактобацилл отлично подходит для конкуренции со спонтанной флорой.

Мясную смесь сразу же набивали в натуральные оболочки для получения колбас с начальным весом прибл. 1400-1500 г, длиной прибл. 60 см

Процесс термообработки проводился в термоагрегате с автоматическим контролем в течение (3–4) дней. В первый день колбасы выдерживали при температуре 24 °С, относительной влажности 92,3% и скорости воздуха (0,2–0,5) м/с. Затем температуру понижали до (22–20) °С и выдерживали в течение одного дня. На третий день колбасы курили в течение 4-6 часов, относительная влажность снижалась до 88,3%. Затем на четвертый день интенсивность дыма увеличивалась, и процесс проводился при (20 ± 2) °С, относительной влажности (83,3%) и скорости воздуха (0,05–0,1) м/с. Общая продолжительность обработки дымом составляла (8-12) часов.

Процесс сушки проводили в том же термоагрегате при температуре (18 ± 2)°С и относительной влажности воздуха 82,3% в течение 1 суток. Дальнейшую сушку проводили при температуре (13 ± 1)°С, относительной влажности воздуха (77,3%) и скорости воздуха (0,05–0,10) м/с в течение (17-20) суток.

Микробиологический анализ. Образцы колбасы (10 г) гомогенизировали с 90 мл дистиллированной воды. Были приготовлены десятичные разведения. Микробиологические анализы проводили ежедневно в течение 10 дней созревания.

Численность пропионовокислых бактерий определяли на среде ГМК-1 («Биокомпас-С», Россия), состоящей из кукурузно-молочной смеси (30 г), пептона (30 г), лактозы (18 г), аскорбиновой кислоты (1 г), цитрата натрия (12 г), сульфата магния (0,24 г), фосфата калия (одноосновного) (4 г), фосфата натрия (двухосновного) (2 г), агара (6 г), дистиллированной воды (2000 мл). Инкубацию проводили при температуре 30°С в течение 5 дней.

Количество бифидобактерий определяли с помощью среды Блаурока (Blaurock, 1937) с неомицином (к 20 мл среды добавляли 0,2 мл раствора неомицина). Для получения раствора неомицина один флакон неомицина (500000 ME) растворяли в 50 мл дистиллированной воды. Колонии подсчитывали после инкубации при 37°С через 3 дня.

Химический анализ. Анализы содержания влаги, рН и NaNO₂ проводились в трех экземплярах. Влажность сухих ферментированных колбас определяли путем дегидратации при 103°С до постоянной массы по рекомендованным ISO методам (ISO, 1997). рН измеряли с помощью рН-метра рН-150М (Гомельский завод измерительных приборов, Беларусь).

Количество нитритов анализировали спектрофотометрическим методом на фотоэлектрическом фотометре КФК-3 (Загорский оптико-механический завод, Россия).

Сенсорная оценка. Сенсорная оценка проводилась девятью подготовленными экспертами. Экспертам было предложено оценить сенсорные характеристики сосисок. Образцы колбасы были нарезаны ломтиками (толщина составляла примерно 2 мм). Контрольная и опытная партии были пронумерованы и предоставлены каждому эксперту с дегустационной картой. Сенсорная оценка проводилась в отдельных помещениях. Судьи оценивали шесть сенсорных характеристик. Общий внешний вид, цвет, аромат, текстура, вкус и сочность были атрибутами, оцениваемыми в ходе сенсорного анализа. В исследовании использовалась гедоническая шкала от 1 (крайне плохо/ неприемлемо) до 9 (крайне приемлемо). Были рассчитаны средние значения оценок всех экспертов по каждой характеристике.

Газовая хроматография. Для извлечения летучих веществ образцы колбасы (100 г) измельчали, помещали в 2-литровую колбу. Содержание летучих соединений определяли методом газовой хроматографии с использованием газового хроматографа Hewlett-Packard 5730 (Hewlett - Packard, США), оснащенного пламенно-ионизационным детектором и капиллярной колонкой SPB-1 (50 м * 0,32 мм, 0,25 мкм) (Supelco, США). Хроматографические условия были следующими: изотерма при 60°С в течение 5 мин, затем программирование температуры до 250°С. Скорость газа гелия через колонку составляла 1,5 мл/мин. Идентификация пиков на хроматограммах образцов проводилась с использованием системы обработки хроматографических данных Экохром (Россия). Концентрация отдельных компонентов выражается в мкг / 100 г продукта.

