Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Биотехнология пищевых продуктов. Учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
07.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать
Вид объекта
Исходный
продукт
Продукция
Белок, г
Общая, г
Корова
1 кг корма
14
68 говядины
Свинья
1 кг корма
41
200 свинины
Курица
1 кг корма
49
240 мяса
Fusarium
graminearum
1 кг углеводов + неорганический
азот
136
1080 биомассы,
сырая масса
Компонент
Состав, % (на сухое вещество)
Микопротеин
Постный сырой бифштекс
Белки
47
68
Жиры
14
30
Пищевые волокна
25
следы
Углеводы
10
0
Зола
3
2
РНК
1
следы
Рис. 9.1. Схематичное изображение производства микопротеина
Таблица 9.2
Эффективность конверсии при образовании белка для различных животных и Fusarium graminearum
После проведения всесторонних исследований питательной цен­ности и безвредности микопротеина Министерство сельского хозяй­ства, рыболовства и пищевых продуктов дало разрешение на его про­дажу в Англии. Содержание основных питательных веществ в нем ука- зано в табл. 9.3.
Средний состав микопротеина и сравнение его с составом говядины
Таблица 9.3
131
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Назовите, какова основная роль микроорганизмов при переработке белков.
2. Укажите причины культивирования микроорганизмов в пищевых целях.
3. Определите, каким методом осуществляется промышленное производство
белка одноклеточных организмов. Охарактеризуйте данный процесс выра­щивания.
4. Укажите, в чем сущность непрерывного культивирования микроорганизмов.
5. Перечислите, из каких основных компонентов состоит белок одноклеточ-
ных микроорганизмов.
6. Приведите примеры БОО-продуктов.
7. Дайте определение микопротеину и охарактеризуйте его с позиции пищевой
биотехнологии.
Глава 10. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
РАЗРАБОТКИ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ
10.1. КОМПЛЕКСНЫЙ ПОХОД К РАЗРАБОТКЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ
Доказано, что барьерная технология как концепция полезна для оптимизации параметров консервирования традиционных продуктов питания, а также для разработки новых продуктов питания. Она сходна с концепциями предсказательной микробиологии, анализа степени риска на основании критических точек контроля (НАССР) и практики надлежащей организации производственного процесса (ОМР). Их задачи родственны, но различны: барьерную технологию используют преимущественно при разработке продуктов питания, предсказательную микробиологию – для корректировки процесса, а НАССР или ОМР – для контроля над процессом. Лучше всего комби­нировать концепцию барьерной технологии при разработке продук­тов питания с моделированием роста и выживания микроорганизмов (т. е. с предсказательной микробиологией) и с контролем процесса, основанным на НАССР, или, если это более приемлемо, на ОМР.
132
10.2. РУКОВОДСТВО ПО РАЗРАБОТКЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ
1. Экспериментально определить сенсорные характеристики для модифи-
цированного или нового продукта питания.
2. Наметить в общих чертах практически осуществимую технологию про-
изводства продукта питания.
3. Выработать продукт питания, сперва в лаборатории или на эксперимен-
тальном предприятии, а затем провести анализ полученного продукта на уро­вень рН, аw, содержание консервантов или других подавляющих факторов. Оп­ределить температуру тепловой обработки (если она предусмотрена), срок хра­нения, а также ожидаемый срок хранения.
4. Использовать предсказательную микробиологию для предварительного
определения микробиологической стабильности продукта питания.
5. После этого подвергнуть продукт питания заражению соответствующи-
ми микроорганизмами, отравляющими и портящими продукты питания, ис­пользуя немного большее количество посевного материала и несколько более высокую температуру хранения по сравнению с «нормой», установленной для данного продукта.
6. В случае целесообразности модифицировать барьеры в продукте пита-
ния, учитывая многоцелевое консервирование, сенсорное качество и питатель­ную ценность продукта питания (т. е. «общее качество»).
7. Подвергнуть продукт питания повторному заражению соответствующи-
ми микроорганизмами, отравляющими и портящими продукты питания, и при необходимости снова модифицировать барьеры в продукте питания. На данной стадии для оценки безопасности продукта питания полезна также предсказа­тельная микробиология.
Для надлежащей разработки продуктов питания, консервирован­ных с применением барьерной технологии, предложена процедура, состоящая из 10 шагов и включающая барьерную технологию, пред­сказательную микробиологию и НАССР или ОМР. Данное руково­дство по разработке продуктов питания (табл. 10.1), как доказано, пригодно для решения задач в области разработки и технологической обработки в пищевой промышленности.
