Использование стартовых культур – технологические аспекты

1. Использование стартовых культур – технологические аспекты

Сергей Лавренов

2. Chr.Hansen в общем…

Компания образована в 1874г. в
Копенгагене датским фармацевтом
Кристианом Хансеном.
Оборот в 2013-2014 годах составил
750 млн. Евро.
Штат компании 2200 сотрудников.
Мы продаем наши продукты в 140
странах.
Наши офисы расположены в 30
странах.
Современные производства
расположены на 5 континентах.
2
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

3. Завод по производству стартовых культур, Полхейм, Германия

3
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

4. Разновидности культур

23 штамма выращено для мясных стартовых
культур
2 вида Pediococcus
11 видов Lactobacilli
4 вида L. sakei
2 вида L. plantarum
5 видов Staphylococci
1 вид Дрожжей
2 вида Плесени
4
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

5. Стартовые культуры

Окисление
Кисломолочные бактерии
Лактобациллы
Педиококки
Формирование цвета и аромата
Стафилококки
Дрожжи (Debaryomyces)
Плесени (Penicillium)
5
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

6. Функциональность

Bacteria
Бактерия
Activity
Активность
Giving
Результат
Advantage in fermented sausages
LAB
Производство
Produce
organicорганических
acids
кислот
pH drop рН
Снижение
Быстрая
Drying out,
сушка,
texture
хорошая
& safetyтекстура и безопасность
LAB
Конкуренция
Nutrient
competition
микроорганизмов за питание
Подавление местной флоры
Decrease
potential
Inhibit aerobicаэробных
Подавление
bacteria бактерий
Снижениеredox
окислительноВосстановительного потенциала
Produce bacteriocins
Производство
бактериоцинов Подавление
Inhibit closely других
related видов
bacteria
бактерий
Control & uniform
Контроль
и унификация
production
производства
Improved color
Улучшенное
формирование
formation
аромата
Добавленная стоимость
Added value
Enzyme production:
Продуцирование
энзимов:
Staph.
Staph.
Каталаза
Catalase
Nitrate reductase
Нитрат
редуктаза
Стабильность
Color
stability цвета
Color formation цвета
Формирование
Протеолитическая активность Аромат
Липолитическая активность
6
26 July 2018
Аромат
Fermented Sausage Theory
Предотвращение
Prevent
color problems
потери
andцвета
rancidity
и прогорклости
Improve color формирование
Улучшенное
formation
цвета
Улучшение аромата
Улучшение аромата

7. BactofermTM F-SC-111

2 штамма
Lactobacillus
Staphylococcus
Сильное доминирование штамма Lactobacillus
Предотвращает образование нежелательной микрофлоры
Быстрое снижение уровня pH
Подавляет сальмонеллу
Ферментируемые сахара
Декстроза
F-SC-111 вырабатывает молочную кислоту, придающую
типичный вкус натурального мяса. F-SC-111 – идеальное
решение для ферментированных колбас.
7
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

8. BactofermTM SM-194

5 штаммов
Lactobacillus
Pediococcus
2 штамма Staphylococcus
Дрожжи
Самое быстрое снижение уровня pH
Подавляет сальмонеллу
Ферментируемые сахара
Декстроза и сахароза
SM-194 сбалансированная культура, придающая мягкий
сбалансированный вкусовой профиль колбасам.
8
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

9. BactofermTM SM-118 новая

4 штамма
Lactobacillus
Pediococcus
Два вида Staphylococcus
Самая высокая скорость снижения уровня рН
Подавляет сальмонеллу
Ферментируемые сахара
Декстроза и сахароза
SM-118 очень схожа с SM-194, но не содержит дрожжи.
9
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

10. BactoFlavor® BFL-F02

BactoFlavor® BFL-F02
2 штамма
Pediococcus
Staphylococcus
Более подвержена температурному воздействию
Средняя степень подавления патогенной флоры
Необходимо хорошее сырье
Ферментируемые сахара
Декстроза и сахароза
BFL-F02 придает очень мягкий средиземноморский вкус.
10
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

11. График падения pH (1) 0,4 % декстрозы

T = 24°C; 0,4 % декстрозы
6,0
SM-194 and SM-118
5,8
F-SC-111
5,6
BFL-F02
pH
5,4
5,2
5,0
4,8
4,6
0
6
12
18
24
Время (ч)
11
26 July 2018
Fermented Sausage Theory
30
36
42

