DE2659896B2

DE2659896B2 - Verwendung von Mikrokokkus sp. zur Herstellung von Fleischprodukten

Info

Publication number: DE2659896B2
Application number: DE2659896A
Authority: DE
Inventors: Alfred J. Sarasota Fla. Gryczka (V.St.A.)
Original assignee: Microlife Technics Inc
Current assignee: Microlife Technics Inc
Priority date: 1975-12-10
Filing date: 1976-01-22
Publication date: 1979-07-19
Also published as: ATA99876A; DE2659896C3; AT354231B; DE2659896A1; DE2602321A1; US4013797A; ES444990A1; AU1031376A; AU497679B2; DE2602321B2

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung des Bakterienstamms Mikrokokkus sp. NRRL-B-8048 in Form eines Konzentrats, das mindestens etwa 1 χ 10⁸ Zellen pro ml enthält, zur Herstellung von Fleischprodukten, insbesondere trockener und halbtrockener Wurst, unter Zusatz eines eßbaren Nitrats und/oder Nitrits und ggf. mindestens eines Milchsäure produzierenden Bakteriums. JO

Eßbare Nitrite werden in Wurst und verarbeitetem Fleisch verwendet, um das Wachstum von Clostridium botulinum und verwandten Bakterien zu verhindern, die äußerst giftige Toxine produzieren. In den Vereinigten Staaten werden sie als Nitriumnitrit dem Fleisch in einer J5 Menge von etwa 75 bis 156 ppm zugesetzt, wobei gleichzeitig eine wünschenswerte Rotfärbung des Fleischs auftritt. Derzeit darf die Nitritkonzentration des Endproduktes 200 ppm nicht übersteigen, jedoch sind Vorschläge gemacht worden, diese Konzentration zu senken; Federal Register, Bd. 40, S. 218 (1975). Neben Natriumnitrit wird auch Natriumnitrat dem Fleisch als Konservierungsmittel zugesetzt, obwohl seine Verwendung in Fleischprodukten außer Würsten gewissen Beschränkungen unterliegen kann. Es stellt einen natürlich vorkommenden Bestandteil zahlreicher Nahrungsmittel dar. Ein Überblick über die Verwendbarkeit von Nitraten und Nitriten ist in Food Technology, Nov. 1972, Bd. 26, Nr. 11 enthalten.

Dio Herstellung von trockener und halbtrockener to Wurst ist ein Beispiel für eine übliche Fermentation, bei der neben beträchtlichen Säuremengen eine Rotfärbung erzeugt wird. Trockene und halbtrockene Würste unterscheiden sich im Geschmack je nach der verwendeten Fleischsorte, z. B. Schwein, Rind, Kalb oder entsprechenden Gemischen, und dem zur Herstellung verwendeten Zucker bzw. den Gewürzen. Halbtrockene Wurstsorten sind z. B. bekannt als Sommer-, Cervelat-, Thüringer-, Schweinerollen-, Libanon- und Bolognawurst sowie in Form verschiedener italienischer bo Wurstsorten, wie Pepperoni und Cappicola. Trockene Würste sind z. B. Chorizos, Hartsalami, Genueser Salami, Katenwurst und Mettwurstsalami.

Trockene und halbtrockene Würste unterscheiden sich von anderen bekannten Wurstsorten im allgemei- b^r> nen dadurch, daß sie fermentiert sind. Das zerkleinerte Fleischgemisch, das ggf. vorher gepökelt worden ist, wird mit zugesetztem Salz, Gewürzen, eßbarem Nitrit und/oder Nitrat und ggf. mit einem reduzierenden Endiol sowie säurebildenden Chemikalien oder Bakterien vermischt Anschließend wird es in Behälter eingestampft und mit Bakterien fermentiert Das Pökeln ermöglicht die Bildung von Stickstoffoxid aus den eßbaren Nitriten sowie den Nitraten bei der anschließenden Reduktion zu Nitrit Das Stickstoffoxid reagiert mit dem im Fleisch enthaltenen Pigment in Gegenwart der Säuren unter Rotfärbung der Wurst Die eßbaren Nitrite erzeugen somit die Rotfärbung des Fleisches und hemmen die Bildung von Botulinus-Toxinen.

Die fermentierende Wurst kann ggf. leicht geräuchert werden. Die halbtrockenen Würste werden normalerweise nach der Fermentierung ohne allzu starkes Austrocknen gekocht Die Trockenwurst wird unter bestimmten Feuchtigkeits- und Temperaturbedingungen, die von der Art des Endprodukts abhängen, verschieden lange getrocknet Aufgrund dieser Verarbeitung unterscheiden sich die erhaltenen Würste von anderen Wurstsorten, z. B. Frisch-, Raucher-, Pökeloder Kochwurst

Als Starterbakterium zur Herstellung von halbtrockener Wurst durch Fermentieren von Fleisch wird gewöhnlich Pediococcus cerevisiae verwendet, da es große Mengen Milchsäure produziert, die der erhaltenen Wurst den charakteristischen Geschmack geben. Das Bakterium ist in gefrorenem Zustand als Konzentrat und auch in gefriergetrocknetem Zustand im Handel erhältlich. Beispielsweise kann das in der US-PS 25 61 977 beschriebene Bakterium verwendet werden.

