Важной характеристикой мясных продуктов является их срок годности, определяемый гигиеной, условиями хранения и составом самих продуктов. При определении срока годности нужно понимать, как можно предотвратить появление вредных организмов и в то же время сохранить качество продукта.
В некоторых случаях предотвращение развития вредных организмов, снижающих качество продукта (например, молочнокислых бактерий), требует большего уровня консервантов, чем предотвращение развития патогенов (в том числе листерии мотоцитогенезной). Разработка состава продукта, нужного для борьбы с микроорганизмами и сохранения свежести и безопасности в течение всего срока годности – сложная задача.
История
Первую такую модель разработал в 1921 году американский химик В. Бигелоу, который использовал уравнение Аррениуса для описания логарифмической природы времени тепловой гибели. Используя описание теплового разрушения спор, он вычислил время термообработки мясных консервов, необходимое для предотвращения развития спор Clostridium botulinum.
В конце ХХ века участившиеся сообщения о пищевых отравлениях и появление моды на свежие продукты заставили микробиологов сосредоточиться на прогнозировании вегетативного размножения клеток микроорганизмов, причём не только патогенов, но и бактерий, портящих продукт. Их работе очень помог скачок в развитии вычислительной техники, произошедший в начале 90-х.
Однако методы прогнозирования, разработанные микробиологами, давали ответы не так быстро, как требовал рынок. Началась разработка альтернативных методов определения и документирования степени свежести продукта и его способности оставаться свежим при хранении. Все эти факты и исследования, основанные на теориях прогнозирования микробного роста, привели к тому, что нормативные органы во всём мире одобрили методы прогноза путём микробного моделирования. Такое превентивное моделирование сегодня является частью этапа валидации в НАССР и широко используется как в анализе рисков, так и в разработке новых продуктов.
Модели срока годности
Срок годности мяса зависит от нескольких переменных и определяется микробным ростом и окислением жиров. Важно отметить, что определение срока годности не считается точной наукой, поэтому иногда невозможно учесть все переменные.
Свежее мясо
Прогнозирование сроков годности свежего мяса определяется тремя факторами: температурой, методом упаковывания и числом бактерий на момент упаковывания. Лучшим индикатором испорченного мяса считается неприятный запах.
Команда учёных из Датского Технологического Института разработала модель прогнозирования сроков годности, основанную на стандартной процедуре. Эксперимент состоял из пяти этапов:
- Сбор мяса на бойне (на следующий день после забоя), упакованного до транспортировки
- Транспортировка мяса в институт и его хранение в холодильнике
- После транспортировки было открыто и проанализировано на запах и содержание бактерий 15 образцов
- После заданных интервалов хранения в холодильнике случайным образом было выбрано 5 образцов и подвергнуто такому же анализу
- Испытания завершились, когда мясо полностью испортилось, то есть когда анализ запаха показал неприемлемое качество
Мясо было привезено с промышленных заводов в 4 странах. Категории мяса включали вырезку (свиную, говяжью и куриную) и фарш (свиной и говяжий).
В ходе испытаний и анализа данных было установлено, что число бактерий на момент упаковывания связано с развитием запаха. Кривые роста микробов соответствовали модели Барани-Робертса, которая описывает нелинейный регресс.
Параметр, соответствующий фазе задержки (то есть медленного размножения микробов), не зависел от температуры и метода упаковывания, но они часто меняются на различных этапах цепи поставок. Для прогнозирования срока годности с учётом этих переменных исследовалась возможность объединения моделей для трёх методов упаковывания: вакуумного, аэробного и с использованием модифицированной газовой среды (МГС). Все три модели были разработаны независимо друг от друга.
Было проведено несколько экспериментов с целью выяснить, можно ли объединить эти модели. Во время этих экспериментов для группы образцов изменили условия хранения. Было важно оценить реальные реакции на изменения условий, особенно касающиеся роста бактерий: ускорится он или замедлится? Не произошло ни того, ни другого. Рост при новых условиях хранения продолжился по прежней кривой.
Мясные полуфабрикаты
Срок годности мясных полуфабрикатов и готовых к употреблению продуктов зависит не только от температуры и метода упаковывания, как у свежего мяса, но и от наличия консервантов. Данные для моделирования прогноза сроков годности полуфабрикатов были собраны по той же стандартной процедуре, что и для свежего мяса. Содержание консервантов в мясе варьировалось: от 1 до 3% соли, от 0 до 150 частиц на миллион нитритов и от 0 до 2% лактата натрия. Температура хранения варьировалась от 2 до 8оС. Модель основана на данных 37 экспериментов на 2000 образцов холодного мяса, проанализированных на психотропные и молочнокислые бактерии, а также на внешний вид, вкус и запах.
Анализ данных для разработки этой модели был сложнее, чем в случае свежего мяса, из-за большего числа переменных.
Безопасность пищевой продукции
Модели прогнозирования – полезные инструменты валидации микробной безопасности пищевой продукции. Такие модели доступны в литературе и в сети; они бывают как платными, так и бесплатными. Как правило, они основаны на изучении роста микроорганизмов в лаборатории или испытаниях пищевых продуктов, произведённых с различным количеством консервантов и намеренно заражённых микробами.
При выборе модели прогнозирования для валидации рецепта или процесса очень важно убедиться, что в неё включено как можно больше параметров, касающихся роста, выживания или деактивации микробов. Чем больше параметров опущено в модели, тем хуже будет прогноз. Так, если продукт с рН=5 производится с добавлением соли, сорбата и лактата, все три вещества должны быть включены в модель, иначе вы рискуете использовать больше консервантов, чем нужно.
Пример
На этих графиках показано снижение числа патогенов при производстве обычной ферментированной колбасы. В её состав входит 3% NaCl, 10 частиц на миллион нитритов, а потеря массы – 25%; её ферментация продолжается 2 дня при температуре 24оС, а высушивание – 16 дней при температуре 16оС.
Модель ConFerm основана на данных 73 экспериментов, где выживание 4 штаммов сальмонеллы, 3 штаммов кишечной палочки и 5 штаммов листерии измерялось при производстве ферментированной и выдержанной колбасы (диаметр 60-100 мм) при относительной влажности воздуха 85-90%. Итак, она включает следующие переменные:
- Температура ферментации
- Содержание соли и воды
- Содержание нитритов
- рН фарша
- рН после ферментации
- рН конечного продукта
- Время производства
- Потери массы при сушке
ConFerm и другие модели прогнозирования, разработанные в Датском Технологическом Институте, являются бесплатными и доступны всем, кто пройдёт регистрацию.
Источник: crispy.news
