CC BY
10
й ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ ОТРАСЛИ
ТЕМА НОМЕРА
УДК 544.77.022.8
Анализ методов и технических средств контроля
структуры пищевых продуктов
О.А. Максимова, аспирант, Д.В. Титов, аспирант, В.В. Митин, д-р техн. наук, профессор Московский государственный университет пищевых производств
При совершенствовании существующих и разработке новых рецептур, а также технологий производства продуктов питания наиболее распространены два подхода. Первый, традиционный подход, субъективен, требует наличия у технолога (разработчика) специальной квалификации, опыта, профессиональной интуиции и основан на экспериментальном выборе видов, количественного содержания компонентов в составе рецептур. Второй, современный подход, заключается в проектировании продуктов питания на базе компьютерного моделирования.
В основе проектирования лежит принцип комбинаторики, т.е. процесс создания рецептур новых видов пищевых продуктов путем обосно-
Ключевые слова: дисперсная система, структурообразование, методы исследования, органолептические методы.
Key words: disperse system, structurization, researching methods, organoleptic methods.
ванного количественного подбора основного сырья, ингредиентов, пищевых и биологически активных добавок, которые обеспечивают формирование требуемых органолепти-ческих и физико-химических свойств продукта, а также заданный уровень пищевой, биологической и энергетической ценности. Более широко принципы математического
проектирования пищевых продуктов представлены в работах Н.Н. Липатова, А.Б. Лисицына, С.Б. Юдиной, Ю.А. Ивашкина и др.
Разработка новых видов продуктов связана с поиском универсальных методов регулирования свойств многокомпонентных водных систем, расширением ассортимента продукции с заданным составом и свойствами различного целевого назначения. При этом необходимо знать достоверные данные о функционально-технологических свойствах каждого из ингредиентов рецептуры, в первую очередь структурообразо-вателей [1].
Знание функционально-технологических свойств (ФТС) основного сырья, пищевых добавок и других ингредиентов и формирование на их основе базы данных позволяют решить следующие задачи:
оценить технологическую роль и потенциальные возможности различных видов сырья (как традиционного, так и неординарного, но вовлекаемого в процесс производства);
определить условия совместимости отдельных видов сырья и ингредиентов;
оптимизировать процесс разработки рецептур новых видов мясопродуктов (или молочных продуктов, или пищевых продуктов);
TECHNICAL SUPPLY OF INDUSTRY
скорректировать условия и параметры технологической обработки сырья и пищевых систем;
направленно регулировать свойства отдельных видов сырья и пищевых систем в целом;
рационализировать процесс выбора вида пищевых добавок, их дозировки, способа применения;
прогнозировать характер изменения свойств пищевых систем на различных этапах технологической обработки.
Решение данных задач обеспечивает получение продукции гарантированного качества при минимальных материальных и временных затратах (рис. 1).
Для комплексной оценки ФТС структурообразователей чаще всего определяют такие параметры, как температура застудневания и плавления, критическая концентрация ге-леобразования, изучают упруго-пластические свойства студней, проводят органолептические методы исследования, реже - гелеобразовате-лей с помощью оптических методов.
Использование различных структурообразователей позволяет направленно регулировать такие свойства пищевых систем, как вязкость, адгезия, когезия, пластичность, эластичность, которые существенно влияют на качество готового продукта. В настоящее время химически модифицированные крахмалы - эс-терифицированные, этерифициро-ванные и поперечно-сшитые - широко применяют в различных пищевых продуктах, таких как сухие завтраки, хлеб и пирожные для улучшения их качества. Крахмал в хлебопечении - важный компонент, он играет важную роль в формировании текстуры и качества теста и хлеба [2].
Используя методику [3], авторами предложен алгоритм выбора пищевой добавки (крахмала) для хлебопекарного производства (рис. 2).
При органолептических оценках подразумевается, что аналогом средств измерения является физическое лицо. Для того, чтобы физическое лицо выполняло роль средства измерения, необходимо, чтобы оно было аттестовано в качестве эксперта. Под «аттестацией» физических лиц понимают официальное подтверждение их компетентности и профессиональной пригодности к осуществлению оценки с помощью органов чувств, интуиции, опыта и знаний в какой-либо конкретной области.
Нормативно-правовая основа обеспечения единства экспертных
Характеристика пищевой добавки: крахмал - порошкообразный продукт белого цвета с кристаллическим блеском, для кукурузного допускается желтый оттенок
I
Характеристика функционально-технологических свойств: безвкусный, аморфный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде, в горячей воде набухает (растворяется), образуя коллоидный раствор - клейстер
_4_
Определение направления использования: при производстве бисквитного
полуфабриката для тортов и пирожных, миндального кекса, сахарного печенья к муке добавляют крахмал, который придает изделиям рассыпчатость. Чаще всего используют крахмал картофельный и кукурузный
т
Особенности состава и свойств пищевой системы: крахмал играет важную роль в формировании текстуры и качества теста и хлеба
г
Разработка способа введения добавки в пищевой продукт: перед использованием крахмал просеивают; к муке добавляют крахмал; при изготовлении хлебных изделий из пшеничной сортовой муки со слабой или средней клейковиной рекомендуется вносить 0,3-0,5 % крахмала к массе муки; окисленные крахмалы вносят в опару или тесто в виде водной суспензии (1:10) или в виде заварки при соотношении крахмала и воды 1:15-1:20, заварку перед использованием охлаждают до 37±3 °С
1
Оценка эффективности внесения добавки: крахмалы позволяют улучшать пористость и цвет мякиша и замедлять черствение хлеба; применяются для исправления муки с пониженными хлебопекарными свойствами
Анализ медико-биологической безопасности: органами охраны здоровья разрешено использование в хлебопечении только низкоокисленных крахмалов; рекомендуется вносить 0,3-0,5 % крахмала к массе муки_
Сертификация пищевой добавки и продукта: нормативная документация. Особенности отдельно пищевой добавки и продукта в целом; необходимые документы для сертификации для изготовителя (российского) - заявка, протоколы, свидетельство о государственной регистрации, Устав, регистрационные свидетельства, договор аренды, СЭЗ на производство (или письмо от санитарно-эпидемиологического надзора о разрешении на вид деятельности), ТУ (ГОСТ), сертификаты на сырье (если нужны), ветеринарное свидетельство (продукты животного происхождения), фитосанитарный сертификат (если нужен)_
Рис. 2. Алгоритм выбора пищевой добавки (крахмала) для хлебопекарного производства
оценок представляет собой комплекс межотраслевых и отраслевых нормативных и рекомендательных документов, регламентирующих общие правила и нормы проведения экспертиз.
Существующий комплекс межотраслевых и отраслевых нормативных и рекомендательных документов, регламентирующих общие правила и нормы проведения экспертных измерений не охватывает основные области обеспечения единства экспертиз, поэтому нерешенным остается множество вопросов: способы и формы представления результатов
экспертных оценок; методы оценки неопределенности экспертных измерений; порядок разработки и аттестации методик выполнения экспертных оценок; методики определения компетентности экспертов и т. д. [4].
Помимо нормативных недостатков органолептической оценки качества сырья и готовых продуктов существуют еще субъективные и объективные причины, связанные непосредственно с экспертом.
Субъективные причины заключаются в том, что каждый человек обладает индивидуальной особенностью восприятия цвета. Индивидуаль-
ные различия форм кривых спектральной чувствительности глаза могут быть весьма значительны, вследствие чего один и тот же цвет разными людьми будет интерпретирован различно, степень разброса будет зависеть как от натренированности глаза, природных данных, а также от его физического и психологического состояния в данный момент и т.д.
[4].
Из-за вышеуказанных недостатков органолептической оценки ясно, что контроль ФТС пищевых загустителей при структурообразовании имеет смысл осуществлять комплексно, с использованием контрольно-измерительных приборов с последующей обработкой полученной информации.
Динамику структурообразования гелей можно фиксировать методом вибрационной вискозиметрии. При гелеобразовании изменяется не только вязкость среды, но возникает еще и упругость. При изучении геле-образующего состава вискозиметр применяют для контроля процесса коагуляции, определения времени желатинизации.
Перспективна бесконтактная оптическая техника исследования дисперсных систем, использующая рассеяние света: ультрамикроскопия, турбидиметрия и нефелометрия [5].