Andere geeignete Bakterien gehören der Familie Lactobacillaceae an, von denen insbesondere solche verwendet werden, die viel Milchsäure produzieren, wie z. B. Lactobacillus plantarum oder Streptocossuslactis bzw. Kombinationen dieser Bakterien. Ein zur Herstellung von trockener oder halblrockener Wurst besonders geeigneter Lactobacillus plantarum ist der Stamm NRRL-B-5461, da er auch bei niedrigeren Temperaturen wächst (z. B. im Bereich von 10 bis 30°C) und schnell Milchsäure produziert. Bei Verwendung dieses Stamms als Konzentrat zur Herstellung von trockener oder halbtrockener^Wurst kann ein breiter Fermentationstemperaturbereich angewandt werden. Der Stamm ermöglicht eine schnelle und gut reproduzierbare Herstellung von Wurstprodukten mit charakteristischem Geschmack. Außerdem wird das Wachstum unerwünschter Fremdmikroorganismen unterdrückt. Die Verwendung von NRRL-B-5461 ist z. B. in der US-PS 38 14 817 beschrieben.

Aus der DE-PS 16 92 174 ist die Verwendung eines nichtidentifizierten Micrococcus-Stamms zur Wurstherstellung bekannt. Der Stamm wird mit Milchsäure produzierenden Bakterien, größeren Mengen von Gluconsäure-ö-lacton (zur Senkung des pH-Wertes) sowie Polyphosphaten, Ascorbinsäure und deren Natriumsalzen vermischt. Zur Erzeugung einer roten Wurstfarbe während der Fermentation wird der Micrococcus-Stamm mit Natriumnitrit vermengt.

Aus der DE-AS 16 92 621 ist ein Verfahren zur Herstellung eines fermentierten Fleischprodukts bekannt, bei dem man in eine zerkleinerte Fleischmischung eine aufgetaute Bakterienkultur einmischt, die aus einem Konzentrat von Pediococcus-cerevisiae mit mindestens etwa 10⁹ Zellen pro ml. einem Stabilisierungsmittel und einem Nährmedium besteht, wobei das Gewicht der Kultur mindestens etwa 0,1%, bezogen auf das Gewicht der Fleischmischung, ausmacht, die Mischung auf eine Temperatur zwischen 43 und 51,5°C

erhitzt und 8 bis 15 Stunden bei dieser Temperatur hält, bis die Mischung einen pH-Wert zwischen etwa 4,4 und 5,4 aufweist, und dann die Mischung auf eine Temperatur von mindestens 58,8° C erhitzt, um die Bakterienwirkung zu beenden.

Aus der Zeitschrift: Lebensmitteluntersuchung und Forschung, 106, 187—195 (1957) und: die Fleischwirtschaft, 1972, 465—472, ist die Verwendung von Mikrokokkus-Stämmen zur Herstellung von Fleischprodukten bekannt, wobei ggf. Milchsäure produzierende Bakterien sowie Nitrat und Nitrit zugesetzt werden.

Fermentiertes Fleisch wird außer für Würste auch für andere Zwecke hergestellt, z. B. für Tierfutter. Die Wurstherstellung ist jedoch wirtschaftlich am bedeutendsten. Eine appetitliche Rotfärbung und eine is Hemmung von Botulinumbakterien ist jedoch auch bei Fleischprodukten wünschenswert, die gewöhnlich nicht durch Fermentation erhalten werden. Zu diesen Produkten zählen z. B. Frankfurter, Bolognawurst und Frühstücksfleisch. Um eine Rotfärbung zu erzeugen und das Botuliunumbakterienwachstum zu hemmen, wird dem Fleischgemisch Natriumnitrit in einer Konzentration von etwa 75 bis 156 ppm zugesetzt, wobei die Färbung während der Verarbeitung auftritt Es wäre von großem Vorteil, die Verwendung von eßbarem Nitrit bei der Herstellung dieser Produkte unter gleichzeitiger Beibehaltung der Rotfärbung zu verringern, da die Botulinumbakterienhemmung bei etwa 50 ppm zugesetztem Nitrit einsetzt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bakterienkonzentrat anzugeben, das zur Herstellung von fermentiertem Fleisch mit gleichmäßiger Rotfärbung und gutem Geschmack geeignet ist und das eine schnellere Rotfärbung bei niedrigen Mengen an Nitrit und/oder Nitrat ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die eingangs genannte Verwendung gelöst.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Bakterien in Form eines gefrorenen Konzentrats verwendet, das mindestens 1x10⁹ Zellen pro ml enthält und zur Verwendung aufgetaut wird, wobei 0,0001 bis 0,01 Gewichtsteile Konzentrat pro 1 Gewichtsteil Fleisch eingesetzt werden.

Aufgrund der Anwesenheit des neuen Mikrokkokus-Stamms entwickelt das ggf. verwendete Nitrit schneller und bereits in relativ geringeren Mengen, als sie üblicherweise eingesetzt werden, eine Rotfärbung des Fleisches. Die Rotfärbung entsteht aber auch sehr schnell bei alleiniger Anwesenheit von eßbarem Nitrat. Der neue Mikrokokkus-Stamm hat relativ gute Säurebildungseigenschaften, wodurch die Bildung von Stickstoffoxid aus dem Nitrit erleichtert wird, das dann mit bestimmten Komponenten des Fleisches unter Erzeugung der Rotfärbung reagiert.

Weiter unten werden Vergleichsversuche angeführt, in denen die Überlegenheit des neuen Mikrokokkus-Stamms gegenüber den für die Wurstfermentierung bekannten und verwendeten Mikrokokkus-Stämmen M.roseus (ATCC 186), M.varians (ATCC M.sp. (NRRL-B-8049) qualitativ und quantitativ nachgewiesen wird. Dabei entwickelt der erfindungsgemäß verwendete Stamm in Gegenwart von Nitrat in 4 Stunden oder weniger eine gleichmäßige hellrote Fleischfarbe, während der beste bekannte, zur Wurstherstellung verwendete Mikrokokkus NRRL-B-8049, die Rotfärbung in nicht weniger als 12 bis 24 Stunden entwickelt (vgl. die unten unter »verarbeitetes Fleisch« aneeeebenen Vergleichsversuche).