12. Обзор

SM-194
SM-118
F-SC-111
BFL-F02
Лаг-фаза (ч)
8,83
9,78
9,78
pH через 24 ч
5,12
5,01
5,01
pH через 8 ч
5,72
5,75
5,75
Время для достижения
pH 5.3 (ч)
13,28
15,56
14,22
0,4 % декстрозы
12
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

13. Стафилококки и ферментация

Реакции, происходящие в процессе
формирования цвета
NO3-
стартовая культура
снижение нитрата
(нитрат)
NO2-
(нитрит)
снижение нитрата
химическая реакция
азотистая кислота
26 July 2018
(нитрит)
кислая среда
3 HNO3
13
NO2-
Fermented Sausage Theory
HNO3
(азотистая кислота)
HNO3
+
2 NO2 +
H2O
(нитрат) (оксид азота) (вода)

14. Стабильность цвета

Местные бактерии, которые могут продуцировать перекись
водорода:
Молочно-кислые бактерии.
Стафилококки.
Гнилостные бактерии.
Проблемы, которые могут возникнуть вследствие присутствия
перекиси водорода:
Прогоркание жировой фракции.
Потеря цвета
Реакция с участием каталазы,
образованной стафилококками:
перекись водорода распадается
на кислород и воду.
14
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

15. Влияние на цвет

светлее
Повышенное
содержание
свиного мяса
Повышенная
степень
измельчения
Очень быстрое
(+)
окисление
Плохое
снижение
нитрата
Повышенное
содержание
жира
15
темнее
26 July 2018
Слишком низкое
количество
вносимых
ферментирующих
субстанций
Fermented Sausage Theory
Повышенное
содержание
говяжьего мяса
Медленное
окисление
(долгий период
созревания)
Хорошее
снижение
нитрата
Оптимальное количество
вносимого аскорбата

16. Важность снижения pH

Снижение уровня pH:
16
Подавляет патогенные и
гнилостные бактерии.
Уменьшает
влагосвязывающую
способность белков.
Способствует
формированию текстуры.
Способствует
формированию цвета.
Способствует
формированию аромата.
26 July 2018
Fermented Sausage Theory
Контроль процесса
окисления важен для
унификации производства

17. Формирование текстуры

Кислотная
коагуляция белка.
Формирование плотной текстуры в процессе ферментации колбас
Смесь включений
мяса и жира
Мягкая текстура
Необратимый
процесс.
NaCl
Растворенный белок
Мягкая
текстура
[кислота]
NO
Растворенный белок
(застывание)
Уплотнение текстуры
Процесс сушки
17
26 July 2018
Fermented Sausage Theory
Плотная
текстура

18. Почему pH < 5,3?

Почему pH < 5,3?
При значении pH- ниже 5,3
большинство гнилостных и
патогенных микроорганизмов
не развиваются
18
26 July 2018

19. Влияние на скорость кислотообразования

Медленнее
«нормальное кислотообразование»
(зависит от используемых штаммов)
Слишком высокие
температуры в
процессе
измельчения
(размазывание)
Увеличенное
процентное
содержание жира
(с обычным
количеством соли)
19
26 July 2018
Пониженные
температуры
созревания
Увеличенное
добавление соли
Применение
химического
окисления
Высокое обсеменение
сырья (ограниченное
количество питания
для стартовых
культур)
Fermented Sausage Theory
Быстрее
Увеличенное
процентное
содержание
постного мяса
Более высокие
температуры
созревания

20. Развитие стартовых культур

Молочнокислая
бактерия(КОЕ/г)
LAB C FU /g
1.0E+9
1.0E+8
1.0E+7
1.0E+6
??
1.0E+5
1.0E+4
1.0E+3
Control
+ T-SPX
Fermented sausages
1.0E+2
0
5
10
15
Дни
Days
20
26 July 2018
Fermented Sausage Theory
20
25

21. Зачем используют стартовые культуры? Гораздо лучший контроль и стандартизация процесса

без стартовой культуры
21
26 July 2018
Starter cultures from Chr. Hansen
со стартовой культурой
by Jürgen Schwing

22. Параметры, влияющие на процесс ферментации

Внутренние
стартовая культура
вид сахара и его концентрация
соль (aw)
pH мяса
патогенная флора
специи
добавки
Внешние
22
26 July 2018
температура
скорость сушки
Fermented Sausage Theory

