Новые подходы к увеличению сроков годности мяса и мясопродуктов

Новые подходы к увеличению сроков годности мяса и мясопродуктов

1 Июня 2012
Новые подходы к увеличению сроков годности мяса и мясопродуктов

 

Разработано и апробировано устройство с монохроматическими излучателями синего света «АВЕРС-ФРЕШГАРД», позволяющее увеличить сроки годности охлажденного мяса с DFD-свойствами в 2,4 раза и вареных колбас – в 2 раза.

 

Охлажденное мясо и мясопродукты являются скоропортящимися продуктами питания, и увеличение их сроков хранения – одна из приоритетных задач, имеющая важное народнохозяйственное значение.

 

Известно много химических веществ, которые находят применение для удлинения сроков хранения мяса и мясопродуктов, но они могут оказывать на организм человека неблагоприятное воздействие. В связи с этим необходима разработка новых подходов к увеличению сроков годности мяса и мясопродуктов.

 

Из анализа патентной и научной литературы следует, что видимый свет с длиной волны 420 – 470 нм обладает выраженным бактерицидным действием.

 

Нами разработано устройство с монохроматическими излучателями синего света (СС) «АВЕРС-ФРЕШГАРД» (ТУ 5150-001-58668926-2010, сертификат соответствия № РОСС RU.0001.11АВ52). Область применения устройства – бытовые и промышленные холодильные камеры, контейнеры для перевозки продуктов.

 

«АВЕРС-ФРЕШГАРД» состоит из корпуса со встроенными светодиодами синего светового диапазона. Интенсивность излучения составляет 800–15000 мкд, мощность светового потока 15 Дж/с. Рабочий цикл задается процессором. Устройство может работать от сети с напряжением 220 В и от элементов питания типа ААА напряжением 1,5 В. Оно прикрепляется к стенке холодильной камеры с помощью специальных присосок, расположенных на задней стенке устройства.

 

Проведены исследования по апробации устройства «АВЕРС-ФРЕШГАРД» в целях увеличения сроков годности охлажденной говядины с признаками DFD (dark – темное, firm – плотное, dry – сухое, рН более 6,4) и вареных колбас со сроком хранения не более 5 сут.

 

Срок годности охлажденного мяса с признаками DFD ограничен 5 сут. Охлажденную говядину с признаками DFD (лопаточная часть туши) (опытная группа) в камере хранения при температуре (t˚) от 0 до –1˚C, относительной влажности воздуха (ОВВ) 85 % облучали устройством «АВЕРС-ФРЕШГАРД». Контрольные образцы мяса не облучали.

 

Первая группа образцов вареной колбасы – контрольная, вторая – опытная. Контрольные образцы колбасы были помещены в камеру хранения (t˚ от 0 до 4˚C, ОВВ –75 %), а опытные образцы – в камеру хранения со встроенным устройством «АВЕРС-ФРЕШГАРД». Экспозицию светом мяса и мясопродуктов проводили на всем протяжении периода хранения. Критерием оценки свежести являлись органолептические, физико-химические, микробиологические показатели, гистологические исследования и показатели безопасности.

 

Результаты исследований

 

Говядина контрольной группы после 7 сут хранения по органолептическим показателям соответствовала мясу с сомнительной свежестью. Цвет темно-красный, поверхность местами увлажненная, слегка липкая, консистенция неплотная и менее упругая, образующаяся ямка при надавливании пальцем выравнивалась медленно (в течение 1 мин), запах слегка кисловатый, аромат бульона, не свойственный свежему, слегка мутный. После 12 сут хранения говядина темно-коричневого цвета, с сильно подсохшей поверхностью, покрыта слизью серовато-коричневого цвета, бульон мутный, с неприятным запахом и большим количеством хлопьев.

 

Органолептические показатели говядины опытной группы на фоне экспозиции светом красного, зеленого и синего спектров соответствовали показателям свежего мяса.

 

О степени окислительной порчи мяса судили по перекисному числу (ПЧ). Перекисное число опытных образцов говядины было ниже на 27,3%; 28,8 и 38,5% после 5, 7 и 12 сут хранения соответственно в сравнении с контролем. Аналогичные изменения ПЧ были получены при хранении свинины. Перекисное число свинины опытной группы в процессе хранения (через 5, 7 и 12 сут) было ниже на 18,7; 18,0 и 29 % соответственно.