Sehr gute Bakterienkonzentrate enthalten pro ml mindestens 1 χ 10⁹ Zellen von Mikrokokkus sp. (NRRL-B-8049) in einem Nährmedium und sind zur Lagerung und zum Transport bei unterhalb etwa — 20° C gefroren.

Unter Rotfärbung wird die Farbe verstanden, die handelsüblichen fermentierten Würsten und verarbeitetem Fleisch eigen ist und die sich leicht von dem grauen Farbton des nichtbehandelten abgehangenen Fleischs unterscheiden läßt. Auch eßbare Nitrite entwickeln beim Vermischen mit Fleisch zunächst eine Graufärbung, die allmählich in einen roten Farbton übergeht

Das unter alleiniger Verwendung von NRRL-B-8048 durchgeführte Verfahren eignet sich zur Herstellung von verarbeitetem Fleisch, z. B. von Frankfurtern, Bologneserwurst oder Frühstücksfleisch, wobei eine beschränkte Fermentaiion über einen Zeitraum von etwa 4 Stunden oder weniger erfolgt In diesem Fall werden geringe, aber unbedeutende Säuremengen durch die Fermentation der Zucker im Fleisch erzeugt. Unter »Fermentation« wird daher auch die Wirkung von NRRL-B-8048 auf Zucker oder andere organische Bestandteile des Fleischs sowie die chemischen Reaktionen mit eßbarem Nitrat und/oder Nitrit verstanden, die sich nach kurzer Zeit durch die Rotfärbung bemerkbar machen, unabhängig davon, ob im Fleisch nennenswerte Säuremengen entwickelt werden.

Mikrokokkus sp. NRRL-B-8048 ist hinterlegt beim United States Department of Agriculture, 1815 North University Street, Peoria, lllionois, V.St.A. Die Verwendung von NRRL-B-8048 zur Fleischfermentation oder ähnliche Zwecke ist bisher nicht beschrieben und vorgeschlagen worden.

Es ist zwar bekannt, daß bestimmte Stämme des Genus-Mikrokokkus eßbares Nitrat zu Nitrit reduzieren, das unter sauren Bedingungen Stickstoffoxid bildet, welches durch Reaktion mit dem Fleischpigment die hellrote Färbung der Wurst ergibt. Bestimmte Spezies von Mikrokokkus zeigen diese Färbung auch bei Fleisch. Die helle Rotfärbung wird jedoch mit NRRL-B-8043 viel schneller und gleichmäßiger durch das ganze Fleischgemisch entwickelt als mit anderen Spezies des Genus Mikrokokkus, die unter denselben Bedingungen mit eßbarem Nitrat oder reduzierten Mengen von eßbarem Nitrit bzw. entsprechenden Gemischen geprüft wurden. Mikrokokkus sp. NRRL-B-8048 entwickelt in Gegenwart von Nitrat in 4 Stunden oder weniger eine gleichmäßige hellrote Fleischfarbe, während der beste bekannte, zur Wurstherstellung verwendete Mikrokokkus NRRL-B-8049 die Rotfärbung nur langsam in nicht weniger als 12 bis 24 Stunden entwickelt. In Gegenwart geringeren Nitritmengen (weniger als 75 ppm) entwickelt sich die Rotfärbung in Anwesenheit von NRRL-B-8048 weit schneller. Dieses Ergebnis hängt davon ab, ob Milchsäure produzierende Bakterien oder Säuren zugesetzt werden, da NRRL-B-8048 selbst genügende Aktivität entwickelt. Die bei Verwendung von NRRL-B-8048 in derartigen Fleischgemischen schnell entwickelte helle Rotfärbung ist daher überraschend, insbesondere, da das erhaltene Produkt einen angenehmen Geschmack besitzt.

Aufgrund der schnellen Wirkung von NRRL-B-8048 können »Grauringe« (ein Farbdefekt, der bei voll getrockneten Würsten auftritt) vermieden werden. Der Defekt macht sich durch einen grauen Ring an der Hülle bemerkbar. Er wird vermutlich durch eine Ansammlung von Wasserstoffperoxid verursacht. NRRL-B-8048 kann

schneller Katalase entwickeln, die das Wasserstoffperoxid zerstört. Hier liegt auf jeden Fall ein weiterer Vorteil der Verwendung von NRRL-B-8048.

Eßbare Nitrite in Form von Natriumnitrit wurden bisher zur Verhinderung des Wachstums von Botulinum-Toxinen produzierenden Bakterien in Fleischprodukten verwendet Da Mikrokokkus sp. NRRL-B-8048 aus eßbaren Nitraten schnell Nitrite erzeugt, kann es anstelle eines Teils oder sämtlicher dieser eßbaren Nitritei'isse Funktion übernehmen. NRRL-B-8048 kann somit äußerst schnell aus Nitraten Nitrite erzeugen, die dann das Wachstum von Fremdbakterien inhibieren.

Geringe Mengen eßbarer Nitrite können aufgrund ihrer antimikrobiellen Anfangswirkung zur Herstellung von Fleischprodukten verwendet werden. NRRL-B-8048 entwickelt weit schneller eine Rotfärbung in Gegenwart derart geringer Nitritmengen, selbst in Abwesenheit von Nitrat Auch bei weniger als 75 ppm Nitrit ist dieses Ergebnis zu beobachten. Gewöhnlich werden mindestens etwa 50 ppm Nitrit als notwendig erachtet, um das Wachstum von Botulismus-Bakterien zu inhibieren.

