«ПРИМЕНЕНИЕ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ЗАКВАСОК ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЯСНОГО СЫРЬЯ И УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПОЛУЧАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ ...»

3.Оценить эффективность влияния бактериальных заквасок из подобранных штаммов молочнокислых бактерий на функционально-технологические свойства мясных фаршей и их воздействие на гнилостные микроорганизмы и плесневые грибы.

4.Произвести производственную апробацию и оценить эффективность применения бактериальных заквасок в условиях промышленного производства полукопченых колбас.

В качестве новой тенденции для улучшения функциональнотехнологических и органолептических свойств соединительных тканей мясного сырья предложены бактериальные закваски молочнокислых бактерий, которые наряду с технологическими свойствами, проявляют бактериостатическое действие по отношению к гнилостным микроорганизмам и плесневым грибам.

Исследован комплекс функционально-технологических, структурномеханических, органолептических свойств мясного сырья, обработанного бактериальными заквасками, микрофлора которых состоит из подобранных видов и штаммов молочнокислых бактерий. Показана способность подобранных консорциумов молочнокислых бактерий изменять функционально-технологические характеристики мясного сырья с высоким содержанием соединительной ткани. Подобраны виды и штаммы молочнокислых бактерий, обеспечивающие биохимические превращения в мясном сырье и улучшающие санитарно микробиологические показатели готовой продукции. Подобранные комбинации молочнокислых бактерий при совместном их культивировании в модельном мясном фарше оказывают влияние на утилизацию нитрита натрия и проявляют бактериостатическое действие по отношению к гнилостным микроорганизмам и плесневым грибам. Разработана технология производства полукопченых колбас, позволяющая увеличить их сроки хранения до 30 суток (в натуральной оболочке). Получен патент на изобретение №2482687 "Способ производства полукопченной колбасы (варианты). Авторы: Сергеева Л.В., Кадималиев Д.А., Бирюков В.В., Козеркина С.В. (Приложение 14).

Проведено исследование биотехнологического потенциала бактериальных заквасок, способствующих улучшению функционально - технологических свойств мясного сырья и мясных фаршей и, как следствие, направленному регулированию технологических процессов производства и обеспечению гарантированной безопасности готовой продукции. Обработка мясного сырья данными бактериальными заквасками, позволяет улучшить показатели его влагосвязывающей способности и липкости, а также обеспечивает рациональное использование сырьевых ресурсов, содержащих значительное количество соединительнотканных белков, интенсифицировать процесс производства, повысить безопасность готовой продукции (Технические условия ТУ9213-001-57565851-10 (рецензия и заключение Управления Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Республике Мордовия), сертификаты соответствия полукопченых колбас требованиям нормативных документов № РОССRU. АЯ 81. Н08379 (ООО «Мордовсертификация № 0190810 от 26.05.2011года) и № РОССRU. АЯ 81. Н12202 (ООО «Мордовсертификация № 1290783 от 22. 05. 2013года). Результаты исследований внедрены на мясоперерабатывающем предприятии ТП МПК «Атяшевский», на базе которого выполнялись научные исследования. Подобранные консорциумы молочнокислых бактерий применяются для обработки низкосортного мясного сырья, способствуют снижению себестоимости получаемой мясной продукции и повышению экономических показателей работы данного предприятия. Материалы исследований используются при чтении лекций и проведении лабораторных работ по дисциплинам «Биохимия и микробиология мяса и мясных продуктов», «Биотехнология», «Биохимия мяса и мясных продуктов», «Технология производства колбасных изделий»

ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П.Огарёва», ГБОУ РМ СПО (ССУЗ) «Торбеевский колледж мясной и молочной промышленности».

Результаты исследований исрользованы при составлении нормативнотехнических документов, утвержденных в установленном порядке (Приложения 1-15)

Работа выполнена в НОЦ «Нанобиотехнологии» ФГБОУ ВПО НИУ “Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева" в рамках программы ПНР-1, раздел «Биопрепараты для сельского хозяйства». В работе использовали физические, химические и микробиологические, регистрационные, органолептические методы исследования.

Объектами исследований служили: Staphylococcus carnosus M3, Lactobacillus curvatus HJ5, Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei 37, Debaromyces hansenil DH2, Lactobacillus plantarum ALS plus, Pediococcus acidilactici PA, Staphylococcus xylosus SX 203, пробиотические препараты «Наринэ» и «Бифидумбактерин», мясо, мясные фарши, колбасные изделия.

Морфологию микроорганизмов определяли методом микроскопирования фиксированных и окрашенных фуксином препаратов на цифровом микроскопе Motic DM-111 при увеличении 40 100. Концентрацию жизнеспособных клеток определяли путем высева десятикратных разведений препаратов на плотную питательную среду, инкубированием посевов в оптимальных для данного вида микроорганизмов температурных условиях и подсчетом выросших колоний с последующим перерасчетом количества клеток в исходной суспензии. Для выращивания микроорганизмов использовали мясо-пептонный агар, мясо-пептонный бульон, сусло - агар, среду Сабуро.

Сахаролитическую активность штаммов определяли культивированием посевов в среду Гисса с углеводами и реактивом Андреде ("пестрый ряд") в течение суток при температуре (36±1)°С. По изменению окраски содержимого пробирок осуществляли учет результатов. Устойчивость к поваренной соли, фенолу - термостатированием (Крусь Г.Н., Шалыгина А.М., Волокитина З.В. Методы исследования молока и молочных продуктов. М.: Колос, 2000. 368 с.); стабильность рН - потенциометрическим методом с использованием рН - метра Testo (ГОСТ 3624Молоко и молочные продукты. Титриметрические методы определения кислотности. М.: ИПК Изд. стандартов. 2004).

Протеолитические свойства изучали по образованию небелкового азота; определение интенсивности кислотообразования - по реакции с метиленовым красным; оксидазный тест - нанесением материала из исследуемой колонии на фильтровальную бумагу, смоченную реактивом для определения оксидазной активности. Определение каталазы осуществляли внесением раствора перекиси водорода на поверхность колонии бактерий, выращенной на плотной питательной среде.

Выявление нитратредуктазной активности осуществляли по изменению окраски воды с реактивом Грисса. Минимальные температуры роста выявляли по наличию и интенсивности роста культуры путем ее посева штрихом на скошенный РПА и выдержкой при температурах от 0°С до72°С. Характер использования бактериями углеводов изучали по тесту Хью-Лейфсона, в котором питательная среда состояла из пептона, агара, NaCl, K2HPO4, углевода и индикатора.

Оптимальность соотношений выбранных видов и штаммов бактерий определяли по наличию и количеству клеток молочнокислых бактерий по ГОСТ 10444.11 - 89; концентрации жизнеспособных клеток, интенсивности кислотообразования в различных соотношениях. Сочетаемость штаммов молочнокислых бактерий определяли по продолжительности свертывания молока основой или комбинацией (или закваской) по сравнению с продолжительностью свертывания каждой культурой (штаммом), входящей в их состав (при равных органолептических показателях).

Влагосвязывающую способность фаршевых систем определяли методом прессования, основанном на выделении воды образцом при легком его прессовании; липкость мясного фарша определяли по методу, основанному на определении величины усилия, необходимого для разделения двух поверхностей, связанных испытуемым фаршем (Антипова, Л.В., Глотова И.А., Рогов И.А. Методы исследования мяса и мясных продуктов. - М.: Колос, 2001. - 376 с.). Определение оксипролина производили по методу Ньюмена и Логана (Neuman R.E., Logan M.A. The determination of collagen and elastin in tissues // Journal of biological chemistry. Vol. 186, №2. 1950. P. 5-6.).Определение осадочного небелкового азота производили осаждением белков трихлоруксусной кислотой с дальнейшим определением в фильтрате азота. Перекисное число жира - титриметрическим методом по ГОСТ Р 51487-99; кислотное число жира - по ГОСТ Р 50457-92 ; массовую долю влаги – по ГОСТ 9793-74; массовую долю белка – по ГОСТ 25011-81; массовую долю жира – методом Сокслета по ГОСТ 23042-86 ; массовую долю хлорида натрия – по ГОСТ 9957-73; определение летучих N-нитрозоаминов - по МУК 4.4.1.011-93 "Определение летучих N-нитрозаминов в продовольственном сырье и пищевых продуктах. Методические указания по методам контроля. МУК 4.4.1.011-93" (утв. Госкомсанэпиднадзором РФ 22.12.1993); органолептических показателей колбасных изделий - по ГОСТ 9959-91; микробиологические: ГОСТ 10444.15-94; ГОСТ 10444.2-94; ГОСТ Р 50474-93; ГОСТ 29185-91; ГОСТ 10444.8ГОСТ 10444.9-88; ГОСТ 9958-81; ГОСТ 28566-90; ГОСТ 9225-84; ГОСТ 10444.12-88; ГОСТ 10444.11-91; ГОСТ 21237-75; Массовая доля остаточного нитрита натрия в фарше и готовых изделиях, устойчивость препаратов к нитриту натрия и нитритредуктазная активность определялась фотоколориметрическим методом.

Под бактериальными заквасками понимают виды и штаммы молочнокислых бактерий. Микрофлора закваски состоит из специально отобранных видов и штаммов молочнокислых бактерий, которые вносят в молоко после его тепловой обработки.

