Изменения в мясе и его микробиология при обработке высокими температурами

Содержание

Введение 3
1. Нагрев при высоких температурах 5

1.1 Понятие о стерилизации и консервации. 5
1.2. Влияние нагрева на микрофлору 8
1.3 Изменения в мясе при нагреве 10
Заключение 13
Список литературы 14

Введение

Мясо и мясопродукты постоянно находятся под пристальным вниманием
исследователей, занимающихся микробиологией пищевых продуктов. Ряд
монографий и литературных обзоров посвящен микробиологическим
аспектам получения доброкачественного мяса и продуктов его переработки.

В крови, мышцах здоровых животных, как правило, микроорганизмы
отсутствуют. Значительное же содержание микробов в мясе и мясопродуктах
объясняется загрязнением их при обработке. Внутри мышц, в крови
обнаруживаются микробы лишь у больных и ослабленных животных,
организм которых не в силах препятствовать проникновению микрофлоры
через стенки кишечника [7].
После первичной обработки туши могут содержать от десятков до, сотен
тысяч микробов на 1 см 2 поверхности.
В процессе перевозки и торгового разруба туши обсемененность еще более
увеличивается. При накоплении большого количества микробов на
поверхности мяса они вдоль кровеносных и лимфатических сосудов, костей,
сухожилий распространяются во внутренние слои. Скорость проникновения
тем меньше, чем ниже температура хранения, чем выше упитанность, туш
или чем большая поверхность покрыта жиром. Например, при 0°С развитие
микробов и. их проникновение внутрь происходят медленнее, чем при 5°С;
мясо от упитанных животных того же вида портится позже, чем мясо от
тощих, говядина портится медленнее свинины [4].
Особенно важна, корочка подсыхания - пленка, образующаяся на
поверхности мяса при хранении. Не будучи нарушенной, она задерживает
проникновение микробов внутрь.
Даже у мяса, издающего запах порчи, бактерии обнаруживаются лишь до
глубины 1 см. Если же во внутренних слоях оказывается много микробов, о
чем можно узнать, микроскопируя на предметном стекле отпечаток со
стерильно полученного среза, то мясо следует считать несвежим. Чаще всего
порча мяса как продукта белкового состава протекает в форме аэробного или
анаэробного гниения.
Помимо ранее описанных возбудителей гниения, в порче мяса могут
принимать участие кишечная палочка, бактерия продигиозум и др.

Последняя приводит к образованию необычайно ярких красных пятен на
мясе и других продуктах [4].
Различные сардины образуют на мясе желтые пятна, другие микробы могут
придавать ему синюю окраску (синегнойная палочка) или зеленоватую
(бактерия флюоресценс и т. п.).
Некоторые микробы могут вызывать ослизнение мяса с поверхности. Этот
порок возникает на остывшем и охлажденном мясе, а также при хранении е
условиях высокой влажности окружающего воздуха. Ослизнение становится
заметным при содержании 5-10 млн. клеток на 1 см 2 поверхности.
Ослизнение не затрагивает глубокие слои мяса и мало влияет на его
пищевую ценность, однако существенно ухудшает товарный вид. Мясо
становится липким, меняется его цвет. Такое мясо реализации через
магазины не подлежит. Помимо бактерий, на мясе могут развиваться
всевозможные плесневые грибы. Являясь аэробами, они поражают только
поверхностные слои. Потребляя кислые соединения, они повышают рН мяса,
подготавливая его, таким образом, для развития впоследствии гнилостных
бактерий.
Плесневые грибы очень устойчивы к низким температурам и могут
развиваться на мясе даже при -8°С. Это обстоятельство является одной из
причин, требующих хранения мороженого мяса при более низких
температурах.

1. Нагрев при высоких температурах
1.1 Понятие о стерилизации и консервации.

Нагрев продукта до температуры выше 100°С в течение
регламентированного времени в мясной промышленности применяют либо
для консервирования мясопродуктов в герметичной таре, либо для полного