Die bevorzugten Bakterienkonzentrate, die in Fleisch eine schnelle Rotfärbung hervorrufen, enthalten Mikrokokkus sp. NRRL-B-8048 sowie 0,01 bis 100 Teile pro 1 Teil Mikrokokkus eines Milchsäure produzierenden Bakteriums, das in Fleisch fermentiert, wobei das Konzentrat mindestens etwa 1 χ 10⁹ Bakterienzellen pro ml und genügend Nährmedium enthält, um das Wachstum während der Fermentation zu fördern, und auf unterhalb etwa - 20° C abgekühlt ist.

Falls Nitrit verwendet wird, geschieht dies in einer Menge (weniger als etwa 75 ppm), die eine schnellere Rotfärbung in Gegenwart von NRRL-B-8048 ergibt.

Es wurde gefunden, daß der Geschmack von Fleischgemischen zur Herstellung trockener oder halbtrockener Würste insbesondere bei Verwendung von Lactobacillus plantarum NRRL-B-5461, das in der US-PS 38 14 817 beschrieben ist, als Milchsäure produzierendem Bakterium verbessert werden kann. Die Verwendung dieses Bakteriums zur Herstellung von Würsten ist auch deshalb vorteilhaft, weil es die Anwendung niedriger Fermentationstemperaturen im Bereich von 10 bis 30° C ermöglicht, wodurch die Entwicklung unerwünschter Fremdbakterien unterdrückt wird. Auch die Verwendung säureentwickelnder und regulierender Chemikalien kann auf diese Weise vermieden werden. Ferner ist der von der USDA frei beziehbare Stamm Pediococcus cerevisiae NRRL-B-5627 besonders gut, da er fäulniserregende und verunreinigende Bakterien, wie Staphyloccoccus aureus, inhibiert.

In dem geschilderten bevorzugten Verfahren werden die bei der Wurstherstellung üblichen Schritte durchgeführt. Eine geeignete Fleischsorte oder verschiedene Fleischsorten werden zerhackt und entweder zusammen oder getrennt vermischt. Ais nächstes werden die Pökelzusätze einschließlich der eßbaren Nitrate oder eßbaren Nitrite (in Mengen, die eine rasche Rotfärbung in Gegenwart von NRRL-B-8048 ermöglichen) bzw. entsprechende Gemische, Salz, Dextrose und Gcwürze zugemischt. Die Auswahl der Zusätze und die relativen Mengen entsprechen der üblichen Praxis, allerdings werden geringere Nitritmengen verwendet (vorzugsweise 50 bis 75 ppm bei alleiniger Verwendung). Das Bakterienkonzentrat wird während dem Mischen der anderen Wurstkomponenten zugesetzt.

In eünstieer Weise wird ein Kulturkonzentral. das etwa 0,01 bis 1,0% (0,0001 bis 0,001 Teile) Mikrokokkus sp. NRRL-B-8048, bezogen auf das Gewicht des Fleischs, und etwa 10⁸ bis 10¹⁵ Zellen pro ml enthält, dem Fleischgemisch unmittelbar nach dem Zerkleinern zugesetzt. Vorzugsweise enthält das genannte Bakterienkonzentrat mindestens etwa 10⁹ Zellen pro ml. Die auf diese Weise hergestellte Wurst wird in geeignete Wursthäute gestopft und vorzugsweise etwa 6 Stunden oder mehr (je nach der Konzentration der verwendeten

ίο Kultur) bei 5 bis 52°C fermentiert. In bevorzugten verwendeten Bakterienkonzentraten beträgt das durch Bakterienzählung ermittelte Verhältnis von Mikrokokkus sp. NRRL-B-8048 zu Milchsäurebakterien 1 :100 bis 100:1.

Die Anwendung von NRRL-B-8048 entweder allein oder im Gemisch mit Milchsäure produzierenden Mikroorganismen, eignet sich insbesondere zur Herstellung halbtrockener Würste. Die Fermentationszeit kann dabei gegenüber den gewöhnlich erforderlichen 12 bis 15 Stunden etwas verringert werden.

Mikrokokkus sp. NRRL-B-8048 kann auch dazu verwendet werden, um eine wünschenswerte Rotfärbung bei verarbeitetem Fleisch hervorzurufen. Mikrokokkus sp. NRRL-B-8048 wird hierzu dem jeweiligen verarbeiteten Fleischgemisch zusammen mit eßbarem Nitrat und/oder eßbarem Nitrit zugesetzt. Das Produkt wird dann 4 Stunden oder weniger bei 10 bis 40° C gehalten, um die Rotfärbung zu entwickeln, und schließlich in Abhängigkeit vom jeweiligen Produkt auf übliche Weise bei erhöhten Temperaturen verarbeitet, wobei NRRL-B-8048 abgetötet wird.

Konzentrate

Mikrokokkus sp. NRRL-B-8048 fermentiert keine Glucose unter anaeroben Bedingungen (5 Tage bei 37° C), ist koagulasenegativ, unempfindlich gegenüber Lysostaphin und produziert kein wärmestabile Nuklease. Ein charakteristisches Merkmal des Stamms besteht darin, daß er oxidasepositiv ist. Er ist Katalase-positiv, cytochromoxidase-positiv, reduziert Nitrat, arginindihydolase-negativ, bildet aus Glucose Säure, jedoch kein Gas, wächst in Gegenwart von 10% NaCl und wird durch 0,4 bzw. 0,6% neutrale, emuligierende, netzende, stark schäumende, mit Seife kombinerbare Waschmittel aus höheren sek. Alkylsulfaten, die aus unverzweigten Olefinen mit endständigen Doppelbindungen gewonnen wurden, inhibiert. Aus Glukose werden unter aeroben Bedingungen Milch-, Bernstein-, Essig-, Propion-, Isovalerian- und Ameisensäure produziert. Die unter

so Verwendung eines API-Teslpackungssystems ermittelten Fermentationseigenschaften sind in Tabelle I angegeben.

