Сведения об авторах

1 Сенченко Оксана Викторовна – аспирант кафедры технологии мяса и молока, Башкирский государственный аграрный университет, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, 34, тел: +7(905)3588837, е-mail: Oks1003@mail.ru.

2 Шавалеева Эльза Фануровна- магистрант кафедры технологии общественного питания и переработки растительного сырья, Башкирский государственный аграрный университет, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, 34, тел: +7 (347) 228-07-17, е-mail: thppr13@mail.ru.

Information about the authors

1 Senchenko Oksana Viktorovna – postgraduate student of the Department of technology of meat I. well done, Bashkir state agrarian University, Ufa, he. 50 anniversary of October, 34, tel: +7(905)3588837, e-mail: Oks1003@mail.ru.

2 Shavaleeva Elsa Fanurovna- graduate student of Department of technology of public catering and processing of vegetable raw materials, Bashkir state agrarian University, Ufa, street of 50 years of October, 34, tel: +7(347) 228-07-17, е-mail: thppr13@mail.ru.

УДК 576.8.095.1:637.523

И.Х. Шайсултанова

I. H. Shaysultanova

ФГБОУ ВО «Башкирский государственный аграрный университет»,

Уфа, Россия

Bashkir State Agrarian University, Ufa, Russia

Применение пропионовокислых бактерий при производстве мясных продуктов

THE USE OF PROPIONIC ACID BACTERIA IN THE PRODUCTION OF MEAT PRODUCTS

Аннотация: В статье приводится обзор пропионовокислых бактерий с целью использования в мясной промышленности.

Abstract: The article provides an overview of microorganisms for use in the meat industry.

Ключевые слова: биотехнология, питание, стартовые культуры.

Keywords: biotechnology, food, starter culture

Пропионовокислые бактерии относятся к семейству Propionibacteriaceae, роду Propionibacterium. Другой род этого семейства Eubacterium. После исследований X. Дугласа и С. Гантера в род Propionibacterium стали включать виды анаэробных коринебактерий. Коринебактерии живут на поверхности кожи людей; их выделяют также из угрей, ран, крови, гнойных и мягких тканей. Поскольку поверхность кожи людей - главное место обитания коринебактерий, их также стали называть кожными пропионовокислыми бактериями. Бактерии, выделенные из сыра и молока, называют молочными или классическими. Классические и кожные пропионовые бактерии различают не только места их обитания, но также и ряд биохимических особенностей. Так классические пропионовые бактерии, в отличие от кожных, не образуют индол и не способны к гидролизу желатины. Кроме того, коринебактерии обладают высокой протеолитической активностью и отличаются от молочных пропионовых в отношении температурного оптимума (у кожных пропионовокислых бактерий 37°С и классических 30°С).

Виды рода Propionibacterium (Воробьева, 1995) Классические: P. freudenreichii P. freudenreichii, P. Shermanii; P. thoenii P. thoenii, P. Rubrum; P. jensenii P. jensenii, P. zeae, P. technicum; P. rafftnosaceum, P. Petersonii; P. acidi-propionici P. arabinosum. P. pentosaceum; P. coccoides. Кожные P. acnes Corynebacterium acnes; С. Avidum; P. avidum; P. granulosum С. granulosum; P. propionicum Arachnia propionica; P. limphophilum С. limphophilum.

Главное место обитания классических пропионовокислых бактерий — твердые сычужные сыры. Имеются также данные о выделении ряда видов из почвы, силоса и бродящих олив.

Пропионовокислые бактерии характеризуются как грамм положительные, каталазоположительные, неспорообразугощие, неподвижные, факультативно анаэробные и аэротолерантные палочковидные бактерии [1, 2].

Бактерии растут в пределах температуры 15-40°, возможен рост и при более низкой температуре – 2,8-7,2°С. Оптимальная температура для классических пропионовых бактерий - 28-30°С. Оптимальными значениями рН для роста 6.5-7.0; при рН 5.0 рост практически отсутствует, при рН ниже этого критического уровня жизнеспособность бактерий сильно снижается.

Пропионовокислые бактерии представляют собой плеоморфные палочки 1-5 мкм, часто булавовидной формы с одним концом закругленным, а другим суженым; некоторые клетки могут быть кокковидными, раздвоенными или разветвленными, но нитчатые формы отсутствуют. Наблюдается рудиментарное ветвление в аэробных или анаэробных условиях при низких значениях рН. Размножаются бинарным делением [3].

Цвет колоний у пропионовокислых бактерий желтый, оранжевый, кремовый, красный и коричневый. Их отличает от других бактерий своеобразное "палисадное" расположение клеток наподобие "китайских иероглифов". Клетки неровные, могут быть покрыты слизью, образуя слизистые тяжи. Ряд штаммов P. thoenii и P. jensenii образуют, полисахаридные капсулы. Слизистые капсулы могут защищать клетки от внедрения бактериофага или других вредных воздействий. Отмечается сильное разрастание муреинового слоя, а также поперечных стенок.

