Обзор методов "ускоренного старения" для обоснования сроков годности продуктов безалкогольной отрасли Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА

УДК 663.6

Обзор методов «ускоренного старения» для обоснования сроков годности продуктов безалкогольной отрасли

Е. М. Севостьянова,

канд. биол. наук;

А. В. Данилян,

канд. техн. наук ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности -филиал ФНЦ пищевые системы им. В. М. Горбатова РАН

Срок годности пищевых продуктов — один из важнейших показателей, характеризующий качество или потери качества продукта. Согласно Технического регламента ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции», пищевая продукция, находящаяся в обращении на таможенной территории Таможенного союза в течение установленного срока годности, при использовании по назначению должна быть безопасна. Она должна быть безопасна по своему химическому составу, а также в эпидемическом и радиационном отношении. Сроки годности и условия хранения пищевой продукции, в том числе безалкогольной отрасли, устанавливает изготовитель.

Перед тем как рекомендовать новый продукт на потребительский рынок, производителям необходимо с целью безопасности установить срок его годности. Для обеспечения качества и стабильности в течение срока годности необходимо своевременно выявлять, управлять и контролировать факторы рисков, связанные с качеством: колебание температуры, механические воздействия, химические изменения, воздействие света, микробиологическую порчу, органолептические свойства (внешний вид, аромат, вкус).

Одним из перспективных направлений оценки изменения качества пищевых продуктов длительного хранения служит метод «ускоренного старения», который позволяет значительно сэкономить время и прогнозировать определенные по-

казатели качества и сроки годности продовольственных товаров, особенно вновь разрабатываемых. Такое тестирование осуществляется за счет интенсификации воздействия многих факторов, вызывающих порчу пищи.

При использовании метода специально создается ситуация, при которой период порчи и значение кинетического фактора химической реакции значительно ускоряется во времени, а быстротечность реакции становится достаточно высокой. При этом продукт проходит свой «жизненный цикл порчи» за сравнительно короткий период времени.

Метод ускоренного тестирования (ASLT) и его комбинированные варианты позволяют получить прогноз для некоторых продуктов в течение всего лишь 10-15 сут (вместо года). Уравнение Аррениуса — кинетическая модель этого процесса.

Согласно этому уравнению, с повышением температуры на 10 °С, быстротечность химических реакций увеличивается в два раза, в том числе в таких изделиях как бальзамы, конфеты, напитки, разнообразные кремы и т. д. [1-3].

Прогнозирование сроков годности (хранения) пищевых продуктов представляет собой многофакторную задачу.

К 1-й группе относят факторы, воздействующие на устойчивость продукта при хранении (химическая природа продукта, его структура, влажность, температура хранения, вид упаковки и др.). Вторая группа факторов — объединяет процессы, протекающие в продуктах при хра-

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА

нении (химические, физические, биохимические, микробиологические). В 3-ю группу факторов входят показатели, наиболее объективно (или субъективно) определяющие изменения качества (вкус, запах, цвет, количество окисленных веществ и другие параметры).

По многим видам пищевой продукции сложность прогнозирования сроков годности увеличивается в результате отсутствия в требованиях нормативной документации единых показателей, по которым можно оценить изменения, происходящие в продукте в течение всего периода хранения [4-8].

В настоящее время сроки годности безалкогольной продукции составляют от нескольких суток до 12 мес., для минеральных вод средний срок годности составляет 6-12 мес., в редких случаях до 24 мес. В соответствии с Методическими указаниями МУК 4.2.1847-04 «Санитарно-эпидемиологическая оценка обоснования сроков годности и условий хранения пищевых продуктов» срок исследования продуктов должен по продолжитель-

ности превышать предполагаемый срок годности на время, определяемое коэффициентом резерва. Для нескоропортящейся продукции коэффициент резерва составляет 1,15, то есть для продукции со сроком годности 12 мес. срок эксперимента составит 13,8 мес.

В связи с этим большой интерес представляют методы «ускоренного старения», позволяющие значительно сэкономить время и прогнозировать определенные показатели качества. Однако исследования по применению метода «ускоренного старения» можно применять по отношению к ограниченному перечню продовольственных товаров, на которые разработаны способы прогнозирования качества по показателям окислительной порчи жиров (галеты, кондитерские изделия, растительные масла, молочные продукты и некоторые другие). «Ускоренное старение» предполагает использование температур в диапазоне 37...50 °С. Такое повышение температуры значительно сокращает срок испытаний. Например, «ускоренное старение» шоколадных конфет по-

зволяет сократить период тестирования в четыре раза — с 4 до 1 мес. Для других видов продуктов срок исследований может быть другой — все зависит от момента достижения качественными показателями определенного критического уровня. Кинетические исследования базировались на измерении скорости процесса, которая зависит как от внешних (температура, давление и т. д.), так и от внутренних факторов (концентрация, рН и т. д.) [5].