Tabelle I

Substrat

Reaktion

1. Glycerin

2. Erythrit

3. d (-) Arabinose

4. L (+) Arabinose

5. Ribose

6. d(+) Xylose

7. L (-) Xylose

8. Adonit

9. Methyl-xylosid
10. Galactose

Fortsetzung

Substrat

Reaktion

11. d (+) -glucose +

12. d (-) Fructose +

13. d (+) Mannose +

14. L (-) Sorbose

15. Rhamnose

16. Dulcit

17. Meso-inosit -

18. Mannit

19. Sorbit

20. Methyl-d-mannosid -

21. Methyl-d-glucosid

22. N-Acetyl-glucosamin +

23. Amygladin

24. Arbutin-Eisencitrat +

25. Aesculin-Eisencitrat +

26. Salicin +

27. d (+) Cellobiose +

28. Maltose +

29. Lactose +

30. d (+) Melibiose

31. Saccharose (Sucrose) +

32. d (+) Trehalose +

33. Inulin

34. d (+) Melezitose

35. d (+) Raffinose

36. Dextrin

37. Amylose

38. Stärke

39. Glykogen

Kulturkonzentrate von Mikrokokkus sp. NRRL-B-8048 werden auf folgende Weise hergestellt:

1. Ein Kulturmedium aus 3 Gewichtsprozent Dextrose, 2 Gewichtsprozent Hefeextrakt und 0,5 Gewichtsprozent N-Z Amin wird in einem 141 fassenden Fermenter hergestellt. Das Medium wird auf 121,TC erhitzt und 15 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Hierauf kühlt man das Medium auf 32,2° C ab und beimpft es mit 0,75 Volumenprozent einer 18 bis 20 Stunden-Mikrokokkus sp. NRRL-B-8048-Kullur, die bei 32,2°C inkubiert worden ist.

2. Die Kultur wird 18 Stunden bei 32,2° C inkubiert, wobei das Medium ständig mit wasserfreiem Ammoniakgas auf eine pH von 5,8 bis 6,5 eingestellt wird. Diese ständige Neutralisation der von Mikrokokkus sp. NRRL-B-8048 während der Kultivierung erzeugten Säure ist notwendig, um eine optimale Ausbeute an Mikrokokkus sp. NRRL-B-8048 zu erzielen.

3. Die Bakterien werden aus dem Kulturmedium abgetrennt und konzentriert, indem man die Zellsuspension durch eine automatische Zentrifuge mit kontinuierlicher Strömung leitet, die das flüssige Medium abtrennt und die Bakterien in Röhrchen sammelt Das Bakterienkonzentrat wird dann auf ein Zehntel des ursprünglichen Volumens mit sterilen unverbrauchtem Nährmedium resuspendiert Dem resuspendierten Bakterienkonzentrat werden schließlich 10 Gewichtsprozent steriles Glycerin zugesetzt

4. Das Konzentrat wird schnell gefroren und bei -31⁰C gelagert

Kulturkonzentrate der Stämme Pediococcus cerevisiae und Lactobacillus plantarum NRRL-B-5461 werden nach dem in den US-PS 3561977 bzw. 38 14817 beschriebenen Verfahren hergestellt.
ϊ Die gefrorenen Konzentrate enthalten vorzugsweise ein Gefrierstabilsierungsmittel, wie Glycerin oder andere geeignete Verbindungen. Um ein rasches Anfangswachstum während der Fermentation im Fleisch zu ermöglichen, werden die Bakterien vorzugsweise zusammen mit einem Nährmedium angewandt, das zusammen mit den Bakterien bei der Abtrennung (z. B. beim Zentrifugieren) übergeht oder frisch zugesetzt wird. Das Gefrieren erfolgt gewöhnlich unterhalb -20°C und bis zu -196°C. Die gefrorenen Konzentrate werden vorzugsweise zu Dosierungseinheiten zwischen 50 und 500 g für die Wursthersteller abgepackt.

Würste

Das Pökeln und Fermentieren des zur Wurstherstellung verwendeten Fleischgemischs erfolgt nach dem in der US-PS 38 14 817 beschriebenen Verfahren. Falls das Fleischgemisch vorgepökelt werden soll, kann dies auf übliche Weise dadurch geschehen, daß man es kurze Zeit (4 Stunden oder weniger) bei Temperaturen von 2,2 bis 3,3°C hält. Hierbei werden einige der eßbaren Nitrate bakteriell zu Nitrit reduziert, das zusammen mit ggf. zugesetztem Nitrit unter sauren Bedingungen Stickstoffoxid bildet, welches dann beim Pökeln eine hellrote Wurstfarbe hervorruft. Das Pökeln ist zur Herstellung von Wurst nicht erforderlich, da Mikrokokkus sp. NRRL-B-8048 während der Fermentation schnell eine helle Rotfärbung des Fleischgemischs bewirkt.

Die gepökelte und mit den Bakterien vermischte Fleischmasse wird dann in eine Hülle gestopft, wie sie für die jeweilige trockene oder halbtrockene Wurst üblich ist. Die erhaltene Fertigwurst kann ggf. noch geräuchert werden.

