ISSN 2414-438X (Print) ISSN 2414-441X (Online)

Theory and Practice of Meat Processing

Теория и практика переработки мяса

Vol. 3 (1), 2018

2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

Федеральное агентство научных организаций Редакционная коллегия: Federal Agency of Scientific Organizations Баженова Баяна Анатольевна, доктор технических наук, (FANO of Russia) доцент, профессор кафедры «Технология мясных Федеральное государственное бюджетное научное и консервированных продуктов» ФГБОУ ВПО Восточно-Сибир­ ский университет технологии и управления, учреждение «Федеральный научный центр г. Улан-Удэ, Россия пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН Белозеров Георгий Автономович, доктор технических наук, Federal State Budgetary Scientific Institution член-корреспондент РАН, директор Всероссийского научно- ­ «V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food исследовательского института холодильной промышленности — Systems of Russian Academy of Sciences» филиал ФГБНУ «Федеральный научный центр пищевых систем (Gorbatov Research Center for Food Systems) им. В.М. Горбатова» РАН, г. Москва, Россия Теория и практика переработки мяса Горлов Иван Федорович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик РАН, научный руководитель ФГБНУ Theory and Practice of Meat Processing «Поволжский научно-исследовательский институт производства Учредитель и издатель: Founder and publisher: и переработки мясомолочной продукции», г. Волгоград, Россия Федеральное государственное бюджетное научное Дедерер Ирина, кандидат технических наук, научный учреждение «Федеральный научный центр пищевых систем сотрудник Института Макса Рубнера, Кульбах, ФРГ. им. В.М. Горбатова» РАН Джорджевич Весна, доктор, директор Института гигиены и технологии мяса, г. Белград, Сербия Federal State Budgetary Scientific Institution Дунченко Нина Ивановна, доктор технических наук, « V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food профессор, заведующая кафедрой «Управление качеством Systems of Russian Academy of Sciences» и товароведения продукции ФГБОУВО «Российский Главный редактор: государственный аграрный университет имени Лисицын Андрей Борисович, доктор технических К.А. Тимирязева», Москва, Россия наук, профессор, академик РАН, научный руководитель Жайлаубаев Жанибек Далелович, доктор технических наук, член корреспондент АСХН РК, директор СФ ТОО «Казахский ФГБНУ «Федеральный научный центр пищевых систем научно-исследовательский институт перерабатывающей им. В.М. Горбатова» РАН, г. Москва, Россия и пищевой промышленности», Заместитель главного редактора: г. Семей, Республика Казахстан Чернуха Ирина Михайловна, доктор технических Замарацкая Галя, доктор наук, Шведский наук, профессор, член-корреспондент РАН, сельскохозяйственный университет, г. Уппсала, Швеция руководитель научного направления ФГБНУ Кочеткова Алла Алексеевна, доктор технических «Федеральный научный центр пищевых систем наук, профессор, руководитель лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов ФГБУН им. В.М. Горбатова» РАН, г. Москва, Россия «Федеральный исследовательский центр питания, Научный редактор: биотехнологии и безопасности пищи», г. Москва, Россия Горбунова Наталия Анатольевна, кандидат Мелещеня Алексей Викторович, кандидат экономических технических наук, ученый секретарь ФГБНУ наук, директор НПРДУП «Институт мясо-молочной «Федеральный научный центр пищевых систем промышленности», г. Минск, Республика Беларусь им. В.М. Горбатова» РАН, г. Москва, Россия Мирошников Сергей Александрович, доктор биологических наук, профессор, директор ФГБНУ «Всероссийский научно- Выпускающий редактор: исследовательский институт мясного скотоводства», Захаров Александр Николаевич, кандидат г. Оренбург, Россия технических наук, старший научный сотрудник, Римарева Любовь Вячеславовна, доктор технических заведующий редакционно-издательским отделом наук, профессор, чл.-корр. РАН, заслуженный деятель ФГБНУ «Федеральный научный центр пищевых науки РФ, заместитель директора Всероссийского научно- систем им. В.М. Горбатова» РАН, исследовательского института пищевой биотехнологии — г. Москва, Россия. филиал ФГБУН «Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи», Адрес редакции и типографии: г. Москва, Россия 109316, Россия, Москва, Талалихина, 26, Рудь Андрей Иванович, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник отдела генетики, биотехнологии Федеральный научный центр пищевых систем и технологии в свиноводстве ФГБНУ «Всероссийский им. В.М. Горбатова РАН. научно-исследовательский институт животноводства имени www.meatjournal.ru академика Л.К. Эрнста», г. Подольск, Россия Журнал зарегистрирован в Роскомнадзоре Риочи Саката, профессор, университет Аджабу, Регистрационные данные: г. Сагамихара, Япония ПИ № ФС77-71611 от 13.11.2017 года Семенова Анастасия Артуровна, доктор технических наук, ЭЛ № ФС77-71609 от 13.11.2017 года профессор, заместитель директора ФГБНУ «Федеральный Периодичность — 4 номера в год. научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН, Издается с 2015 года. г. Москва, Россия Подписной индекс в каталоге «Пресса России» 38871 Тимошенко Николай Васильевич, доктор технических наук, Подписано в печать 29.03.18. профессор, заведующий кафедрой технология хранения и Тираж 1000 экз. Заказ № 110. переработки животноводческой продукции Кубанского ГАУ, Типография ФНЦПС. г. Краснодар, Россия © ФНЦПС, 2018 Ханферьян Роман Авакович, доктор медицинских наук, профессор, заведующий лабораторией иммунологии, ISSN 2414-438X (Print) ФГБУН «Федеральный исследовательский центр питания, ISSN 2414-441X (Online) биотехнологии и безопасности пищи», Москва, Россия

1 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

Федеральное агентство Editorial board: научных организаций Baiana A. Bazhenova, doctor of technical sciences, docent, Federal Agency of Scientific Organizations professor of the chair «Meat and canned product technology», (FANO of Russia) FGBOU VPO East Siberia State University of Technology and Федеральное государственное бюджетное Management, Ulan-Ude, Russia научное учреждение «Федеральный научный центр Georgy A. Belozerov, doctor of technical sciences, corresponding пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН» members of RAS, Director of All-Russian Scientific Research Federal State Budgetary Scientific Institution Institute of Refrigeration Industry — Branch of V.M. Gorbatov Federal «V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Research Center for Food Systems of RAS, Moscow, Russia Systems of Russian Academy of Sciences» Ivan F. Gorlov, doctor of agricultural sciences, professor, (Gorbatov Research Center for Food Systems) academician of RAS, Scientific supervisor of FGBNU «Povolzhskiy Research Institute of Production and Processing of Meat and Dairy Теория и практика переработки мяса Products», Volgograd, Russia Theory and Practice of Meat Processing Irina Dederer, candidate of technical sciences, research worker, Max Rubner-Institut, Kulmbach, Germany. Учредитель и издатель: Founder and publisher: Vesna Djordjevic, doctor, director, the Institute of Meat Hygiene Федеральное государственное бюджетное научное and Technology, Belgrad, Serbia учреждение «Федеральный научный центр пищевых систем Nina I. Dunchenko, doctor of technical sciences, professor, the им. В.М. Горбатова» РАН head of the chair «Product quality management and merchandise Federal State Budgetary Scientific Institution knowledge», FGBOUBO Russian State Agrarian University — «V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Moscow Timiryazev Agricultural Academy, Moscow, Russia Systems of Russian Academy of Sciences» Zhinibek D. Zhailaubaev, doctor of technical sciences, corresponding member of the Academy of Agricultural Sciences Editor-in-Chief: of the Republic of Kazakhstan, Director of the Semey Branch of Andrey B. Lisitsyn , doctor of technical sciences, professor, the Kazakh Scientific Research Institute for Processing and Food Academician of RAS, Scientific supervisor Industry, Semey, The Republic of Kazakhstan of FGBNU «V.M. Gorbatov Federal Research Center Galia Zamaratskaya, candidate of technical sciences, docent, for Food Systems of Russian Academy of Sciences», research worker, the Swedish University of Agricultural Sciences, Moscow, Russia Uppsala, Sweden Deputy Editor-in-Chief: Alla A. Kochetkova, doctor of technical sciences, professor, the Irina M. Chernukha, doctor of technical sciences, head of the «Laboratory of food biotechologies and specialized professor, corresponding members of RAS, products», FGBUN «Federal Research Centre of nutrition, head of the scientific direction FGBNU «V.M. Gorbatov biotechnology and food safety», Moscow, Russia Federal Research Center for Food Systems of Russian Aliaksei V. Meliashchenia, candidate of economical sciences, Academy of Sciences», Moscow, Russia Director of NPRDUP «The Institute of Meat and Dairy Industry» of the Republican Unitary Enterprise «The Scientific-practical Science editor: Center of the Natinonal Academy of Sciences of Belarus for food», Natalia A. Gorbunova, candidate Minsk, the Republic of Belarus of technical sciences, Academic Secretary of FGBNU Sergey A. Miroshhikov, doctor of biological sciences, professor, «V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Director of FGBNU «The All-Russian Research Institute of Beef Systems of Russian Academy of Sciences», Moscow, Russia Cattle», Orenburg, Russia Production editor: Liubov V. Rimareva, doctor of technical sciences, professor, Aleksandr N. Zakharov, candidate of technical sciences, corresponding member of RAS, Honored worker of science of the RF, deputy director of The All-Russian Scientific Research Institute senior ressearch worker, Head of the Editorial and of Food Biotechnology — branch FGBUN «Federal Research Publishing Department of FGBNU «V.M. Gorbatov Federal Centre of nutrition, biotechnology and food safety», Moscow, Research Center for Food Systems of Russian Academy Russia of Sciences», Moscow, Russia Andrey I. Rud, doctor of agricultural sciences, chief research Printing Office: worker of the Department of Genetics, biotechnology and 109316, Talalikhina str. 26, Moscow, Russia, technology in pig of FGBNU «The All-Russian Research Institute Gorbatov Research Center for Food Systems. for Animal Husbandry named after academician L.K. Ernst» www.meatjournal.ru Podolsk, Russia Журнал зарегистрирован в Роскомнадзоре Sakata Ryoichi, PhD, doctor, professor of agricultural sciences, Регистрационные данные: Azabu University, Sagamihara, Japan Anastasiya A. Semenova, doctor of technical sciences, professor, ПИ № ФС77-71611 от 13.11.2017 года Deputy Director of FGBNU «V.M. Gorbatov Federal Research ЭЛ № ФС77-71609 от 13.11.2017 года Center for Food Systems of Russian Academy of Sciences», Frequency — 4 issues a year. Moscow, Russia Published in 2015. Nikolai V. Timoshenko, doctor of technical sciences, professor, Subscription index in the catalogue «Press of Russia» 38871 the head of the chair «Technology of storage and processing of Signed print 29.03.18. animal products» of the Kuban State Agrarian University (Kub Circulation — 1000 copies. Order № 110. SAU), Krasnodar, Russia Printing house — FNCFC. Roman A. Khanferyan, doctor of medical sciences, professor, the © FNCFC, 2018 head of the laboratory of Immunology, FGBUN «Federal Research ISSN 2414-438X (Print) Centre of nutrition, biotechnology and food safety», Moscow, ISSN 2414-441X (Online) Russia

2 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018 Содержание CONTENTS

Кудряшов Л.С., Куприянов В.А., Leonid S. Kudryashov, Vadim A. Kupriyanov, Щербаков И.Т., Крылова В.Б., Ivan T. Scherbakov, Valentina B. Krylova, Густова Т.В. Tatyana V. Gustova ВЛИЯНИЕ КОЛБАСЫ ВАРЕНОЙ THE IMPACT OF THE COOKED SAUSAGE ОБОГАЩЕННОЙ ЛАКТУЛОЗОЙ И ПИЩЕВЫМИ ENRICHED WITH LACTULOSE AND FOOD ВОЛОКНАМИ НА МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ FIBERS ON THE MORPHOFUNCTIONAL СОСТОЯНИЕ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ CONDITION OF THE MUCOUS MEMBRANE ТОЛСТОГО КИШЕЧНИКА OF THE LARGE INTESTINE AND MICROBIOTA И МИКРОБИОЦЕНОЗ У КРЫС...... 4 (MICROBIOCENOSIS) IN RATS...... 4

Иванкин А.Н., Вострикова Н.Л., Andrew N. Ivankin, Natal’ya L. Vostrikova, Куликовский А.В., Олиференко Г.Л. Andrey V. Kulikovskii, Galina L. Oliferenko МИКРОКОМПОНЕНТЫ ПИЩЕВЫХ СИСТЕМ MICROCOMPONENTS OF FOOD SYSTEMS НА ОСНОВЕ ЖИВОТНОГО И ДРУГИХ ВИДОВ BASED ON ANIMAL AND OTHER RAW СЫРЬЯ. ОБЗОР...... 16 MATERIALS. REVIEW...... 16

Лисицын А.Б., Чернуха И.М., Andrey B. Lisitsyn, Irina M. Chernukha, Лунина О.И. Olga I. Lunina СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ MODERN TRENDS IN THE DEVELOPMENT ИНДУСТРИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПИЩЕВЫХ OF THE FUNCTIONAL FOOD INDUSTRY IN ПРОДУКТОВ В РОССИИ И ЗА РУБЕЖОМ...... 29 RUSSIA AND ABROAD...... 29

Горбунова Н.А. Nataliya A. Gorbunova ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ POSSIBILITIES OF USING СТАБИЛЬНЫХ ИЗОТОПОВ STABLE ISOTOPES FOR ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ IDENTIFICATION OF GEOGRAPHICAL ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ МЯСА ORIGIN OF MEAT AND MEAT PRODUCTS. И МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ. ОБЗОР...... 46 A REVIEW...... 46

Фофанова Т.С. Tatyana S. Fofanova ТЕХНОЛОГИЯ СУ-ВИД — ​ SOUS VIDE TECHNOLOGY — ​ НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ КАЧЕСТВА SEVERAL ASPECTS OF QUALITY AND И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ...... 59 MICROBIOLOGICAL SAFETY...... 59

3 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

УДК/UDC 637.524.24:641.56:57.084.1 DOI 10.21323/2414–438X‑2018–3–1–4–15 Оригинальная научная статья ВЛИЯНИЕ КОЛБАСЫ ВАРЕНОЙ ОБОГАЩЕННОЙ ЛАКТУЛОЗОЙ И ПИЩЕВЫМИ ВОЛОКНАМИ НА МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ТОЛСТОГО КИШЕЧНИКА И МИКРОБИОЦЕНОЗ У КРЫС

Кудряшов Л.С.1,* Куприянов В.А.2, Щербаков И.Т. 3, Крылова В.Б.1, Густова Т.В.1 1 Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, Москва, Россия 2 Компания «Керри», Москва, Россия 3 Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н.Габричевского, Москва, Россия

Ключевые слова: пищевые волокна, лактулоза, вареная колбаса, слизистая оболочка кишечника, профилактическая направленность Аннотация В статье представлены исследования по разработке продуктов лечебного и лечебно-профилактического питания для людей с нарушением нормальной кишечной микрофлоры. Установлено, что введение в рецептуру вареной колбасы пи- щевых свекловичных волокон на основе сахарной свеклы, гидратированных в соотношении 1:5, в количестве 10 % к мас- се фарша и лактулозного сиропа, синтезированного из молочного сахара, в количестве 640 мг/кг фарша сохраняет традиционные органолептические свойства продукта. Проведены сравнительные морфометрические, гистохимиче- ские и бактериоскопические исследования влияния вареной колбасы без добавок и колбасы обогащенной пищевыми волокнами и лактулозой на морфофункциональное состояние слизистой оболочки толстого кишечника (СОТК) крыс. Показано значимое увеличение высоты эпителиоцитов поверхностного эпителия, возрастание частоты митозов в эпителии крипт кишечных желез (с 0,6 ± 0,08 % до 1,1 ± 0,04 %), имеется тенденция к повышению содержания бока- ловидных экзокриноцитов (с 21,3 ± 5,5 % до 32,4 ± 18,7 %), при этом мукоциты интенсивно продуцировали альцианпо- зитивную слизь, что свидетельствует о стимулирующем влиянии колбасы, обогащенной лактулозой, на функцио- нальное состояние поверхностного эпителия и кишечных желез слизистой оболочки толстой кишки. На основании результатов исследований влияния пищевых свекловичных волокон и лактулозы, содержащихся в рационе крыс в тол- стом и тонком кишечнике зафиксировано на порядок большее количество бифидо- и лактобактерий в сравнении с контрольной группой животных. Одновременно установлено, что в толстом кишечнике у животных получавших экспериментальную колбасу на порядок выше количество лактобактерий.

Original scientific paper THE IMPACT OF THE COOKED SAUSAGE ENRICHED WITH LACTULOSE AND FOOD FIBERS ON THE MORPHOFUNCTIONAL CONDITION OF THE MUCOUS MEMBRANE OF THE LARGE INTESTINE AND MICROBIOTA (MICROBIOCENOSIS) IN RATS

1 2 3 1 1 Leonid S. Kudryashov ,* Vadim A. Kupriyanov , Ivan T. Scherbakov , Valentina B. Krylova , Tatyana V. Gustova 1 V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia 2 The company «Kerry», Moscow, Russia 3 Moscow Research Institute of Epidemiology and Microbiology G. N. Gabrichevskiy, Moscow, Russia

Key words: food fibers, lactulose, cooked sausage, mucous membrane, preventive focus Abstract The researches on the development of medical and medical-preventive food products for people with violation of normal intestinal microflora are presented in the article. It was found that, the introduction into the formulation of cooked sausage food beet fibers based on sugar beet, hydrated in a ratio 1:5, in amount 10 % to weight of mince and lactulose, synthesized from lactose, in amount 640 mg/kg mince retains the traditional organoleptic properties of the product. There were carried out comparative morphomet- ric, histochemical and bacterioscopic studies of boiled sausage effect without additives and sausage enriched with food fibers and lactulose on the morphofunctional condition of the mucous membrance of the colon (MMC) of rats. Was shown a significant height

Для цитирования: Кудряшов Л.С., Куприянов В.А., Щербаков И.Т., Крылова В.Б., Густова Т.В. Влияние колбасы вареной обогащенной лак- тулозой и пищевыми волокнами на морфофункциональное cостояние слизистой оболочки толстого кишечника и ми- кробиоценоз у крыс. Теория и практика переработки мяса. 2018;3(1):4–15.DOI 10.21323/2414–438X‑2018–3–1–4–15 For citation: Kudryashov L.S., Kupriyanov V.A., Scherbakov I.T., Krylova V.B., Gustova T.V. The impact of the cooked sausage enriched with lact- ulose and food fibers on the morphofunctional condition of the mucous membrane of the large intestine and microbiota (microbio- cenosis) in rats. Theory and practice of meat processing. 2018;3(1):4–15. (In Russ.) DOI 10.21323/2414–438X‑2018–3–1–4–15

4 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

increase of epithelial surface of epithelium, an increase of frequency mitoses in the epithelium crypts of intestinal glands (from 0.6 ± 0.08 % to 1.1 ± 0.04 %), there is a tendency of increasing content of goblet ekzokrinnye (from 21.3 ± 5.5 % to 32.4 ± 18.7 %), while the mucosal were intensively produced allopathically mucus, which indicates the stimulation of sausage, enriched with lactu- lose on the functional status of the surface epithelium and intestinal glands of the mucous membrane of the colon. Based on the studies results of the effect of food beet fibers and lactulose, contained in the ration of rats in large and small intestine were fixed on order greater amount of bifido- and lactobacteries in comparison with the animals control group. Same time, it was found that in the large intestine the number of lactobacilli were much higher in animals receiving experimental sausage.

Введение Целью настоящей работы является выполнение Исследования в нашей стране и за рубежом пока- сравнительных морфометрических, гистохимических зали, что продукты питания являются источником и бактериоскопических исследований влияния ва- природных компонентов пищи, обладающие не толь- реной колбасы без добавок и колбасы обогащенной ко питательной ценностью, но и регулируют многочи- пищевыми волокнами и лактулозой на морфофунк- сленные функции и реакции организма. циональное состояние слизистой оболочки толстого Известно, что многие заболевания у людей связаны кишечника крыс. с нарушением нормальной кишечной микрофлоры, что диктует необходимость проведения исследований Материалы и методы по разработке продуктов лечебного и лечебно-профи- Исследования проводили с отечественным концен- лактического питания, восстанавливающих её. тратом осветленных пищевых свекловичных волокон Наиболее перспективным направлением решения на основе сахарной свеклы и лактулозный сиропом данной задачи является создание функциональных «Лактусан» синтезированным из молочного саха- продуктов, в состав которых входят пищевые волок- ра специально для пищевой промышленности ЗАО на (ПВ) и другие элементы, относящиеся к категории «­Фелицата» (г. Москва). функционального питания [1,2]. Недостаток пищевых В качестве объекта исследования была выбрана волокон в продуктах питания приводит к уменьшению колбаса вареная «Диабетическая». Первоначально сопротивляемости человеческого организма воздей- экспериментально было установлено количество вво- ствию окружающей среды, ухудшению метаболизма димых гидратированных 1:5 свекловичных волокон углеводов в желудочно-кишечном тракте, развитию в количестве 10 % к массе фарша и лактулозы в коли- онкологических заболеваний, снижению работы сер- честве 640 мг/кг фарша в рецептуру колбасных изде- дечно-сосудистой и пищеварительной системы [3]. лий с целью сохранения традиционных органолепти- Для стабилизации нормальной микрофлоры ки- ческих свойств продукта [8]. шечника необходимы вещества, обладающие бифи- Морфологические и бактериоскопические исследо- догенным действием, обеспечивающим микрофлору вания проводили на лабораторных крысах линии Ви- источником углерода и энергии [4]. В качестве бифи- стар массой тела 180 ± 10,0 г. догенного материала в нашей стране наибольшее рас- Животные были распределены по группам (в ка- пространение получила лактулоза [5]. Лактулоза была ждой группе было по 10 крыс) в зависимости от ха- первым, искусственно полученным соединением, вне- рактера кормления: 1-я группа — ​общевиварный корм дренным в широкую практику в качестве бифидоген- (ОВК) — ​интактный контроль, 2-я группа — ​ОВК ного фактора. и колбаса без добавок в соотношении 1:1 — контроль​ В последние годы в публикациях появилась инфор- (К) и 3-я группа ОВК и колбаса в соотношении 1:1, со- мация о определенных взаимоотношениях в кишечни- держащей лактулозу и пищевые волокна. ОВК вклю- ке между растительными волокнами и микрофлорой чал пшеницу, семена подсолнечника, просо, хлопья [6]. Проведенными исследованиями было показано, ячменные, хлопья кукурузные, овсянка, ячмень, горох что пищевые волокна и лактулоза не изменяют ор- плющеный, арахис, плоды рожкового дерева, воздуш- ганолептики продуктов, но вместе с тем придают им ная кукуруза. Суточная потребность в кормах для позитивные свойства, характерные для данных ингре- взрослой крысы составляет 30–32 г. Расчет минималь- диентов [7]. ного потребления колбасы для получения лечебного Однако в имеющихся публикациях отсутствует ин- эффекта для крыс составил 13 г колбасы на 100 г массы формация о влиянии мясных продуктов содержащих тела животных в день [9,10]. пищевые волокна и лактулозу на морфофункциональ- Животные получали указанное питание на фоне ное состояние слизистой оболочки кишечника. обычного водного режима ежедневно, в течение 21 дня. Учитывая эти обстоятельства, были проведены ис- Через 24 ч после последнего кормления крыс выводили следования по использованию свекловичных пищевых из эксперимента декапитацией, извлекали дистальные волокон и лактулозы в рецептуре вареных колбасных участки толстой кишки, сразу фиксировали биомате- изделий для восстановления полезной микрофлоры риал в 10 % нейтральном растворе формалина и зали- толстой кишки подопытных животных. вали в парафин по общепринятой методике [11].

5 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

Исследование проводили на депарафинированных В наложениях слизи на поверхностном эпителии срезах толщиной 5–7 мкм, изготовленных на ротор- СОТК при окраске акридиновым оранжевым выяв- ном микротоме окрашенных: альциановым синим, лялись кампилобактерии в количестве 20–40 микроб- гематоксилином Эрлиха и эозином — ​для гистоло- ных клеток в поле зрения. гического, гистохимического и морфометрического Поверхностные каемчатые эпителиоциты имели исследования; акридиновым оранжевым — ​для бак- цилиндрическую форму, отсутствовали признаки ди- териоскопического выявления кампилобактеров; ос- строфии. Нормохромные ядра этих клеток базально новным фуксином по Циль-Нильсену — для​ выявле- расположены в цитоплазме, кислые гликозаминогли- ния криптоспоридий [12,13]. канам (ГАГ) слабо окрашивались альциановым синим. Изучение микроструктурных препаратов и их фо- Поверхностные эпителиоциты (ПЭ) представлены тографирование проводили на световом микроскопе бокаловидными экзокриноцитами (мукоциты), кото- «Jenaval» (Германия) с подключенной компьютерной рые находились в состоянии умеренной секреторной системой анализа изображения «ВидеТесЕ» с исполь- активности, а кислые ГАГ в их цитоплазме окрашива- зованием программы «Морфо — ​4,0» [11]. лись весьма интенсивно. В поверхностном эпителии Для объективизации морфологического изучения обнаруживались также межэпителиальные лимфоци- слизистой оболочки толстой кишки (СОТК) прово- ты (лимфоциты ПЭ), количество которых составляло дили морфометрическую оценку состояния эпители- 15,0±2,3 %, и некоторое количество (0,5±0,96 %) эози- ального пласта и собственной пластинки слизистой нофильных гранулоцитов. оболочки толстой кишки по 18 параметрам по обще- Кишечные железы контрольной группы животных принятым методикам в ПНИЛ медицинской цитоло- имели трубчатую форму и тесно прилегали друг к дру- гии Российской медицинской академии последиплом- гу в толще слизистой оболочки толстой кишки; их дли- ного образования Министерства здравоохранения РФ на составляла в среднем 275 мкм. Просвет почти всех при непосредственном участии заведующей лаборато- кишечных желез был заполнен альцианопозитивным рией д.м.н., проф. Щербаковой Э.Г. и д.м.н. Щербако- секретом, содержащим сульфомуцины, относящиеся ва И.Т. [14,15]. к гликозаминогликанам. Результаты обрабатывали общепринятыми метода- Столбчатые эпителиоциты крипт кишечных желез ми вариационной статистики с определением средней (эпителиоциты крипт — ЭК)​ не имели дистрофических арифметической (М), отклонений от средней ариф- изменений. В цитоплазме этих клеток нормохромные метической (m), коэффициента достоверности раз- ядра имели типичное базальное расположение, кислые личий (t) с определением достоверного интервала р. ГАГ слабо окрашивались альциановым синим. Бокало- Различия показателей считали достоверными при t ≥ 2 видные экзокриноциты ЭК составляли 21,3±5,5 % среди (р ≥ 0,05). эпителиоцитов крипт и умеренно секретировали слизь, интенсивно окрашивающуюся альциановым синим. Результаты Содержание межэпителиальных лимфоцитов в эпи- Перед началом экспериментов проводили внеш- телиальном пласте кишечных желез (лимфоциты ЭК) ний осмотр животных. Сохранность всех животных составляло 12,3 ±4,6 %. Частота митозов в эпителии ки- была полной (100 %) в течение всего срока опыта. шечных желез (митозы в ЭК) составила 0,6 ± 0,08 %. При проведении исследования хронической токсич- Базальная мембрана поверхностного эпителия ности все кормовые смеси готовили «ex tempore». и кишечных желез была тонкой, с нечеткими грани- В ходе эксперимента анализировали поведенческие цами; кислые ГАГ в ней слабо окрашивались альциа- реакции крыс, их внешний вид, а также массу тела новым синим. и ее среднесуточный прирост. В течение всего экс- В Табл. 1 представлены данные плотности клеточ- перимента у контрольных и опытных животных ного инфильтрата в собственной пластинке (стро- не отмечено ­ каких-либо­ различий в поведенческих ме) слизистой оболочки толстой кишки животных реакциях. контрольной группы и был представлен, в основном, Гистологические исследования материала от крыс макрофагами, лимфоцитами, плазмоцидами, также 1-й группы, получавших ОВК, показало, что состоя- фиброцитами, фибробластами и эозинофильными ние толстой кишки не отличалось от физиологиче- гранулоцитами. Кровеносные сосуды микроциркуля- ской нормы. Просвет толстой кишки имел фестонча- торного русла собственной пластинки СОТК не име- тые очертания. Толщина слизистой оболочки толстой ли каких-либо особенностей, ядра их эндотелиоцитов кишки приведена в (Табл. 1). были округлыми, нормохромными. У животных 2-й группы, получавших общевивар- В наложениях слизи на поверхностном эпителии ный корм и колбасу в соотношении 1:1, просвет тол- слизистой оболочки толстой кишки при окраске акри- стой кишки оставался фестончатым, аналогичным та- диновым оранжевым выявлялись кампилобактеры ковому в интактном контроле. Толщина СОТК также в количестве 20–40 микробных клеток в поле зрения. достоверно не изменялась. Криптостридии не выявлялись.

6 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

Таблица 1. Влияние колбасы и колбасы, обогащенной лактулозой, на морфофункциональное состояние слизистой оболочки толстой кишки у крыс линии Вистар Группа 1 адаптационная Группа 2 Группа 3 норма (AN) (ОВК + колбаса (ОВК + колбаса+лактулоза+ (ОВК) без добавок) пищевые волокна) № Морфометрические параметры интактный- (К) n = 10 контроль n = 10 n = 10

М ± m М ± m t2/1 М ± m t3/1 t3/2 1 Толщина слизистой оболочки, мкм 392 ± 106 286 ± 145 — 274 ± 42,8 — — Поверхностный эпителий (ПЭ): 2,4 2 Высота поверхностных эпителиоцитов, мкм 21,3 ± 2,1 22,9 ± 5,2 — 30,0 ± 3,1 — p < 0,05 3 Бокаловидные экзокриноциты ПЭ,% 7,3 ± 4,1 6,1 ± 3,2 — 5,3 ± 1,9 — — 4 Лимфоциты ПЭ,% 15,0 ± 2,3 11,4 ± 3,8 — 15,0 ± 1,8 — — 0,8 0,8 5 Эозинофильные гранулоциты ПЭ,% 0,5 ± 0,06 0,7 ± 0,09 — — p > 0,05 p > 0,05 Кишечные железы: 6 Глубина крипт, мкм 275 ± 24 199 ± 41 — 252 ± 35 — — 7 Высота эпителиоцитов крипт (ЭК), мкм 17,1 ± 2,1 15,4 ± 2,6 — 16,3 ± 1,6 — — 8 Бокаловидные экзокриноциты ЭК,% 21,3 ± 5,5 28,4 ± 11,0 — 32,4 ± 18,7 — — 9 Лимфоциты ЭК,% 12,3 ± 4,6 9,2 ± 1,8 — 12,4 ± 4,0 — — 2,9 5,6 10 Митозы в ЭК,% 0,6 ± 0,08 0,9 ± 0,1 1,1 ± 0,04 1,96 p < 0,01 p < 0,001 Клеточный инфильтрат стромы: 2,2 1,8 3,5 11 Плотность клеточного инфильтрата, кл/мм2 18933 ± 940 23200 ± 1679 16800 ± 671 p < 0,05 р < 0,001 p < 0,001 3,2 2,9 12 Лимфоциты инфильтрата, кл/мм2 3957 ± 159 5638 ± 486 4855 ± 261 — p < 0,01 p < 0,01 2,9 2,6 13 Плазмоциты инфильтрата, кл/мм2 2600 ± 310 2645 ± 360 — 4099 ± 416 p < 0,01 p < 0,05 5,4 3,5 14 Макрофаги инфильтрата, кл/мм2 4576 ± 159 4501 ± 604 — 1719 ± 501 р < 0,05 р < 0,05 2,6 2,5 15 Фибробласты, кл/мм2 3212 ± 469 4779 ± 380 3237 ± 479 — p < 0,05 p < 0,05 16 Фиброциты, кл/мм2 3465 ± 310 3642 ± 798 — 2251 ± 825 — — 17 Эозинофильные гранулоциты, кл/мм2 1111 ± 469 1995 ± 701 — 655 ± 282 — p > 0,05 Микроорганизмы 60–80 > АN < АN << К 18 Кампилобактерии, (кл. в поле зрения) (++) 10–20 (+++) p < 0,05 p < 0,05 p < 0,05 0–10 0 0 19 Криптоспоридии (кл. в поле зрения) 0 p < 0,05 p < 0,05 p < 0,05

У животных 2-й группы, получавших общевивар- Кишечные железы имели обычное расположе- ный корм и колбасу без добавок, просвет толстой ние, не выявлено изменений заполненности их прос- кишки оставался фестончатым, аналогичным таково- вета альцианопозитивным секретом по сравнению му в интактном контроле. Толщина СОТК также до- с контролем. Глубина крипт также существенно не стоверно не изменялась. изменялась, хотя прослеживалась некоторая тенден- Оставались близкими к адаптационной норме ос- ция к снижению этого показателя. Не выявлено до- новные параметры, отражающие состояние поверх- стоверных отклонений показателей состояния стол- ностного эпителия слизистой оболочки толстой киш- бчатых эпителиоцитов (высота клеток, отсутствие ки — ​форма и размеры поверхностных каемчатых дистрофических изменений, базальное расположение эпителиоцитов, расположение и характер окрашива- нормохромных ядер, слабое окрашивание кислых ГАГ ния их ядер и цитоплазмы. Бокаловидные экзокрино- в цитоплазме), а также процентного содержания бока- циты поверхностных эпителиоцитов умеренно секре- ловидных экзокриноцитов ЭК, которые умеренно се- тировали альцианпозитивную слизь, состоящую из кретировали альцианпозитивную слизь. Существенно кислых ГАГ. Близким к норме было также процентное возросла лишь частота митозов в герминативных зо- содержание межэпителиальных лимфоцитов и эози- нах эпителия кишечных желез. нофильных гранулоцитов в поверхностном эпителии Базальная мембрана поверхностного и желези- (Табл. 1). стого эпителия в слизистой оболочки толстой кишки

7 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

животных этой группы была тонкой и имела четкие развивались в клеточном инфильтрате собственной контуры. пластинки слизистой оболочки толстой кишки. В собственной пластинке СОТК крыс второй груп- По сравнению с животными 2-й группы, получав- пы под влиянием кормления смесью общевиварного шими ОВР и колбасу без лактулозы, отмечено досто- корма и колбасы, отмечено достоверное возрастание верное снижение плотности клеточного инфильтрата плотности клеточного инфильтрата в контроле на на 38,1 % и приближение этого показателя к адаптаци- 22,5 % за счет увеличения лимфоцитов на 42,5 % и фи- онной норме. Существенно изменялось соотношение бробластов на 48,8 %. При этом в составе инфильтрата клеток инфильтрата собственной пластинки СОТК. не было существенных изменений количества плаз- Снижение его плотности по сравнению с предыду- моцитов, макрофагов и фиброцитов и имелась лишь щей группой происходило за счет уменьшения ко- небольшая тенденция к увеличению числа эозино- личества макрофагов, фибробластов и трехкратного фильных гранулоцитов. Сосуды микроциркуляторно- уменьшения количества эозинофильных гранулоци- го русла собственной пластинки слизистой оболочки тов (Табл. 1). При этом количество лимфоцитов в кле- толстой кишки были умеренно полнокровны, но не точном инфильтрате было на уровне 4855 ± 261 кл/мм2, расширены. Стенка сосудов, так же как и ядра эндоте- а число плазмоцитов возросло примерно в 1,5 раза по лиоцитов не имели каких-либо особенностей. сравнению с 1-й и 2-й группами. В наложениях слизи на поверхностном эпите- После применения корма, обогащенного лактуло- лии увеличивалось количество кампилобактерий до зой, контаминация СОТК кампилобактериями была 60–80 клеток в поле зрения и появлялись единичные минимальной (10–20 микробных клеток в поле зре- криптоспоридии (до 10 клеток в поле зрения). ния), а криптоспоридии не обнаруживались [16]. В основной (3-й) группе крыс, в корм которых была введена колбаса, обогащенная лактулозой, морфоме- Обсуждение трические параметры поверхностного и криптального Проведенные исследования показали, что у крыс эпителия СОТК в 78 % случаев были близки к контр- линии Вистар введение в общевиварный корм колба- олю и в 90 % случаев достоверно не отличались от по- сы (животного корма) способствует повышению ан- казателей во 2-й группе (Табл. 1). тигенной нагрузки на организм, о чем свидетельствует Просвет толстой кишки животных этой группы увеличение плотности клеточного инфильтрата стро- имел обычные фестончатые очертания. Поверхност- мы слизистой оболочки толстой кишки за счет содер- ные каемчатые эпителиоциты цилиндрической формы жания в нем лимфоцитов и фибробластов, а также не имели признаков дистрофии и даже увеличивались возрастание обсемененности толстой кишки условно по высоте примерно на 40,8 % по сравнению с контр- патогенными микроорганизмами (кампилобактерия- олем. Их нормохромные ядра имели типичное базаль- ми) и простейшими (криптоспоридиями). ное расположение в цитоплазме, слабо окрашиваемой У крыс опытной группы, получавших колбасу, альциановым синим. Бокаловидные экзокриноциты обогащенную лактулозой, межгрупповые различия клеток поверхностного эпителия активно продуци- по сравнению с контролем (адаптационной нормой), ровали альцианпозитивную слизь, которая окраши- были достоверными по 27,8 % учитываемых морфоме- валась весьма интенсивно. Процентное содержание трических параметров состояния слизистой оболочки лимфоцитов ПЭ существенно не отличалось от пока- толстой кишки. Отмечалось значимое увеличение вы- зателей в контроле и в группе животных, получавших соты эпителиоцитов поверхностного эпителия, возра- с кормом колбасу без лактулозы. стание частоты митозов в эпителии крипт кишечных Трубчатые кишечные железы СОТК крыс 3-й желез (с 0,6 ± 0,08 % до 1,1 ± 0,04 %) и тенденция к по- группы тесно располагались в собственной пластин- вышению содержания бокаловидных экзокриноцитов ке СОТК, их просвет был заполнен альцианпози- (с 21,3 ± 5,5 % до 32,4 ± 18,7 %), при этом мукоциты ин- тивным ГАГ- содержащим секретом. Глубина крипт тенсивно продуцировали альцианпозитивную слизь. (252 ± 35 мкм) и высота криптальных эпителиоцитов Это свидетельствует о стимулирующем влиянии кол- (16,3 ± 1,6 мкм) были на физиологическом уровне, со- басы, обогащенной лактулозой, на функциональное держание бокаловидных экзокриноцитов в эпителии состояние поверхностного эпителия и кишечных же- крипт составило 32,4 ± 18,7 % и мукоциты интенсивно лез слизистой оболочки толстой кишки. продуцировали альцианпозитивную слизь. Часто- В составе лимфоплазмоцитарного инфильтрата та митозов в эпителии крипт составила 1,1 ± 0,04 %. собственной пластинки слизистой оболочки толстой Эозинофильные гранулоциты не были выявлены ни кишки под влиянием лактулозы происходило пере- в криптальном, ни в поверхностном эпителии СОТК. распределение клеток, характеризующееся достовер- Базальная мембрана поверхностного и железистого ным уменьшением количества антигенпрезентиру- эпителия была тонкой и имела четкие контуры. ющих клеток — ​макрофагов — на​ фоне возрастания Более значительные изменения под влиянием количества лимфоцитов и плазмоцитов по сравнению включения в корм колбасы, обогащенной лактулозой, с контролем.

8 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

Колбаса, обогащенная лактулозой, мало влияла на тельствует о стимуляции клеточных факторов местного морфофункциональное состояние поверхностного иммунитета слизистой оболочки толстой кишки. эпителия и кишечных желез, — ​при ее применении На основании результатов исследований влияния отмечалась лишь тенденция к повышению митотиче- пищевых свекловичных волокон и лактулозы, содер- ской активности в эпителии крипт и отсутствовали жащихся в рационе крыс в толстом и тонком кишеч- эозинофильные гранулоциты в поверхностном эпите- нике зафиксировано на порядок большее количество лии слизистой оболочки толстой кишки. Наибольшие бифидо- и лактобактерий в сравнении с контрольной различия между этими группами касались состава группой животных. Одновременно установлено, что клеточного инфильтрата стромы СОТК. в толстом кишечнике у животных получавших экспе- Лактулоза в составе смешанного (общевиварного риментальную колбасу на порядок выше количество и животного) корма индуцировала достоверное сни- лактобактерий. жение клеточной плотности инфильтрата стромы слизистой оболочки толстой кишки за счет значитель- Выводы ного снижения содержания в нем макрофагов, фибро- На основании морфометрических, гистохимиче- бластов и эозинофилов по сравнению с таковыми при ских и бактериоскопических исследований установ- применении колбасы без лактулозы. Количество ма- лено влияния общевиварного корма с добавлением крофагов было в 2,6–2,67 раза ниже, чем во 2-й группе вареной колбасы без добавок и содержанием све- и в контроле. Отмечена также выраженная тенденция кловичных пищевых волокон и лактулозы на мор- к снижению числа эозинофильных гранулоцитов — ​ фофункциональное состояние слизистой оболочки в клеточном инфильтрате их выявлялось почти втрое толстого кишечника крыс показали, что включение меньше, чем во 2-й группе. Это может служить пока- в общевиварный корм колбасы индуцирует пере- зателем уменьшения антигенной нагрузки, постоянно стройку состава клеточного инфильтрата собствен- существующей при использовании как общевиварно- ной пластинки слизистой оболочки толстой кишки, го корма, так и при введении в его состав не физиоло- что свидетельствует о возрастании антигенной на- гичных для крыс продуктов животного происхожде- грузки на организм крыс и способствует контамина- ния (колбасы). ции кишечника кампилобактерами и криптоспори- Снижению антигенной нагрузки при добавлении диями. в состав корма колбасы, обогащенной лактулозой, Полученные в ходе экспериментальных исследова- способствует также меньшая контаминация слизи- ний данные свидетельствуют, что в группе животных стой оболочки толстой кишки кампилобактериями получавших общевиварный корм, включающий ва- и криптоспоридиями. Лактулоза улучшает их эли- реную колбасу с пищевыми волокнами и лактулозой минацию из кишечника благодаря стимулирующему в толстом и тонком кишечнике зафиксировано боль- влиянию на рост и размножение бифидо- и лактобак- ше бифидобактерий, чем в группах опытных крыс терий — ​важнейших представителей нормальной ки- получавших общевиварный рацион и корм с вареной шечной микрофлоры, ответственных за обеспечение колбасой без добавок. Одновременно установлено, что колонизационной резистентности слизистой оболоч- в толстом кишечнике у животных получавших экспе- ки толстой кишки и обладающих антагонистической риментальную колбасу количество лактобактерий на активностью в отношении многих условно патоген- порядок выше в других группах. ных микроорганизмов. На основании полученных данных можно сделать В клеточном инфильтрате стромы слизистой обо- заключение, что свекловичные пищевые волокна лочки толстой кишки животных 3-й группы примерно и лактулоза оказывают коррегирующее воздейст- в 1,5 раза возрастало количество плазмоцитов по срав- вие на микробиоценоз толстого кишечника крыс, нению как с группой животных, получавших колбасу что дает основание рекомендовать их к применению без лактулозы, так и с контролем. Такая плазмоцитарная в мясных продуктах с профилактической направлен- реакция на фоне снижения антигенной нагрузки свиде- ностью.

Introduction The most perspective direction of this problem solution Studies in our country and abroad have shown that, is the creation of functional products, which include food food is a source of natural food components, which have fibers (FF) and other elements, belonging to the category of not only nutritional value, but also regulate numerous functional nutrition [1,2]. The lack of food fibers in prod- functions and reactions of the body. ucts brings to the decreasing of the human body resistance It is known that, many diseases in humans are associ- to the environment, the deterioration in the metabolism ated with the violation of normal intestinal microflora, of carbohydrates in the gastrointestinal tract, the develop- which necessitates research on the development of thera- ment of cancer, and the decreasing of the cardiovascular peutic and preventive food, restoring it. work and digestive systems [3].