Статистический анализ. Полученные данные по рН, влагосодержанию, количеству нитритов, летучим соединениям, сенсорным характеристикам оценивали статистически для определения достоверных различий между продуктами по этим параметрам. Анализ каждого параметра проводился в трех экземплярах в разное время выборки. Среднее значение, стандартное отклонение и стандартная ошибка были рассчитаны для всех количественных переменных. Был проведен дисперсионный анализ (ANOVA). Для всех данных использовался уровень значимости Р < 0,05. Все статистические анализы проводились с использованием программ Statistica 6.0 и Microsoft Excel 2010.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Микробиологический анализ

Результаты анализа количества пропионовокислых бактерий и бифидобактерий показаны на рис. 1. В обоих образцах мы видим увеличение количества бактерий в процессе производства.

 

Рис. 1. Изменения в росте пропионибактерий и бифидобактерий в сырокопченых колбасах.

Начальное количество пробиотических микроорганизмов составляло примерно 5 log КОЕ / г. Количество жизнеспособных клеток бифидобактерий и пропионовокислых бактерий постепенно увеличивается, начиная со второго дня изготовления. Через 3 и 4 дня количество бифидобактерий составляло 9 log КОЕ / г и 10 log КОЕ / г, количество пропионовокислых бактерий составляло 10–11 log КОЕ / г. Колбасы содержали приблизительно 11–12 log КОЕ / г бифидобактерий и такое же количество пропионовокислых бактерий после 5 дней производства. Это количество бактерий было стабильным во время копчения и сушки.

Результаты исследований показали, что ПКБ устойчивы к высоким концентрациям NaCl и низким температурам во время посола. Результаты исследования показали, что пропионовокислые бактерии и бифидобактерии могут выживать и расти в мясе из-за низких потребностей в питании и их способности выживать при низких положительных температурах. Этот факт позволяет использовать эти бактерии для производства ферментированных колбас.

Результаты химического анализа

Результаты анализа рН приведены на рис. 2. Начальный рН контрольного образца составлял 6, рН образца со стартовой культурой - 5,95, значения рН обоих образцов резко снижались после 5 дней ферментации. Снижение в образце с экспериментальной закваской было больше, чем в контрольном образце. Значения рН в обоих образцах медленно увеличивались после 10-дневной ферментации за счет протеолиза белков и образования продуктов их разложения. Значение рН близко к изоэлектрической точке после 20 дней ферментации.

 

Рис. 2. Изменение рН сырокопченых колбас с добавлением пропионовокислых бактерий и бифидобактерий.

Содержание влаги является одной из основных характеристик мяса. Для сырых колбас это очень важно. Развитие структуры продукта и общая микрофлора также зависят от содержания влаги. В дальнейших исследованиях изучалось влияние комбинированных концентратов на изменение влагосодержания в сырокопченой колбасе в процессе ее производства.

На рис. 3 видно, что содержание воды через 5–10 дней в экспериментальном образце ниже, чем в контрольном образце. Это связано с интенсивным снижением значения рН в этот период. Потеря воды в экспериментальном образце за 15–20 дней изготовления составила 24–34%, с другой стороны, потеря в контрольном образце 20–30%. Разница в потерях воды составляла примерно 4%. Через 20 дней изготовления содержание влаги в экспериментальных образцах составило 27,3%, такое же значение в контрольных образцах было только через 25 дней изготовления.

 

Рис. 3. Влияние добавления заквасочных культур пропионовокислых бактерий и бифидобактерий на изменение содержания влаги.

Основные химические характеристики контрольных и экспериментальных образцов приведены в таблице 2. Результаты показывают, что содержание влаги, белка и золы в обоих образцах было примерно одинаковым. Между образцами была обнаружена разница в содержании NaNO₂. Содержание NaNO₂ в опытном образце составило 0,00036, а в контрольном - 0,0040.