НИИПХ Росрезерва проводит сравнительную оценку стабильности разных продуктов с помощью прибора ОХП^Т по окислительной стабильности пищевых продуктов. В реакторах прибора анализируемые продукты подвергают влиянию окислительной среды кислорода при высоких температурах и избыточном давлении. По результатам испытаний проводят расчет сроков годности [6].

Методы математического моделирования качества достаточно широко применяют для прогнозирования состояния разнообразных пищевых продуктов, несмотря на

11-13

ОКТЯБРЯ

Ай» >)

Р*1

специализированные выставки у

I Ж7

■ к в<

«гостинично-

РЕСТОРАННЫЙ ОЛИМП»

«ФЕСТИВАЛЬ ВИНА & СЫРА»

«ЕХРОРООО»

(©1 +7 |ЙЙ2) 231-11-Ы

сочиэкспо www.sochi-expo.ru

Ч""А

г.! • ■' ,РИ

¥ ^ 4

/ л

Ш

'/Ч:, к

3•2018

ПИВО и НАПИТКИ 57

несомненную сложность объекта исследования.

В безалкогольной отрасли работы по обоснованию сроков годности были выполнены М. Н. Школь-никовой и др. на безалкогольных бальзамах со стандартным сроком годности 24 мес. [7]. Одновременно с хранением бальзамов в стандартных условиях осуществляли их «ускоренное старение». Для сокращения продолжительности экспериментальных исследований было предложено проводить их при температуре, существенно превышающей возможные ее значения в процессе реального хранения продукции.

Известно, что температура искусственного старения должна превышать стандартную температуру хранения минимум на 10 °С [3, 4]. За стандартную авторы приняли температуру воздуха в хранилище 20 °С. Максимальная температура эксперимента для напитков не должна превышать 60 °С, поэтому для экспериментальных исследований были выбраны температуры: 40, 50 и 60 °С, так как информации, полученной с применением ускоренных методов при трех различных температурах, достаточно для получения удовлетворительных и достоверных результатов для прогнозирования срока годности.

Продолжительность испытаний определяли опытным путем (достижение допустимого значения одного или нескольких контролируемых показателей). Сроки хранения составили 50, 30 и 20 сут при температурах 40, 50 и 60 °С соответственно.

При этом, несмотря на то, что более высокая температура обеспечивает более быстрое получение результатов, она не должна превышать пределов, за которыми происходят изменения одного из показателей внешнего вида, а именно изменение прозрачности, вязкости, выпадение осадка и т. д.

Потерю качества бальзамов, имеющих многокомпонентный состав, определяли по увеличению действительных значений регламентированных показателей (кислотность, изменение внешнего вида и т. д.) и по уменьшению значений массовой доли флавоноидов и дубильных веществ (как оценки физиологической ценности бальзамов).

Авторами разработана и внедрена методика по ускоренному хранению безалкогольных бальзамов и ее программное обеспечение. Установлен и научно обоснован предельный срок ускоренного старения безалкогольных бальзамов: при 40 °С — 50 сут, 50 °С — 30, 60 °С — 20 сут. На основании рассчитанных кинетических параметров определен прогнозируемый срок хранения бальзамов при 20 °С в течение 24 мес., что позволяет научно обосновать срок годности — 24 мес. и в дальнейшем прогнозировать срок годности разрабатываемых многокомпонентных безалкогольных напитков на основе растительного сырья [7].

В работе А. Р. Хасанова и Н. А. Матвеевой [9] определен срок годности функционального напитка методом ускоренного тестирования срока хранения ASLT (Accelerated Shelf Life Testing) с применением модели Аррениуса и критерия 010. Контролируемыми показателями выбраны: массовая доля антоцианов и суммарное содержание фенольных веществ, органолептические показатели (цвет, запах, вкус). Испытания проводили при повышенной температуре 60 °C, максимально возможной, при которой закон Аррениуса действует. Выявлено, что при температуре 60 °C деградация антоцианов и фенольных веществ произошла на 7 сут, что соответствует 3,7 мес. хранения при стандартных условиях. Одновременно произошло изменение цвета с амарантового на розово-коричневый. Авторами сделан вывод, что срок годности можно продлить до 11-12 мес., если в рецептуре напитка увеличить количество источника функциональных компонентов для компенсации потери флавоноидов в период хранения [9].