9 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

There are necessary substances for stabilizing of the 24 hours after the last feeding, rats were removed from the normal intestinal microflora, with bifidogenic action, experiment by the decapitation, distal portions of the co- which provide the microflora by a source of carbon and lon were extracted, the biomaterial was immediately fixed energy [4]. As a bifidogenic material, in our country, lactu- in 10 % neutral formalin solution and poured into the wax lose received the greatest distribution [5]. Lactulose was by conventional method [11]. the first, artificially produced compound, introduced into The research was performed on dewaxed slices wide practice as a bifidogenic factor. 5–7 mcm thick, made on a rotary microtome painted with: Last years in the publications appeared the informa- alcyan blue, Erlich hematoxylin and eosin — ​for histologi- tion about certain relationships in the intestine between cal, histochemical and morphometric research; acridine plant fibers and microflora [6]. It was shown, in performed orange — for​ bacterioscopic detection of campylobacters; researches, that food fiber and lactulose do not alter the basic fuchsine by ZIEHL-NEELSEN– for the detection of organoleptics of products, but at the same time give them cryptosporidia [12,13]. positive properties characteristic of these ingredients [7]. The microstructural study of drugs and their photogra- However there is no information about the influence phy was performed on a light microscope «Jenaval» (Ger- of meat products containing food fibers and lactulose on many) connected with computer system of image analysis the morphofunctional state of the intestinal mucosa in the «VedeTesE» using the software «Morpho — ​4,0» [11]. available publications. To obtain more objective morphological study of the Taking into account these circumstances, there were mucous membrane of the colon (MMC) conducted the performed researches conducted on the use of beet fibers morphometric assessment of epithelial layer and lamina and lactulose in the formulation of boiled sausage for re- propria of the mucous membrane of the colon by 18 pa- storing the beneficial microflora of the colon of experi- rameters conventional techniques in the PNYL laboratory mental animals. of medical Cytology Russian medical Academy of post- The aim of this work were comparative morphometric, graduate education of the Ministry of Health of the Rus- histochemical and bacterioscopic researches of the boiled sian Federation with the direct participation of the head sausage effect without additives and sausage enriched with of laboratory, MD, Professor E.G. Shcherbakova and MD food fibers and lactulose on the morphofunctional state of I.T. Shcherbakov [14,15]. the mucous membrane of the large intestine of rats. The results were processed by standard methods of variation statistics with the definition of average arithmetic Materials and methods (M), the deviations from the average arithmetic mean (m), The researches were performed with a domestic concen- significance coefficient of differences (t) with the definition trate of clarified food beet fibers on the base of sugar beet of a credible interval p. the Differences of the indicators and lactulose syrup «Laktusan» synthesized from lactose were considered to be significant with t ≥ 2 (p ≥ 0,05). special for the food industry of JSC «Felicata» (Moscow). As an object of the study was chosen boiled sausage Results «Diabetic». Initially experimentally was fixed the number of Before starting the experiment were conducted the ex- injected hydrated 1: 5 beet fibers in the amount of 10 % to the ternal examination of the animals. The safety of all animals mass of mince and lactulose in the amount of 640 mg/kg of was complete (100 %) during the whole period of the ex- mince in the formulation of sausages with aim to preserve periment. During the performing of the research chronic the traditional organoleptic properties of the product [8]. toxicity all feed mixtures were prepared «ex tempore». Morphological and bacterioscopic researches were During the experiment were analyzed the behavioral reac- performed on laboratory rats of the Wistar line weighing tions of rats, their appearance, and also the body weight 180 ± 10.0 g. and its average daily gain. During the whole experiment no The animals were divided into groups (each group differences in behavioral reactions were observed in con- had 10 rats) depending on the nature of feeding: group trol and experimental animals. 1-General food (GF) — ​intact control, group 2 — ​GF and Histological studies of the material from the rats of the sausage without additives in the ratio 1:1-control (K) and 1st group, which had been receiving GF, showed that the group 3 — ​GF and sausage in the ratio 1:1, containing lact- state of the colon did not differ from the physiological norm. ulose and food fibers. There were included in GF wheat, The lumen of the colon had a scalloped shape. The thickness sunflower seeds, millet, barley flakes, corn flakes, oatmeal, of the mucous membrane of the colon is given in (Table 1). barley, flattened peas, peanuts, carob fruits, popcorn. The In 2nd group of animals, receiving General Food and daily requirement for feed for adult rats is 30–32 g. The sausage in the ratio 1: 1, the lumen of the colon remained calculation of the minimum consumption of sausage for scalloped, similar to that in intact control. The thickness therapeutic effect for rats was 13 g of sausage per 100 g of of the mucous membrane of the colon (MMC) is also not body weight per day [9.10]. significantly changed. The animals received the indicated feed on the back- In the superimpositions of mucus on the surface of epi- ground of the usual water regime every day, during 21 day. thelium of the mucous membrane of the colon (MMC) by

10 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

Table 1. The effect of sausages and sausages, enriched with lactulose, on the morphofunctional state of the mucous membrane of the colon of rats Wistar line Group 1 adaptive norm Group 2 (AN) Group 3 (GF+ sausage) (GF) (GF+ sausage + lactulose) (К) № Morphometric parameters the intact n = 10 n = 10 control n = 10

М ± m М ± m t2/1 М ± m t3/1 t3/2 1 The thick-ness of the mucous membrane, µm 392 ± 106 286 ± 145 — 274 ± 42,8 — — Surface epithelium (PE): 2,4 2 The height of surface epithelial cells, µm 21,3 ± 2,1 22,9 ± 5,2 — 30,0 ± 3,1 — p < 0,05 3 Goblet ekzokrinn PE,% 7,3 ± 4,1 6,1 ± 3,2 — 5,3 ± 1,9 — — 4 Lymphocytes PE,% 15,0 ± 2,3 11,4 ± 3,8 — 15,0 ± 1,8 — — 0,8 0,8 5 Eosinophilic granulocytes PE,% 0,5 ± 0,06 0,7 ± 0,09 — — p > 0,05 p > 0,05 Intestinal glands: 6 Crypt depth, µm 275 ± 24 199 ± 41 — 252 ± 35 — — 7 Height of the epithelial cells of the crypts (EK), µm 17,1 ± 2,1 15,4 ± 2,6 — 16,3 ± 1,6 — — 8 Goblet ekzokrinn EK,% 21,3 ± 5,5 28,4 ± 11,0 — 32,4 ± 18,7 — — 9 Lymphocytes EK,% 12,3 ± 4,6 9,2 ± 1,8 — 12,4 ± 4,0 — — 2,9 5,6 10 Mitosis in EK,% 0,6 ± 0,08 0,9 ± 0,1 1,1 ± 0,04 1,96 p < 0,01 p < 0,001 Cell infiltration of the stroma: 2,2 1,8 3,5 11 The density of cell infil-tration, cl/mm2 18933 ± 940 23200 ± 1679 16800 ± 671 p < 0,05 р < 0,001 p < 0,001 3,2 2,9 12 Lymphocytes infiltration, cl/mm2 3957 ± 159 5638 ± 486 4855 ± 261 — p < 0,01 p < 0,01 2,9 2,6 13 Plasma cells infiltration, cl/mm2 2600 ± 310 2645 ± 360 — 4099 ± 416 p < 0,01 p < 0,05 5,4 3,5 14 Macrophages infiltration, cl/mm2 4576 ± 159 4501 ± 604 — 1719 ± 501 р < 0,05 р < 0,05 2,6 2,5 15 Fibroblasts, cl/mm2 3212 ± 469 4779 ± 380 3237 ± 479 — p < 0,05 p < 0,05 16 Fibroblasts, cl/mm2 3465 ± 310 3642 ± 798 — 2251 ± 825 — — 17 Eosinophilic granulocytes, cl/mm2 1111 ± 469 1995 ± 701 — 655 ± 282 — p > 0,05 Microorganisms 60–80 > АN < АN << К 18 Campylobacter, (cl in field of view) (++) 10–20 (+++) p < 0,05 p < 0,05 p < 0,05 0–10 0 0 19 Cryptosporidiums, (cl in field of view) 0 p < 0,05 p < 0,05 p < 0,05 acridine orange colouring were detected campylobacteria in nal glands was filled allenopithecus secret, containing sul- the amount of 20–40 microbial cells in the field of vision. foacids, related to glycosaminoglycan. Surface edematous epithelial cells had a cylindrical The columnar epithelial cells of the crypts of intestinal shape, there were no signs of dystrophy. Normochromic glands (epithelial cells of crypts — EC)​ had no degenera- nuclei of these cells are basally located in the cytoplasm, tive changes. In the cytoplasm of these cells normochromic acid glycosaminoglycans (GAG) poorly stained with alcy- nucleus had a typical basal arrangement, acid glycosami- an by blue. Superficial epithelial cells (PE) presents a goblet noglycans (GAG) poorly stained with alcyan by blue. Gob- ekzokrins (mucosal) that were in a state of moderate secre- let ekzokrinn EK constituted 21.3 ± 5.5 % among the epithe- tory activity, and the sour GAG in their cytoplasm stained lial cells crypts and moderately secreted mucus, intensely very intensively. interepithelial lymphocytes (PE lym- painted by blue altianalis. The content of interepithelial phocytes) were also found in the surface epithelium, the lymphocytes in the epithelial formation of the intestinal amount of which was 15.0 ± 2.3 %, and a certain amount glands (lymphocytes EK) was 12.3 ± 4.6 %. The frequency (0.5 ± 0.96 %) of eosinophilic granulocytes. of mitosis in the epithelium of the intestinal glands (mito- Intestinal glands of the control group of animals had sis in the EC) was 0.6 ± 0.08 %. a tubular shape and closely adjoined to each other in the The basal membrane of the superficial epithelium and in- thickness of the mucous membrane of the colon; their testinal glands was thin, with indistinct borders; acid glycos- length averaged 275 mkm. The lumen of almost all intesti- aminoglycans (GAG) poorly painted with alcyan by blue in it.

11 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

In Table 1 shows the density of the cellular infiltrate expanded. Wall vessels, as well as the nucleus of the endo- in the lamina propria (stroma) of the animals mucosa of thelial cells did not have any specifics. the colon of the control group was represented mainly by In mucus overlays on the superficial epithelium the macrophages, lymphocytes, plasmocytoma also fibrocytes, number of campylobacteria increased to 60–80 cells in the fibroblasts and eosinophilic granulocytes. The blood ves- field of vision and appeared single cryptosporidia (up to sels of the microvasculature lamina propria the mucous 10 cells in the field of vision). membrane of the colon (MMC) did not have any features, In the main (3rd) group of rats, in whose feed sausage the nucleus of the endothelial cells were rounded, normo- enriched with lactulose was introduced, morphometric pa- chromic. rameters of surface and cryptal epithelium of the mucous In mucus overlays on the superficial epithelium of the membrane of the colon (MMC) in 78 % of cases were close colon mucosa during the painting acridine by orange were to control and in 90 % of cases did not differ significantly detected campylobacters in the amount of ­20–40 microbi- from those in the 2nd group (Table 1). al cells in the field of vision. Cryptostegia was not detected. The lumen of the colon of this animals group had In animals of the 2nd group, which received General normal scalloped shape. Surface edema epithelial cells of Food and sausage without additives, the lumen of the colon cylindrical shape had no signs of dystrophy and even in- remained scalloped, similar to that in intact control. The creased in height on 40.8 % compared to the control. They thickness of the mucous membrane of the colon (MMC) is normochromic nucleus had typical basal location in the also not significantly changed. cytoplasm, poorly painted altianalis by blue. The goblet The main parameters reflecting the state of the super- ekzokrinn cells of the surface epithelium actively produced ficial epithelium of the colon mucosa remained close to allopathically mucus, which stained very intensively. The the adaptive norm — ​the shape and size of the superficial percentage of lymphocytes PE did not differ significantly edematous epithelial cells, the location and nature of the from the control group and group of animals, treated with staining of their nuclei and cytoplasm. Goblet ekzokrinn sausage without lactulose in feed. surface epithelial cells were moderately secreted allopathi- Tubular intestinal glands of the mucous membrane cally mucilage, composed from acid glycosaminoglycans of the colon (MMC) rats of the 3rd group were closely (GAG). Close to norm was also the percentage of interepi- located in the lamina propria of the mucous membrane thelial lymphocytes and eosinophilic granulocytes in the of the colon (MMC), their lumen was filled allopathi- superficial epithelium (Table 1). cally glycosaminoglycans (GAG) secret containing. The Intestinal glands had the usual location, there were depth of the crypts (252 ± 35 µm) and height kripalini no changes revealed in the occupancy of the lumen al- epithelial cells (16.3 ± 1.6 µm) were at the physiological lenopithecus secret in compare with control. The depth level, the content of the goblet ekzokrinn in the epithe- of crypts also did not change significantly, although there lium crypts was 32.4 ± 18.7 % and the mucosals were in- was some tendency of this indicator decrease. There were tensively produced allopathically mucus. The frequen- no significant deviations in the state of columnar epithelial cy of mitosis in the epithelium crypts was 1.1 ± 0.04 %. indicators of cells (the height of the cells, the absence of Eosinophilic granulocytes were not detected neither in degenerative changes, basal location normochromic nu- the cryptal no in the surface of the mucous membrane of cleus, weak staining of acid glycosaminoglycans (GAG) in the colon (MMC epithelium. The basal membrane of the the cytoplasm) and the percentage of goblet ekzokrinn EK, superficial and glandular epithelium was thin and had which were moderately secreted the allopathicall mucus. clear contours. The frequency of mitosis significantly increased in germ More significant changes under the influence of forage zones of the epithelium of intestinal glands. inclusion of the sausages in the food, enriched with lactu- The basal membrane of the superficial and glandular lose, developed in the cellular infiltrate lamina propria of epithelium in the animals mucous membrane of the colon the mucosa of the colon. of this group was thin and had clear contours. In compare with the animals of the 2nd group, receiv- In the lamina propria of the mucous membrane of the ing GF and sausage without lactulose, there was a signifi- colon (MMC) rats of the second group is influenced by cant decrease in the density of cellular infiltration on 38.1 % feeding a mixture of General Food and sausage, showed a and the approximation of this indicator to the adaptive significantincrease of density of the cellular infiltrate in the norm. Significantly changed the ratio of cell infiltration of control on 22.5 % because of increase of lymphocytes for the lamina propria of the mucous membrane of the colon 42.5 % and fibroblasts on 48,8 %. At the same time, there (MMC). The decrease in its density compared to the previ- were no significant changes in the number of plasmocytes, ous group was due to a decrease in the number of macro- macrophages and fibroblasts in the infiltration composi- phages, fibroblasts and triple reduction in the number of tion and there was only a slight tendency to the number eosinophilic granulocytes (Table 1). The number of lym- of eosinophilic granulocytes increasing. The vessels of the phocytes in the cellular infiltration was 4855 ± 261 cl/mm2, microcirculatory bed of the own plate of the mucous mem- and the number of plasma cells increased near in 1.5 times brane of the colon were moderately full-blooded, but not compare with the 1st and 2nd groups.

12 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

After application of the food, enriched with lactulose, con- the 2nd group. It can serve as an indicator of reduction of tamination of the mucous membrane of the colon (MMC) antigenic load, ever-present when used as General Food, with campylobacteria was minimal (10–20 microbial cells in and the introduction of the physiological for rats of animal the field of vision), and cryptosporidia was not detected [16]. origin products (sausage). Reduction of antigenic load added to the feed of sausage, Discussion enriched with lactulose, also contributes the less contamina- Performed researches have shown that in rats of the tion of the mucous membrane of the colon by campylobac- Wistar line, the introduction of sausage (animal feed) into teria and Cryptosporidium. Lactulose improves their elimi- the General food helps to increase the antigenic load on nation from the intestine due to the stimulating effect on the the body, as evidenced by the increase in the density of growth and reproduction of bifido and lactobacteria —the ​ cellular infiltration of the stroma of the colon mucosa due most important representatives of normal intestinal micro- to the content of lymphocytes and fibroblasts in it, as well flora responsible for providing colonization resistance of as the increase in colon contamination by conditionally the large intestine mucosa and having antagonistic activity pathogenic microorganisms (campylobacteria) and proto- against many conditionally pathogenic microorganisms. zoa (cryptosporidia). The number of plasma cells increased in cell infiltrate In rats of the experimental group, which received sausage, of the stroma of the mucous membrane of the colon of the enriched with lactulose, intergroup differences in compari- animals of the 3rd group in 1.5 times compared with animal son with control (adaptive norm) were reliable on 27.8 % of group that received a sausage without lactulose, as with the the considered morphometric parameters of a condition of control. Such plasmocytic reaction against the background a mucous membrane of a colon. Were observed a significant of reduced antigenic load indicates stimulation of cell fac- increase in the height of epithelial cells of the surface epithe- tors of local immunity of the colon mucosa. lium, increase in the frequency of mitoses in the epithelium Based on the performed researches of influence of food of the crypts of intestinal glands (0.6 ± 0.08 % to 1.1 ± 0.04 %) beet fibres and lactulose, contained in the food of the rats and a trend to increasing of the content of goblet associacion in the large and small intestines are fixed to the high level (from 21.3 ± 5.5 % to 32.4 ± 18.7 %), while the mucosals were of bifido and lactobacteria in comparison with the control intensively produced allopathically mucus. This indicates group of animals. Same time was found, that in the large the stimulating effect of sausage, enriched with lactulose, on intestine the number of lactobacilli was much higher in the functional state of the superficial epithelium and intesti- animals receiving experimental sausage. nal glands of the colon mucosa. Composed of lymphoplasmacytic infiltration of the Conclusions lamina propria of the mucous membrane of the colon un- Based on the morphometric, histochemical and bacte- der the influence of lactulose has been a redistribution of rioscopic studies, the influence of the General food with cells, characterized by reliable reduction of the number of the addition of boiled sausage without additives and the antigenpresenting cells — ​macrophages — ​in the context content of beet fiber and lactulose on the morphological of increasing the number of lymphocytes and plasma cells and functional state of the mucous membrane of the large in comparison with control. intestine of rats showed that the inclusion of sausage in the Sausage, enriched with lactulose, had little effect on General Food induces the restructuring of the cell infil- the morphofunctional state of the superficial epithelium tration of the own plate of the mucous membrane of the and intestinal glands — ​when it was used, there was only colon, this indicates the increase in antigenic load on the a tendency of mitotic activity increase in the epithelium of body of rats and promotes intestinal contamination with crypts and there were no eosinophilic granulocytes in the campylobacters and cryptosporides. superficial epithelium of the colon mucosa. The greatest The data obtained in the course of experimental stud- differences between these groups affected the composition ies indicate that in the group of animals receiving General of the cellular infiltrate of the stroma of the mucous mem- Food, including boiled sausage with dietary fibers and brane of the colon (MMC). lactulose in the large and small intestine, more bifidobac- Lactulose in the mixed (General food and animal) feed teria was recorded, than in the groups of experienced rats induced a significant decrease in the cellular density of receiving General Food diet and food with boiled sausage stromal infiltration of the colon mucosa due to a signifi- without additives. Same time was found that in the large cant decrease in the content of macrophages, fibroblasts intestine the number of lactobacteria in animals receiving and eosinophils in compare with those in the application experimental sausage was much higher in other groups. of sausage without lactulose. The number of macrophages Based on obtained datas can conclude that the food was in 2.6–2.67 times lower than in the 2nd group and in beet fibers and lactulose exert a corrective influence on the the control. Also was marked the tendency of the number microbiocenosis of the large intestine of rats, which gives of eosinophilic granulocytes decrease — in​ cellular infil- reason to recommend them for using in meat products tration they were revealed almost three times less than in with preventive orientation.

13 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

БИБЛИОГРАФИЧЕКИЙ СПИСОК 1. Вайнштейн, С.Г., Масик, А.М. (1984). Пищевые волокна 10. Белякина, Н.Е., Устинова, А.В., Хвыля, С.И., Сурнина, А.И. и усвояемость нутриентов. Вопросы питания, 3, 6–12. (2008). Медико-биологические аспекты применения пищевых 2. Толстогузов, В.Б. (1985). Роль химии в разработке пер- волокон в функциональных продуктах на мясной основе. Ме- спективных методов получения пищевых продуктов. М, Зна- ждународная научно-практическая конференция, посвященная ние. — 48 с. памяти Василия Матвеевича Горбатова. М, ВНИИМП. 1, 36–40. 3. Уголев, А.М. (1987). Естественные технологии биологиче- 11. Хвыля, С.И. (2002). Научно-методические рекомендации ских систем. Л, Наука. — 317 c. по микроструктурному анализу мяса и мясных продуктов. М, 4. Шендеров, Б.А., Манвелова, М.А. (1997). Функциональ- РАСХН. — 42 с. ное питание и пробиотики: микроэкологические аспекты. М, 12. Леонтьева, Н.И., Щербаков, И.Т., Лиханская, Е.И., Граче- Агар. — 24 c. ва, н.М., Филиппов, В.С., Виноградов, Н.А. (2017). Клинико- 5. Российская лактулоза — ​ХХI век. Научные основы, про- патогенетические аспекты криптоспоридиоза, современные изводство и использование.Под ред. Храмцова А.Г. 2000. М, методы лабораторной диагностики и лечения. Гастроэнтеро- МИИТ. 2000. — 110 с. логия Санкт-Петербурга, № 1, 90–91. 6. Crociani, F., Alessandrini, A., Mucci, M.M., Biavati, B. 13. Лилли, Р.(1969). Патогистологическая техника и практиче- (1994). Degradation of complex carbohydrates by Bifidobacte- ская гистохимия. М, Мир. — 643 с. rium spp. International Journal of Food Microbiology, 24(1–2), 14. Щербаков, И.Т., Леонтьева, Н.И., Грачева, Н.М., Вино­ 199–210. градов, Н.А., Филиппова, О.А. (2017). Морфология слизистой 7. Куприянов, В.А., Кудряшов, Л.С. (2002). Использование оболочки желудка контаминированной хеликобактером крип- балластных веществ и лактулозы в производстве колбас. Ме- тоспоридиями и грибами рода Candida у пациентов с синдро- ждународная научно-практическая конференция, посвящен- мом раздраженного кишечника. Морфологические ведомо- ная памяти Василия Матвеевича Горбатова. М, ВНИИМП. 1, сти, 1(25), 15–19. 56–59. 15. Bancroft, J. D., Gamble, M. (2002). Theory and practice of 8. Колесников В.А., Молотилин Ю.И., Артемьев А.И., Лиси- histological techniques. Edinbugh; London; N. Y.: Churchill Living- цын А.Б., Кудряшов Л.С., Маликова В.И. (2001). Пищевые све- stone. — 796 p. кловичные волокна и возможность их использования в мяс- 16. Леонтьева, Н.И., Грачева, Н.М., Щербаков, И.Т., Хренни- ной промышленности. Все о мясе, 3, 6–8. ков, Б.Н. (2012). Результаты применения некоторых уреазных 9. Гаспер, Г. (2010). Декоративные крысы. Содержание. Кор- экспресс-методов в лабораторной диагностике хеликобакте- мление. Разведение. Лечение/ Пер.с нем. С.Казанцевой. М, риоза. Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные Аквариум Принт. — 64 с. вопросы, 4, 10–12. REFERENCES 1. Weinstein, S., Masik, M. A. (1984). Dietary fiber and nutrients 10. Belyakina, N. E. Ustinova, A.V., Khvylya, S.I., Surnina, A.I. digestibility. Voprosy Pitaniia, 3, 6–12. (In Russian) (2008). Medico-biological aspects of dietary fiber in functional 2. Tolstoguzov, V. B. (1985). The Role of chemistry in the devel- foods based on meat. International scientific and practical con- opment of advanced methods of obtaining food. — ​M: Znanie. — ference dedicated to the memory of Vasily Matveyevich Gorbatov. 48 p. (In Russian) Moscow: VNIIMP, 1, 36–40. (In Russian) 3. Ugolev, A. M. (1987). Natural technologies of biological sys- 11. Khvylya, S. I. (2002). Scientific and methodical recommenda- tems. L: Nauka. — 317 p. (In Russian) tions on microstructural analysis of meat and meat products. M.: 4. Shenderov, B. A., Manvelova, M. A. (1997). Functional food RASKHN. — 42 p. (In Russian) and probiotics: microecological aspects. M: Agar. — 24p. (In Rus- 12. Leontieva, N. I., Shcherbakov, I. T., Lihanskaya, E. I., Grachy- sian) ova, N. M. Filippov, V. S., Vinogradov, N.A. (2017). Clinical and 5. Russian lactulose — ​ХХI century. Scientific basis, produc- pathogenetic aspects of cryptosporidiosis, modern methods of tion and use. Under the editorship of Khramtsov A. G. M.: MIIT. laboratory diagnosis and treatment. Gastroenterology of St Pe- 2000. — 119 p. (In Russian) tersburg, 1, 90–91. (In Russian) 6. Crociani, F., Alessandrini, A., Mucci, M.M., Biavati, B. (1994). 13. Lilly, R. (1969). Pathohistological technique and practical Degradation of complex carbohydrates by Bifidobacterium spp. histochemistry. M.: Mir. — 643 p. (In Russian) International Journal of Food Microbiology, 24(1–2), 199–210. 14. Shcherbakov, I.T., Leontieva, N.I., Grachyova, N.M., Filip- 7. Kupriyanov, V. A., Kudryashov, L. S. (2002). The Use of fi- pov, V.S., Vinogradov N.A., Filippova O.A. (2017). The morphology bres and lactulose in the production of sausages. International of the mucous membrane of the stomach at the its contamination scientific and practical conference dedicated to the memory of helicobacter, cryptosporidium and fungi of the species Candida of Vasily Matveyevich Gorbatov. Moscow: VNIIMP, 1, 56–59. in patients with irritable bowel syndrome Morphological Newslet- (In Russian). ter, 1(25),15–19. (In Russian) 8. Kolesnikov, V. A., Molotilin, Y. I., Artemyev, A. I., Lisitsyn, A.B., 15. Bancroft, J. D., Gamble, M. (2002). Theory and practice of Kudryashov, L. S., Malikova, V.I. (2001). Food beet fiber and the histological techniques. Edinbugh; London; N. Y.: Churchill Living- possibility of their use in the meat industry. Vsyo o myase, 3, 6–8. stone. — 796 p. (In Russian) 16. Leontyeva, N.I., Gracheva, N.M., Shcherbakov, I.T., Khrennikov, 9. Gasper, G.(2010). Decorative rats. Content. Feeding. Breed- B.N. (2012). The results of using some rapid urease tests in the ing. Treatment/ Ed.with it. S. Kuznetsova. M.: Aquarium Print. — laboratory diagnosis of helicobacter pylori infection. Epidemiology 64 p. and Infectious Diseases. Current Items, 4, 10–12. (In Russian)

14 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ AUTHOR INFORMATION Принадлежность к организации Affiliation Кудряшов Леонид Сергеевич — ​доктор технических наук, про- Leonid S. Kudryashov — doctor​ of technical sciences, professor, chief фессор, главный научный сотрудник, Федеральный научный researcher, V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН of Russian Academy of Sciences 109316, г. Москва, ул. Талалихина, д. 26 109316, Moscow, Talalikhina str., 26 Тел.: +7–903–627–33–06 Tel.: +7–903–627–33–06 е-mail: е-mail: * автор для переписки * corresponding author Куприянов Вадим Александрович — кандидат​ технических на- Vadim A. Kupriyanov — ​candidate of technical sciences, Business ук, директор по региональным продажам, компания «Керри» Development Manager, The company «Kerry» 143421, Московская область, Красногорский район, 26-й км авто- 143421, Moscow region, krasnogorskiy district, 26 km Baltiya High- дороги «Балтия» БЦ «РигаЛенд», стр. Б2 way, RigaLand Centre, Bld. B2 Тел.: +7–985–997–27–94 Tel.: +7–985–997–27–94 е-mail: [email protected] е-mail: [email protected] Щербаков Иван Тимофеевич — доктор​ медицинских наук, ве- Ivan T. Scherbakov — doctor​ of medical sciences, leading scientific дущий научный сотрудник патоморфологической группы клини- worker, pathomorphological group of the clinical department, Mos- ческого отдела, Московский научно-исследовательский институт cow Research Institute of Epidemiology and Microbiology G. N. Ga- эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского brichevskiy 125512, г. Москва, ул. Адмирала Макарова, д. 10 125512, Moscow, Admiral Makarov str., 10 Тел.:+7–495–380–20–19 Tel.: +7–495–380–20–19 e-mail: [email protected] e-mail: [email protected] Крылова Валентина Борисовна — доктор технических наук, Valentina B. Krylova — ​doctor of technical sciences, professor, lead- профессор, главный научный сотрудник направления «Техноло- ing research scientist, the chief the Direction «The technology of pro- гия консервированных и экструдированных продуктов питания» duction of canning» of the Department of Scientific Applied and Tech- отдела научно-прикладных и технологических разработок, Феде- nological Developments, V.M. Gorbatov Federal Research Center for ральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН Food Systems of Russian Academy of Sciences 109316, г. Москва, ул. Талалихина, 26. 109316, Moscow, Talalikhina str., 26 Тел. +7–495–676–74–01 Tel.: +7–495–676–74–01 E-mail: [email protected] E-mail: [email protected] Густова Татьяна Владимировна — кандидат​ технических наук, Tatyana V. Gustova — ​candidate of technical sciences, docent, lead- доцент, ведущий научный сотрудник направления «Технология ing research scientist of the Direction «The technology of canned and консервированных и экструдированных продуктов питания» extruded food products» of the Department of Scientific Applied and отдела научно-прикладных и технологических разработок, Феде- Technological Developments, V.M. Gorbatov Federal Research Center ральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН for Food Systems of Russian Academy of Sciences 109316, г. Москва, ул. Талалихина, 26. 109316, Moscow, Talalikhina str., 26 Тел. +7–495–676–74–01 Tel.: +7–495–676–74–01 E-mail: [email protected] E-mail: [email protected] Критерии авторства Contribution Авторы в равных долях имеют отношение к написанию рукописи Authors are equally relevant to the writing of the manuscript, and и одинаково несут ответственность за плагиат equally responsible for plagiarism Конфликт интересов Conflict of interest Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов The authors declare no conflict of interest Поступила 02.10.2017 Received 02.10.2017

15 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

УДК/UDC 664.014 (031) DOI 10.21323/2414–438X‑2018–3–1–16–28 Обзор МИКРОКОМПОНЕНТЫ ПИЩЕВЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ЖИВОТНОГО И ДРУГИХ ВИДОВ СЫРЬЯ. ОБЗОР

Иванкин А.Н.1,* Вострикова Н.Л.2, Куликовский А.В.2, Олиференко Г.Л. 1 1 Московский государственный технический университет (национальный исследовательский университет) им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия 2 Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, Москва, Россия

Ключевые слова: пищевые системы, вкусо-ароматические компоненты, токсиканты Аннотация Рассмотрены вопросы микрокомпонентного состава современных пищевых систем на основе природных видов сырья. Показано, что методы физико-химического анализа позволяют сегодня устанавливать наличие как полезных, так и небезопасных микропримесей с уровнем содержания в продукции от 0,001 до 1–2 мг/кг. Обсуждается влияние микро- количеств свободных амино- и жирных кислот, а также углеводов и витаминов на вкусо-ароматические характери- стики систем. Рассмотрены некоторые аспекты наличия привнесенных микрокомпонентов, к которым отнесены пестициды, антибиотические и химиотерапевтические препараты, гормональные регуляторы, полиароматические углеводороды и некоторые другие токсиканты, а также микроингредиенты, образующиеся в продуктах под воздей- ствием биохимических процессов при хранении. В качестве таких микроингредиентов рассматриваются биогенные амины и другие продукты трансформации макрокомпонентов.

Review paper MICROCOMPONENTS OF FOOD SYSTEMS BASED ON ANIMAL AND OTHER RAW MATERIALS. REVIEW

Andrew N. Ivankin1,* Natal’ya L. Vostrikova2, Andrey V. Kulikovskii2, Galina L. Oliferenko1 1 Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia 2 V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Key words: food systems, taste-aromatic components, ecotoxicants Abstract The problems of the microcomponent composition of modern food systems based on natural raw materials are considered. It is shown that modern methods of physical and chemical analysis make it possible to establish the presence of both useful and un- safe microimpurities with a level of their content in the production from 0.001 to 1–5 mg / kg. The effect of microquantities of free amino and fatty acids, as well as carbohydrates and vitamins, on the flavor and aromatic characteristics of systems is discussed. Some aspects of the presence of introduced microcomponents, which include pesticides, antibiotic and chemotherapeutic drugs, hormonal regulators, polyaromatic hydrocarbons and some other toxicants, as well as microingredients formed in products under the influence of biochemical processes during storage are considered. As such microingredients, biogenic amines and other products of transformation of macrocomponents are considered.

В состав современных пищевых систем входят как которая зачастую находится в матрице пищевой си- макро, так и микрокомпоненты. Сложность форми- стемы в следовых количествах, может представлять рования современных систем на основе природного определенную опасность для человека и носить харак- сырья заключается в необходимости получения пи- тер экотоксикантов [1,2,3,4]. щевого продукта с удовлетворительными вкусо-аро- Традиционное получение пищи заключается в ис- матическими и безопасными для человека характери- пользовании природного пищевого сырья, состоящего стиками, которые во многом связаны с компонентным из основных питательных макрокомпонентов — ​бел- составом микропримесей [1]. ков, жиров и углеводов, содержание которых в про- Составляющими микрокомпонентами таких сис- дукте может составлять от нескольких до 90–95 % [2,3]. тем и продуктов на их основе являются множество хи- К микронутриентам пищевых систем следует отно- мических веществ, пул которых во многом предопре- сить все вещества, которые входят в состав продукта, деляет главное потребительское свойство пищевой вследствие разработанной рецептуры, а также сюда продукции — ​её вкус [1]. Однако, часть таких веществ, следует относить вещества, образовавшиеся в матри-

Для цитирования: иванкин А.Н., Вострикова Н.Л., Куликовский А.В., Олиференко Г.Л. Микрокомпоненты пищевых систем на основе животного и дру- гих видов сырья. Обзор. Теория и практика переработки мяса. 2018;3(1):16–28. DOI 10.21323/2414–438X‑2018–3–1–16–28 For citation: Ivankin A.N., Vostrikova N.L., Kulikovskii A.V., Oliferenko G.L. Microcomponents of food systems based on animal and other raw ma- terials. Review. Theory and practice of meat processing. 2018;3(1):16–28. (In Russ.) DOI 10.21323/2414–438X‑2018–3–1–16–28

16 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

це продукта в результате технологических операций, идентифицируется незначительное количество сво- либо в результате развития биохимических превра- бодных аминокислот. Например, в мышечной ткани щений под воздействием остаточной ферментативной коров, взятой после убоя, обнаруживается до 0,005 % активности при длительном хранении [5,6]. смеси аминокислот, состоящей, г/100 г белка: Иле 4,1; Уровень содержания таких микрокомпонентов Лей 7,5; Лиз 11,5; Мет 4,2; Цис 2,2; Фен 4,3; Тир 4,1; обычно составляет от 0,001 % до 1–2 %. Причем ниж- Тре 5,3; Трп 2,6; Вал 5,1; Ала 3,3; Арг 7,1; Асп 6,4; Гис 4,2; ний количественный уровень обнаружения конкрет- Гли 4,6; Глу 12,3; Про 2,9; Сер 3,3 [7,15]. ного вещества во многом определяется минимальной Аминокислоты не представляют опасности для че- чувствительностью применяемого аналитического ловека. Некоторые используются в качестве аттрак- метода идентификации. По этой причине, многие ве- тантов — ​веществ, усиливающих вкус продукта. На- щества пищи ранее практически не идентифициро- пример, широкое использование в последнее время вались [1,7]. Развитие современных хроматографиче- в пищевых системах глутамината натрия придает про- ских методов анализа, методов иммунно-ферментных, дукции специфический вкус, а самое главное, привы- а также хроматомасс-спектрометрии показывает, что кание к этому вкусу и противоестественное желание в реальных пищевых системах уровень нахождения человека потреблять данный продукт [16]. Глутаминат отдельных ингредиентов может составлять миллион- натрия может провоцировать зависимость потребите- ные доли процента (ppm или даже ppb или ppt), од- ля к конкретному виду продукции, что не может рас- нако влияние таких веществ, все равно, сказывается сматриваться как положительный фактор. на вкусо-ароматической гамме продукции [7,8,9,10,11]. Наличие свободных аминокислот в некоторой сте- Часть таких веществ может позиционироваться как пени способствует изменению вкусовых характери- небезопасные и даже вредные примеси [12,13]. стик продукта. Триптофан в 35 раз слаще сахарозы, ас- Микронутриенты пищевых систем состоят из раз- парагиновая и глутаминовая кислоты кислые на вкус, ных групп химических веществ, которые находятся а в нейтральных растворах в виде солей могут иметь в сырье изначально как природные компоненты. Они приятный и оригинальный вкус, глицин обладает ха- также содержатся в сырье и продуктах как привнесен- рактерным вкусом освежающей сладости, которая ные вещества при химической обработке продукции по интенсивности близка к сахарозе. Сладкие L-ами- в сельскохозяйственном производстве, типа пести- нокислоты: глицин, аланин, серин, пролин. Сладкие цидов, консервантов, стабилизаторов, гормональных ­D-аминокислоты: валин, лейцин, треонин, метионин, регуляторов. Микрокомпоненты также появляются триптофан, гистидин. Соединение L-аспарагиновой в результате технологических операций и соответст- кислоты и метилового эфира фенилаланина под на- вующих химических и биохимических превращениях, званием аспартам в 200 раз слаще сахарозы. Изолей- возникающих как результат биохимических превра- цин, лейцин, тирозин, L-валин, L-гистидин могут при- щений под воздействием микроорганизмов при дли- давать пищевой системе горький привкус [12,17]. тельном хранении, например, афлатоксины, гетероци- Важным естественным микрокомпонентом жи- клические амины [12, 14,15,16]. вотного сырья являются свободные жирные кислоты Микронутриентами естественного происхождения (ЖК). Жировая ткань или органические липиды при- также можно считать минорные продукты гидроли- сутствуют практически в любой пищевой системе. за макрокомпонентов — свободные​ аминокислоты, Жирные кислоты входят в состав жиров и масел в виде образующиеся в результате распада белков, свободные триглицеридов природных цис-форм ЖК. Под воздей- жирные кислоты липидного происхождения, моно- ствием температуры, света, рН и ферментов часть ЖК сахара, образующиеся из углеводов и нуклеотиды — ​ высвобождается, образуя свободные ЖК. Считается, продукты распада ДНК. Общее суммарное количест- что на пищевые цели можно использовать животные во нахождения этих компонентов а нативном сырье жиры с кислотным числом не более 2 мг КОН/г, что животного происхождения обычно составляет сотые примерно соответствует 1 % свободных ЖК в систе- и даже тысячные доли процента [15,16]. В результате ме [18]. Анализ фракции свободных жирных кислот, развития гидролитических процессов под воздействи- выделяемой из образцов сырья и продуктов путем, ем внутренних ферментных систем и развивающейся например, отгонки с паром, показывает, что соотно- микрофлоры, массовая доля естественных микронут- шения свободных ЖК, как правило, являются схожи- риентов может увеличиваться при хранении, как само- ми с общим ЖК составом продукта. Например, сво- го сырья, так и продукции на его основе [1,12,13,14,15]. бодные ЖК свиного жира в количестве 0,1 % от массы В пище содержится много белков, которые построе- сырья, могут содержать следующие основные ЖК,% ны из связанных пептидными связями L-аминокислот. от суммы: С(4:0) и С(6:0) до 0,1; С(8:0), С(10:0), С(14:1), В результате гидролиза, а также естественного движе- С(15:1), С(18:3)n3, С(20:1), С(20:3)n6, С(22:2) и С(22:6)n3 ния питательных веществ в живых организмах, ис- до 0,4; С(15:0) и С(20:0) до 0,3; С(12:0), С(17:1) и С(20:4) пользуемых в дальнейшем для получения сырья пи- n6 до 1,5; С(14:0) и С(16:1) до 4,5; С(16:0), С(18:0) от 10 до щевой системы, обычно в аминокислотном анализе 25; С(17:0), С(19:0) и С(22:0) до 0,7; С(18:1)n9c от 20 до

17 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

42; С(22:1)n9 до 0,8; С(18:2)n6с от 2 до 10; С(18:3)n6 до дания ей привкуса копченой мясной продукции [29]. 2.1; С(20:2) до 0,2 [18,19]. Важными и полезными, с точки зрения современ- В пищевых системах на основе животного сырья ной диетологии, микрокомпонентами пищи являют- не должно содержаться транс-изомеров ЖК. Однако, ся витамины. Типичный витаминный состав мясного использование тепловых режимов, выше 200 оС может сырья на основе говядины или свинины может вклю-

приводить к появлению дополнительного микроин- чать, мг/100 г сырья: витамин А — 0,01;​ В1–0,5; B2–0,3;

гредиента — транс​ -форм ЖК. Например, нагревание, B3–0,2; B4–80,0; B5–0,45; B6–0,3; B9–0,015; B12–0,01; C < а также внесение в пищевую систему добавок марга- 0,001; D — 0,1;​ E — 0,4;​ PP — 5,8;​ H — 0,03.​ Сохранение ринов, заведомо содержащих транс-изомеры ЖК мо- естественного уровня содержания витаминов в сырье жет приводить к появлению транс-формы олеиновой и продуктах на его основе, представляет проблему кислоты — ​элаидиновой. Содержание этой C(18:1)n9t из-за известной неустойчивости и способности к раз- ЖК в жирнокислотном анализе некоторых пищевых рушению в результате температурного воздействия, систем может определяться — ​до 0,6 и более процен- активности окислителей пищевых систем, фермента- тов. В данном случае технология приводит к появле- тивной активности, рН и других факторов. Процесс нию несвойственных микрокомпонентов. В случае разрушения также происходит при длительном хране- существенных температурных нарушений в перегре- нии [30–32]. Так в термически обработанных мясных тых фритюрных жирах этот микрокомпонент может консервах, количество указанных выше витаминов становиться макрокомпонентом, достигая величины может быть на порядок меньше и включать только са- в 30–50 % от суммы ЖК [20,21,22]. мые устойчивые вещества, мг/100 г продукта: витамин

Высокомолекулярные жирные кислоты вкуса и за- А — следы;​ В1–0,06; B2–0,05; B5–0,3; B6–0,15; D — 0,2;​ паха практически не имеют. Низкие С(4:0) — ​С(8:0) E — ​0,1; PP — ​3,0. В ряде случаев, когда специально ЖК обладают достаточно резким, неприятным за- проводится витаминизация продукции, содержание пахом, поэтому их влияние на вкус пищевой систе- отдельных витаминов в готовых продуктах, например, мы происходит на фоне коррекции запаха продукта витамина С, может превышать уровень их естествен- в худшую сторону. Необходимо отметить, что часть ного содержания на порядок [33]. липидов представлены в пищевых системах фосфо- В пищевой продукции на основе животного и др. липидами. Гидролиз фосфолипидов, содержащихся видов сырья вследствие биологического распада, мо- в жирах, может приводить к образованию холина. гут образовываться вредные микрокомпоненты, на- При разложении холина образуются ядовитые веще- зываемые биогенными аминами (БА) [33,34]. ства: нейрин, мускарин, триметиламин. Триметила- Образование БА в основном связано с распадом мин, как основной продукт гниения, может придавать белков. Процессы биохимической деградации белков, животному жиру рыбный запах. Вкус «прогорклого приводят к ухудшению качества продукции и нако- жира» во многом предопределяется наличием свобод- плению потенциально опасных веществ. БА — ​это ных низких ЖК [23,24]. группа азотсодержащих органических соединений Углеводы входят в состав пищевых систем, образуя с алифатической (путресцин, кадаверин, спермин, с белками макрокомплексы. При гидролизе пищевой спермидин), ароматической (тирамин, фенилэтила- системы в ней можно установить наличие свободных мин) или гетероциклической (гистамин, триптамин) углеводов (УВ). Вследствие высокой лабильности, структурой [35,36]. уровень содержания микроингредиентов — УВ​ как БА образуются при порче и разложении продуктов правило очень низкий. Так в животном сырье (говяди- питания, однако повышенные концентрации могут на, свинина) можно зафиксировать наличие в свобод- наблюдаться еще до того, как пища станет испорчен- ном состоянии УВ, мг.%: арабинозы, галактозы, глю- ной или органолептически непригодной. По данным козы, ксилозы, маннозы, рибозы, фруктозы на уровне ВОЗ гистамин может вызывать сильные аллергиче- 0,1–20,0; лактозы и сахарозы в количестве от 0,01 до 0,1 ские реакции, а некоторые биогенные амины, напри- [25,26,27,28]. мер, кадаверин и путресцин, могут усиливать его ал- УВ обладают сладким привкусом и могут положи- лергическое действие [36]. тельно влиять на вкусовую гамму продукции. Среднее Наличие микрокомпонентов — БА​ характерно для содержание свободных УВ в баранине выше, чем в го- разных видов продуктов. В свежем мясе содержание вядине или свинине, что может придавать продукту БА обычно небольшое, принимая во внимание, что сладковатый привкус. Важным фактором формирова- концентрации ди- и полиаминов изменяются в ши- ния вкусовых характеристик пищевых систем на осно- роком диапазоне. Технологическая обработка мясных ве животного сырья является возможность осущест- продуктов также влияет на содержание аминов. По- вления взаимодействия микроколичеств свободных казано, что количество гистамина в вареных колба- УВ и аминокислот — ​реакции Майяра при повышен- сах, до 9 мг/кг, обычно меньше, чем в сухих колбасах ных температурах. Результатом этой реакции является (до 380 мг/кг). Большие концентрации БА были обна- образование продукции коричневого оттенка и при- ружены во всех видах рыбы. Сообщалось об обнару-