уничтожения вредоносной, в том числе споровой микрофлоры с целью
обезвреживания продукта. В обоих случаях нагрев, необходимый для
достижения соответствующего эффекта называют стерилизацией.
Влажный нагрев мяса при температуре 134 °С обеспечивает уничтожение
всех видов спор, включая и споры наиболее термоустойчивых
микроорганизмов, в течение 5-ти минут (полная стерилизация).
Однако применение столь высоких температур для консервирования
мясопродуктов приводит к глубоким химическим изменениям продукта,
обуславливающим снижение его пищевой ценности и качества. В связи с
этим при производстве консервированных мясопродуктов используют
промышленную стерилизацию, цель которой - уничтожение тех форм
микроорганизмов, которые могут развиваться при обычных условиях
хранения и вызывать порчу консервов или образовывать опасные для
здоровья человека продукты своей жизнедеятельности (токсины).
Наиболее распространенная и предельно допустимая температура
промышленной стерилизации располагается в пределах 120 °С. При этом
подбирают такую продолжительность нагрева, которая обеспечивает
эффективное обезвреживание споровых форм микробов [1].
Правильно выбранный и научно обоснованный режим стерилизации
(температура и продолжительность ее воздействия) должен гарантировать
высокое качество консервируемого продукта при наличии определенной
степени стерильности, при которой полностью отсутствуют возбудители
ботулизма и другие токсигенные и патогенные формы, а количество
неопасных для здоровья человека микроорганизмов не превышает
установленных норм.
Таким образом, промышленной стерилизацией не всегда достигается
абсолютная стерильность консервов, но обеспечивается их
доброкачественность и стойкость при хранении [1].

При необходимости полной стерилизации сырье с целью его обезвреживания
в случае наличия спорогенных болезнетворных бактерий нужен нагрев при
температуре 135 °С и выше (например, при стерилизации непищевого сырья
в цехе технических фабрикатов в процессе получения кормовой муки).
Широко применяется консервирование мяса высокой температурой
(баночные консервы). Мясо, предназначенное для длительного хранения,
подвергают стерилизации при t выше 100°С (115-120°С). Наиболее
устойчивы к высокой температуре споры B. subtilis, B. mesentericus, Cl.
botulinum. Если в консервах сохраняются споры бацилл, то часть из них
может прорости и вызвать вздутие (бомбаж) банок.
Копчение мяса проводят также с целью сохранения продукта. Кроме потери
воды, мясо при копчении подвергается воздействию продуктов сухой
перегонки дерева, что приводит к гибели микроорганизмов. Более
чувствительны к дыму грамотрицательные бактерии, менее - стафилококки,
плесневые грибы, споры. В процессе копчения мясные продукты
приобретают специфический вкус и аромат.
Посол мяса основан на свойстве NaCl повышать осмотическое давление,
создавать плазмолиз и тем самым ингибировать (тормозить)
микробиологические процессы. Причиной порчи продуктов могут быть
галлофилы - бактерии, выдерживающие высокие концентрации соли. Также в
рассоле могут находиться микрококки, энтерококки, молочнокислые
стрептококки, бациллы, реже клостридии и грибы [6].
Продолжительность стерилизации. Микроорганизмы обладают определенной
термостойкостью, под которой понимают способность клеток, нагретых
выше максимальной температурной границы развития, сохранять
репродуктивные свойства (прорастание и деление). Термостойкость зависит
от вида микрофлоры, физиологического состояния клеток и факторов
внешней среды. Поэтому в результате нагревания популяции клеток мохут

получить различное термоповреждение - летальное или сублетальное; они
также могут частично либо полностью выжить [3].
Летальным считается термоповреждение, когда клетки или споры
полностью теряют способность к метаболизму и воспроизводству и не
восстанавливаются даже в благоприятных для них условиях.
К сублетальному относят термоповреждение, в результате которого клетки
или споры при одних, подходящих для развития условиях длительное время
остаются в состоянии покоя или восстанавливаются, а при других, также
благоприятных условиях, погибают.
В пищевых продуктах при наличии соответствующих условий может
происходить восстановление поврежденных нагреванием микроорганизмов,
которое протекает исключительно медленными темпами.
Механизм внутриклеточных реакций, ведущих к термической гибели
микроорганизмов полностью не раскрыт. Исходя из наиболее
распространенной точки зрения, он сводится к денатурации их белковых и
нуклеиновых соединений. В результате этого гибель клетки или споры
наступает от разрушения ее репродуктивного аппарата, нарушения
метаболической системы или поражения^ других структур.
Своеобразным феноменом является чрезвычайная термоустойчивость спор
бацилл и клостридий. Это представляет особый интерес для технологии
стерилизованных консервов, так как в них, с одной стороны, должен надежно
деактивироваться клостридий ботулинум, а с другой стороны, целый ряд
бактерий, вызывающих порчу, принадлежат к семейству спорообразующих
микроорганизмов [3].
Полагают, что устойчивость спор к нагреванию объясняется наличием у них
плотной оболочки, обладающей осмотическим потенциалом по отношению к
ядру плазмы. При диффузии воды в оболочку она набухает, в то время как
ядро теряет воду. В конечном счете, это обусловливает обезвоживание,
«сухость» ядра плазмы в споре, что приводит к повышению ее

жароустойчивости. В случае падения осмотического потенциала при
определенных условиях ядро плазмы регидратируется и споры становятся
восприимчивыми к действию высоких температур.
Уничтожение микробов не происходит мгновенно. Для того чтобы
уничтожить микробы при данной температуре стерилизации, необходимо
определенное время. Это время условно называют «временем отмирания»
или «смертельным» временем. Если нужно получить количественные данные
о вымирании микроорганизмов, то должна рассматриваться не отдельная
клетка, а вся популяция. Вымирание происходит непрерывно при
определенной норме, которая зависит от температуры и характерна для
каждого вида бактерий. При данной и достаточно высокой температуре в
единицу времени вымирает постоянный процент еще живой популяции
клеток [3].