Бутилированные минеральные и питьевые воды — отдельная группа продукции безалкогольной отрасли. В ранее действующих нормативных документах, ГОСТ 13273 и «Технологическая инструкция по обработке и розливу питьевых минеральных вод» (ТИ-18-6-57-84), были установлены сроки годности вод минеральных лечебно-столовых и лечебных, разлитых в стеклянные бутылки. Согласно этим документам, воду минеральную хранят в специальных затемненных проветриваемых складских помещениях, предохраняемых от попадания

влаги, при температуре от 5 до 20 °С. Срок годности воды минеральной устанавливался — 12 мес. со дня розлива. Вместе с тем, в процессе хранения минеральных вод (особенно в торговле) не соблюдаются температурные режимы хранения, также по литературным данным выявлена зависимость сроков хранения от объема полимерной тары. Предыдущими исследованиями установлено, что минеральные воды различных гидрохимических типов и минерализации, расфасованные в полимерную или стеклянную упаковку, в течение 15 мес. хранения при температуре 25±2 °С соответствовали требованиям действующих нормативных документов по органолептическим показателям, основному солевому составу, микробиологической и химической безопасности [10]. В настоящее время срок годности минеральных вод, при соблюдении условий хранения, в полимерной упаковке составляет от 3 до 18 мес., в стеклянной — до 24 мес.: конкретный срок устанавливают для различных вод индивидуально.

Таким образом, разработка экспресс-метода прогнозирования сроков годности минеральных вод различных гидрохимических типов — актуальное научное исследование, требующее новых подходов к оценке сроков и условий хранения продукции.

ЛИТЕРАТУРА

1. Валентас, К. Пищевая инженерия: справочник / К. Валентас, Э. Ротштейн, Р. П. Сингх; пер. с англ. — СПб.: Профессия, 2004. — 386 с.

2. Дантас Кабрал, А. К. Общие характеристики срока хранения пищевых продуктов: пер. с португальского / А. К. Дантас Кабрал, М. Э. Коста Фернандис. — М.: ВП, И-16261, 1984. — 189 с.

3. Срок годности пищевых продуктов: расчет и испытание /под ред. Р. Стеле; пер. с анг. В. Широкова под общ. ред. Ю. Г. Базарновой. — СПб.: Профессия, 2008. — 480 с.

4. Базарнова, Ю. Г. Применение кинетического моделирования для прогнозирования сроков годности коровьего масла / Ю. Г. Базарнова // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2005. — № 8. — С. 19-23.

5. Килкаст, Д. Стабильность и срок годности. Безалкогольные напитки, соки, пиво и вино/ Д. Килкаст, П. Субрамани-ам. — СПб.: Профессия, 2012. — 440 с.

6. К вопросу прогнозирования сроков хранения (годности) продовольствен-

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА

ных товаров (Российская федерация) [Электронный ресурс] // Федеральное агентство по государственным резервам (Росрезерв). — Режим доступа: http://rosreserv.ru/Konsultativnij_ sovet/Obmen_opitom/K_voprosu_ prognozirovanija_srokov_hranen (дата обращения: 13.12.2017).

7. Школьникова, М.Н. Изучение возможности применения метода ускоренного старения для прогнозирования сроков хранения безалкогольных бальзамов / М. Н. Школьникова, Е. В. Аверьянова,

И. В. Щеглова // Техника и технология пищевых производств. — 2009. — № 1. — С 52-56.

Одоева, Г.А. Кинетика термического старения рыбных консервов и экспресс-метод определения сроков годности / Г. А. Одоева, М. В. Лукошкина // Материалы VI междунар. научн.-практ. конф.: Производство рыбной продукции, проблемы, новые технологии, качество. — Калининград: Атлантический НИИ рыбного хозяйства и океанографии, 2007. — С. 78-82.

9. Хасанов, А. Р. Метод АБЕГ для определения сроков годности функциональных напитков / А. Р. Хасанов, Н. А. Матвеева // Молодой ученый. — 2017. — № 8. — С. 82-87. — Режим доступа: https:// moluch.ru/archive/142/40083/ (дата обращения: 13.12.2017).