18 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

жении до 5 г/кг гистамина и до 3 г/кг тирамина. В дру- симасляной кислоты — 0,09;​ 2,4-дихлорфенокси-­ гих исследованиях средняя концентрация гистамина уксусной кислоты — 0,009;​ 2,4-дихлорфенола — ​0,0003; в макрели составляла от 0,55 г/кг до 1,788 г/кг. Кроме 1,2-дихлорэтана — ​0,03; 1,2 — ​дихлорэтилена — ​0,05; рыбы, биогенные амины обнаружены в сырах, подвер- ди(2-этилгексил)адипината — 0,08;​ ди(2-этилгексил) гшихся длительному хранению. Концентрация гиста- фталата — ​0,008; железа — 0,3;​ кадмия — ​0,003; кси- мина в сырах может достигать 2,6 г/кг и триптамина лола — 0,02;​ линдана — ​0,002; марганца — 0,1;​ меди —​ 2,17 г/кг [37]. 1; 2-метил‑4-хлор-феноксиуксусной кислоты — ​0,002; В растениях было обнаружено до 100 мг/кг серото- метоксихлора — ​0,02; метолахлора — ​0,01; молибде- нина и тирамина. В бобах какао содержится большое на — 0,07;​ молината — 0,006;​ монохлорамина — 3;​ количество фенилэтиламина, тирамина, триптами- монохлорбензола — ​0,01; мышьяка — ​0,01; натрия —​ на и серотонина. Из-за этого амины могут попадать 200; никеля — ​0,02; нитратов — ​50; нитритов — ​3; ни- в шоколад. В бананах тирамин и серотонин тоже трилотриуксусной кислоты — ​0,2; пендиметалина —​ содержатся в ощутимых концентрациях. В кваше- 0,02; пентахлорфенола — ​0,009; перметрина — ​0,02; ной капусте содержание гистамина может достигать пиридата — ​0,1; пропанила — ​0,02; ртути — ​0,001; 200 мг/кг. В пиве уровни биогенных аминов обычно свинца — 0,01;​ селена — ​0,01; сероводорода — ​0,05; ниже 20 мг/л. Имеются сообщения об обнаружении сильвекса — 0,009;​ симазина — 0,002;​ стирола —​ более высоких концентраций тирамина до 74 мг/л 0,004; сульфатов — 250;​ сурьмы — 0,005;​ 2,4,5-Т —​ и кадаверина до 34 мг/л [38,39]. 0,009; текопропа — 0,01;​ тетрахлорэтилена — 0,04;​ Поскольку из БА только гистамин содержится пра- толуола — 0,02;​ тригалометана — 0,001;​ трифлурали- ктически во всех видах продукции, особенно в рыб- на — ​0,02; трихлорацетальдегида — ​0,01; трихлорбен- ной, Регламентом Комиссии ЕС № 2074/2005 установ- зола — ​0,005; трихлортрибутилоловооксида — 0,002; лена ПДУ гистамина для разной рыбной продукции на трихлоруксусной кислоты — ​0,1; 2,4,6-трихлорфено- уровне от 100 до 400 мг/кг. В Российской Федерации ла — 0,002;​ 1,1,1-трихлорэтана — ​2; трихлорэтилена — ​ ПДУ гистамина определен в количестве меньше чем 0,07; формальдегида — 0,9;​ фтора — 1,5;​ хлора — 0,6;​ 100 мг/кг. Все процессы получения и хранения пище- хлордана — 0,0002;​ хлоридов — ​250; хлоритов —​ вой продукции, содержащей белки, должны реализо- 0,2; хлортолурана — ​0,03; 2-хлорфенола — ​0,0001; вываться в условиях минимизации окисления белков хлорциана — 0,07;​ хрома — ​0,05; цианидов — ​0,07; и появления БА [38,39,40]. цинка — 3;​ четыреххлористого углерода — ​0,002; За последние десятилетия научно-технический эпихлоргидрина — ​0,0004; ЭДТА — 0,2;​ этилбензо- прогресс в области сельского хозяйства, а также ла — ​0,002 [41,42,43,44]. Перечисленные компоненты развитие технологических процессов пищевой ин- при попадании в пищевые продукты становятся при- дустрии привели к достаточно существенным из- внесенными микрокомпонентами, за которыми дол- менениям в микрокомпонентах пищевых систем жен устанавливается жесткий контроль [45]. и появлению в продуктах несвойственных им хи- К привнесенным микронутриентам пищи, пре- мических веществ [2,3,4,5,6,7,8,9,10]. Основным ком- жде всего, относятся пестициды. В списке веществ, понентом любой пищевой системы является вода. разрешенных к применению в сельскохозяйственном Большинство микронутриентов, в том числе не- производстве на территории Российской Федерации, безопасных, поступает в пищевые системы имен- находится более 2000 органических веществ, приме- но с водой. По международным требованиям ПДК няемых как пестициды [46]. Однако, необходимый таких веществ в питьевой воде, используемой на контроль за их остаточным содержанием в готовой предприятиях в технологиях производства продук- продукции должным образом не установлен. тов питания, не должна превышать, мг/л,: акрила- Ранее в Российской Федерации действовали норма- мида — ​0,0005; алахлора — ​0,02; алюминия — ​0,2; тивные документы, предписывающие аналитический альдикарба — 0,01;​ альдрина — ​0,00003; аммония —​ контроль за остаточным содержанием 70 пестицидов, 0,2; атразина — 0,002;​ бария — 0,7;​ бенз(а)пирена — ​ наличие большинства из которых в пищевой про- 0,0006; бензатона — 0,03;​ бензола — 0,0007;​ бора —​ дукции не допускалось, мг/кг: абат 1,0; актеллик 0,01; 0,3; броматов — 0,025;​ бромдихлорметана — 0,06;​ алдрин не доп.; амидофос 0,3; атразин 0,02; афуган не бромоформа — ​0,1; винилхлорида — ​0,01; гексах- доп.; аэроль‑2 не доп.; базудин 0,7; базудин не доп.; лорбензола — ​0,001; гексахлорбутадиена — ​0,005; байтекс 0,2; гексахлоран 0,1; гексахлоран 0,01; гептах- гептахлора — 0,00003;​ ДДТ — 0,002;​ дибромацето- лор не доп.; гиподермин-хлорофос не доп.; глак Ц 0,1; нитрила — ​0,1; 1,2-дибром‑3-хлорпропана — 0,001;​ ГХЦГ гамма-изомер 0,1; 2,4-Д-аминная соль не доп.; дибромхлорметана — 0,1;​ дихлорацетонитрила —​ ­2,4-Д-бутиловый эфир не доп.; 2,4-Д-дихлорофенокси- 0,09; 1,2-дихлорбензола — 0,001;​ 1,4-дихлорбензола —​ уксусная кислота не доп.; 2,4-Д-дихлорфенол не доп.; 0,0003; дихлорметана — ​0,02; дихлорпропа — ​0,1; 2,4-Д-кротиловый эфир не доп.; 2,4-Д-малолетучие 1,2-дихлорпропана — 0,02;​ 1,3-дихлорпропена — 0,02;​ эфиры не доп.; 2,4-ДМ не доп.; 2,4-Д-октиловый эфир дихлоруксусной кислоты — ​0,05; 2,4-дихлорфенок- не доп.; 2,4-Д-хлороктиловый эфир не доп.; ДДВФ не

19 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

доп.; ДДТ и его метаболиты 0,1; валексон дерматозоль ного организма. Через несколько лет использования, 0,02; дибром 0,3; диурон не доп.; ДНОК не доп.; дурс- ДЭС, также как и эстрадиол, законодательно были бан 0,1; карбофос не доп.; камбилен не доп.; корал 0,2; запрещены к применению [52]. Однако производите- кремнефтористый натрий 0,4; креолин 0,1; линурон ли начинают сегодня применять новые, пока еще не не доп.; лонтрел 0,3; метилмеркаптофос не доп.; мета- запрещенные регуляторы, например рактопамин [53]. фос не доп.; неопинамин не доп.; дихлоральмочевина Сегодня практически вся продукция, поступающая из не доп.; нитрафен не доп.; нитрофен не доп.; оксамат США, Канады, частично Бразилии выработана с ис- не доп.; педикс не доп.; пентахлорфенолят натрия не пользованием гормональных технологий. доп.; полихлоркампфен не доп.; полихлорпинен не В Регламенте ТС ТР [49] перечислены основные доп.; пропоксур не доп.; реглон 0,01; ртутьсодержа- вещества, которых не должно быть в мясной продук- щие пестициды не доп.; севин не доп.; сероцин не доп.; ции в зависимости от вида сырья, мг/кг: канамицин тиофос не доп.; тирам не доп.; трихлорметафос 0,3; 0,1–2,5; неомицин 0,5–5; паромомицин 0,5–1,5; спекти- трихлорметафос‑3 не доп.; фозалон не доп.; хлорофос номицин 0.3–5; стрептомицин/дигидрострептомицин не доп.; полихом не доп.; циодрин 0,05; цирам не доп.; 0.5–1; цефтиофур 1–6; цефалексин 0,2–1; цефапирин этафос 0,01; фенагон не доп. [47]. 0,05–0,1; цефкином 0,05–0,2; сульфаниламиды 0,1; ба- В последние годы в РФ действуют норматив- квилоприм 0,01–0,15; триметоприм 0,05–0,1; клаву- ные документы, предписывающие контроль пра- лановая кислота 0,1–0,4; линкомицин/клиндамицин ктически только за хлорорганическими пести- 0,1–0,4; пирлимицин 0,1–0,4; тиамфеникол 0,05; флор- цидами (ХОП) по двум показателям: суммарное феникол 0,1–3; флумекин 0,2–1.5; ципрофлоксацин/ содержание α, β, γ-изомеров гексахлорциклогексана энрофлоксацин/пефлоксацин/офлоксацин/норфлок- (ƩГХЦГ), а также суммарное содержание ДДТ и его сацин 0,1–0.3; данофлоксацин 0,05–0.4; дифлоксацин метаболитов. Для животной продукции ПДК по этим 0,1–1.4; марбофлоксацин 0.05–0,15; оксолиновая кис- показателям установлена на уровне 0,1 мг/кг. Для не- лота ­0,05–0.1; эритромицин 0,2; спирамицин 0,3–1; которых видов пищевой продукции на основе жиро- тилмикозин 0,05–1;­ тилозин 0,1; тилвалозин 0,05; ту- вого сырья значения ПДК для ƩГХЦГ и ƩДДТ может латромицин 0,1–3;­ тиамулин 0,5; вальнемулин 0,05–0,1; составлять 1,0–1,25 мг/кг [48,49]. рифампицин 0,1; колистин 0,15; бацитрацин 0.02–0,15; Проведенные нами испытания реальных уровней авиламицин 0,05–0,2; монензин 0,002–0,03; ласало- содержания ХОП: α-ГХЦГ, β-ГХЦГ, γ-ГХЦГ, δ-ГХЦГ, ал- цид 0,005–0.05; нитрофураны < 0,1; метронидазол < дрина, гептахлора, I-эндосульфана, II-эндосульфана, 0,1; стрептотрицины 0,7; тетрациклины 0.01–0,6; пе- эндосульфана, ДДЕ, ДДД, ДДТ и эндрина в продукции нициллины 0,05–0.3; диклазурил 0,005–3; имидокарб на основе животного сырья в отечественных продук- ­0,05–1,5; толтразурил 0.1–0.5; никарбазин 0,025–0.1; тах показывают, что количество этих ХОП в сертифи- робенидин 0.005–0,05; семдурамицин 0,002; наразин цируемой продукции сегодня составляет от 0,001 до 0,005; мадуромицин 0,002; салиномицин 0,002; гало- 0,03 мг/кг при разрешенных ПДК в 0,1 мг/кг. Учиты- фугинон 0,003; декоквинат 0,02; амитраз (2,4-диметок- вая, что ГХЦГ и ДДТ повсеместно запрещены к при- сиамфетамин) 0,1–0.4; левомицетин не допускается менению, этот показатель говорит о реальным уровне 0,0003. данных экотоксикантов в пище [50]. В этот список включены практически все противо- Более высокие значения содержания ХОП в мясной микробные и антибиотические препараты, остаточ- продукции, превышающие ПДК в два и более раз, мо- ные микроколичества которых в пищевом продукте гут наблюдаться в образцах продуктов, полученных из непосредственно угрожают человеку, существенно экологически неблагоприятных районов [51]. нарушая возможные схемы лечения антибиотиками «Зеленая революция» в сельскохозяйственном человека, для которого часть данных потребленных производстве за последние десятилетия привела ранее с пищей препаратов будет не эффективной. к введению в практику различных гормональных В реальной практической сертификации сегодня и лекарственных препаратов, которые используются можно отметить систематическое злоупотребление для интенсификации производства. Применительно обработкой левомицетином рыбных продуктов ки- к получению мясного сырья эта тенденция просле- тайского производства, а также значительное коли- живается примерно следующим образом. Например, честв птицы, содержащей высокие концентрации ни- при выращивании птицы цыпленку вводят до 5 мг/кг трофуранов. массы особи гормона — диэтилстильбэстрола​ (ДЭС). Другим классом привнесенных микрокомпонентов Скорость накопления мышечной массы может уве- являются полиароматические углеводороды (ПАУ). Они личиваться в два три раза. Мясо птицы, полученное выделяющихся из термически нагретой древесины и по- таким образом, может содержать остатки гормона до падают в пищевые системы, получаемые по технологиям 0,005 мг/кг и более. Наличие такого количества гормо- копчения. ПАУ представляют собой достаточно высокий на в «ножках Буша» опасно для потребителя — ​у че- уровень опасности и обладают канцерогенными свойст- ловека нарушается гормональная регуляция собствен- вами [54].

20 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

Показано, что основные ПАУ из тлеющей древе- до 3,47 · 10–5 мкг.л–1.с–1 при росте температуры с 40 до сины, попадают в жировую ткань мясного продук- 55 °С [55]. та при копчении, в частности, при температуре 55 °С Проводимые нами в последнее время исследова- во времени с возрастающей концентрацией, мкг/кг: ния показывают, что микрокомпонентный состав во циклопента[c, d]пирен 0,41–3,43; бенз[a]антрацен 0,18– многом предопределяет вкусо-ароматические харак- 1,25; хризен 0,14–1,19; 5-метилхризен 0,03–0,08; бенз[j] теристики пищевых систем. В состав микрофракций флуорантен 0,01–0,07; бенз[b]флуорантен 0,03–0,92; входит, по данным хроматомас-спектроскопии, не- бенз[k]флуорантен 0,03–0,34; бенз[a]пирен 0,11–0,81; сколько сот различных органических веществ, пе- дибензо[a, l]пирен 0,02–0,03; дибенз[a, h]антрацен 0,1– речень которых приводится в литературе [56,57,58]. 0,18; бенз[g, h, i]перилен 0,37–0,76; инден[1,2,3-сd]пи- Часть этих веществ синергетически формируют вкус рен 0,07–0,40; дибенз[а, е]пирен 0,03–0,64; дибенз[a, i] и аромат продукции, а часть, при определенных кон- пирен 0,01–0,02; дибенз[а, h]пирен 0,01–0,04 [55]. центрациях может быть небезопасными для здоровья Попадание таких веществ в пищевую продукцию не- человека. обходимо минимизировать, поэтому на законодательном уровне предусматривается контроль за их остаточным Выводы содержанием. В настоящее время в отечественной норма- Таким образом, рассмотрение вопросов микро ком- тивной документации установлен предельно допустимый понентного состояния пищевых систем показывает, уровень содержания одного из ПАУ — ​бенз[а]пирена на что современные продукты питания могут включать уровне 1 мкг/кг. В Европейских стандартах действуют разнообразное количество органических соединений, предельные нормы содержания четырех ПАУ: бенз[a] наличие некоторых из них не может рассматриваться пирена, хризена, бенз[а]антрацена и бензо[b]флуоран- как положительный фактор. Высокий уровень отдель- тена, суммарное содержание которых не должно превы- ных микрокомпонентов, по-видимому, и обуславли- шать 2,0 мкг/кг. вает тенденцию проявления различных заболеваний, Жировые компоненты пищевой продукции, в силу многие из которых ранее не были свойственными высокой растворяющей способности в отношении человеку. Формирование научных основ получения ароматических соединений, являются хорошими ак- продуктов с учетом возможных неблагоприятных тен- кумулянтами ПАУ. Максимальная скорость поглоще- денций использования некачественных ингредиентов ния ПАУ липидами жировой фазы на начальных ста- является важной задачей изготовления и использова- диях процесса копчения может изменяться с 0,14 · 10–5 ния современных пищевых систем.

The composition of modern food systems includes both under the influence of the residual enzymatic activity dur- macro- and microcomponents. The complexity of the for- ing long-term storage [5,6]. mation of modern systems based on natural raw materials The level of such microcomponents is usually from resides in the need to obtain a food product with satisfac- 0.001 % to 1–2 %. Moreover, the lower quantitative level of tory taste-aromatic and safety characteristics, which are detection of a particular substance is largely determined by largely related to the component composition of trace im- the minimum sensitivity of the applied analytical method purities [1]. of identification. For this reason, previously, many food The constituent microcomponents of such systems substances were practically not identified [1,7]. The devel- and products based on them are a multitude of chemical opment of the modern chromatographic analytical meth- substances, the pool of which largely determines the main ods, the methods of enzyme-linked immunosorbent assay, consumer property of food products — their​ taste [1]. as well as chromatography mass spectrometry shows that However, some of these substances, which are often found in the real food systems, the level of the presence of certain in the food system matrix in trace amounts, can present a ingredients can be a millionth of one percent (ppm or even certain hazard to humans and have the character of eco- ppb or ppt); however, an impact of these substances, nev- toxicants [1,2,3,4]. ertheless, affects product flavor [7,8,9,10,11]. Part of these Traditional food production resides in the use of natu- substances can be positioned as unsafe or even harmful ral food raw materials that consist of the main nutritional impurities [12,13]. macrocomponents — ​proteins, fats and carbohydrates, the Micronutrients of food systems consist of different content of which in the product can range from several to groups of chemical substances that are in the raw mate- 90–95 % [2, 3]. rials initially as natural components. They are also found Micronutrients of food systems include all substances in raw materials and products as incorporated substances that are part of the product as a result of the developed during the chemical processing of products in agricultural formulation, as well as the substances formed in the prod- production, such as pesticides, preservatives, stabilizers, uct matrix as a result of technological operations, or as a hormonal regulators. Microcomponents also appear as a result of the development of biochemical transformations result of technological operations and the corresponding

21 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018 chemical and biochemical transformations, that arise as a cis-forms of FA. Under the influence of temperature, light, result of biochemical transformations under the action of pH and enzymes, part of the FA is released, forming free microorganisms during long-term storage, for example, af- FA. It is believed that for food purposes, animal fats with latoxins, heterocyclic amines [12, 14,15,16]. an acid number of not more than 2 mg KOH / g can be Micronutrients of natural origin can also be regarded as used, which corresponds approximately to 1 % of free FA in minor products of hydrolysis of macrocomponents — ​free the system [18]. Analysis of the fraction of free fatty acids amino acids formed as a result of protein breakdown, free released from samples of raw materials and products by, fatty acids of lipid origin, monosaccharides formed from for example, stripping with steam, shows that the ratios of carbohydrates and nucleotides — ​products of DNA decay. free FA are generally similar to the total FA composition of The total amount of these components in the native raw a product. material of animal origin usually amounts to hundredths For example, free FA of pork fat in an amount of 0.1 % of and even thousandths of a percent [15,16]. As a result of the raw material weight, can contain the following main fatty development of hydrolytic processes under the influence acids (% of the sum): C (4:0) and C (6:0) to 0.1; C (8:0), of intrinsic enzyme systems and developing microflora, the C (10:0), C (14:1), C (15:1), C (18:3) n3, C (20:1), C (20:3) n6, mass fraction of natural micronutrients may increase dur- C (22:2) and C (22:6)n3 to 0.4; C (15:0) and C (20:0) to 0.3; ing storage of both raw materials and products based on it C (12:0), C (17:1) and C (20:4)n6 to 1.5; C (14:0) and C (16:1) [1,12,13,14,15]. to 4.5; C (16:0), C (18:0) from 10 to 25; C (17:0), C (19:0) Foods contain many proteins, which are built from L- and C (22:0) to 0.7; C (18:1)n9c from 20 to 42; C (22:1)n9 amino acids linked by peptide bonds. As a result of hydro- to 0.8; C (18:2)n6с from 2 to 10; C (18:3)n6 to 2.1; C (20:2) lysis and natural transfer of nutrients in living organisms to 0.2 [18,19]. that are subsequently used in production of raw materi- Food systems based on animal raw materials should als for food systems, a small amount of free amino acids not contain trans-isomers of FA. However, the use of ther- is usually identified in amino acid analysis. For example, mal regimes above 200 °C can lead to the appearance of in the bovine muscle tissue taken after slaughter, up to an additional microingredient — ​trans-forms of FA. For 0.005 % of the amino acid mixture is found, which consists example, heating, as well as adding to a food system addi- of (g/100 g protein): isoleucine 4.1; leucine 7.5; lysine 11.5; tives margarines, which knowingly contain trans-isomers cysteine 2.2; phenylalanine 4.3; tyrosine 4.1; threonine 5.3; of FA can lead to the appearance of a trans-form of oleic tryptophan 2.6; valine 5.1; alanine 3.3; arginine 7.1; aspartic acid — ​elaidic acid. The content of C (18:1)n9t FA in the fat- acid 6.4; histidine 4.2; glycine 4.6; glutamic acid 12.3; pro- ty acid analysis of some food systems can be up to 0.6 and line 2.9; serine 3.3 [7,15]. more%. In this case, technology leads to the appearance of Amino acids do not pose a hazard to humans. Some unusual microcomponents. In the case of the substantial are used as attractants — substances​ that enhance a taste temperature abuse in superheated fats for deep drying, this of a product. For example, the current widespread use of microcomponent can become a macrocomponent, reach- monosodium glutamate in food systems gives products a ing a value of 30–50 % of the sum of the FA [20,21,22]. specific taste, and most importantly, causes addiction to High molecular weight fatty acids practically do not have this taste and unnatural desire in an individual to con- taste and odor. Low molecular weight FA (C (4:0) — ​C (8:0)) sume this product [16]. Monosodium glutamate can pro- have a rather sharp, unpleasant odor, so their influence on voke consumer’s dependency on a particular product type, a taste of a food system occurs against the background of which cannot be considered a positive factor. negative correction of a product odor. It should be noted The presence of free amino acids to some extent con- that some lipids are present in food systems as phospholip- tributes to changes in the taste characteristics of a product. ids. Hydrolysis of phospholipids contained in fats can lead to Tryptophan is 35 times sweeter than sucrose, aspartic and the formation of choline. During the decomposition of cho- glutamic acids taste sour, and can have a pleasant and orig- line, poisonous substances are formed: neurin, muscarine, inal taste in the neutral solutions in a form of salts, glycine trimethylamine. Trimethylamine, as the main product of has a characteristic taste of refreshing sweetness, which is putrification, can give the animal fat a fishy odor. The taste close in intensity to sucrose.The sweet L-amino acids are of «rancid fat» is largely predetermined by the presence of glycine, alanine, serine, proline. The sweet D-amino acids free low molecular weight FA [23,24]. are valine, leucine, threonine, methionine, tryptophan, Carbohydrates are part of food systems that form macro- histidine. Aspartame, a compound of L-aspartic acid and complexes with proteins. The presence of free carbohydrates methyl ester of phenylalanine, is 200 times as sweet as su- (CH) can be established in a food system upon its hydroly- crose. Isoleucine, leucine, tyrosine, L-valine and L-histi- sis. Due to high lability, the content of the microingredients dine can give a food system a bitter taste [12,17]. (CH) is usually very low. For example, in animal raw mate- An important natural microcomponent of animal raw rials (beef, pork) it is possible to record the presence in the materials are free fatty acids (FA). The fatty tissue or organ- free state of CH, mg.%: arabinose, galactose, glucose, xylose, ic lipids are present in virtually any food system. Fatty acids mannose, ribose, fructose at the level of 0.1–20.0; lactose and are part of fat and oils in the form of triglycerides of natural sucrose in the range from 0.01 to 0.1 [25,26,27,28].

22 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

The carbohydrates have a sweet aftertaste and can the content of amines. It is shown that the amount of his- positively influence a taste range of products. The average tamine in cooked sausages (up to 9 mg/kg) is usually less content of free CH in lamb is higher than in beef or pork, than in dry sausages (up to 380 mg/kg). Large concentra- which may give a product a sweetish flavor. An important tions of BAs were found in all types of fish. It was reported factor in the formation of taste characteristics of food sys- that up to 5 g/kg of histamine and up to 3 g/kg of tyramine tems based on animal raw materials is the possibility of were detected. In other studies, the average concentration interaction of free CH and amino acid micro-quantities — ​ of histamine in mackerel ranged from 0.55 g/kg to 1.788 the Maillard reaction at elevated temperatures. The result g/kg. In addition to fish, biogenic amines are found in of this reaction is the formation of brown products and ap- cheeses that have undergone long-term storage. The con- pearance of a smoked meat taste [29]. centration of histamine in cheeses can reach 2.6 g/kg and Vitamins are important and useful microcomponents tryptamine 2.17 g/kg [37]. of food from the viewpoint of modern dietology. A typical In plants, up to 100 mg/kg of serotonin and tyramine vitamin composition of meat raw materials based on beef were detected. In cocoa beans, a large amount of phenyl- or pork may include, mg/100 g of raw materials: vitamin ethylamine, tyramine, tryptamine and serotonin are con-

A — 0.01;​ B1 — 0.5;​ B2 — 0.3;​ B3 — 0.2;​ B4 — 80.0;​ B5 — ​ tained. Because of this, amines can get into the chocolate.

0.45; B6 — ​0.3; B9 — ​0.015; B12 — ​0.01; C < 0.001; D — 0.1;​ In bananas, tyramine and serotonin are also present in E — ​0.4; PP — 5.8;​ H — 0.03.​ Preservation of the natural appreciable concentrations. In sauerkraut, the histamine level of vitamins in raw materials and products based on content can reach 200 mg/kg. In beer, the levels of biogenic it, is a problem due to the known lability and the ability amines are usually below 20 mg/l. There are reports about to break down as a result of temperature influence, activ- higher concentrations of tyramine (up to 74 mg/l) and ca- ity of food system oxidants, enzymatic activity, pH and daverine (up to 34 mg /l) [38,39]. other factors. The process of destruction also occurs with Due to the fact that among BAs only histamine is con- prolonged storage [30,31,32]. For example, in thermally tained in practically all types of products, especially in fish processed canned meat, amounts of the above mentioned products, the EU Commission Regulation No. 2074/2005 vitamins can be smaller by an order of magnitude and in- sets the histamine limits for different fish products at a level clude only the most stable substances, mg/100 g of prod- of 100 to 400 mg/kg. In the Russian Federation, the hista- uct: vitamin A — ​traces; B1 — ​0.06; B2 — ​0.05; B5 — ​0.3; mine limit is defined in an amount of <100 mg/kg. All pro-

B6 — 0.15;​ D — 0.2;​ E — 0.1;​ PP — 3.0.​ In some cases, when cesses of production and storage of protein containing food the vitaminization of products is intentionally carried out, products should be realized in conditions of minimizing the the content of individual vitamins in finished products, for protein oxidation and the appearance of BAs [38,39,40]. example, vitamin C, may exceed the level of their natural Over the past decades, scientific and technological content by an order of magnitude [33]. progress in the field of agriculture, as well as the develop- In food products based on animal and other raw ma- ment of technological processes in the food industry, have terials, harmful microcomponents, called biogenic amines led to quite significant changes in the micro components (BAs) [33,34] can be formed due to bio-logical decay. of food systems and the appearance of unusual chemicals The formation of BAs is mainly associated with the in products [2, 3,4,5,6,7,8,9,10]. The main component of breakdown of proteins. The processes of biochemical deg- any food system is water. Most micronutrients, including radation of proteins lead to a deterioration in the quality unsafe, enter the food systems with water. According to of products and the accumulation of potentially hazard- international requirements, the MAC of such substances ous substances. BAs is a group of nitrogen-containing or- in drinking water used by enterprises in food production ganic compounds with aliphatic (putrescine, cadaverine, technologies should not exceed, mg / l,: acrylamide — ​ spermine, spermidine), aromatic (tyramine, phenylethyl- 0.0005; alachlor — ​0.02; aluminum — ​0,2; aldicarb — ​0.01; amine) or heterocyclic (histamine, tryptamine) struc- ald-rin — 0.00003;​ ammonium — ​0.2; atrazine — ​0.002; tures [35,36]. barium — ​0,7; benzo(a)pyrene — ​0.0006; benzaton — ​ BAs are formed when foodstuffs are degraded and de- 0.03; benzene — ​0.0007; boron — ​0,3; bromates — ​0.025; composed, but higher concentrations may be observed bromodichloromethane — 0.06;​ bromoform — 0.1;​ vinyl even before food becomes spoiled or organoleptically un- chloride — ​0.01; hexachlorobenzene — ​0.001; hexachloro- acceptable. According to WHO, histamine can cause se- butadiene — ​0.005; heptachlor — ​0.00003; DDT — ​0.002; vere allergic reactions, and some biogenic amines, for ex- dibromoacetonitrile — 0.1;​ 1,2-dibromo‑3-chloropro- ample, cadaverine and putrescine, can enhance its allergic pane — ​0.001; dibromochloromethane — 0.1;​ dichloro- effect [36]. acetonitrile — ​0.09; 1,2-dichlorobenzene — ​0.001; 1,4-di- The presence of microcomponents, BAs, is character- chlorobenzene — 0.0003;​ dichloromethane — 0.02;​ istic for different types of products. In fresh meat, the BA dichloroprop — 0.1;​ 1,2-dichloropropane — 0.02;​ 1,3-di- content is usually small, taking into account that the con- chloropropene — ​0.02; dichloroacetic acid — ​0.05; 2,4-di- centrations of di- and polyamines vary over a wide range. chlorophenoxy butyric acid — 0.09;​ 2,4-dichlorophe- The technological processing of meat products also affects noxy acetic acid — 0.009;​ 2,4-dichlorophenol — ​0.0003;

23 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

1,2-dichloroethane — ​0.03; 1,2-dichloroethylene — ​0.05; sodium pentachlorophenolate is not allowed; polychloroc- di(2-ethylhexyl)adipate — ​0.08; di(2-ethylhexyl) phthal- amphene is not allowed; polychloropinene is not allowed; ate — ​0.008; iron — 0,3;​ cadmium — 0.003;​ xylene —​ propoxur is not allowed; reglone 0.01; mercury-containing 0.02; lindane — 0.002;​ manganese — 0.1;​ copper — 1;​ pesticides are not allowed; sevin is not allowed; serocin 2-methyl‑4-chlorophenoxyacetic acid — ​0.002; methoxy- is not allowed; thiophos is not allowed; tiram is not al- chlor– 0.02; metolachlor — ​0.01; molybdenum — ​0.07; lowed; trichloromethaphos 0.3; trichlorometaphos‑3 is molinate — ​0.006; monochloramine — ​3; monochloro- not allowed; phosalone is not allowed; chlorophos is not benzene — ​0.01; arsenic — ​0.01; sodium — ​200; nickel — ​ allowed; polychome is not allowed; ciodrinum 0.05; tsiram 0.02; nitrates — ​50; nitrites — ​3; nitrilotriacetic acid — ​0.2; is not allowed; etaphos 0.01; fenagon is not allowed [47]. pendimethalin — 0.02;​ pentachlorophenol — 0.009;​ per- In recent years, the regulatory documents have been in methrin — 0,02;​ pyridate — ​0.1; propanil — ​0.02; mer- effect in the Russian Federation that prescribe control over cury — 0.001;​ lead — 0.01;​ selenium — 0.01;​ hydrogen organochlorine pesticides (OCPs) only by two parameters: sulphide — ​0.05; silvex — ​0.009; simazine — ​0.002; sty- the total content of α, β, γ-isomers of hexachlorocyclohex- rene — ​0.004; sulfates — 250;​ antimony — 0.005;​ 2,4,5-T —­ ​ ane (ΣHCH), and the total content of DDT and its me- 0,009; tekoprop — ​0.01; tetrachloroethylene — ​0.04; tolu- tabolites. For animal products, the maximum allowable ene — ​0.02; trihalomethane — ​0.001; trifluralin — ​0.02; concentration (MAC) for these parameters is set at a level trichloroacetaldehyde — 0.01;​ trichlorobenzene — 0.005;​ of 0.1 mg/kg. For some types of food products based on fat trichlorotributyltin oxide — ​0,002; trichloroacetic acid raw materials, the MAC values ​​for ΣHCH and ΣDDT can –0.1; 2,4,6-trichlorophenol — ​0.002; trichlorethylene — ​ be 1.0–1.25 mg/kg [48,49]. 0.07; formaldehyde — ​0,9; fluorine — ​1.5; chlorine — ​0.6; Our studies on the real levels of OCP content (α-HCH, chlordane — ​0.0002; chlorides — ​250; chlorites — ​0,2; β-HCH, γ-HCH, δ-HCH, aldrin, heptachlor, endosulfan I, chlorotoluran — 0.03;​ 2-chlorophenol — 0.0001;​ chlorocy- endosulfan II, endosulfan, DDE, DDD, DDT and endrin) anin — 0.07;​ chromium — 0.05;​ cyanides — 0.07;​ zinc — 3;​ in domestic products based on animal raw materials show carbon tetrachloride — ​0.002; epichlorohydrin — ​0.0004; that the amount of these OCPs in the certified products EDTA — ​0.2; ethylbenzene — 0.002​ [41,42,43,44]. The today is from 0.001 to 0.03 mg/kg with the MAC values of listed components, when ingested, become introduced mi- 0.1 mg/kg. Taken into consideration that HCH and DDT crocomponents, which should be strictly controlled [45]. are ubiquitously banned, this indicator shows a real level The introduced food micronutrients, first of all, are pesti- of these ecotoxicants in food [50]. cides. More than 2000 organic substances used as pesticides Higher values of​​ the content of OCPs in meat products are included in the list of substances allowed for the use in ag- that exceed the MAC by two or more times, can be ob- ricultural production on the territory of the Russian Federa- served in samples of products derived from ecologically tion, [46]. However, the necessary control over their residual unfavorable areas [51]. content in finished products is not properly established. The «green revolution» in agricultural production over Previously, in the Russian Federation, there were nor- the past decades has led to the introduction into practice of mative documents prescribing analytical control over the various hormonal and medicinal products that are used to residual content of 70 pesticides, most of which were not intensify production. With regard to the production of meat allowed in food products (mg / kg): abate 1,0; actellic 0.01; raw materials, this trend can be traced roughly as follows. aldrin is not allowed; amidophos 0.3; atrazine 0.02; afugan For example, in poultry production, a chicken is adminis- is not allowed; aerol 2 is not allowed; basudin 0.7; basudin tered the hormone, diethylstilbestrol (DES), at a level of up is not allowed; baytex 0.2; hexachlorane 0.1; hexachlorane to 5 mg/kg body weight. The rate of muscle mass accumula- 0.01; heptachlor is not allowed; hypodermine-chlorophos tion can increase two to three times. Poultry meat obtained is not allowed; HCH gamma isomer 0.1; 2,4-D-amine salt in this way can contain hormone residues up to 0.005 mg/ is not allowed; 2,4-D-butyl ester is not allowed; 2,4-D- kg or more. The presence of this quantity of the hormone dichlorophenoxyacetic acid is not allowed; 2,4-D-dichlo- in the chicken legs is hazardous for a consumer as the hor- rophenol is not allowed; 2,4-D-crotyl ester is not allowed; monal regulation in the human body is disturbed. After sev- 2,4-D-low volatile esters are not allowed; 2,4-DM is not eral years of the use, DES, as well as estradiol, were legally allowed; 2,4-D-octyl ester is not allowed; 2,4-D-chloroc- banned for use [52]. Nowadays, however, manufacturers are tyl ester is not allowed; DDVP is not allowed; DDT and beginning to apply new, not yet prohibited regulators, for its metabolites 0.1; valexone dermatosol 0.02; dibrom 0.3; example, ractopamine [53]. Today, almost all products com- diuron is not allowed; DNOC is not allowed; dursban 0.1; ing from the United States, Canada, partially from Brazil, carbophos is not allowed; kambilen is not allowed; coral were produced using hormone technology. 0.2; sodium fluorosilicate 0.4; creolin 0.1; linuron is not The Regulation TR CU lists the main substances that allowed; lontrel 0.3; methylmercaptophos is not allowed; should not be in meat products, depending on the type of metaphos is not allowed; neopinamine is not allowed; di- raw materials, mg/kg: kanamycin 0.1–2.5; neomycin 0.5–5; chloro-urea is not allowed; nitrafen is not allowed; nitrofen paromomycin 0.5–1.5; spectinomycin 0.3–5; streptomycin / is not allowed; oxamate is not allowed; pedix is not allowed; dihydrostreptomycin 0.5–1; ceftiofur 1–6; cephalexin 0.2–1;

24 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса cefapyrin 0.05–0.1; сefquinome 0.05–0.2; sulfonamides 0.1; anthene 0.03–0.34; benz[a]pyrene 0.11–081; dibenzo[a, l] baquiloprim 0.01–0.15; trimethoprim 0.05–0.1; clavulanic pyrene 0.02–0.03; dibenz[a, h]anthracene 0.1–0.18; benz[g, acid 0.1–0.4; lincomycin / clindamycin 0.1–0.4; pirlimycin h, i]perylene 0.37–0.76; indene [1,2,3-cd]pyrene 0.07–0.40; 0.1–0.4; thiamphenicol 0.05; florfenicol 0.1–3; flumekin dibenz[a, e]pyrene 0.03–0.64; dibenz[a, i]pyrene 0.01–0.02; 0.2–1.5; ciprofloxacin / enrofloxacin / pefloxacin (ofloxa- dibenz[a, h]pyrene 0.01–0.04 [55]. cin / norfloxacin 0.1–0.3; danofloxacin 0.05–0.4; difloxacin The entrance of such substances into food products 0.1–1.4; marbofloxacin 0.05–0.15; oxolinic acid 0.05–0.1; should be minimized; so at the legislative level, their re- erythromycin 0.2; spiramycin 0.3–1; tilmicosin 0.05–1; ty- sidual content is monitored. At present, the national nor- losin 0.1; tylvalosin 0.05, tulatromycin 0.1–3, thiamulin 0.5; mative documentation establishes the maximum allowable valnemulin 0.05–0.1; rifampicin 0.1; colistin 0.15; bacitra- level of the content of one of the PAHs — ​benz[a]pyrene cin 0.02–0.15; avilamycin 0.05–0.2; monensin 0.002–0.03; at the level of 1 μg/kg. The European standards apply the lasalocid 0.005–0.05; nitrofurans <0.1; metronidazole maximum limits for four PAHs: benz[a]pyrene, chrysene, <0.1; streptotricin 0.7; tetracyclines 0.01–0.6; penicillins benz[a]anthracene and benzo[b]fluoranthene, the total 0.05–0.3; diclazuril 0.005–3; imidocarb 0.05–1.5; toltra- content of which should not exceed 2.0 μg/kg. zuril 0.1–0.5; nicarbazin 0.025–0.1; robenidine 0.005–0.05; The fat components of food products, because of their semduramicin 0.002; narasin 0.005; maduromycin 0.002; high solubilizing ability in relation to aromatic compounds, salinomycin 0.002; halofuginone 0.003; decoquinate 0.02; are good accumulators of PAH. The maximum absorption amitraz (2,4-dimethoxyamphetamine) 0.1–0.4; levomyce- rate of PAHs by lipids of the fat phase at the initial stages of tin is not allowed 0.0003. the smoking process can vary from 0.14·10–5 to 3.47·10–5 μg This list includes almost all antimicrobial and antibi- x l‑1 x s‑1 with a temperature increase from 40 to 55 °C [55]. otic preparations, which residual micro-quantities in food Our recent research shows that the microcomponent products are a direct hazard to humans, substantially im- composition largely determines the taste and aromatic pairing possible antibiotic treatment schemes and result- characteristics of food systems. The composition of mi- ing in an ineffectiveness of the part of preparations that crofractions includes, according to chromatographic spec- patients previously consumed with food. troscopy, several hundred different organic substances, a It can be noted from the real practice of current certi- list of which is given in the literature [56,57,58]. Some of fication that there is the systematic abuse in terms of le- these substances synergistically form the taste and aroma vomycetin treatment of Chinese fish products, as well as of products, and some, at certain concentrations, may be significant quantities of poultry containing high concen- unsafe for human health. trations of nitrofurans. Another class of introduced microcomponents are Conclusion polyaromatic hydrocarbons (PAHs). They are released Thus, consideration of the issues of the microcompo- from thermally heated wood and enter food systems ob- nent state of food systems shows that modern foods can in- tained by smoking technologies. PAHs represent a rather clude a variety of organic compounds; the presence of some high level of hazard and have carcinogenic properties [54]. of them cannot be considered a positive factor. The high It is shown that the main PAHs from smoldering wood level of individual microcomponents seems to be respon- enter the fatty tissue of a meat product when smoking, sible for the tendency of manifestation of various diseases, in particular at a temperature of 55 °C with concentra- many of which were not previously characteristic of hu- tions increasing with time, μg/kg: cyclopenta[c, d]pyrene mans. The formation of scientific principles for obtaining 0.41–3.43; benz[a]anthracene 0.18–1.25; chrysene 0.14– products, taking into account possible unfavorable trends 1.19; 5-methylchrysene 0.03–0.08;. benz[j]fluoranthene in the use of substandard ingredients, is an important task 0.01–0.07; benz[b]fluoranthene 0.03–0.92; benz[k]fluor- of manufacturing and using modern food systems.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Иванкин, А.Н., Неклюдов, А.Д., Вострикова, Н.Л. (2011). 4. De Wijk, R.A., Kooijman, V., Verhoeven, R.H.G., Holthuy- Биологически активные соединения природного происхожде- sen, N.T.E., De Wijk, C. (2012). Autonomic nervous system re- ния. Saarbrucken, Lambert Academic Publishing.—488 с. ISBN: sponses on and facial expressions to the sight, smell, and taste 9783844356878 of liked and disliked foods. Food quality and preference, 26(2), 2. Вострикова, Н.Л., Кузнецова, О.А., Куликовский, А.В., Ми- 196–203. наев, М.Ю. (2017). Формирование научного базиса мета-дан- 5. Никитина, М.А., Захаров, А.Н., Насонова, В.В., Лисицын, ных, связанных с оценками «онко-» рисков, ассоциирован- А.Б. (2017). Моделирование как метод научного познания ными с мясной продукцией. Теория и практика переработки сложных мясных систем. Теория и практика переработки мяса, 2(4),96–113. мяса, 2(3), 66–78. 3. Иванкин, А.Н., Лисицын, А.Б., Вострикова, Н.Л., Куликов- 6. Ivankin, A., Boldirev, V., Fadeev, G., Baburina, M., Kulikovskii, ский, А.В. (2014). Масс-спектрометрическая идентификация A., Vostrikova, N. (2017). Denaturation of collagen structures and химических компонентов вкусо-ароматической гаммы мяс- their transformation under the physical and chemical effects. IOP ной продукции. Международная научно-практическая конфе- Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series. 918. 012010, 1–5. ренция, посвященная памяти Василия Матвеевича Горбато- 7. Лисицын, А.Б., Иванкин, А.Н., Неклюдов, А.Д. (2002). Мето- ва. М, ВНИИМП. 1, 77–80. ды практической биотехнологии. М, ВНИИМП.—402 c.

