FERMENTIRANI MESNI PROIZVODI

1. PREHRAMBENO BIOTEHNOLOŠKI FAKULTET Principi biotehnološke proizvodnje hrane FERMENTIRANI MESNI PROIZVODI Mentor: izv.prof.dr.sc. Jasna Mrvčić Sandra Cetin Marijana Fiket Tina Krištić Zagreb, 2014.

2. Meso je… • Nezamjenjiv izvor bjelančevina, vitamina, minerala, masti i drugih nutritivno važnih sastojaka • Pogodan medij za rast i razmnožavanje mikroorganizama zbog svog kemijskog sastava te je izrazito pokvarljiva namirnica Biokonzerviranje= fermentacija + konzerviranje - produžuje održivost i povećava sigurnost hrane upotrebom mikroorganizama i/ili njihovih produkata. • Fermentacijom mesnih proizvoda događaju se različite reakcije u kojima ključnu ulogu imaju mikroorganizmi (autohtoni m.o. ili starter kulture) koji proizvode spojeve i enzime kojima se postižu nova fizikalno-kemijska i organoleptička svojstva mesa • Inhibicija patogenih MO postiže se nadmetanjem primijenjenih MO za hranjivim tvarima i/ili njihovom proizvodnjom jednog ili više antimikrobnih metabolita poput organskih kiselina (mliječna, octena), vodikovog peroksida antimikrobnih enzima, bakteriocina i reuterina.

3. Najpoznatiji fermentirani proizvodi su kulen, kulenovaseka, zimska kobasica, čajna kobasica, srijemska kobasica, mađarska salama, talijanska salama i dr. • Fermentirani mesni proizvodi mogu se podijeliti u dvije grupe: • brzofermentirane proizvode - kratko sušene kobasice • trajne ili sporofermentirane proizvode – dugo sušene kobasice

4. Tablica 1. Razlike u proizvodnji brzo- i sporofermentiranih kobasica

5. PRIPREMA PROCESA Priprema sirovine • Sirovina za proizvodnju trajnih kobasica - meso i čvrsto masno tkivo biološki zrelih mesnatih životinja • Meso mora biti zrelije, odnosno otvorenije strukture a to se postiže npr. hlađenjem minimalno 48 sati nakon klanja pri 0 – 2°C, a zatim zamrzavanjem i skladištenjem nekoliko dana pri -3 do -8°C • Takvo meso se usitnjava i miješa u smjesu za kobasice. Tijekom salamurenja se mesnom tijestu dodaju aditivi (GDL, šećer i škrobni sirup i starter kulture) te smjesa specifičnih začina. • Nakon nadijevanja i hladnog dimljenja, koje obično traje 5-7 dana pri 10 do 15°C kobasice se prenose u komore za zrenje koje imaju mogućnost regulacije Rh, T i brzine strujanja zraka (uspostavljanje optimalnih uvjeta za bioproces!)

6. PRIPREMA PROCESA Priprema inokuluma • Tradicionalna proizvodnja fermentiranih mesnih proizvoda - prirodno prisutni mikroorganizmi • Industrijska proizvodnja – komercijalne starter kulture • Najvažniji MO zastupljeni u komercijalnim starter kulturama za zrenje fermentiranih proizvoda su: a) bakterije iz rodova Staphylococcus i Micrococcus b) bakterije mliječne kiseline iz rodova Lactobacillus i Pediococcus c) kvasac Debaryomyceshansenii d) plijesni iz roda Penicillium Glavni kriterij za odabir starter kultura za proizvodnju FMP je da ne proizvode biogene amine

7. BIOPROCES – ZRENJE FMP • Zrenjem se, djelovanjem mikroorganizama i enzima, dobiva specifična aroma, boja i okus trajnih kobasica. Posebno su tijekom zrenja značajne fizikalne promijene nadijeva, odnosno gubitak vode • Zrenje se provodi u dvije faze: • FAZA INTENZIVNOG ZRENJA u kojoj zbog aktivnosti denitrificirajućih bakterija dolazi do stabilizacije boje, konzistencije i okusa proizvoda b) FAZA USPORENOG ZRENJA koja se provodi pri T > 10°C i smanjenoj Rh (70 – 85%) a obilježava je i česta pojava bijele plijesni koja obrasta kobasicu