10. Севостьянова, Е. М. Обоснование сроков годности и температурных режимов хранения минеральных вод различных групп / Е. М. Севостьянова, Е. В. Хоро-шева, Г. А. Ремнева // Пиво и напитки. — 2016. — № 3. — С. 46-49. &

Обзор методов «ускоренного старения» для обоснования сроков годности продуктов безалкогольной отрасли

Ключевые слова

безалкогольные напитки; минеральная вода; прогнозирование сроков годности; срок годности; ускоренное старение; экспресс-метод.

Реферат

Срок годности - один из важнейших показателей качества готового продукта. Для определения сроков годности продукции безалкогольной отрасли необходимо иметь информацию, отражающую изменение ее свойств при хранении в стандартных условиях. Вместе с тем, для ряда пищевых продуктов разработаны экспресс-методы прогнозирования сроков годности (галеты, кондитерские изделия, растительные масла, молочные продукты и некоторые другие), которые позволяют значительно сэкономить время и прогнозировать определенные показатели качества и сроки годности продукции, особенно вновь разрабатываемой с длительным сроком годности. Данные методы можно применять по отношению к ограниченному перечню продукции, на которую разработаны способы прогнозирования качества. Для продукции безалкогольной отрасли разработаны методы прогнозирования срока годности по следующим показателям: уменьшение значений массовой доли фла-воноидов и дубильных веществ, антоцианов и суммарного содержания фенольных веществ, изменение органолептических показателей (цвет, запах, вкус). Проведения кинетических исследований процесса порчи проводили в заданных условиях, которые обеспечивали большую интенсивность процесса. В основном все исследования базировались на измерении скорости процесса, которая зависит как от внешних (температура, свет, давление и т. д.), так и от внутренних факторов (концентрация, рН и т.д.). Температура «искусственного старения» должна превышать стандартную температуру хранения минимум на 10 °С. Для сокращения продолжительности экспериментальных исследований все испытания проводили при температуре, существенно превышающей возможные ее значения в процессе реального хранения продукции. Максимальная температура эксперимента для напитков не должна превышать 60 °С. Разработка экспресс-метода прогнозирования сроков годности минеральных вод различных гидрохимических типов - важная научная задача для безалкогольной отрасли.

Авторы

Севостьянова Елена Михайловна, канд. биол. наук; Данилян Армен Владиславович, канд. техн. наук ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности - филиал ФНЦ пищевые системы им. В. М. Горбатова РАН,

119021, Россия, г. Москва, ул. Россолимо, д. 7, waterlena@list.ru

Overview of the Methods of «Accelerated Aging» to Justify Expiration Datesproducts of Nonalcoholic Industry

Key words

non-alcoholic beverages; mineral water; prediction of shelf life; shelf life; accelerated aging; express method.

Abstract

Shelf life is one of the most important indicators of the quality of the finished product. To determine the shelf life of products of the nonalcoholic industry, it is necessary to have information reflecting the change in their properties when stored under standard conditions. At the same time, for a number of food products, express methods have been developed for predicting the expiration dates (biscuits, confectionery, vegetable oils, dairy products and some others), which can save considerable time and predict certain quality indicators and the shelf life of products, especially newly developed with a long shelf life. These methods can be used in relation to a limited list of products for which methods for predicting quality have been developed. For the production of nonalcoholic industry, methods for predicting the expiry date by indices have been developed: reduction of the mass fraction of flavonoids and tannins, anthocyanins and the total content of phenolic substances, change in organoleptic parameters (color, flavour, taste). Carrying out kinetic studies of the spoilage process was carried out under predetermined conditions, which ensured a high intensity of the process. Basically, all the studies were based on measuring the process speed, which depends both on the external (temperature, light, pressure, etc.) and on internal factors (concentration, pH, etc.). The temperature of «artificial aging» should exceed the standard storage temperature by at least 10 °C. To shorten the duration of experimental studies, all tests were carried out at a temperature substantially higher than its possible values during the actual storage of the product. The maximum experimental temperature for drinks should not exceed 60 °C. The development of an express method for predicting the shelf life of mineral waters of various hydrochemical types is an important scientific task for the non-alcohol industry.

Authors

Sevostyanova Elena Mikhaylovna, Candidate of Biological Science; Danilyan Armen Vladislavovich, Candidate of Technical Science All-Russian Scientific Research Institute of Brewing, Beverage and Wine Industry - Branch of V. M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RAS,

7 Rossolimo Str., Moscow, 119021, Russia, waterlena@list.ru

3•2018 ПИВО и НАПИТКИ 59