Стартовая культура что это польза и вред
В стартовых культурах плавают многие. Точнее, плавают в вопросах о них. Многие вообще думают, что стартовые культуры нужны для уменьшения времени изготовления мясных изделий. Правильно, есть и такие, – но это лишь малая часть”культурного” войска. Попробуем внятным языком рассказать, что делают культуры (в просторечье “закваски” или “старты”), зачем их добавляют к мясу, сколько нужно класть – и что будет, если переборщить, или положить просроченные культуры. А также коснемся вопроса о сушильных камерах: принципы, устройство и условия эксплуатации (а по простому – температура и влажность).
Сразу скажу, я не гуру в этих вопросах. Бесполезно спрашивать меня, как именно происходит химреакция по разложению белков в пептиды (скажу больше, я даже что такое пептиды не знаю), – но я хорошо умею запоминать и анализировать.
А посему – начнем.
Бактериальные культуры (применительно к колбасам) можно разделить на 4 вида:
1. продуцирующие молочную кислоту (они перерабатывают углеводы – обычно глюкозу);
2. воздействующие (улучшающие) на вкус, цвет и консистенцию продукта;
3. поражающие патогенные и гнилостные бактерии (имеется ввиду, поражающие сами по себе; а вообще-то, и молочная кислота, и нитрит натрия действуют в этом же направлении);
4. формирующие плесневую оболочку.
А так называемые”быстрые закваски” для быстрого ферментирования делают вот что: быстро снижают pH (т.е. быстро перерабатывают углеводы в кислоты), эффективно тормозят гнилостные бактерии и способствуют быстрому высушиванию. Но – вкус колбас приобретает кисловатый вкус. Кому-то нравится…
В стартовой культуре обычно смешано несколько видов бактерий (стафилококки, педикокки, лактобактерии и пр.). Для каждой культуры есть свой режим для наилучшей работы (температура и влажность).
Небольшое отступление: зачем вообще придумали эти закваски? Наши деды и прадеды…! и так далее.
Так вот, при традиционном изготовлении колбас все зависит от удачи: есть ли в вашем воздухе необходимые бактерии? в каком количестве? а нет ли вредных? и прочее.
А ведь у нас не Италия, где нужные бактерии летают в воздухе, да еще и атмосферные условия предоставляют им самую благотворную среду. Поэтому мы добавляем в мясо старты.
Тем более, что так достигается повторяемость результата.
И, разумеется, безопасность.
Но продолжим.
На первом этапе нам нужно максимально быстро повысить уровень молочной кислоты для подавления нежелательных бактерий. Плюс ко всему в этот момент происходит ферментация: протеины разлагаются на пептиды, аминокислоты на жирые кислоты, те, в свою очередь, на альдегиды, спирты и кетоны – и так далее. В этот момент колбасы могут пахнуть не очень приятно – но к концу сушки это пройдет.
Если сказать проще, первые дни нам нужны особые условия для того, чтобы развились выгодные нам бактерии и подохли вредные. А условия эти, повторюсь, в зависимости от вида культур.Например, Бессастарт с этого сайта содержит Pediococcus pentosaseus, Staphylococcus xylosus, Staphylococcus carnosus и плюс/минус соответствует Bactoferm T-SPX, а для него необходимые условия найти несложно. Как правило, для любых культур это повышенная влажность (90-95%) и повышенная температура (20-23, а то и выше – до 29 градусов).
На втором этапе происходит сушка: влажность в камере понижается обычно до 60-75% (если ниже, то может произойти “закал”, а также появиться внутренние полости, где мясо станет прогорклым из-за окисления). Главная цель на этом этапе – добиться “мягкого” обезвоживания (осмотическое обезвоживание – влага из центра последовательно перемещается к краям, где испаряется; корки “закала” не происходит).
Кроме собственно сушки, уменьшается и активность воды (Aw) – большинство патогенных микроорганизмов прекращает жизнедеятельность при Aw 0,90 – для них просто недостаточно свободной воды.
И, разумеется, в это время также происходит формирование вкуса – полезные бактерии продолжают свою работу.
Это наиболее продолжительный период – от 2 недель (с “быстрыми” стартами) до 2-3 месяцев.
А давайте виртуально посмотрим на нашу колбасу изнутри при огромном увеличении: работа кипит, любо-дорого! Одни бактерии набивают рот глюкозой, выбрасывая наружу молочную кислоту, в которой тут же захлебываются зловредные бактерии-враги; другие меланхолично пережевывают микроскопические порции сырого мяса, оставляя за собой мясной субстракт, похожий на паштет, с великолепным запахом и ошеломительным вкусом; третьи, подобно лейкоцитам в крови, зорко озирают окрестности: не осталось ли где недобитых врагов?; четвертые на поверхности кропотливо ткут свою паутину из белой плесени, окутывая нашу колбаску в пушистый кокон.