Zur Herstellung von Trockenwurst können die Würste in Trockenräumen aufgehängt werden, in denen die Fermentation im Wurstinneren erfolgt. Um sicherzustellen, daß die Wurst von innen nach außen trocknet, werden die Räume bei 10 bis 26,6° C und einer hohen relativen Anfangsfeuchtigkeit oberhalb 80% gehalten, während anschließend eine relative Feuchtigkeit von 65 bis 80% eingehalten wird.

Zur Herstellung von halbtrockener Wurst werden die Würste in eine Räucherkammer oder einen anderen geeigneten Raum eingebracht und nach gegebenenfalls zwischengeschaltetem Temperieren auf eine Innentemperatur von 26,6 bis 52° C erwärmt wobei eine hohe relative Feuchtigkeit von 75 bis 95% angewandt wird.
Um die gewünschte Wasseraktivität zu erzielen, beträgt die Fermentationszeit bei Trockenwurst 2 bis 10 Tage, während die.Trocknungsperiode bis zu 4 Monate beträgt Die halbtrockene Wurst kann je nach der angewandten Temperatur und dem gewünschten End-pH-Wert 6 bis 36 Stunden fermentiert werden.

Nach der Fermentation wird die halbtrockene Wurst gewöhnlich in einer Räucherkammer oder einem anderen geeigneten Raum auf eine Innentemperatur erhitzt, bei der die im Schweinefleisch eventuell vorhandenen Trichinen abgetötet und die Fleischprote ine denaturiert werden. Je nach der Art der herzustel lenden Wurst kann entweder überhaupt nicht geräuchert werden oder aber man räuchert während eines Teils oder der gesamten Fermentationsperiode bzw. im

Anschluß an die Fermentation der trockenen und halbtrockenen Wurst.

Mikrokokkus sp. NRRL-B-8048 zeigt in Gegenwart oder Abwesenheit der Milchsäure produzierenden Bakterien ein schnelles Wachstum (Fermentation) im Fleischgemisch. Die durch Zusatz der Bakterienkulturen erhöhte Fermentationsgeschwindigkeit hat eine schnellere Entwicklung des Wurstgeschmacks zur Folge. Durch Verwendung der Kulturen kann die Trocknungszeit wesentlich verkürzt werden. Mikrokokkus sp. NRRL-B-8048 ermöglicht insbesondere in Kombination mit den Milchsäure produzierenden Bakterien eine kontrollierte Entwicklung des gewünschten Aromas, das für Trocken wurst charakteristisch ist.

Der End-pH der Wurst liegt im Bereich von etwa 4,4 bis 5,6. Der pH richtet sich dabei nach der Art des erhaltenen Produkts und nach den Anforderungen des jeweiligen Verbraucherkreises. Der pH der Wurst kann dadurch geregelt werden, daß man bestimmte Bakteriengemische in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen verwendet.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel !,Hartsalami

Ein für Trockenwurst geeignetes Fleischgemisch wird auf übliche Weise hergestellt. Für 2270 g zerkleinertes Fleisch wird folgende Formulierung angewandt:

60 g Natriumchlorid
6,8 g Dextrose

6,8 g weißer Pfeffer (gemahlen)
1,14 g Natriumerythorbat
0,23 g Knoblauchpulver
0,23 g Cardamon

1,44 g Natriumnitrat (45 ml einer Lösung von
3,2 g Natriumnitrat in 100 ml Wasser)

Während das Fleischgemisch bei weniger als 10⁰C gehalten wird, werden die vorstehenden Bestandteile gründlich zugemischt. Das erhaltene Gemisch wird für die folgenden Versuche verwendet.

Versuch 1 (Vergleich)

55 ml einer Kultur, die 1,1 χ 10⁹ Zellen von Micrococcus roseus (ATCC 186) pro ml enthält, werden gründlich mit dem Gemisch vermengt. Die erhaltene Masse wird mit Hilfe einer Vogt-Stopf- und Einfüllvorrichtung sofort in eine braune Faserhülle gepreßL Die Hülle wird außen mit einer 2,5%igen Kaliumsorbatlösung gewaschen.

Hierauf wird die Wurst in ein Inkubationsgefäß gehängt und 48 Stunden bei 21°C und einer relativen Feuchtigkeit von 93% gehalten. Anschließend wird die relative Feuchtigkeit für weitere 48 Stunden auf 90% gesenkt. Schließlich senkt man die Temperatur auf 17° C und die relative Feuchtigkeit auf 86%. Diese Bedingungen werden 48 Stunden beibehalten, worauf man die relative Feuchtigkeit für den Rest der Trockenzeit auf 72% senkt.

Nach 28 Tagen wird die Wurst auf Geschmack, Farbe und Aroma geprüft. Der pH wird dadurch bestimmt, daß

ίο man etwa 30 g Fleisch aus der Hülle entnimmt und mit 60 g destilliertem Wasser versetzt. Nach 15 Sekunden dauerndem Mischen bei maximaler Geschwindigkeit wird der pH elektrometrisch gemessen.

Das Produkt erweist sich als unbrauchbar, da es weder Geschmack noch Aroma und eine schlechte Färbung (grau) aufweist.

Versuch 2 (Vergleich)

Das Verfahren von Versuch 1 wird mit 55 ml einer Micrococcus varians (ATCC 15306)-Kultur wiederholt, die 0,6 χ 10⁹ Zellen pro ml enthält.

Die erhaltene Wurst ist unbrauchbar, da sie weder Geschmack noch Aroma und eine graue Farbe aufweist.