Одним из основных факторов, формирующих качество сырокопченых колбас, является рН. При значениях рН, близких к 5,2–5,3, происходит набухание гидролизата коллагена и активация клеточных ферментов, особенно катепсинов. При этом подавляется развитие патогенных и токсикогенных бактерий. В связи с этим значение рН было основным критерием установления дозы вносимых бактериальных концентратов в колбасные изделия. Поэтому в модельные образцы фарша сырых колбас инокулировали различные количества бактериального концентрата.

Таблица 2. Характеристика сырокопченых колбас

Образцы	Содержание,%
	Вода	NaNO2	Белки	Жиры
Контроль	27.0 ± 1.2	0.0040 ± 0.0001	23.3 ± 0.6	43.4 ± 1.4
P.shermanii + B.longum	26.5 ± 1.3	0.00036 ± 0.0001	24.2 ± 0.4	43.9 ± 1.2

Хорошо известно, что мясо со значением рН, близким к изоэлектрической точке, обладает самой низкой водоудерживающей способностью. Более низкая водоудерживающая способность может ускорить процесс сушки. В опытном образце значения рН были ближе к изоэлектрической точке, чем в контрольном образце, вероятно, это является причиной более низкого содержания влаги в этой колбасе. значения рН, близкие к изоэлектрической точке, могут быть причиной лучшей консистенции продукта. Результаты исследования показали, что бактериальный концентрат пропионовокислых бактерий и бифидобактерий позволяет сократить время производственного процесса, что может иметь хорошее практическое применение.

Нитрит выполняет ряд функций при отверждении мяса: участвует в выработке цвета и запаха; обладает консервирующим и антиоксидантным действием. Нитрит, добавляемый в рецептуру, восстанавливается до оксида азота, который взаимодействует с мясными пигментами (миоглобином) с образованием нитрозомиоглобина и придает характерный вяленый красный цвет мясу. Некоторые авторы сообщают, что добавление некоторых штаммов пропионовокислых бактерий может снизить содержание нитритов в продуктах. Согласно [35] пропионовокислые бактерии обладают различными пробиотическими свойствами, в том числе восстанавливают нитраты и нитриты с образованием монооксида азота. Нитратное восстановление в настоящее время считается ключевой характеристикой для детерминативной группировки штаммов пропионибактерий. В работе [36] было доказано, что штаммы P. acidipropionici, P. acnes и P. freudenreichii subsp. freudenreichii способны снижать содержание нитратов в среде дрожжевого экстракта лактата (YEL) и дрожжевых экстрактных средах. Было установлено, что на восстановление нитратов сильно влияют такие факторы окружающей среды, как кислород, концентрация нитратов, рН, состав среды, инкубационный период и наличие глюкозы [36]. Как сообщалось, некоторые штаммы рода Propionibacterium могут восстанавливать нитрат до нитрита и далее до закиси азота (N₂O) за счет действия таких ферментов, как нитратредуктаза.

Бифидобактерии также могут элиминировать нитрит по неферментативному механизму с образованием оксида азота [37, 38].

Результаты настоящего исследования соответствуют результатам предыдущих научных работ. Содержание NaNO₂ в опытном образце (0,00036%) было ниже, чем в контрольном образце (0,0040%), в несколько раз (примерно в 11 раз). Это означает более полное расщепление NaNO₂ и превращение его в нитрозопигменты бактериями, включенными в закваску.

Можно сделать вывод, что использование комбинированного бактериального концентрата пропионовокислых бактерий и бифидобактерий в качестве заквасочной культуры снижает содержание нитритов и время обработки мясных продуктов.

Сенсорная оценка

Сенсорный анализ является одним из наиболее ценных факторов в оценке качества. Это особенно важно для оценки новых продуктов. Сенсорные профили сырокопченых колбас показаны на рис. 4.

 

Рис. 4. Сенсорный профиль сырокопченых колбас.

В экспериментальной выборке результаты были лучше, чем в контрольной. Опытные образцы имели более интенсивный и приятный аромат, а также мягкий вкус с кисломолочным оттенком. Консистенция опытных образцов была более однородной по сравнению с контролем. Цветовые характеристики также отличались. Образец с пропионовокислыми и бифидобактериями был темно-красным, и он имел более однородный цвет.