При подборе штаммов микроорганизмов с высоким биотехнологическим потенциалом одним из критериев их ценности является устойчивость к поваренной соли, фенолу, желчи и нитриту натрия.

При определении устойчивости к желчи (Хамагаева И.С., Ханхалаева И.А., Заиграева Л.И. Использование пробиотических культур для производства колбасных изделий: монография. Улан-Удэ: ВСГТУ, 2006. 204с.), в стерилизованное молоко, содержащее желчь, засевали исследуемую культуру (1 петля на 8-10 мл среды). Посевы выдерживали при 37оС - в течение 48 часов. Рост или отсутствие роста культуры отмечали визуально (после встряхивания пробирки) по наличию или отсутствию мутности.

Солеустойчивость бактерий является важным показателем, так как в колбасном производстве в качестве добавки применяется поваренная соль. Поэтому при выработке колбас с бактериальными препаратами целесообразно использовать штаммы бактерий, устойчивые к высоким концентрациям соли в среде.

При определении устойчивости к поваренной соли, исследуемые культуры засевали в количестве 1 петли на 8-10 мл стерилизованного молока с различным содержанием соли. Посевы выдерживали в термостате при температуре 37 о С в течение 48 часов. Рост или отсутствие роста культуры отмечали визуально по наличию или отсутствию мутности.

Для выявления устойчивости бактерий к нитриту натрия; в жидкий концентрат молочнокислых бактерий вносили различные концентрации нитрита натриямг на 100 мл. Концентрат выдерживали в холодильнике при температуре 4° С в течение 24ч. Рост или отсутствие роста культуры отмечали визуально по наличию или отсутствию сгустка. Затем определяли оптическую плотность бактериальных концентратов на фотоколориметре при длине волны 550 нм.

Определение устойчивости к фенолу; осуществляли путем добавления к мл обезжиренного молока 0,5 мл 8%-ного стерильного водного раствора фенола.

Пробирки с молоком и фенолом тщательно встряхивали, засевали исследуемой культурой и помещали в термостат, где выдерживали при оптимальной температуре. Образование сгустка в молоке через 24 часа указывает на высокую устойчивость штамма к фенолу. Штаммы, свертывающие молоко менее чем за 48 часов, являются устойчивыми к фенолу.

Активизацию сухой комбинированной закваски производили беспересадочным способом : в обезжиренное, стерилизованное при температуре 121±2°С в течение 13±2 минут и охлажденное до температуры 37±1о С молоко, вносили сухой моновидный лиофилизированный концентрат Пп- состоящий из молочнокислых бактерий вида Lactobacillus plantarum, совместно с лиофилизированным концентратом Пк, состоящим из молочнокислых бактерий вида Lactobacillus casei и коомерческие препараты «Наринэ» или «Бифидумбактерин» из расчета 0,1 единица активности на 5 литров молока. Комбинированную закваску вносили из расчета 0,5-1 % к массе основного сырья. Заквашенное молоко выдерживали в термостате при 37+1°С до образования сгустка кислотностью 60-65 оТ, охлаждали до 5°С.

Модельные фарши подготовлены на основе рецептуры колбасы полукопчённой: «Казачья» 1 сорта (ТУ 10 – 10926). Технологический процесс производства колбасных изделий осуществляли по технологической схеме производства полукопченных колбасных изделий на мясоперерабатывающем комплексе «Торбеевский» Республики Мордовия.

В экспериментах по исследованию биотехнологических способов повышения экологических характеристик колбасных изделий, подбор оптимальных соотношений МКБ произвели на лабораторных заквасках, содержащих различные концентрации фенола, нитрита натрия и желчи. Оптимальные композиции бакпрепаратов выбраны с учетом их устойчивости к поваренной соли, жели, фенолу и нитриту натрия, а также по равномерному росту микроорганизмов при одновременном культивировании исследуемых культур друг с другом, скорости снижения величины рН, формированию характерных для колбас цвета, аромата и вкуса. Оптимальные консорциумы использованы для дальнейших исследований.

Были изготовлены модельные фарши с применением бактериальных заквасок МКБ различных составов:

- образец без бактериальных композиций - (контрольный) -экспериментальные образцы:

-образец 1- содержащий исследуемые композиции Lactobacillus plantarum, Lactobacillus Casei, «Наринэ» в соотношении 1:1:2;

-образец 2- содержащий исследуемые композиции Lactobacillus plantarum, Lactobacillus Casei, «Бифидумбактерин» в соотношении 1:1:2;

-образец 3- содержащий исследуемые композиции Lactobacillus plantarum, Lactobacillus Casei, «Наринэ» в соотношении 1:1:2 и Bitek LS-25, содержащий два штамма Staphylococcus carnosus M3 и Lactobacillus curvatus HJ;

-образец 4-содержащий исследуемые композиции Lactobacillus plantarum, Lactobacillus Casei, «Бифидумбактерин» в соотношении 1:1:2 Bitek LS-25, содержащий два штамма Staphylococcus carnosus M3 и Lactobacillus curvatus HJ.

Образцы готовили следующим образом: мелкоизмельченное мясо (по рецептуре колбасы полукопченой «Казачья») солили раствором поваренной соли (температура 4 С), плотностью 1,1150 г/см3 с содержанием хлористого натрия 15%. Количество добавляемого рассола на 100 кг мясного сырья 9,6 кг. При посоле мяса добавляли нитрит натрия (7,5 грамм на 100кг мясного сырья), исследуемые бактериальные закваски. Перемешивание мяса производили до равномерного распределения раствора соли и полного поглощения его мясом. Посоленное сырье выдерживали в полиэтиленовых тазиках при температуре помещения 2- 4°С.

Продолжительность выдержки всех образцов - 24 часа. Комбинированная закваска использовалась для исследований. Лабораторная закваска добавлялась в количестве 0,5 -1 % от массы фарша. В качестве контроля использовали сырье и фарши без бактериальных заквасок.

1.Наивысшую биохимическую активность консорциум из штаммов молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei37, «Наринэ»

(или «Бифидумбактерин») проявляют в соотношении 1:1:2.

2.Бактериальные закваски из названных консорциумов молочнокислых бактерий:

-оказывают положительное влияние на соединительнотканные белки, функционально-технологические, структурно-механические и органолептические свойства мясного сырья, фаршей и готовой продукции;

-оказывает бактериостатическое действие по отношению к плесневым грибам и гнилостным микроорганизмам;

3.Применение бактериальных заквасок из штаммов молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum 28, Lactobacillus Casei37, «Наринэ» (или « Бифидумбактерин») позволяет снизить норму вводимого при производстве колбас нитрита натрия и увеличить срок их хранения до 30 суток;

4.Производственная апробация бактериальных заквасок из подобранных штаммов молочнокислых бактерий показала его высокую эффективность.

Степень достоверности и апробация результатов Полученные экспериментальные данные статистически обрабатывали с использованием электронных таблиц Microsoft Excel 2007 и пакета программ STAT 2. Линейную аппроксимацию данных проводили с использованием пакета статистической обработки результатов приложения Microsoft Ecxel 2000.

Основные положения и результаты исследований диссертационной работы были представлены для обсуждения на VI Республиканской научно-практической конференции «Наука и инновации в Республике Мордовия»; Международной заочной научно-практической конференции «Актуальные проблемы естественных наук» (Новосибирск, 2011), 11 Международной научно-практической конференции «Наука и современность» (Новосибирск, 2011); VІ Международной научнопрактической конференции «Современные проблемы гуманитарных и естественных наук» (Москва, 2011); ІІІ Международной заочной научно-практической конференции «Современные направления научных исследований» (Екатеринбург, 2011), Международной конференции "Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии" (Казань, 2011; 2013); Международной научно - практической конференции «Техника и технология: новые перспективы развития» (Москва, 2012;2013); Международной заочной научно-практической конференции "Интеграция мировых научных процессов как основа общественного прогресса" (Казань, 2013). По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, в числе которых 4 статьи в российских научных журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ, получен патент РФ №2482687 «Способ производства полукопченой колбасы (варианты)»

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Пищевая ценность мяса зависит от соотношения тканей, входящих в его состав. Мышечная ткань обладает наибольшей питательной ценностью и высокими вкусовыми достоинствами. Особое значении в питании имеют белки - основной пластический материал, необходимый для формирования клеток тканей и органов, образования ферментных систем, гормонов, а также выполнения транспортной и защитной функции. Белки мяса обладают высокой биологической ценностью. Чем больше в мясе полноценных белков, тем выше его пищевая ценность.

Полноценные белки мяса содержат все незаменимые аминокислоты в значительных количествах и почти не уступают белкам яйца и молока, характеризующимся высокой биологической ценностью. К ним относят миоген (миогеновая фракция), глобулин Х, миозин (миозиновая фракция), актин, миоглобин и другие.