Да это же настоящий завод! – скажете вы и будете правы. Это действительно завод по переработке мясного сырья.
Но для того, чтобы этот завод заработал в полную силу, необходимы некоторые условия: это температура и влажность, при которой нашим крошкам-бактериям комфортнее всего работается. Для разных бактерий (и, соответственно, разных стартовых культур) эти условия будут различаться: некоторым достаточно 20 градусов Цельсия (при более высокой температуре они обливаются потом, начинают задыхаться и норовят приткнуться у стенки, вместо того, чтобы усердно работать), другие меньше чем при 29 градусах и не начнут шевелиться.
Единственное, всем им нужна высокая влажность, процентные значения могут отличаться, но в целом они вращаются возле цифры 90: наверное, все замечали, как быстро развивается плесень и всякие грибки при высокой влажности.
И здесь мы подошли к вопросу о камере. Для чего вообще она нужна?
Все просто: камера нужна для создания оптимальных условий для работы бактерий. А именно, нужной температуры и влажности – и не для чего более. Режимы камер обусловлены применяемыми стартовыми культурами – без стартов можно сушить хоть в холодильнике ноу-фрост, к примеру. Главное – обеспечить по-возможности медленное (чтоб избежать закала) высыхание.
Устройство камеры несложное: ящик (лучше с термостенками, чтобы уменьшить влияние наружной температуры – старый холодильник отлично подойдет), увлажнитель воздуха с гигрометром (как только влажность падает, он включается и доводит ее до нужной кондиции), вентилятор, чтобы иногда разгонять застоявшийся воздух, и нагреватель с термодатчиком и регулятором. Терморегулятор будет включать нагреватель, когда температура в камере понизится меньше, чем нужно. Правда, иногда она может повыситься больше, чем нужно. В этом случае нужен холодильный элемент – но до такого усложнения конструкцию, как правило, не доводят. Ограничиваются тем, что ставят камеру в прохладное место.
Итак, что мы будем делать в камере – точнее, в двух камерах. В одной мы будем производить инициацию нашего завода (чтобы все работники максимально быстро включились в работу), а в другой будем поддерживать условия для оптимального рабочего цикла. Первая фаза занимает 1-3 дня, вторая от 21 до… Скажем так: в среднем 30-45 дней, хотя некоторым колбасам (а также населяющим их бактериям) может потребоваться и более 3 месяцев.
Можно, конечно, обойтись и одной камерой, просто меняя в ней температуру и влажность. Но представьте ситуацию: у вас уже 5 дней сушится колбаса, а вы решили начать новую партию (новый рецепт, попросил любимый дядя и пр.). С одной камерой вам придется дожидаться конца сушки (20-30 дней). С двумя же вы ничем не ограничены: в первой проводите начальную ферментацию, а на сушку отправляете во вторую камеру, – единственное, что достанете их позже первой.
А что будет, если мы не предоставим бактериям необходимые условия? Вместо камеры закинем их на полку в прихожей, где ни температура, ни влажность не благоприятствуют работе наших крошек.
В большинстве случаев, работа, все-таки, будет идти. Правда, большая часть работников, обидевшись, закончит свое существование. Да и оставшиеся будут работать без огонька, так, для галочки. И вместо, к примеру, аккордных 30 дней работа кое-как будет закончена через 45. Да и вкус, и аромат будут не такими умопомрачительными, какими могли бы.
Иногда, конечно, может случиться и так: если условия будут совсем уж неподходящими, бактерии так и не смогут завершить свою работу. И постепенно самоликвидируются. Ну, что ж, в этом случае будем иметь обычную сыровяленную колбасу, какая получилась бы и без использования заквасок.
А если вы, напротив, переборщили со стартами? Успокойтесь, кроме потери денег вам это ничем не грозит. Условно говоря, если для работы достаточно 10 бактерий, а вы от щедрот сыпанули 100, то работать все-равно станут только 10. А оставшиеся 90 будут бестолково носиться по мясным закоулкам, не мешая, но и не помогая собратьям-работникам.
Пора подводить итоги. Мы узнали все о стартовых культурах (шучу, шучу!), а если что осталось непонятным – есть такая штука, как интернет. Например, в стартовой культуре присутствуют Pediococcus pentosaseus, Staphylococcus xylosus, Staphylococcus carnosus – а что они делают? Интернет же нам говорит: а они ведь ароматические культуры с мягким подкислением, работают при температуре не выше 24 Цельсия и применяются при производстве традиционных ферментированных колбас.