1.2. Влияние нагрева на микрофлору

Нагрев при температурах выше 100 °С уничтожает вегетативные формы
микроорганизмов и большую часть споровых, что обусловлено денатурацией
белков протоплазмы живых клеток и разрушением ферментов.
Одновременно под воздействием нагрева перерождаются сохранившиеся
споры, их способность к прорастанию резко снижается. Количество
остаточной микрофлоры зависит как от температуры, так и от
продолжительности обработки [5].
Не исключается наличие в стерилизованных консервах единичных спор
мезофильных бацилл типа Bac. Subtilis (сенная палочка), Bac. Mesentericus
(картофельная палочка). Для поддержания высокого санитарного уровня
консервного производства степень обсемененности сырья спорами этих
микроорганизмов не должна превышать 103 на 1 г, что обеспечивает
содержание остаточной микрофлоры не более 1-й споры на 10 г готового
консервированного продукта.

К наиболее устойчивым спорогенным микробам, способным вызывать
пищевые отравления, относится Cl. Bоtulinum. Его споры выдерживают
нагрев при 110 °С в течение 30 мин, а при 115 °С - 12 мин.
Споры различных микроорганизмов обладают разной устойчивостью к
действию высоких температур. Споры анаэробов отмирают медленнее, чем
споры аэробов.
Устойчивость микроорганизмов к нагреву зависит от свойств стерилизуемой
среды. Существенное значение имеет величина рН. В кислой среде
термоустойчивость микроорганизмов снижается.
Чем больше жира в консервах, тем более жестким должен быть режим
стерилизации. Жир защищает споры от воздействия воды при нагреве,
который приобретает характер «сухого».
Достаточно низкий коэффициент теплопроводности пищевых продуктов
определяет постепенность нагрева содержимого консервов. Центральная
часть консервной банки начинает стерилизоваться при заданной температуре
значительно позже, чем периферийные слои, поэтому при расчете времени
отмирания ориентируются на микрофлору, находящуюся в центральной
части банки, и отсчет времени ведут с момента достижения температуры
собственно стерилизации в геометрическом центре банки [5].
Микрофлора начинает погибать уже при температурах ниже заданной
температуры стерилизации, поэтому при определении эффекта стерилизации
это обстоятельство принимают во внимание.

1.3 Изменения в мясе при нагреве

По характеру воздействия на продукт нагрев при температуре выше 100 оС в
закрытых емкостях (стерилизация) сохраняет особенности влажного нагрева.
При этом в мясе происходят такие характерные изменения, как тепловая
денатурация растворимых белков, сваривание и гидротермический распад

коллагена соединительной ткани, гидролиз и окисление жиров, изменения
витаминов и экстрактивных веществ, структуры и органолептических
показателей продукта.
Отличие по сравнению с умеренным (до 100 °С) нагревом заключается в том,
что стерилизация в значительной степени катализирует скорость
гидролитических процессов основных компонентов мяса, глубина которых
возрастает с увеличением продолжительности стерилизации и повышением
температуры.
Изменения белковых веществ. При стерилизации может происходить
глубокая деструкция растворимых белков до полипептидов. При этом часть
полипептидов гидролизуется до низкомолекулярных соединений. Могут
происходить процессы дезаминирования и декарбоксилирования некоторых
аминокислот, сопровождающиеся разрушением и потерей части из них, в том
числе и незаменимых. На степень потерь аминокислот при стерилизации
влияет реакция среды, например, нагрев при 105 °С в течение 48 час в кислой
среде приводит к полному разрушению триптофана.
Стерилизация вызывает усиление гидротермического распада коллагена до
глютина и гидролиз глютина до глютоз. Изменения коллагена при
стерилизации положительно влияют на перевариваемость белка. Благодаря
гидролизу коллагена мясо становится более нежным. В связи с этим в
консервном производстве широко используют мясо с большим содержанием
соединительной ткани. В то же время жесткие режимы стерилизации
вызывают глубокий гидролиз коллагена, снижение способности бульонов к
застудневанию, разволокнение мяса [2].
С повышением температуры и длительности нагрева возрастает степень
коагуляционных изменений белков, что снижает перевариваемость белков
пищеварительными ферментами.
Использование необоснованно жестких режимов стерилизации приводит к
значительному снижению пищевой ценности продукта.