Таблица 10.1
Стадии разработки продуктов питания с использованием
комплексного подхода, включающего барьерную технологию,
предсказательную микробиологию, НАССР или ОМР
133
Окончание табл. 10.1
8. После точного определения барьеров в модифицированных или новых
продуктах питания, в том числе допусков, согласовать методы контроля над процессом. Следует отдавать предпочтение физическим или сенсорным мето­дам контроля.
9. На данной стадии следует выработать продукт питания в промышлен-
ных условиях, так как необходимо подтвердить правильность корректировки предложенного производственного процесса.
10. Если для производственного процесса установлены критические точки
и методы контроля, производственный процесс можно контролировать при по­мощи НАССР. Если НАССР представляется нецелесообразным, необходимо определить нормативы промышленного контроля путём количественной ОМР.
Микробиологическая стабильность и безопасность, а также сен­сорное качество наиболее традиционных продуктов питания основа­ны на комбинации консервирующих факторов (барьеров), поэтому при разработке модифицированных или новых продуктов питания тоже применяют комбинации соответствующих барьеров. Но эти барьеры нельзя использовать эмпирически, а только целенаправлен­но, следуя концепции умелого применения барьерной технологии. Выбор барьеров необходимо тщательно сопоставлять с характери­стиками качества и безопасности предполагаемого продукта, а также технологической обработкой, которой предстоит подвергнуть про­дукт. Типы и интенсивность выбранных барьеров должны отвечать требованиям, предъявляемым к подавлению целого ряда микроорга­низмов, которые, как ожидается, присутствуют в сырье в самом раз­ном количестве, и в то же время быть приемлемыми с точки зрения гарантирования сенсорных, питательных и экономических парамет­ров предполагаемого продукта. Есть надежда, что в будущем будут выбирать барьеры по принципу многоцелевого консервирования и с учётом данных, полученных при помощи улучшенных и дополнен­ных моделей лимитов роста. Предсказательная микробиология по­зволяет сделать количественные прогнозы относительно роста и вы­живания микроорганизмов в продуктах питания с использованием компьютерных программ и должна стать составной частью усовер-
134
шенствованной разработки продуктов питания. Несмотря на это, применяя большинство моделей прогнозирования, построенных к на­стоящему времени, можно учесть только до четырёх разных факторов (барьеров). В то время как зачастую 2, 3 или 4 барьера вносят основ­ной вклад в консервирование конкретного продукта питания, нельзя забывать, что многочисленные барьеры обладают возможной значи­тельной ценностью для обеспечения безопасности и качества продук­тов питания, и в некоторых из этих продуктов могут существовать многие, подчас даже неизвестные барьеры, способствующие стабиль­ности указанных продуктов. Действительно, есть вероятность, что в грядущем будут выявлять всё больше таких барьеров и целенаправ­ленно применять их, внедряя более широкий спектр выбора парамет­ров консервирования. Поэтому предсказательная микробиология ещё не стала полностью количественным подходом к барьерной техноло­гии в целом, но позволяет получать довольно точные прогнозы, в ча­стности, о поведении патогенных микроорганизмов в продуктах пи­тания при одновременном учёте наличия нескольких, но наиболее важных, барьеров. Поскольку зачастую не все барьеры, свойственные продукту питания, принимаются во внимание, прогнозы нередко ока­зываются «отказоустойчивыми», т. е. более надёжными, чем это не­обходимо для фактической стабильности реальных продуктов пита­ния. Поэтому жизненно важно подвергнуть разрабатываемые продук­ты питания заражению в лабораторных условиях специально ото­бранными, и, возможно, устойчивыми к стрессу микроорганизмами, отравляющими и портящими продукты питания. Несмотря на то, что предсказательная микробиология не может способствовать устарева­нию данных, полученных методом заражения в лабораторных усло­виях, она может сократить сроки и уменьшить финансовые затраты при разработке продуктов питания, поскольку диапазон значений, при котором необходимо проводить заражение в лабораторных усло­виях, сужается при использовании предсказательной микробиологии.