 

Кислотное число (КЧ) – один из основных показателей качества продуктов. В процессе производства этот показатель характеризует глубину гидролитического распада, а в процессе хранения – указывает на окислительную порчу наряду с другими характерными показателями. Кислотное число образцов мяса опытных групп было ниже в сравнении с контролем.

 

Установлено, что количество ЛЖК (летучие жирные кислоты) составило в первой группе 3,72 мг щелочи, во второй – 2,73 мг щелочи. Полученные результаты свидетельствует о том, что исследуемые образцы говядины контрольной группы находятся в пределах верхней границы нормы для свежего мяса (норма – до 4 мг щелочи).

 

После 7 сут хранения образцы говядины контрольной группы соответствуют мясу с сомнительной свежестью. Количество ЛЖК составляет 4,69 мг щелочи, ААА (аминоаммиачный азот) – 1,52 мг/10 см³ вытяжки, КМАФАнМ после 12 сут хранения составляет более 25×104 КОЕ/г. Таким образом, образцы говядины контрольной группы не соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2 1078-01.

 

Для оценки свежести мяса проведены исследования микроструктуры. Все исследуемые образцы свинины в процессе хранения и образцы говядины опытных групп по гистологическим исследованиям соответствовали свежему мясу.

 

На рис. 1 представлена поперечно-полосатая мышечная ткань (говядина) контрольной группы после 12 сут хранения.

 

Рис.1. Поперечно-полосатая мышечная ткань (говядина) контрольной группы после 12 сут хранения

 

По гистологическим исследованиям контрольные образцы говядины отнесены к несвежему мясу через 7 и 12 сут хранения (см. рис.1). По краям и в центре всех исследованных препаратов определяются начальные явления аутолиза с присоединением процессов гниения. В этих областях ядра присутствуют не во всех миоцитах, они слабо окрашены гематоксилином в бледно-синий цвет. Контуры миоцитов нечеткие, «размытые», цитоплазма – с частичной утратой поперечной исчерченности и ослаблением восприятия кислых красителей. В сосудах и в строме – скопления микробных тел.

 

 

 

Рис.2. Поперечно-полосатая мышечная ткань (говядина) опытной группы после 12 сут хранения

 

Во всех миоцитах отчетливо видны ядра, контуры мышечных волокон ровные, четкие. Цитоплазма миоцитов с хорошо выраженной поперечной исчерченностью. Строма представлена рыхлой соединительной тканью с небольшим количеством клеточных элементов и нежными, хаотично лежащими соединительно-тканными волокнами. Сосуды всех калибров в полуспавшемся состоянии имеют пустые просветы, ядра клеток всех слоев сосудистых стенок, включая эндотелиальную выстилку, сохранены, окрашены гематоксилином в интенсивно синий цвет (рис. 2).

 

Таким образом, результаты гистологических исследований свидетельствуют о том, что опытные образцы говядины контрольной группы после 7 и 12 сут хранения можно характеризовать как мясо категории «несвежее», что согласуется с данными органолептических и физико-химических исследований.

 

В ходе исследований установлено положительное влияние синего света на сроки хранения мяса с DFD-свойствами. Увеличение сроков годности охлажденного мяса, возможно, связано с тем, что в результате трансформации световой энергии на клеточном уровне происходит изменение электрического потенциала между внутренней и внешней поверхностями клеточной мембраны и мембран внутриклеточных органелл. Это изменение приводит к открытию ионных каналов и к появлению электрического тока, что создает неблагоприятные условия для развития микроорганизмов. На клеточном уровне возникают такие электрические флуктуации (шумы), как дробовой шум и фликкер-шум, действующие губительно на микробные клетки.

 

Следует отметить в этом эксперименте бактерицидное действие света. Все виды электромагнитного излучения имеют квантовую природу, бактерицидное действие может проявлять только излучение в видимой области спектра (420–470 нм), в частности, СС. При этом осуществляется принцип: «нужный квант» (свет определенной длины волны и мощности) в «нужном месте». Бактерицидный эффект от действия света определяется квантовым выходом, т. е. отношением числа микроорганизмов, участвующих в поглощении энергии кванта, к числу квантов, поглощенных системой. Если на каждый поглощенный квант приходится один микроб, участвующий в фотобиологическом процессе, то квантовый выход такого процесса равен единице. Если наблюдается конкуренция других процессов, то квантовый выход будет меньше единицы. Как правило, этот случай является наиболее распространенным.