Результаты сенсорного анализа показали, что проба с пропионовокислыми бактериями и бифидобактериями получила более высокие баллы по всем сенсорным характеристикам. Это может быть результатом действия закваски на текстуру и вкус продуктов. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о положительном влиянии комбинированных концентратов на органолептические свойства сырокопченых колбас.

Идентификация летучих соединений

В ходе исследования с помощью газовой хроматографии (ГХ) было обнаружено около 140 веществ, из которых 85 были идентифицированы. Результаты анализа ГХ приведены в таблице 3. Установлено, что основными летучими соединениями колбасных изделий являются насыщенные и ненасыщенные алифатические альдегиды, спирты, кетоны, лактоны и жирные кислоты.

Все идентифицированные соединения были сгруппированы в девять классов, включая альдегиды, кетоны, фенолы, сложные эфиры, терпены, углеводы, спирты, карбоновые кислоты, лактоны. Содержание летучих соединений в сырокопченых колбасах в процентах приведено в таблице 4. Наиболее доминирующими классами летучих веществ были карбоновые кислоты, фенолы и альдегиды.

Таблица 3. Летучие соединения в ферментированных колбасах

№	Индекс удерживания	Название компонента	Концентрация, мг/кг
			Контроль	P.shermanii + B.longum
1	545	2-Метилпропанал	0.91	1.29
2	561	2-Метилпропанол	0,68	0,73
3	570	2-Бутанон	0,71	0,91
4	579	Диацетил	0.20	0.20
5	588	2-Бутанол	0,43	0,52
6	597	Бутанал	0.23	0.23
7	603	Этилацетат	0,53	0,57
8	607	2-Метилфуран	0,2	0,05
9	615	2-Бутенал	0.21	0.23
10	628	3-Метилбутанол	0.09	0.15
11	639	2-Метилбутанол	1.23	1.47
12	687	Пентанал	0.24	0.27
13	718	2-Пентенал	0.68	0.76
14	760	2-Метилпентанал	0,07	0,12
15	765	Масляная кислота	0,12	0,19
16	775	Гексаналь	0.11	0.21
17	811	5-Метил-2-гексанон	0,12	0,12
18	831	Транс-2-гексеналь	0,20	0,36
19	866	2-11 анон	0.15	0.17
20	878	Гептанал	0.07	0.08
21	913	5-метил-2-гептанон	0,11	0,11
22	926	α-Туйен	-	0.09
23	932	α-Пинен	0,17	0,2
24	933	2-Гептенал	0.15	1.43
25	961	1-Октен-3-ол	1.02	0.71
26	968	Сабинен	0,15	0,60
27	974	β-Пинен	0.08	1.78
28	983	β-Мирцен	0,10	0,66
29	999	α-Фелландрен	0,04	0,65
30	1008	3-Карен	0.12	4.69
31	1011	α-Терпинен	0,29	0,58
32	1014	п-Цимен	-	0,70
33	1025	Лимонен	0.25	5.81
34	1034	Оцимен	0.55	0.63
35	1052	γ-Терпинен	-	0,92
36	1054	м-Крезол	0,82	0,60
37	1064	Гваякол	2.4	2.99
38	1084	Нонаналь	0.11	0.22
39	1087	Линалоол	0,16	0,40
40	1091	Фенилэтиловый спирт	-	12.37
41	1127	1,3-Диметоксибензол	0.23	1.07
42	1128	2,6-Нонадиеналь	0,19	-
43	1145	2-Ноненаль	0.18	0.15
44	1148	6-Ноненол	0,09	0,13
45	1157	Терпинен-4-ол	0.42	0.31
46	1161	Октановая кислота	0.97	1.19
47	1171	Метилгваякол	3.07	4.09
48	1178	2,4-Неадиенальные	0,14	-
49	1180	Метилхавикол	0,09	0,42
50	1184	Деканал	0,13	0,05
51	1200	Додекан (внутренний стандарт)	5.00	5.00
52	1222	γ-Окталактон	0.26	2.64
53	1257	4-Этилгуаиакол	0,92	0,92
54	1289	Ундеканал	0.33	0.56
55	1293	2,4-Декадиенал	0,05	0,25
56	1334	Евгенол	0.35	0.52
57	1341	Нерилацетат	0,12	0,50
58	1355	Декановая кислота	4.28	5.05
59	1378	Додеканал	0.25	0.26
60	1387	β-Элемен	0.04	0.48
61	1400	Тетрадекан	0,02	0,15
62	1426	Кариофиллен	0.38	0.79
63	1432	γ-Декалактон	-	7,77
64	1465	δ-Декалактон	0,05	0,46
65	1500	Пентадекан	0.10	0.19
66	1505	β-Селинен	-	0.26
67	1545	Додекановая кислота	1.24	1.59
68	1559	Гермакрен D	0.18	0.25
69	1588	Тетрадеканал	-	0,22
70	1600	Гексадекан	0.12	0.16
71	1661	Бисаболол	0,11	0,14
72	1669	Фарнезол	0,15	0,2
73	1682	Пентадеканал	0.46	0.47
74	1700	Гептадекан	0.30	0.42
75	1746	Тетрадекановая кислота	4.79	6.05
76	1764	Фталат	0,16	0,23
77	1777	Гексадеканал	0.09	0.12
78	1800	Октадекан	1.06	6.87
79	1900	Норадекан	0.16	0.27
80	1924	Гексадеценовая кислота	2.06	2.58
81	1948	Гексадекановая кислота	9.03	14.05
82	2000	Эйкозан (углеводород - С20)	1.14	1.62
83	2118	Октадеценовая кислота	3.64	2.44
84	2146	Октадекановая кислота	6.79	3.98
85	2175	Октадекадиеновая кислота	0.50	0.60