23. Традиционные / быстрые окислители

pH
Культуры для быстрой
ферментации.
Культуры для
традиционной
ферментации.
6.00
трад.
быстр.
5.50
Оба вида культур
содержат
Pediococcus
Pentosaceus.
В фарш добавляют
0,5% глюкозы.
5.00
4.50
0
2
4
6
Дни
23
26 July 2018
Fermented Sausage Theory
8
10
12

24. Зависимость от содержания сахара

6.00
pH
5.75
Pediococcus
pentosaceus
5.50
0,3% глюкозы
5.25
Температура
ферментации 24ºC.
5.00
0,5% глюкозы
4.75
1.0% глюкозы
4.50
4.25
0
24
26 July 2018
Fermented Sausage Theory
25
50
75
Часы100

25. Зависимость от содержания соли

Содержание соли в воде
зависит от:
•Общее содержание соли
•Доступное количество воды
Пример:
80% постного мяса, 20% шпика
28г/кг соли
4,5% соли в воде
50% постного мяса, 50% шпика
32г/кг соли
7,6% соли в воде
25
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

26. Зависимость от температуры ферментации

pH
6.00
График
Кислотообразования
для L. sakei
5.75
5.50
5.25
Глюкозы 0,5%
5.00
18°C
24°C
28°C
4.75
38°C
4.50
4.25
0
25
50
Часы
26
26 July 2018
Fermented Sausage Theory
75

27. Зависимость от температуры ферментации

График
кислотообразования
Pediococcus pentosaceus,
0,5% сахара
Температура
°C
18
24
28
38
27
26 July 2018
Время для
достижения pH 5.3
часы
36
19
13
7
Fermented Sausage Theory

28. Зависимость от конечного уровня pH

ниже
Повышенное
содержание
вносимого
сахара
Повышенная
степень
обсеменения
28
26 July 2018
выше
Повышенное
процентное
содержание
постного мяса
Длительное
воздействие
высоких
температур
в процессе
созревания
Fermented Sausage Theory
Протеолиз
(в связи с
активностью
плесеней,
либо
протеолитических
стафилококков)
Пониженное
содержание
вносимого
сахара
Остановка
окислительного
процесса
вследствие
понижения
температуры
созревания

29. Созревание

1. шаг:
Падение уровня рН
На культуру воздействуют температурой.
2. шаг:
Сушка
Подбор параметров влажности для
лучшего влагоотделения.
Подбор параметров циркуляции воздуха.
Избегать сухого кольца!!!
29
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

30. Ферментация / Созревание

Стандартная схема созревания
Время (часы)
Температура (ºC)
RH (%)
4
25
-
20
24
94
24
22
92
24
20
90
24
18
88
24
18
86
24
16
84
30
26 July 2018
Fermented Sausage Theory
Копчение
умеренное (1-2ч.)
умеренное (1-2ч.)
умеренное (1-2ч.)

31. Избегать затвердевания оболочки / сухого кольца

деформация
31
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

32. Качество сырья

Иллюстрации воздействия патогенных бактерий совместно с
различными факторами влияния на с/к колбасы:
Стабильная
безопасность
Низкое
исходное
содержание
бактерий
Соль
NO
pH
Aw
Хранение
2
MAP/Ts
(LAB)
риск
Высокое
исходное
содержание
бактерий
32
26 July 2018
Соль
NO
2
pH
(LAB)
Fermented Sausage Theory
Aw
Хранение
MAP/Ts

33. Параметры качества

Обсемененность (мясо/жир):
Общая обсемененность < 105 КОЕ/г.
Энтеробактерии < 104 КОЕ/г.
Уровень рН мяса 5,8-6,0.
Жир (хребтовой шпик):
свежий, плотный, белый (полиненасыщенные жирные
кислоты < 12 %).
Важно: свежезамороженный -18°C.
33
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

34. Рост стартовой культуры и патогенной микрофлоры

КОЕ/г
1.0E+9
1.0E+8
Рекомендуемая
стартовая культура
Мясное сырье
хорошего качества
1.0E+7
1.0E+6
1.0E+5
1.0E+4
1.0E+3
1.0E+2
34
26 July 2018
Fermented Sausage Theory
Рекомендуемая
стартовая культура
Сильно загрязненное
мясное сырье
Сниженное содержание
стартовой культуры
Сильно загрязненное
мясное сырье

35. Цельномышечные ферментированные изделия

36. Зачем используют стартовые культуры?