И вообще, интернет полезная вещь: вот и сейчас вы это читаете в интернете.
Засим откланяюсь.
Производство различных сырокопченых колбас в современном мире не стоит на месте. Все чаще и чаще появляются новые методы ферментации для улучшения качеств готового изделия.
Стартовые культуры — это одно из перспективных направлений мясоперерабатывающей промышленности. Они активно используются при производстве сырокопченой колбасы.
Стартовые культуры являются одним из наиболее распространенных методов, который влияет на выход готового продукта, его количество, качество и степень интенсивности окраски.
Стартовыми культурами называются препараты, содержащие живые или находящиеся в покое формы микроорганизмов, развивающие в ферментируемом субстрате желательную метаболическую деятельность.
Как правило, но не обязательно, они растут (размножаются делением) в данном субстрате.
В состав стартовых культур могут входить:
- лактобациллы, отвечающие за снижение pH, цветообразование, образование ароматических компонентов
- стафилококки и микрококки
- плесневелые культуры — редуцирующие нитраты, блокирующие перекисное окисление, образующие ароматические вещества
- дрожжи и стрептомицеты — формирующие цвет и аромат готового продукта
Также в качестве стартовых культур используются нитратвосстанавливающие микрококки, гомоферментативные молочнокислые бактерии и педиококки, дрожжи и нетипичные молочнокислые бактерии в виде чистых или смешанных культур.
В процессе созревания бактериальные стартовые культуры вырабатывают различные экзо- и эндоферменты.
За счет протеолитической активности многие стартовые культуры принимают участие в улучшении структуры и консистенции мясных продуктов, образуя такие ферменты, как коллагеназы и эластазы, которые улучшают ценность и нежность мясного сырья с большим содержанием соединительнотканных белков.
Биосинтез молочной и других органических кислот бактериями способствует повышению нежности и сочности мяса, так как они способствуют разбуханию коллагена и тем самым способствуют разрыхлению ткани и гидролизу низкомолекулярных связей.
При этом важную роль играет также водородный показатель (рН) сырья. За счет низких значений рН повышается активность внутриклеточных ферментов, катепсинов, оптимальная величина рН для которых равна 3,8–4,5, что соответствует изоэлектрической точке белков мяса.
Применение стартовых культур в производстве сырокопченой колбасы зависит от внедряемого на предприятии способа посола: сухого, смешанного, шприцевания, сухого посола в вакуумном пакете.
При выпуске цельномышечных сырокопченых изделий используются культуры медленного созревания, достаточно активные при относительно низких температурах посола 2–6°С.
В настоящее время во многих странах мира (США, Канада, Финляндия, Франция, Германия и др.) при изготовлении сырокопченых изделий применяют стартовые культуры.
Огромный интерес в области использования стартовых культур вызывает опыт зарубежных исследователей. Например, во Франции, Германии и Болгарии в стартовых культурах используют микрококки.
Большое содержание микрококков придает сырокопченым колбасам тончайший запах, нежный и даже пикантный кисловатый оттенок, что считается критерием высокого качества многих сырокопченых колбас.
Среди основных компаний, предлагающих стартовые культуры для колбас на российском рынке, можно выделить следующие:
- Microlife Technics (США) выпускает бактериальные культуры товарных марок SAGA 1, SAGA 111, SAGA 444 — для классических сырокопченых колбас, SAGA 75 — для быстро созревающих колбас
- Hagesud Interspice GmbH (Германия) вырабатывает стартовую культуру Nitrostart G в сочетании с препаратом Glutabest Gold–1
- Giulini Chemie GmbH (Германия) производит бакпрепараты на основе Staphylococcus carnosus (Тари Микро XTH), L. plantarum, S. plantarum, S. Carnosus (Тари Микро МСИ), S. cbrvatus, S. carnosus, S. xylosus (Тари Микро ФТН)
В России производят стартовые культуры для сырокопченых колбас такие фирмы, как «Монгуция», «Кронос Вюрст» и др.
Применение стартовых культур при производстве мясопродуктов стало практически повсеместным и практикуется при выработке достаточно дорогих сырокопченых колбас.
Их внесение позволяет регулировать разложение нитрита натрия, цветообразование, создавать специфический аромат сырокопченых продуктов, подавлять нежелательный рост микрофлоры, влиять на процессы обезвоживания сырья.