₂. Versuch 3 (Vergleich)

Das Verfahren von Versuch 1 wird mit 55 ml einer Micrococcus sp. NRRL-B-8049-Kultur wiederholt, die 1,OxIO⁹ Zellen pro ml enthält. Der genannte Micrococcus-Stamm ist ein zur Wurstherstellung verwendetes jo Handelsprodukt. Die Wurst ist anfangs grau gefärbt und wird nach etwa 12 bis 24 Stunden langsam hellrot.

Die Wurst hat das für Hartsalami typische gute Aroma, jedoch relativ wenig Geschmack.

Versuch 4

Das Verfahren von Versuch 1 wird mit 55 ml einer Micrococcus sp. NRRL-B-8048-Kultur wiederholt, die 1,4 χ 10⁹ Zellen pro ml enthält. Das Fleisch nimmt innerhalb von 4 Stunden eine gleichmäßige hellrote Färbung an und behält diese während der Fermentation bei. Die erhaltene Wurst hat das für Hartsalami charakteristische gute Aroma, einen leichten Beigeschmack und eine hellrote Farbe.
Tabelle II zeigt den pH-Verlauf der in den 4 Versucher, erhaltenen Würste und den einer nicht beimpften Vergleichsprobe. Die Ergebnisse zeigen, daß Micrococcus sp. NRRL-B-8048 unter den Testbedingungen schneller Säure produziert als die bekannten Micrococcus-Kulturen: NRRL-B-8049, M. roseus ATCC 186 und M varians ATCC 15306. Der Anfangs-pH beträgt 5,60.

Tabelle II

Tag

Vergleichsprobe

Micrococcus
roseus
ATCC 186

Micrococcus
varians
ATCC 15306

Micrococcus

sp.

NRRL-B-8049

Micrococcus

sp.

NRRL-B- 8048

1	5,60	5,60	5,50	5,40	5,40
4	5,60	5,60	5,60	5,40	5,35
5	5,60	5,60	5,60	5,40	5,35
6	5,60	5,55	5,60	5,30	5,15
7	5,60	5,55	5,55	5,30	5,15
8	5,60	5,50	5,50	5,30	5,15

Der End-pH und der Geschmack der Wurst kann dadurch geregelt werden, daß man Gemische aus Micrococcus sp. NRRL-B-8048 und anderen Säure produzierenden Bakterien, wie Lactobacillus plantarum und Pediococcus cerevisiae, in verschiedenen Mischungsverhältnissen verwendet. Das folgende Beispiel 2 erläutert dieses Verfahren.

Beispiel 2, Hartsalami
Versuch 5

Das Verfahren von Versuch 1 wird mit 55 ml einer Kultur wiederholt, die 1 Teil Micrococcus sp. NRRL-B-8048 auf 3 Teile Pediococcus cerevisiae NRRL-B-5627 enthält (ermittelt durch Bakterienzählung). Das fermentierende Fleisch färbt sich in weniger als etwa 4 Stunden hellrot.

Versuch 6

Das Verfahren von Versuch 1 wird mit 55 ml einer Kultur wiederholt, die 3 Teile Micrococcus sp. NRRL-B-8048 auf 1 Teil Pediococcus cerevisiae NRRL-B-5627 enthält (ermittelt durch Bakterienzählung). Das fermentierende Fleisch entwickelt in weniger als etwa 4 Stunden eine hellrote Farbe.

Die in den Versuchen 5 und 6 erhaltenen Würste werden organoleptisch untersucht. Beide Würste haben eine ausgezeichnete hellrote Farbe und ein gutes Aroma, das für Hartsalami typisch ist Die Wurst 5 hat mehr Beigeschmack als die Wurst 6. Dies beruht darauf, daß die Wurst 5 einen niedrigeren pH (4,75) als die Wurst 6 (4,95) hat; vgl. Tabelle III. Der Anfangs-pH beträgt 5,70.

Tabelle III

Tag Ver- 3 Teile Micrococcus
gleichs- sp. NRRL-B-8048
probe pro 1 Teil Pediococcus cerevisiae
NRRL-B-5627

1 Teil Micrococcus sp. NRRL-B-8048
pro 3 Teile Pediococcus cerevisiae
NRRL-B-5627

5,70
5,70
5,60
5,50
5,50
5,50
5,50
5,50

5,30
5,15
5,00
4,95
4,95
4,95
4,95
4,95

5,40
5,20
4,90
4,75
4,75
4,75
4,75
4,75

Die in Tabelle III genannten Ergebnisse zeigen, daß der End-pH der Wurst durch Regulierung des Anteils an Säure produzierenden Bakterien, wie Pediococcus cerevisiae NRRL-B-5627 und Micrococcus sp. NRRL-B-8048, kontrolliert werden kann.

Beispiel 3, Hartsalami

Versuch 7

Das Verfahren von Versuch 1 wird mit 55 ml einer Kultur wiederholt, die 1 Teil Micrococcus sp. NRRL-B-8048 auf 3 Teile Lactobacillus plantarum NRRL-B-5461 enthält (ermittelt durch Bakterienzählimg}. Das fermentierende Fleisch entwickelt in weniger als etwa 4 Stunden eine hellrote Farbe.

Versuch 8

Das Verfahren von Versuch 1 wird mit 55 ml einer Kultur wiederholt, die 3 Teile Micrococcus sp. NRRL-B-8048 auf 1 Teil Lactobacillus plantarum NRRL-B-5461 enthält (ermittelt durch Bakterienzählung). Das fermentierende Fleisch entwickelt in weniger als etwa 4 Stunden eine hellrote Farbe.