Технологический процесс
1935 года
Немецкая технология производства
«Schinkenspeck» (сырокопченого
окорока).
•1 неделя сухого посола, последующее
добавление рассола и заключительное
холодное копчение.
•Приготовление рассола происходит с
обязательным добавлением ранее
использованного рассола.
•Микрофлора из ранее приготовленного,
старого рассола, оказывает влияние на
последующее созревание.
36
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

37. Процесс производства

Сырьё
Посол
(Сухой посол / Приготовление рассола /
Инъекция)
Выдержка при посоле
Созревание
(Копчение / Сушка / Созревание)
Хранение
37
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

38. Требования к стартовым культурам

Анаэробный рост.
Активность при низких температурах.
Рост при высокой солевой концентрации.
Активность при низких значениях aw.
Отсутствие подавления нитритом.
38
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

39. Стартовые культуры

B-LC-77
Staphylococcus carnosus
Pediocuccus acidilactici
B-2
Lactobacillus sakei
39
26 July 2018
Цветообразование, стабилизация
цвета, улучшение вкуса и аромата
+ биозащита от патогенных
микроорганизмов
Вносится дополнительно для
большей конкурентоспособности
положительной микрофлоры.
Цельномышечные ферментированные изделия

40. Вывод

Стартовые культуры предоставляют следующие
преимущества:
Стандартизированную активность и высокую
воспроизводимость (оптимизация управления процессом).
Комплексные микробиологические процессы во время
созревания становятся поддержкой, толчком и ускоряют
процесс производства.
Уклонение от мутации натуральной микрофлоры.
Сохранение безопасности и качества продукта.
40
26 July 2018
Цельномышечные ферментированные изделия

41. Биозащитные культуры

42. Воздействие биозащитного штамма бактерий (1)

Конкуренция за питание (сахар, кислород ….)
Конкуренция за место (конкурентное преимущество)
Общее количество бактерий в мясе не может превышать
108/109
101
102
103
104
105
106
107
108
109
КОЕ/г
Значительное подавление роста
патогенных микроорганизмов
благодаря высокой численности
и активности бактерий для
биозащиты
42
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

43. Воздействие биозащитного штамма бактерий (2)

Убивает Listeria monocytogens:
Благодаря выработке бактериоцинов (небольшие
пептиды, термостабильные)
бактериоцин
пора
бактерия
отмирание
Грам-отрицательные бактерии (Salmonella) устойчивы, т.к.
бактериоцин не может достичь внутренней мембраны
43
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

44. Пробная выработка с использованием B-LC-20

Салами инокулирована смесью 5 штаммов L. monocytogenes
Listeria [КОЕ/г]
Контроль F-SC-111
Ферментация в течение 3 дней при 24ºC; сушка в течение 26
дней при 14ºC
1000
1000
TRIAL 1
800
Listeria (log(MPN/g))
4
Control
Control + B-LC-20
3
600
2
400
1
200
0
0
5
10
15
20
25
Days
10
30
0
1
44
26 July 2018
Novelties on bioprotection cultures (SafePro)

45. Обзор

Вареные ветчины и колбасы
увеличение срока годности
улучшение показателей
безопасности
B-LC-48 наносится распылением
(нарезка под вакуумом)
Сырокопченые деликатесы
унифицированное
производство
безопасное производство
Внесение B-2.
45
26 July 2018
Fermented Sausage Theory
Свежее мясо и фарш
подавляет бактерии Coli
улучшение показателей
безопасности
B-2 наносится
распылением/погружением/внесением.
Ветчины
подавление нежелательной
флоры
унифицированное
производство
B-2 вносится в рассол.

46. ГДЛ или Стартовая культура?

47. ГДЛ или стартовые культуры ?