Безусловно, важно отметить, что нитрит натрия — это токсичное вещество. Существует теория, что хоть нитрит натрия сам по себе и не является канцерогеном, в определенных условиях при термической обработке или в организме могут образовываться N-нитрозоамины — сильные канцерогенные вещества.
Восстановление нитрита натрия и взаимодействие продуктов его восстановления с миоглобином зависят от активной кислотности среды, причем реакции протекают полнее и интенсивнее при более низкой величине рН. Оптимальное его значение для реакций образования окраски находится в области 5,0–6,0.
Нельзя оставить без внимания и такой важный пункт, как химические изменения, которые происходят в сырокопченой колбасе.
При введении стартовых культур на первых этапах куттерования, получается в более короткий срок понизить рН до необходимых значений.
Более быстрое снижение рН важно не только для торможения роста гнилостной микрофлоры, оптимум развития которой находится в диапазоне рН 7,0–7,4, но и оказывает существенное влияние на скорость сушки.
Величина рН в интервале, близком к изоэлектрической точке белков мяса (5,1–5,3) и обработанное сырье электромагнитным полем создает лучшие условия для снижения водосвязующей способности и соответственно для сушки, является оптимальной для образования нитрозопигментов, ответственных за окраску сырых колбас.
Что касается технологических характеристик, в настоящее время было выявлено влияние стартовых культур для колбас на выход готового продукта, его количество, качество и степень интенсивности окраски.
Физические изменения готового продукта выражаются в выходе пригодного для производства полуфабрикатов мяса: увеличение с 15–17 % до 40–43 %.
Получается, что процесс созревания мяса увеличивается во много раз.
Очевидным преимуществом, делающим стартовые культуры быстрого созревания более распространенными и востребованными, являются короткие сроки изготовления сырокопченых колбас, в течение 18–21 суток.
На производство со стартовыми культурами медленного созревания затрачивается на 5–7 суток больше.
Однако, к недостаткам стартовых культур, предназначенных для быстрого созревания колбас, можно отнести наличие кислого привкуса в готовом продукте, а также возможность плесневения оболочки при задержке или недостаточной интенсивности копчения.
Но всего этого можно избежать при правильно использовании стартовых культур и соблюдении всех пунктов рецептуры.
На основании методов биотехнологической модификации разработаны экономичные технологии сырокопченых колбас, мясных рулетов, ветчины, полукопченых колбас и окороков.
Помимо производства сырокопченых колбас, стартовые культуры применяют при производстве варено-копченых и полукопченых колбас.
Стартовые культуры — важнейший фактор формирования качеств сырокопченых колбас.
Использование разных типов стартовых культур напрямую определяет качество и технологию изготовления данных мясных продуктов.
Правильно подобранные культуры в закваске способствуют не только получению приятного вкуса и аромата продукта, стабилизации окраски, но и подавлению жизнедеятельности гнилостных и санитарно-показательных бактерий, увеличению количества выхода готового продукта.
1. ПОДАВЛЕНИЕ РОСТА “ДИКИХ” МИКРООРГАНИЗМОВ
Вместо непредсказуемой флоры диких микроорганизмов, которые могут быть по недосмотру занесены в процессе
производства, в сухих колбасах должна доминировать определенная флора желательных микроорганизмов.
Поскольку сухие колбасы в начале процесса созревания особенно подвержены вторжениям патогенных
микроорганизмов, а также микроорганизмов, способных нарушить производственный процесс, очень важно
добавлять отобранные микроорганизмы в больших количествах.
Эти отобранные стартовые культуры обладают лучшей жизнеспособностью и скоростью роста в сухих колбасах, чем
дикие микроорганизмы.
Лучшая жизнеспособность стартовых культур в типичной для сухих колбас “среде ” является результатом
тщательного отбора штаммов, а также бережного производства культур. Стартовые культуры для сухих колбас
отбираются с тем условием, чтобы сохранять их эффективность в микроклимате, который становится
неблагоприятным по отношению к ним при добавлении посолочных ингредиентов, а также под влиянием
процессов сушки и снижения рН. Дикие микроорганизмы гораздо более чувствительны к этим изменениям в сухих
колбасах.
2. СНИЖЕНИЕ УРОВНЯ РН
Одной из существенных характеристик стартовых культур является способность производить молочную кислоту из
углеводов и таким образом способствовать процессу снижения уровня рН в сухих колбасах. Углеводы присутствуют
в мясе в форме мышечного гликогена и, кроме того, вносятся в фарш при производстве сухих колбас. Используются,
главным образом, декстроза, лактоза, сахароза и мальтодекстрин.