После надлежащей разработки продуктов питания необходим эффективный контроль производственного процесса. При проверке
135
точек контроля во время производства продуктов питания, консерви­рованных с использованием барьерной технологии, следует отдавать предпочтение физическим или сенсорным методам, поскольку хими­ческие и микробиологические методы отнимают слишком много вре­мени для того, чтобы их можно было использовать при проведении измерений на производственной линии. Быстрое определение време­ни, температуры и уровня рН не создаёт особых проблем, но в про­шлом быстрое измерение степени активности воды было затрудни­тельным. Несмотря на это, стал доступен инструмент для точного из­мерения аw, позволяющий определять аw в диапазоне от 0,999 до 0,780. Длительность измерения зависит от типа продукта; чем вы­ше активность воды в образце, тем меньше длительность измерения. В продуктах питания с высоким содержанием влаги измерение аw за­нимает 10–20 мин, и, поэтому, активность воды в таких продуктах питания можно корректировать в ходе самого производственного процесса. Большинство продуктов питания сначала разрабатывают на экспериментальном предприятии; тем не менее, жизненно важно под­твердить выполнимость выбранного процесса в промышленных усло­виях, так как корректировка процесса часто нуждается в дополни­тельном уточнении, особенно вытекающем из требующих решения инженерных проблем [16].
Для контроля над процессом производства продукта питания це­лесообразно применять НАССР или ОМР. При помощи НАССР кон­тролируют только биологическую, химическую и физическую угрозу для продуктов питания, но не саму микробиологическую стабиль­ность (порчу) и сенсорное качество продукта питания, что даже в производственной практике проблемы безопасности и качества час­то почти совпадают. В силу указанных причин концепция НАССР может оказаться слишком узкой для производства продуктов пита­ния, консервированных с применением барьерной технологии, для которых жизненно важны сенсорное качество и питательная цен­ность, а также микробиологическая безопасность и стабильность, т. е. общее качество. Поэтому в идеале концепцию НАССР следует рас-
136
ширить так, чтобы в неё вошли сенсорное качество и питательная ценность продуктов питания, а также их микробиологическая безо­пасность (отравление продуктами питания) и стабильность (порча). Если это неприемлемо в силу несоответствия принципам НАССР, процесс производства и поставок продуктов питания следует контро­лировать с применением ОМР, но необходимо количественно опре­делить правила или руководство по ОМР для микробиологической стабильности и сенсорного качества каждого продукта питания. При производстве продуктов питания в развивающихся странах в любом случае более приемлемы количественные руководства по ОМР, так как для мелких производителей внедрение НАССР будет затрудни­тельно с практической точки зрения, если принять во внимание необ­ходимость осуществления контроля и ведения документации.
При разработке продуктов питания необходима совместная рабо­та специалистов разных специальностей. Микробиолог должен опре­делить, какие именно типы и интенсивность барьеров необходимы для получения желательной микробиологической безопасности и ста­бильности конкретного продукта питания. В задачи технолога входит определение надлежащих ингредиентов или процессов, обеспечи­вающих наличие данных барьеров в продукте питания с учётом зако­нодательных, технологических, сенсорных и диетологических огра­ничений. Поскольку необходимо также учитывать инженерные, эко­номические и маркетинговые аспекты, разработка продукта питания действительно представляет собой междисциплинарный процесс [16].
10.3. ОЦЕНКА СТЕПЕНИ РИСКА
ПРИ РАЗРАБОТКЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ
Безопасность продуктов питания, консервированных с примене­нием барьерной технологии, как и продуктов питания, консервиро­ванных иными способами или не консервированных, зависит от эф­фективного предотвращения заражения микроорганизмами, отрав­ляющими продукты питания, и/или исключения или подавления дан-
137
ных микроорганизмов в продуктах питания разных типов. Для реше­ния поставленных задач жизненно важна оценка степени разных ви­дов риска, которые необходимо устранить. Более того, среди руково­дителей и работников пищевой промышленности растёт понимание того, что требования, предъявляемые к микробиологическому кон­тролю продуктов питания, должны прочно опираться на научные данные о разных видах риска, которые должны находиться под кон­тролем. Оценка степени риска – наука понимания разных видов угро­зы, вероятности их появления продуктах питания и последствий их появления. Применение НАССР и связанных с ним технических ме­тодов, как отмечалось выше, является самым эффективным средст­вом, помогающим в достижении перечисленных целей, и гаранти­рующим безопасность производства, хранения и поставок продуктов питания. Успешное использование НАССР основывается на точном знании воздействия факторов, влияющих на выживание и возмож­ность роста потенциально опасных микроорганизмов. Тем не менее, даже при значительном объёме такой