Таблица 4. Процент летучих соединений в сырокопченых колбасах

Образцы	Класс соединений, мг / кг
	Альде-гиды	Кетоны	Фенолы	Эфиры	Терпены	Углеводы	Спирты	Карбо-новые кислоты	Лактоны
Контроль	6.06	1.18	6.66	0.53	2.05	5.91	1.49	21.83	0.37
P.shermanii + B.longum	9.06	1.40	13.45	0.57	7.25	9.68	14.14	20.43	10.87

Летучие соединения могут быть разделены в зависимости от их возможного происхождения. Специи могут быть ответственны за образование терпенов и углеводородов. Фенолы могут быть компонентами дымовых газов.

Проведенное исследование показало, что между образцами колбасных изделий существует значительная разница в содержании летучих соединений. Их качественные составы различны. Некоторые соединения были обнаружены только в экспериментальных образцах. Например, α-Туйен, п-Цимен, γ-Терпинен, фенилэтиловый спирт, γ-Декалактон, Тетрадеканал, β-Селинен. Эти результаты могут быть связаны с различной активностью заквасочных культур, использованных в исследовании.

Карбонильные соединения (альдегиды, кетоны и др.) играют основную роль в формировании ароматического профиля мясных продуктов. Содержание альдегидов в колбасе с пропионовокислыми бактериями и бифидобактериями было на 30% выше, чем в контрольном образце. Содержание кетонов в опытном образце было на 17% выше.

Кроме того, содержание фенолов в опытном образце было в два раза выше, чем в контроле. Установлено высокое содержание в этом образце α-Фелландрена, 3-Карена, Метилгваякола.

Содержание сложных эфиров и карбоновых кислот было почти одинаковым в обоих образцах.

Важно отметить разницу в содержании терпена между образцами колбасы. Содержание терпенов в опытном образце было в 3,5 раза выше, чем в контрольном (например, содержание α-Пинена было в 22 раза выше, содержание β-Мирцена 28-в 6 раз выше, содержание γ-Терпинена - в 2 раза выше). α-Пинен имеет запах сосны, β-Мирцен имеет приятный запах, γ-Терпинен имеет запах лимона.

Основное различие между партиями заключалось в содержании лактонов. В экспериментальном образце оно было в десять раз выше, чем в контрольном. Содержание δ-Декалактона и γ-Окталактона (оба имеют сладкие кокосовые нотки) в экспериментальном образце было в 10 раз выше. γ-Декалактон не был обнаружен в контрольном образце, но был обнаружен в образце с экспериментальной закваской в концентрации 7,77 мг/кг. Запах γ-Декалактона можно охарактеризовать как сладкий, фруктово-персиковый и сливочный.

Общеизвестно, что лактоны относятся к уроновым кислотам. Например, при ферментации бифидобактерий D-глюкоза окисляется с образованием D-глюкуроновой кислоты. Присутствие лактонов в экспериментальном образце стало причиной мягкого сливочного тона колбасы.

