CC BY
159
технологические решения для обеспечения качества продукции
ТЕМА НОМЕРА
УДК 663.86
Факторы, определяющие устанавливаемый срок годности безалкогольных напитков
ИЛ. Ковалева; ОА. Соболева,
канд. техн. наук; Е.М. Севастьянова,
канд. биол. наук
ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности -филиал ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН
Перед тем, как выпустить новый безалкогольный продукт на потребительский рынок, необходимо с целью безопасности установить срок его годности и условия хранения. Согласно современному российскому законодательству срок годности и условия хранения безалкогольных напитков конкретных наименований устанавливает непосредственно изготовитель [1].
При установлении срока годности необходимо учитывать множество факторов, влияющих на него. Некоторые причины, снижающие стойкость безалкогольных напитков, указаны в литературных источниках, описывающих процесс разработки и производства напитков и дающих практические ответы на возникающие при этом вопросы [2].
Состав продукции — один из основных факторов, оказывающих влияние на устанавливаемый срок ее годности. В состав напитков могут входить углеводы, органические кислоты, различные натуральные компоненты — фруктовые и овощные соки, плодово-ягодные пюре, экстракты, настои, концентраты из растительного, зернового и плодово-ягодного сырья, натуральные ароматизаторы и красители, стабилизаторы.
Начальным фактором, гарантирующим безопасность и стабильность безалкогольной продукции в течение всего срока годности, служит качество сырья и условия его хранения. Наибольший риск имеют ингредиенты растительного происхождения (травы, специи, сухое плодово-ягодное и овощное сырье). Основное
требование к их хранению — это сухое, темное, хорошо проветриваемое и холодное помещение.
Глюкозные сиропы рекомендуется хранить при температуре 27...30 °С. В таких условиях сироп не теряет своей текучести даже при содержании в нем сахаров 70±1 %. Вследствие частичной кристаллизации при хранении, допускается появление в глюкозном сиропе опалесценции, исчезающей после нагревания до 55.60 °С [3, 4].
В составе безалкогольных напитков в качестве натуральных вкусоа-роматических веществ часто используют цитрусовые соки и настои, содержащие эфирные масла и терпены, которые обладают высокой реакционной способностью. Некоторые из них подвержены окислению, в том числе самоокислению. Они очень чувствительны к свету, температуре, кислороду. При использовании в составе прозрачных безалкогольных напитков подобных ароматизирующих веществ предварительно проводят детерпенизацию, то есть разведение их водой, выдержку, декантирование и фильтрацию после выпадения осадка. Ароматизаторы с удаленной терпеновой фракцией обладают большей стабильностью.
Стабильности качества ароматизаторов способствует их хранение в герметичных контейнерах в темноте при температуре 5.10 °С. Большинство ароматизаторов имеют срок годности не менее 12 мес., срок годности цитрусовых вкусо-ароматических веществ ограничен 6 мес. При использовании в составе напитков ароматизаторов необходи-
26 ПИВО и НАПИТКИ 2•2019
мо учитывать их природу и реакционную способность.
Присутствие в составе продукции сахара, плодово-ягодных и овощных соков служит одним из факторов риска. Сахар и соки обычно обсеменены микроорганизмами. В соках содержатся углеводы и пектины, которые также могут способствовать порче напитка. Порча безалкогольной продукции в большинстве случаев обусловлена действием дрожжей, плесеней и бактерий. В процессе жизнедеятельности дрожжевых клеток образуется продукт метаболизма сахаров — газообразная двуокись углерода. Появление плесеней в напитках даже в небольших количествах приводит к изменению вкуса, аромата и внешнего вида.
При использовании в составе безалкогольных напитков плодово-ягодных и овощных соков с мякотью необходимо стабилизировать взвешенные частицы. В качестве стабилизаторов используют камеди — гуаровую, ксантановую, геллановую, рожкового дерева и др.
В состав напитков могут входить витамины. На степень стабильности витаминов влияют температура, свет, величина рН, присутствие кислорода и ионов металлов (меди, железа и др.), других витаминов. При указании содержания витаминов на этикетке срок годности данного продукта определяют по наиболее нестабильному компоненту [5].
В состав безалкогольных напитков включают водорастворимые витамины: В1, В2, В6, В12, С, ниацин, пантоте-новую и фолиевую кислоты, биотин. Витамины В2 и В6 устойчивы к нагреванию, действию кислорода воздуха, их стабильность повышается в кислой среде. Ниацин также стабилен под действием кислорода, тепла, света. Витамин С очень редко вступает в реакцию со вкусоароматическими веществами. При внесении в напиток витаминных премиксов следует учитывать их возможное негативное воздействие друг на друга, например, ускоренное расщепление одного или нескольких витаминов. Известно, что нежелательное взаимодействие происходит между аскорбиновой кислотой, тиамином, рибофлавином и витамином В12 [5].
При выборе сырья для разработки безалкогольного напитка важно включать в его состав компоненты, обладающие антиоксидантной
активностью. К антиоксидантам относят аскорбиновую кислоту, витамин Е, каротин, селен, растительные фенолы. Известно растительное сырье, обладающее антиоксидант-ной активностью, это: зеленый чай, полынь, душица, кипрей, девясил и многие другие растения. Чем больше концентрация фенольных соединений в растительном сырье, тем выше его антиоксидантная активность. Флавоноиды, помимо этого, обладают также антибактериальными и антигрибковыми свойствами [6].
В качестве антиоксиданта все чаще используют дигидрокверцетин. Его получают из корневища лиственницы Даурской или Сибирской. Как показывают исследования ученых ряда стран, продукты, получаемые из древесины лиственницы, своими замечательными свойствами обязаны содержащимся в ней натуральным биофлавоноидам. Они обладают выраженной биологической, в том числе Р-витаминной, активностью.
Обладая мощной антиоксидант-ной, антивирусной, антимикробной и антигрибковой активностью, дигидрокверцетин представляется перспективным ингредиентом для пищевой промышленности. Его используют в продуктах функционального и профилактического направления в качестве биологически активной добавки, повышающей физическую и умственную активность, защищающей от окислительных реакций, которым подвержены все слои населения независимо от характера занятости.
В составе напитков часто используют экстракты или концентраты из растительного или плодово-ягодного сырья, обладающие ярким цветом. Например, экстракты, полученные из гибискуса (каркаде), черной смородины, аронии, ежевики, винограда, шток-розы, листа амаранта сорта «Валентина». С целью придания напиткам привлекательного цвета используют также натуральные красители, такие как: антоцианы, сахарный колер, рибофлавины, хлорофил-лы и их медные комплексы, кароти-ноиды, кармины и др.
Каждый цветовой ингредиент обладает своей стабильностью, для каждого существуют определенные требования. Известно, что на стабильность цвета влияет значение рН, которое должно находиться в диапазоне 2,7-3,7. Сохранность цве-
та напитков зависит от теплового и светового воздействия. Также обесцвечивание может происходить под воздействием кислорода. В безалкогольные напитки, содержащие натуральные цветовые компоненты, особенно оранжево-красного спектра, рекомендовано вносить в качестве антиоксиданта аскорбиновую кислоту в количестве 0,15 г/дм3.
К эффективным мерам защиты продукта относят применение упаковочного материала, непроницаемого для кислорода, круговые непрозрачные рукавные этикетки, соблюдение температурного режима хранения.
Защита от кислорода, влияющего на срок годности продукта, достигается также путем минимизации его попадания в продукт при розливе и из воздушного пространства над продуктом в упаковке. Следует учитывать, что газированные напитки меньше подвержены негативному воздействию кислорода. Двуокись углерода обладает консервирующим действием, ее присутствие в потребительской упаковке над продуктом защищает его от воздействия кислорода воздуха и препятствует росту плесеней. СО2 также снижает рН напитка. Так как двуокись углерода — это продукт метаболизма дрожжей, она эффективно подавляет их рост
[7, 8].