25 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

8. Kulikovskii, A.V., Gorlov, I.F., Slozhenkina, M.I., Lisitsyn, terpenes (carnosic acid and carnosol) vs vitamin E on lamb meat A.B., Savchuk, S.A. (2016). Determination of growth hormones packed under protective atmosphere. Meat Science, 110, 62–69. (β-agonists) in muscle tissue by HPLC with mass spectrometric 32. De Smet, S., Vossen, E. (2016). Meat: The balance between detection. Journal of Analytical Chemistry, 71(10), 1052–1056. nutrition and health. A review. Meat Science, 120, 145–156. 9. Куликовский, А.В., Лисицын, А.Б., Кузнецова, О.А., Востри- 33. Юсупов, Е.В., Бершова, Т.М., Кузнецов, А.В., Неклюдов, А.Д., кова, Н.Л., Горлов, И.Ф. (2016). Методические аспекты опреде- Иванкин, А.Н. (2009). Экология пищи: взаимосвязь качества ления органического йода (йодтирозинов) в пищевых продук- сырья животного происхождения и продуктов на его основе тах. Вопросы питания, 85(4), 91–97. с уровнем содержания свободных аминокислот и биогенных 10. Лисицын, А.Б., Никитина, М.А., Захаров, А.Н., Сусь, Е.Б., аминов. Экологические системы и приборы, 12, 35–42. Насонова, В.В. (2016). Моделирование качества мясной про- 34. Kuznetsov, A.V., Kostenko, Yu.G., Ivankin, A.N. (2003). Cadav- дукции. Пищевая промышленность, 10, 50–54. erin determination in meat and the possibility of using it in meat 11. Lisitsyn, A.B., Kriger, O.V., Mitrokhin, P.V. (2016). Study of freshness assessment. Proceedings of the 49th In-ternational chemisrty and hydrolysates drying parameters of feather-downy Congress of Meat Science and Technology, Brazil, Rio, 283–284. raw material. Foods and Raw Materials, 4(1), 44–50. 35. Иванкин, А.Н., Костенко, Ю.Г., Кузнецов, А.В., Неклю- 12. Вострикова, Н.Л., Куликовский, А.В., Иванкин, А.Н., Бе- дов, А.Д., Бершова, Т.М., Попова, Н.В., Дмитриев, М.А. (2004). ляков, В.А., Тарасов, С.М. (2018). Обзор биохимических осо- Биогенные метаболиты в системе экологического мониторин- бенностей получения пищи на основе современных пищевых га безопасности сырья и продовольствия. Экологические сис- систем. Все о мясе, 1, 10–15. темы и приборы, 8, 5–11. 13. Энциклопедический словарь. Мясная промышлен- 36. Яцюта, А.Л., Никитченко, Д.В., Иванкин, А.Н., Костенко, ность. (2015). Под ред. А.Б. Лисицына. М, ВНИИМП.— 246 c. Ю.Г., Неклюдов, А.Д. (2006). Экология питания. Стабильность ISBN 978–5–901768–26–6. биохимических свойств мясных продуктов при длительном 14. Proteins in food processing (Second Edition). Edited by: Rickey хранении. Экологические системы и приборы, 4, 40–42. Y. Yada. (2018). N.Y.: Elsevier.—704 p. ISBN: 978–0–08–100722–8 37. Stadtman, E.R., Levine, R.L. (2000). Protein oxidation. Annals 15. Неклюдов, А.Д., Иванкин, А.Н. (2007). Коллаген: получе- of the New York Academy of Sciences, 899, 191–208. ние, свойства и применение. М, ГОУ ВПО МГУЛ.— 336 с. ISBN: 38. Bover-Cid, S., Hugas, M., Izquierdo-Pulido, M., Vidal-Carou, 5–8135–0376–5 M.Carmen (2001). Amino acid-decarboxylase activity of bacteria 16. Neklyudov, A.D., Ivankin, A.N., Berdutina, A.V. (2000). Proper- isolated from fermented pork sausages. International Journal of ties and uses of protein hydrolysates. Applied Biochemistry and Food Microbiology, 66(3), 185–189. Microbiology, 36(5), 452–459. 39. Панов, Д.К., Патиева, С.В. (2015). Накопление биогенных 17. Гринштейн, Д., Винниц, М. (1966). Химия аминокислот аминов при производстве сырокопченых и сыровяленых кол- и пептидов. М, Мир.—824 с. бас. Молодой ученый, 15(95), 147–150. 18. Иванкин, А.Н., Олиференко, Г.Л., Куликовский, А.В., Чер- 40. Куликовский, А.В., Иванкин, А.Н., Николаева, А.С., Князе- нуха, И.М., Семенова, А.А., Спиридонов, К.И., Насонова, В.В. ва, А.С. (2016). Оценка содержания и аккумуляции биогенных (2016). Определение ненасыщенных жирных кислот с мигри- аминов в мясной продукции. Все о мясе, 5, 18–21. рующей двойной связью в сложных биологических матрицах 41. Фомин, Г.С. (2000). Вода. Контроль химической, бакте- методом газовой хроматографии с пламенно-ионизацион- риальной и радиационной безопасности по международным ным и масс-спектрометрическим детектированием. Журнал стандартам. Энциклопедический справочник.— 3-е изд., пере- аналитической химии, 71(11),1188–1195. раб. и доп. М, Протектор.—848 с. 19. Иванкин, А.Н. (2007). Жиры в составе современных мяс- 42. Comprehensive biotechnology. The principles of biotechnol- ных продуктов. Мясная индустрия, 6, 8–13. ogy. V.2 / Ed. Moo-Young M. N.Y.: Pergamon press, 1985,—757 р. 20. Ivankin, A.N., Kulikovskii, A.V., Vostrikova, N.L., Chernukha, 43. Устинова, А.В., Тимошенко, Н.В. (1997). Мясные продукты I.M. (2014). Cis- and trans- conformational changes of bacterial для детского питания. М, ВНИИМП.—251 с. fatty acids in comparison with analogs of animal and vegetable 44. Иванкин, А.Н., Осотов, А.А. (1995). Анализ вредных ве- origin. Applied Biochemistry and Microbiology, 50(6), 668–674. ществ в окружающей среде и технико-экономический анализ 21. Любецкая, Т.Р., Бронникова, В.В., Прошина, О.П., Фадеев, химических процессов. М, МГУЛ.—28 с. Г.Н., Болдырев, В.С., Иванкин, А.Н. (2017). Цис-, транс-изоме- 45. Rebiere, H., Guinot, P., Chauvey, D., Brenier, C. (2017). Fight- ризация бинарных смесей жиров растительного и животного ing falsified medicines: The analytical approach. Review. Journal происхождения. Все о мясе, 6, 52–55. of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 142, 286–306. 22. AL-Jawadi, A., Moussa, H., Ramalingam, L., Dharamaward- 46. Государственный каталог пестицидов и агрохимика- hane, S., Gollahon, L., Gunaratne, P., Layeequr Rahman, R., тов, разрешенных к применению на территории Россий- Moustaid-Moussa, N. (2018). Protective properties of n‑3 fatty ской Федерации.[Электронный ресурс: http://www.pesticidy. acids and implications in obesity-associated breast cancer. The ru/ps-content/literature/files/Государственный_ката- Journal of Nutritional Biochemistry, 53, 1–8. лог_2015_2743_instructions.pdf. Дата обращения 20.02.2018] 23. Ravindran, V., Tancharoenrat, P., Zaefarian, F., Ravindran, G. 47. Медико-биологические требования и санитарные нормы (2016). Fats in poultry nutrition: Digestive physiology and factors качества продовольственного сырья и пищевых продуктов. influencing their utilization.Animal Feed Science and Technology, [Электронный ресурс: http://dokipedia.ru/document/5149136 213, 1–21. Дата обращения 26.02.2018] 24. Berliner, J.A., Subbanagounder, G., Leitinger, N., Watson, 48. СанПин 2.3.2.1280–03. Гигиенические требования без- A.D., Vora, D. (2001). Еvidence for a role of phospholipid oxidation опасности и пищевой ценности пищевых продуктов. М, Гос- products in atherogenesis. Trends in Cardiovascular Medicine, санэпиднадзор, 2003,—395 с. 11(3–4), 142–147. 49. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 021/2011. 25. Aaslyng, M.D., Meinert, L. (2017). Meat flavour in pork and О безопасности пищевой продукции. М, Комиссия Таможен- beef — From​ animal to meal. Meat Science, 132, 112–117. ного союза № 880, 2011.—242 с. 26. Farouk, M.M., Yoo, M.J.Y., Hamid, N.S.A., Staincliffe, M., Da- 50. Ivankin, A.N., Karpo, B.S., Galkin, A.V. (1998). Analysis of vies, B., Knowles, S.O. (2018). Novel meat-enriched foods for old- agricultural toxicants in meat products by ELISA method. Pro- er consumers. Food Research International, 104, 134–142. ceedings of the 44th International Congress of Meat Science and 27. Патент 121249. Устройство для определения содержания Technology, Barcelona, Spain, 374–375. углеводов/ Иванкин, А.Н., Олиференко, Г.Л., Вострикова, Н.Л. 51. Иванкин, А.Н., Неклюдов, А.Д., Бердутина, А.В., Карпо, Устюгов, А.В. Опубл. 20.10.12. Бюлл. № 29. Б.С., Галкин, А.В. (1999). Экологическая безопасность мясных 28. Pösö, A.R., Puolanne, E. (2005). Carbohydrate metabolism in продуктов. Хранение и переработка сельхозсырья, 3, 27–30. meat animals. Meat Science, 70(3 SPEC. ISS), 423–434. 52. Mitra, M.S., Philip, B.K. (2014). Diethylstilbestrol. Encyclope- 29. Ivankin, A.N., Vostrikova, N.L. (2012). Biochemical transfor- dia of Toxicology (Third Edition). London: Elsevier, 143–145. mations of lipide and carbohydrat-protein nano complex in liquid 53. Niño, A.M.M., Granja, R.H.M.M., Wanschel, A.C.B.A., Salerno, foodstuff. International Journal of Food Science and Nutrition En- A.G. (2017). The challenges of ractopamine use in meat produc- gineering, 2(3), 27–32. tion for export to European Union and Russia. Food Control, 72, 30. Jose, C.G., Jacob, R.H., Pethick, D.W., Gardner, G.E. (2018). 289–292. A supply chain approach to improving the shelf life of lambmeat; 54. Куликовский, А.В., Горлов, И.Ф., Сложенкина, М.И., Иван- vitamin E concentration, electrical stimulation, ageing period кин, А.Н., Вострикова, Н.Л., Кузнецова, О.А. (2017). Комплекс- and packaging system. Meat Science, 139, 65–73. ная оценка содержания полициклических ароматических 31. Ortuño, J., Serrano, R., Bañón, S. (2015). Antioxidant and an- углеводородов и особенности их накопления в мясной продук- timicrobial effects of dietary supplementation with rosemary di- ции. Вопросы питания, 86(6), 125–133.

26 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

55. Kulikovskii, A.V., Ivankin, A.N., Chernukha, I.M., Vostrikova, 57. Иванкин, А.Н., Фадеев, Г.Н., Болдырев, В.С., Прошина, N.L. (2013). Investigation of PAH (polycyclic aromatic hydrocar- О.П., Куликовский, А.В., Семенова, А.А., Насонова, В.В. (2017). bons) and strategies of their decrease in smoked meat products. Вкусо-ароматические компоненты пищевых рецептур, фор- 6th International Symposium on Recent Advances in Food Analy- мируемые в присутствии бактериальных культур. Известия sis, Prague, Czech Republic, 406. Вузов. Прикладная химия и биотехнология, 7(3(22)), 124–136. 56. Thorslund, C.A.H., Sandøe, P., Margi, t D.A., Lassen, J. (2016). 58. Swanepoel, M., Leslie, A.J., Hoffman, L.C. (2016). Comparative A good taste in the meat, a good taste in the mouth animal wel- analyses of the chemical and sensory parameters and consumer pref- fare as an aspect of pork quality in three European countries. erence of a semi-dried smoked meat product (cabanossi) produced Livestock Science, 193, 58–65. with warthog and domestic pork meat. Meat Science, 114, 103–113. REFERENCES 1. Ivankin, A.N., Neklyudov, A.D., Vostrikova, N.L. (2011). Biolog- of binary mixtures of fats of vegetable and animal origin. Vsyo o ically active compounds of natural origin. Saarbrucken: Lambert myase, 6, 52–55. (In Russian) Academic Publ.,—480 p. ISBN: 9783844356878 (In Russian) 22. AL-Jawadi, A., Moussa, H., Ramalingam, L., Dharamaward- 2. Vostrikova, N.L., Kuznetsova, O.A., Kulikovskii, A.V., Minaev, hane, S., Gollahon, L., Gunaratne, P., Layeequr Rahman, R., M.Y. (2017). Formation of the scientific basis of meta-data associ- Moustaid-Moussa, N. (2018). Protective prop-erties of n‑3 fatty ated with estimates of «onco-» risks linked to meat products. The- acids and implications in obesity-associated breast cancer. The ory and practice of meat processing, 2(4), 96–113. (In Russian) Journal of Nutritional Biochemistry, 53, 1–8. 3. Ivankin, A.N., Lisitsyn, A.B., Vostrikova, N.L., Kulikovskii, A.V. 23. Ravindran, V., Tancharoenrat, P., Zaefarian, F., Ravindran, G. (2014). Mass-spectromrtric identification of chemical compo- (2016). Fats in poul-try nutrition: Digestive physiology and factors nents of flavor palette of meat products. International scientific influencing their utilization.Animal Feed Science and Technology, and practical conference dedicated to the memory of Vasily Mat- 213, 1–21. veyevich Gorbatov. Moscow: VNIIMP, 1, 77–80. (In Russian) 24. Berliner, J.A., Subbanagounder, G., Leitinger, N., Wat- 4. De Wijk, R.A., Kooijman, V., Verhoeven, R.H.G., Holthuysen, son, A.D., Vora, D. (2001). Evidence for a role of phospholipid oxi- N.T.E., De Wijk, C. (2012). Autonomic nervous system responses dation products in atherogenesis. Trends in Cardiovascular Medi- on and facial expressions to the sight, smell, and taste of liked cine, 11(3–4), 142–147. and disliked foods. Food quality and preference, 26 (2), 196–203. 25. Aaslyng, M.D., Meinert, L. (2017). Meat flavor in pork and 5. Nikitina, M.A., Zakharov, A.N., Nasonova, V.V., Lisitsyn, A.B. beef — From​ animal to meal. Meat Science, 132, 112–117. (2017). Modeling as a method for scientific cognition of complex 26. Farouk, M.M., Yoo, M.J.Y., Hamid, N.S.A., Staincliffe, M., Da- meat systems. Theory and practice of meat processing, 2(3), 66– vies, B., Knowles, S.O. (2018). Novel meat-enriched foods for old- 78. (In Russian) er consumers. Food Research International, 104, 134–142. 6. Ivankin, A., Boldirev, V., Fadeev, G., Baburina, M., Kulikovskii, 27. Ivankin, A.N., Oliferenko, G.L., Vostrikova, N.L., Ustyugov, A.V. A., Vostrikova, N. (2017). Denaturation of collagen structures and A device for determining the content of carbohydrates. Patent RF, their transformation under the physical and chemical effects. IOP no. 121249, 2012. (In Russian) Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series. 918. 012010, 1–5. 28. Pösö, A.R., Puolanne, E. (2005). Carbohydrate metabolism in 7. Lisitsyn, A.B., Ivankin, A.N., Neklyudov, A.D. (2002). Methods meat animals. Meat Science, 70(3 SPEC. ISS), 423–434. of practical biotechnology. M: VNIIMP.—402 p. (In Russian) 29. Ivankin, A.N., Vostrikova, N.L. (2012). Biochemical transfor- 8. Kulikovskii, A.V., Gorlov, I.F., Slozhenkina, M. I., Lisitsyn, mations of lipide and carbohydrate-protein nano complex in liquid A.B., Savchuk, S.A. (2016). Determination of growth hormones foodstuff. International Journal of Food Science and Nutrition En- (β-agonists) in muscle tissue by HPLC with mass spectrometric gineering, 2 (3), 27–32. detection. Journal of Analytical Chemistry, 71(10), 1052–1056. 30. Jose, C.G., Jacob, R.H., Pethick, D.W., Gardner, G.E. (2018). 9. Kulikovskiy, A.V., Lisitsyn, A.B., Kuznetsova, O.A., Vostriko- A supply chain ap-proach to improving the shelf life of lambmeat; va, N.L., Gorlov, I.F. (2016). Method of determination organic iodine vitamin E concentration, electrical stimulation, ageing period (iodotyrosines) in food. Voprosy Pitaniia, 85 (4), 91–97. (In Russian) and packaging system. Meat Science, 139, 65–73. 10. Lisitsyn, A.B., Nikitina, M.A., Zakharov, A.N., Sus’, E.B., Na- 31. Ortuño, J., Serrano, R., Bañón, S. (2015). Antioxidant and anti- sonova, V.V. (2016). Modeling of Meat Product Quality. Food in- microbial effects of dietary supplementation with rosemary diter- dustry, 10, 50–54. (In Russian) penes (carnosic acid and carnosol). Meat Science, 110, 62–69. 11. Lisitsyn, A.B., Kriger, O.V., Mitrokhin, P.V. (2016). Study of 32. De Smet, S., Vossen, E. (2016). Meat: The balance between chemisrty and hydrolysates drying parameters of feather-downy nutrition and health. A review. Meat Science, 120, 145–156. raw material. Foods and Raw Materials, 4 (1), 44–50. 33. Yusupov, E.V., Bershova, T.M., Kuznetsov, A.V., Neklyudov, 12. Vostrikova, N.L., Kulikovskii, A.V., Ivankin, A.N., Belyakov, V.A., A.D., Ivankin, A.N. (2009). Ecology of food: intercoupling of a Tarasov, S.М. (2018). Biochemical features of obtaining food based on quality cheeses of animal origin and products on its base with modern food systems. Review. Vsyo o myase, 1, 10–15. (In Russian) contents level of free amino acid and biogenic amines. Ecological 13. Collegiate Dictionary. Meat industry.(2015) Ed. A.B. Lisitsin. systems and devices, 12, 35–42. (In Russian) Moscow: VNIIMP.— 246 c. ISBN978–5–901768–26–6. (In Russian) 34. Kuznetsov, A.V., Kostenko, Yu.G., Ivankin, A.N. (2003). Ca- 14. 1Proteins in food processing (Second Edition). Edited by: daverin determination in meat and the possibility of using it in Rickey Y. Yada. (2018). N.Y.: Elsevier.—704 p. ISBN: 978–0–08– meat freshness assessment. Proceedings of the 49th Interna- 100722–8 tional Congress of Meat Science and Technology, Brazil, Rio, 15. Neklyudov, A.D., Ivankin, A.N. (2007). Collagen: obtaining, 283–284. properties and application. Moscow: MGUL Publ.,—336 p. ISBN: 35. Ivankin, A.N., Kostenko, Yu.G., Kuznetsov, A.V., Neklyu- 5–8135–0376–5 (In Russian) dov, A.D., Bershova, T.M., Popova, N.V., Dmitriev, M.A. (2004). Bio- 16. Neklyudov, A.D., Ivankin, A.N., Berdutina, A.V. (2000). Proper- genic metabolites in the system of ecological monitoring of the ties and uses of protein hydrolysates. Applied Biochemistry and safety of raw materials and food. Ecological systems and devices, Microbiology, 36(5), 452–459. 8, 5–11. (In Russian) 17. Grinshtein, D., Vinitz, M. (1966). Chemistry of amino acids 36. Yatsyuta, A.L., Nikitchenko, D.V., Ivankin, A.N., Kosten- and peptides. Moscow: Mir,—824 p. (In Russian) ko, Yu.G., Neklyudov, A.D. (2006). Feed ecology. Stability of bio- 18. Ivankin, A.N., Oliferenko, G.L., Kulikovskii, A.V., Chernukha, chemical qualities of meat goods in a view of long-term storage. I.M., Semenova, A.A., Spiridonov, K.I., Nasonova, V.V. (2016). De- Ecological systems and devices, 4, 40–42. (In Russian) termination of unsaturated fatty acids with a migrating double 37. Stadtman, E.R., Levine, R.L. (2000). Protein oxidation. Annals bond in a complex of matrices by gas chromatography with flame of the New York Academy of Sciences, 899, 191–208. ionization and mass spectrometry detection. Journal of Analytical 38. Bover-Cid, S., Hugas, M., Izquierdo-Pulido, M., Vidal-Carou, Chemistry, 71(11), 1131–1137. M.Carmen (2001). Amino acid-decarboxylase activity of bacteria 19. Ivankin, A.N. (2007). Fats in the composition of modern meat isolated from fermented pork sausages. International Journal of products. Meat industry, 6, 8–13. (In Russian) Food Microbiology, 66(3), 185–189. 20. Ivankin, A.N., Kulikovskii, A.V., Vostrikova, N.L., Chernuha, I.M. 39. Panov D.K., Patieva, S.V. (2015). Accumulation of biogenic (2014). Cis and trans conformational changes of bacterial fatty ac- amines in the production of raw and smoked sausages. The young ids in comparison with the analogs of animal and vegetable origin. scientist, 15(95), 147–150. (In Russian) Applied Biochemistry and Microbiology, 50(6), 668–674. 40. Kulikovskii, A.V., Ivankin, A.N., Nikolaeva, A.S., Knyazeva, 21. Lyubetskaya, T.R., Bronnikova, V.V., Proshina, O.P., Fadeev, A.S. (2016). Entent and accumulation of biogenic amines in meat G.N., Boldyrev, V.S., Ivankin, A.N. (2017). Cis-, trans-isomerization products. Vsyo o myase, 5, 18–21. (In Russian)

27 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

41. Fomin, G.S. (2000). Water. Control of chemical, bacterial and 51. Ivankin, A.N., Neklyudov, A.D., Berdutina, A.V., Karpo, B.S., radiation safety according to international standards. Encyclope- Galkin, A.V. (1999). Ecological safety of meat products. Storage dic reference book.— 3rd ed., pererab. and additional Moscow: and processing of farm products, 3, 27–30. (In Russian) Protector.—848 p. (In Russian) 52. Mitra, M.S., Philip, B.K. (2014). Diethylstilbestrol. Encyclope- 42. Comprehensive biotechnology. The principles of biotechnol- dia of Toxicology (Third Edition). London: Elsevier, 143–145. ogy. V.2 / Ed. Moo-Young M. N.Y.: Pergamon press, 1985,—757 p. 53. Niño, A.M.M., Granja, R.H.M.M., Wanschel, A.C.B.A., Saler- 43. Ustinova, A.V., Timoshenko, N.V. (1997). Meat products for no, A.G. (2017). The chal-lenges of ractopamine use in meat pro- baby food. M: VNIIMP.—251 p. (In Russian) duction for export to European Union and Russia. Food Control, 44. Ivankin, A.N., Osotov, A.A., (1995). Analysis of harmful sub- 72, 289–292. stances in the environment and technical and economic analysis 54. Kulikovskii, A.V., Gorlov, I.F., Slozhenkina, M.I., Ivankin, A.N., of chemical processes. Moscow: MGUL.— 28 p. (In Russian) Vostrikova, N.L., Kuznetsova, O.A. (2017). Comprehensive assess- 45. Rebiere, H., Guinot, P., Chauvey, D., Brenier, C. (2017). Fight- ment of the content of polycyclic aromatic hydrocarbons and de- ing falsified medicines: The technical approach. Review. Journal pendence of their accumulation in meat products. Voprosy Pita- of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 142, 286–306. niia, 86 (6), 125–133. (In Russian) 46. ​​​​State catalog of pesticides and agrochemicals allowed for 55. Kulikovskii, A.V., Ivankin, A.N., Chernukha, I.M., Vostrikova, use on the territory of the Russian Federation. [Electronic re- N.L. (2013). Inves-tigation of PAH (polycyclic aromatic hydrocar- source: http://www.pesticidy.ru/ps-content/literature/files/ bons) and strategies of their decrease in smoked meat products. State_Catalog-ue_2015_2743_instructions.pdf. Access date 6th International Symposium on Recent Advances in Food Analy- 20/02/2018]. (In Russian) sis, Prague, Czech Republic, 406. 47. Medical and biological requirements and sanitary norms of 56. Thorslund, C.A.H., Sandøe, P., Margit, D.A., Lassen, J. (2016). quality of food raw materials and food products. [Electronic re- A good taste in the meat, a good taste in the mouth. Animal source: http://dokipedia.ru/document/5149136 Access date health as an aspect of pork quality in three European countries. 26/02/2018]. (In Russian) Livestock Science. 193, 58–65. 48. SanPin 2.3.2.1280–03. Hygienic requirements for food 57. Ivankin, A.N., Fadeev, G.N., Boldyrev, V.S., Proshina, O.P., Ku- safety and food value. Moscow: Gossanepidnadzor.2003.—395 p. likovskii, A.V., Semenova, A.A., Nasonova, V.V. (2017). Food fla- (In Russian) vouring ingredients of food recipes developed in the presence of 49. Technical regulations of the Customs Union TR CU021/2011. bacterial cultures. Izvestiya Vuzov. Prikladnaya Khimiya i Biotekh- On the safety of food products. M: The Commission of the Cus- nologiya, 7 (3(22)), 124–136. (In Russian) toms Union No. 880, 2011.—242 p. (In Russian) 58. Swanepoel, M., Leslie, A.J., Hoffman, L.C. (2016). Comparative 50. Ivankin, A.N., Karpo, B.S., Galkin, A.V. (1998). Analysis of analysis of the chemical and sensory parameters and consumer agricultural toxicants in meat products by ELISA method. Pro- preference of a semi-dried smoked meat product (cabanossi) ceedings of the 44th International Congress of Meat Science and produced with warthog and domestic pork meat. Meat Science, Technology, Barcelona, Spain, 374–375. 114, 103–113.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ AUTHOR INFORMATION Принадлежность к организации Affiliation Иванкин Андрей Николаевич — ​доктор химических наук, про- Andrew N. Ivankin — doctor​ of chemical sciences, professor, acade- фессор, академик МАН ВШ, заведующий кафедрой химии, Мос- mician of the International Higher Education Academy of Sciences, ковский государственный технический университет (националь- Head of the Department of Chemistry, Bauman Moscow State Techni- ный исследовательский уни-верситет) им. Н.Э. Баумана cal University 141005, г. Мытищи, 1-я Институтская, 1 141005, Mitishi, 1-st Institutskaya str., 1 Тел.: +7–498–687–36–00 Tel.: +7–498–687–36–00 е-mail: [email protected] e-mail: [email protected] *автор для переписки *corresponding author Вострикова Наталья Леонидовна — ​кандидат технических на- Natal’ya L. Vostrikova — candidate​ of technical sciences, head of ук, заведующий лабораторией «Научно-методические работы, Laboratory «Scientific and methodical work, biological and analytical биологические и аналитические исследования», Федеральный на- research», V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of учный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН Russian Academy of Sciences 109316, г. Москва, ул. Талалихина, 26 109316, Moscow, Talalikhina str., 26 Тел.: +7–495–676–99–71 Tel.: +7–495–676–99–71 E-mail: n.vostrikova@ fncps.ru E-mail: n.vostrikova@ fncps.ru Куликовский Андрей Владимирович — кандидат​ технических Andrey V. Kulikovskii — ​candidate of technical sciences, a head наук, руководитель направления хроматографии, ведущий на- chromatography laboratory, leading scientific worker of the Labora- учный сотрудник в лаборатории «Научно-методические работы, tory «Scientific and methodical work, biological and analytical re- биологические и аналитические исследования», Федеральный на- search», V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of учный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН Russian Academy of Sciences 109316 г. Москва, ул. Талалихина 26, 109316, Moscow, Talalikhina str., 26 Тел.: +7–495–676–79–61 Tel.: +7–495–676–79–61 E-mail: [email protected] E-mail: [email protected] Олиференко Галина Львовна — кандидат​ химических наук, до- Galina L. Oliferenko — candidate​ of chemical sciences, docent, De- цент, кафедра химии, Московский государственный технический partment of Chemistry, Bauman Moscow State Technical University университет (национальный исследовательский университет) 141005, Mitishi, 1-st Institutskaya str., 1 им. Н.Э. Баумана Tel.: +7–498–687–36–00 141005, г. Мытищи, 1-я Институтская, 1 E-mail: [email protected] Тел.: +7–498–687–36–00 E-mail: [email protected] Критерии авторства Contribution Авторы в равных долях имеют отношение к написанию рукописи Authors are equally relevant to the writing of the manuscript, and и одинаково несут ответственность за плагиат equally responsible for plagiarism Конфликт интересов Conflict of interest Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов The authors declare no conflict of interest Поступила 16.02.2018 Received 16.02.2018

28 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

УДК/UDC 664:641.56 DOI 10.21323/2414–438X‑2018–3–1–29–45 Обзор СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ИНДУСТРИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ В РОССИИ И ЗА РУБЕЖОМ

Лисицын А.Б., Чернуха И.М., Лунина О.И. Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, Москва, Россия

Ключевые слова: функциональный пищевой продукт, функциональный пищевой ингредиент, биологически активные пептиды Аннотация Современные технологии производства пищевых продуктов, часто приводящие к потери основных нутриентов пе- рерабатываемого сырья, введение в рецептуры пищевых продуктов огромного количества, ингредиентов, в некото- рых случаях научно не обоснованных, приводит к необходимости изыскания нового пути повышения питательной ценности и оздоровления современных пищевых продуктов. Функциональные пищевые продукты — один из путей решения данной проблемы, который давно интересуют ученое сообщество, как за рубежом, так и в России. В статье представлена информация по истории создания и тенденциям развития индустрии функциональных пищевых продуктов в России и за рубежом. Представлены материалы по сов- ременным направлениям создания функциональных продуктов на основе мясного сырья, инновационным способам их производства и проблемам, возникающих при их создании.

Review paper MODERN TRENDS IN THE DEVELOPMENT OF THE FUNCTIONAL FOOD INDUSTRY IN RUSSIA AND ABROAD

Andrey B. Lisitsyn, Irina M. Chernukha, Olga I. Lunina V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Key words: functional food product, functional food ingredient, biologically active peptides Abstract Modern technologies of food production that often lead to losses in the main nutrients of processed raw materials, incorporation into food recipes of large amounts of ingredients, which are sometimes not scientifically substantiated, lead to a necessity to find a new way for increasing the nutritional value of modern products and making them healthier. Functional foods are one of the ways to solve this problem, which have long been of great interest to Russian and international scientific society. The paper presents the information about the history of creation and trends in the development of the functional food industry in Russia and abroad, as well as the materials about the modern directions of designing meat-based functional foods, innovative methods for their production and problems arising in the process of their designing. Введение Каждая пищевая добавка проходит обязательные Состав современных пищевых продуктов претер- испытания по показателям безопасности. Однако пел большие изменения за последние годы и включает комплексных исследований по изучению соединений, огромное количество пищевых добавок, которые с од- образующихся в продукте в результате технологиче- ной стороны улучшают вкусовые, технологические, ской обработки сырья и комплекса вводимых пище- функциональные свойства готового продукта, с дру- вых добавок, а также их влияния на физиологические гой — при длительном их поступлении в организм функции организма зачастую не проводится. человека, увеличивают риски возникновения различ- По разным данным, в год среднестатистический ных заболеваний. человек съедает от 2 до 9 кг пищевых добавок. Боль- Высок уровень фальсифицированной продукции, шинство из них искусственного происхождения. Не- в которой высокое по стоимости сырье заменяется бо- которые запрещены в России, по поводу многих из лее дешевыми аналогами с дополнительным введением разрешенных в нашей стране среди медиков и дието- пищевых добавок. Особенно это относиться к наиболее логов идут споры о рисках их потребления (данные востребованному потребителем сегменту на рынке про- доклада д.м.н. Сергеева В.Н. (ФГБУ «Национальный даж — пищевым продуктам, выработанным по ГОСТ. медицинской исследовательский центр реабилитации

Для цитирования: лисицын А.Б., Чернуха И.М., Лунина О.И Современные тенденции развития индустрии функциональных пищевых продуктов в России и за рубежом. Теория и практика переработки мяса. 2018;3(1):29–45.DOI 10.21323/2414–438X‑2018–3–1–29–45 For citation: Lisitsyn A.B., Chernukha I.M., Lunina O.I. Modern trends in the development of the functional food industry in Russia and abroad. Theory and practice of meat processing. 2018;3(1):29–45. (In Russ.) DOI 10.21323/2414–438X‑2018–3–1–29–45

29 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

и курортологии Минздрава России») на 1‑й научно- медицинской исследовательский центр реабилитации практической конференции «Функциональные про- и курортологии Минздрава России»). дукты питания: научные основы разработки, произ- Темпы роста мировой индустрии здорового пита- водства и потребления». ния не уступают темпам развития пищевой промыш- Другой причиной нутриентной недостаточности ленности. Японии принадлежит 39,2 % мирового уров- является употребление всеми категориями граждан ня рынка функциональных продуктов, США — 31,1 %, большого количества лекарственных препаратов пяти европейским странам (Испания, Италия, Герма- (хронические болезни, в том числе желудочно-кишеч- ния, Франция и Великобритания) — 28,1 %. На ми- ного тракта, периоды эпидемий ОРВИ и гриппа и др.), ровом рынке функциональных продуктов хлебопе- которые во многих случаях приводят к дефициту не- карные и молочные изделия доминируют, составляя которых нутриентов, поступаемых с пищевыми про- 72,9 % [1]. Однако сравнивать объемы выпускаемых дуктами, и возникновению хронических неинфекци- ФПП в разных странах мира не вполне корректно из- онных патологий и преждевременному старению. за различных критериев, согласно которым продукт Сформировалась ситуация, в которой необходимо относят к функциональному. Например, в Японии искать новые направления и создавать современные в отличие от других стран мира, к ФПП относят пище- технологии продуктов здорового питания, позволя- вые продукты в виде капсул, таблеток и др. ющие сохранить питательные вещества исходного В Японии, являющейся законодательницей функ- сырья, использовать минимально необходимый на- циональных пищевых продуктов, более 45 % от об- бор пищевых добавок и возвращать доверие потре- щего количества функциональных пищевых продук- бителя, в том числе и в мясном сегменте отечествен- тов (Food for Specific Health Use, FOSHU) относятся ного рынка. к «поддерживающим нормальное функционирова- Функциональное питание может быть выходом ние желудочно-кишечного тракта». Олигосахариды, из сложившейся ситуации. В последние годы этому молочнокислые и бифидобактерии, а также пищевые направлению в пищевой индустрии уделяется боль- волокна являются основными активными ингреди- шое внимание. Функциональные пищевые продук- ентами в данной категории. Далее следуют продукты ты (ФПП) предназначены для общего потребления (21 %), «положительно влияющие на людей с высоким всеми категориями граждан, но отличающиеся тем, уровнем холестерина/триглицеридов в сыворотке что по сравнению с обычным продуктом, они имеют крови». К ним относятся продукты в составе кото- дополнительную пользу для здоровья, гарантирован- рых содержатся соевые протеины, пептиды, пищевые ную жесткими требованиями со стороны государст- волокна, диацилглицерин и растительный стерол/ ва, способствуют профилактике заболеваний, укре- станол [2]. плению здоровья и увеличению продолжительности Некоторые продукты, исторически используемые жизни. в национальных кухнях, являются функциональны- В Японии такие продукты называются FOSHU ми. В японской — это продукты из сои: «мисо», «со- (Foods for specific health use/пищевые продукты со спе- евый соус» и «натто». «Натто» из сквашенных соевых

цифическим терапевтическим действием). Молочные, бобов, содержит витамин К2 (менахинон‑7), который кисломолочные и зерновые функциональные пище- способствует поступлению кальция в кости, а соевый вые продукты давно изучены, признаны и пользуются белок — активный ингредиент, способный контроли- популярностью у потребителя. Рынок мясных функ- ровать уровень холестерина в сыворотке крови. «Кат- циональных пищевых продуктов малоизвестен отече- субуши» или вяленый тунец — традиционное блюдо ственному потребителю, который информационно не японской кухни, в состав которого входят пептиды, подготовлен, а мясо и мясная продукция не ассоции- способные снижать кровяное давление. В результате руется с функциональными продуктами, благодаря исследований этот факт был подтвержден и к этому шумихе, поднятой в последнее время в СМИ. продукту разрешено применять заявление «положи- Целью публикации является анализ рынка функ- тельно влияет на людей с относительно высоким кро- циональных пищевых продуктов на мясной основе вяным давлением». Все вышеперечисленные продук- и систематизация мировых тенденций развития науч- ты являются одобренными продуктами FOSHU. ных исследований в области создания мясных пище- Правительство Японии финансировало исследо- вых продуктов для функционального питания. вания физиологического влияния различных пище- вых продуктов и их составляющих на предмет так Основная часть называемых «третичных свойств пищи», которые Согласно международному анализу тенденций напрямую вовлечены в регулирование деятельности рынка потребления функциональных продуктов, про- физиологических систем человека, таких как иммун- веденному «Georg Morris Centre», по отдельным ви- ная, эндокринная, нервная, кровеносная и пищевари- дам их производство ежегодно возрастает на 5–40 % тельная системы (первичные и вторичные свойства (данные д.м.н. Сергеева В.Н./ФГБУ «Национальный пищи связаны с питательной и вкусовой ценностью).

30 31 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

­Результаты исследований позволили выявить крите- жира и изделия для гриля (по 9 % жира), а также кол- рии, согласно которым пищевые продукты причисля- басные изделия мажущейся консистенции, включаю- ются к функциональным [2]. щие тонкодисперсную ливерную колбасу, ливерные В США (по данным «Euromonitor International», колбасы с яблоком и луком, грубозернистую ливерную 2013) ФПП в зависимости от их функциональных колбасу с черемшой, колбасы «Чайную» и «Меттвурст» свойств классифицируют по следующим категориям мажущейся консистенции (14 % жира) [3]. (в порядке убывания продаж в 2012 году): В России объем рынка продуктов здорового пита- — общее самочувствие; ния в 2016 году составил 874095 млн.руб., в 2017 году — управление весом; этот показатель составил 878690 млн руб. По прогно- — здоровье пищеварительной системы; зам в 2021 году отечественной пищевой индустрией — повышение уровня энергии; будет выпущено продуктов здорового питания на — выносливость; 912477 мл.руб. (Discovery Research Group, 2017 http:// — здоровье полости рта; www.sitebs.ru/blogs/34288.html). — здоровье костей и сосудов; Российский потребитель готов покупать продукты — пищевая непереносимость. с дополнительной пользой для своего здоровья (Рис. 1) Среди европейских стран Германия обладает са- и платить при этом более высокую цену. Это подтвер- мым большим объёмом рынка функциональных про- ждается результатами опросов населения в рамках дуктов. По данным Немецкого Союза мясной про- проведения исследований рынка функциональных мышленности (Франкфурт-на-Майне) в Германии 500 продуктов [4]. мясоперерабатывающих предприятий выпускают ис- Среди критериев выбора продуктов питания ключительно био-продукты, за счет которой многие 81 % из числа опрошенных указали состав продукта, предприятия расширяют свой традиционный ассор- 69 % — цена продукта, 33 % — страна-производитель тимент колбас и мясопродуктов. и 22 % марка продукта [4]. При производстве био-продуктов исключается В настоящее время качество продукта и его со- применение синтетических красителей, усилителей став — основные критерии выбора отечественного вкуса, консервантов, искусственных и идентичных на- покупателя, который вчитывается в этикетку и готов туральным ароматизаторов и стабилизаторов. Соглас- покупать более экологически чистые продукты при но результатов опроса населения, касательно доверия условии более высокой цены. При этом потребитель потребителей, био-мясо и био-продукты занимают внимательнее стал относиться к тому, что он употре- первое место. бляет в пищу, и это отношение меняется в зависимо- Так немецкая фирма из Гёттингена «Börner-Eisenach- сти от уровня образования, социального положения, er» сконцентрировалаНе готовы п своилати тусилияь боль шена новом био-ассор- материальной обеспеченности,28 возраста и семейного тименте под маркой Biofrisch, а также на расширенной положения. Импортная продукция 3 палитре Wellness-продуктов (полезных для здоровья Исследования и оценка факторов изменения пита- продуктов),И зкоторыевестнос тсохраняють марки традиционные обычаи ния в мире показали, что 1не9 существует прямой взаи- производства,Про инозв еориентированныеденные/выращенн наы есовременного в России мосвязи между потреблением33 мяса и доходом потре- потребителя.Не зСодержаниеначительный жира срок хв ран продуктеения снизили, бителя, как считалось ранее35 [5]. с одной стороны,Без ГМ Оза счет нежирного сырья (лопатки), К сожалению, производство44 отечественных функ- а с другой Э —ко лзаменителяогически ч ижирастые инулина. Это — саля- циональных продуктов не58 вышло на федеральный ми с 17 % жира,Не со паштетыдержащие из и окорокаскусстве и мясанных д птицыобавок (5 и %кр асимасштаб:телей их производят, 8в 4 основном, на отдельных жира), колбаса для жарки с пониженным содержанием предприятиях, которые работают с научно-исследова-

Не содержащие искусственных добавок и красителей 84

Экологически чистые 58

Без ГМО 44

Незначительный срок хранения 35

Произведенные/выращенные в России 33

Известность марки 19

Импортная продукция 3

Не готовы платить больше 28

% 0 20 40 60 80 100 Рис. 1. Характеристики продуктов, за которые потребители готовы платить больше, процент от числа опрошенных

30 31 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

тельскими центрами -разработчиками функциональ- Анализ зарубежной литературы показал, что в по- ной продукции. следние годы научные разработки в области создания Рынок функциональных продуктов в России не до- функциональных продуктов на мясной основе ведут- стигает 5 % от общего объема производства пищевых ся по следующим направлениям: продуктов. Динамика объемов производства данной — органическое мясное сырье, не вызывающее ал- продукции в России увеличивается небольшими тем- лергии; пами. — снижение калорийности мясных продуктов за На российском рынке функциональные продукты счет замены части жира в рецептуре (инулин; ра- представлены в основном, четырьмя группами: про- стительные волокна; эмульгированный свиной дукты на основе зерновых культур (каши, хлопья), коллаген и пшеничными волокнами; нутовый в том числе хлебобулочные и кондитерские; безал- белковый изолят или крахмал; овощи: отварной когольные напитки; молочные продукты; продукты картофель, сладкий черный корень, сельдерей масложировой отрасли. Продукты остальных подо- и топинамбур; зернобобовые; балластные веще- траслей пищевой промышленности представлены ства; продукты из морских водорослей; масля- в незначительном количестве. Производство функци- ная эмульсия и порошок лесного ореха, порошок ональных пищевых продуктов с 2007 по 2013 г. увели- и экстракт зеленого чая, клетчатка апельсина, ци- чилось на 160 % [1]. трусовый пектин); Продукты функциональной направленности на — модификация жирнокислотного состава мясного мясной основе на рынке продуктов питания представ- сырья и мясной продукции (снижение доли НЖК лены в меньшем количестве из-за сложности произ- и увеличение доли МНЖК и ПНЖК, природных водства (длительной высокотемпературной обработ- транс-изомеров, оптимизация соотношения ω‑6 ки) и способов сохранности биологически активных и ω‑3 ЖК) за счет замены части животного жира компонентов в готовом продукте. на растительное (сафлоровое, рапсовое, льняное, Мясное сырье является источником полноцен- соевое, растительное, кукурузное масла), а также ного белка и может быть отнесено к натуральному морских липидов (экстракты липидов рыб, рыбий функциональному пищевому продукту. Мясо имеет жир,); искусственная жировая ткань (плазма крови сбалансированный аминокислотный состав, все неза- с полисахаридными добавками); менимые аминокислоты, включая триптофан, лизин — обогащение мясного сырья и мясной продукции и метионин, высокие уровни минеральных элементов жирорастворимыми витаминами и минералами (железа, фосфора, цинка, меди, хрома, селена, фтора, (йод, селен, Cu, Mg, Mn, K и др.); калия, серы), в том числе эссенциальных, и витамины — доступность биологически активных веществ группы В, обладает высокой пищевой и биологиче- в составе мяса (гидролизаты субпродуктов; био- ской ценностью. Причем доступность некоторых нут- логически активные пептиды, карнозин, ансерин, риентов животного происхождения выше, чем расти- L-карнитин, глютатион, креатин или таурин); тельного. — комбинированное использование функцио- Говядина является природным источником конъю- нальных пищевых ингредиентов в ФПП (свиной гированной линолевой кислоты, которая зарекомен- коллаген+волокна пшеницы; картофель+ карраги- довала себя как антиоксидант, антиканцероген и сти- нан; инулин+пшеничные волокна+брокколи или мулятор иммунной системы. растительное масло+побеги брокколи; кукурузное Содержащиеся в мясе карнозин и ансерин пред- масло +волокна из водорослей; мука из льняного ставляют собой антиоксидативные гистидил-дипеп- семени+мука из киви; лиофилизированные пе- тиды, которые могут связывать переходные металлы трушка, пастернак, сельдерей) и предупреждать заболевания и процессы старения, — функциональные пищевые продукты с антиокси- вызванные оксидативным стрессом. L-карнитин уча- дантным действием (ликопин, экстракты лекарст- ствует в энергетических процессах, снижает уровень венных трав, чая, кожура цитрусовых, семена кун- холестерина и способствует поступлению в организм жута, маслины, виноград); кальция, необходимого для укрепления костей [6]. — обогащение продуктов пробиотиками (молочно- Мясо является низкоаллергенным продуктом, при- кислые бактерии, Lactobacillus acidophilus, Lacto- чем при обработке мясного сырья (замораживание, bacillus casei, Lactobacillus rhamnosus; Lactobacillus высушивание, варка, жарение) аллергическая актив- paracasei, Lactobacillus plantarum), пребиотиками ность в готовых продуктах снижается. (ксилоолигосахариды; олигосахариды и диетиче- Все эти характеристики делают нежирные виды ская клетчатка; пептиды), симбиотиками; мяса основой функционального питания, которое — ферментированные мясные продукты длительного положительно влияет на здоровье различных катего- срока хранения (до 6 месяцев); рий граждан, в том числе и с хроническими заболе- — продукты «чистой упаковки», снижение уровня ваниями. канцерогенов в мясной продукции (замена нитри-

32 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

та натрия на овощи с редуцирующими веществами Использование эмульсии вода-в масле-в воде, пред- (экстракт Puerariae radix; замена фосфатов рисовым ставляющую собой эмульсию вода-в масле, дисперги- крахмалом и/или фрукто-олигосахаридами); рованную как капли в водной фазе, которая позволяет В процессе создания функциональных продуктов маскировать посторонний вкус и контролировать выс- возникают проблемы, которые требуют изыскания вобождение и защиту ингредиентов, а также снижать новых научных подходов для их решения. содержание жира, так как часть липидного материала Одной из тенденций разработки продуктов здо- заменяется водными частицами, диспергированными рового питания является снижение калорийности внутри неё [9]. Для производства пищевых эмульсий (жирности) готового продукта за счет введения ово- в качестве масляной фазы используются раститель- щей, зерновых и зернобобовых культур, клетчатки ные масла (оливковое, рапсовое, соевое, кукурузное цитрусовых и т.д. Замена части жира приводит к ухуд- и т.д.). На стабильность двойных эмульсий оказывает шению вкусовых качеств и потере нежной консистен- влияние время хранения (минимальное отстаивание ции продуктов и вызывает необходимость широкого установлено в двойных эмульсиях, хранившихся в те- использования пищевых добавок (обогатителей аро- чение 10 дней при 4 °C). Экспериментальные двойные мата и вкуса и др.). В ФГБНУ ФНЦ пищевых систем эмульсии показали стабильность к традиционной для им. В.М. Горбатова проведен анализ ингредиентов, колбас термообработке. способных заменять жировую составляющую без су- Успешные испытания на животных прошли капсу- щественного изменения органолептических характе- лы с фосфолипидами Undaria pinnatifida /бурых мор- ристик мясных продуктов и выбран инулин, как наи- ских водорослей/, которые в свою очередь содержали более оптимальная добавка. Использование инулина фукоксантин — пигмент с установленным эффектом в предварительно гидратированном виде для замены против ожирения [10]. Однако, в обзоре по исследо- жировой составляющей в количестве до 50 % от содер- ванию влияния диетарного жира и ожирения за 1993– жания жировой составляющей в рецептуре, позволит 2009 гг. не было установлено четкой взаимосвязи меж- сократить содержание жира на 40 % и калорийность на ду потреблением мононенасыщенных жирных кислот 30 % без ухудшения функционально-технологических или полиненасыщенных жирных кислот и потерей свойств мяса и органолептических характеристик го- веса [11]. товых продуктов (данные ФНЦ пищевых систем им. В последнее время наблюдается приверженность В.М. Горбатова). россиян к потреблению натуральных продуктов Немецкие ученые считают, что оптимальной ча- и продуктов с «чистой этикеткой». стичной заменой жира в целях пользы для здоровья, Негативное отношение к мясной продукции сло- является комбинация растворимых (инулин) и нера- жилось, в том числе и, из-за использования при ее про- створимых (пшеничные отруби) балластных веществ. изводстве нитритов, которые в процессе термообра- В субпродуктовой колбасе было заменено до 20 % ботки преобразовываются в N-нитрозамины, а также жира на растворимый в воде инулин. Пшеничные во- вторичные или третичные амины, обладающие канце- локна добавляются в небольшом количестве (около рогенным, тератогенным и мутагенными свойствами. 1 %), из-за их негативного влияния на сенсорные ощу- Поэтому, одним из направлений в функциональном щения [7]. питании является разработка заменителей нитритов, Снижение органолептических характеристик го- предназначенных в основном для сохранения харак- товой мясной продукции происходит и при обога- терного цвета мясопродуктов. Известны как нату- щении продуктов питания биологически активными ральные, так и синтетические заменители нитрита, липофильными ингредиентами (ПНЖК семейств ω‑3 однако, до недавнего времени в переработке мяса ни и ω‑6). Кроме того липофильные ингредиенты ха- одна из этих альтернатив широко не использовалась. рактеризуются низкой растворимостью в воде, под- Другой подход заключается в микробном превраще- верженностью химическому расщеплению и неста- нии метмиоглобина (MbFe3) в нитрозилмиоглобин бильностью в условиях производства и хранения. Эта (MbFe2NO). Штамм S. xylosus может использоваться проблема была решена путем инкапсулирования био- в качестве заквасок для формирования характерного логически активных жирных кислот ω‑3 в эмульсиях колбасного цвета в модельных системах с МРС-бульо- типа масло-в-воде. Для невелирования постороннего ном и сырым свиным фаршем без добавления нитрита запаха и привкуса (от рыбьего жира) смешивали спе- или нитрата [12]. ции и антиоксиданты [8]. Результаты исследований Создан препарат на основе штамма Paracoccus показали, что инкапсулирование жирных кислот ω‑3 spp, обладающий способностью снижать содержание в эмульсиях типа масло-в-воде обеспечивает физиче- остаточного нитрита в готовом продукте. При этом скую и окислительную стабильность, но их внесение скорость денитрификации тем выше, чем больше в сложные мясные матрицы может оказать непредска- концентрация нитрита натрия в среде. Применение зуемый эффект и повлечь за собой дестабилизацию препарата позволяет четко рассчитать продолжитель- структуры готового продукта. ность его действия [13].

33 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

Снижение содержания натрия (поваренная соль) на некоторые виды злокачественных опухолей. Таким в мясных изделиях является актуальной задачей, так образом, рекомендовано отказаться от применения как доказана взаимосвязь между избыточным потре- ресвератрола, вещества с потенциальным физиоло- блением натрия, и развитием сердечно-сосудистых гическим воздействием, из-за возможных рисков воз- заболеваний, гипертонии и инсультов. Сокращение действия на организм человека. хлорида натрия в мясных продуктах является техни- В Германии с целью подтверждения полезности чески сложной задачей, поскольку требует сохранения для здоровья мясных продуктов с функциональными желаемых функционально-технологических свойств: свойствами в первую очередь, необходимо проанали- соленый вкус, увеличение растворимости мышечных зировать и проверить влияние рецептуры, техноло- белков и повышение влагосвязывающей способно- гического процесса и хранения на функциональные сти, снижение роста микроорганизмов. Исследованы компоненты и сохранность их свойств в готовом про- различные подходы к снижению натрия в пищевых дукте, а также на нежелательные вещества (например, продуктах, но наиболее успешным является исполь- продукты окисления жиров), для того чтобы убедить- зование заменителей поваренной соли. В качестве за- ся, что содержание биологически активных веществ менителей хлорида натрия в мясной продукции рас- в готовом продукте соответствует необходимым пи- сматриваются хлорид калия, хлорид кальция, лактат тательно-физиологическим показателям. После этого кальция и хлорид магния в различных комбинациях функциональные мясопродукты с точно установлен- и дозировках [14]. ным содержанием желательных функциональных ин- Фосфаты широко используются в пищевой про- гредиентов можно использовать в экспериментах по мышленности. Однако, из-за их способности оказы- употреблению их в пищу человеком. вать отрицательное воздействие на здоровье людей, Возрастает количество патологий, обусловлен- влияя на баланс кальция, железа и магния, повышая ных нарушением микроэкологии кишечника. В связи риск заболеваний костей и приводя к обострениям за- с чем, ученые большое внимание уделяют разработке болеваний (например, у потребителей с хроническим ФПП с использованием пробиотиков. Польза от по- заболеванием почек) в последние годы специалисты требления пробиотика должна быть продемонстри- пищевой отрасли нацелены на замену (частичную рована только на основе результатов хорошо органи- или полную) фосфатов. Частичная или полная замена зованных, рандоминизированных, двойных слепых фосфатов на рисовый крахмал и фрукто-олигосахари- исследований, контролируемых плацебо на людях, ды приводит к снижению выхода готового продукта, результаты которых опубликованы в международ- обеспечивая при этом получение более полезного для ных рецензируемых научных журналах. Первое, что здоровья продукта [15]. требуется в каждом процессе разработки пробиоти- Функциональные пищевые ингредиенты, которые ческих пищевых продуктов — точная идентификация вводятся в состав продуктов, должны быть всесто- и характеристика используемого пробиотического ронне изучены и выявлены все возможные побочные штамма на уровне рода, вида и разновидности, с ис- эффекты от их использования. Немецкие ученые [16] пользованием принятой в международном масштабе проводили исследования, в ходе которых изготавли- методологии. Далее следует этап исследований физи- валась вареная колбаса с функциональными свойства- ологических характеристик и технологических тре- ми, а в качестве функциональной добавки был выбран бований, а также раскрытие лежащих в основе ме- ресвератрол (3,5,41-тригидрокси-транс/цис-стильбен). ханизмов действия и иллюстрация положительных Ресвератрол является фитоэстрогеном группы по- эффектов на человеке [17]. Критерии отбора для про- лифенолов, содержится в красных сортах винограда, биотиков следующие: малине и земляных орехах и обладает антиокисли- — выживание бактерий при прохождении через верх- тельными, антиканцерогенными и противовоспали- нюю часть желудочно-кишечного тракта; тельными свойствами. Результаты исследований, ранее — взаимодействие с имеющейся микрофлорой (спо- проведенных на животных, указывают на возможный собность временно прикрепляться к эпителию эффект продления жизни. Данные, полученные не- кишечника, отсутствие значительного влияния на мецкими учеными показали, что незначительное до- доминирующую микрофлору; влияние на количе- бавление ресвератрола отрицательно влияет на цвет ство и разнообразие эндогенных видов Lactobacillus продукта, происходит изменение вкуса: появление и Bifidobacterium); вкуса старого продукта. В период проведения исследо- — благотворное влияние на здоровье потребителя ваний государственными учреждениями США были (предотвращение риска заболеваний); выпущены публикации с предупреждениями относи- — стойкость по отношению к проводимой технологи- тельно применения ресвератрола и рекомендациями ческой обработке и хранению; отказаться от его использования в качестве добавки — высокие характеристики безопасности (отсутствие при производстве функциональных пищевых про- групп риска видов П LAB, отсутствие D-молочной дуктов из-за возможного стимулирующего действия кислоты).

34 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

Пробиотики могут влиять на здоровье человека на клетчатки (инулин, зерновые: овес, рис, пшеница и др; трех уровнях, в зависимости от штамма: путем взаи- бобовые: горох, соя и др.; фрукты: яблоки, лимон, модействия с другими микроорганизмами, находящи- апельсин; корнеплоды: морковь, свекла и др.; морские мися на месте действия (конкуренция за питательные водоросли) в качестве представителей пребиотиче- вещества, продуцирование ингибиторов микробов, ских веществ, которые используются для увеличения исключение при конкуренции); путем укрепления ба- роста пробиотических бактерий. рьеров слизистой и/или влияя на иммунную систему Японские ученые [19] получили новые пребиотиче- хозяина. ские вещества из мясного белка. Из свежей сырой об- Пробиотики обычно используют при производстве рези (окорока) был приготовлен актомиозин, который ферментированных мясных продуктов, т.к. последние ферментировался пятью видами протеаз (папаин, фи- подвергаются слабой тепловой обработке. При подборе цин, трипсин, протеимназа К, проназа Е). Пос­ле фрак- пробиотических штаммов необходимо учитывать не- ционирования переваренного актомиозина (гидроли- гативный эффект мясной среды, которая содержит по- зат папаином) была выделена фракция, с активностью солочные ингредиенты, низкий рН и активность воды стимулирования роста Bifidobacterium. Затем были и не ухудшать органолептические характеристики го- синтезированы трипептид с последовательностью тового продукта [17]. Такие бактерии можно получить Glu-Leu-Met и два вида дипептидов (Glu-Leu и Leu- путем скрининга натуральных изолятов колбас или Met), из которых только трипептид Glu-Leu-Met пока- существующих коммерческих стартовых культур. В се- зал активность стимулирования роста Bifidobacterium верных европейских странах, (потенциальные) проби- bifidum, ни дипептиды (Glu-Leu, Leu-Met), ни амино- отические штаммы L. rhamnosis GG, L.rhamnosis LC‑705, кислоты (Glu, Leu, Met), которые являются частью L.rhamnosis E‑97800 и L.plantarum E‑98098 обладают трипептидов, не обладали такой способностью. После- вышеперечисленными свойствами. При применении довательность трипептида является важным факто- изолятов из кишечника L.paracasei L26 и Bifidobacterium ром для активности стимулирования роста кишечной lactis B94 вместе с традиционной стартовой культурой, микрофлоры. Авторы заключили, что ферментатив- не отмечалось негативного эффекта на сенсорные свой- ные гидролизаты мясных белков и соответствующие ства продукта. Использование инкапсулированных стимулирующие рост Bifidobacteriumпептиды (напри- в альгинате L. reuteri ATCC не приводило к снижению мер, Glu-Leu-Met) могут использоваться как пребио- сенсорных характеристик [17]. тический материал для разработки функциональных Специалисты научного общества «Микробио- пищевых продуктов, включая функциональные мясо- та» провели исследования по оценке выживаемости продукты. пробиотических микроорганизмов в составе 23 оте- В дополнение к пробиотикам и пребиотикам была чественных и зарубежных препаратов и получили предложена концепция синбиотиков, пищевые про- доказательства того, что выживаемость этих микро- дукты, содержащие как пробиотические бактерии, организмов в желудочно-кишечном тракте составля- рост которых усиливается благодаря пребиотическим ет менее 0,0001 % от исходной численности при перо- веществам. Совместное применение пробиотиков ральном поступлении [18]. Полученные результаты, и пребиотиков — это одна из основных тенденций для как отмечают авторы, являются основанием для кор- разработки функциональных пищевых продуктов, ректировки взглядов на существующий принцип за- которая широко используется для молочной продук- местительного действия пробиотикотерапии на осно- ции, однако является относительно новой концепцией ве живых микроорганизмов. в мясной промышленности. Пребиотики не имеют недостатков, свойственных Для повышения полноты научных знаний в обла- пробиотикам, поскольку не являются жизнеспособ- сти изучения и применения пробиотиков и пребио- ными клетками и достигают толстого кишечника без тиков организована Международная научная ассоци- изменений, являются эффективным средством про- ация пробиотиков и пребиотиков (ISAPP), которая филактики и коррекции дисбиотических нарушении является некоммерческой организацией, состоящей за счет стимуляции и метаболической активности из международных специалистов, чьим намерением нормальной кишечной микрофлоры. Пребиотики ис- является разработка подходов и продуктов, которые пользуют в целях улучшение технологических свойств: были бы оптимальны для улучшения здоровья (http:// как наполнители, не содержащие калорий, улучшите- www.isapp.net). ли стабильности эмульсий, для модификации тексту- Мясо является продуктом с полезными для здоро- ры и др. физиологических свойств: снижение риска вья свойствами, т.к. в результате его потребления воз- диабета, благоприятное влияние на регулирование ли- можно достичь благоприятный эффект регулирования пидов крови, предотвращение сердечно-сосудистых процесса ожирения, снижения риска заболевания диа- заболеваний, рака толстой кишки, регулирования бетом, а также обмена веществ в костях. Мясной белок, прохождения содержимого через кишечник. Хорошо кроме питательной ценности, обладает биоактивными известно применение олигосахаридов и диетической свойствами, проявляемыми высвободившимися под

35 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

действием протеолитических ферментов пептида- ных [22]. Ферментативная тендеризация мясного сы- ми. Особенность биоактивных пептидов заключается рья — это еще один способ обогащения продукта БАП. в том, что в составе белков они находятся в латент- Коллагеновые пептиды могут использоваться в каче- ном (спящем) состоянии и высвобождаются под воз- стве источника коллагена, увеличивая количество сво- действием протеолитических ферментов (мышечных, бодных фибробластов и улучшая эластичность сосудов. микро­биальных, пищеварительных) и различных тех- Двойное слепое плацебо-контролируемое исследова- нологических приемов обработки. ние подтвердило увеличение содержания влаги в коже Установлено, что биологически активные пептиды в результате применения коллагеновых пептидов [2]. (БАП), выделенные из мясного сырья обладают: антиги- Мясные субпродукты могут использоваться в ка- пертензивной, антиокислительной, иммуномодулирую- честве сырья для получения ингредиентов для рынка щей, антитромболитической, антимикробной, гипохо- функциональных продуктов питания, являющегося лестеролимической и пребиотической активностью. одним из наиболее успешных направлений в пищевой Например, ангиотензины (представленные окта- промышленности [23,24]. пептидами), оказывающие выраженное сосудосужи- Пептиды, полученные из мяса и мясных субпро- вающее действие, образуются из присутствующего дуктов, обладают широким спектром полезных для в сыворотке крови неактивного белка ангиотензино- здоровья свойств: гена в результате последовательного действия ряда — Антикоагулянтные пептиды (казеин коровьего мо- протеолитических ферментов. БАП, способствующие лока после ферментации с помощью Lactobacillus формированию или коррекции функциональных ха- casei; из свинины гидолизованной папаином); рактеристик тканей, выделены из мясного сырья [20]. — Пептиды для психического здоровья (опиоидные Преимущество мясного сырья как источника биоак- пептиды из гидролизатов крови, из говяжьего ге- тивных пептидов состоит в том, что послеубойное со- моглобина посредством гидролиза пепсином; ге- зревание приводит к высвобождению тканевых фер- морфины и геморфин-подобные пептиды из мозга ментов, которые, в свою очередь, атакуют белки мяса овец; PEP-ингибирующие пептиды из мозга круп- с образованием пептидов. Автор сообщал о наблюдае- ного рогатого скота). мом увеличении антигипертензивной (АСЕ-ангеотен- — Антиокисдантные пептиды (карнозин и анзерин; об- зивный I-конвертирующий фермент) активности го- работанных протеазами свиных миофибриллярных вядины, т.е., ингибитора АСЕ, в период послеубойного белков; из говяжьей грудинки путем ферментатив- созревания под действием катепсинов и кальпаинов. ного гидролиза с помощью папаина; 27 пептида, ес- Таким образом, ингибитор АСЕ способен подавлять тественным образом присутствующих в испанской рост кровяного давления, ингибируя каталитическую сухой ветчине; из водного экстракта рогов азиат- активность АСЕ. ского буйвола; из свиного гемоглобина при высоких Обработанные органы и ткани продуктивных жи- температурах и низких давлениях в потоке азота). вотных, которые содержат тканеспецифические бел- — Антимикробные пептиды (из говяжьего гемогло- ки и пептиды являются функциональными ингреди- бина путем гидролиза пепсином; гидролизат гемо- ентами для производства функциональных мясных глобина, полученном с помощью свиного пепсина; продуктов с гиполипидемическим и антиатероскле- из центральной части говяжьего α-гемоглобина; из ротическим действием. Изучали влияние аорт и сер- белков говяжьей саркоплазмы). дечной ткани, полученных от крупного рогатого скота Интересное направление в создании ФПП предло- и свиней и введенных в рацион крыс на атеросклеро- жили Л.Г. Энгсиг и его коллеги (2013). Они представи- тические расстройства. Результаты исследований на ли полезные мясные продукты (тонкоизмельченные) лабораторных животных продемонстрировали поло- в виде мясных спредов и снеков, состоящих из 40 % жительный эффект, основанный на изменении липид- свинины, калифорнийского ореха, моркови и гороха. ного обмена и снижения воспаления, связанные с ате- Разработанные продукты могут использоваться и как росклерозом [21]. соус или как спред для сендвичей. Продукты имеют БАП образуются и в сырокопченых и сыровяленых низкое содержание жира 0,7–3,8 %, низкий уровень мясных продуктах под действием мышечных протеаз, соли (1,1 %) и белка между 11,3–14,8 % [25]. активность которых возрастает в процессе естествен- Функциональными продуктами являются продук- ной ферментации в присутствии молочнокислых бак- ты как полезные от природы (натуральные функци- терий. Содержание БАП в результате ферментации ональные пищевые продукты), так и усовершенство- может возрасти до 1 %. При этом, по данным ряда ис- ванные (модифицированные) человеком. следователей, образующиеся в сырокопченых и сы- ровяленых мясных продуктах БАП обладают антиги- Заключение пертензивной активностью, при этом ингибиторная Функциональные продукты — новое поколение активность по отношению к АСЕ у ферментированных пищевых продуктов, широкий ассортимент кото- мясных продуктах выше, нежели у неферментирован- рых позволит потребителю оптимизировать раци-

36 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

он питания за счет сбалансированных нутриентов на изучение механизмов и получение новых знаний и предоставит реальные возможности снизить риски о способах придания пищевым продуктам функци- нутриентной недостаточности организма, улучшить ональных и специальных свойств, а также условиях физическое здоровье и отодвинуть наступление хро- сохранения этих свойств в течение срока годности нических неинфекционных заболеваний и старение и изучение терапевтического эффекта биологически организма. Для дальнейшего развития отечествен- активных добавок (витаминов, минеральных и др. ной индустрии функционального питания необходи- веществ), а также других нутриентов и их совмес­ мо интенсифицировать исследования, направленные тимости.

Introduction tion to this direction. Functional foods (FF) are intended The composition of modern foods has undergone great for general consumption by all categories of citizens; how- changes over the last years and includes large amounts of ever, they are different from ordinary products in terms of food additives, which on one hand improve taste, techno- their additional health benefits, which are guaranteed by logical, functional properties of the final product, and on the strict requirements of the state, their facilitation of the the other hand increase the risks of developing different disease prophylaxis, health strengthening and an increase diseases upon the long-term intake by humans. in the life longevity. There is the high level of falsified products, in which In Japan, these products are called FOSHU (Foods for high-cost raw materials are replaced by cheaper analogues specific health use). Dairy, sour-milk and cereal function- with additional incorporation of food additives. This is al foods have long been studied, acknowledged and are especially relevant to the most demanded segment in the popular among consumers. The market of meat functional sales market — foods produced by GOST. foods is little-known to the domestic consumers, who are Each food additive undergoes a compulsory testing for not informationally prepared, and meat and meat products safety. However, there is often a lack of complex investiga- are not associated with functional products due to the re- tions of compounds, which are formed in a product as a cent media frenzy. result of technological processing of raw materials and a The aim of the research is an analysis of the functional complex of incorporated food additives, as well as their ef- meat-based food market and systematization of the world fect on the physiological functions of the body. trends in the development of scientific research in the field According to different data, the average person eats 2 to of designing meat functional foods. 9 kg of food additives annually. The majority of them are artificial. Some are banned in Russia. Many of food addi- Main part tives allowed in our country have been the subject of heat- According to the international analysis of the trends in ed debate among health care professionals and dietitians the market of functional food consumption carried out by in terms of the risk of their consumption (the data from Georg Morris Centre, production of their certain types in- the report of the doctor of medical sciences V.N. Sergeev/ creases by 5–40 % annually (the data of the doctor of med- FGBU «National Medical Research Center for Rehabilita- ical sciences V.N. Sergeev/FGBU National Medical Re- tion and Health Resort Study of the Ministry of Health of search Center for Rehabilitation and Health Resort Study the Russian Federation» at the 1st scientific practical con- of the Ministry of Health of the Russian Federation»). ference «Functional foods: scientific principles of develop- The growth rates of the world industry of healthy nutri- ment, production and consumption»). tion are not lower than the rates of the food industry de- Another reason for nutrient deficiency is consumption velopment. Japan accounts for 39.2 % of the world share of of large amounts of medicines (chronic diseases, including the functional food market, USA for 31.1 %, five European gastrointestinal tract, periods of the ARVI and flu, and so countries (Spain, Italy, Germany, France and Great Brit- on) by all categories of the citizens, which in many cases ain) for up to 28.1 %. The world market of functional foods lead to a deficiency of several nutrients that are consumed is dominated by bakery and dairy products making up with foods and to emergence of chronic non-communica- 72.9 % [1]. However, it is not quite correct to compare the ble pathologies and premature ageing. volumes of functional foods produced in different world The situation has been formed, which requires a search countries because of the different criteria, according to for new directions and creation of modern technologies which a product is classified as functional. For example, in of healthy foods that allow preservation of nutrients of Japan, in contrast to other world countries, food products the initial raw materials, the use of the minimally neces- in a form of capsules and tablets, as well as some in other sary range of food additives and the return of the con- forms are assigned to functional foods. sumer trust including in the meat sector of the domestic In Japan, which is a trend setter of functional foods, market. more than 45 % of the total amount of functional foods Functional nutrition can be a way out of the existing (Food for Specific Health Use, FOSHU) are placed into the situation. Nowadays, the food industry pays much atten- category of supporting normal functioning of the gastro-

37 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018 intestinal tract. Oligosaccharides, lactic acid bacteria and — health of bones and blood vessels; bifidobacteria as well as dietary fibers are the main active — food intolerance. ingredients in this category. The gastrointestinal category Among the European countries, Germany has the is followed by the products (21 %) that positively affect peo- largest volume of the functional food market. Accord- ple with the high level of cholesterol/triglycerides in the ing to the data of the Union of German meat industry blood serum. It consists of products, which composition (Frankfurt am Main), 500 meat processing enterprises in includes soy proteins, peptides, dietary fibers, diacylglyc- Germany produce exclusively bio-products, due to which erol and plant sterol/stanol [2]. many enterprises extent their traditional assortment of Some products that are historically used in the national sausages and meat products. cuisines are functional. In Japan, they are products from In production of bio-products, the use of the synthet- soybeans: miso, soy sauce and natto. Natto from fermented ic colorants, taste enhancers, preserving agents, artificial soybeans contains vitamin K2 (menaquinone‑7), which and nature-identical flavoring substances, and stabilizing facilitates the transport of calcium to the bones, and soy agents is excluded. According to the population survey protein is an active ingredient, which is able to control the concerning consumer trust, bio-meat and bio-products cholesterol level in the blood serum. Katsuobushi, or dried occupy the first place. skipjack tuna, is a traditional Japanese dish, which com- For example, the German company Börner-Eisenacher position includes peptides that are able to reduce blood from Göttingen concentrated its efforts on the new assort- pressure. This fact was confirmed by the research, and it ment under the brand «Biofrisch» as well as on the ex- was allowed to use a claim «positively affects humans with tended range of wellness products (products beneficial for relatively high blood pressure» for this product. All above- health), which retain the traditional ways of production, mentioned products are approved FOSHU products. but are oriented on the modern consumer. The fat con- The Japanese government financed the studies on the tent in a product was reduced due to low-fat raw materials physiological effect of different foods and their compo- (ham) on one hand, and the fat replacer, inulin, on the oth- nents regarding the so-called ‘tertiary’ properties of foods, er hand. These are salami with 17 % of fat, pates from ham which are directly involved in regulation of the activity of and poultry meat (5 % of fat), sausage for frying with re- the human physiological systems, such as immune, endo- duced fat and products for grill (9 % of fat in each), as well crine, nervous, circulatory, and digestive systems (‘prima- as spreadable sausage products including finely dispersed ry’ and ‘secondary’ properties are related to nutritional and liver sausage, liver sausages with apples and onions, coarse sensory values). The results of the studies allowed finding liver sausage with broad-leaved garlic, spreadable sausages criteria, according to which foods are assigned to func- «Teewurst» and «Mettwurst» (14 % of fat) [3]. tional [2]. In Russia, the volume of the healthy nutrition products AccordingНе го тоtoв ыthe пл аdataтит ьof б оEuromonitorльше International accounted for 874,095 mln.28 rubles in 2016; in 2017, this (2013), in the USA, functional foods are classified by the indicator was equal to 878,690 rubles. According to the Импортная продукция 3 following categories depending on their functional prop- forecasts, the domestic food industry will produce healthy erties (in descendingИзвестность orderмарк иof sales in 2012): nutrition products amounting19 to 912,477 mln. rubles in — overallПр health;оизведенные/выращенные в России 2021 (Discovery Research33 Group, 2017 http://www.sitebs. — weightНе management;значительный срок хранения ru/blogs/34288.html). 35 — healthБ еofз ГdigestiveМО system; The Russian consumers44 are ready to buy products with ad- — increaseЭко inло theгич еenergyски чи level;стые ditional health benefits (Figure58 1) and pay higher price. This is — stamina;Не содержащие искусственных добавок и краситеconfirmedлей by the results 8of4 the population surveys within the — health of oral cavity; framework of the analysis of the functional food market [4].

Do not contain artificial additives and colorants 84

Ecologically clean 58

Without GMO 44

Short shelf-life 35

Produced/raised in Russia 33

Brand awareness 19

Imported products 3

Not ready to pay more 28

% 0 20 40 60 80 100 Fig. 1. Product characteristics, for which consumers are ready to pay more, percent of the respondent number

38 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

Among the criteria for choosing food products, 81 % of Meat is a low allergic product and the allergic activity the respondents indicated the product composition, 69 % decreases in the final products upon meat raw material product price, 33 % country of production and 22 % prod- processing (freezing, drying, cooking, frying). uct brand [4]. All these characteristics make lean meat types a basis At present, product quality and its composition are the for functional nutrition, which positively affects the health main criteria for a choice by a domestic consumer, who of different categories of citizens, including those with reads a label and is ready to buy more ecologically clean chronic diseases. products with higher price. With that, consumers become Analysis of foreign literature shows that recently the more attentive to what they consume and this attitude scientific developments in the field of designing meat- changes depending on the level of education, social posi- based functional foods have been carried out by the fol- tion, well-being, age and family status. lowing directions: Analysis and assessment of the factors for changes in — Organic meat raw materials that do not cause allergy; nutrition in the world showed that there is no direct rela- — Reduction of meat product caloricity, due to par- tionship between meat consumption and a consumer in- tial fat replacement in a recipe (inulin; plant fi- come as was believed earlier [5]. bers; emulsified pork collagen and wheat fibers; Unfortunately, production of domestic functional chickpea protein isolate or starch; vegetables: boiled foods have not entered the Federal scale: they are pro- potato, Spanish salsify, celery and Jerusalem artichoke; duced, mainly, in individual enterprises, which work with leguminous; dietary fiber, products from seaweed; oil research centers — developers of functional foods. emulsion and powder of hazel; powder and extract of The functional food market in Russia has not reached green tea; orange fiber; citrus pectin); 5 % of the total volume of food production. The dynamics — Modification of the fatty acid composition of meat raw of the production volumes of these products in Russia in- materials and meat products (a reduction in the pro- creases at low rates. portion of saturated fatty acids and an increase in the In the Russian market, functional foods are presented proportion of the monounsaturated fatty acids and largely by four groups: cereal-based products (porridges, polyunsaturated fatty acids, natural trans-isomers, op- flakes), including bakery and confectionary products; non- timization of the ratio of ω‑6 and ω‑3 fatty acids) due alcoholic beverages; dairy products; products of the oil to partial replacement of animal fat with vegetable oils and fat industry. Products of the other sub-sectors of the (safflower, rapeseed, linseed, soybean, sunflower and food industry are presented in the insignificant amount. corn oils) as well as marine lipids (extracts of fish lipids, Functional food production increased from 2007 to 2013 fish oil); artificial fat tissue (blood plasma with polysac- by 160 % [1]. charide additives); Meat-based functional foods are presented in the food — Enrichment of meat raw materials and meat products market in smaller amounts because of the complexity of with fat soluble vitamins and minerals (iodine, seleni- production (long-term high temperature processing) and um, Cu, Mg, Mn, K and others); the methods of preservation of biologically active compo- — Availability of biologically active substances in the meat nents in the final products. composition (by-product hydrolysates, biologically ac- Meat raw materials are a source of full-value protein tive peptides, carnosine, anserine, L-carnitine, glutathi- and can be classified as a natural functional food product. one, creatine or taurine); Meat has the balanced amino acid composition, all es- — Combined use of functional food ingredients in func- sential amino acids including tryptophan, lysine and me- tional foods (pork collagen + wheat fibers; potato + car- thionine, high levels of minerals (iron, phosphorus, zinc, rageenan; inulin + wheat fibers+ broccoli or vegetable copper, chromium, selenium, fluorine, potassium, sulfur), oil + broccoli sprouts; corn oil + seaweed fibers; linseed including essential, and B group vitamins, as well as the flour + kiwi flour; lyophilized parsley, parsnip, celery); high nutritional and biological value. With that, availabil- — Functional foods with the antioxidant activity (lyco- ity of certain nutrients of animal origin is higher than that pene, extracts of medicinal herbs, tea, citrus peel, sesa- of plant origin. me seeds, olives, grapefruit); Beef is a natural source of conjugated linoleic acid, — Enrichment of products with probiotics (lactic acid which showed itself to be an antioxidant, anti-carcinogen bacteria Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, and stimulator of the immune system. Lactobacillus rhamnosus; Lactobacillus paracasei, Lac- Carnosine and anserine contained in meat are anti- tobacillus plantarum), prebiotics (xylooligosaccharides, oxidative histidyl dipeptides, which can bind transition oligosaccharides and dietary fiber, peptides), symbiot- metals and prevent diseases and ageing processes caused ics; by the oxidative stress. L-carnitine takes part in energy — fermented meat products with long shelf-life (up to 6 processes, reduces the cholesterol level and facilitates months); calcium intake, which is necessary for bone strengthen- — «clean label» products, reduction in the level of carcin- ing [6]. ogens in meat products (replacement of sodium nitrite

39 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

with vegetables having reducing substances/extract of emulsions is influenced by storage duration (minimal set- Puerariae radix; replacement of phosphates with rice tling was found in double emulsions stored for 10 days at starch and/or fructo-oligosaccharides). 4 °C). The experimental double emulsions showed stability In the process of functional food development, sev- to traditional thermal treatment of sausages. eral problems arise that require finding new scientific ap- Tests on animals were successfully passed by the cap- proaches for their solution. sules with phospholipids Undaria pinnatifida /brown sea- One of the trends in the development of healthy nutri- weed/, which, in turn, contained fucoxanthin — a pigment tion products is a decrease in the calorie content (fat con- with the established anti-obesity effect [10]. However, the tent) of the final product due to addition of vegetables, ce- clear relationship between consumption of monounsatu- reals and leguminous crops, citrus fiber and so on. Partial rated or polyunsaturated fatty acids and weight loss was replacement of fat leads to deterioration of palatability and not established in the review on the study of the effect of loss of product tender consistency, and cause a necessity dietary fat and obesity in 1993–2009 [11]. of the wide use of food additives (flavor enhancers and so At present, the adherence of the Russian consumers to on). The V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food natural products and «clear label» products is observed. Systems of Russian Academy of Sciences carried out analy- The negative attitude to meat products has been also sis of ingredients that can replace the fat constituent with- formed due to the use of nitrites in their production, which out significant changes in the organoleptic characteristics in the process of thermal processing are transformed to of meat products and chose inulin as the most optimal ad- N-nitrosamines, as well as secondary and tertiary amines ditive. The use of inulin in the preliminarily hydrated form with carcinogenic, teratogenic and mutagenic properties. to replace the fat constituent in an amount of up to 50 % Therefore, one of the directions in the functional nutri- of the fat constituent content in the recipe will allow fat tion is the development of nitrite replacers that are mainly reduction by 40 % and caloricity by 30 % without deteri- intended for preservation of the characteristic meat prod- oration of the functional and technological properties of uct color. Both natural and synthetic nitrite replacers are meat and organoleptic characteristics of the final products known; however, until recently, none of these alternatives (the data of the V.M. Gorbatov Research Center for Food was widely used in meat processing. Another approach Systems). consists in the microbial transformation of metmyoglo- The German scientists suggest that the optimal partial bin (MbFe3) into nitrosylmyoglobin (MbFe2NO). S. xylo- fat replacement for health benefits is a combination of sol- sus strain can be used as a starter culture for formation of uble (inulin) and insoluble (wheat brans) dietary fibers. In the characteristic sausage color in the model meat systems the sausage made from edible by-products, 20 % of fat was with MRS broth and raw minced pork without addition of replaced with water soluble inulin. Wheat fibers are added nitrite or nitrate [12]. in small quantities (about 1 %) because of their negative ef- The preparation based on Paracoccus spp. strain with fect on sensory indicators [7]. the ability to reduce the residual nitrite content in the final Deterioration of the organoleptic characteristics also product was developed. With that, the rate of denitrifica- occurs in the final meat products upon their enrichment tion is higher when the concentration of sodium nitrite in with biologically active lipophilic ingredients (PUFA of the environment is higher. The use of the preparation al- ω‑3 and ω‑6 families). In addition, lipophilic ingredients lows precise calculation of the duration of its action [13]. are characterized with low solubility in water, susceptibility A decrease in the sodium content (table salt) in meat to chemical disintegration and instability in the conditions products is a topical task, as the relationship between the of the production and storage. This problem was solved by excessive sodium content and the development of cardio- encapsulation of biologically active ω‑3 fatty acids in oil- vascular diseases, hypertension and strokes was proved. in-water type emulsions. To level the off-flavor (from fish A reduction of sodium chloride in meat products is a oil), spices and antioxidants were mixed [8]. The results of technically difficult task, as it requires preservation of the investigation showed that encapsulation of ω‑3 fatty the desired functional and technological properties: salty acids in the oil-in-water type emulsions ensured physical taste, an increase in the muscle protein solubility and in and oxidative stability; however, their addition into the moisture binding capacity, a reduction of the microbial complex meat matrix can have an unpredictable effect and growth. Different approaches to lowering sodium in foods lead to destabilization of the final product structure. were studied, but the most successful is the use of table salt The use of the water-in-oil-in-water emulsion, which is replacers. Potassium chloride, calcium chloride, calcium the water-in-oil emulsion dispersed as drops in the water lactate and magnesium chloride in different combinations phase, allows masking off-taste and control the release and and dosages are regarded as sodium chloride replacers in protection of ingredients, as well as reducing the fat con- the meat industry [14]. tent since part of the lipid material is replaced by water Phosphates are widely used in the food industry. How- particles dispersed inside it [9]. As an oil phase, vegetable ever, recently, the specialists of the food industry have set oils (olive, rapeseed, soybean, corn and others) are used a task to replace phosphates partially or fully because of for production of food emulsions. The stability of double their ability to negatively affect human health influencing

40 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса calcium, iron and magnesium balance, increasing the risk the stage of the investigations of the physiological charac- of bone diseases and leading to ingravescence of diseases teristics and technological requirements follows, as well as (for example, in consumers with chronic kidney diseases). revelation of the underlying mechanisms of action and il- Partial or full replacement of phosphates with rice starch lustration of the positive effects on humans [17]. Criteria and fructooligosaccharides leads to a reduction in the final for selection of probiotics are the following: product yield ensuring at the same time production of a — Survival of bacteria during the transit through the up- healthier product [15]. per gastrointestinal tract; Functional food ingredients that are incorporated into — Interaction with the resident microflora (ability to tem- the product composition have to be thoroughly studied, porarily adhere to the intestinal epithelium and colo- and all possible side effects of their use have to be revealed. nize the colon, an absence of the significant effect on German scientists [16] carried out investigations, in which the dominant microflora; an effect on the quantity and cooked sausage having functional properties was produced diversity of the endogenous species of Lactobacillus and with resveratrol (3,5,4′-trihydroxy-trans-stilbene) as a Bifidobacterium); functional additive. Resveratrol is a phytoestrogen from — Beneficial effect on consumers (prevention of the risks the group of polyphenols; it is contained in the red variet- of diseases); ies of grapes, raspberry and peanuts, and has the antioxi- — Resistance to technological processing and storage; dant, anti-carcinogenic and anti-inflammatory properties. — High safety characteristics (absence of risk group II The results of the investigations carried out previously on LAB species, absence of D-lactic acid). animals, show a possible effect on increasing life expectan- Probiotics can affect human health on three levels de- cy. The data obtained by the German scientists show that pending on the strain: by interaction with other existing an insignificant addition of resveratrol negatively affects microorganisms (competition for nutrients, production of the product color, the changes in taste occur: a taste of an microbial inhibitors, competitive exclusion); by strength- old product appears. During the research of the US state ening mucosal barriers and/or by affecting the immune institutions, the publications were issued that contained system of the host. the warnings regarding the use of resveratrol and recom- Probiotics are usually applied in production of ferment- mendations to stop using it as an additive in production of ed meat products, as the latter undergone mild thermal pro- functional foods due to the possible stimulating action on cessing. When selecting probiotic strains, it is necessary to several types of malignant tumors. Therefore, it is recom- take into consideration the negative impact of the meat en- mended not to use resveratrol, a substance with the poten- vironment, which contains curing ingredients, has low pH tial physiological impact because of the possible risks for and water activity; in addition, organoleptic characteristics human health. of the final product should not be deteriorated [17]. These In Germany, to confirm the health effects of meat prod- bacteria can be obtained by screening of natural sausage ucts with the functional properties, first of all, it is neces- isolates or available commercial starter cultures. Analysis sary to analyze and test an effect of a recipe, technological of the northern European sausages, demonstrated that the process and storage on functional components and preser- (potential) probiotic strains L. rhamnosis GG, L.rhamnosis vation of their properties in the final product, as well as on LC‑705, L.rhamnosis E‑97800 and L.plantarum E‑98098 undesirable substances (for example, products of fat oxida- had the above-mentioned properties. When using the in- tion) to assure that the content of the biologically active testinal isolates L.paracasei L26 and Bifidobacterium lactis substances in the final product corresponds to the neces- B94 in combination with the traditional starter culture, sary nutritional and physiological indicators. After that, the negative effects on product sensory properties were functional meat products with the precisely established not observed. The use of L. reuteri ATCC encapsulated in content of desirable functional ingredients can be used in alginate did not lead to deterioration of the sensory char- experiments on their use in human nutrition. acteristics [17]. A number of pathologies that are conditioned by the Specialists of the scientific society «Microbiota» carried disturbance of the gut microecology are increasing. In this out a study on assessment of survival of probiotic micro- connection, scientists pay much attention to the develop- organisms in the composition of 23 domestic and foreign ment of functional foods with the use of probiotics. The preparations, and found the evidence of the fact that sur- benefit of the consumption of probiotics has to be demon- vival of these microorganisms in the gastrointestinal tract strated only by the results of the properly organized, ran- was less than 0.0001 % of the initial number upon peroral domized, double blind, placebo controlled human studies, administration [18]. As authors noted, the obtained re- which results are published in international peer-reviewed sults are a basis for correction of the views on the existing scientific journals. The first thing that is required in each principle of the replacement effect of the probiotic therapy process of probiotic food development is precise identifi- based on living microorganisms. cation and characterization of the used probiotic strain at Prebiotics do not have disadvantages that are intrinsic the level of genus, species and strain with the use of the for probiotics, as they are not viable cells and reach large methodology accepted on the international scale. Then, intestine without changes; they are effective means of pro-

41 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018 phylaxis and correction of the dysbiotic disturbance due erties that are manifested by peptides released under the to stimulation and metabolic activity of the normal gut effect of proteolytic enzymes. The characteristic feature of microflora. Prebiotics are used to improve technological bioactive peptides is that they are in the latent («sleeping») properties: as fillers that do not contain calories, enhanc- state and are released under the effect of proteolytic en- ers of the emulsion stability, for texture modification and zymes (muscular, microbial, digestive) and different tech- so on, as well as physiological properties: a decrease in the nological means of processing. risk of diabetes, the beneficial effect on the regulation of It was established that biologically active peptides blood lipids, prevention of cardiovascular diseases, colon (BAPs) extracted from meat raw materials have the antihy- cancer, regulation of colonic transit. It is well known that pertensive, antioxidative, immunomodulatory, antithrom- oligosaccharides and dietary fiber (inulin, grains: oat, rice, botic, antimicrobial, hypocholesterolemic and prebiotic wheat and others; legumes: pea, soybeans and others; fruit: activities. apples, lemon, orange; root vegetables: carrots, beets and For example, angiotensins (presented by octapeptides) others; seaweeds) are applied as representatives of the pre- with the pronounced vasoconstrictive action are formed biotic substances, which are used to increase the growth of from inactive protein angiotensinogen, which exists in the probiotic bacteria. blood serum, by the consecutive action of several proteo- The Japanese scientists [19] obtained new prebiotic lytic enzymes. BAPs that facilitate formation or correction substances from meat protein. From fresh raw trimmings of tissue functional characteristics are isolated from meat (ham), actomyosin was prepared, which was fermented raw materials [20]. The advantage of meat raw materials with five types of proteases (papain, ficin, trypsin, protein- as a source of bioactive peptides consists in the fact that ase K, pronase E). After fractionation of the digested ac- post mortem ageing leads to the release of tissue enzymes, tomyosin (the papain hydrolysate), a fraction was isolated which, in turn, attack meat proteins with formation of pep- with the activity of growth stimulation of Bifidobacterium. tides. The author reported about the observed increase in Then, tripeptide with the sequence Glu-Leu-Met and two the antihypertensive (АСЕ- angiotensin I — converting types of dipeptides (Glu-Leu and Leu-Met) were synthe- enzyme) activity of beef, that is, АСЕ inhibitor, during post sized, of which only tripeptide Glu-Leu-Met showed an mortem ageing under the impact of catepsins and calpains. activity of growth stimulation of Bifidobacterium bifidum; Therefore, the АСЕ inhibitor can suppress an increase in neither dipeptides (Glu-Leu, Leu-Met), nor amino acids blood pressure inhibiting the catalytic activity of ACE. (Glu, Leu, Met), which are the parts of tripeptides, did not Treated organs and tissues of productive animals, which have this ability. The tripeptide sequence is an important contain tissue-specific proteins and peptides are function- factor for the activity of the growth stimulation of the gut al ingredients for production of functional meat products microflora. The authors concluded that fermentative hy- with the hypolipidemic and anti-atherosclerotic activities. drolysates of meat proteins and the corresponding pep- The bovine and porcine aortic and cardiac tissues intro- tides stimulating the growth of Bifidobacterium (Glu-Leu- duced into the diet of rats were studied in terms of their Met) can be used as prebiotic material for the development effect on the atherosclerotic disorders. The results of the of functional foods, including functional meat products. investigations on the laboratory animals demonstrated the In addition to probiotics and prebiotics, the concept of positive effect based on changes in the lipid metabolism synbiotics was proposed. Synbiotics are food ingredients and a decrease in inflammation associated with atheroscle- that contain probiotic bacteria, which growth is enhanced rosis [21]. due to the prebiotic substances. The combined use of pro- BAPs are formed both in uncooked smoked and un- biotics and prebiotics is one of the main trends in the de- cooked air-dried meat products under the effect of mus- velopment of functional foods, which is widely used for cular proteases, which activity increases in the process of dairy products but is a relatively new concept in the meat natural fermentation in the presence of lactic acid bacteria. industry. The BAP content as a result of fermentation can increase To increase the scope of scientific knowledge in the up to 1 %. According to several researchers, the BAPs field of the study and use of probiotics and prebiotics, the formed in uncooked smoked and uncooked air-dried meat International Scientific Association for Probiotics and Pre- products have the antihypertensive activity; with that, the biotics (ISAPP) was organized, which is a non-commercial inhibitory activity regarding ACE is higher in fermented organization consisting of the international specialists, meat products compared to non-fermented [22]. The fer- whose intention is to develop approaches and products mentative tenderization of meat raw materials is another that would be optimal for health improvement (http:// method for product enrichment with BAPs. www.isapp.net). The collagen peptides can be used as a collagen source Meat is a product with healthy properties since its con- increasing the quantity of free fibroblasts and improving sumption allows achieving the beneficial effect in terms of elasticity of the blood vessels. The double-blind placebo- the regulation of the obesity process, bone metabolism and controlled study confirmed an increase in the moisture a decrease in the risk of developing diabetes. Meat protein, content in skin as a result of the use of the collagen pep- in addition to its nutritional value, has the bioactive prop- tides [2].

42 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

Meat by-products can be used as raw materials for produc- the form of spreads and snacks, which consisted of 40 % ing ingredients for the functional food market, which is one pork, California black nut, carrot and pea. The developed of the most successful directions in the food industry [23,24]. products can be used both as a sauce and spread for sand- Peptides obtained from meat and meat by-products wiches. The products have low fat content (0.7–3.8 %), low have a wide spectrum of healthy properties: salt (1.1 %) and protein (11.3–14.8 %) level [25]. — Anticoagulant peptides (of cow casein by fermentation The functional foods are foods both healthy from the with Lactobacillus casei; pork hydrolyzed with papain); nature (natural functional foods) and improved (modi- — Peptides for mental health (opioid peptides from blood fied) by humans. hydrolysates, beef hemoglobin by hydrolysis with pep- sin, hemorphin and hemorphin-like peptides from Conclusion sheep brain; PEP-inhibiting peptides from cattle brain). Functional foods are a new generation of foods, which — Antioxidative peptides (carnosine and anserine, treated wide assortment will allow consumers to optimize their with proteases of pork myofibrillar proteins; from beef diet due to balanced nutrients and provide real opportu- brisket by fermentative hydrolysis with papain; 27 pep- nities to reduce the risks of the nutrient deficiency of the tides that naturally occur in the Spanish dry ham; from organism, improve physical health and delay the onset of aqueous extract of horns of Asian buffalo; from pork chronic non-communicable diseases and organism ageing. hemoglobin at high temperatures and low pressure in For the further development of the domestic industry of the nitrogen flow). functional nutrition, it is necessary to intensify research — Antimicrobial peptides (from beef hemoglobin by aimed at the study of the mechanisms and acquisition of hydrolysis with pepsin; hemoglobin hydrolysate ob- new knowledge about the means of imparting functional tained with pork pepsin; from the central part of beef and special properties to foods, the conditions for pres- α-hemoglobin; from proteins of beef sarcoplasm). ervation of these properties during the shelf-life and the An interesting direction in the development of func- study of the therapeutic effect of biologically active addi- tional foods was proposed by L.G. Engsig et al. (2013). They tives (vitamins, minerals and other substances), as well as presented healthy meat products (finely comminuted) in other nutrients and their compatibility.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Лыгина, Н.И., Рудакова, О.В., Соболева, Ю.П. (2014).Эко- 13. Костенко, Ю.Г., Минаев, М.Ю., Солодовникова, Г.И., Са- номические факторы развития рынка функциональных пище- мойленко, В.А., Сафроненко, Л.В., Марченко, Н.М., Куделич, вых продуктов. Социально-экономические явления и процес- А.В. (2004). Использование денитрифицирующих микроорга- сы, 9(11), 115–121. низмов при производстве сырокопченых и сыровяленых мяс- 2. Ohama, H., Ikeda, H., Moriyama, H. (2006). Health foods and ных продуктов. Мясная индустрия, 9, 33–35. foods with health claims in Japan. Toxicology, 221(1), 95–111. 14. Туниева, Е.К. (2016). Изучение возможности использова- 3. Mit neuen Angeboten am Markt. Börner-Eisenacher sezt auf ния солей калия, кальция и магния взамен хлорида натрия для Wellness- und Bio-Fleischprodukte (2006). Fleischwirtschaft, мясной продукции. Все о мясе, 2, 34–36. 86(11), 72–73. 15. Resconi, V.C., Keenan, D.F., Gough, S., Doran, L., Allen, P., 4. Обзор российского рынка ингредиентов для здорового пи- Kerry, J.P., Hamil R.M. (2013). Starch and fibre in whole-muscle тания. [Электронный ресурс: http://www.foodmarket.spb.ru/ cooked ham: yield, microstructure and sensory discrimination. current.php?article=1888. Дата обращения 01.03.2018] Proceedings of the 59th International Congress of Meat Science 5. Mathijs, E. (2015). Exploring future patterns of meat con- and Technology, Turkey, О37. sumption. Meat Science, 109, 112–116. 16. Nitsch P. (2006). Funktionelle Fleischerzeugnisse-Brüh-und 6. Münch, S. (2006). Strategien zur Entwicklung neuer funktio- Kochwürste Strategien zur Entwicklung neuer funktioneller Fleis- neller Fleischezeugnisse. Meat Science, 74, 219–229. chezeugnisse. Kulmbach 173, 181–184. 7. Münch, S., Müller, W-D., Nitsch, P., Kröcker, L., Troeger, K. 17. Luc De Vuyst, Gwen Falony, Frédéric Leroy. (2008). Probiotics (2007). Funktionelle Fleischerzeugnisse. Forschungsreport, 1, in fermented sausages. Meat Science, 80(1), 75–78. 24–26. 18. Чичерин И.Ю., Погорельский И.П., Лундовских И.А., Дамов 8. Salminen, H., Herrmann, K., Weiss, J. (2010). Oil-in-water И.В., Шабалина М.Р., Подволоцкий А.С. (2016). Сравнительная emulsions as a delivery system for ω‑3 fatty acids in pork sau- экспериментальная оценка эффективности современных про- sages. Proceedings of the 56th International Congress of Meat биотиков, пребиотиков, симбиотиков и метабиотиков при кор- Science and Technology Jeju, Korea, D019. рекции нарушений микробиоценоза кишечника у животных 9. Bou, R., Cofrades, S., Jiménez-Colmenero F. (2013). Proper- с антибиотико-ассоциированным дисбиозом. Эксперимен- ties of w1/o/w2 emulsions as potential fat replacers in meat тальная и клиническая гастроэнтерология, 7(131), 106–120. products. Proceedings of the 59th International Congress of Meat 19. Arihara, K., Aoyagi, H., Ohata, M. (2013). Bifidobacterium Science and Technology, Turkey, S11В‑7. growth-promoting peptide isolated from papain-digested meat 10. Trigueros, L., Peña, S., Ugidos, A.V., Sayas-Barberá, E., Pérez- proteins. Proceedings of the 59th International Congress of Meat Álvarez, J.A., Sendra, E. (2013). Food Ingredients as Anti-Obesity Science and Technology, Turkey, О38. Agents: A Review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 20. Arihara, K. (2006). Strategies for designing novel functional 53(9), 929–942. meat products. Meat Science, 74(1), 219–229. 11. Melanson, E.L., Astrup, A., Donahoo, W.T. (2009). The re- 21. Chernukha, I.M., Fedulova, L.V., Kotenkova, E.A., Takeda, S., lationship between dietary fat and fatty acid intake and body Sakata R.. (2018). Hypolipidemic and anti-inflammatory effects weight, diabetes, and the metabolic syndrome. Annals of Nutri- of aorta and heart tissues of cattle and pigs in the atherosclerosis tion and Metabolism, 55(103), 229–243. rat model. Animal Science Journal, 1, 1–10. 12. Kong, B., Li, P., Zheng, D., Chen, Q. (2012). Nitrosylmyoglo- 22. Timón, M.L., Andrés, A.I., Galea, E.J., Parra, V., Petrón, M.J. bin formation in raw pork batters without nitrite addition: role of (2011). Study of low molecular weight peptides (3chorizo, their antioxidative power and effect in oxidative International Congress of Meat Science and Technology, Canada, stability of the products. Proceedings of the 57th International Con- L‑1. gress of Meat Science and Technology, Ghent, Belgium, P177.