 

Таким образом, экспозиция охлажденного мяса с DFD-свойствами светодиодным устройством «АВЕРС-ФРЕШГАРД», включающим излучатели СС с интенсивностью светового потока 800–15000 мкд, мощностью 15 Дж/с, расположенным на расстоянии не более 40 см от поверхности мяса, повышает сроки хранения с 5–7 до 12 сут.

 

Органолептическими исследованиями установлено, что образцы вареной колбасы контрольной группы после 10 сут имели неприятные вкус и запах, цвет серо-зеленый, в то время как исследуемые показатели колбас опытной группы оставались в пределах нормы. После 3, 5, 10 сут хранения ПЧ и КЧ в контрольных и опытных образцах вареных колбас значительно и достоверно не изменялись и находились в пределах нормы для свежего продукта.

 

Установлено, что образцы колбас первой группы после 3 и 5 сут хранения имели рН 5,4 и 5,8 при норме для свежего продукта 5,0–6,8, после 10 сут – 6,9 и соответствуют колбасе сомнительной свежести. рН опытных образцов вареной колбас после 10 сут хранения находился на уровне 6,5.

 

При микроскопии мазков-отпечатков количество микробных тел в толще батона колбасы в поле зрения микроскопа составило: в контроле через 7 сут хранения 12 кокков и палочек, в то время как в опытной группе они отсутствуют.

 

По всем исследуемым микробиологическим показателям образцы колбас контрольной и опытной групп после 5 сут хранения соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2 1078-01. После 10 сут хранения контрольные образцы вареных колбас не соответствуют нормативным требованиям. Так, КМАФАнМ составляет 15×105 КОЕ/г при норме не более 1×10³ КОЕ/г, следовательно, исследуемый продукт не пригоден к реализации и употреблению в пищу.

 

Анализ результатов микробиологических исследований показывает, что излучатель СС сдерживает развитие патогенной микрофлоры в продукте.

 

Микроскопически колбаса представлена гомогенной аморфной мелкозернистой массой с крупными частичками жира, диффузно-рассеянными включениями волокон поперечно-полосатой мышечной ткани и фрагментами рыхлой и плотной соединительной ткани.

 

При исследовании микроструктуры колбас установлено, что после 10 сут хранения контрольные образцы значительно отличаются и характеризуются как несвежие. В образцах колбас контрольной группы обнаружено большее количество скоплений кокков, имеются и колонии дрожжевых грибов. Опытные образцы вареных колбас по результатам исследований микроструктуры соответствуют свежим. Во всех исследованных образцах колбас опытной группы встречаются единичные колонии кокков. Во фрагментах соединительной ткани – монотонность восприятия гистологических красителей, но ядра отчетливо видны.

 

Научное обоснование действия оптического излучения на продукты питания заключается в следующем: энергия света, поглощенная пищевым веществом, проходит стадии трансформации и конечный эффект определяется главным образом длиной волны. Известны данные, что ультрафиолетовое излучение (200–400 нм) инициирует окисление липидов. Оптическое излучение с длиной волны более 750 нм (инфракрасное излучение) в результате теплового воздействия и других факторов также способствует процессам окисления жиров. Синий свет (430–470 нм) не оказывает влияния на температуру внутри продукта и снижает интенсивность гидролитических, окислительных процессов за счет ослабления активности гидролитических ферментов.

 

Результаты исследований объясняются тем, что СС обладает высокой проникающей способностью и мощным бактерицидным действием. Следует отметить, что СС не оказывает отрицательного действия на белковые молекулы, что сохраняет исходную пищевую ценность продукта.

 

По результатам проведенных исследований можно заключить, что на сроки годности вареных колбас оказывает влияние видимый свет синего спектра. Экспозиция вареных колбас светодиодным устройством «АВЕРС-ФРЕШГАРД» с излучателем СС (430–470 нм) с интенсивностью светового потока 800–15000 мкд, мощностью 15 Дж/с снижает окислительные процессы в продукте, положительно влияет на органолептические и микробиологические показатели и увеличивает сроки годности в 2 раза.

Поделиться: