способ увеличения сроков хранения вареных колбас

Формула изобретения

Способ увеличения сроков хранения вареных колбас, предусматривающий использование при производстве активированной «серебряной воды» с содержанием серебра 0,05 мг/л, отличающийся тем, что ионы серебра активируют высокоинтенсивным синим спектром с длинами волн 440-460 нм и мощностью светового потока 100-150 мВт/см² в течение 10 мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству мясопродуктов, в частности, вареной колбасы.

Известен способ увеличения срока хранения вареных колбас путем введения в рецептуру колбасного фарша бактериоцина низина, единственного из антибиотиков рекомендованного Европейским парламентом в качестве консерванта (код Е 234) для пищевых продуктов [1].

Недостатком известного способа является то, что необходимо строгое дозирование антибиотика при внесении в мясной фарш. Кроме того, низин обладает бактерицидным действием только для следующих грамположительных микроорганизмов: Staphylococus aures, Bacillius subtilis, Microccoccus flavus, Listeria monocytogenes и малоэффективен для других, способных вызвать порчу вареных колбас.

Известен способ улучшения функционально-технологических свойств исходного мясного сырья, повышения качества и сохранности готового продукта, путем использования пищевых фосфатов (стабилизаторы), аскорбиновой кислоты и ее солей (антиокислители), коптильного ароматизатора, лактата натрия или калия (регуляторы кислотности), глутамата натрия (усилитель вкуса) и других, применение которых предусмотрено ГОСТ Р 52196-2003 «Изделия колбасные вареные» [2]

Недостатком известного способа является то, что применение таких добавок усложняет процесс приготовления фарша, так как число вводимых в него компонентов весьма значительно. Кроме того, готовые колбасные изделия имеют недостаточно выраженный аромат натуральных пряностей.

Известен способ удлинения сроков хранения вареных колбас, путем внесения в колбасный фарш 0,5-25 мас.% гидролизованной сыворотки - продукт СГОЛ, являющийся источником белка, лактатов и витаминно-минерализующего обогатителя [3].

Недостатком известного способа является то, что он направлен на снижение окисления липидов в колбасных изделиях. В этом случае фактором, увеличивающим срок реализации колбасных изделий, является не ослабление роста бактерий, а изменение скорости химических реакций окисления жиров, что предупреждает развитие патогенной микрофлоры, т.е. в известном способе отсутствует прямое бактерицидное и бактериостатическое действие на микроорганизмы, развивающихся при хранении колбасных изделий.

Недостатком известного способа также является строгое соблюдение норм внесение препарата СГОЛ в мясной фарш (0,5-2,5%) и увеличение себестоимости продукта.

Известен способ повышения устойчивости вареных колбас при хранении, путем замены мясного сырья препаратами гидратированных пищевых волокон в количестве 3% [4].

Недостатком известного способа является то, что увеличение сохранности вареных колбас происходит за счет снижения уровня рН на 0,3-0,4 и активности воды т.е. создаются менее благоприятные условия для развития патогенной микрофлоры, но увеличение срока хранения колбасы в этом способе не существенно.

Известно, что показатель pH - один из важнейших технологических характеристик мясного сырья, влияющий на цветообразование и структурообразование, способность белков связывать влагу, и, как следствие, определяющий выход готовой продукции и, косвенно, экономические показатели деятельности предприятия. Поэтому вносимые добавки не должны вызывать значительного снижения pH мясной системы. При производстве вареных колбасных изделий значение pH фарша не должно снижаться более чем на ОД по сравнению с его исходным значением.

Как любая другая составляющая мясного фарша, препараты гидратированных пищевых волокон приносят в мясной фарш дополнительное количество бактерий, что крайне нежелательно.

Следует отметить, что недостатком всех перечисленных известных способов является необходимость внесения в рецептуру различных биологически активных веществ: антибиотика низина, СГОЛ, пищевых волокон и других в строго определенном количестве, которые косвенно обладают консервирующем действием, что оказывает отрицательное влияние на организм человека. Хочется напомнить, что использование консервантов, кроме нитрита натрия, в рецептурах мясных продуктов запрещено санитарными Правилами по применению пищевых добавок № 1923-78.

Целью изобретения является изыскание достаточно дешевого, безопасного, принципиально нового способа, увеличивающего сроки хранения вареной колбасы в торговой сети, без изменения вкусовых качеств, путем уменьшения микробного обсеменения продукта.

Техническим результатом изобретения является увеличение срока хранения вареной колбасы технически простым и безопасным способом.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ увеличения сроков хранения вареных колбас, предусматривающий использование при производстве активизированной «серебряной воды» с содержанием серебра 0,05 мг/л, отличающийся тем, что ионы серебра активизируют высокоинтенсивным синим спектром с длинами волн 440-460 нм и мощностью светового потока 100-150 мВт/см² в течение 10 минут.

Осуществление изобретения

Сдерживающим фактором развития нежелательной микрофлоры в вареных колбасах является использование в виде добавки, при производстве колбасных изделий, активированной «серебряной воды» с концентрацией в ней ионов серебра 0,05 мг/л. Такая «серебряная вода» обладает ярковыраженными бактерицидными свойствами. Для этого, перед применением, «серебряная вода» облучается высокоинтенсивным синим спектром с длинами волн 440-460 нм и мощностью светового потока 100-150 мВт/см² в течение 10 минут.

Способ отличается от известных тем, что в качестве средства обеспечивающих подавление микробиологического роста грамотрицательных и грамположительных патогенных микроорганизмов в вареных колбасах используют активизированную «серебряную воду» как компонент.

Как компонент, «серебряная вода», ранее никогда при производстве вареных колбас не применялась, поэтому, заявленный способ не имеет аналогов.

Вареные колбасы в натуральной оболочке и искусственной белковой оболочке типа «Белкозин» обычно могут храниться до 5 суток, в полиамидной - от 6 до 45 суток (при температуре 0-6°C), 60 суток с консервантом внутри фарша.

Технический результат заключается в увеличении срока хранения вареных колбас в натуральной оболочке с 5 суток до 10 суток, т.е. в 2 раза.

При хранении и реализации вареных колбас общее количество микробов в них постепенно возрастает. В первую очередь увеличивается обсемененность поверхности за счет попадания микроорганизмов из внешней среды из-за не герметичности упаковки. Этим объясняется развитие порчи колбас не изнутри, а с поверхности.

Доказано, что растворы серебра убивают болезнетворные бактерии и их бактерицидное действие выше в 1750 раз в сравнении с карболовой кислоты, в 3,5 раз сулемы и в 5 раз эффективнее хлора при равной концентрации. А в активной форме, бактерицидное действие ионов серебра увеличивается в разы. [4].

Активация ионов серебра в воде, происходит за счет поглощения комплексом [Ag·6H₂O] квантов синего света (энергия фотона синего спектра около 3 эВ), при интенсивном облучении «серебряной воды». [5].

Механизм действия серебра на микробную клетку следующий. Металл сорбируется клеточной оболочкой. При этом оболочка играет защитную функцию. Сама же клетка остается жизнеспособной, хотя нарушается функция ее деления - наступает так называемый бактериостатический эффект. Как только на поверхности клетки собирается избыточное количество серебра, последнее активно проникает внутрь клетки и задерживается цитоплазматической мембраной, в которой расположены основные ферментные системы клетки.

Для того, чтобы вызвать гибель микробной клетки достаточно блокировать хотя бы один фермент, удерживаемый цитоплазматической мембраной. А ионы серебра блокируют большинство ферментов микроорганизма: прерывают репликацию РНК, нарушают механизмы дыхания бактерий, ингибируют продуцирование ферментов бактериями, чем вызывают их неминуемую гибель [6].

Проведя многочисленные эксперименты, перепробовав разные концентрации серебра в воде, заявитель получил способ с желаемым техническим результатом, достигаемым путем замены обычной питьевой воды в технологии производства вареных колбас на воду с содержанием серебра в ней серебра 0,05 мг/литр.

Такой способ позволяет повысить сроки хранения вареной колбасы в 2 раза в сравнении с контролем т.е. с 5 суток до 10 суток.

Совокупность существенных признаков заявляемого технического решения способа не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Заявленный способ увеличения срока хранения вареных колбас, путем замены в производстве вареных колбас обычной питьевой воды на дистиллированную активированную «серебряную воду» с концентрацией в ней серебра 0,05 мг/литр, найдет широкое применение в пищевой промышленности, в частности, в технологии производства вареных колбас.

Пример. Для установления продленных сроков хранения мясных изделий в соответствии с Методическими Указаниями 4.2.727-99 "Гигиеническая оценка сроков годности пищевых продуктов" достаточно провести испытание образцов продукции по микробиологическим показателям только по двум точкам - исходной и конечной, устанавливающим срок годности в аккредитованной лаборатории Госсанэпидслужбы РФ.

Для реализации предлагаемого способа провели эксперимент на базе мясоперерабатывающего предприятия И.П. Лапшин А. Челябинская область с.Варна. Для эксперимента использовали образцы вареной колбасы «Русская» (ГОСТ Р 52196-03) в натуральной оболочке со сроком годности 5 суток, приготовленной по традиционной технологии и рецептуре (1 группа - контроль) и полученной с использованием активированной «серебряной воды» с концентрацией серебра 0,05 мг/литр (вторая группа- опыт).

Образцы колбас были помещены в камеру хранения (t° от 0 до 4°C, относительная влажность воздуха (ОВВ) 75%).

Критерием оценки свежести вареной колбасы являлись органолептические и микробиологические показатели по СанПиН 2.3.2 1078-01 и другие показатели свежести колбасных изделий, не регламентируемыми СанПиН 2.3.2 1078-01 такие как величина pH и электронная микроскопия.

Исследования проводили в федеральном государственном учреждении здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в Челябинской области в городе Троицке и Троицком, Октябрьском, Чесменском районах», аккредитованном испытательном лабораторном центре; межкафедральной лаборатории ФГБОУ ВПО «Уральская государственная академия ветеринарной медицины».

Процесс получения серебряной воды состоял из двух этапов: получение «серебряной воды» с обогащением ее частицами коллоидного серебра и приготовление необходимого раствора;

Обогащение питьевой воды коллоидным серебром Коллоидный раствор серебра получали электрическим методом, предложенном в 1898 г.Бредигом и реализованным в аппарате «Ионатор ЛК-27». Для этого электроды помещали в охлажденную воду и включали прибор. За это время в электрической дуге между электродами серебро ионизируются, образуя соответствующий комплексом [Ag·6H₂O]. Внешне жидкость становится слегка мутной, получаем концентрат с концентрацией ионов серебра 10 мг/литр. Путем разведения дистиллированной водой, получаем серебряную воду с концентрацией 0,05 мг/литр. Хранят раствор «серебряной воды» в защищенном отсвета месте в плотно укупоренной посуде

Получение активированной «серебряной воды»

Перед применением, «серебряную воду» активируют устройством с монохроматическими излучателями синего спектра света, с длинами волн 440, 450 и 460 нм и мощностью светового потока 100-150 мВт/см² в течение 10 минут.

Для научного обоснования использования раствора серебра в производстве мясопродуктов проведены исследования его бактерицидной активности.

В качестве тест-культуры взяты St. aureus и Е. coli.

В эксперименте использовали следующие концентрации «серебряной воды»: 25, 50, 75 и 100% (0,05 мг/л) на физиологическом растворе. Суточную бульонную культуру микроорганизма в количестве 0,1 мл смешивали с 1 мл препарата, выдерживали в термостате 30 минут и засевали в чашки Петри с МПА. Чашки просматривали через 24 часа и учитывали наличие или отсутствие роста колоний микроорганизма. Результаты проведенного эксперимента отражены в таблице 1.

Таблица 1
Бактерицидные свойства серебряной воды на физиологическом растворе
Вид бактерий	Концентрация препарата, %
	25	50	75	100
St. aureus	+	+	-	-
Е. coli	+	+	+	-
- отсутствие роста колоний
+ рост колоний

Данные таблицы 1 показывают, что активированная «серебряная вода» (0,05 мг/литр) действует бактерицидно на кокковую микрофлору в концентрациях 75 и 100%. Рост колоний кишечной палочки прекращается при воздействии на нее препарата 100% концентрации.

В результате исследований установлено бактерицидное действие раствора серебра на St. aureus и Е. Coli, что дает возможность его использования в производстве мясопродуктов.

В таблицах 2 и 3 представлена сравнительная оценка органолептических показателей вареной колбасы контрольной и опытной групп в процессе хранения.

Таблица 2
Сравнительная оценка органолептических показателей образцов вареной колбасы «Докторская» контрольной и опытной групп после 5 суток хранения
Наименование показателя	Требования ГОСТ Р 52196-2003	Группа
		1 (контрольная)	2 (опытная)
		Фактически
Внешний вид	Батоны с чистой сухой поверхностью, без пятен, слипов, повреждений оболочки, наплывов фарша, слипов, бульонных и жировых отеков	Батоны с влажной поверхностью, оболочка липкая		Батоны с чистой сухой поверхностью, без пятен, слипов, повреждений оболочки, наплывов фарша, слипов, бульонных и жировых отеков
Консистенция	упругая	Фарш изделия размягчен, рыхлый		упругая
Вид фарша на разрезе	Фарш от светло-розового до темно-розового цвета, без серых пятен, однородный, равномерно перемешан, с включениями шпика, размером не более 6 мм.	Фарш с поверхности батона от светло-розового до зеленоватого цвета, с серыми пятнами, однородный, равномерно перемешан, с включениями шпика, размером не более 6 мм.		Фарш от светло-розового до темно-розового цвета, без серых пятен, однородный, равномерно перемешан, с включениями шпика, размером не более 6 мм.
Вкус и запах	Приятные, свойственные данному виду продукта, без посторонних привкуса и запаха, с выраженным ароматом пряностей	Неприятный запах, Вкус кисловатый		Приятные, свойственные данному виду продукта, без посторонних привкуса и запаха, с выраженным ароматом пряностей

Из данных таблицы 2 видно, что все исследуемые образцы вареных колбас после 5 суток хранения соответствуют требованиям ГОСТ Р 52196-2003.

Таблица 3
Органолептические показатели вареной колбасы после 10 суток хранения
Наименование показателя	Требования ГОСТ Р 52196-2003	Группа
		1 (контрольная)	2 (опытная)
		Фактически
Внешний вид	Батоны с чистой сухой поверхностью, без пятен, слипов, повреждений оболочки, наплывов фарша, слипов, бульонных и жировых отеков	Батоны с влажной поверхностью, оболочка липкая		Батоны с чистой сухой поверхностью, без пятен, слипов, повреждений оболочки, наплывов фарша, слипов, бульонных и жировых отеков
Консистенция	упругая	Фарш изделия размягчен, рыхлый		упругая
Вид фарша на разрезе	Фарш от светло-розового до темно-розового цвета, без серых пятен, однородный, равномерно перемешан, с включениями шпика, размером не более 6 мм.	Фарш с поверхности батона от светло-розового до зеленоватого цвета, с серыми пятнами, однородный, равномерно перемешан, с включениями шпика, размером не более 6 мм.		Фарш от светло-розового до темно-розового цвета, без серых пятен, однородный, равномерно перемешан, с включениями шпика, размером не более 6 мм.
Вкус и запах	Приятные, свойственные данному виду продукта, без посторонних привкуса и запаха, с выраженным ароматом пряностей	Неприятный запах, вкус кисловатый		Приятные, свойственные данному виду продукта, без посторонних привкуса и запаха, с выраженным ароматом пряностей

Органолептическими исследованиями установлено, что образцы колбас контрольной группы после 10 суток имеют неприятный вкус и запах, цвет серо-зеленый. Фарш изделия размягчен и рыхлый. Результаты органолептических исследований свидетельствуют, что контрольные образцы вареных колбас являются несвежими, не соответствуют ГОСТ Р 52196-2003, требованиям СанПиН 2.3.2 1078-01 и не пригодны в пищу

В то же время органолептические показатели колбасы опытной группы с использованием активированной «серебряной воды» в производстве в пределах нормы.

Одним из важных критериев свежести мясопродуктов является величина pH.

Установлено, что колбасы первой группы после 3 и 5 суток хранения имеют величину pH 5,2 и 5,8 при норме для свежего продукта 5,0-6,8, после 10 суток - 7,0, и соответствуют колбасе сомнительной свежести. Возможно, это связано с накоплением продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, вызывающих распад белков (аминов, азотистых оснований, аммиака). Реакция среды опытных образцов вареной колбасы после 10 суток хранения на уровне pH 6,4.

Одной из основных причин порчи мясопродуктов является развитие остаточной микрофлоры в колбасных изделиях при их хранении.

В таблице 4 представлены микробиологические показатели вареных колбас после 5 суток хранения

Таблица 4
Микробиологические показатели вареных колбас после 5 суток хранения
Наименование показателя	Норма по СанПиН 2.3.2 1078-01	Группа
		1 (контрольная)	2 (опытная)
КМАФАнМ, КОЕ/г, не более
БГКП (колиформы), в 1,0 г	1×103	15×106	15×101
Сульфитредуц. клостридии в 0,01 г	Не допуск.	не выделены	не выделены
S.aureus в 1,0 г	не допуск.	не выделены	не выделены
Патогенные, в т.ч.	не допуск.	не выделен	не выделен
сальмонеллы, в 25 г
	не допуск.	не выделены	не выделены

После 5 суток хранения контрольные и опытные образцы вареных колбас отвечают требованиям СанПиН 2.3.2 1078-01.

Таблица 5
Микробиологические показатели вареных колбас после 10 суток хранения
Наименование показателя	Норма по СанПиН 2.3.2 1078-01	Группа
		1 (контрольная)	2 (опытная)
КМАФАнМ, КОЕ/г, не более		15×106
БГКП (колиформы), в 1,0 г	1×103	не выделены	15×101
Сульфитредуц. клостридии в	не допуск.		не выделены
0,01 г		не выделены
S.aureus в 1,0 г	не допуск.	не выделен	не выделены
Патогенные, в т.ч.	не допуск.		не выделен
сальмонеллы, в 25 г		не выделены
	не допуск.		не выделены

После 10 суток хранения контрольные образцы вареной колбасы не отвечают нормативным требованиям. Так, количество КМАФАнМ составляет 15×10⁶ КОЕ/г при норме не более 1×10³ КОЕ/г, следовательно, исследуемый продукт не пригоден к реализации и употребления в пищу. В то время как опытные образцы вареной колбасы не имеют отклонений по микробиологическим показателям.

Анализируя результаты микробиологических исследований можно заключить, что использование серебряной воды при производстве вареных колбас сдерживает развитие патогенной микрофлоры в продукте.

Проведены исследования микроструктуры вареной колбасы в процессе хранения. Микроскопически колбаса представлена гомогенной аморфной мелкозернистой массой с крупными частичками жира, диффузно-рассеянными включениями волокон поперечнополосатой мышечной ткани и фрагментами рыхлой и плотной соединительной ткани.

На Фиг.1 - микроструктура образца вареной колбасы контрольной группы после 5 суток хранения (контроль)

На Фиг.2 - микроструктура образца вареной колбасы после 10 суток хранения (контроль)

На Фиг.1 и 2 видно, скопление кокков, имеются колонии дрожжевых грибов, что свидетельствует о порче продукта.

На Фиг.3 - микроструктура образца вареной колбасы после 5 суток хранения (опыт)

На Фиг.4 - микроструктура образца вареной колбасы после 10 суток хранения (опыт) Во всех исследованных кусочках (Фиг.3, 4) встречаются единичные кокки, что соответствует свежему продукту. Во фрагментах соединительной ткани - монотонность восприятия гистологических красителей, но ядра отчетливо видны.

Таким образом, контрольные образцы вареной колбасы «Докторская» не пригодны к реализации и употребления в пищу. В то время как опытные образцы колбасы «Докторская» не имеют отклонений по микробиологическим показателям.

Источники информации

1. Дибирасулаев, М.А. Новый эффективный биоконсервант для увеличения срока хранения охлажденного мяса. / М.А.Дибирасулаев, О.В.Большаков, А.В.Адылов и др. // Мясная индустрия. - 2009 - № 11. - С.17-19.

2. Андренков, В.А., Вареные колбасные изделия «Ретро» с добавками компании «Аромарос-М» / В.А.Андренков, Л.В.Алехин и др. // Мясная индустрия. - 2009. - № 4. - С.29.

3. Патент № 2138954 Линд P.M., Линд А.Р. Способ производства вареной колбасы.

4. Прасад М.Н.В. с соавт. // Микроэлементы в окружающей среде // М.; Физматлит. - 2009. - С.209.

5. Вермель С.Б. Медицинское светоучение (Биологическое и лечебное действие света) М.; Издание автора. - 1926. - С 9-38.

6. Slawson R.M. et al. Germanium and silver resistance, accumulation and toxicity in microorganisms // Plasmid. - 1992. - V.27 - P.72.