Оценивать пищевую ценность мяса по общему содержанию белков, невозможно, так как наряду с полноценными белками (миозин, актин, актомиозин, глобулин X и др.) в мясе присутствуют и неполноценные белки (коллаген, эластин, ретикулин). Коллаген является основным веществом соединительной ткани и составляет практически треть общего количества белка (Фейнер Г. Мясные продукты. Научные основы, технологии, практические рекомендации. СПб.: Профессия, 2010. 720с.), относится к фибриллярным белкам, при смещении рН в кислую сторону от изоэлектрической точки способен сильно набухать в водных растворах, увеличивая свою массу в 1,5–2,0 раза. Известно, что коллаген соединительной ткани содержит очень мало тирозина, метионина и в нем нет триптофана, цистина и цистеина, поэтому этот белок неполноценный. Около аминокислотных остатков составляет глицин и - пролин и оксипролин. Нативный коллаген устойчив к воздействию различных веществ, нерастворим в органических растворителях и воде, в очень слабой степени воздействуют на него кислоты, щелочи и протеолитические ферменты (пепсин и трипсин). Он является одним из наиболее устойчивых белков и в механическом отношении - его волокна обладают значительной прочностью. Нерастворимость и устойчивость коллагена объясняются наличием поперечных связей в его молекуле, которые возникают как в трехспиральной молекуле тропоколлагена, между отдельными полипептидными цепями (внутримолекулярные связи), так и между отдельными тропоколлагеновыми единицами (межмолекулярные поперечные связи). Внутримолекулярные и межмолекулярные поперечные связи как бы «сшивают» отдельные участки и всю структуру в целом.

Такие связи образованы, прежде всего, при участии оксипролина. Между СОгруппами пептидных связей и ОН-группами оксипролина завязываются водородные связи, кроме того, могут возникать сложноэфирные связи за счет ОН-групп моносахаридов и другие виды связи.

Другим компонентом соединительной ткани является эластин, составляющий 4% от содержания коллагена и 0,8% от общего содержания белка в мясе (Фейнер Г. Мясные продукты. Научные основы, технологии, практические рекомендации. СПб.: Профессия, 2010. 720с.). Эластин богат глицином, аланином, валином и пролином (до 70 %). В обычном виде эластин и ретикулин практически не расщепляются пищеварительными ферментами и плохо усваиваются организмом. Эластин устойчив к действию горячей воды и не образует при нагревании глютина.

Содержание соединительнотканных белков в мясе влияет на биологическую ценность мясных продуктов. Большое количество соединительной ткани приводит к плохой перевариваемости пищи ферментами желудочно-кишечного тракта, а, следовательно, к плохой усвояемости белков мяса. Чем больше в мясе соединительной ткани, тем меньше его пищевая ценность и тем больше жесткость.

Вместе с тем, с появлением концепции адекватного питания, роль белков соединительной ткани в формировании качества мяса пересмотрена.

В работах отечественных ученых Уголева А.М., Рогова И.А., Токаева Э.С., показана необходимость включения в рацион питания малоусвояемых компонентов - пищевых волокон. Научно доказано сходство физиологической роли непереваренных элементов соединительной ткани и балластных веществ, необходимых организму для нормального функционирования (Сафонова Г.А., Рудинцева Т.А.

Современные тенденции разработки специализированных продуктов направленного физиологического действия на мясной основе: обзорная информация. М.:

Агро НИИТЭИММП, 1984. 28с.; Рогов И.А., Токаев Э.С. Новые тенденции развития технологии производства мясных продуктов с точки зрения теории адекватного питания // Мясная индустрия СССР. 1987. №3. С.18-21; Глотова И.А.

Теория и практика использования коллагенсодержащих ресурсов в получении функциональных добавок, продуктов и пищевых покрытий // Успехи современного естествознания. № 10. С.105; Сторублёвцев С.А. Изучение процесса ферментативной обработки коллагенсодержащих тканей и оценка биологической безвредности продукта биомодификации // Вестник Воронежской государственной технологической академии. 2009. №3 (41). С. 20-23; Антипова Л.В., Сторублёвцев С.А. Свойства пищевых коллагеновых ингредиентов в зависимости от их фракционного состава и способа получения // Мясная индустрия. 2009. №10. С.49-50;

Антипова Л.B., Глотова И.А, Гребенщиков А.В. [ и др.] Структурная организация коллагенов в получении продуктов для пищевой промышленности, косметологии, ветеринарии // Матер. съезда общества биогехнологов им. Ю.А. Овчинникова. М.:

МГУЛ, 2009. С. 21-23; Сторублёвцев С.А. Технологические аспекты получения функционального коллагенового продукта, его характеристика и свойства // «Живые системы и биологическая безопасность населения»: матер. VI междунар. научной конф. студентов и молодых ученых. М., 2007. С. 122; Пащенко В.Л., Сторублевцев С.А. Разработка технологии функционального продукта с применением коллагенового гидролизата // Фундаментальные исследования. 2011. № С.127-135).

Элементы соединительной ткани служат одновременно источником пищевых волокон и анаболического белкового материала. Усвояемая часть коллагена улучшает сбалансированность аминокислотного состава и увеличивает адекватность его свойств особенностям метаболических процессов нутриентов на стадии биосинтеза (Липатов Н.Н., Сажинов Г.Ю., Башкиров О.И. Формализованный анализ амино - жирнокислотной сбалансированности сырья, перспективного для проектирования продуктов детского питания с задаваемой пищевой адекватностью // Хранение и переработка сельхозсырья. 2001. №8. С.11-14).

Вопросам рационального использования сырьевых ресурсов мясной промышленности и создания биологически полноценных продуктов посвящены работы отечественных ученых (Титов С. К., Апраксина, Л.Ф. Митасева, А. Ю. Соколов Развитие научных и практических основ рационального использования коллагенсодержащих ресурсов в получении функциональных добавок, продуктов и пищевых покрытий/ / Мясная индустрия. 2008. №6. С.47-49; Ребезов М.Б., Лукин А.А., Наумова Н.Л.[ и др.] Использование коллагенового гидролизата в технологии производства мясного хлеба // Вестник Тихоокеанского государственного экономического университета. 2011. № 3.С. 134-140; Зинина О.В., Ребезов М.Б.

Технологические приемы модификации коллагенсодержащих субпродуктов // Мясная индустрия. 2012. № 5. С. 15-17; Соколов А.Ю., Митасева Л.Ф., Апраксина С.К. Анализ путей использования ресурсов вторичного коллагенсодержащего сырья // «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (приоритеты развития)»: матер. III междунар. научно-технич. конф. Воронеж:

ВГТА, 2009. Т.1. С.525-527).

Козак В.Л. наиболее рациональным считает внедрение одно - и двухсортной жиловки. Сортировку необходимо делать не по содержанию соединительной ткани, а по морфологическим признакам, указывающим на часть туши, к которой мясо принадлежит (Козак В. Л. Об оценке мясности туш скота // Молочное и мясное скотоводство. М., 1980. №3 С. 18-19).

Основной составной частью жировой ткани являются жиры, составляющие иногда до 98 % массы ткани. С мясом в пищевой рацион вносится значительное количество жира. В мясе содержится 11—37% жира. Липиды входят в состав мяса в виде внутриклеточного жира — мельчайших капелек в клеточной плазме, межклеточного жира - скоплений между мышечными волокнами в соединительной ткани в виде прожилок, образуя «мраморность» мяса, и в межмускульной жировой ткани и подкожной клетчатке - мясного жира. Биологическая ценность жиров зависит от содержания в них незаменимых (полиненасыщенных) жирных кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой). Однако в животных жирах их содержится мало, больше их в растительных маслах. Среди животных жиров незаменимых жирных кислот больше в свином жире. Из липоидов в мясе присутствуют фосфолипиды, холестерин и холестериды. Наиболее богата фосфолипидами баранина.

Жировая ткань делает мясо высококалорийным продуктом. Жиры оказывают влияние на усвоение витаминов, минеральных солей и белков (Kinsella John Е.

Food lipids and fatty acids: importance in food guality nutrition and health // Food Technol. 1988. V.42.N10. Р. 126-145). Вместе с жирами в организм поступают жирорастворимые витамины и полиненасыщенные жирные кислоты (линолевая, линоленовая). Доказано, что а-линоленовая и линолевая жирные кислоты являются предшественниками декозагексаеновой и арахидоновой кислот, активно участвующих в формировании структур головного мозга и сетчатки глаза (Левачев М.М., Хаджибекова Н.А., Медведев Ф.А. [и др.]. Поступление различных ПНЖК в организм детей первых месяцев жизни при естественном вскармливании // Теоретические и клинические аспекты науки о питании. Том VІ. Современные аспекты проблемы питания здорового и больного ребенка. М.,1985. С.153-159; Устинова А.В., Тимошенко Н.В. Продукты для детского питания на осове мясного сырья.

М.: ВНИИМП, 2003. 438с.). Содержание ненасыщенной линолевой w6 жирной кислоты в жире говядины составляет 2,0, свинины-5,а баранины 3% к общему содержанию жирных кислот, а линоленовой w3 кислоты 0,5%; 0% и 1,0% соответственно (Устинова А.В., Тимошенко Н.В., 2003.С.75).

Для стабилизации окраски мяса при посоле используется нитрит натрия.