ВЫВОДЫ

Исследование показало, что колбасы, полученные с использованием Propionibacterium shermanii KM-186 и Bifidobacterium longum B379M в качестве закваски, содержали несколько ароматических соединений, которые не были обнаружены в контрольных образцах. Также более высокое содержание терпенов, лактонов, спиртов и фенолов было обнаружено в колбасах, изготовленных из закваски пропионовокислых бактерий и бифидобактерий по сравнению с контрольными образцами. Результаты сенсорной оценки показали, что экспериментальная партия имела лучшие результаты, чем контрольная партия. Это свидетельствует о том, что определенные ароматические соединения играют значительную роль в формировании аромата сырокопченых колбас.

Таким образом, проведенное исследование показало, что использование Propionibacterium shermanii KM-186 и Bifidobacterium longum B379M в качестве заквасок положительно влияет на сенсорные характеристики сырокопченых колбас.

К разделам:

Cтартовые культуры в мясном производстве

Технология отдельных мясопродуктов

См. дополнительно:

Аминокислотный состав сырокопченых (пробиотических) колбас

Проблемы идентификации колбас с пробиотическими свойствами

Литература

1. Hui Y.H., Nip W.-K., Rogers R.W., and Young O.A. Meat Science and Applications. New York: Marcel Dekker, 2001. n. p.
2. Lücke F.K. Fermented sausages. In: Wood B.J.B. (ed.) Microbiology of fermented foods. London: Elsevier Applied Science, 1985, vol. 2, p. 41.
3. Incze K. Raw fermented and dried meat products. Fleischwirtschaft, 1992, vol. 72, pp. 58–62.
4. Berdagué J.L., Monteil P., Montel M.C., and Talon R. Effects of Starter Cultures on the Formation of Flavour Compounds in Dry Sausage. Meat Science, 1993, vol. 35, no. 3, pp. 275–287. DOI: 10.1016/0309-1740(93)90033-E.
5. Nieto-Lozano J.C., Reguera-Useros J.I., Peláez-Martínez M.C., and Hardisson de la Torre A. Bacteriocinogenic activity from starter cultures used in Spanish meat industry. Meat Science, 2002, vol. 62, no. 2, pp. 237–243. DOI: http://doi.org/10.1016/S0309-1740(01)00252-2.
6. Tabanelli G., Coloretti F., Chiavari C., et al. Effects of starter cultures and fermentation climate on the properties of two types of typical Italian dry fermented sausages produced under industrial conditions. Food Control, 2012, vol. 26, no. 2, pp. 416–426. DOI: http://doi.org/10.1016/j.foodcont.2012.01.049.
7. Park H.S., Reinbold G.W., Hammond E.G., and Clark W.S. Growth of propionibacteria at low temperatures. Journal of Dairy Science, 1967, vol. 50, no. 4, pp. 589–591. DOI: 10.3168/jds.S0022-0302(67)87474-5.
8. Fernández-López J., Viuda-Martos M., Sendra E., et al. Orange fibre as potential functional ingredient for drycured- sausage. European Food Research Technology, 2007, vol. 226, pp. 1–6. DOI: 10.1007/s00217-006-0501-z.
9. 9.      Casquete R., Benito M.J., Martin A., et al. Use of Autochthonous Pediococcus acidilactici and Staphylococcus vitulus Starter Cultures in the Production of “Chorizo” in 2 Different Traditional Industries. Food Science, 2012, vol. 71, pp. 70–79.
10. Dherbecourt J., Maillard M.-B., Catheline D., and Thierry A. Production of branched-chain aroma compounds by Propionibacterium freudenreichii: links with the biosynthesis of membrane fatty acids. Journal of Applied Microbiology, 2008, vol. 105, pp. 977–985. DOI: 10.1111/j.1365-2672.2008.03830.x.
11. Vorobjeva L.I. Propionibacteria. Springer Netherlands Publ., 1999, 281 p. DOI: 10.1007/978-94-017-2803-4.
12. Hettinga D.H. ande Reinbold G.W. The propionic acid bacteria. A review. Journal of Milk and Food Technology, 1972, vol. 35, pp. 295–301, pp. 358–372, pp. 436–447.
13. 13.  Frohlich-Wyder M.T. and Bachmann H.P. Cheeses with propionic acid fermentation. In: Fox PF., McSweeney P.L.H., Cogan T.M., and Guinee T.P. (eds). Cheese chemistry, physics and microbiology, vol. 1. General aspects. London: Elsevier Publ., 2004, pp. 141–156.
14. Boyaval P., Deborde C., Corre C., Blanco C., and Begue E. Stress and osmoprotection in propionibacteria. Lait, 1999, vol. 79, pp. 59–69.
15. Langsrud T. and Reinbold G.W. Flavour development and microbiology of Swiss cheese. A review. II Starters, manufacturing process and procedure. Journal of Milk and Food Technology, 1973, vol. 11, pp. 531–542.
16. Richoux R., Faivre E., and Kerjean J.R. Effet de la teneur en NaCl sur la fermentation du lactate par Propionibacterium freudenreichii dans des minifromages a` pate cuite. Lait, 1998, vol. 78, pp. 319–331.
17. Field M.F. and Lichstein H.C. Factors affecting the growth of propionibacteria. Journal of Bacteriology, 1957, vol. 73, no. 1, pp. 96–99.
18. Kurtz F.E., Hupfer J.A., Corbin E.A., Hargrove R.F., and Walter H.E. Interrelationships between pH, populations of Propionibacterium shermanii, levels of free fatty acids, and the flavour ratings of Swiss cheeses. Journal of Dairy Science, 1959, vol. 42, no. 6, pp. 1008–1019. DOI: 10.3168/jds.S0022 0302(59)90684-8.
19. 19.  Thierry A., Deutsch M.S., Falentin H., et al. New insights into physiology and metabolism of Propionibacterium freudenreichii. International Journal of Food Microbiology, 2011, vol. 149, no. 1, pp. 19–27. DOI: http://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2011.04.026.
20. 20.  Thierry A., Falentin H., Deutsch S.M., and Jan G. Propionibacterium. spp. In: Fuquay J.W., Fox P.F., McSweeney P.L.H. Encyclopedia of Dairy Sciences. 2^nd edn. Academic Press, 2011, pp. 403–411.
21. 21.  Dupuis C., Corre C., and Boyaval P. Proteinase activity of dairy Propionibacterium. Applied Microbiology and Biotechnology, 1995, vol. 42, no. 5, pp. 750–755. DOI: 10.1007/BF00171957.
22. Searles M.A., Argyle P.J., Chandan R.C., and Gordon J.F. Lipolytic and proteolytic activities of lactic cultures. XXVIII International Dairy Congress. Australia, Sydney, 1970, vol. 1, p. 111.
23. El-Soda M, Ziada N., and Ezzat N. The intracellular peptidehydrolase system of Propionibacterium. Microbios., 1992, vol. 72, pp. 65–74.
24. Sahlström S., Espinoza C., Langsrud R., and Sørhaug T. Cell wall membrane and intracellular peptidase activities of Propionibacterium shermanii, Journal of Dairy Science, 1989, vol. 72, no. 2, pp. 342–350. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(89)79115-3.
25. 25.  Langsrud T., Sorhaug T., and Vegarud G.E. Protein degradation and amino acid metabolism by propionibacteria. Le Lait, 1975, vol. 75, pp. 325–330.
26. Perez Chaia A., Pesce de Ruiz Hoigado A., and Oliver G. Peptide hydrolases of propionibacteria: effect of pH and temperature. Journal of Food Protection, 1990, vol. 53, no. 3, pp. 237–240. DOI: http://dx.doi.org/10.4315/0362- 028X-53.3.237.
27. Panon G. Purification and characterization of a proline aminopeptidase from Propionibacterium shermanii ATCC 13673. Lait, 1990, vol. 70, pp. 439–452.
28. Thierry A., Maillard M.B., Bonnarme P., and Roussel E. The addition of Propionibacterium freudenreichii to Raclette cheese induces biochemical changes and enhances flavour development. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2005, vol. 53, no. 10, pp. 4157–4165. DOI: 10.1021/jf0481195.
29. Thierry A., Maillard M.B., Hervé C., et al. Varied volatile compounds are produced by Propionibacterium freudenreichii in Emmental cheese. Food Chemistry, 2004, vol. 87, no. 3, pp. 439–446. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2003.12.018.
30. Holkoa I., Hraběa J., Šalakováb A., and Radac V. The substitution of a traditional starter culture in mutton fermented sausages by Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium animalis. Meat Science, 2013, no. 3, vol. 94, pp. 275–279. DOI: https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2013.03.005.
31. Rouhi M., Sohrabvandi S., Mortazavian A.M. Probiotic Fermented Sausage: Viability of Probiotic Microorganisms and Sensory Characteristics. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2013, vol. 53, no. 4, pp. 331–348. DOI: http://dx.doi.org/10.1080/10408398.2010.531407.
32. Picard C., Fioramonti J., Francois A., et al. Review article: bifidobacteria as probiotic agents – physiological effects and clinical benefits. Alimentary Pharmacology & Therapeutics, 2005, vol. 22, no. 6, pp. 495–512.
33. 33.  Ashraf R. and Shah N.P. Immune system stimulation by probiotic microorganisms. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2014, vol. 54, no. 7, pp. 938–956. DOI: http://dx.doi.org/10.1080/10408398.2011.619671.
34. Misharina T.A., Terenina M.B., Krikunova N.I., et al. The influence of starter cultures on the formation of volatile compounds in dry smoked sausages. Applied Biochemistry and Microbiology, 2008, vol. 44, no. 5, pp. 545–550. DOI: 10.1134/S0003683808050165.
35. 35.  Vorobjeva L.I., Khodjaev E.Yu., and Vorobjeva N.V. Propionic acid bacteria as probiotics. Microbial Ecology in Health and Disease, 2008, vol. 20, no. 2, pp.109–112.
36. Swart R., Riedel K.H., and Britz T. Optimized standard conditions for determination of nitrate reduction in propionibacteria. Lait, 1998, no. 78, pp. 217–226.
37. 37.  Grill J.-P., Crociani J. and Ballongue J. Effect of bifidobacteria on nitrites and nitrosamines. Letters in Applied Microbiology, 1995, vol. 20, no. 5, pp. 328–330. DOI: 10.1111/j.1472-765X.1995.tb00456.x.
38. Sobko T., Reinders C.I., Jansson E.A., et al. Gastrointestinal bacteria generate nitric oxide from nitrate and nitrite. Nitric Oxide Biology and Chemistry, 2005, vol. 4, pp. 272–278.