Die in den Versuchen 7 und 8 erhaltenen Würste werden organoleptisch untersucht. Beide Würste haben ein gutes Aroma, das für Hartsalami typisch ist. Die Wurst 7 hat jedoch mehr Beigeschmack als die Wurst 8. Dies beruht darauf, daß die Wurst 7 einen niedrigeren pH (4,7) als die Wurst 8 (4,9) aufweist; vgl. Tabelle IV. Der Anfangs-pH beträgt 5,70.

Tabelle IV

Tag Ver- 3 Teile Micrococcus
gleichs- sp. NRRL-B-8048
probe pro 1 Teil

L. Plantarum
NRRL-B-5461

1 Teil Micrococcus sp. NRRL-B-8048
pro 3 Teile
L. plantarum
NRRL-B-5461

5,70
5,70
5,60
5,55
5,50
5,50
5,50
5,50
5,50

5,20
5,05
4,85
4,85
4,85
4,85
4,85
4,85
4,90

5,20
5,05
4,85
4,85
4,75
4,75
4,75
4,70
4,70

Die Tabellen III und IV zeigen den pH der in den Versuchen 5, 6, 7 und 8 erhaltenen Würste sowie den einer nicht beimpften Vergleichsprobe. Die Ergebnisse zeigen, daß der End-pH der Wurst durch Regulierung des Anteils an Säure produzierenden Bakterien, wie Lactobacillus plantarum NRRL-B-5461 bzw. Pediococcus cerevisiae NRRL-B-5627 und Micrococcus sp. NRRL-B-8048 kontrolliert werden kann. Dies ermöglicht die Herstellung von Wurst mit einem geeigneten pH, der den Geschmacksgewohnheiten der Verbraucher entspricht.

Eine rasche Färbung kann bei der Wurstherstellung bereits bei Verwendung von weniger als etwa 75 ppm Natriumnitrit in Kombination mit NRRL-B-8048 erzielt werden. Gewöhnlich sind mindestens etwa 50 ppm Nitrit erforderlich, um das Wachstum von Botulismus-Bakterien zu inhibieren.

Verarbeitetes Fleisch

Ähnliche Färbungsergebnisse werden bei verarbeitetem Fleisch erzielt, wenn man Nitrit allein in Mengen von weniger als etwa 75 ppm verwendet und die Fleischmasse 4 Stunden oder weniger bei 10 bis 40⁰C hält Beispielsweise entwickelt sich die rote Farbe des Fleischs bei der kombinierten Verwendung von 50 ppm Nitrit und NRRL-B-8048 schneller als mit Nitrit allein, wobei die Farbe gleichzeitig attraktiver ist Auch Gemische von 50 ppm Nitrit und 156 ppm Nitrat mit NRRL-B-8048 ergeben eine ausgezeichnete Färbung.
In einem Versuch wurde die Reduktionszeit von

14

Zeit (Std.)

Nitrat zu Nitrit durch NRRL-B-8048 und NRRL-B-8049 Tabelle V

in Abwesenheit von Fleisch ermittelt. Der Nitrittest

entspricht der klassischen Methode, die bei R. Gordon, The Ecology of Soil Bacteria, S. 293-321, Liverpool Press (1967) beschrieben ist. 1 ml einer Kulturbrühe wird abgezogen und mit 3 Tropfen einer Lösung A (0,8 g Sulfanilsäure; 100 ml 5 η Essigsäure) und 3 Tropfen einer Lösung B (0,5 g <%-Naphthylamin; 100 ml 5 η Essigsäure) vermischt. Beim positiven Test entwickelt sich innerhalb weniger Minuten eine Rotfärbung. Negative Tests auf Nitrit können dadurch bestätigt werden, daß man eine geringe Menge Zinkstaub zugibt. Das Entstehen einer Rotfärbung weist auf die Anwesenheit von nicht reduziertem Nitrat hin.

Es werden die folgenden beiden Kulturen verwendet: NRRL-B-8048 und NRRL-B-8049. 300 ml einer Nitratbrühe (3 g Rindfleischextrakt, 5 g Pepton und 1 g Natriumnitrat pro Liter) werden mit 5 ml Kulturkonzentrat pro 300 ml Brühe beimpft. Die Inkubation erfolgt bei 35°C. In Zeitabständen von >/2 Stunde werden Proben abgezogen und auf Nitrit geprüft. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle V angegeben, wobei die Zeichen folgende Bedeutung haben: + = positiv für Nitrit (rosa); + + =rot; + + + = dunkelrot.

Kultur
8049

0,0 0,5 1,0

10 1,5 2,0 2,5 3,5 4,5

!5 5,0 5,5 6,0 24,0 Kultur 8048

NB*)

NB NB

NB NB NB NB NB

*) NB = nicht bestimmt.

Die Kultur NRRL-B-8048 ermöglicht eine weit schnellere Reduktion des Nitrats als NRRL-B-8049. Die Kultur 8049 ergibt erst nach 24 Stunden einen positiven Nitrittest.

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung des Pskterienstamms Mikrokokkus sp. NRRL-B-8048 in Form eines Konzentrats, das mindestens etwa 1 χ 10⁸ Zellen pro ml enthält zur Herstellung von Fleischprodukten, insbesondere trockener und halbtrockener Wurst, unter Zusatz eines eßbaren Nitrats und/oder Nitrits und ggf. mindestens eines Milchsäure produzierenden Bakteriums.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bakterien in Form eines gefrorenen Konzentrats verwendet, das mindestens 1 χ 10⁹ Zellen pro ml enthält und zur Verwendung aufgetaut wird, wobei 0,0001 bis 0,01 Gewichtsteile Konzentrat pro 1 Gewichtsteil Fleisch eingesetzt werden.

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