Роль нитрита при посоле не ограничивается стабилизацией окраски. Помимо стабилизации окраски мяса, нитрит усиливает бактерицидное действие, оказываемое солью, кислотами и нагреванием, и защищает содержашщийся в мясе жир от окислительной порчи. Наряду с этим нитрит участвует в создании аромата продукта при солении (Зонин В.Г. Современное производство колбасных и солено копченых изделий. СПб: Профессия, 2007. 224с.; Сарафанова Л.А.Применение пищевых добавок в переработке мяса и рыбы. СПб.: Профессия, 2007. 256с.; Кудряшов Л.С. Физико-химические и биохимические основы производства мяса и мясных продуктов. М.: Дели Принт, 2008. 160с.).

Нитрит натрия, как пищевая добавка, применяется в пищевой промышленности в двух целях, как антиокислитель обеспечивающий изделиям из мяса и рыбы «естественный цвет», и как антибактериальный агент, препятствующий росту Clostridium botulinum — возбудителя ботулизма, — тяжелой пищевой интоксикации, вызываемой ботулиническим токсином и характеризуемой поражением нервной системы.

При обработке нитритом натрия, в конечном счете, образуется яркокрасный нитрозомиоглобин (NOMb) в результате взаимодействия пигмента миоглобина с окисью азота, источником которой является нитрит натрия.

Миоглобин - пигмент мышечной ткани, составляет 0,5-1 % от суммы белков мышечной ткани, играет важную роль в формировании окраски мяса и мясопродуктов. Он построен из белковой части - глобина (94 %) и простетической - гема (6 %). Центральное место в молекуле гема занимает атом железа, имеющий 6 координационных связей: одну - с молекулой глобина, четыре - с атомами азота пирольных колец, шестая связь участвует в образовании комплексов миоглобина с различными соединениями (О2, Н2О, NО, СО и др.). Цвет миоглобина определяется окраской гема, который зависит от валентности железа. У нативного миоглобина железо в геме двухвалентное, белок окрашен в красный цвет. Окисление железа до трехвалентного сопровождается изменением окраски гема с образованием серо-коричневых оттенков разной интенсивности. Миоглобин способен обратимо связывать кислород без окисления гема (прижизненная функция миоглобина). Эта форма белка носит название - оксимиоглобин. Длительное воздействие кислорода и других окислителей приводит к окислению миоглобина с образованием формы пигмента - метмиоглобина, имеющего серо-коричневую окраску. Миоглобинводорастворимый глобулярный белок (Нечаев А.П., Кочеткова А.А., Зайцев А.Н.

Пищевые добавки. М.: Колос, 2001. 342с.). Метмиоглобин может быть вновь восстановлен в миоглобин. Процесс восстановления представлен на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1- Процесс восстановления метмиоглобина Количественное соотношение этих трех форм белка: нативного миоглобина (Мв), оксимиоглобина (МвО2) и метмиоглобина (МеtМв) определяет цвет мяса.

Установлено, что при содержании МеtМв больше 50 % от общего количества Мв в мясе цвет его становится серо-коричневым(Fаiner G.Meat Products handbook.

Praktikal science and technology /Boca Raton. Boston NY, Washington: CRC Press, Woohead Publ, 2006). Таким образом, цвет мяса и его интенсивность зависят от концентрации миоглобина в мышечной ткани и от количественного соотношения различных форм этого белка, но окраска мяса может изменяться под влиянием различных факторов, для ее стабилизации используют специальные технологические приемы.

Хлористый натрий ускоряет окислительные процессы, в ходе которых накапливаются различные производные гема - простетической части мышечного пигмента миоглобина, в связи с чем, при посоле мышечная ткань теряет свою естественную окраску и приобретает серовато-коричневую с различными оттенками.

При посоле часть миоглобина остается неокисленной, и естественная окраска мяса частично сохраняется, но при последующей тепловой обработке мяса его естественная окраска полностью исчезает вследствии денатурации миоглобина, сопровождающейся отщеплением гема, окислением железа гема до трехвалентного с образованием парагематинов, обладающих серо-коричневой окраской.

Поэтому мясопродукты предохраняют от нежелательных изменений окраски обработкой их нитритом натрия.

При обработке нитритом натрия, в конечном счете, образуется яркокрасный нитрозомиоглобин (NOMb) в результате взаимодействия пигмента миоглобина с окисью азота, источником которой является нитрит натрия.

В этом соединении (NOMb) нитрозогруппа довольно прочно связана с железом гема, что обеспечивает сравнительную устойчивость окраски соленого мяса, которая в сыром продукте обусловлена присутствием нитрозомиоглобина, а в вареном - нитрозогемохромогена, также имеющего красный цвет. Механизм формирования нитритной окраски мяса заключается втом, что введенный в мясо нитрит натрия как соль слабой кислоты и сильного основания гидролизуется в присутствии воды до азотистой кислоты:

В кислой среде, характерной для мяса, эта реакция сдвинута вправо. Азотистая кислота восстанавливается под действием редуцирующих веществ, содержащихся в мясе, и микроорганизмов до оксида азота.

Оксид азота вступает в реакцию с миоглобином с образованием красного нитрозомиоглобина.

Реакция взаимодействия оксида азота с миоглобином протекает во времени.

Ее скорость зависит от температуры и рН среды (оптимум рН 5,2-5,7) (Перкель Т.П. Физико-химические и биохимические основы производства мяса и мясных продуктов: учеб. пособие. Кемерово: КТИПП, 2004. 100 с.). Таким образом, интенсивность окраски мясных продуктов зависит от содержания в них миоглобина и количества образующегося из нитрита оксида азота. Образующийся одновременно с оксидом азота четырехоксид азота, является сильным окислителем и окисляет часть миоглобина до метмиоглобина. Из метпигментов нитрозопигменты (нитрозомиоглобин) могут образовываться только после их предварительного восстановления, поэтому эффективность стабилизации нитритной окраски мяса зависит от содержания в нем редуцирующих веществ.

Нитриты в посолочных смесях с органическими веществами очень реакционноспособны, поэтому нитритную посолочную смесь можно применять только в чистом виде (Miller S. Вalancing the Risks regarding the use of nitrites in meats //Food Technology. 1980. V. 34. N5; Сарафанова Л.А., 2007). В слабокислой среде (рН 6,5характерной для мяса, нитриты под действием тканевых ферментов и микроорганизмов восстанавливаются с образованием окиси азота (NО). Более кислая реакция среды (рН ниже 5,4) способствует слишком быстрому распаду нитритов и потере окислов азота в результате улетучивания. Однако, оптимальным значением рН для образования NO является 5,3. В то же время изоэлектрическая точка актомиозинового комплекса находится при рН 5,2 (Сарафанова Л.А., 2007,С.42).

Компромиссом между цветообразованием и влагоудержанием является значение рН 5,6-5,8 (Fainer G., 2006; Сарафанова Л.А., 2007.). При термообработке происходит денатурация, сопровождаемая превращением нитрозомиоглобина и нитрозогемоглобина в глобин и стабильныенитрозомиохромоген и нитрозогемоглобин соответственно. Эти превращения могут происходить также в кислой среде при рН 5,2 (изоэлектрическая точка) и ниже (Кудряшов Л.С.; Лисицын, Горошко Г.П.

Использование нитрита и нитрата натрия при производстве колбасных изделий // Мясная индустрия. 2004. №10. С.22-26; Зонин В.Г., 2007; Fainer G., 2010).

С технологической точки зрений в мясной промыщленности нитрит натрия является практически незаменимой пищевой добавкой: обладает цветообразующей, консервирующей, антиокислительной функциями, участвует в формировании вкусо-ароматических характеристик продукта. Однако, нитрит натрия является ядовитым веществом, работа с которым на мясоперерабатывающих предприятиях требует повышенного внимания и контроля (Сарафанова Л.А. Применение пищевых добавок в переработке мяса и рыбы. СПб.: Профессия, 2007. 256с.; Семенова А.А., Насонова В.В., Лебедева Л.И. [и др.] Безнитритные колбасы перспективный сектор мясных продуктов // Все о мясе. 2012. №4. С. 5-7).

Таким образом, анализ литературных данных свидетельствует о значимой роли нитрита при производстве мясных продуктов.

Несмотря на ряд положительных свойств нитрита: участие в формировании цвета и аромата, его окислительные и антимикробные свойства, в настоящее время существует необходимость снижения и даже полного его исключения при производстве мясных продуктов из-за отрицательного воздействия на организм человека.

В последние годы в отечественной литературе широко дискутируется проблема применения нитритов при производстве колбасных изделий и копченостей.

С конца 70-х годов в мире возросло беспокойство по поводу отрицательного влияния нитратов и нитритов на здоровье человека, поскольку они являются источником образования нитрозаминов-опасных канцерогенных и мутагенных веществ.

Нитрит натрия добавляется при производстве колбас для стабилизации окраски. Нитриты в кислой среде желудка соединяются с вторичными и третичными аминами (продуктами неполного расщепления белков), в результате чего образуется группа нитрозаминов. В условиях пониженной кислотности желудочного сока под воздействием нитрифицирующих бактерий нитриты образуются из нитратов.

Выделяют первичную токсичность собственно нитрат-иона; вторичную, связанную с образованием нитрит-иона, и третичную, обусловленную образованием из нитритов и аминов нитрозаминов. Кроме того, одним из конечных продуктов метаболизма нитратов в организме является NO, роль которого в качестве “клеточного гормона” активно изучается.