43 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

23. Lafarga, T., Hayes, M. (2014). Bioactive peptides from meat health perspective. Proceedings of the 59th International Con- muscle and by-products: Generation, functionality and applica- gress of Meat Science and Technology, Turkey, S11В‑4. tion as functional ingredients. Meat Science, 98(2), 227–239. 25. Engsig, L.G., Bejerholm, C., Nersting L. (2013). New healthy 24. Meinert, M., Tøstesen, M., Bejerholm, C., Jensen, K., Støier meat products containing vegetables. Proceedings of the 59th In- S. (2013). Meat products containing hydrolysed by-products — a ternational Congress of Meat Science and Technology, Turkey, О24. REFERENCES 1. 1. Lygina, N. I., Rudakova, O. V., Soboleva, Yu. P. (2014). 14. Tunieva, E.K. (2016). Study on the possibility to use salts of Economic factors of development of the market of functional potassium, calcium and magnesium instead of sodium chloride foodstuff. Social and Economic Phenomena and Processes, for meat products. Vsyo o myase, 2, 34–36. (In Russian) 9(11),115–120. (In Russian) 15. Resconi, V.C., Keenan, D.F., Gough, S., Doran, L., Allen, P., 2. Ohama, H., Ikeda, H., Moriyama, H. (2006). Health foods and Kerry, J.P., Hamil R.M. (2013). Starch and fibre in whole-muscle foods with health claims in Japan. Toxicology, 221(1), 95–111. cooked ham: yield, microstructure and sensory discrimination. 3. Mit neuen Angeboten am Markt. Börner-Eisenacher sezt auf Proceedings of the 59th International Congress of Meat Science Wellness- und Bio-Fleischprodukte (2006). Fleischwirtschaft, and Technology, Turkey, О37. 86(11), 72–73. 16. Nitsch P. (2006). Funktionelle Fleischerzeugnisse-Brüh-und 4. An overview of the Russian market of ingredients for healthy Kochwürste Strategien zur Entwicklung neuer funktioneller Fleis- nutrition. [Electronic resource: http://www.foodmarket.spb.ru/ chezeugnisse. Kulmbach 173, 181–184. current.php?article=1888. Access date 01.03.2018]. (In rus- 17. Luc De Vuyst, Gwen Falony, Frédéric Leroy. (2008). Probiotics sian) in fermented sausages. Meat Science, 80(1), 75–78. 5. Mathijs, E. (2015). Exploring future patterns of meat con- 18. Chicherin, I.Yu., Pogorelsky, I.P., Lundovskikh, I.A., Darmov, I.V., sumption. Meat Science, 109,112–116. Shabalina, M.R., Podvolotsky, A.N. (2016). Comparative experimen- 6. Münch, S. (2006). Strategien zur Entwicklung neuer funktio- tal evaluation of the effectiveness of modern probiotics, prebiotics, neller Fleischezeugnisse. Meat Science, 74, 219–229. synbiotics and metabiotics for correction of intestinal microbioceno- 7. Münch, S., Müller, W-D., Nitsch, P., Kröcker, L., Troeger, K. (2007). sis in animals with antibiotic-associated dysbiosis. Experimental and Funktionelle Fleischerzeugnisse. Forschungsreport, 1, 24–26. Clinical Gastroenterology, 7(131), 106–120. (In Russian) 8. Salminen, H., Herrmann, K., Weiss, J. (2010). Oil-in-water 19. Arihara, K., Aoyagi, H., Ohata, M. (2013). Bifidobacterium emulsions as a delivery system for ω‑3 fatty acids in pork sau- growth-promoting peptide isolated from papain-digested meat sages. Proceedings of the 56th International Congress of Meat proteins. Proceedings of the 59th International Congress of Meat Science and Technology Jeju, Korea, D019. Science and Technology, Turkey, О38. 9. Bou, R., Cofrades, S., Jiménez-Colmenero F. (2013). Proper- 20. Arihara, K. (2006). Strategies for designing novel functional ties of w1/o/w2 emulsions as potential fat replacers in meat meat products. Meat Science, 74(1), 219–229. products. Proceedings of the 59th International Congress of Meat 21. Chernukha, I.M., Fedulova, L.V., Kotenkova, E.A., Takeda, S., Science and Technology, Turkey, S11В‑7. Sakata R. (2018). Hypolipidemic and anti-inflammatory effects of 10. Trigueros, L., Peña, S., Ugidos, A.V., Sayas-Barberá, E., Pérez- aorta and heart tissues of cattle and pigs in the atherosclerosis Álvarez, J.A., Sendra, E. (2013). Food Ingredients as Anti-Obesity rat model. Animal Science Journal, 1, 1–10. Agents: A Review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 22. Timón, M.L., Andrés, A.I., Galea, E.J., Parra, V., Petrón, M.J. 53(9), 929–942. (2011). Study of low molecular weight peptides (3

44 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ AUTHOR INFORMATION Принадлежность к организации Affiliation Лисицын Андрей Борисович — доктор технических наук, про- Andrey B. Lisitsyn — doctor of technical sciences, professor, фессор, академик РАН, научный руководитель, Федеральный на- Аcademician of the Russian Academy of Sciences, Director, V.M. Gor- учный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН batov Federal Research Center for Food Systems of Russian Academy 109316, Москва, ул. Талалихина,26 of Sciences Тел.: +7–495–676–95–11 109316, Moscow, Talalikhina str., 26 E-mail: info @fncps. ru Tel: +7–495–676–95–11 E-mail: [email protected] Чернуха Ирина Михайловна — доктор технических наук, про- Irina M. Chernukha — doctor of technical sciences, professor, cor- фессор, член-корреспондент РАН, ведущий научный сотрудник responding member to the Russian Academy of Sciences, leading re- Экспериментальной клиники-лаборатории биологически актив- search scientist of Experimental clinic — laboratory «Biologically ac- ных веществ животного происхождения, Федеральный научный tive substances of an animal origin», V.M. Gorbatov Federal Research центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН Center for Food Systems of Russian Academy of Sciences 109316, Москва, ул. Талалихина,26 109316, Moscow, Talalikhina str., 26 Тел.: +7–495–676–63–21 Tel: +7–495–676–63–21 E-mail: [email protected] E-mail: [email protected] Лунина Ольга Ивановна — кандидат технических наук, старший Olga I. Lunina — candidate of technical sciences, senior research научный сотрудник отдела международных отношений, Феде- scientist, Department of international scientific and technical coop- ральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН eration, V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of 109316, г. Москва, ул. Талалихина,26 Russian Academy of Sciences Тел.: +7–495–676–63–21 109316, Moscow, Talalikhina str., 26 E-mail: [email protected] Tel: +7–495–676–63–21 E-mail: [email protected] Критерии авторства Contribution Авторы в равных долях имеют отношение к написанию рукописи Authors are equally relevant to the writing of the manuscript, and и одинаково несут ответственность за плагиат equally responsible for plagiarism Конфликт интересов Conflict of interest Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов The authors declare no conflict of interest Поступила15.03.2018 Received 15.03.2018

45 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

УДК/UDC 637.5.06:54.027:581.9 DOI 10.21323/2414–438X‑2018–3–1–46–58 Обзор ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТАБИЛЬНЫХ ИЗОТОПОВ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ МЯСА И МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ. ОБЗОР Горбунова Н.А. Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, Москва, Россия Ключевые слова: идентификация географического происхождения, стабильные изотопы, фракционирование изотопов, мясо и мясные продукты Аннотация Установление региона происхождения сырья и продуктов животного происхождения для исключения возможности их фальсификации задача достаточно сложная и требует поиска достоверных критериев идентификации, учитыва- ющих влияние геоклиматических и антропогенных факторов. Одним из методов выявления фальсификации геогра- фического происхождения пищевых, в том числе мясных продуктов является метод анализа стабильных изотопов (2H/1H, 18O/16O, 15N/14N, 13C/12C) и некоторых других элементов. В обзоре изложены основные теоретические положения исследования стабильных изотопов и их фракционирования, представлены результаты исследований изотопного со- става мясного сырья и продуктов животного происхождения для верификации его географического происхождения и систем откорма, в основном, отличающихся содержанием в рационах растений С3 и С4-типов фотосинтеза. Ана- лиз соотношения стабильных изотопов C, N и S обладает значительным потенциалом для аутентификации мясного сырья и продукции для подтверждения региона происхождения, а также может быть использован для определения различия между очень схожими сельскохозяйственными системами выращивания, даже если лежащие в основе меха- низмы не полностью выяснены.

Review paper POSSIBILITIES OF USING STABLE ISOTOPES FOR IDENTIFICATION OF GEOGRAPHICAL ORIGIN OF MEAT AND MEAT PRODUCTS. A REVIEW Nataliya A. Gorbunova V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia Key words: identification of geographical origin, stable isotope, fractionation of isotopes, meat and meat products Abstract Identification of geographical origin of raw materials and animal-derived products to exclude a possibility of their falsification is quite a complex task, which requires searching for reliable criteria of identification that account for an effect of the geoclimatic and anthropogenic factors. One of the methods for revealing falsification of geographical origin of food including meat products is a method of analysis of stable isotopes (2H/1H, 18O/16O, 15N/14N, 13C/12C) and several other elements. The review describes the main theoretical provisions of stable isotope analysis and their fractionation, presents the results of the investigation of the isotopic com- position of meat raw materials and products of animal origin for verification of their geographical origin and feeding systems that differ largely in the content of C3 and C4 plants in the animal diet. Analysis of the C, N and S stable isotope ratio has a significant potential for authentication of meat raw materials and verification of the origin. In addition, it can be used to detect differences between very similar agricultural production systems, even if the underlying mechanisms are not fully elucidated. Введение Заинтересованность потребителей в решении во- Задача выявления фальсификации животновод- просов подлинности продуктов, которые они покупа- ческой продукции, связанной с изменением (искаже- ют, возрастает, особенно в тех случаях, когда речь идет нием) информации о месте происхождения (страны, о продуктах премиум-сегмента, включающего орга- региона) продукта, является достаточно сложной, но нические продукты питания, продукты, соответст- весьма актуальной. вующие принципам справедливой торговли (fairtrade Все большее значение не только для потребителей, products), а также продукты с защищенным обозначе- но и для добросовестных производителей и дистрибью- нием происхождения. торов [1,2,3,4,5,6] приобретает проблема установления Региональные и традиционные продукты воспри- подлинности определенного продукта или выявление нимаются как более полезные и вкусные и пользуются факта его фальсификации. растущим спросом среди потребителей [1].

Для цитирования: Горбунова Н.А. Возможности использования стабильных изотопов для идентификации географического происхождения мяса и мясных продуктов. Обзор. Теория и практика переработки мяса. 2018;3(1):46–58. DOI:10.21323/2414–438X‑2018–3–1–46–58 For citation: Gorbunova N.A. Possibilities of using stable isotopes for identification of geographical origin of meat and meat products.A review. Theory and practice of meat processing. 2018;3(1):46–58. (In Russ.) DOI:10.21323/2414–438X‑2018–3–1–46–58

46 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

Установление региона происхождения сырья жи- Охраняемое географическое указание (Protected вотного происхождения задача достаточно сложная geographical indication — PGI)​ в основном базируется и требует поиска достоверных критериев идентифика- на признанной репутации данного продукта, которое ции, учитывающих влияние геоклиматических и ан- позволяет, чтобы только один из процессов получения, тропогенных факторов. Такими маркерами являются обработки или приготовления продукта осуществлял- химические элементы и их изотопы, наличие которых ся в названном регионе. Например, Байонская ветчина, в составе тела животного или продуктов животного или байóнский жамбон — сыровяленый​ свиной окорок, происхождения [7]: производимый в окрестностях Байонны на юго-западе — определяется химическим составом воды, среды Франции. Продукту присвоен статус PGI с 1998 года. и кормовых объектов; Среди мясных продуктов с зарегистрированными — зависит от физиологии животного и перераспреде- PDO, PGI, а также гарантией традиционности (TSG) ления элементов между органами в соответствии (traditional specialities guaranteed) в ЕС, в качестве при- с потребностями обмена веществ; меров можно привести следующие: — зависит от биогеохимической обстановки в кон- Италия — ​мясные деликатесы: Лардо (Тоскана), кретном субрегионе. Мортаделла (Болонья), Салями S. Angelo (Сицилия), Прошутто (Парма); Охрана географических понятий Франция — ​мясные деликатесы: Байонская ветчи- Охрана географического происхождения продук- на, колбаски Boudin blanc de Rethel (Ретель); тов питания (наименование места происхождения Испания — ​мясо и изделия из него: Сесина (сыро- товара) вызвана необходимостью воспрепятство- вяленый говяжий окорок), Галисийская ветчина Lacon вать возможной фальсификации продукта, выделя- Gallego и многочисленные варианты хамонов; ющегося особыми свойствами из ряда аналогичных. Великобритания — ​мясо и изделия из него: вырез- Законодательство Европейского Союза, защищаю- ка мэнского лохтана, cвиной пирог Мелтон Моубрей щее такие продукты обеспечивает поддержку раз- (Лестершир), cторновейский чёрный пудинг (Внеш- нообразия сельскохозяйственной продукции, эко- ние Гебридские острова), традиционные камберленд- номическую активизацию местного населения ские сосиски (Камберленд). и предотвращение его оттока из сельских районов, помощь производителям в получении достойной Методология исследования стабильных изотопов оплаты за подлинные продукты, устранение недо- Установление региона географической принад- бросовестной конкуренции и исключение обмана лежности сырья животного происхождения задача потребителей путём продажи поддельной или низ- достаточно сложная, так как на физико-химические кокачественной продукции [1,8]. показатели будут оказывать влияние не только геокли- В настоящее время защита географических ука- матические условия, но и антропогенные факторы [9]. заний и гарантии традиционных особенностей в ЕС На сегодня для определения фальсификаций ге- регулируются Положением № 1151/2012 Европейского ографического происхождения пищевых продуктов парламента от 21 ноября 2012 года. В России правовые используют, в частности, методы анализа стабильных отношения в этой сфере регулируются законом о за- изотопов (2H/1H, 18O/16O, 15N/14N, 13C/12C, 34S/32S и некото- щите товарных знаков, и ведется реестр наименования рых других элементов). Эти методы позволяют эффек- мест происхождения товаров Российской Федерации. тивно и достоверно определять как географическое В ЕС различают два вида охраняемых географиче- происхождение продукта, так и источник сырья для ских понятий. него (натуральное или полученное в результате хи- Географическое обозначение происхождения (Pro- мического, биотехнологического или биохимического tected designation of origin — PDO)​ предусматривает синтеза) и для продуктов животного происхождения абсолютное соблюдение рецептуры, использование способ откорма животных [2,10,11,12]. строго оговоренного исходного сырья и производ- Использование методов анализа изотопного соста- ство продукта исключительно в обозначенном месте ва для выявления фальсификации продуктов питание региона, где на его изготовление и качественные ха- началось в 1990-х годах. В настоящее время действует рактеристики влияет географическая среда, клима- несколько документов, признанных Европейской ко- тические особенности и (или) человеческие факто- миссией по стандартизации (European Commission for ры, подразумевает название региона, используемое Normalization) и Ассоциацией официальных химиков- для наименования продукта, производимого только аналитиков (Association of Official Analytical Chemists) в этом регионе. Например, «Parma Ham» (Пармская по методам анализа стабильных изотопов, например, ветчина) — ​охраняемое PDO, и согласно установлен- меда (AOAC — №​ 991.41), соков (AOAC — №​ 982.21; ным требованиям весь технологический процесс про- JAOAC79 — ​№ 1, 1996; ENV 12142:1996) и др. [13]. изводства ветчины должен осуществляться в месте ее Под изотопным составом понимают относитель- происхождения — ​г. Парма, Италия. ную распространенность изотопов данного элемента,

47 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

выраженную обычно в виде отношения мало распро- изотопного состава δ имеет отрицательное значение,

страненного изотопа к наиболее распространенному и, наоборот, при R1 большем, чем в стандарте — поло​ - D/Н (2H/1H), 18O/16O, 15N/14N, 13C/12C и т.д. жительное. Распределение стабильных изотопов легких эле- Общепринятые международные стандартные образ- ментов в различных биологических и абиотических цы при изотопном анализе приведены в Табл. 1. системах существенно различается. Особенности Таблица 1. Международные стандарты изотопного состава распределения связаны с процессами фракциониро- некоторых химических элементов [18] вания, то есть с изменением соотношения изотопов Химический Стандарт R в ходе многих биологических и геохимических про- элемент стандарта,‰ цессов [14,15]. Способность к термодинамически упо- Standard Mean Ocean Water (SMOW) Н 0,0001558 рядоченному распределению изотопов в сложных ор- Океаническая вода Pee Dee Belemnite (PDB) ганических соединениях — специфическое​ свойство С 0,0112372 живых систем, поэтому изотопное отношение — ​до- Ископаемые остатки белемнитов Atmospheric air (AIR) статочно достоверный критерий для распознавания N 0,0036765 Атмосферный воздух биогенных и абиогенных соединений. Standard Mean Ocean Water (SMOW) O 0,0020052 Современные исследования доказывают, что изо- Океаническая вода топы — носители​ памяти о рождении и преобразова- Сапіоп Diablo Troilite (CDT) S 0,0450045 нии молекул, а фракционирование изотопов — это​ хи- Минерал троилит из метеорита мическая история вещества [16]. Стабильные изотопы могут быть использованы как изотопные индикаторы Фракционирование стабильных изотопов в двух случаях: Фракционирование стабильных изотопов кисло- 1) использование их в качестве «внешней метки» при рода и водорода происходит при круговороте воды поступлении в живой ор-ганизм в микроколичест- в природе. Океаническая вода имеет в своем составе вах с пищей, водой, воздухом или лекарственными максимальное значение тяжелых изотопов 2Н и 18O. Во препаратами; время испарения, за счет большей подвижности лег- 2) при определении соотношений собственных изото- ких изотопов, она насыщается ими, а при частичной пов организма, являющихся внутримолекулярным конденсации наблюдается противоположный процесс явлением (так называемая «внутренняя метка»). обогащения воды тяжелыми изотопами [19]. Фракционирование изотопов — следствие​ их фи- Фракционирование стабильных изотопов углеро- зико-химической неравноценности, которая может да связано преимущественно с типом фотосинтеза сказываться либо на скоростях процессов, либо на растений, различающегося по уровню фракциони- 12 13 энергетическом состоянии системы вещества [16]. рования изотопов C и C (выделяют С3, С4, и САМ- Для исследований пищевых продуктов наиболее типы фотосинтеза), при этом углерод биологиче- важно фракционирование изотопов углерода при ских объектов обогащается легким изотопом 12С по фотосинтезе, а также фракционирование изотопов сравнению с абиотическими [2,20], что позволяет углерода и азота при биохимической (микробной) получить ответ на вопрос, состоял ли основной ра- трансформации органического вещества. Например, цион человека или животного преимущественно из 15 накопление азота N в трофических цепях, накопле- ­С3-растений (трава, сено, рис, пшеница, соевые бобы, 18 ние кислорода О в живых системах относительно картофель) или С4-растений (кукуруза, сорго или го- источника потребляемой воды [2]. вядина, полученная в результате откорма крупного Для обозначения изотопного состава принято ис- рогатого скота кукурузой). пользовать величину δ, представляющую собой от- Фракционирование изотопов азота обусловлено клонение (обычно в тысячных долях —‰ (промилле) жизнедеятельностью грунтовых нитрифицирующих от условного стандарта [2,3,17]: микроорганизмов, процессами нитрификации и ам- R – R монификации в почве. Довольно интенсивное дви- δE = 1 2 1000,‰, жение азота в трофических цепях служит причиной R 1 значительных, в десятки промилле, различий в δ15N где E — химический​ элемент; в живых организмах [2]. R — ​молярное отношение тяжелых изотопов легких 1 Соотношения стабильных изотопов элементов, в исследуемом объекте; которые составляют все биологические ткани, такие R2 — ​молярное соотношение тяжелых изотопов легких в стандарте; как мышечная и жировая, зависит от многих фак- ‰ — ​промилле. торов, но некоторые из них тесно связаны с их гео- графическим происхождением [3]. Так, соотношение Из формулы видно, если в образце отношение изо- 18О/16О и 2H/1H в воде зависит от высоты над уровнем

топов (R1) меньше, чем в стандарте (то есть образец моря, расстояния до океанов и климата конкретно- содержит меньше тяжелых изотопов), то вариация го региона. Изотопный состав 15N/14N, 13C/12C, 34S/32S

48 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

­зависит от состава органических веществ почвы 59 образцов говядины, жира (crude fat) и волос из хво- и удобрений. ста крупного рогатого скота, выращенного в провин- Один из методов изучения изотопного состава про- циях Цзилинь, Нинся, Гуйчжоу и Хэбэй (Jilin, Ningxia, дуктов питания — масс-спектрометрический.​ Он дает Guizhou and Hebei provinces in China) с использова- возможность точно дифференцировать массы различ- нием изотопной масс-спектрометрии. Результаты ди- ных изотопов химических элементов и их соотноше- скриминантного анализа показали, что соотношение ние и, как результат, определять по ним, в частности, δ13C наиболее приемлемый показатель для прослежи- географическое происхождение продуктов. ваемости происхождения крупного рогатого скота, чем δ15N для всех исследованных образцов тканей. Исследования изотопного состава мясного Успешность классификации может быть значительно сырья и продуктов животного происхождения повышена путем объединения результатов анализа Анализ состава природных стабильных изотопов стабильных изотопов С и N [5]. углерода, азота и серы является одним из потенциаль- Дальнейшими исследованиями установлено, что ных инструментов для верификации географического анализ соотношения стабильных изотопов 2H/1H, происхождения и истории откорма крупного рогатого 15N/14N, 13C/12C, 34S/32S волос из хвоста крупного рога- скота, что связано с тем, что растения и не мигриру- того скота может быть использован в качестве ана- ющие животные, которые их поедают в качестве кор- литического инструмента для определения региона ма, потенциально имеют специфичные для региона происхождения. изотопные составы, определяемые климатическими Так, для классификации говядины из различных условиями и условиями окружающей среды. Одна- регионов Китая были определены значения δ13C, δ15N ко изотопная аутентификация продуктов животного и δ2H волос из хвоста 167 голов крупного рогатого происхождения проблема достаточно сложная, так как скота из семи субрегионов четырех регионов, произ- сельскохозяйственные животные могут потреблять водящих говядину, которые показали значительные корма различного происхождения, а также в течение различия. Показатель общей оценки точности класси- их жизни они могут выращиваться на разных фермах. фикации (аn overall correct classification rate) составил Кроме того, обширные исследования мяса животных 82,6 % и при перекрестной проверки (cross-validation диких видов говорят о том, что большинство биоло- rate) — 79,6​ % для четырех регионов производства го- гических и физиологических факторов, оказывающих вядины, в сравнении с 70,7 % и 70,1 % соответственно влияние на изотопный состав тканей животных, еще для проб семи субрегионов, что показывает потенци- недостаточно верно интерпретируются [4]. альную полезность анализа стабильных изотопов ско- Современные исследования по аутентификации та хвост волос для создания базы данных прослежива- мясного сырья с использованием изотопов легких хи- емости говядины по регионам [21]. мических элементов в целом используют два основ- Была проверена эффективность анализа изотопов ных подхода: δ13C и δ15N липидного и остаточных фракций белка ба- — анализ соотношения изотопов 18О/16О и 2H/1H при- ранины [22]. Исследования проведены на 120 образцах меняется для определения регионального проис- баранины, произведенной в разных регионах стран: хождения, связанного с региональными климати- Великобритании, Испании, Франции, Греции, Ислан- ческими условиями [10]; дии и Италии. Для оценки региона происхождения — анализ соотношения изотопов 15N/14N и 13C/12C при- мяса использовали канонический дискриминантный меняется в основном для определения компонентов анализ, дифференциацию проводили по отношению рациона, таких как кукуруза или концентраты [4]. стабильных изотопов. 79,2 % образцов баранины были Denadai et al. (2009), оценивая яйца от двух произ- изначально классифицированы точно, а перекрестная водителей в области Бастос, штат Сан-Паулу (Брази- проверка дискриминантной модели снизила количе- лия), пришли к выводу, что анализ данных стабиль- ство верно классифицированных по географическому ных изотопов углерода и азота (δ13C и δ15N) позволяет происхождению образцов до 67 %. отслеживать включение животных компонентов в ра- Южноафриканские исследователи использовали цион кур-несушек, путем обнаружения их в белках потенциал стабильных изотопов 13C/12C и 15N/14N, как яиц. Так, при исследовании белка яиц было обнаруже- маркера для проверки подлинности баранины овец но, что один из производителей яиц при кормлении Karoo, выращиваемых в регионе Karoo Южной Афри- кур использует только растительные компоненты, ки [23]. Потребители ценят баранину Karoo за качест- а другой 1,5 % говяжьего мяса и костной муки [11]. во и уникальные органолептические характеристики Для оценки возможности определения региона (травянистый аромат и вкус), которые, как считается, происхождения китайскими учеными было изучено обусловлены свободным пастбищным выгулом овец, изменение соотношения стабильных изотопов углеро- которые питались присущими региону Karoo души- да и азота в тканях крупного рогатого скота из различ- стыми растениями. Для исследования были получены ных провинций Китая. Для чего был проведен анализ по 10 образцов баранины с семи ферм, каждая из ко-

49 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

торых уникальна с точки зрения растительности мест танию, где преобладают пастбищные системы выра-

выпаса. Также оценивался изотопный состав растений щивания и использование С4 сельскохозяйственной с мест выпаса, чтобы точно воспроизвести их влияние культуры — кукурузы​ не является общепринятым. на ткани животных при фракционировании изотопов Опубликованные независимые измерения δ13C мышц в ходе обмена веществ, приводящего к формированию и волосяного покрова британского мясного крупного различных соотношений изотопов в различных тка- рогатого скота подтверждают это предположение. Од- нях животного. нако данное исследование не отражает тот факт, что Применяя дискриминантный анализ исследовате- в центральной и южной Европе существуют системы ли смогли правильно классифицировать по δ13C97,62 % выращивания мясного КРС, в рационах которых ис- и по δ15N — ​96,43 % образцов мяса соответственно пользуют значительное содержание кукурузы. Напри- в зависимости от типа растений, используемых при мер, уровни δ13C в мышцах КРС были в диапазоне от кормлении. Исследования доказали, что анализ соот- минус 24 ‰ до минус 13 ‰ при исследовании говяди- ношения стабильных изотопов мяса — ​перспектив- ны, полученной с 23 ферм в южной Германии, в то вре- ный аналитический инструмент для проверки под- мя как у мясного скота с контролируемым травным линности баранины и оценки мяса по типу питания. откормом средние уровни δ13C составили минус 27 ‰. Целесообразность измерения изотопов углерода Интересно отметить, что соотношение δ13C и δ15N и азота для дифференциации говядины из Японии, для образцов ирландской традиционной говядины Австралии и Соединенных Штатов, а также говядины, существенно отличалось от этих показателей другой происходящей из Европы подтверждена целым рядом европейской говядины, что свидетельствует о том, что исследователей [24]. аутентификация происхождения говядины на основе Целью совместных исследований ученых Ирлан- изотопного анализа может работать в меньшем гео- дии и Великобритании было изучение стабильных графическом масштабе [10]. изотопов C, N и S как потенциальных маркеров гео- В данном исследовании комбинированный анализ графического происхождения и способа откорма (тра- изотопного состава C, N и S позволил дифференциро- диционное или органическое) для мясного крупного вать ирландскую говядину традиционного и органи- рогатого скота [10]. ческого откорма. Так, традиционная ирландская говя- Для идентификации региона происхождения ис- дина имела менее отрицательные значения изотопного следовались образцы бельгийской (n = 2), нидерланд- состава и, более вариабельные уровни δ13C по срав- ской (n = 3), французской (n = 2), немецкой (n = 5), ита- нению с органической говядиной минус 24,5 ± 0,7 ‰ льянской (n = 1), испанской (n = 5), бразильской (n = 10) и минус 26,0 ± 0,2 ‰ соответственно, подтверждая, говядины, а также образцы из США (две партии, n = 11 что в традиционной системе откорма используют кон- и 12), кроме того изучались образцы стейков из филей- центрированные корма в отличие от органической си- ного края или говяжьего бедра от ирландской говяди- стемы выращивания, которая ориентируется на тра- ны традиционного (n = 17) и органического (n = 15) от- вяные корма, имеющие более отрицательные уровни корма. δ13C по сравнению с концентратами. Установлено, что европейская говядина (включая Традиционная говядина имела более высокие уров- традиционную ирландскую) значимо отличалась от ни δ15N, чем органическая, для которых значения это- американской говядины на основании анализа состава го показателя составили 7,8 ± 0,4 ‰ и 6,6 ± 0,4 ‰ со- изотопов C и N. Наблюдаемое большое различие в δ13C ответственно. Различия в изотопном составе между между европейской и американской говядиной может органической и традиционной говядиной, частично быть объяснено только противоположными пропор- обусловленные различиями в потреблении вида кор-

циями растений с типом фотосинтеза C3 и C4 в рацио- ма (трава или концентрат), подтверждаются результа- нах крупного рогатого скота. Средние уровни δ13C для тами и других исследований [10,12]. Была выдвинута традиционных ирландских минус 24,5 ± 0,7 ‰ и других гипотеза, что этот результат отражает кумулятивное европейских минус 21,6 ‰ ± 1,0 ‰ образцов говядины обогащение 15N в системе растение-почва за счет ми- говорят о преобладании как ингредиентов рациона С3 неральных удобрений, вносимых в почву, на которой растений. В противоположность этому менее отрица- выпасались выращиваемые в традиционной системе тельные уровни δ13C для североамериканской минус животные. Также нельзя исключать альтернативных 12,3 ± 0,1 ‰ и бразильской минус 10,0 ± 0,6 ‰ говядины объяснений — ​например, более высокое содержание соответственно отражают почти исключительное ис- бобовых в кормах в органических системах откорма.

пользование C4 кормов, таких как кукуруза или (суб) Кроме того, было отмечено небольшое увеличение тропические пастбищные травы. величины δ34S в образцах органической 7,9 ± 0,6 ‰ по Эти результаты идентифицируют δ13C как простой сравнению традиционной 7,2 ± 0,4 ‰ ирландской го- маркер, который позволяет отличить американскую вядиной. Причины этого увеличения не достаточно говядину от европейской. Это, вероятно, более вер- ясны и не согласуются с задокументированными дли- но для северной Европы, включая Ирландию и Бри- тельными изменениями соотношения δ34S в англий-

50 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

ской почве при внесении удобрений [25]. Возможно, С и N подтверждает этот тезис. Так, соотношение δ13С этот результат отражает использование морских водо- жира ягнят составило по странам: Великобритания — ​ рослей, которые имеют более высокое содержание 34S минус 32,5 ‰, Испания — минус​ 26,3 ‰, Франция —​ по сравнению с наземными источниками, используе- минус 29,4 ‰, Греция — минус​ 24,8 ‰, Исландия —​ мыми для обогащения кормов или как удобрение на минус 31,5 ‰, Италия — минус​ 28,5 ‰, δ13С белка мяса органических фермах. ягнят: минус 26,8 ‰, минус 22,3 ‰, минус 24,0 ‰, ми- Изучение влияния сезонных изменений на содер- нус 21,1 ‰, минус 25,8 ‰, минус 22,7 ‰ соответствен- жание стабильных изотопов C, N и S в органической но, δ15N белка мяса ягнят: 6,3 ‰; 6,6 ‰; 9,1 ‰; 5,75 ‰; и традиционной ирландской говядины (127 органиче- 2,5 ‰; 5,7 ‰ соответственно [6]. ских, 115 традиционных образцов) показало, что вре- Учеными Восточно-Сибирский государственный менные ряды соотношения δ13C в образцах обычной университет технологий и управления и Институт об- говядины являлись достоверно неслучайными и обла- щей и экспериментальной биологии Сибирского отде- дали отчетливым сезонным положительным сдвигом ления РАН проведен анализ содержания стабильных больше чем 2 ‰ в период с декабря по июнь, в то время изотопов углерода и азота в говядине, изучения тро- как значение δ13C в органической говядине было ме- фической взаимосвязи проведены исследования изо- нее изменчивым и значительно более низким. В тра- топного состава углерода в растительности и почве диционной говядине значение δ15N было чрезвычайно восьми районов Забайкалья. Содержание стабильных инвариантным (оставаясь близким к 7 ‰) в течение изотопов углерода составило в травах минус 27,16 ‰ всего года, в то время как органическая говядина была до минус 27,86 ‰, что соответствует диапазону для

более изменчивой, а также отличалась значительно биомассы наземных растений С3-типа [27]. более низким показателем δ15N. Содержание изотопов Полученные данные показали, что содержание серы (δ34S) демонстрировало сложную сезонную дина- стабильных изотопов углерода в мышечной ткани от мику в обоих видах говядины [12]. крупного рогатого скота возрастом 2–3 года из восьми Таким образом, в изотопном составе говядины мо- разных районов Забайкалья: Кабанский, Бичурский, гут иметь место сезонные закономерности, которые, Джидинский, Закаменский, Кижингинский, Хорин- вероятно, отражают изменения в методах кормления ский, Заиграевский, Агинский составляет от минус животных и определяются скоростью обновления их 24,28 ‰ до минус 25,84 ‰. Это свидетельствует о том, тканей. Следовательно, сезонные изменения необхо- что все образцы мышечной ткани можно отнести димо учитывать при подтверждении подлинности го- к местному сырью, так как значения δ13С не превы- вядины и других продуктов животного происхожде- шают уровень минус 24,0 ‰. Содержание стабильных ния с использованием изотопного анализа. изотопов азота в исследуемых образцах существенно С целью изучения особенностей содержания ста- не отличается и составило от 5,85 ‰ до 7,84 ‰, что бильных изотопов в мясе в Южной Корее проведено в пределах значений, свидетельствующих о преиму- масштабное исследование 599 образцов свинины раз- щественно натуральном корме животных. Обобщение личного происхождения из 14 стран: 335 образцов из результатов исследований позволило установить, что Южной Кореи, 264 — ​из Южной и Северной Америк исследованные образцы мяса, представленные в тор- (Канада, США, Мексики, Чили), 9 — из​ европейских говой сети региона, действительно местного произ- стран (Австрии, Голландии, Дании, Франции, Бель- водства и относятся к натуральному сырью [27]. гии, Финляндии, Польши, Венгрии, Испании). Иссле- Возможна идентификация страны происхожде- довалось соотношение стабильных изотопов 13С/12С ния мясного сырья в готовых продуктах. Так, ученые и 15N/14N в белках обезжиренного сухого остатка сви- Бразилии и США измерили соотношения стабильных нины. Анализ показал четкое разделение в происхо- изотопов δ13С и азота δ15N в мясной составляющей ждении мяса с трех регионов: Южной Кореи, Америки котлет БигМак, как продукта «глобализации», из двад- и Европы. Также исследователи выделили близкие по цати шести стран (Аргентина, Австралия, Австрия, значению результаты δ13С для США и Мексики: минус Бразилия, Канада, Китай, Израиль, Германия, США, 14,78 и минус 14,81 ‰ соответственно, Голландии и Да- Япония, Малайзия, Турция, Швеция, Южная Африка, нии: минус 25,57 ‰ и минус 25,24 ‰ соответственно, Португалия, Франция, Великобритания и др.) [28]. что объясняется, вероятно, их географической близо- Исследователи учитывали, что соотношение ста- стью [26]. бильных изотопов δ13С в котлетах БикМак изменяется Получение достоверных данных по изотопному со- в диапазоне от минус 11 ‰ (скот кормили исключи- ставу зависит от сравниваемых объектов (ткани и ча- тельно кукурузой или тропическими травами) до ми-

сти мясной туши), так как отличия метаболических нус 25 ‰ (скот кормили растениями С3-фотосинтеза: процессов в различных тканях животных могут при- пшеница, соя, травы умеренного пояса). Любые про- водить к варьированию показателей в значительных межуточные значения между этими крайними значе- пределах. Сравнение образцов жира, белка от 12 ягнят ниями означали, что скот кормили растениями обеих

из шести европейских стран по изотопному составу С3 и С4 групп. 51 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

Установлено, что значения δ13С варьировались стралии показали значительную вариабельность значе- от минус 25,4 ‰ до минус 11,1 ‰ для исследованных ний δ15N, изменявшуюся в диапазоне от 4,2 ‰ до 8,5 ‰. образцов мясной части котлет БакМак, среднее зна- Статистически значимых различий в величине δ15N кот- чение δ13С для всех стран составило 16,2 ‰. Наибо- летах БикМак, купленных в различных странах и сгруп- лее низкие значения δ13С обнаружены в образцах пированных по географической широте не обнаружено. из Великобритании (Англия и Шотландия), а самые Исследователи, с учетом анализа данных ВТО по высокие — ​из Бразилии. Достаточно высокие разли- импорту говядины, установили, что в большинстве чия значений δ13С внутри страны было обнаружено стран, входящих в данное исследование при произ- в Австралии, так в средние значения δ13С мяса котлет водстве котлет для котлет БикМак используют говя- БигМак из городов Перт и Сидней составили минус дину местного выращивания, за исключением шести 14,0 ‰ (n = 4) и минус 19,6 ‰ (n = 4) соответственно. стран, представленных в порядке возрастания импор- Содержание стабильного изотопа углерода во второй та говядины: Швеция, Израиль, Португалия, Япония, партии образцов котлет БикМак из разных McDonald’s Малайзия и Нидерланды. Сиднея в среднем составило минус 22,7 ‰ (n = 3). Котлеты БигМак из Японии имели более высокие Заключение значения δ13С, чем ожидалось на основе анализа сель- В настоящее время в целом ряде стран мира про- водятся широкомасштабные исследования по исполь- ского хозяйства этой страны с растениями С3-типа, однако Япония импортирует говядину из Австралии, зованию метода анализа стабильных изотопов для определения географического происхождения мяса где распространены растения С4-фотосинтеза. Стра- ны с низкими широтами, как правило, имели более и мясных продуктов. Анализ проведенных исследо- высокие значения δ13С, чем страны более высоких ши- ваний свидетельствует, что изотопный состав про- рот, что отражает большее распространение растений дуктов животного происхождения определяется кли- матическими и географическими условиями (широта С4 в теплых регионах. Значения δ15N в исследуемых образцах котлет Биг- нахождения региона, удаленность от моря), кормовой Мак изменялось от 4,2 до 9,2 ‰, при средней величине базой скота, а также сезонными изменениями режима 6,6 ‰. Образцы котлет из Японии имели наибольшее откорма. Анализ соотношения стабильных изотопов содержание изотопов 15N, а образцы из Китая — ​мини- C, N и S обладает потенциалом как один из инстру- мальное. Как в случае определения δ13С образцы из Ав- ментов аутентификации мяса.

Introduction — depends on the animal physiology and element redis- The task of revealing falsification of animal-derived tribution between organs according to the metabolic products linked with a change (distortion) of the informa- requirements; tion about product geographical origin (country, region) is — depends on a biogeochemical condition in a certain rather complicated but quite topical. The problem of a cer- sub-region. tain product authentication or revelation of the fact of its falsification has been acquiring an increasing importance Protection of geographical terms not only for consumers but also for responsible producers Protection of geographical origin of foods (name of re- and distributors [1,2,3,4,5,6]. gional origin of goods) is caused by a necessity to prevent An interest of consumers in a solution to the problem of possible falsification of a product that is distinguished by product authenticity regarding the foods they buy is espe- its specific properties compared to a range of similar prod- cially increased in case of products from the premium seg- ucts. The European Union legislation that protects such ment, which includes organic foods, products correspond- products, supports diversity of agricultural products and ing to the principles of fair trade as well as products with economic activation of local population and prevents its protected designation of origin (PDO). outflow from rural areas, assists producers in obtaining de- Local and traditional products are perceived as cent payments for authentic products and eliminating un- healthier and tastier, and find a growing demand among fair competition and product deception by sale of falsified consumers [1]. or low quality products [1,8]. Identification of the regional origin of animal raw ma- At present, protection of geographical indications and terials is quite a complicated task and requires a search guarantee of the traditional peculiarities are regulated in the for reliable identification criteria with consideration for EU by Regulation (EU) No. 1151/2012 of the European Par- the geoclimatic and anthropogenic factors. The markers liament and of the Council of 21 November 2012 on quality are chemical elements and their isotopes, which presence schemes for agricultural products and foodstuffs. In Russia, in the animal body and animal products [7]: legal relations in this sphere are regulated by the law of trade — is conditioned by the chemical composition of water, mark protection, and names of regional origins of goods are environment and feedstuff; recorded in the register of the Russian Federation.