Преимущество оптических методов состоит в том, что эта бесконтактная методика измерения не разрушает структуру продукта и позволяет проводить измерение образца в одной и той же точке несколько раз.
Изучение основных применяемых на сегодняшний день методов исследования дисперсных систем показало, что бесконтактная техника исследования обладает существенными преимуществами в исследовании физико-химических свойств пищевых дисперсных систем. Неконтролируемое внешнее воздействие может вызвать нарушение стабильности композиционных составляющих и пищевого продукта в целом, как многофазной системы. В связи с этим разработка гибких систем мониторинга изменений состава и структуры пищевого сырья в процессе его обработки - одно из основных направлений развития пищевых производств.
ЛИТЕРАТУРА
1. Рогов, И.А. Химия пищи. Принципы формирования качества мясо-продуктов/И.А. Рогов, А.И. Жари-нов, М.П. Воякин. - СПб.: Издательство РАПП, 2008. - 340 с.
2. Miyazaki, М. Recent advances in application of modified starches for breadmaking Review/M. Miyazaki// Trends in Food Science & Technology. - 2006. - Volume 17. - Is. 11. - P. 591-599.
3. Пищевая химия. Изд. 4-е, испр. и доп./А.П. Нечаев [и др.]. - СПб.: ГИОРД, 2007. - 640 с.
4. Ребриков, Д.И. Автоматизация контроля цветовых показателей качества хлебобулочных изделий с применением спектральной квали-метрии: дис. ... канд. техн. наук: защищена 28.10.2009/Д.И. Ребриков. - Воронеж: Изд.-полигр. центр Воронежского государственного университета, 2009. - 180 с.
5. Фролов, Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы: учебник для вузов/Ю.Г. Фролов. - М.: Альянс, 2009. - 464 с.
Использование эффективных систем управления пищевой безопасностью на предприятии
ОЩ| Кевин Макголдрик, директор отдела международной технической службы и регулирования Департамента безопасности пищевых продуктов компании 3M (США), представил в Санкт-Петербурге новые системы для определения патогенных микроорганизмов и контроля санитарного состояния производственной среды.
25 июня 2013 г. в Демонстрационном центре компании 3М прошла встреча для экспертов в области пищевой индустрии. На мероприятии специалисты отрасли обсуждали актуальные вопросы оптимизации производственного процесса, эволюции потребительского спроса и глобальные изменения в сфере урегулирования пищевой безопасности.
Ежегодно в мире происходит 2 млрд пищевых отравлений, 2,2 млн из которых заканчиваются летальным исходом (Всемирная организация здравоохранения, 2011). Проблема пищевой безопасности акту-
альна и для конечного потребителя, и для компании-производителя. Недостаточный контроль над качеством продукта и состоянием производственной среды может привести к появлению патогенных микроорганизмов в продукте и к массовым отравлениям, что повлечет за собой масштабные потери для бренда. В США зарегистрированы случаи, когда такие ошибки привели к банкротству крупных компаний.
С повышением требований к уровню пищевой безопасности возросла нагрузка на персонал лабораторий, и у компаний появилась потребность использовать высокотехнологичные системы.
Были представлены готовые решения для контроля пищевой безопасности: это системы тест-пластин и Система молекулярного анализа. В основе метода - тестирование продукта в процессе производства, что позволяет предупредить отклонения от нормы на начальном этапе.
Использование пластин Petrifilm™ для выявления патогенных микроорганизмов сокращает на 45 % расходы на персонал лабораторий и увеличивает эффективность производственного процесса на 82%. Среди тест-пластин была показана-новая разработка компании -Salmonella Express System, направленная на выявление сальмонеллы, самой часто встречающейся бактерии в пищевой промышленности. Компактная Система молекулярного анализа способна диагностировать такие микроорганизмы, как сальмонелла, листерия и E. coli O157.
Производственные помещения и сотрудники предприятия также являются источниками рисков. Решением проблемы может быть Люминометр Clean-Trace, который позволяет определить, насколько качественно была произведена санитарная очистка помещения перед производством продукта.
Компания 3М - многопрофильная международная производственная корпорация, которая выпускает более 100 тыс. уникальных и инновационных продуктов, которые продаются в 200 странах мира. Свои представительства компания имеет в 65 странах.