Образующие кислоту бактерии подразделяются на две группы: “гомоферментативные” и “гетероферментативные”.
“Гетероферментативные” бактерии разлагают сахара не только на желаемую молочную кислоту, но также и на
нежелательные метаболиты – уксусную кислоту, пропионовую кислоту, спирт, СО2 и другие.
“Гомоферментативные” бактерии производят из сахаров только молочную кислоту. Поскольку молочная кислота от
природы присутствует в мясе, она является типичной составляющей в сухих колбасах. Стартовые культуры должны
содержать гомоферментативные бактерии. Дикие микроорганизмы же часто способствуют гетероферментативному
окислению.
Диаграмма 5: Влияние содержания поваренной соли на способность мяса связывать воду (Jim Bacus, 1984)
Снижение уровня рН оказывает технологическое влияние на процессы сушки и образование плотной консистенции
в сухих колбасах. При уровне рН около 5,3 и меньше способность удерживать воду в сухих колбасах заметно
снижается. Одновременно, частицы белков денатурируют, что ведет к образованию геля и, соответственно, колбасы
становятся нарезаемыми.
Сушка как результат снижения рН, а также само снижение рН, являются факторами, непосредственно влияющими
на нежелательную дикую микрофлору.
3. РАЗЛОЖЕНИЕ НИТРИТА И НИТРАТА
Посолочные ингредиенты (нитрит и/ или нитрат) добавляются в целях быстрого образования сильной и стабильной
окраски и типичного аромата в ходе созревания. Как показывает несколько упрощенная диаграмма,
нитратредуцирующие микроорганизмы необходимы для разложения нитрита и нитрата, поскольку они
трансформируют нитрат в нитрит, который в дальнейшем может разлагаться. Кислая среда в колбасах ведет к
последующей трансформации нитрита в окись азота.
Диаграмма также демонстрирует, почему ферментная активность бактерии все еще полезна, хотя нитратный посол
сегодня уже не так распространен: как “побочный продукт” разложения нитрита, вырабатывается нитрат, который
разлагается только бактерией. Соответственно, нитратредуцирующие стартовые культуры являются выигрышными
не только для производственного процесса, но также и для здоровья потребителей, поскольку нитрит и нитрат в
сухих колбасах разлагаются до максимально возможного уровня.
В хорошо созревших сухих колбасах остаточное содержание нитрита/ нитрата не превышает 10 ррm (Wirth, 199119).
С этим уровнем не так-то легко сравниться другим пищевым продуктам, даже овощам, выращенным в
альтернативных хозяйствах.
Миоглобин и окись азота образуют относительно стабильную смесь нитрозомиоглобина. Оксимиоглобин и
метмиоглобин также могут быть трансформированы в нитрозомиоглобин. Это означает, что стартовые культуры
усиливают образование окраски в мясных продуктах при использовании вместе с нитритом и/ или нитратом.
4. ОБРАЗОВАНИЕ АРОМАТА
Множество разнообразных ароматов в сухих колбасах зависят (напрямую или опосредованно) от микроорганизмов.
Так, например, характерный аромат вырабатывается в ходе реакции продуктов разложения нитрита/ нитрата с
частицами мясного фарша. Другими компонентами аромата являются кислота, производимая в ходе ферментации
углеводов, и другие разнообразные продукты ферментации углеводов, белков и жиров. Эти микробиологические
составляющие аромата дополняются ароматами мяса, соли, дыма и специй. Наконец, интенсивность отдельных
ароматических компонентов зависит от достигнутой сухой колбасой степени сушки.
5. СТАБИЛЬНОСТЬ ЖИРА
Срок годности сухих колбас ограничен сенсорными факторами, зависящими от стабильности жировых тканей.
Внешние факторы, такие как кислород из окружающего воздуха, свет и тепло, могут вызвать прогоркание, также
как и образование определенных метаболитов в колбасе.
Важным фактором для появления прогоркания в продукте являются, в первую очередь, перекиси, образованные
гетероферментативными бактериями дикой микробной флоры, поскольку они могут вызывать цепную реакцию
разложения жира. Это приводит к разрушению мышечного пигмента и, соответственно, к обесцвечиванию –
колбаса становится серой.
Отобранные стартовые культуры (в основном, стафилококки) в состоянии деактивировать большинство агрессивных
перекисей с помощью фермента каталазы. Таким образом, стартовая культура может продлевать срок хранения
сухих колбас, в том числе и тех, которые были химических окислены ГДЛ (глюконо-дельта-лактоном).