52 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

Two protected geographical terms are distinguished in sociation of Official Analytical Chemists for the methods the EU. of stable isotope analysis, for example, in honey (AOAC —​ Protected designation of origin (PDO) envisions an ab- No. 991.41), juices (AOAC — ​No. 982.21; JAOAC79 — ​No. solute adherence to a recipe, the use of the strictly specified 1, 1996; ENV 12142:1996) and others [13]. raw materials and product manufacture exclusively in the The isotopic composition is the relative abundances of designated place of the region, where its production and isotopes of a given element usually expressed as a ratio of qualitative characteristics are influenced by the geographic low abundant isotope to more abundant (D/H (2H/1H), environment, climatic peculiarities and (or) human fac- 18O/16O, 15N/14N, 13C/12C and so on). tors; it is intended to mean the name of a region used for Distribution of stable isotopes of light elements in dif- the name of a product produced only in this region. For ferent biological and abiotic systems is significantly dif- example, Prosciutto di Parma (Parma Ham) is PDO and ferent. The peculiarities of distribution are linked with according to the established requirements the entire tech- the processes of fractionation; that is, with changes in the nological process of ham production is to be carried out in isotope ratios in the course of many several biochemical the place of its origin (Parma, Italy). and geochemical processes [14,15]. An ability of thermo- Protected geographical indication (PGI) is largely dynamically ordered isotope distribution in complex or- based on the acknowledged reputation of this product and ganic compounds is a specific property of living systems; at least one of the processes of production, processing or therefore, the isotope ratio is quite a reliable criterion for preparation of a product is to be carried out in the speci- discrimination of biogenic and abiogenic compounds. fied region. For example, Bayonne Ham or Jambon de Bay- Current investigations prove that isotopes are memory onne is an air-dried pork ham, which is produced in the carriers regarding the birth and transformation of mole- area near Bayonne, France. The product was given the PGI cules and isotope fractionation is a chemical history of a status in 1998. substance [16]. Stable isotopes can be used as isotopic indi- Among meat products with the registered PDO, PGI cators in two cases: and TSG (traditional speciality guaranteed) in the EU, the 1) as an «external marker» upon entering into a living following can be listed as examples: organism in micro-quantities with food, water, air or Italy — meat​ specialities: Lardo di Colonnata (Tus- medicines; cany), Mortadella (Bologna), Salame Sant Angelo (Sicily), 2) when detecting the ratio of own isotopes of the body, Prosciutto (Parma); which are intra-molecular phenomenon (so-called «in- France — meat​ specialities: Bayonne Ham, sausage ternal marker»). Boudin blanc de Rethel (Rethel); The fractionation of isotopes is a consequence of their Spain — meat​ and meat products: Cecina (air-dried physico-chemical differences, which can affect the velocities beef), Galician ham Lacon Gallego and many variants of of processes or the energy state of a substance system [16]. jamón; For food analysis, the most important is fractionation the United Kingdom — meat​ and meat products: Manx of carbon isotopes upon photosynthesis, fractionation of Loaghtan loin, Melton Mowbray Pork Pie (Leicestershire), carbon and nitrogen isotopes upon biochemical (micro- Stornoway black pudding (The Outer Hebrides), tradition- bial) transformation of the organic matter in soil and ac- al Cumberland sausage (Cumberland). cumulation of 15N (and to a lesser degree 13C) in the trophic chains, local distribution of oxygen and hydrogen isotopes Methodology of stable isotope analysis in water reservoirs [2]. Identification of the geographical origin of animal raw For notation of the isotopic composition, the δ value is materials is quite a complicated task, as not only the geo- used, which is a deviation (usually in parts per thousand climatic but also anthropogenic factors would affect physi- (‰) (permille) from the relative standard [2,3,17]: co-chemical indicators [9]. R – R At present, the methods for analysis of stable isotopes δE = 1 2 1000,‰, 2 1 18 16 15 14 13 12 34 32 R ( H/ H, O/ O, N/ N, C/ C, S/ S and several other 1 elements) are used to detect falsifications of food geo- Where, graphical origin. These methods allow effective and reli- E — is a chemical element; R — is the molar ratio of the heavy to light isotopes in the able identification of the geographical origin of a product, 1 studied object; its raw material source (natural or obtained as a result of R2 — is​ the molar ratio of the heavy to light isotopes in the chemical, biotechnological or biochemical synthesis) and standard; a method of animal feeding for animal-derived products ‰ — ​permille. [2,10,11,12]. The use of the methods of isotopic composition to es- It can be seen from the equation that if the ratio of iso- tablish food falsification began in the 1990s. Nowadays, topes (R1) in a sample is lower than in the standard (that is there are several documents acknowledged by the Euro- a sample contains less heavy isotopes) than the variation of pean Committee for Standardization (CEN) and the As- the isotopic composition δ has a negative value; and, on the

53 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

contrary, when R1 is higher than in a standard, the varia- Studies of the isotopic composition of meat raw tion is positive. materials and animal-derived products The generally accepted international standard samples Analysis of the natural stable isotopes of carbon, nitro- for isotopic analysis are given in Table 1. gen and sulfur is one of the potential tools for verification Table 1. International standards of the isotopic composition of of the geographical origin and history of cattle feeding, several chemical elements [18] which is linked with the fact that plants and non-migratory Chemical animals that eat those plants potentially have region-spe- Standard R element of standard,‰ cific isotopic compositions influenced by climatic and en- Standard Mean Ocean Water (SMOW) Н 0.0001558 vironmental conditions. However, isotopic authentication (Ocean Water) of animal-derived products is quite a complicated task as Pee Dee Belemnite (PDB) С 0.0112372 farm animals can eat feeds of different origin and, in ad- (Belemnite fossils) dition, can be raised on different farms during their lives. Atmospheric air (AIR) N 0.0036765 (Atmospheric air) Moreover, numerous studies on meat from wildlife species Standard Mean Ocean Water (SMOW) show that the majority of biological and physiological fac- O 0.0020052 (Ocean Water) tors that affect the isotopic composition of animal tissues Canyon Diablo Troilite (CDT) are still inadequately interpreted [4]. S 0.0450045 (Mineral troilite from meteorite) Recent studies on authentication of meat raw materials using isotopes of light chemical elements, in general, rely Fractionation of stable isotopes on two main approaches: Fractionation of stable isotopes of oxygen and hy- — analysis of the 18О/16О and 2H/1H isotope ratio is used drogen takes place upon water circulation in nature. The for identification of regional origin associated with cli- ocean water has the maximum value of the heavy isotopes matic conditions of a certain region [10]; 2Н и 18O. During evaporation, it is saturated with the light — analysis of the 15N/14N and 13C/12C isotope ratio is largely isotopes due to their higher mobility, while the opposite applied for determination of dietary components, such process of water enrichment in the heavy isotopes is ob- as corn or concentrates [4]. served upon partial condensation [19]. Denadai et al. (2009) analyzed eggs from two producers in Fractionation of the carbon stable isotopes is mainly as- the area of Bastos, São Paulo State (Brasil) and came to a con- sociated with the type of plant photosynthesis that differs clusion that analysis of the stable carbon and nitrogen (δ 13C 12 13 15 in the level of fractionation of C and C isotopes (С3, С4, and δ N) isotopes allows monitoring the inclusion of animal- and CAM photosynthesis types are distinguished). With derived components into the diets of laying hens by their that, carbon of biological objects is enriched in the light detection in egg albumen. In analysis of egg albumen, they isotope, 12С, compared to abiotic ones [2,20], which allows found that one manufacturer used only plant-based products, answering a question whether the main diet of a human while another 1.5 % of bovine meat and bone meal [11]. or animal consisted largely of С3-plants (grass, hey, rice, To assess the possibility of ascertaining the geographi- wheat, soybeans, potato) or С4-plants (corn, sorgo or beef cal origin, the Chinese scientists studied the changes in from cattle fed with corn). the carbon and nitrogen stable isotope ratios in cattle tis- Fractionation of the nitrogen isotopes is conditioned by sues from various Chinese provinces. To this end, they the live activities of soil nitrifying microorganisms, pro- analyzed 59 samples of beef, cattle crude fat and tail hair cesses of nitrification and ammonification in soil. Quite in- from Jilin, Ningxia, Guizhou and Hebei provinces using tensive transfer of nitrogen in the trophic chains is a cause isotope ratio mass spectrometry (IRMS). The results of of significant (in tens of promille) differences in15 δ N in liv- discriminant analysis demonstrated that the δ13C ratio ing organisms [2]. was the most acceptable indicator for cattle origin trace- The ratio of stable isotopes of elements, which are con- ability compared to δ15N for all analyzed tissue samples. stituents of all biological tissues (such as the muscle and The success of classification could be significantly im- adipose tissues) depends on many factors; however, several proved by combining the results of the analysis of the C of them are closely linked with their geographical origin and N stable isotopes [5]. [3]. For example, 18О/16О and 2H/1H ratio in water depends The following research established that analysis of the ra- on the elevation above sea level, distance from the oceans tio of stable isotopes 2H/1H, 15N/14N, 13C/12C, 34S/32S in cattle and climate of a certain region. Isotopic 15N/14N, 13C/12C, tail hair can be used as an analytical tool for identification of 34S/32S composition depends on the composition of the or- geographical origin. For example, to classify beef from dif- ganic substances of soil and fertilizers. ferent Chinese regions, the δ13C, δ15N and δ2H values were One of methods for studying the food isotopic com- measured in 167 cattle tail hair samples from 7 subregions in position is mass-spectrometry, which makes it possible four beef producing regions, which showed significant dif- to precisely differentiate masses of different isotopes of ferences. An overall rate of correct classification was 82.6 %, chemical elements and their ratio, and as a result, to detect a rate of cross-validation was 79.6 % for four beef producing product geographical origin according to them. regions compared to 70.7 % and 70.1 %, respectively, for sev-

54 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса en subregions, which suggest the potential for using stable ent proportions of plants with types of photosynthesis in isotope analysis of cattle tail hair samples in order to create the cattle diets. Mean δ13C values found in the samples of beef traceability database by regions [21]. conventional Irish and other European beef (–24.5 ± 0.7 ‰ The effectiveness of13 δ C and δ15N isotope analysis in and –21.6 ‰ ± 1.0 ‰, respectively) were attributed to a pre- lipid and residual fractions of lamb protein was verified dominance of C3 plants as ingredients of the diet, while less [22]. The study was carried out on 120 samples of lamb negative δ13C values in the US and Brazilian beef samples produced in different regions of different countries: the (–12.3 ± 0.1 ‰ and –10.0 ± 0.6 ‰, respectively) were ex-

United Kingdom, Spain, France, Greece, Island and Italy. plained by the almost exclusive use of C4 feed, such as corn To evaluate the region of meat origin, canonical discrimi- or (sub)tropical pasture grasses. nant analysis was used. The differentiation was carried out According to these results, δ13C was identified as a sin- by stable isotope ratios. Initially, 79.2 % of lamb samples gle marker that allowed differentiation of American beef were classified correctly, while cross-validation of the dis- from European. This is likely more relevant to northern criminant model reduced the number of samples that were Europe, in particular, Ireland and Britain, were pastoral correctly identified by geographical origin to 67 %. beef producing systems are dominant, while the use of

The South African researchers used the potential of the C4 crop, corn, is not common. This hypothesis is con- stable isotopes 13C/12C and 15N/14N as a marker for authen- firmed by the published independent δ13C measurements tication of lamb from Karoo sheep raised in the Karoo re- in muscles and hair from British beef cattle. However, the gion of South Africa [23]. Consumers highly value Karoo study does not reflect the existence in central and south- lamb for its quality and unique organoleptic characteristics ern Europe of beef producing systems, which use the di- (grassy aroma and taste), which are thought to be condi- ets with the high content of corn. For example, δ13C in tioned by the fact that sheep are raised in the free-range cattle muscles were in a range from –24 ‰ to –13 ‰ in systems and eat aromatic Karoo plants. Seven farms, which an analysis of beef from 23 farms in southern Germany; had unique vegetation, were included into the study. however, in beef cattle with controlled grass feeding, the For analysis, 10 lamb meat samples were taken from each δ13C mean values were –27 ‰. of the seven farms. In addition, the isotopic composition of It is interesting to note that the δ13C and δ15N ratio in the vegetation from the grazing places were studied to precisely samples of Irish conventional beef differed significantly from determine their influence on the animal tissues when frac- these indicators in other European beef, which shows that tioning isotopes in the course of metabolism, which leads to authentication of beef origin based on the isotopic analysis formation of different isotope ratios in different animal tis- can be accomplished on the smaller geographical scale [10]. sues. Using the discriminant analysis, the researchers were In this study, the combined analysis of the C, N and S iso- able to correctly classify 97.62 % and 96.43 % meat samples topic composition allowed differentiation of Irish beef pro- by δ13C and δ15N, respectively, depending on a type of veg- duced in the conventional and organic cattle feeding systems. etation used in animal feeding. The study confirmed that For example, conventional Irish beef had less negative values analysis of the stable isotope ratio in meat is a promising of the isotopic composition and more variable δ13C values analytical tool for authentication of lamb meat and for meat compared to organic beef (–24.5 ± 0.7 ‰ and –26.0 ± 0.2 ‰, assessment by the type of the animal diet. respectively), which confirms that the conventional cattle The expediency of measuring carbon and nitrogen iso- feeding system uses concentrated feed in contrast to the or- topes for differentiation of beef from Japan, Australia, and ganic farming system oriented toward grass feed with more the USA, as well as beef from Europe was confirmed by negative δ13C values compared to concentrates. several researchers [24]. Conventional beef had higher δ15N values compared The aim of the cooperative research of the scientists from to organic beef, which were at the level of 7.8 ± 0.4 ‰ and Ireland and the UK was to study the C, N and S stable isotopes 6.6 ± 0.4 ‰, respectively. The differences in the isotopic as potential markers of geographical origin and the method of composition between organic and conventional beef, which feeding (conventional or organic) for beef cattle [10]. are partly conditioned by the differences in the consumed To identify the regional origin, beef samples from Bel- feed type (grass or concentrate), are confirmed by the re- gium (n = 2), the Netherlands (n = 3), France (n = 2), Ger- sults of the other studies [10,12]. It was hypothesized that the many (n = 5), Italy (n = 1), Spain (n=5) and Brazil (n = 10), obtained results are indicative of the cumulative 15N enrich- as well as the US samples (two lots, n = 11 and 12) were ment in the plant-soil system due to mineral fertilizers intro- analyzed. In addition, samples of beef striploin or round duced into soil, where conventionally raised animals graze. steak from Irish conventional (n = 17) and organic (n = 15) Also, there can be alternative explanations, such as higher feeding systems were also included into this study. legume content in feeds in the organic farming systems. It was established that European beef, including con- In addition, a small increase in the δ34S value was ob- ventional Irish beef, differed significantly from American served in the samples of organic Irish beef compared to beef according to the analysis of the C and N isotopic com- conventional (7.9 ± 0.6 ‰ and 7.2 ± 0.4 ‰, respectively). positions. The considerable difference in δ13C established The reasons for this increase are not fully understood and it for European and American beef was explained by differ- does not correspond to the documented long-term chang-

55 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018 es in the δ34S ratio in English soils upon using fertilizers of the carbon and nitrogen stable isotope content in beef, a [25]. This result can possibly reflect the use of seaweed with study of the trophic relation and an investigation of the car- higher 34S content compared to terrestrial sources, which bon isotopic composition in vegetation and soil of eight re- are applied for feed enrichment or as fertilizer in the or- gions of the Transbaikal Territory. The stable carbon isotope ganic farm systems. content in grass was –27.16 to –27.86 ‰, which correspond-

The study of the effect of seasonal changes on the com- ed to the range for biomass of terrestrial C3 plants [27]. position of stable isotopes C, N and S in organic and con- The obtained data demonstrated that the stable carbon ventional Irish beef (127 organic and 115 conventional isotope content in the muscle tissue from cattle at 2–3 years samples) demonstrated that the time series of the δ13C ratio of age from eight different regions of the Transbaikal Ter- in the samples of conventional beef were significantly non- ritory (Kabansky, Bichurcky, Dzhidinsinky, Zakamensky, random and had a clear seasonal positive shift of more than Kizhigincky, Khorinsky, Zaigraevsky and Aginsky) was in 2 ‰ in the period from December to June, while the δ13C a range from — ​24.28 ‰ to –25.84 ‰. This indicates that value in organic beef was less changeable and significantly all meat tissue samples can be attributed to local raw mate- lower. In conventional beef, the δ15N was surprisingly invari- rials as the δ13С values did not exceed the level of –24.0 ‰. ant (remaining close to 7 ‰) during the whole year; organic The nitrogen stable isotope content in the studied samples beef was more variable and was distinguished by lower δ15N did not differ significantly and was from 5.85 ‰ to 7.84 ‰, value. The sulfur isotope composition (δ34S) demonstrated which is in a range of values that indicate largely natural complex seasonal dynamics in both beef types [12]. animal feed. Generalization of the experimental results al- Thus, there can be seasonal patterns in the beef isotopic lowed establishing that all analyzed meat samples present- composition, which, possibly, reflect changes in the ways of ed in the regional retail chain were produced locally and animal feeding and are conditioned by the rate of their tis- were classified as natural raw materials [27]. sue turnover. Therefore, it is necessary to take into account It is possible to identify the country of origin of meat raw seasonal changes upon authentication of beef and other ani- materials in finished products. For example, the Brazilian mal-derived products with the use of isotopic analysis. and US scientists measured the ratio of the δ13С and δ15N To study the peculiarities of stable isotope composition stable isotopes in the meat component of Big Mac® patties, in meat, a large-scale research was done in South Korea which are regarded as a product of «globalization», from with investigation of 599 pork samples of different origin 26 countries (Argentina, Australia, Austria, Brazil, Canada, from 14 countries: 335 samples from South Korea, 264 from China, Israel, Germany, USA, Japan, Malaysia, Turkey, Swe- South and North America (Canada, USA, Mexico, Chile), den, South Africa, Portugal, France, UK and others) [28]. 9 from European countries (Austria, the Netherlands, The researchers took into consideration that the 13δ С Denmark, France, Belgium, Finland, Poland, Hungary and stable isotope ratio in Big Mac® patties would vary in a Spain). The ratio of stable isotopes13 С/12С and 15N/14N in range from –11 ‰ (cattle were fed exclusively with corn or proteins of defatted dry pork mass was studied. Analysis tropical grasses) to –25 ‰ (cattle were fed with C3 plants: demonstrated clear separation of meat from three regions wheat, soybeans and grasses of the temperate belt). The according to its origin: South Korea, America and Europe. intermediate values between these extreme values showed 13 Moreover, the researchers revealed close values of δ С for that cattle were fed with plants of both С3 and С4 groups. the USA and Mexico (–14.78 ‰ and –14.81 ‰, respective- It was established that δ13С varied from –25.4 ‰ to ly) and for the Netherlands and Denmark (–25.57 ‰ and –11.1 ‰ for the analyzed meat part of the Big Mac® patties; –25.24 ‰, respectively), which can, possibly, be explained the overall median δ13С value for all countries was –16.2 ‰. by their geographical closeness [26]. The lowest δ13С values were in the sample from the United Acquisition of reliable data on the isotopic composition Kingdom (England and Scotland) and the highest in the depends on comparable objects (tissues and meat carcass samples from Brazil. Quite high differences in the 13δ С val- parts) as the differences in the metabolic processes in dif- ues within a country were found in Australia; for example, ferent animal tissues can lead to significant variations in the the median δ13С values in the Big Mac® patties from Perth indicators. Comparison of fat and protein samples from 12 and Sydney were –14.0 ‰ (n = 4) and –19.6 ‰ (n = 4), re- lambs from 6 European countries by the C and N isotopic spectively. The carbon stable isotope content in the second composition confirms this thesis. For example, the δ13С batch of Big Mac® patty samples from a different McDon- ratio in lamb fat by countries was: –32.5 ‰ in the United ald’s outlets in Sydney was on average –22.7 ‰ (n = 3). Kingdom,— 26.3 ‰ in Spain,—29.4 ‰ in France,—24.8 ‰ Japanese patties had higher δ13С values than was ex- in Greece,—31.5 ‰ in Iceland,—28.5 ‰ in Italy; δ13С in pected based on the analysis of the country’s agriculture lamb protein was: –26.8 ‰,—22.3 ‰,—24.0 ‰,—21.1 ‰,— with plants of C3 type; however, Japan imports beef from 15 25.8 ‰,—22.7 ‰, respectively; δ N in lamb protein was: Australia, where plants of C4 type of photosynthesis are 6.3 ‰, 6.6 ‰, 9.1 ‰, 5.75 ‰, 2.5 ‰, 5.7 ‰, respectively [6]. common. As a rule, higher δ13С values were found in the The scientists of the East Siberia State University of Tech- samples from the lower latitude countries compared to nology and the Institute of General and Experimental Biol- those from the higher latitude countries, which reflects ogy of the Siberian Branch of the RAS carried out an analysis wider distribution of C4 plants in the warm regions. 56 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

The δ15N values in the studied samples of Big Mac® pat- presented in the order of an increase in beef import: Swe- ties were in a range from 4.2 ‰ to 9.2 ‰ (the median value den, Israel, Portugal, Japan, Malaysia and the Netherlands. of 6.6 ‰). The content of15 N isotopes was the highest in the Japanese patty samples and the lowest in the Chinese Conclusion samples. The samples from Australia showed a significant At present, large-scale studies on the use of the method variability of the δ15N values (in a range from 4.2 ‰ to of stable isotope analysis are carried out in several countries 8.5 ‰), which was similar to the results of δ13С measure- of the world to identify the geographical origin of meat and ment. No statistically significant differences were found in meat products. Analysis of the performed research indicates the δ15N value in the Big Mac® patties bought in different that the isotopic composition of animal-derived products countries and grouped by geographical latitude. is determined by the climatic and geographical conditions Taking into consideration the analysis of the FAO data (the geographical latitude of a region, distance from the sea), on beef import, the researchers established that locally pro- cattle feeding base as well as seasonal changes in feeding re- duced beef was used for production of Big Mac® patties in gimes. Analysis of the stable isotope ratio of C, N and S has a most countries included in this study except six countries potential as one of the tools for meat authentication.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Montowska, M., Pospiech, E. (2012). Is Authentication of мирование и развитие потомства крыс. Вопросы питания, Regional and Traditional Food Made of Meat Possible? Critical 85(5), 36–43. Reviews in Food Science and Nutrition, 52(6), 475–487 [Элек- 16. Лысенко, О. Б., Скульский, Н. А., Шатило, В. Б., Кошля- тронный ресурс: http://dx.doi.org/10.1080/10408398.2010. кова, Т. А., Лысенко, М. О., Соботович, Э. В. (2014). Пробле- 501408. Дата обращения 20.06.2017] мы и перспективы использования внутримолекулярных 2. Талибова, А.Г., Колеснов, А.Ю. (2011). Оценка качества изотопных соотношений основных биогенных элементов и безопасности пищевой продукции методом изотопной масс- как нового ресурса диагностики патологий разной этиоло- спектрометрии. Аналитика, 1(1), 44–48. гии. Живые и биокосные системы, 8. [Электронный ресурс: 3. Gandemer, G. (2012). Quality of dry cured ham: Methods for http://www.jbks.ru/archive/issue‑8/article‑8, Дата обраще- authentication of geographical origin, rearing system and tech- ния 28.07.2017] nology. 7th International Symposium on the Mediterranean Pig. 17. Галимов, Э.М., Севастьянов, В.С., Кульбачевская, Е.В., Zaragoza: CIHEAM, 535–542. Голявин, А.А. (2004). Идентификация географического ме- 4. Kelly, J.F. (2000). Stable isotopes of carbon and nitrogen in ста происхождения наркотических веществ на основе изо- the study of avian and mammalian trophic ecology. Canadian топного анализа углерода и азота. Масс-спектрометрия, 1(1), Journal of Zoology, 78(1), 1–27. 31–36. 5. Guo, B.L., Wei, Y.M., Pan, J.R., Li, Y. (2010). Stable C and N iso- 18. Ghidini, S., Ianieri, A, Zanardi, E., Conter, M., Boschetti, T., tope ratio analysis for regional geographical traceability of cattle Iacumin, P., Bracchi, P.G. (2006). Stable isotopes determination in China. Food Chemistry,118(4), 915–920. in food authentication: a review. Universita di Parma, Annali Della 6. Петров, Ф., Демихов, Ю., Жукова, Я. (2014). Идентифика- Facolta Di Medicina Veterinaria, XXVI, 193–204. ция географического происхождения пищевых продуктов по 19. Guillou, C. Reneiro, F. (2001). Isotope methods for the изотопному составу. Товари і ринки, 2(18), 24–35. control of food and beverages. Proceedings of an Advisory 7. Третьяков, А.В., Абраменкова, О.И., Подколзин, И.В., Соло- Group meeting held in Vienna, 20–23 September 1999 «New вьев, А.И. (2012). Идентификация географической принадлеж- approaches for stable isotope ratio measurements». Vienna: ности мяса и икры методом химического фингерпринтинга. IAEA, 39–55. Ветеринария сегодня, 2, 39–46. 20. Талибова, А.Г., Колеснов, А.Ю. (2010). Выявление проис- 8. Знаменская, В.С. (2016). Правовая охрана наименований хождения сырья методом масс-спектрометрии. Мясные тех- мест происхождения товаров в России и за рубежом. Авторе- нологии, 3, 52–55. ферат дис. канд. юр.науч. Москва, РГАИС. — 20 с. 21. Liu, X, Guo, B, Wei, Y, Shi, J, Sun, S. (2013). Stable isotope 9. Carrijo, A.S., Pezzato, A.C., Ducatti, C., Sartori, J.R., Trinca, analysis of cattle tail hair. А potential tool for verifying the geo- L., Silva, E.T. (2006). Traceability of bovine meat and bone meal graphical origin of beef. Food Chemistry, 140(1–2), 135–140. in poultry by stable isotope analysis. Brazilian Journal of Poltry 22. Piasentier, E., Valusso, R., Camin, F., Versini, G. (2003). Sta- Science, 8(1), 63–68. ble isotope ratio analysis for authentication of lamb meat. Meat 10. Schmidt, O., Quilter, J.M., Bahar, B., Moloney, A.P., Scrim- Science, 64(3), 239–247. geour, C.M., Begley, I.S., Monahan, F.J. (2005). Inferring the origin 23. Erasmus, S.W., Muller, M., van der Rijst, M., Hoffman, L.C. and dietary history of beef from C, N and S stable isotope ratio (2016). Stable isotope ratio analysis: A potential analytical tool analysis. Food Chemistry, 91(3), 545–549. for the authentication of South African lamb meat. Food Chemis- 11. Denadai, J. C., Ducatti, C., Sartori, J. R., Pezzato, A. C., Mori, try,192, 997–1005. C., Gottmann, R., Mituo, M.A.O. (2009). Traceability of bovine 24. Ballin, N.Z. (2010). Authentication of meat and meat prod- meat and bone meal in eggs from laying hens fed with alternative ucts. Meat Science, 86(3),577–587. ingredients. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 44(1), 1–7. 25. Knights, J. S., Zhao, F. J., Spiro, B., McGrath, S. P. (2000). 12. Bahar, B., Schmidt, O., Moloney, A.P., Scrimgeour, C.M., Beg- Long-term effects of land use and fertilizer treatments on sulfur ley, I.S., Monahan, F.J. (2008). Seasonal variation in the C, N and cycling. Journal of Environmental Quality, 29(6), 1867–1874. S stable isotope composition of retail organic and conventional 26. Kim, K.S., Kim, J.S., Hwang, I.M., Jeong, I.S., Khan, N., Lee, Irish beef. Food Chemistry, 106(3), 1299–1305. S.I., Jeon, D.B., Song, Y.H., Kim, K.S., (2013). Application of stable 13. Recommended methods of analysis and sampling. CODEX isotope ratio analysis for origin authentication of pork. Korean STAN234–1999. With amendments adopted by the 30th Ses- Journal for Food Science of Animal Resources, 33(1), 39–44. sion of the Codex Alimentarius Commision. — ​Published online, 27. Жамсаранова, С.Д., Баженова, Б.А., Чимитдоржиева, Г.Д., 2007. — ​authenticity [Электронный ресурс: http://www.fao.org/ Забалуева, Ю.Ю. (2017). К вопросу о содержании стабильных fileadmin /user_upload/ agns/pdf/CXS_234e.pdf. Дата обраще- изотопов углерода и азота в мышечной ткани крупного рогато- ния 28.07.2017] го скота, выращенного в различных районах Забайкалья. Все 14. Галимов, Э. М. (1981). Природа биологического фракцио- о мясе, 5, 34–37. нирования изотопов. М, Наука.— 247 с. 28. Martinelli, L.A., Nardoto, G.B., Chesson, L.A., Rinaldi, F.D., Om- 15. Чернуха, И.М., Федулова, Л.В., Котенкова, Е.А., Лисицын, etto, J.P.H.B., Cerling, T.E., Ehleringer, J.R. (2011). Worldwide sta- А.Б. (2016). Изучение влияния воды с модифицированным ble carbon and nitrogen isotopes of Big Mac® patties: An example изотопным (D/H) составом на репродуктивную функцию, фор- of a truly «glocal» food. Food Chemistry, 127(4), 1712–1718.

57 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

REFERENCES 1. Montowska, M., Pospiech, E. (2012). Is Authentication of Re- 15. Tchernuha, I.M., Fedulova, L.V., Kotenkova, E.A., Lisit- gional and Traditional Food Made of Meat Possible? Critical Re- syn, A.B. (2016). The study of the influence of water with modi- views in Food Science and Nutrition, 52(6), 475–487 [Electronic fied isotope (D/H) composition on the reproductive function, for- resource: http://dx.doi.org/10.1080/10408398.2010.501408. mation and development of the offspring rats. Voprosy pitaniya, Access date 20.06.2017] 85(5), 36–43. (in Russian) 2. Talibova, A.G., Kolesnov, A.Yu. (2011). Assessment of the 16. Lysenko, O.B., Skulskiy, N.A., Shatilo, V. B., Koshliakova, T.A., quality and safety of food products by the method of isotope mass Lysenko, M.O., Sobotovich, E. V. (2014). Problems and prospects spectrometry. Analitika, 1(1), 44–48. (in Russian) of the main biogenic elements intramolecular isotope correlations 3. Gandemer, G. (2012). Quality of dry cured ham: Methods for using as a new resource of different aetiology pathologies diag- authentication of geographical origin, rearing system and tech- nostics. Live and biocose systems, 8. [Electronic resource: http:// nology. 7th International Symposium on the Mediterranean Pig. www.jbks.ru/archive/issue‑8/article‑8 Access date 28.07.2017] Zaragoza: CIHEAM, 535–542. (in Russian) 4. Kelly, J.F. (2000). Stable isotopes of carbon and nitrogen in 17. Galimov, E.M., Sevastyanov, V.S., Kulbachevskaya, E.V., Goly- the study of avian and mammalian trophic ecology. Canadian avin, A.A. (2004). The identication of the geographical origin of Journal of Zoology, 78(1), 1–27. drugs based on the carbon and nitrogen isotope ratios Mass-Spe- 5. Guo, B.L., Wei, Y.M., Pan, J.R., Li, Y. (2010). Stable C and N iso- ktrometria, 1(1), 31–36. (in Russian) tope ratio analysis for regional geographical traceability of cattle 18. Ghidini, S., Ianieri, A, Zanardi, E., Conter, M., Boschetti, T., in China. Food Chemistry, 118(4), 915–920. Iacumin, P., Bracchi, P.G. (2006). Stable isotopes determination 6. Petrov, F., Demikhov, Yu., Zhukova, Ya. (2014). Identification in food authentication: a review. Universita di Parma: Annali Della of the geographical origin of products by isotope content. Prod- Facolta Di Medicina Veterinaria, XXVI, 193–204. ucts and Markets, 2(18), 24–35. (In Ukrainian) 19. Guillou, C. Reneiro, F. (2001). Isotope methods for the control 7. Tretyakov, A.V., Abramenkova, O.I., Podkolzin, I.V., Solovyev, of food and beverages. Proceedings of an Advisory Group meeting A.I. (2012). Identification of geographic origin of meat and caviar held in Vienna «New approaches for stable isotope ratio measure- using chemical fingerprinting techniques. Veterinary Science To- ments». Vienna: IAEA, 39–55. day, 2, 39–46. (in Russian) 20. Talibova, A.G., Kolesnov, A.Yu. (2010). Identifying the origin 8. Znamenskaya, V.S. (2016). Legal protection of appellations of raw materials by the method of mass spectrometry. Myasnye of origin of goods in Russia and abroad. Author’s abstract of the tekhnologii, 3, 52–55. (in Russian) dissertation for the scientific degree ofC andidat of Technical Sci- 21. Liu, X., Guo, B., Wei, Y., Shi, J., Sun, S. (2013). Stable isotope ence. Moscow, PGAIS, 20p. (in Russian) analysis of cattle tail hair. А potential tool for verifying the geo- 9. Carrijo, A.S., Pezzato, A.C., Ducatti, C., Sartori, J.R., Trinca, graphical origin of beef. Food Chemistry, 140(1–2), 135–140. L., Silva, E.T. (2006). Traceability of bovine meat and bone meal 22. Piasentier, E., Valusso, R., Camin, F., Versini, G. (2003). Sta- in poultry by stable isotope analysis. Brazilian Journal of Poltry ble isotope ratio analysis for authentication of lamb meat. Meat Science, 8(1), 63–68. Science, 64(3), 239–247. 10. Schmidt, O., Quilter, J.M., Bahar, B., Moloney, A.P., Scrim- 23. Erasmus, S.W., Muller, M., van der Rijst, M., Hoffman, L.C. geour, C.M., Begley, I.S., Monahan, F.J. (2005). Inferring the origin (2016). Stable isotope ratio analysis: A potential analytical tool and dietary history of beef from C, N and S stable isotope ratio for the authentication of South African lamb meat. Food Chemis- analysis. Food Chemistry, 91(3), 545–549. try,192, 997–1005. 11. Denadai, J. C., Ducatti, C., Sartori, J. R., Pezzato, A. C., 24. Ballin, N.Z. (2010). Authentication of meat and meat prod- Mori, C., Gottmann, R., Mituo, M.A.O. (2009). Traceability of ucts. Meat Science, 86(3),577–587. bovine meat and bone meal in eggs from laying hens fed with 25. Knights, J. S., Zhao, F. J., Spiro, B., McGrath, S. P. (2000). alternative ingredients. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Long-term effects of land use and fertilizer treatments on sulfur 44(1), 1–7. cycling. Journal of Environmental Quality, 29(6), 1867–1874. 12. Bahar, B., Schmidt, O., Moloney, A.P., Scrimgeour, C.M., Beg- 26. Kim, K.S., Kim, J.S., Hwang, I.M., Jeong, I.S., Khan, N., ley, I.S., Monahan, F.J. (2008). Seasonal variation in the C, N and Lee, S.I., Jeon, D.B., Song, Y.H., Kim, K.S., (2013). Application of S stable isotope composition of retail organic and conventional stable isotope ratio analysis for origin authentication of pork. Ko- Irish beef. Food Chemistry, 106(3), 1299–1305. rean Journal for Food Science of Animal Resources, 33(1), 39–44. 13. Recommended methods of analysis and sampling. CODEX 27. Zhamsaranova, S.D., Bazhenova, B.A., Chimitdorzhieva, G.D., STAN234–1999. With amendments adopted by the 30th Ses- Zabalueva, Yu.Yu. (2017). Content of stable isotopes of carbon sion of the Codex Alimentarius Commision. — ​Published online, and nitrogen in muscle tissue of the cattle from different areas of 2007. — ​authenticity [Electronic resource: http://www.fao.org/ the Zabaikal. Vsyo o myase, 5, 34–37. (in Russian) fileadmin /user_upload/ agns/pdf/CXS_234e.pdf. Access date 28. Martinelli, L.A., Nardoto, G.B., Chesson, L.A., Rinaldi, F.D., Om- 28.07.2017] etto, J.P.H.B., Cerling, T.E., Ehleringer, J.R. (2011). Worldwide sta- 14. Galimov, E.M. (1981). Nature of biological isotope fraction- ble carbon and nitrogen isotopes of Big Mac® patties: An example ation. Мoscow: Nauka.— 247 р. (in Russian) of a truly «glocal» food. Food Chemistry, 127(4), 1712–1718.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ AUTHOR INFORMATION Принадлежность к организации Affiliation Горбунова Наталия Анатольевна — ​кандидат технических наук, Nataliya A. Gorbunova — ​kandidat of technical sciences, Scientific Ученый секретарь, Федеральный научный центр пищевых систем secretary, V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of им. В.М. Горбатова РАН Russian Academy of Sciences 109316, г. Москва, ул. Талалихина, 26. 109316, Moscow, Talalikhina str., 26 Тел.: +7–495–676–93–17 Tel.: +7–495–676–93–17 E-mail: [email protected] E-mail: [email protected] Критерии авторства Contribution Полностью подготовила рукопись и несет ответственность за Completely prepared the manuscript and is responsible for плагиат ­plagiarism Конфликт интересов Conflict of interest Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов. The author declare no conflict of interest. Поступила 08.11.2017 Received 08.11.2017

58 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

УДК/UDC 637.5.05:579.67 DOI 10.21323/1111–1111–2018–1–1–59–68 Обзор ТЕХНОЛОГИЯ СУ-ВИД — ​НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ КАЧЕСТВА И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Фофанова Т.С. Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, Москва, Россия

Ключевые слова: су-вид, мясные продукты, качество, микробиологическая безопасность Аннотация Ухудшение демографической ситуации (сокращение рождаемости, увеличение количества пожилых людей и др.), измене- ние привычек питания, связанных с изменениями темпов жизни, желанием все большего числа людей питаться «здоро- выми» продуктами и при этом не тратить много времени на их приготовление привели к повышению спроса на готовые к кулинарной обработке мясные продукты быстрого приготовления, сохраняющие полезные для здоровья компоненты. В результате все большее применение находят технологии минимальной обработки, такие как су-вид. Су-вид — ​техно- логия низкотемпературного приготовления продуктов питания в вакууме. Приготовление пищи методом су-вид позво- ляет осуществлять надежный контроль за вкусовыми показателями и микробиологической безопасностью продуктов при строгом соблюдении температурно-временных режимов обработки и хранения, учитывая то, что относительно мягкая термическая обработка может не обеспечить гибель всех вегетативных клеток и не инактивирует споры. Для улучшения микробиологических показателей таких продуктов могут быть применены дополнительные способы обра- ботки с использованием натуральных антимикробных средств. В статье представлен обзор научных исследований, направленных на изучение влияния технологии су-вид на изменение качественных показателей и микробиологическую безопасность продуктов, произведенных с использованием данной технологии.

Review paper SOUS VIDE TECHNOLOGY — ​SEVERAL ASPECTS OF QUALITY AND MICROBIOLOGICAL SAFETY

Tatyana S. Fofanova V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Key words: sous vide, meat products, quality, microbiological safety Abstract Worsening of the demographic situation (a decline in the birth rate, a growth in the proportion of the elderly and so on), changes in eating habits associated with the changes in the pace of life, a desire of the increasing number of people to consume «healthy» prod- ucts and not to spend much time on their preparation led to an increase in the demand for convenient ready-to-cook meat products that retain healthy components. As a result, the minimal processing technologies such as sous vide are finding ever increasing use. Sous vide is a technology of low temperature thermal processing of food under vacuum. Preparation of food by sous vide technol- ogy allows reliable control of product sensory indicators and microbiological safety with strict adherence to the temperature-time regimes of processing and storage taking into consideration the fact that relatively mild thermal processing may not ensure death of all vegetative cells and does not inactivate spores. To enhance the microbiological safety of these products, several additional methods of treatment with the use of natural antimicrobial substances can be applied. The paper presents a review of scientific studies aimed at investigation of an effect of the sous vide technology on changes in quality indicators and microbiological safety of sous vide products. Многочисленными исследованиями доказано —​ щей среды, а также на минимально обработанные от качества питания и сбалансированности рациона пищевые продукты, которые подвергаются щадящей по всем пищевым веществам зависит поддержание технологической обработке, не содержат синтетиче- здоровья, работоспособность, умственное развитие ских пищевых добавок или содержат их в ограничен- и продолжительность жизни человека, что лежит ном количестве [1,2]. в основе концепции сбалансированного питания. Кроме того, изменение стиля жизни, увеличение В связи с этим, растет спрос на функциональные про- числа работающих женщин и пожилых людей пре- дукты, способствующие повышению резистентности допределяют повышение спроса на полуфабрикаты организма к неблагоприятным факторам окружаю- и готовые к употреблению пищевые продукты, и ве-

Для цитирования: Фофанова Т.С. Технология су-вид — ​некоторые ­аспекты качества и микробиологической безопасности. Теория и практика переработки мяса. 2018;3(1): 59–68. DOI: 10.21323/2414–438X‑2018–3–1–59–68 For citation: Fofanova T.S. Sous vide technology — ​several aspects of quality and microbiological safety. Theory and practice of meat process- ing. 2018;3(1):59–68. (In Russ.) DOI 10.21323/2414–438X‑2018–3–1–59–68

59 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

дут к расширению рынка продукции быстрого при- Точный контроль температуры дает хорошую воспро- готовления. В последние годы активно увеличивается изводимость и обеспечивает более высокий контроль рынок готовых к употреблению пищевых продуктов, готовности по сравнению с традиционными методами таких как полностью готовые к употреблению (RTE), термообработки [11]. готовые к употреблению в пищу после подогрева Технология су-вид может обеспечить преимущест- (RTH), готовые к кулинарной обработке мясные про- вами при решении многих проблем и задач, стоящих дукты (RTC) [3]. перед пищевой промышленностью и крупными пред- Данные тенденции стимулируют разработку го- приятиями общественного питания при приготов- товых к употреблению охлажденных пищевых про- лении пищевых продуктов и их транспортировке на дуктов, выработанных с применением технологий те- длительные расстояния [10]. пловой обработки при низкотемпературных режимах Герметичная упаковка под вакуумом позволяет те- с предварительным вакуумированием полуфабриката плу эффективно переносится от воды (пара) в пище- в упаковку из полимерного материала, что позволяет вой продукт [15]. Термообработка пищевых продуктов производить продукты, удобные для потребителей по при оптимальных температурах в центре продукта простоте и быстроте приготовления, являясь в то же устраняет чрезмерное нагревание продукта, и жела- время химически и микробиологически безопасными емая степень готовности может быть достигнута во при сохранении желаемых вкуса, аромата, цвета и тек- всем объеме мясного продукта, что обеспечивает бо- стуры пищевых продуктов [2,4]. лее стабильное качество [10]. Одним из видов минимальной обработки являет- Кроме того, вакуумная упаковка и, соответственно, ся технология су-вид, что в переводе с французского удаление кислорода из окружающей среды продукта, означает «под вакуумом» [5]. Существуют разные мне- приводит к снижению окисления продукта, умень- ния о том, когда начали применять эту технологию. шению потерь влаги и летучих вкусо-ароматических Некоторые авторы считают, что технология су-вид веществ, снижению необходимых количеств соли, появилась в конце 1960-х годов, когда французские специй и трав, так как их действие в условиях термо- и американские инженеры использовали вакуумную обработки су-вид усиливается. Обработка су-вид по- упаковку для герметизации и пастеризации промыш- зволяет сохранять витамины и минеральные вещества ленных пищевых продуктов с целью увеличения про- внутри продукта при термообработке, что делает про- должительности их хранения [6]. Другие утверждают, дукт более питательным [10]. Система су-вид приводит что система су-вид была разработана в середине 1970- к более высокому выходу и лучшей текстуре мясных х годов во Франции [7, 8, 9] и использована фран- продуктов, в частности, изготовленных из говядины, цузским поваром George Pralus для снижения потерь по сравнению с традиционной обработкой [16]. в гусиной печени, которые при использовании тра- Помимо этого, данная технология приводит к улуч- диционных методов достигали 40 % из-за высокого шению органолептических характеристик мясных содержания в ней жира. Применение метода су-вид продуктов, которые играют большую роль в принятии с термообработкой при более низкой и точно контр- потребителями решения о покупке. олируемой температуре позволяло снизить потери Как известно, мясо является важной частью ра- до 5 % с одновременным значительным улучшением циона человека на протяжении тысячелетий. Однако флейвора готового продукта [10]. в последние десятилетия произошли значительные Возможности процесса су-вид в отношении уве- изменения качества мяса. В настоящее время мясо, личения срока хранения минимально обработанных включая мясо птицы, поступает от более молодых пищевых продуктов активно изучаются с 1990-х годов и менее жирных животных [11,17]. Традиционные ме- [11] для достижения соответствия двум конфликтую- тоды термообработки, применяемые при переработке щим требованиям — ​минимальному нагреванию для такого мяса, часто приводят к сухим и безвкусным сохранения полезных для здоровья компонентов про- продуктам [11]. Для того, чтобы натуральный продукт дукта и повышенной продолжительности хранения из мяса, например, мяса птицы был более сочным [5,8,12]. и нежным, температура термообработки не должна Обработка су-вид — это​ процесс термической об- превышать 60–65 °С [17], что может быть обеспечено работки сырья, герметично упакованного в термос- применением метода су-вид. В результате нагревания табильные пластиковые пакеты под вакуумом, осу- при более низких температурах по сравнению с тра- ществляемый при строго контролируемых умеренных диционными в течение длительного периода времени температурах (обычно 65–95 °С) в течение длитель- происходит тендеризация мяса, способствуя получе- ного времени с последующим быстрым охлаждением нию особенно вкусных и питательных продуктов даже (как правило до достижения температуры 3 °С в цен- из менее дорогих отрубов [7,10,15,18]. тре продукта) [13,14] или в некоторых случаях замо- Длительное время термообработки, как полага- раживанием [11] и хранением при низкой температу- ют, способствует большей растворимости коллагена, ре (0–3 °С в случае охлажденных продуктов) [7,11,15]. и, таким образом, снижению жесткости мяса. Кроме

60 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

того, термообработка мяса при этих умеренных тем- Однако необходимо подчеркнуть, что производ- пературах приводит к более низкой коагуляции мио- ство продуктов с высокими питательными и органо- фибриллярных белков, которая для большинства бел- лептическими свойствами безусловно не должно со- ков этого типа происходит при температурах свыше провождаться ухудшением их микробиологической 70–80 °С, что, несомненно, имеет большое значение безопасности. для текстуры мяса, так как коагуляция миофибрил- В продуктах су-вид относительно низкие темпера- лярного белка считается одной из причин увеличения туры тепловой обработки, длительное холодильное жесткости мяса во время термообработки. Так, свиная хранение, неадекватный контроль температуры при щековина, обработанная методом су-вид, при тем- производстве и на всем протяжении холодильной пературе 80 °С в течение длительного времени имела цепи от дистрибуции до розничной торговли [4,21] меньшую жесткость по сравнению с продуктом, при- могут создавать условия для развития как патогенов, готовленным традиционным методом [18]. так и микроорганизмов, вызывающих порчу, напри- В исследовании, проведенном в Испании, была мер, молочнокислых бактерий (Lactobacillus, Leuconos- установлена целесообразность применения метода су- toc, Weissella и Carnobacterium), приводящих к обра- вид для производства продуктов из баранины. Сектор зованию постороннего запаха и вкуса, слизистых

баранины традиционно является основополагающим экссудатов молочного цвета и СО2, а также дрожжей элементом экономики нескольких регионов Испании. и плесеней [12,13,22]. Однако в последние 10–20 лет, отмечается снижение Среди патогенов наиболее важными в мясных про- потребления на душу населения баранины, в том чи- дуктах су-вид, несомненно, являются спорообразую- сле и из-за методов ее приготовления в соответствии щие микроорганизмы. Умеренная термообработка, с традиционной рецептурой. Производство готовых применяемая к пищевым продуктам су-вид, как пра- к употреблению блюд из баранины с использованием вило, приводит к разрушению вегетативных клеток метода су-вид является перспективной альтернативой бактерий, но их споры термоустойчивы. При неадек- традиционным методам для успешной коммерциали- ватном охлаждении или нарушении температурных зации данного вида мяса [14]. режимов при хранении, существует вероятность про- Еще один пример возможного применения техно- растания активированных спор с последующим раз- логии су-вид при изготовлении национальных мяс- множением вегетативных клеток [3]. ных продуктов — это​ производство донер-кебаба для Clostridium botulinum, например, обладает способ- розничной торговли. Донер-кебаб — ​это традицион- ностью расти при температуре между 3,3 °C и 45 °C ный турецкий продукт, который широко потребляет- в вакуум-упакованных продуктах [23,24,25], причем ся не только в Турции, но и во всем мире, особенно некоторые непротеолитические штаммы C. botulinum в Германии, Греции, Великобритании, США, Канаде, могут вырабатывать нейротоксин даже при темпера- Пакистане и Саудовской Аравии [19]. В настоящее туре 3,3 °С при продолжительном хранении [23]. Дру- время для реализации в розничной торговле донер- гими представляющими опасность для здоровья спо- кебаб упаковывается после термообработки и предла- рообразующими микроорганизмами являются Bacillus гается к продаже в замороженном или охлажденном cereus, вырабатывающий энтеротоксины и рвотный виде. Обработка донер-кебабов методом су-вид мо- токсин, вызывая диарейный и рвотный синдромы, жет рассматриваться как новый метод производства соответственно [26], а также Clostridium perfringens, и упаковки этого вида продукта при существенном который также способен вырабатывать энтероток- улучшении таких органолептических характеристик син в желудочно-кишечном тракте человека, приводя продукта, как запах, вкус, нежность и сочность по к пищевым отравлениям [3]. сравнению традиционной технологией [19]. Кроме того, в продуктах су-вид могут представлять Технология су-вид также может успешно применять- опасность для здоровья человека и неспорообразую- ся при производстве продуктов из мяса птицы, напри- щие патогенные бактерии, в частности, Listeria mono- мер, для улучшения их органолептических показателей, cytogenes. L. monocytogenes — один​ из наиболее важных позволяя вырабатывать продукты с приемлемыми соч- с точки зрения здравоохранения неспорообразующих ностью, флейвором, цветом и текстурой [8,20]. микроорганизмов, контаминирующих готовые к упо- Учитывая вышеизложенное, неудивительно, что треблению охлажденные пищевые продукты [27] эта технология широко используется в ресторанах, и считается одним из основных критериев безопас- предприятиях общественного питания и индустрии ности мясных продуктов [28], что связано с его спо- производства готовых к употреблению продуктов собностью расти при низких положительных темпе- [14,20] для обработки различных типов пищевых про- ратурах [11,24,27,28] в различных пищевых продуктах дуктов, в том числе из мяса разных видов животных, (включая те, которые содержат хлорид натрия или ни- позволяя готовить практически любой кусок мяса, трат натрия в качестве консервантов) и в течение дли- таким образом, что оно становится сочным, мягким тельного времени колонизировать производственную и вкусным [11]. среду пищевых предприятий [27].