Изменения жиров. При стерилизации значительно ускоряется гидролиз
жиров и насыщение двойных связей радикалов жирных кислот
гидроксильными группами. Свидетельством этих изменений являются рост
кислотного числа и уменьшение йодного числа. При высокотемпературном
нагреве происходит также окисление жиров и их термическая
полимеризация. Образующиеся при этом карбонильные соединения
обладают токсичными свойствами.
Изменения экстрактивных веществ и витаминов. При стерилизации эти
изменения протекают как процесс накопления экстрактивных веществ за счет
распада высокомолекулярных соединений и уменьшение их количества
вследствие распада под влиянием нагрева. По этой причине качественный и
количественный состав летучих соединений в вареном и стерилизованном
мясе отличается, что сопровождается появлением у продукта
специфического «аромата автоклава».
Если при умеренном нагреве решающая роль в аромато- и вкусообразовании
принадлежит глютамину, глютаминовой и адениловой кислотам,
формирование «вкуса и запаха стерилизации» в консервированных
продуктах обусловлено, в основном, накоплением конечных продуктов
гидротермического распада белков: аммиака, углекислого газа, сероводорода,
мерка-птанов и др [2].
На процесс образования вкуса и запаха у консервированного мяса
существенно влияет также образование альдегидов, летучих жирных кислот
и других соединений. Скорость реакции меланоидинообразования ускоряется
как за счет высокой температуры, так и за счет увеличения количества
свободных аминокислот и глюкозы.
Разрушение аминокислот, в том числе незаменимых, при
высокотемпературном нагреве в течение чрезмерно большого времени
приводит к снижению пищевой ценности продукта.

Разрушение витаминов при стерилизации различно. Наименьшей
устойчивостью обладают витамины С, D, В1, тиамин, никотиновая и
пантотеновая кислоты. В зависимости от вида стерилизуемого продукта и
режима стерилизации уровень их потерь может составлять от 40 до 90 % от
исходного количества. Более термостойкими являются витамины А, Е, К, В.
Таким образом, ухудшение качества консервированных мясопродуктов при
стерилизации обусловлено уменьшением доли полноценного белка,
ускорением гидролиза и окисления жиров, потерями витаминов,
нежелательными изменениями экстрактивных веществ. Кроме того, при
стерилизации изменяются структурно-механические свойства продукта [2].
Выбор оптимальных режимов стерилизации - путь к повышению качества
консервированных мясопродуктов.

Заключение

Мясо и мясные продукты являются важнейшими продуктами питания, так
как содержат почти все необходимые для организма человека питательные
вещества. Основным сырьём для производства мяса и мясных продуктов

являются: крупный рогатый скот, свиньи, овцы, домашняя птица.
Используют также мясо лошадей, оленей, буйволов, кроликов, мясо диких
животных и птицы.
Микрофлора мяса носит случайный характер и разнородна по своему
составу. Она может включать различные бактерии, споры плесневых грибов
и др. При благоприятных условиях бактерии быстро размножаются и
постепенно проникают в толщу мяса, вызывая его порчу [8].
Таким образом, чтобы сохранить мясо и мясопродукты в состоянии,
пригодном для употребления, необходимо тщательно соблюдать санитарно-
гигиенические правила работы с данными продуктами при их производстве и
хранении.

Список литературы

1. Антипова Л.В., Глотова И.А., Жаринов А.И. Прикладная
биотехнология. УИРС по специальности 270900. - Воронеж: ВГТА,
2000. - 332 с.

2. Алехина, Л.Т., Большаков А.С., Боресков В.Г. / Технология мяса и
мясных продуктов / Л.Т. Алехина, А.С. Большаков, В.Г. Боресков и др.
- М.: Агропромиздат, 1988. - 576 с.
3. Винникова, Л.Г. Технология мяса и мясных продуктов / Л.Г.
Винникова. М.: "ИНКОС", 2006. – 600.
4. Прозоркина Н. В., Рубашкина Л. А. /Основы микробиологии,
вирусологии и иммунологии: Учебное пособие для средних
специальных медицинских учебных заведений. - Ростов нД: Феникс,
2002. - 416с.
5. Соколов А.А. Физико-химические и биохимические основы
технологии мяса и мясопродуктов. - М.: Пищевая промышленность,
1965.
6. Сидоров М.А. Микробиология мяса и мясопродуктов / М.А. Сидоров. -
М.: Колос. - 1996. - 395 с.
7. Микробиология продуктов животного происхождения. Г-Д Мюнх и
др.М., Агропромиздат, 1985.
8. Микробиология мяса [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
http://biobib.ru. 19.11.14.