Нитрит натрия является общеядовитым токсичным веществом, в том числе и для млекопитающих (Васюкович Л.Я., Захаркина А.Н. Токсический эффект нитратов на фоне изменений микрофлоры кишечника // Вопросы охраны окружающий среды: сборник тезисов конф. по охране окружающей среды. Пермь:

ПГНИУ, 1977. С. 56-57; Костюковский Я.Л., Меламед Д.Б. Канцерогенные Nнитрозамины. Образование, свойства, анализ // Успехи химии. 1988. Т. 57. №4. С.

625-655.; Рыженко В.Л., Ромоданова В. А., Штокал М. И. О нитрат - нитрит - ионах в пищевых продуктах. Киев, 1990. 15 с.; Заридзе Д.Г. Заболеваемость различными формами рака в России и его профилактика // Региональные проблемы здоровья населения России. М., 1993. С. 214-226; Eichnolzer M., Gutzwiller F. Dietary nitrates, nitrites, and N-nitroso compounds and cancer risk: a review of the epidemiologic evidence // Nutr Rev. 1998. V56. N 4. P.95-105; Жукова Г.Ф., Торская М.С., Родин В.И. [и др.] N-нитрозамины и нитриты в мясе и мясопродуктах // Вопросы питания. 1999. № 4. C.32-34; Заридзе Д.Г. Эпидемиология и профилактика рака // Вестник РАМН. 2001. № 9. С. 6-14; Донченко, Л.В. Безопасность пищевой продукции: учебник. М.: ДеЛи принт, 2007. 539с.; Кушнерова Н.Ф., Рахманин Ю.А.Влияние интоксикации оксидами азота на метаболические реакции печени и профилактика поражений // Гигиена и санитария. 2008. №1. С.70-73; Дзоциева Л.Х., Козаева Э.Г., Джиоев И.Г.[и др.] Экспериментальное изучение влияния нитрита натрия на основные процесс мочеобразования, протеинурию и содержание метгемоглобина // Вестник международной академии экологии и безопасности жизнедеятельности. 2010. Т.15. №2. С. 80-83).

Казаевой Э.Г. описана патофизиологическая схема действия нитрита и нитрата натрия на функции почек и показатели крови (Козаева Э.Г., Джиоев И.Г.

Морфологические и функциональные изменения почек в условиях хронической нитритно-нитратной интоксикации // Вест ник международной академии экологии и безопасности жизнедеятельности. 2006. Т.11. №7. С.39-41; Козаева Э.Г., Джиоев И.Г. Острое экспериментальное поражение почек, вызванное интоксикацией высокотоксичными азотсодержащими соединениями //«Экстремальная медицина.

Проблемы экстремальных состояний» : матер. научо-практич. конф. ЮФО. Владикавказ, 2006. С.41; Козаева Э.Г., Дзоциева Л.X., Джиоев И.Г. Состояние почек крыс при острой интоксикации нитритом натрия / «Здоровье и образование в XXI веке» : матер. междунар. конгресса. М.:, 2009. С. 1171; Дзоциева Л.Х., Козаева Э.Г., Джиоев И.Г. [и др.] Экспериментальное изучение влияния нитрита натрия на основные процесс мочеобразования, протеинурию и содержание метгемоглобина // Вести международной академии экологии и безопасности жизнедеятельности.

2010. -Т.15, №2. С.80; Дзоциева Л.Х., Козаева Э.Г., Джиоев И.Г. Функциональноморфологические особенности почек крыс при трёхнедельной интоксикации нитритом натрия // Владикавказский медико-биологический вестник. 2009-2010. Т.IX, вып.15-16. С.105-8).

В работах российских ученых доказаны негативные проявления при интоксикации азотсодержащими соединениями, вследствие их способности к катаболизму и экскреции продуктов их расщепления, которые зависят не только от длительности потребления, но и дозы вводимых соединений (Дзахова А.Г., Бибаева Л.Б. Влияние азотсодержащих соединений на динамику количества нейронов краниального шейного симпатического ганглия у крыс // Морфологические ведомости. 2004. № 1-2. С. 33).

Отравление животных натрия нитритом характеризуется изменением гематологических, биохимических и электрографических показателей (Хайруллин Д.Д., Жестков Н.Н., Ахмерова Н.М. Гематологические и биохимические показатели крови овец при экспериментальном нитритном токсикозе // Ветеринарный врач. 2008. №1. С.4-6.; Хайруллин Д.Д. Определение хронической токсичности натрия нитрита для белых крыс // «Научный потенциал - аграрному производству»: Матер.Всеросс. научно практич. конф., посвященной 450-летию вхождение Удмуртии в состав России. Ижевск, 2008. Т. 3. С.116-121; Хайруллин, Д.Д. Влияние нитритов на рубцовое содержимое овец // Научно практич. конф. молодых ученых и специалистов «Достижения молодых ученых - в промышленности», посвященная 100-летию со дня рождения профессора Х.Х.Абдуллина. Казань, 2008.

С. 110-113; Жестков H.H., Хайруллин Д.Д., Тремасов М.Я. [и др.] Отравления сельскохозяйственных животных нитратами и нитритами (диагностика, профилактика, лечение). Москва ФГУ «ФЦТРБ-ВНИВИ», 2008. С. 38).

Острая гемическая гипоксия и метгемоглобинемия, вызванная длительной нитритной интоксикацией сопровождается нарушением прооксидантноантиоксидантного равновесия, важнейшим звеном которого является активация перекисного окисления липидов и подавление активности антиоксидантных ферментов (Мышкин В. А., Игбаев Р.К., Ибатуллина Р. Б. [др.] Комбинированная фармакокоррекция гипоксии, вызванной экспериментальной нитритной интоксикацией / Сборник трудов юбилейной науч. конф КГМУ и сессии ЦентральноЧерноземного научного центра РАМН, посвященной 70-летию КГМУ. Курск:

КГМУ, 2005 Т. 2 С.135).

В настоящее время изучено около 300 нитрозаминов, из которых 90% проявляли канцерогенные свойства. Нитрозоамины формируются и эндогенно, из аминов и нитратов (или нитритов), содержащихся в нашей пище. Нитрозамины быстро формируются из вторичных аминов и азотистой кислоты, а соответствующие N-нитрозосоединения - из первичных аминов. Донором нитрогруппы является ангидрид азотистой кислоты. Поэтому скорость прямой реакции пропорциональна квадрату концентрации азотистой кислоты. Скорость реакции зависит от концентрации вторичных аминов, квадрата концентрации азотистой группы и константы, связанной с рН. Скорость реакции увеличивается в кислых условиях (после превращения нитрита в азотистую кислоту), но амины активны в депротонированной форме, которая преобладает при высоких рН. В результате для многих аминов оптимальным является рН 2-4, близкий к рН желудка. Наибольшая опасность повышенного содержания нитритов и нитратов в организме заключается в их способности участвовать в реакции нитрозирования аминов и амидов, в результате которой образуются- N-нитрозосоединения, особенно диметилнитрозамин, обладающие канцерогенным и мутагенным действием и высокой токсичностью по отношению к печени и почкам (Опополь Н.И., Добрянская Е.В. Нитраты гигиенические аспекты и проблемы. Кишинев, 1990. 115с.; Bacon R. Nitrate preserved sausage meat causes an unusual food poisoning incident // Commun. Dis.

Rep. CDR Rev.1997.V.7. N3. P. 45-47; Коробейникова Э.М., Кудревич Ю.В. Оценка состояния нитроксидергической вазорелаксации по содержанию нитратов в сыворотке крови больных ИБС // Клиническая лабораторная диагностика. 2001.

№10. С.2-3).

Люди, страдающие сахарным диабетом, составляют значительную категорию населения с измененной реакцией на химическую нагрузку, в формировании которой участвуют и различные N-нитрозамины.

Нарушение обмена оксида азота (NO) рассматривается как одна из причин возникновения сахарного диабета 1 типа. Оно может быть вызвано неблагоприятной экологической обстановкой, способствующей поступлению в организм NO, нитритов, нитратов и N-нитрозосоединений, преимущественно в виде Nнитрозаминов (НА) (Рубенчик Б. Л. Питание, канцерогены и рак. Киев: Наукова думка, 1979. 220 с.), а также эндогенными условиями, при которых усиливается образование NO.

При исследованиях выявлено образование канцерогена N-нитрозамина при реакции нитрита натрия с аминокислотами при их нагреве, что означает потенциальную возможность образования раковых изменений при употреблении продуктов проходивших тепловую обработку в присутствии нитрита натрия (Петридес П., Вайс Л., Леффлер Г. [и др.] Сахарный диабет. М.: Медицина, 1980. 200 с.).

Экологическая оценка содержания нитратов и нитритов в пищевых продуктах растительного и животного происхождения описаны Фроловой Н.В.( Фролова Н.В. Экологическая оценка содержания нитратов и нитритов в пищевых продуктах растительного и животного происхождения и методы их снижения: дис. … канд. биол. наук.: 03.00.16. Брянск, 2007. 151с.).