61 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

При оценке микробиологического риска продуктов Обработка донер-кебабов методом су-вид при су-вид также необходимо принимать во внимание та- 70 °С в течение 2 мин. после достижения температуры кие патогены, как Salmonella spp., Staphylococcus aureus, в центре продукта 70 °С приводила к снижению при- Yersinia enterocolitica, Vibrio spp. (в морепродуктах), па- близительно на 1 log КОЕ/г общего количества аэроб- тогенные штаммы Escherichia coli [13,24]. ных мезофильных бактерий, аэробных психрофиль- Как уже было отмечено выше, для обеспечения ных бактерий, молочнокислых бактерий, дрожжей микробиологической безопасности таких продуктов и плесеней [19]. огромное значение имеет адекватная термическая В свиной корейке после обработки методом су-вид обработка в течение строго определенного периода при поддержании температуры внутри продукта 70 °С времени в соответствии с типом вырабатываемого в течение 11 ч с последующим охлаждением при 3 °С, продукта и видом микроорганизмов. Так, например, количества психротрофов, Enterobacteriaceae, молоч- было установлено, что значение D для вегетативных нокислых бактерий, дрожжей и плесеней оставались клеток C. perfringens в свином закусочном рулете было низкими на протяжении всего периода холодильного 16,3 мин. при 55 °С; 8,5 мин. при 60 °С и 0,8 мин. при хранения при 2 °С. Интересно отметить, что в данном 65 °C, а для спор 30,6 мин. при 90 °C; 9,7 мин. при 95 °С продукте органолептическая порча предшествовала и 1,9 мин. при 100 °С. Значение D для вегетативных кле- микробиологической [13]. ток B. cereus было в диапазоне от 1 мин. (60 °С) до 33,2 Результаты микробиологического анализа фри- мин. (50 °С), а для спор от 2,0 мин. (95 °С) до 29,5 мин. каделек из мяса кур, обработанных методом су-вид (85 °С) [29]. В вакуум-упакованном курином мясе су- (90 °С в течение 10 или 20 мин.) показали отсутствие вид для достижения количеств клеток ниже предела Listeria spp. и Cl. perfringens в процессе холодильного обнаружения была необходима термообработка при хранения [1]. 55 °С в течение 40 мин., при 60 °С в течение 20 мин., Не наблюдали роста C. perfringens и в процессе хра- при 65 °С в течение 2,5 мин. для Salmonella Enteritidis нения при низких положительных температурах ко- ATCC‑13076 и термообработка при 55 °С в течение рейского традиционного продукта «Galbijjim» (рёбер- 60 мин., при 60 °C в течение 30 мин, при 65 °C в тече- ный край говяжьей грудинки, маринованной в соевом ние 3 мин. для штамма Clostridium perfringens NCAIM соусе и с овощами), обработанного с применением B01417T [30]. технологии су-вид при 90 °С в течение 90 мин. [3]. При условии соблюдения разработанных и науч- В куриной грудке, изготовленной методом су-вид но-обоснованных режимов производства возможно с тепловой обработкой при 61 °С в течение 35 мин. (по- обеспечение микробиологической безопасности про- сле достижения температуры в центре продукта 61 °С) дуктов су-вид в течение более длительного времени отмечено снижение общих количеств жизнеспособ- по сравнению с другими методами [7], что, не в по- ных микроорганизмов и колиформ в процессе хране- следнюю очередь, обусловлено предотвращением по- ния при 4 °С в течение 14 дней [20]. вторной контаминации микроорганизмами продукта Приемлемые микробиологические показатели про- после обработки благодаря предварительной герме- дукта были достигнуты даже при применении более тичной упаковке [10]. Многочисленные исследования низких температур тепловой обработки в трехэтап- подтверждают, что обработка методом су-вид позво- ном методе су-вид (39 °С — 1​ ч, 49 °С — 1​ ч и 59 °С — ​ ляла эффективно ингибировать рост бактерий и по- 4 ч). Снижение естественной микрофлоры на говяди- лучать продукты, которые по микробиологическим не было сопоставимо с таковым при использовании показателям не уступали традиционным. Так, иссле- обычного одноэтапного метода су-вид [33]. дование нескольких видов мясных продуктов су-вид При обсуждении вопроса микробиологической (мясные фрикадельки, свиные ребрышки, бараньи безопасности продуктов, при производстве которых ребрышки, бефстроганов, гамбургеры, жареная сви- применяется технология су-вид, хотелось бы подчерк- нина, тушеное мясо и др.), подвергнутых обработке нуть необходимость применения концепции НАССР су-вид при температурах от 85 до 100 °С в течение 10– с использованием таких критических контрольных 60 мин., показало отсутствие или низкие количества точек как качество сырья, герметичность упаковки, психротрофных, токсигенных штаммов Bacillus и Clos- температурно-временные режимы термообработки, tridium в процессе хранения при низких положитель- и, конечно же, соответствующая температура на про- ных температурах [31]. тяжении всей холодильной цепи от производителя до При обработке методом су-вид баранины с ис- потребителя [31], так как хранение при температуре ходной микробиологической обсемененностью, не менее 3 °С препятствует росту патогенных бактерий превышавшей уровни, указанные в Регламенте ЕС в пищевых продуктах су-вид на основе мяса [13]. 2073/2005 [32], количества психротрофных бактерий, Микробиологические показатели продуктов су- молочнокислых бактерий, грамположительных кок- вид могут быть дополнительно улучшены, используя ков, Enterobacteriaceae и колиформ снижались более, концепцию барьерной технологии, разработанной чем в 3 раза [14]. Л. Ляйснером [34]. Технология су-вид, в целом, полага-

62 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

ется на два основных барьера для обеспечения микро- к снижению роста Clostridium perfringens без замет- биологической безопасности продукта: применение ного влияния на цвет, усилие среза или окисление нагревания при пастеризации продукта с последую- липидов [4]. В говядине, обработанной методом су- щим быстрым охлаждением до температуры ниже 3 °С вид (55 °С/65 мин.), отмечено снижение количеств и холодильным хранением [35]. Мульти-барьерный L. monocytogenes в процессе холодильного хранения подход, который является наиболее надежным для при добавлении эфирного масла розмарина в качестве контроля микробиологического роста и обеспечивает натурального консерванта [36]. Интересно отметить, минимальное снижение качества пищевых продук- что наряду с антимикробным эффектом розмарин тов [34], может эффективно применяться для усиле- обладает и антиоксидантным действием, что было ния этих двух барьеров за счет применения консер- продемонстрировано при разработке технологии су- вантов, ингибирующих рост пищевых патогенов, как вид для колбас из мяса птицы с использованием сме- например, лактат натрия, который используется при си фенольных дитерпенов розмарина, содержащей производстве мясных продуктов и продуктов из мяса карнозиновую кислоту и карнозол, в качестве источ- птицы. Так, применение 2,4 % лактата натрия при из- ника натуральных антиоксидантов для удлинения готовлении продуктов, обработанных методом су-вид, продолжительности холодильного хранения продук- ингибировало рост Listeria monocytogenes. Хотелось бы та [37]. Применение лимонного сока удлиняла срок отметить, однако, что в более высоких дозах лактат на- хранения мерланга, обработанного методом су-вид трия приводил к соленому вкусу продукта [35]. (70 °С/10 мин.) и хранившегося при 4 °С [38]. Вместе с тем, увеличивающийся потребительский Таким образом, технология су-вид предлагает ре- спрос на «натуральные» минимально обработанные шение многих проблем, стоящих перед пищевой про- продукты с «натуральными» добавками, делает осо- мышленностью, позволяя вырабатывать безопасные бенно актуальными исследования по применению с микробиологической точки зрения и высококачест- консервантов растительного происхождения в про- венные минимально обработанные готовые к употре- дуктах су-вид. блению пищевые продукты с сохранением нутриентов В ряде работ была продемонстрирована эффектив- и пониженным содержанием соли при надлежащем ность применения натуральных добавок для повыше- мониторинге критических параметров производства ния микробиологической безопасности продуктов. на протяжении всего процесса производства и хра- Так, добавление препарата Citricidal® (экстракт грей- нения с применением концепции HACCP и дополни- пфрута) в маринованные продукты из мяса птицы, тельной обработки с использованием натуральных подвергнутые обработке методом су-вид, приводило антимикробных средств.

Several studies have proved that nutritionally balanced preparation, retain the desired taste, aroma, color and tex- diets and nutrition quality affect health maintenance, job ture being at the same time chemically and microbiologi- performance, mental development and an increase in life cally safe [2,4]. duration, which underlies the concept of well-balanced One of the types of minimal processing is sous vide, nutrition. In this connection, there is a growing demand which translates from French as «under vacuum» [5]. There for functional foods that facilitate an increase in the or- are different opinions about the beginning of the use of this ganism resistance to unfavorable environmental factors, as technology. Some authors believe that sous vide appeared well as for minimally processed foods that undergo mild at the end of the 1960s, when the French and American technological processing, do not contain synthetic food engineers used vacuum packaging for sealing and pasteur- additives or contain them in a lesser amount [1,2]. ization of industrial foods to prolong their shelf life [6]. In addition, changes in life style, an increase in the Others state that the sous vide system was developed in the number of women having full-time jobs and the elderly middle of the 1970s in France [7,8,9] and used by French predetermine a growth in the demand for semi-prepared cooker George Pralus to reduce losses in goose liver, which products and ready-to-eat foods, which leads to an expan- were 40 % when using the traditional methods due to its sion of the convenience food market. Recently, the market high fat content. The use of sous vide with heat treatment of ready-to-eat (RTE), ready-to-heat (RTH) and ready-to- at lower and strictly controlled temperature allowed reduc- cook (RTC) meat-based meals has been dynamically grow- ing losses up to 5 % with simultaneous significant improve- ing [3]. ments in finished product flavor [10]. These trends stimulate the development of ready-to eat The possibilities of sous vide regarding an extension (RTE) refrigerated foods produced by the technologies of of shelf life of minimally processed foods have been ex- low temperature heat treatment with preliminary vacuum tensively studied since the 1990s [11] in order to achieve packaging of a semi-prepared product in the polymer two conflicting requirements: minimal heating to preserve package, which allows producing products that are con- healthy components of a product and prolonged storage venient for consumers due to simplicity and quickness of duration [5,8,12].

63 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

Sous vide — ​is a process of thermal treatment of raw ly, this is very important for meat texture as myofibrillar material hermetically packaged in thermally stable pack- protein coagulation is regarded as one of the reasons of an ages under vacuum, which is performed at strictly con- increase in meat toughness during cooking. For example, trolled mild temperatures (usually 65–95 °С) during long pork cheeks processed by the sous vide method at a tem- time with following quick chilling, as a rule, until reaching perature of 80 °С for a long period of time were less tough a temperature of 3 °С in the product center [13,14] or in than a conventionally cooked product [18]. some cases freezing [11]) and storage at low temperatures In the Spanish study, the expediency of using sous vide (0–3 °С in case of chilled foods) [7,11,15]. The strict tem- cooking for manufacturing foods from lamb meat was es- perature control ensures good reproducibility and higher tablished. The lamb meat sector traditionally is a basic ele- control of readiness compared to tradition thermal treat- ment of the economy in several Spanish regions. However, ment methods [11]. during the last 10–20 years, a decrease in the per capita Sous vide can provide advantages in solving many consumption of lamb meat has been observed, which is, problems and tasks facing food industry and big catering to a large extent, conditioned by the methods of its prepa- enterprises upon food production and transportation over ration according to the traditional recipes. Production of long distances [10]. ready-to-eat meals from lamb meat using sous vide cook- Hermetic sealing under vacuum allows effective heat ing is a promising alternative to the conventional methods transfer from water (steam) into food [15]. Thermal treat- of its production for successful commercialization of this ment of foods at optimal core temperatures eliminates an meat type [14]. excessive product heating, and a desired degree of readi- Another example of the possible use of the sous vide ness can be achieved throughout the whole meat product technology when manufacturing national meat products ensuring more stable quality [10]. is production of doners for retail sale. Doner is a tradi- In addition, vacuum packaging and, consequently, re- tional Turkish meat product, which is widely consumed moval of oxygen from the product environment lead to a not only in Turkey, but also in Germany, Greece, UK, decrease in product oxidation, losses of moisture and vola- USA, Canada, Pakistan and Saudi Arabia [19]. At pres- tile flavor substances, as well as to a reduction in the re- ent, doners are packed after thermal treatment and sold quired amount of salt, species and herbs as their effects in frozen or chilled. Processing of doners by the sous vide the conditions of sous vide treatment are enhanced. Sous technology can be considered a new method for pro- vide allows preservation of vitamins and minerals inside duction and packaging of this product with a significant a product upon treatment, which makes a product more improvement of product sensory characteristics such as nutritious [10]. The sous vide system results in higher yield odor, taste, tenderness and juiciness compared to the and better texture of meat products, for example prepared conventional technology [19]. from beef, compared to traditional treatment [16]. Sous vide cooking can also be successfully used in man- Moreover, this technology results in an improvement of ufacturing products from poultry meat, for example, to meat product sensory properties, which play an important improve their sensory characteristics ensuring production role in consumer purchase decisions. of foods with acceptable juiciness, flavor, color and texture It is known that meat is an important part of the hu- [8,20]. man diet over thousands of years. However, in recent de- Taking into consideration the above-mentioned, it is cades, significant changes in meat quality have occurred. not surprising that this technology is widely used in res- Today, meat including poultry meat comes from younger taurants, catering enterprises and ready-to-eat indus- and less fatty animals [11,17]. Traditional heat treatment try [14,20] for processing various types of foods, includ- methods used in processing of such meat often lead to dry ing meat from different animals, as it allows preparation and tasteless products [11]. To make natural meat-based of practically any meat cut in such a way that is becomes foods, for example, products from poultry meat, juicier juicy, tender and tasty [11]. and more tender, cooking temperature should not be high- However, it is necessary to emphasize that manufacture er than 60–65 °С [17], which can be provided by the sous of products with high nutritional and sensory properties, vide technology. Long-term heating at lower temperatures undoubtedly, should not be accompanied with impairment compared to those that are used for conventional foods of their microbiological safety. results in meat tenderization, and facilitates production Relatively low heat processing temperatures and long- of particularly tasty and nutritious products even from term refrigerated storage of sous vide products, inadequate cheaper cuts [7,10,15,18]. temperature control in production and throughout the It is suggested that long processing time facilitates cold chain from distribution to retail sale [4,21] can create higher collagen solubilization, and, consequently, reduc- conditions for development of both pathogens and spoil- tion of meat toughness. In addition, meat thermal treat- age microorganisms such as lactic acid bacteria (Lactoba- ment at these mild temperatures leads to lower coagulation cillus, Leuconostoc, Weissella and Carnobacterium), which of myofibrillar proteins, which occurs for most proteins of lead to off-flavor, slimy milky exudates and 2CO produc- this type at temperatures higher than 70–80 °С. Obvious- tion, as well as yeasts and molds [12,13,22].

64 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

Among pathogens, the most important in sous vide it is possible to ensure microbiological safety of sous vide meat products, certainly, are spore-forming microorgan- products over longer time compared to other methods [7], isms. Mild heat treatment applied to sous vide foods re- not least because of prevention of microbial recontamina- sults, as a rule, in destruction of the vegetative bacterial tion after thermal treatment due to preliminary hermetic cells, but their spores are thermally stable. Upon inade- packaging [10]. Many studies confirm that sous vide pro- quate chilling or abuses in storage temperature regimes, cessing allowed effective inhibition of bacterial growth and there is a possibility for germination of activated spores manufacture of products that were not inferior to the tradi- with the following multiplication of the vegetative cells [3]. tional in terms of microbiological indicators. For example, For example, Clostridium botulinum has an ability to analysis of several meat product types (meat balls, ribs of grow in vacuum-packed products in the temperature range pork, spareribs of lamb, beef stroganoff, hamburgers, fried from 3.3 °С and 45 °С [23,24,25]; with that, some non-pro- pork, stew of meat and others) processed by sous vide at teolytic C. botulinum strains can form the neurotoxin even temperatures from 85 to 100 °С during 10–60 min. showed at a temperature of 3.3 °С during prolonged storage [23]. an absence or low numbers of psychrotrophic, toxigenic Other hazardous spore-forming microorganisms are Ba- Bacillus and Clostridium strains in the process of storage at cillus cereus, which produces enterotoxins and the emetic low temperatures [31]. toxin causing diarrheal-type syndrome and the emetic- When using the sous vide method in processing lamb type syndrome, respectively [26], as well as Clostridium meat with the initial microbial load not higher than the perfringens, which can also produce the enterotoxin in the level indicated in the Regulation ЕС 2073/2005 [32], the human gastrointestinal tract causing food poisoning [3]. number of psychrotrophic bacteria, lactic acid bacteria, In addition, non-spore-forming bacterial pathogens, gram-positive cocci, Enterobacteriaceae and coliforms de- such as Listeria monocytogenes, in sous vide products can creased more than threefold [14]. also constitute a serious hazard for human health. L. mono- Production of doners by the sous vide technology at cytogenes is one of the most important non-spore-forming a temperature of 70 °С for 2 min. after achieving the core microorganisms that contaminate ready-to-eat refriger- temperature of 70 °С led to a reduction by about 1 log ated foods [27] and is regarded as one of the main criteria CFU/g of the total number of mesophilic aerobic bacteria, of meat product safety [28], which is associated with its psychrophilic aerobic bacteria, lactic acid bacteria, yeasts ability to grow at low temperatures [11,24,27,28] in differ- and molds [19]. ent food products, including those that contain sodium In pork loin processed by sous vide at a core tempera- chloride or sodium nitrate as a preservative, and colonize ture of 70 °С during 11 hours with the following chilling food production environment for long periods [27]. at 3 °С, the numbers of psychrotrophs, Enterobacteriaceae, When assessing the microbiological risks in sous vide lactic acid bacteria, yeasts and molds remained to be low products, it is also necessary to take into consideration throughout refrigerated storage at 2 °С. It is interesting to such pathogens as Salmonella spp., Staphylococcus aureus, note that in this product, sensory spoilage preceded micro- Yersinia enterocolitica, Vibrio spp. (in seafood) and patho- biological [13]. genic strains of Escherichia coli [13,24]. The results of the microbiological analysis of chicken As was already noticed above, adequate thermal treat- meat balls cooked using sous vide treatment (90 °С for ment of sous vide products during strictly determined time 10 or 20 min.) showed an absence of Listeria spp. and Cl. and according to a manufactured product type and micro- perfringens during refrigerated storage [1]. bial species is of great importance for assurance of their mi- The growth of C. perfringens was not observed dur- crobiological quality. For example, it was established that ing refrigerated storage of the Korean traditional product in pork luncheon roll the D value for C. perfringens was «Galbijjim» (beef short ribs marinated in soy sauce and 16.3 min. at 55 °С; 8.5 min. at 60 °С and 0.8 min. at 65 °С for cooked with vegetables) after its processing by sous vide the vegetative cells; and 30.6 min. at 90 °C; 9.7 min. at 95 °С technology at 90 °С for 90 min. [3]. and 1.9 min. at 100 °С for spores. The D value for the veg- In chicken meat processed by sous vide method with etative cells of B. cereus was in a range from 1 min. (60 °С) thermal treatment at 61 °С for 35 min. (after achieving the to 33.2 min. (50 °С), and for spores from 2.0 min. (95 °С) core temperature of 61 °С), a decrease in the total number to 29.5 min. (85 °С) [29]. To achieve the cell number lower of viable micro­organisms and coliforms was observed in than the limit of detection in sous vide chicken meat, it the process of storage at 4 °С for 14 days [20]. was necessary to use thermal treatment at 55 °С during Acceptable microbiological quality of a product was 40 min., at 60 °С during 20 min., at 65 °С during 2.5 min. achieved even at low temperatures of thermal treatment for Salmonella Enteritidis ATCC‑13076 and thermal treat- when using the three-step sous vide process (39 °С — ​ ment at 55 °С during 60 min., at 60 °С during 30 min., at 1 hour, 49 °С — ​1 hour and 59 °С — ​4 hours). A decrease in 65 °С during 3 min. for Clostridium perfringens NCAIM the natural microflora on beef when using the three-step B01417T [30]. sous vide method was comparable to that in a product Provided that there is a strict adherence to the devel- treated by the conventional single-stage sous vide technol- oped and scientifically substantiated production regimes, ogy [33].

65 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

When discussing the microbiological safety of food tives, makes the studies on the use of the plant-derived pre- products manufactured by the sous-vide technology, it servatives in sous-vide products especially topical. is worth emphasizing the necessity of using the HACCP Several works demonstrated the effectiveness of the use of concept with such critical control points as raw material natural additives to increase microbiological safety of foods. quality, hermetic sealing of a package, temperature-time For example, addition of Citricidal® (grapefruit extract) into regimes of thermal treatment and, of course, adequate sous vide marinated poultry products reduced the growth temperature regimes throughout the entire cold chain of Clostridium perfringens without noticeable effect on color, from production to consumers [31] as storage at tempera- share force or lipid oxidation [4]. In beef subjected to sous tures lower than 3 °С prevents the growth of pathogenic vide treatment (55 °С/65 min.), the counts of L. monocyto- bacteria in sous vide meat-based foods [13]. genes decreased during refrigerated storage upon addition The microbiological quality of sous vide products can of rosemary essential oil as a natural preservative [36]. It is be additionally improved using the concept of the hurdle interesting to note that along with the antimicrobial effect, technology proposed by L. Leistner [34]. The sous vide rosemary has the antioxidant activity, which was demon- technology, largely, relies on two main hurdles to ensure strated in the development of the sous vide technology for microbiological safety: the use of heating upon product poultry sausages with the use of rosemary diterpene mixture pasteurization with the following quick chilling to a tem- containing carnosic acid and carnosol as a source of a natu- perature lower than 3 °С and refrigerated storage [35]. The ral antioxidant to prolong duration of product refrigerated multi-hurdle approach, which is most reliable for control- storage [37]. The use of lemon juice for treatment of whit- ling the microbial growth and ensures a minimal decrease ing (Merelangius merlangus euxinus), which was produced in food quality [34], can be effectively applied to enhance by the sous vide method (70 °С/10 min.) and stored at 4 °С, these two hurdles due to the use of preservatives inhibit- extended its shelf life [38]. ing the growth of food pathogens, such as sodium lactate, Therefore, the sous vide technology provides a which is applied in manufacturing meat products and solution to many problems facing food industry allowing products from poultry. For example, the use of 2.4 % so- production of microbiologically safe and high-quality dium lactate in sous-vide products inhibited the growth minimally processed ready-to-eat products with preserved of Listeria monocytogenes. It is necessary to note, however, nutrients and lowered salt content provided that there is that the higher doses of sodium lactate led to salty taste of adequate monitoring of the critical production parameters products [35]. throughout the manufacturing process and storage with At the same time, an increasing consumer demand for the use of the HACCP concept and additional treatment «natural» minimally processed foods with «natural» addi- with natural antimicrobial substances.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Can, Op., Harun F. (2015). Shelf Life of Chicken Meat Balls scientific conference, Jelgava, Latvia, 1, 159–162, Jelgava,: Lat- Submitted to Sous Vide Treatment. Brazilian Journal of Poultry via University of Agriculture Science, 17(2),137–144 9. Tansey F.S. (2005). Sous Vide. Freezing Technology for Ready 2. Bansal V., Siddiqui M.W., Rahman Sh. (2015). Minimally Pro- Meals/ Gormley T.R. In Novel Food Processing Technologies. cessed Foods: Overview. In Minimally Processed Foods. Technolo- Edited by Gustavo V. Barbosa-Canovas, Maria S. Tapia, M. Pilar gies for Safety, Quality, and Convenience. Chapter 1– P. 1–15. Cano. — ​CRC Press, 720 pages, Chapter 22. P. 477–490. Switzerland: Food Engineering Series, 313 pages 10. Hoeche U. (2016). The Sous Vide Revolution: Coming Full Cir- 3. Shin W.S., Moon G. — ​S., Park J. — ​H. (2014). Growth of Clos- cle and Beyond. Dublin Gastronomy Symposium. Food and Revolu- tridium perfringens Spores Inoculated in Sous-vide Processed tion, 109–114 Korean Traditional Galbijjim under Different Storage Conditions/ 11. Baldwin, D. E. (2012). Sous vide cooking: A review. Interna- W.S. Shin, Moon G. — ​S., Park J. — ​H. Food Science and Biotechnol- tional Journal of Gastronomy and Food Science, 1, 15–30 ogy, 23(2), 505–509 12. Wang, S. H., Chang M. J., Chen T. C. (2004). Shelf-life and 4. Juneja V. K., Fan X., Pena-Ramos A., Diaz-Cinco M., Pacheco- microbiological profiler of chicken wing products following sous Aguilar R. (2006). The effect of grapefruit extract and tempera- vide treatment. International Journal of Poultry Science, 3 (5), ture abuse on growth of Clostridium perfringens from spore in- 326–332 ocula in marinated, sous-vide chicken products. Innovative Food 13. Diaz P., Nieto G., Garrido M. D., Banon S. (2008). Mi- Science and Emerging Technologies, 7, 100–106 crobial, physical–chemical and sensory spoilage dur- 5. Sous vide. Food safety precautions for restaurants. NSW/FA/ ing the refrigerated storage of cooked pork loin processed CP058/1207. [Electronic resource http://www.foodauthority. by the sous vide method. Meat Science, 80, 287–292 nsw.gov.au/_Documents/scienceandtechnical/sous_vide_food_ 14. Roldan M., Antequera T., Martin A., Mayoral A. I., Ruiz J. safety_precautions.pdf/ Access date 16.02.2018] (2013). Effect of different temperature–time combinations on 6. Hesser, A. Under Pressure. New York Times. — ​Au- physicochemical, microbiological, textural and structural fea- gust. 14, 2005. [Electronic resource http://www.nytimes. tures of sous-vide cooked lamb loins. Meat Science, 93, 572–578 com/2005/08/14/magazine/under-pressure.html?mcubz=1 / 15. Remya, S., Mohan C.O., Ravishankar C.N., Srinivasa Gopal Access date 16.02.2018] T.K., Venkateshwarlu G. (2015). Want to keep your fish fresh lon- 7. Rinaldi M., Dall’Asta Ch., Meli F.A., Morini E., Pellegrini N., ger? Adopt Reduced Oxygen Packaging (ROP) Technologies. Fish- Gatti M., Chiavaro E. (2013). Physicochemical and Microbiologi- ing Chimes. 34 (11), 49–52 cal Quality of Sous-Vide-Processed Carrots and Brussels Sprouts. 16. Fabiane de Moraes. (2016). Sous vide of bovine meat (muscle Food and Bioprocess Technology, 6, 3076–3087 semitendinosus): effects of processing conditions and compari- 8. Ramane K., Galoburda R., Murniece I., Dukalska L. (2010). son with cook chill and conventional systems/Theses of Doctoral Physical-chemical evaluation of sous vide cooked parents stock Dissertation. — ​Campinas, [Electronic resource http://reposito- hen and broiler breast meat during refrigerated storage. In Re- rio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/321384 / Access date search for Rural Development 2010: Annual 16th International 16.02.2018]

66 2018 | № 1 теория и практика переработки мяса

17. Soletska A., Krasota A. (2015). Prospects of applying vacuum 2015 Bergey’s Manual Trust. DOI: 10.1002/9781118960608. technology in the manufacture of culinary poultry meat products. gbm00547. Published by John Wiley & Sons, Inc., in association Food and Environment Safety, XV(1), 3–9 with Bergey’s Manual Trust. 18. Pulgar J.S., Gazquez A., Ruiz-Carrascal J. (2012). Physico- 28. Костенко, Ю.Г. (2015). Руководство по санитарно-микро- chemical, textural and structural characteristics of sous-vide биологическим основам и предупреждению рисков при про- cooked pork cheeks as affected by vacuum, cooking tempera- изводстве и хранении мясной продукции. М, ТЕХНОСФЕРА.— ture, and cooking time. Meat Science, 90, 828–835 640 c. ISBN: 978–5–94836–418–6 19. Soncu E. D., Haskaraca G., Kolsarici N. (2016). Microbiologi- 29. Byrne B., Dunne G., Bolton D.J. (2006). Thermal inactivation cal, physicochemical, and sensorial characteristics of sous vide of Bacillus cereus and Clostridium perfringens vegetative cells «Doner». 62 International Congress of Meat Science and Technol- and spores in pork luncheon roll. Food Microbiology, 23, 803–808 ogy, 14–19 August 2016, Bangkok, Thailand, P 09–38 30. Vajda K. (2015). Enhancement of the microbiological quality 20. Hong G.E. (2015). Changes in Meat Quality Characteristics of sous-vide cook-chill food preservation system. Theses of Doc- of the Sous-vide Cooked Chicken Breast during Refrigerated Stor- toral (PhD) Dissertation. — Mosonmagyrovar,.—​ 16 p. age/ Kim J.H., Ahn S.J., Lee C. — ​H. // Korean Journal for Food 31. Nissen H., Rosnes J.T., Brendehaugand J., Kleiberg G.H. Science of Animal Resources, 35(6), 757–764 (2002). Safety evaluation of sous vide-processed ready meals. 21. Hyytiä-Trees E., Skyttä E., Mokkila M., Kinnunen A., Lindström Letters in Applied Microbiology, 35, 433–438 M., Lähteenmäki L., Ahvenainen R., Korkeala H. (2000). Safety 32. Commission Regulation (EC) No. 2073/2005 of 15 November Evaluation of Sous Vide-Processed Products with Respect to Non- (2005) on microbiological criteria for foodstuffs. Official Journal proteolytic Clostridium botulinum by Use of Challenge Studies of the European Union, L 338, 1–26. and Predictive Microbiological Models. Applied And Environmen- 33. Wang H., Badoni M., Zawadski S., McLeod B., Uttaro B., tal Microbiology, 66(1), 223–229 Yang X. (2017). Effects on beef microflora of a three-step sous-vi- 22. Nyati, H. (2000). An evaluation of the effect of storage and de method. 63 International Congress of Meat Science and Tech- processing temperatures on the microbiological status of sous nology.— 13th — ​18th August, 2017, Cork, Ireland. 484 p. vide extended shelf life products. Food Control, 11(6), 471–476 34. Leistner L. Gould G.W. (2002). Hurdle technologies: combina- 23. Marth E. H. (1998). Extended Shelf Life Refrigerated Foods: tion treatments for food stability, safety and quality. New York: Microbiological Quality and Safety. Food Technology, 52 (2), 57–62 Kluwer Academic. Plenum Publishers, 194 p. 24. Guidelines for restaurant sous vide cooking safety in Brit- 35. Bolton D. J. (1998). The microbiological safety and quality of ish Columbia. (2016). Prepared by the Sous Vide Working Group, foods processed by the «sous vide» system as a method of com- BC Centre for Disease Control. [Electronic resource http://www. mercial catering. Teagasc, Project Armis No. 4031, Final Report bccdc.ca/resource-gallery/Documents/Guidelines%20and%20 36. Gouveia A.R., Alves M., Silva J. A., Saraiva C. (2016). The An- Forms/Guidelines%20and%20Manuals/EH/FPS/Food/SVGuide- timicrobial Effect of Rosemary and Thyme Essential Oils Against lines_FinalforWeb.pdf / Access date 16.02.18] Listeria monocytogenes in Sous Vide Cook-Chill Beef During Stor- 25. Borch, E., Arinder P. (2002). Bacteriological safety issues in age. Procedia Food Science, 7, 173–176 red meat and ready-to-eat meat products, as well as control mea- 37. Khansole P.S. (2016). Effect of rosemary diterpene phenols sures. Meat Science, 62, 381–390 on the quality and storage stability of sous vide cooked chicken 26. Logan Niall A., De Vos Paul Bacillus. (2015). Bergey’s Manual sausage. Thesis submitted to the Sri P.V.Narsimha Rao Telangana of Systematics of Archaea and Bacteria, Online © 2015 Bergey’s State University for Veterinary, Animal and Fishery Sciences, Hy- Manual Trust. DOI: 10.1002/9781118960608.gbm00530. Pub- derabad, in partial fulfllment of the requirements for the award lished by John Wiley & Sons, Inc., in association with Bergey’s of the degree of master of veterinary science (livestock products Manual Trust Electronic resource http://onlinelibrary.wiley.com/ technology). Hyderabad. 161 p. doi/10.1002/9781118960608.gbm00530/pdf Access date 38. Cosansu S., Mol S., Alakavuk D. U., Ozturan S. (2013). The 16.02.18] Effect of Lemon Juice on Shelf Life of Sous Vide Packaged Whit- 27. McLauchlin J., Rees Catherine E. D. (2015). Listeria //Ber- ing (Merlangius merlangus euxinus, Nordmann, 1840). Food and gey’s Manual of Systematics of Archaea and Bacteria, Online © Bioprocess Technology, 6, 283–289 REFERENCES 1. Can, Op., Harun F. (2015). Shelf Life of Chicken Meat Balls 9. Tansey F.S. (2005). Sous Vide. Freezing Technology for Ready Submitted to Sous Vide Treatment. Brazilian Journal of Poultry Meals/ Gormley T.R. In Novel Food Processing Technologies. Science, 17(2),­137–144 Edited by Gustavo V. Barbosa-Canovas, Maria S. Tapia, M. Pilar 2. Bansal V., Siddiqui M.W., Rahman Sh. (2015). Minimally Pro- Cano. — ​CRC Press, 720 pages, Chapter 22. P. 477–490. cessed Foods: Overview. In Minimally Processed Foods. Technolo- 10. Hoeche U. (2016). The Sous Vide Revolution: Coming Full Cir- gies for Safety, Quality, and Convenience. Chapter 1– P. 1–15. cle and Beyond. Dublin Gastronomy Symposium. Food and Revolu- Switzerland: Food Engineering Series, 313 pages tion, 109–114 3. Shin W.S., Moon G. — ​S., Park J. — ​H. (2014). Growth of Clos- 11. Baldwin, D. E. (2012). Sous vide cooking: A review. Interna- tridium perfringens Spores Inoculated in Sous-vide Processed tional Journal of Gastronomy and Food Science, 1, 15–30 Korean Traditional Galbijjim under Different Storage Conditions/ 12. Wang, S. H., Chang M. J., Chen T. C. (2004). Shelf-life and W.S. Shin, Moon G. — ​S., Park J. — ​H. Food Science and Biotechnol- microbiological profiler of chicken wing products following sous ogy, 23(2), 505–509 vide treatment. International Journal of Poultry Science, 3 (5), 4. Juneja V. K., Fan X., Pena-Ramos A., Diaz-Cinco M., Pacheco- 326–332 Aguilar R. (2006). The effect of grapefruit extract and tempera- 13. Diaz P., Nieto G., Garrido M. D., Banon S. (2008). Microbial, ture abuse on growth of Clostridium perfringens from spore in- physical–chemical and sensory spoilage during the refrigerated ocula in marinated, sous-vide chicken products. Innovative Food storage of cooked pork loin processed by the sous vide method. Science and Emerging Technologies, 7, 100–106 Meat Science, 80, 287–292 5. Sous vide. Food safety precautions for restaurants. NSW/FA/ 14. Roldan M., Antequera T., Martin A., Mayoral A. I., Ruiz J. CP058/1207. [Electronic resource http://www.foodauthority. (2013). Effect of different temperature–time combinations on nsw.gov.au/_Documents/scienceandtechnical/sous_vide_food_ physicochemical, microbiological, textural and structural fea- safety_precautions.pdf/ Access date 16.02.2018] tures of sous-vide cooked lamb loins. Meat Science, 93, 572–578 6. Hesser, A. Under Pressure. New York Times. — ​August. 14, 2005. 15. Remya, S., Mohan C.O., Ravishankar C.N., Srinivasa Gopal [Electronic resource http://www.nytimes.com/2005/08/14/mag- T.K., Venkateshwarlu G. (2015). Want to keep your fish fresh lon- azine/under-pressure.html?mcubz=1 / Access date 16.02.2018] ger? Adopt Reduced Oxygen Packaging (ROP) Technologies. Fish- 7. Rinaldi M., Dall’Asta Ch., Meli F.A., Morini E., Pellegrini N., ing Chimes. 34 (11), 49–52 Gatti M., Chiavaro E. (2013). Physicochemical and Microbiologi- 16. Fabiane de Moraes. (2016). Sous vide of bovine meat (muscle cal Quality of Sous-Vide-Processed Carrots and Brussels Sprouts. semitendinosus): effects of processing conditions and compari- Food and Bioprocess Technology, 6, 3076–3087 son with cook chill and conventional systems/Theses of Doctoral 8. Ramane K., Galoburda R., Murniece I., Dukalska L. (2010). Dissertation. — ​Campinas, [Electronic resource http://reposito- Physical-chemical evaluation of sous vide cooked parents stock rio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/321384 / Access date hen and broiler breast meat during refrigerated storage. In Re- 16.02.2018] search for Rural Development 2010: Annual 16th International 17. Soletska A., Krasota A. (2015). Prospects of applying vacuum scientific conference, Jelgava, Latvia, 1, 159–162, Jelgava,: Lat- technology in the manufacture of culinary poultry meat products. via University of Agriculture Food and Environment Safety, XV(1), 3–9

67 Theory and Practice of Meat Processing № 1 | 2018

18. Pulgar J.S., Gazquez A., Ruiz-Carrascal J. (2012). Physico- gbm00547. Published by John Wiley & Sons, Inc., in association chemical, textural and structural characteristics of sous-vide with Bergey’s Manual Trust. cooked pork cheeks as affected by vacuum, cooking tempera- 28. Kostenko Yu. G. (2015). Guideline of sanitary microbiological ture, and cooking time. Meat Science, 90, 828–835 principles and prevention of risks upon meat product production 19. Soncu E. D., Haskaraca G., Kolsarici N. (2016). Microbiologi- and storage. Moscow: TEKHNOSFERA.—640 p. ISBN: 978–5– cal, physicochemical, and sensorial characteristics of sous vide 94836–418–6. (in Russian). «Doner». 62 International Congress of Meat Science and Technol- 29. Byrne B., Dunne G., Bolton D.J. (2006). Thermal inactivation ogy, 14–19 August 2016, Bangkok, Thailand, P 09–38 of Bacillus cereus and Clostridium perfringens vegetative cells 20. Hong G.E. (2015). Changes in Meat Quality Characteristics and spores in pork luncheon roll. Food Microbiology, 23, 803–808 of the Sous-vide Cooked Chicken Breast during Refrigerated Stor- 30. Vajda K. (2015). Enhancement of the microbiological quality age/ Kim J.H., Ahn S.J., Lee C. — ​H. // Korean Journal for Food of sous-vide cook-chill food preservation system. Theses of Doc- Science of Animal Resources, 35(6), 757–764 toral (PhD) Dissertation. — Mosonmagyrovar,.—​ 16 p. 21. Hyytiä-Trees E., Skyttä E., Mokkila M., Kinnunen A., Lindström 31. Nissen H., Rosnes J.T., Brendehaugand J., Kleiberg G.H. M., Lähteenmäki L., Ahvenainen R., Korkeala H. (2000). Safety (2002). Safety evaluation of sous vide-processed ready meals. Evaluation of Sous Vide-Processed Products with Respect to Non- Letters in Applied Microbiology, 35, 433–438 proteolytic Clostridium botulinum by Use of Challenge Studies 32. Commission Regulation (EC) No. 2073/2005 of 15 November and Predictive Microbiological Models. Applied And Environmen- (2005) on microbiological criteria for foodstuffs. Official Journal tal Microbiology, 66(1), 223–229 of the European Union, L 338, 1–26. 22. Nyati, H. (2000). An evaluation of the effect of storage and 33. Wang H., Badoni M., Zawadski S., McLeod B., Uttaro B., processing temperatures on the microbiological status of sous Yang X. (2017). Effects on beef microflora of a three-step sous-vi- vide extended shelf life products. Food Control, 11(6), 471–476 de method. 63 International Congress of Meat Science and Tech- 23. Marth E. H. (1998). Extended Shelf Life Refrigerated Foods: nology.— 13th — ​18th August, 2017, Cork, Ireland. 484 p. Microbiological Quality and Safety. Food Technology, 52 (2), 34. Leistner L. Gould G.W. (2002). Hurdle technologies: combina- 57–62 tion treatments for food stability, safety and quality. New York: 24. Guidelines for restaurant sous vide cooking safety in Brit- Kluwer Academic. Plenum Publishers, 194 p. ish Columbia. (2016). Prepared by the Sous Vide Working Group, 35. Bolton D. J. (1998). The microbiological safety and quality of BC Centre for Disease Control. [Electronic resource http://www. foods processed by the «sous vide» system as a method of com- bccdc.ca/resource-gallery/Documents/Guidelines%20and%20 mercial catering. Teagasc, Project Armis No. 4031, Final Report Forms/Guidelines%20and%20Manuals/EH/FPS/Food/SVGuide- 36. Gouveia A.R., Alves M., Silva J. A., Saraiva C. (2016). The An- lines_FinalforWeb.pdf / Access date 16.02.18] timicrobial Effect of Rosemary and Thyme Essential Oils Against 25. Borch, E., Arinder P. (2002). Bacteriological safety issues in Listeria monocytogenes in Sous Vide Cook-Chill Beef During Stor- red meat and ready-to-eat meat products, as well as control mea- age. Procedia Food Science, 7, 173–176 sures. Meat Science, 62, 381–390 37. Khansole P.S. (2016). Effect of rosemary diterpene phenols 26. Logan Niall A., De Vos Paul Bacillus. (2015). Bergey’s Manual on the quality and storage stability of sous vide cooked chicken of Systematics of Archaea and Bacteria, Online © 2015 Bergey’s sausage. Thesis submitted to the Sri P.V.Narsimha Rao Telangana Manual Trust. DOI: 10.1002/9781118960608.gbm00530. Pub- State University for Veterinary, Animal and Fishery Sciences, Hy- lished by John Wiley & Sons, Inc., in association with Bergey’s derabad, in partial fulfllment of the requirements for the award Manual Trust Electronic resource http://onlinelibrary.wiley.com/ of the degree of master of veterinary science (livestock products doi/10.1002/9781118960608.gbm00530/pdf Access date technology). Hyderabad. 161 p. 16.02.18] 38. Cosansu S., Mol S., Alakavuk D. U., Ozturan S. (2013). The 27. McLauchlin J., Rees Catherine E. D. (2015). Listeria //Ber- Effect of Lemon Juice on Shelf Life of Sous Vide Packaged Whit- gey’s Manual of Systematics of Archaea and Bacteria, Online © ing (Merlangius merlangus euxinus, Nordmann, 1840). Food and 2015 Bergey’s Manual Trust. DOI: 10.1002/9781118960608. Bioprocess Technology, 6, 283–289

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ AUTHOR INFORMATION Принадлежность к организации Affiliation Фофанова Татьяна Сергеевна — кандидат технических наук, Tatyana S. Fofanova — candidate of technical sciences, senior re- старший научный сотрудник, Федеральный научный центр пи- search scientist, V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Sys- щевых систем им. В.М. Горбатова РАН tems of Russian Academy of Sciences 109316, г. Москва, ул. Талалихина, 26 109316, Moscow, Talalikhina str., 26 Тел.: +7-495-676-61-01 Tel.: +7-495-676-61-01 E-mail: [email protected] E-mail: [email protected] Критерии авторства Contribution Автор написал рукопись и несет ответственность за плагиат The author wrote the manuscript, and is responsible for plagiarism Конфликт интересов Conflict of interest Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов The author declares no conflict of interest Поступила 24.01.2018 Received 24.01.2018

68