Преимущества применения стартовых культур
Преимущества применения ГДЛ
• Сбалансированный аромат
• Быстрое снижение уровня рН
• Отсутствие металлического привкуса
• Возможность производства сырокопченых колбас
без использования климатического
оборудования
• Отсутствие синтетических ингредиентов
• Формирование стойкого оттенка
• Устойчивость к окислению
• Сохраняющаяся ровная гладкая поверхность
• Регулирование значения уровня рН
• Равномерная текстура в течение всего срока
годности
• Не имеет Е-номера
47
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

48. Решения для производителей

Применение стартовой культуры Bactoferm® CS-299 в
комбинации с ГДЛ способствует образованию лучшего цвета,
вкуса и аромата ферментированных колбас.
Использование 50% дозировки ГДЛ + 2г декстрозы плюс
стартовая культура быстрой ферментации приводит к
улучшению аромата, цвета и консистенции готового продукта в
течении всего срока годности.
Важно: Использование данных технологий понижает потери при
хранении на 2-5% в сравнении с продуктами произведенными
только с ГДЛ.
48
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

49. Обзор стартовых культур для Российского рынка

Код
49
Наименование и
дозировка
Код
Наименование и
дозировка
671207
SM-194 на 100 кг
705720
CS-299 на 300 кг
621215
SM-194 на 160 кг
707721
B-LC-77 на 500 кг
621208
SM-194 на 200 кг
669507
B-LC-20 на 100 кг
600649
F-SC-111 на100 кг
501116
B-2 на 200 кг
621178
F-SC-111 на 150 кг
710703
Imporous на 100 кг
621307
F-SC-111 на 200 кг
709210
SM-118 на 100 кг
609844
SM-181 на 100 кг
712930
Flora Italia на 200 кг
621159
T-SP на 100 кг
ГОСТ
F02 & F04 на 100 кг
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

50. Fermented Sausage Technology

Проблемы и
ошибки

51. Где могут возникнуть проблемы и ошибки?

Сырье.
Измельчение/смешивание.
Формирование батонов.
Ферментация/созревание.
51
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

52. Измельчение/смешивание

Острые ножи.
Предварительное измельчение
замороженного мяса блокорезкой.
Температура мясного сырья
Конечная температура.
Одинаковый размер частиц.
Вносимые ингредиенты.
Добавленная соль – связывание.
52
26 July 2018
Jürgen Schwing

53. Измельчение/смешивание

53
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

54. Параметры формования

Вакуум.
Давление при формовании.
Длина цевки.
Диаметр цевки.
Скорость наполнения.
Ротационный
Вид оболочки.
пластинчатый насос
Приготовление оболочек.
Переработка поврежденных батонов.
Шнек
54
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

55. Ферментация/созревание

Загрузка рам колбасой.
Загрузка камеры.
55
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

56. Схема ферментации

Температура влияет на рост культуры.
Не оставляйте в холодильной камере на ночь
При пониженных температурах (0-10°C) патогенные
бактерии растут быстрее стартовой культуры.
Время адаптации, проблема «серого кольца» вследствие
вымывания поверхностного слоя миоглобина.
Свежий воздух! – Подготовка воздуха.
56
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

57. Время адаптации

Время адаптации
24
22
Температура [°C]
Активную
сушку
необходимо
начинать
только после
достижения
необходимой
температуры
20
18
16
14
Влаж ность из воздуха в колбасу
Влаж ность из колбасы в воздух
12
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Время [ч.]
Sausage temp.
57
26 July 2018
Jürgen Schwing
Wet bulb
Dry bulb
10
11

58. Измерение влажности

Мокрый зонд
с влажной салфеткой
Вода
Сухой зонд
Прибор для определения
влажности
58
26 July 2018
Jürgen Schwing

59. Расчет влажности

!! Важность правильного измерения температуры !!
59
26 July 2018
Jürgen Schwing

60. Сушка

при 14-16°C и 75-82% RH
Равномерные воздушные потоки
60
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

61. Серое кольцо

Копчение до начала
цветообразования.
Влажная поверхность батонов
при копчении.
Обработка оболочки
Увеличение концентрации
сорбата.
Отсутствие фазы адаптации
Выделение влаги.
61
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

62. Сухое кольцо

Явное сухое кольцо
62
26 July 2018
Fermented Sausage Theory
Небольшое сухое кольцо

63. Нежелательная плесень

Влажность.
Патогенная микрофлора
На заводе.
На оборудовании.
Из воздуха.
От персонала.
Что поможет?
Фумиспоры.
Серные палочки.
63
26 July 2018
Fermented Sausage Theory

64. Благодарим за внимание

Вопросы и обсуждение