Пропионовокислые бактерии характеризуются хорошо развитыми биосинтетическими способностями и могут расти на простой синтетической среде с аммонийным азотом в качестве единственного источника азота при добавлении к среде пантотеновой кислоты и биотина, а для некоторых видов тиамина. Аминокислоты стимулируют рост бактерий, но не существенны для него. Никотинамид также стимулирует рост. У некоторых штаммов бактерий обнаружена способность к азотфиксации [4, 5].

Брожение — это метаболический процесс, при котором регенерируется АТФ, а продукты расщепления органического субстрата могут служить одновременно и донорами, и акцепторами водорода.

В анаэробных условиях представители ПКБ сбраживают глюкозу, сахарозу, лактозу и пентозы, а также лактат, малат, глицерин и другие субстраты. Расщепление гексоз идет по фруктозобисфосфатному пути. Затем к молекуле пирувата присоединяется СО₂, что приводит к формированию четырехуглеродного скелета. Этот процесс получил название гетеротрофной ассимиляции углекислоты. Реакция карбоксилирования пирувата, приводящая к получению щавелево — уксусной кислоты (ЩУК) получила название Вуда Веркмана [6].

Наряду с пропионовой кислотой в качестве продуктов брожения образуются уксусная, янтарная кислоты и СО₂. Кроме основных продуктов в разных количествах в культуральной жидкости пропионовых бактерий обнаружены молочная, муравьиная, изовалериановая кислоты, этиловый и пропиловый спирты, уксусный и пропионовый альдегиды, ацетоин, диацетил, диметилсульфид.

Пропионовокислое брожение обнаружено у бактерий родов Propionibacterium, Rhodospirillum, Micrococcus и др., но только у пропионовых бактерий оно служит главным способом получения энергии, в то время как у других это дополнительный способ существования.

В пропионовокислом брожении участвуют тиамин, биотин, пантотеноевая кислота, рибофлавин, витамин В₁₂. Все пропионовокислые бактерии, как правило, образуют заметные количества витамина В₁₂ [7].

Витамин В₁₂ относится к тетрапирольным соединениям и имеет наиболее сложную структуру из всех неполимерных соединений.

Витамин B₁₂ относят к первичным метаболитам пропионовых бактерий, он накапливается в клетках в виде коферментных форм неполных корриноидов. Он нужен для роста и его накопление идет с небольшим отставанием параллельно росту бактерий. В первые 10 - 14 ч. рост бактерий происходит за счет эндогенного витамина инокулята. Необходимыми условиями для синтеза витамина является определенный уровень метаболитов, таких как сукцинил - КоА, глицин, метионин, АТФ, НАД, ГТФ, флавины. Молодая культура содержит больше этих соединений, но и сама активно утилизирует их. Таким образом, на; раннем этапе развития возникает конкуренция между процессом биосинтеза витамина и другими анаболическими процессами за общие предшественники, поскольку ФАД, НАД и АТФ входят в молекулу витамина как структурные единицы [8].

Показано, что факторы, снижающие скорость роста бактерий — низкая температура, замена органических источников азота минеральными, присутствие незначительных количеств антибиотиков - приводят к увеличению продуктивности клеток по витамину В₁₂.

Пропионовокислые бактерии — возбудители пропионовокислого брожения, сбраживают глюкозу, лактозу и др. углеводы, а также некоторые спирты с образованием пропионовой и уксусной кислот и CO₂. Пропионовокислые бактерии применяют для микробиологического синтеза витамина B₁₂. Выращивают пропионовокислые бактерии на различных питательных средах, содержащих кобальт [9].

Основное энергетическое значение для пропионовокислых бактерий имеют реакции пропионовокислого брожения. Главные продукты брожения -пропионовая, уксусная кислоты и СО₂; минорные продукты; молочная кислота, формиат, янтарная кислота, ацетоин, диацетил.

Пропионовокислые бактерии синтезируют значительные количества жирных кислот, липидов и фосфолипидов, состав которых является таксонометрическим признаком. Липиды пропионовокислых бактерий не только входят в структурные элементы клеток, но играют еще роль защитных компонентов против действия некоторых антибиотиков. Фосфолипиды у пропионовокислых бактерий составляют около 10% от общего количества липидов и представлены в основном фосфотидилмономанноинозитом [10].

Пропионовокислые бактерии нашли широкое применение в сыроделии, при производстве кисломолочных продуктов. Однако об их использовании в мясной промышленности имеются единичные сведения.

Учитывая всю полноту полезных свойств пропионовокислых бактерий, а также их физиологические особенности, находящиеся в соответствии с технологическим режимом процесса созревания мяса, перспективным является использование их в производстве мясных продуктов.