Назад к разделу: Технология отдельных мясопродуктов

Будьте здоровы!

1. ЗАКВАСКИ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
2. ЗАКВАСКИ ДЛЯ МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
3. ТЕХНОЛОГИЯ ОТДЕЛЬНЫХ КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
4. ЗАКВАСКИ (СТАРТОВЫЕ КУЛЬТУРЫ) ДЛЯ МЯСНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
5. ТЕХНОЛОГИЯ ОТДЕЛЬНЫХ МЯСОПРОДУКТОВ
6. ЗАКВАСКИ ДЛЯ ТВЕРДЫХ СОРТОВ СЫРА
7. МИКРОБИОЛОГИЯ СЫРА
8. ЗАКВАСКИ ДЛЯ ХЛЕБОПЕЧЕНИЯ
9. ТЕХНОЛОГИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ
10. ЗАКВАСКИ ДЛЯ ДОМАШНИХ КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
11. ПИЩЕВАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ
12. БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКЦИЯ
13. БИОТЕХНОЛОГИЯ ПРОБИОТИЧЕСКИХ ЗАКВАСОК
14. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ
15. СТАТЬИ, АВТОРЕФЕРАТЫ, ЗАМЕТКИ
16. ПАТЕНТЫ
17. ОСНОВЫ МИКРОБИОЛОГИИ. МИКРООРГАНИЗМЫ
18. МИКРОБНАЯ ФЕРМЕНТАЦИЯ
    
19. ТЕХНОЛОГИИ ИММОБИЛИЗАЦИИ
20. БИОСИНТЕЗ АМИНОКИСЛОТ
21. СИНТЕЗ ВИТАМИНОВ
22. ПОЛУЧЕНИЕ ПОЛИСАХАРИДОВ
23. ПРОБИОТИКИ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