К факторам высокого риска, по мнению различных авторов, можно отнести, прежде всего, повышенное потребление соленых, вяленых, копченых продуктов, содержащих нитраты, нитриты, вторичные амины, которые при совместном поступлении в организм под воздействием микрофлоры пищеварительного тракта образуют канцерогенные N-нитрозамины.

Источником вторичных аминов кроме белковых продуктов (мясо, рыба, творог и др.) являются овощи, фруктовые соки. Нитрозосоединения могут образовываться из нитритов и при длительном хранении, а также в процессе приготовления пищи: жарении, варке, копчении, солении (Kann J., Tauts O., Kalve R., Bogovsky P. Potential formation of N-nitrosamines in the course of technological processing of some foodstuffs // IARC Sei. Publ. 1980.N31. P. 319-327; Kawabata T., Matsui M. The analysis of volatile NA in Japanese foods // IARC Sei. Publ. 1983. N.45.

P. 205-217. Tricker A.R., Preussmann R. Carcinogenic N-nitrosamines in the diet: occurrence, formation, mechanisms and carcinogenic potential // Mutat. Res. 1991.V.259.N.3-4. P.277-289; Tricker A.R., Kubacki S.J. Review of the occurrence and formation of nonvolatile N-nitroso compounds in foods // Food Addit. Contam. 1992. V.9. N1.

P.39-69; Tricker A.R. N-nitroso compounds and man: sources of exposure, endogenous formation and occurrence in body fluids // Eur. J. Cancer Prev.1997.V.6. N.3.P.226- ; Kangsadalampai K., Butryee C., Manoonphol K. Direct mutagenicity of the polycylic aromatic hydrocarbon-containing fraction of smoked and charcoal-broiled foods treated with nitrite in acid solution // Food. Chem. Toxicol. 1997. V.35. N.2. P.213-218). Активно процесс нитрозирования идет при копчении.

Исследования обнаружили связь между употреблением подобных продуктов и раком кишечника, поджелудочной железы, желудка (Hartman P.E. Nitrite Load in the Upper Gastrointestinal Tract past, present and future // Nitrosamines and Human Cancer. 1982. P.417-423; Parnaud G., Corpet D.E. Colorectal cancer: controversial role of meat consumption // Bull Cancer.1997. V.84. N.9.-P.899-911; Susanna C. Larsson. Meat, fish, poultry and egg consumption in relation to risk of pancreatic cancer: A prospective study // International Journal of Cancer. INT J CANCER. V. 118.

N. 11. P. 2866-2870; La Vecchia C., D'Avanzo B., Airoldi L., Braga C. Nitrosamine intake and gastric cancer risk // Eur. J. Cancer. Prev.1995. V.4. N.6. P.469-474).

Также была выявлена связь между частым употреблением мяса с содержанием нитритов и хронической обструктивной болезнью лёгких. Отмечена определенная органоспецифичность опухолей, вызываемых этими соединениями: нитрозамины приводят чаще всего к раку печени, пищевода, дыхательной системы, почек, а нитрозамиды - периферической и центральной нервной системы, органов пищеварительного тракта. В эксперименте на животных показано, что имеется прямая связь между возникновением опухолей и количеством поступивших в организм нитрозосоединений, причем низкие однократные дозы их при повторном поступлении суммируются и становятся опасными. Кроме того, эти вещества разрушают витамины А, В; нарушают функцию щитовидной железы.

Ежегодно от рака печени в мире умирает 250000 человек (Habib N. A. Methods in Molecular Medicine, Hepatocellular Carcinoma Methods and Protocols. V. 45:

2000, 282 p.; Лазаревич Н.Л. Молекулярные механизмы прогрессии опухолей печени // Успехи биологической химии. 2004. Т.44. С.365-418). Наряду с известными этиологическими факторами такими, как вирусный гепатит, афлатоксины, пестициды, вызывающими рак печени, важное место в генезе опухолей занимают канцерогенные нитрозосоединения, попадающие в организм с пищевыми продуктами или образующиеся в нем в результате их эндогенного синтеза из нитритов и вторичных аминов. Эта группа канцерогенов, возможно, также играет роль в этиологии развития опухолей пищевода, а также некоторых других локализаций (Leon P. Bignold. Cancer: cell structures, carcinogens and genomic instability.

Birkhauser Verlag, Basel Boston - Berlin. 2006, 376 p.; Хубулова А.Е. Хромосомные аберрации в процессе гепатоканцерогенеза, индуцированного у крыс Nдиэтилнитрозамином (ДЭНА) // Матер. седьмой конференции молодых ученых СОГМА. Владикавказ, 2008. С.109-112; Хубулова А.Е., Джиоев Ф.К., Сергеев A.B. [и др.] Антиканцерогенная активность препаратов Эссенциале Н и Чаговит // Российский биотерапевтический журнал. 2008. Т.7. №1. С.10).

Анализ литературных источников по теме исследования показал, что мясо мясные продукты являются источники поступления в организм нитрозосоединений. Исследования, связанные с нитрозосоединениями, имеют важное значение, так как они участвуют в процессах нарушения функционально важных макромолекул: ДНК, РНК, белков, индуцируя опухоли разнообразных локализаций у всех видов экспериментальных животных. Таким образом, на сегодняшний день весьма перспективным является развитие имеющихся исследований в области целенаправленного снижения вносимого и остаточного количеств нитрита натрия при производстве мясных изделий.

1.4. Биотехнологические основы повышения биологической и токсилогической безопасности колбасных изделий Основные компоненты мяса и мясных продуктов (белки, жиры, углеводы) являются благоприятной средой для развития микроорганизмов. Поэтому в целях сохранения качества мяса и мясопродуктов их подвергают посолу, холодильному хранению и другим видам консервации. Несмотря на меры, принимаемые для сохранения качества сырья и продукции, полукопченые колбасные изделия подвергаются плесневению в период сушки и последующего хранения.

Кузнецовой Л. С., Михеевой Н. В. (МГУ прикладной биотехнологии) в период с 1990 по 2003 годы было отобрано и изучено 117 образцов различных видов колбас и мясных деликатесов на 27 мясоперерабатывающих предприятиях России. Микробиологический анализ смывов с поверхности взятых образцов показал, что на мясной продукции чаще всего обнаруживаются плесневые грибы и дрожжи, средняя доля которых составляет 66 % и18 % соответственно. Среди плесневых грибов с наибольшей частотой были выявлены представители родов Penicillium (52,5 %), в меньшем количестве отмечаются представители родов Aspergillus, Mucor, Cladosporium, Thamnidium, Rhizopus. Среди дрожжей на поверхности мясных продуктов доминировали виды родов Candida, Saccharomyces, Rhodotorula, Torulopsis.Бактерии были представлены видами родов Bacillus, Lactobacillus, Pseudomonas, Micrococcus и другие. Таким образом, выполненные Кузнецовой Л.С. и Михеевой Н.В. исследования показали, что основными микроорганизмами, поражающими поверхность мясной продукции, являются плесневые грибы и дрожжи, которые чаще, чем бактерии, обнаруживаются на поверхности мяса и мясных полуфабрикатов; сырокопченых, варено - копченых, полукопченых и вареных колбас; сухого и соленого мяса. Общеизвестно, что изменение экологической ситуации, несоблюдение правил санитарии и гигиены, как в производственных условиях, так и в торговле способствуют изменению состава окружающей микрофлоры и появлению новых устойчивых к используемым консервантам и дезинфицирующим средствам штаммов микроорганизмов (Кузнецова Л.

С., Михеева Н. В. Инновационные решения защиты колбас от плесени // Мясные технологии. 2010. № 6. С. 46-48).

Известен ряд средств для обработки кишечных оболочек и колбасных батонов с целью предупреждения развития плесеней на поверхности батонов (Белова В.Ю., Вагин В.В., Зимина Л.В. Применение препаратов, предотвращающих плесневение продукта при производстве сырокопченых колбас. М.: АгроНИИТЭИИММП, 1990. 28 с.; Соколова Н.А. Модульный белковый препарат и его роль в предупреждении возникновения закала и развития плесеней у сырокопченых колбас // Мясные технологии. 2004. № 5. С.14; Кузнецова Л.С. Мицелиальные грибы инициаторы микробной порчи мясной продукции // Мясные технологии. 2005. № 4. С. 20-22; Демченко Ю.П., Серегин И.Г. Экологически биологические безопасные методы предупреждения плесневения // «Экология и безопасность жизнедеятельности»: Сборник статей VI Междунар. научно-практич. конф. Пенза: РИО ПГСХА, 2006. С. 93-96; Кузнецова Л.C., Михеева Н.В., Чижов Г.П. Противоплесневые добавки нового поколения // Партнер мясопереработка. 2009. 5(25). С. 53Однако, эти средства являлись недостаточно эффективными или небезопасными для потребителя и в практике они не получили широкого применения. Так, например, использование целого класса консервантов и антиоксидантов, позволяющих продлить сроки хранения пищевых продуктов, требует строгого контроля уровеня их перехода в продукт, поскольку превышение концентрации указанных соединений недопустимо по токсикологическим и органолептическим показателям.