информации необходимо пони­мать, что нельзя гарантировать полное и абсолютное отсутствие ка­ких бы то ни было факторов риска ни в одном продукте питания. Вместо этого НАССР и другие технические методы имеют целью снижение риска до очень низкого приемлемого уровня. Тогда как НАССР является фундаментальной системой управления риском для производителей продуктов питания, а также всё больше для работни­ков розничной торговли, предприятий общественного питания и т. д., недавно разработанный технический метод количественной оценки степени микробиологического риска (МКА) имеет другую задачу и направлен на предоставление точных общих оценок степени риска для конкретной категории населения, потребляющей данный продукт питания. Технические методы оценки степени риска применяют в химической, машиностроительной и ядерной промышленности в те­чение многих лет, но лишь недавно были разработаны точные методы оценки степени риска, связанного с опасными микроорганизмами, присутствующими в продуктах питания. МКА, несомненно, помогает
138
провести количественный анализ критических точек контроля (ССР), связанных с ними критических лимитов, а также выполнить количе­ственный прогноз степени общего риска и любых изменений в степе­ни риска при выходе критической точки из-под контроля. Но МКА нельзя рассматривать как элемент НАССР. Она является процедурой, осуществляемой правительством, и, в конце концов, используется ор­ганами власти, чтобы установить, представляет ли конкретная микро­биологическая угроза неприемлемо высокий риск для состояния здо­ровья населения, тогда как НАССР является процедурой, осуществ­ляемой работниками промышленности для выявления и контроля над разными видами микробиологической угрозы, связанной с производ­ством и реализацией специфических продуктов питания.
Результатом количественной МКА является построение логическо­го утверждения, связывающего вероятность воздействия микроорга­низма или токсина с вероятностью вызванных им пагубных последст­вий для состояния здоровья покупателя. Если при этом учесть степень тяжести заболевания, вызванного воздействием микроорганизма или токсина, получим количественное описание общей картины риска.
Первая стадия при разработке МКА – принятие положения о це­ли. Оно определяет, какие аспекты следует учитывать (например, продукт питания и процесс его производства, патогенные микроорга­низмы, соответствующие конкретному продукту питания, и соответ­ствующая категория населения, которая будет употреблять данный продукт питания). Что полезнее всего: отражать степень риска как вероятность инфилирования или интоксикации в виде количества случаев на единицу выработанной продукции (например, на 106 еди­ниц и т. д.), или в год, или на единицу количества населения? Вторая стадия – идентификация угрозы, направленная на точное выявление микроорганизмов или токсинов, способных стать причиной беспо­койства, и установление вероятности наличия реального барьера в продукте питания. Следующая стадия – оценка степени воздейст­вия, цель которой – определение количества микроорганизмов или
139
концентрации токсинов, присутствующих в продукте питания на мо­мент приёма пищи. Для получения реалистичных прогнозов о степе­ни воздействия необходимо располагать достоверной информацией о целом ряде факторов: содержании конкретных микроорганизмов в сырье; влиянии на микроорганизмы условий технологической обра­ботки, хранения и поставок; влиянии метода приготовления продукта питания покупателем; размере порции; особой чувствительности от­дельных групп населения (молодёжи, лиц старшего возраста, лиц с нарушениями иммунитета и т. д.). При производстве некоторых про­дуктов питания следует учитывать возможность развития стрессовых реакций, вызванных технологической обработкой и способных при­вести к повышению сопротивляемости или вирулентности микроор­ганизмов. Четвёртая стадия – описание угрозы, являющееся количе­ственной, или, если это невозможно, качественной оценкой природы, степени тяжести и продолжительности пагубного воздействия. Все перечисленные стадии приводят к пятой стадии, описанию риска. На данной стадии оценивают вероятность потребления и степень тяже­сти воздействия на состояние здоровья конкретной категории населе­ния. Шестая стадия – выработка точного, ясного и понятного отчёта.
Соглашение по проведению санитарных и фитосанитарных мер, принятое Всемирной торговой организацией (ВТО), требует, чтобы страны, подписавшие это соглашение, основывали свои законодатель­ные акты, касающиеся охраны здоровья человека, животных и расте­ний, на процессе оценки степени риска. Цель – гарантия, что мероприя­тия, направленные на охрану здоровья, научно обоснованы и не носят характер замаскированного ограничения торговли. Указанное требова­ние стало причиной возобновления интереса к разработке и использо­ванию научно обоснованной количественной оценки степени риска. Количественную оценку степени риска и технические методы НАССР следует, поэтому, использовать при применении любого нового подхо­да, предусматривающего применение барьерной технологии, к консер-
140
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]