Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Биотехнология пищевых продуктов. Учебное пособие
.pdf
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]