8. BIOPROCES – ZRENJE FMP Tablica 1. Optimalni uvjeti u prostorijama za zrenje kulena i kobasica

9. Bioproces – uloga starter kultura • bakterije iz rodova Staphylococcus i Micrococcus - doprinose redukciji nitrata, razgradnji vodikovog peroksida, inhibiciji procesa oksidacije, te doprinose nastanku specifičnog mirisa i okusa proizvoda - sadrže nitrat-reduktazu koja reducira nitrate u nitrite koji stabiliziraju crvenu boju -katalaza su pozitivni – razgrađuju vodikov peroksid koji je jako oksidacijsko sredstvo - stabilizacija boje i okusa proizvoda - najčešće vrste su Staphylococcuscarnosusi Staphylococcusxylosus Stafilokoki - lipolitička i proteolitička aktivnost - nastaju spojevi male molekulske mase - aminokiseline, peptidi, slobodne masne kiseline, aldehidi i amini koji doprinose razvoju specifične arome fermentiranih mesnih proizvoda - osjetljivi su na kiseline pa se redukcija nitrata u nitrite odvija prije fermentacije, odnosno prije nego što BMK postanu dominantna mikroflora

10. Bioproces – uloga starter kultura b) bakterije mliječne kiseline iz rodova Lactobacillus i Pediococcus - razgrađuju ugljikohidrate do mliječne kiseline, snižavaju pH nadijeva i tako utječu na razvitak i održivost boje i konzistencije, brzinu zrenja, sigurnost zrenja te kvalitetu i zdravstvenu ispravnost proizvoda Mliječna kiselina - inhibicija većine nepoželjnih mikroorganizama - izlučuju i ruterin i bakteriocine - bakteriociogeni spojevi koji su dio prirodne mikroflore fermentiranih kobasica su Lactobacilluscurvatusi Lactobacillussakeikoji podnose veće koncentracije soli i nitrita Antimikrobno djelovanje bakterija mliječne kiseline temelj sigurnosti fermentirane hrane

11. Bioproces – uloga starter kultura c) kvasac Debaryomyceshansenii koji povoljno utječe na razvitak arome i stabilnosti boje proizvoda d) plijesni iz roda Penicillium - doprinose razvitku specifičnih svojstava fermentiranih sušenih proizvoda pokrivenih slojem plemenite plijesni

12. BIOPROCES - fizikalne promijene nadijeva djelovanjem m.o. i enzima • Fermentacija šećera - nastaje mliječna kiselina koja snizuje pH nadjeva - oko 5,3-5,4 je izoelektrična točaka - proteini mesa prelaze u gel stanje u kojem pokazuju najmanju sposobnost vezanja vode - odvajanje vode iz nadjeva sušenjem. Ti proteini su također ljepljivi pa utječu na povezivanje mišićnog i masnog tkiva i na nastanak poželjne konzistencije proizvoda • Razgradnja proteina mišićnog tkiva tijekom zrenja - stalno povećanje slobodnih masnih kiselina (alanin, leucin, izoleucin i glutaminska kiselina) i neproteinskih dušikovih spojeva. Dio slobodnih aminokiselina se razgrađuje, osobito pri kraju zrenja, uz nastanak amonijaka, a dio se može dekarboksilirati u nepoželjne biogene amine, u prvom redu histamin. • Tijekom zrenja odvijaju se i značajne promjene u masnom tkivu - djelovanje tkivnih lipaza i lipazamikrokoka - postupno se razgrađuju neutralne masti, esteri kolesterola i fosfolipidi - nastaju nezasićene, a djelomično i zasićene masne kiseline koje pomoću enzima mogu prijeći u hlapljive karbonile te doprinijeti nastanku karakteristične arome.

13. Fermentirani mesni proizvodi = “Mikrobno promijenjena hranjiva podloga s mikrobnim stanicama”- nema izdvajanja biomase niti izdvajanja proizvoda NOVI trend u proizvodnji FMP autohtoni mikroorganizmi + kontrolirana fermentacija Tradicionalni FMP - bez upotrebe komercijalnih starter kultura, što može rezultirati različitom mikrobiološkom (ne)kvalitetom proizvoda te promjenjivom kvalitetom u okusu i konzistenciji. Komercijalni starteri se ne mogu uvijek natjecati sa autohtonom prirodnom mikrobnom populacijom, a nisu niti prilagođeni uvjetima rasta u određenom mesnom proizvodu, pa ponekad ne postižu ni zadovoljavajući stupanj rasta, a time ni zadovoljavajuća senzorska svojstva. Rješenje = izolacija i proizvodnja prirodnih autohtonih starter kultura iz tradicionalnih mesnih proizvoda, koje će biti prilagođene rastu u određenim specifičnim mesnim proizvodima te kontrolirana fermentacija tim m.o.

14. Da bi se produžila održivost mesa, smanjio rizik od kvarenja i spriječila kontaminacija mesa i mesnih proizvoda neophodna je stalna kontrola proizvodnje, odnosno poduzimanje mjera i postupaka koji se temelje na načelima sustava analize opasnosti i kritičnih kontrolnih točaka (HACCP) zajedno s provedbom dobre higijenske prakse.

15. HVALA NA PAŽNJI!!