Также для антимикробной и противоплесневой защиты пищевых продуктов предлагалось применять антибиотики. К примеру, натамицин являясь антибиотиком, получаемым микробиологическим путём; угнетает дрожжи и плесени, но область его использования строго ограничена обработкой поверхности или оболочки определённых сортов твёрдого сыра и оболочки колбас. Антибиотики интенсивно применяются в медицине, в ветеринарии, птицеводстве, животноводстве.

Они способны переходить в мясо, молоко, яйца, а также другие продукты питания и оставаться в них в значительных количествах (45–95%), независимо от способа кулинарной обработки. Употребление продуктов питания, содержащих антибиотики, приводит к нарушению синтеза витаминов, изменению симбиотического равновесия в микрофлоре организма, размножению патогенных микроорганизмов в кишечнике и возникновению аллергических заболеваний у людей. Положение усугубляется существованием внехромосомной передачи лекарственной устойчивости и может быть причиной снижения терапевтического эффекта антибиотиков и возникновения у пациентов суперинфекций, представляющих чрезвычайную угрозу в педиатрии и клинике иммунодефицитных состояний. Поэтому применение антибиотиков в качестве пищевых добавок запрещено органами здравоохранения практически всех стран.

В последние годы для подавления жизнедеятельности нежелательных микроорганизмов в сушильных камерах в период созревания колбас используют озон.

Так, Резго Г.Я. предложена инновационная технология хранения путем комплексного использования искусственного холода и периодического озонирования, которая опробировалась автором при хранении полукопченых колбас с целью определения оптимального режима. Им доказано бактерицидное и фунгицидное действие озона на бактерии Micrococcus sp., Bacillus mesentericus и плесени Pnicillium гр. Glacum и Cladosporium herbarum. При этом установлена прямая зависимость между концентрацией озона, продолжительностью обработки и гибелью микроорганизмов. Обработка озоном холодильных камер (воздуха и стен), оборудования и тары также дала положительный дезинфицирующий эффект. Установлено, что периодическое озонирование полукопченых колбас 2 раза в неделю по 4 часа при выбранных концентрациях озона полностью предотвращает плесневение колбас в течение более 120 суток при температуре -3..-5°С и 50 суток при температуре 0..2°С (Резго Г.Я. Озонирование как инновационный метод хранения полукопчёных колбас // Товароведение продовольственных товаров.

2011. № 2. с. 35-39.; Резго Г.Я. Особенности сохраняемости продовольственных товаров // Пищевая промышленность. 2011. № 3. С.38-40).

Изучению бактерицидной активности азона посвящены работы Колодезниковой Е.Н., в которых показано, что применение технологии озонирования мясного сырья (говядина, свинина, мясо индейки и шпик) при концентрации озона 4,0 мг/м и экспозиции 4 часа обеспечивает снижение обсемененности на их поверхностях на 63,189,7%. Органолептические и физико-химические показатели озонированных образцов мясного сырья в сравнении с контрольными не изменяются и находятся в пределах требований ГОСТов (Колодезникова E.H. Изучение бактерицидной активности озона // «Гигиена содержания и кормления животных основа сохранения их здоровья и получение экологически чистой продукции».

материалы Всероссийской научно-производственной конференции. Орел, 2000.

С. 73-74; Колодезникова E.H., Павлова И.Б., Фролов B.C. [и др.] Изучение влияния озона на популяцию микробных клеток // Труды ВНИИВСГЭ. М., 2001.

Т.109. С. 85-93.) Положительное влияние ультрафиолетового излучения показано в работе Демченко Ю.П., предлагающей для обеззараживания воздуха в камерах сушки сырокопченых колбас от спор плесеней применять закрытые УФЛ-источники типа «ОЗУФ», которые обеспечивают не только обеззараживание, но и движение воздушных масс, что значительно снижает интенсивность развития микроскопических грибов на поверхности колбасных батонов (Демченко Ю.П., И.Г. Серегин Ветеринарно-санитарная характеристика колбас при использовании комплекса мероприятий против плесневении // Матер. VI междунар. научной конф. студентов и молодых ученых. М.: МГУПБ, 2007. С. 230-231; Демченко Ю.П., Серегин И.Г. Комплекс мероприятий по предупреждению плесневения колбас // Ветеринарная патология. 2008. №1. С. 207-211; Серегин И.Г., Демченко Ю.П. Повышение биологической безопасности сырокопченых колбас // Ветеринария. 2008. №1.

С. 51-55).

Однако реализация этих мероприятий в производственных условиях требует дополнительного оборудования и может оказывать негативное влияние на некоторые органолептические характеристики колбас и их жирнокислотный состав.

Проблема снижения нитрозаминов в колбасных изделиях, подвергнутых копчению, остается актуальной.

Современные исследования предлагают производителю различные меры и способы снижения нитрита натрия в готовой мясной продукции. Совершенствование цветовых характеристик колбасных изделий, содержащих белковые препараты с использованием нитритной соли предложено в работах Салатковой Н.П.

(Салаткова Н. П., Куликов Ю. И. Совершенствование процессов цветообразовання комбинированных колбасных изделий // Перспективы производства продуктов питания нового поколения: Матер. междунар. конф. Омск, 2003. - С. 199-201).

Глазковой И.В. доказано, что введение натуральных красителей Кармин, Пигмент, Кармин-Аннато не оказывает влияния на физико-химические, технологические и органолептические показатели вареных колбас с пониженным в 2 раза содержанием нитрита (Глазкова И.В. Красители для мясной промышленности. // Мясные технологии. 2006. №2. С. 17-21; Глазкова И.В. Пищевые красители один из путей снижения нитрита натрия в мясных изделиях // Мясные технологии.

2006. №4. С.49-52).

Теоретически и экспериментально обоснована возможность и необходимость изыскания способов снижения вносимого и остаточного количества нитрита натрия при производстве цельномышечных изделий и подтверждена целесообразность использования с этой целью цветорегулирующих многокомпонентных ЭХА - рассолов Виноградовой Н.А. (Виноградова Н.А., Борисенко Л.А., Борисенко А.А. [и др.] Наноактивированные рассолы стабилизируют цвет свинины // Мясные технологии, 2010. №1. С. 14-17; Виноградова Н.А., Борисенко Л.А., Брацихин А.А. [и др.] Разработка технологии цельномышечных соленых мясных изделий повышенной экологической чистоты и безопасности // «Совершенствование технологических процессов и оборудования в линиях пищевых производств»:

Межвуз. сборник науч. трудов Калининградского государственного технического университета. Калининград: ФГОУ ВПО «КГТУ», 2007. С.101-104; Виноградова Н.А. Борисенко Л.А. [и др.] Разработка технологии карбонада «сочный» с использованием мнококомпонентных активированных жидких систем // Вестник СевКавГТУ. Серия Продовольствие. Ставрополь: СевКавГТУ, 2008. №1 (14). С. 71- с.). Борисенко Л.А., Борисенко А.А.,Моргуновой А.В. рассмотрены пути снижения остаточного нитрита натрия в мясопродуктах методом ультразвуковой кавитации (Борисенко Л.А., Борисенко А.А., Моргунова А.В. [и др.] Пути снижения остаточного нитрита натрия в мясопродуктах методами ультразвуковой кавитации // Матер. ХХXIX научно-технич. конф. по итогам работы профессорскопреподавательского состава СевКавГТУ за 2009 год. Т. 1. Естественные и точные науки. Технические и прикладные науки. Ставрополь: СевКавГТУ, 2010. С. 166Моргунова А.В., Митякина Ю.В., Борисенко Л.А. Применение инновационных методов обработки сырья в технологиях мясных изделий // «Молодежная наука - пищевой промышленности» : матер. II междунар. научной конф. Ставрополь: СевКавГТУ, 2011. С. 25- 29).

Установлено денитрифицирующее действие кавитационнодезинтегрированных рассолов на основе католита при посоле мяса. Изучены закономерности и механизмы процессов формирования и стабилизации окраски цельномышечных соленых мясопродуктов из свинины с применением цветорегулирующих добавок и различных типов красителей, их показатели качества и безопасности (Брацихин А.А., Борисенко А.А., Черлянцев А.Е. Теоретическое обоснование денитрифицирующей способности активированных жидких сред в технологии производства мясопродуктов // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2012. № 2(18). С.26-34).

Теоретически обоснована и практически подтверждена позитивная роль пребиотика лактулозы в процессах цветообразования вареных колбас и денитрификации готового продукта. Использование лактулозосодержащих препаратов позволяет снизить количество остаточного нитрита в готовом продукте в 3 — 5 раз.

(Шипулин В. И., Лупандина Н. Д., Аксенова Ж. А. Использование лактозосодержащих препаратов как метод корректировки цветовых характеристик вареных колбас // Перспективные нано - и биотехнологии в производстве продуктов функционального назначения: матер. междунар. научно-практич. конф. Краснодар, КубГТУ. 2007. С. 167).

Задача экологизации пищевого производства может быть решена с помощью биотехнологических методов. Фундаментальные основы промышленной биотехнологии микроорганизмов, направленные на получение продуктов питания и пробиотических препаратов нового поколения, заложены в трудах российских и зарубежных ученых Большакова А.С., Журавской Н.К., Горбатова В.М., Семенихиной В.Ф., Анисимовой И.Г., De Vuyst L., Eerola S., Антиповой Л.В., Бондаренко В.М., Vandamme E.J., Madsen S.M., Лисицина А.Б., Барнаковой Н.К.; Рогова И.А., Klaenhammer T.R., Машенцевой Н.Г., Подвигиной Ю.Н, Заиграевой Л.И., Семенышевой А.И., Ботиной С.Г. [и др.].

Существенный вклад в теорию и практику различных аспектов применения микрофлоры в технологии мяса внесли российские и зарубежные ученые (Липатов H.H., Алексахина В.А., Бандуркин Н.Г. [и др.] Биотехнологические методы повышения пищевой ценности изделий из низкосортного мясного сырья. М.: АгроНИИТЭИММП, 1990. 36с.; Хлебников В.И., Жебелева И.А., Волкова Л.Д. Совершенствование технологии полукопченых колбас путем биотехнологической обработки низкосортного мясного сырья: обзорная информация. М.: АгроНИИТЭИММП,1994. 24с.; Leistner L. Principles and applications of hurdle technology In: "New Methods of Food Preservation" (G.W. Goulds, ed.) Blackie Academic & Professional, London, 1995. P.1-21; Liicke F.K. In Microbiology of Fermented Foods.1998. V.2. Р. 441; Хамагаева И.С., Брянская И.В., Драгина В.В. [и др.] Влияние симбиотических молочнокислых заквасок с бифидобактериями на физические и санитарно-гигиенические показатели варено-копченых колбас // «Современные проблемы качества мясного сырья и его переработки»: тезис. доклад межгосударств.научного семинара. Кемерово, 2003. 47с.; Лисицын А.Б., Кудряшов Л.С., Алексахина В.А. Перспективные технологии производства новых видов ферментированных колбас // Мясная индустрия. 2003. №11. С. 24-27; Хорольский В.В., Синеокий С.П., Машенцева Н.Г. [и др.] Возможность создания высокоэффективного штамма-продуцента фермента нитритредуктазы // Микробные биокатализаторы и перспективы развития ферментных технологий в перерабатывающих отраслях АПК. М.: Пищепромиздат, 2004. С.38-43; Лисицин А. Б., Липатов Н. Н., Кудряшов Л. С. [и др.] Производство мясной продукции на основе биотехнологии. М.: ВНИИМП, 2005. 369 с.; Хамагаева И.С., Ханхалаева И.А., Заиграева Л.И.

Использование пробиотических культур для производства колбасных изделий:

монография. Улан-Удэ: ВСГТУ, 2006. 204 с.; Антоненко О.Ю., Бурина О. О. Хорольский В В. [и др.] Формирование вкуса и аромата ферментированных мясопродуктов стартовыми культурами // «Живые системы и биологическая безопасность населения»: матер. V междунар. научной конф. студентов и молодых ученых. М: МГУПБ, 2006. С.105-107;. Баранова Е.А., Осанова А.А., Хорольский В В.

[и др.]. Использование стартовых бактериальных культур для понижения уровня биогенных аминов в мясных продуктах // «Живые системы и биологическая безопасность населения»: материалы V международ. научной конф. студентов и молодых ученых. М.: МГУПБ, 2006. С. 155-157; Leroy F., Verluyten J., De Vuyst L Functional meat starter cultures for improved sausage fermenta-tion // Int J Food Microbiol.

2006 Feb 15;106(3).Р.270-85 ; Хайруллин М.Ф., Ребезов М.Б. Использование стартовых культур при формировании качества мясопродуктов // Проблемы развития АПК Саяно-Алтая: мат. межрегион. научн.-практ. конф. Абакан: КрГАУ, 2009. С. 74-76 и другие).

За последние годы существенно расширились знания о видовом составе типовой микрофлоры ферментированных мясопродуктов, ее биохимической активности, механизмах влияния микроорганизмов на основные компоненты сырья и качество продукции. Исследования и фундаментальные достижения последних десятилетий в микробиологии, генетике и молекулярной биологии дали возможность изучения генетического разнообразия бактериальных штаммов.

Микроорганизмы, внесенные с заквасками, посредством ферментов изменяют структуру мясопродуктов, образуя новые вещества, способствующие улучшению качественных показателей продукта (Журавская Н.К. Биотехнологические аспекты производства высококачественных быстрозамороженных мясныхпродуктов // Мясная индустрия. 1983. № 1. С.36-37; Горбатов В.М., Аджян М.П. Новые направления в исследованиях и технологии ферментированных продуктов:

oбзорная информация. М.: АгроНИИТЭИММП, 1990. 32 с.; Липатов H.H., Алексахина В.А., Бандуркин Н.Г.[и др.] Биотехнологические методы повышения пищевой ценности изделий из низкосортного мясного сырья М.: АгроНИИТЭИММП, 1990. 36с.; Анисимова И.Г. Солодовников Г.И. Влияние бакпрепарата БП-ВВК на качественные показатели варено-копченых колбас // Тезисы докладов ІV Всеросс. научно-техн. конф. Кемерово, 1991. С.41-43; Заиграева Л.И., Хамагаева И.С. Влияние стартовых культур на дозу вносимого нитрита // «Прогресс.

Экологическая безопасность. Технология. Хранение и комплексная переработка сельскохозяйственной продукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности»: тез. докл. Углич, 1996. С.41; Васильева Р.П., Антипова Л.В., Глотова И.А. К вопросу о развитии биотехнологических методов в получении высококачественных мясопродуктов // «Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности»: тез. докл. научно-техн.

конф. Воронеж, 1997. С112-113; Анисимова И.Г., Солодовников И.Г. Ферментированные колбасы с использованием бакпрепаратов // Тезисы докладов ІV Всеросс. научно-техн. конф. Кемерово, 1991. С.34-37; Думин М. В., Потапов К. В., Ярмонов А. Н. Стартовые культуры для мясных деликатесов // Мясная индустрия.

2002. №5. С. 23-24; Лисицын А.Б., Кудряшов Л. С., Алексахина В. А. Перспективные технологии производства новых видов ферментированных колбас // Мясная индустрия. 2003. №11. С. 24-27; Бондаренко В.М., Чупринина Р.П., Воробьева М.

А. Механизм действия пробиотических препаратов // БИОпрепараты. 2003. Т.5. № 3. С. 2-5; Нефедова Н.В., Серегин И.Г. Биологические методы снижения бактериальной контаминации фарша для колбасных изделий // Мясная индустрия. 2003.

№10. С.48-51; Потапова К. В. Новые виды стартовых культур // Мясная индустрия. 2003. № 4. С. 20-21; Костенко Ю.Г., Солодовникова Г.И. [и др.] Использование денитрифицирующих микроорганизмов при производстве сырокопченых и сыровяленых мясных продуктов // Мясная индустрия. 2004. № 9.С. 33-35; Титов Е.И., Митасева Л.Ф., Машенцева Н.Г. [и др.] Изменение аминокислотного состава мясного сырья // Пищевая промышленность. 2004. №11. С.82-83; Антипова Л.В., Рогов И.А., Шуваева Г.П. Пищевая биотехнология: Кн. 1: Основы пищевой биотехнологии: Учебное пособие для вузов. М.: КолосС, 2004. 440 с.; Гизатов А.Я. Разработка мясных продуктов с консорциумами молочнокислых бактерий для профилактики здоровья человека //«Глобальный научный потенциал»: матер.

междунар. научно-практич. конф. Тамбов, 2005. С. 157-158; Минаев М.Ю., Костенко Ю.Г., Солодовникова Г.И. [и др.] Использование денитрифицирующих микроорганизмов при производстве сырокопченых и сыровяленых мясных продуктов // Мясная индустрия. 2004. № 9. С. 33-35; Машенцева Н Г., Ведерников В.

В., Светлаков Д.А.[и др.] Влияние молочнокислых микроорганизмов на структурно-механические свойства низкосортного мясного сырья // Микробные биокатализаторы и перспективы развития ферментных технологий в перерабатывающих отраслях АПК. М: Пищепромиздат, 2004. С 294-297; Ханхалаева И. А. Хамагаева И.С., Барнакова Н. К. Положительное влияние нового бакпрепарата на созревание фарша варено-копченых колбас // Мясная индустрия. 2006. № 4. С. 23-24; Ханхалаева И.А., Хамагаева И.С., Барнакова Н. К. Положительное влияние нового бакпрепарата на созревание фарша варено-копченых колбас // Мясная индустрия.

2006. № 4. С. 23-24; Демченко Ю.П., Серегин И.Г. Совершенствование технологии производства сырокопченых колбас // «Технология и продукты здорового питания»: матер. междунар. научно-практич. конф. Саратов: Научная книга, 2007. С.

40-41; Машенцева Н.Г. Создание функциональных бактериальных препаратов для мясной промышленности // Мясная индустрия. 2008. №1. С.26-29; Минаев М.Ю., Подвигина Ю. Н. Применение ферментного препарата протепсин в технологии мясных порционных полуфабрикатов и соусов: дис.... канд. техн. наук: 05.18.07, 05.18.15. Воронеж, 2009.- 212 с.).

Молочнокислые бактерии являются биологической основой формирования мясопродуктов как пищевого продукта, важнейшим консервирующим фактором.