Еще одна причина, снижающая срок годности продукта, — воздействие тепла. Зависимость скорости химических реакций от продолжительности воздействия тепла впервые была доказана ученым Аррениу-сом. По закону Аррениуса скорость химической реакции возрастает в 2 раза при повышении температуры на каждые 10 °С. Следовательно, хранение продукта в течение 3 мес. при температуре 30 °С примерно эквивалентно его хранению при 20 °С в течение 6 мес., при 10 °С — 12 мес. [3].
Пастеризация — один из способов, способствующих увеличению срока годности, благодаря которому возможно обеспечить срок годности безалкогольных напитков от 6 до 12 мес. Пастеризацию осуществляют поточным способом, в упаковке или горячим розливом, ей подвергают либо купажный сироп (при приготовлении газированных напитков), либо напиток (негазированный напиток). Сохранность вкусоароматических свойств напитка — один из основ-
£ Ш
2
0
1
<
2 ш
ь
2•2019
ПИВО и НАПИТКИ
£ Ш
I
0
1
<
I ш I-
ных факторов, который учитывают при выборе способа пастеризации. Длительная термообработка продукта способствует частичной потере вкуса и аромата.
Другой способ увеличения срока годности напитка заключается в применении пищевых консервантов. Выбор консерванта зависит от типа напитка, его состава, технологии его производства. В отечественных безалкогольных напитках в качестве консервантов в основном используют сорбиновую и бензойную кислоты, а также их соли — сорбаты и бензоаты. Их вносят в виде водных растворов в купажные сиропы или напитки до подкисления при постоянном перемешивании. Консерванты сохраняются в напитке в течение его срока годности. Известно, что некоторые микроорганизмы способны метабо-лизировать консерванты, что со временем снижает их консервирующие свойства.
В настоящее время в качестве консерванта предприятиями используют также велкорин (диметилдикарбо-нат) в количестве 250 мг/дм3. Он распадается на метанол и СО2. В списке ингредиентов данный консервант, к сожалению, не указывают. Однако, например, в Великобритании безалкогольные напитки, содержащие метиловый спирт (вследствие расщепления велкорина), включены в «черный список» [3].
На отечественном потребительском рынке пользуются спросом чайные напитки. В таких напитках величина рН находится в пределах 3,7-4,0. Поэтому использование бензойной и сорбиновой кислот и их солей в составе чайных напитков не эффективно. Стабильность свойств, качество и срок годности таких напитков обеспечивает применение асептической упаковки или пастеризации в упаковке при максимальном значении рН не выше 4,0. При использовании чайных экстрактов в составе напитков, подкисляемых органическими кислотами, возможно выпадение осадков. Поэтому экстракты из чайного сырья должны обладать стабильными физико-химическими свойствами при внесении их в подкисленную среду.
Следует отметить, что безалкогольные напитки на основе концентратов поликомпонентных из чайных экстрактов, полученных по разработанной во ВНИИПБиВП тех-
нологии, включающей биоконверсию сырья, имеют стабильную структуру. Титруемая кислотность таких напитков составляет 2,8 см3 раствора №ОН на 100 см3 напитка [9, 10].
Для обеспечения качества и стабильности безалкогольного напитка 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). Одно из перспективных направлений оценки изменения качества пищевых продуктов длительного хранения — метод «ускоренного старения», который позволяет значительно сэкономить время и прогнозировать определенные показатели качества и сроки годности безалкогольных напитков, особенно вновь разрабатываемых. Сущность метода заключается в интенсификации воздействия многих факторов, вызывающих порчу напитка в процессе его срока годности.
Данная статья освещает лишь часть факторов риска, влияющих на срок годности продукта. Результаты научно-исследовательской и экспериментальной деятельности ученых ВНИИПБиВП подтверждают необходимость сбора широкой информации о свойствах используемых при разработке новых видов безалкогольной продукции ингредиентов и их сочетаемости, обеспечивающих стабильность качества в процессе всего срока годности.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 28188-2014. Напитки безалкогольные. Общие технические условия. — М.: Стандартинформ, 2015. — С. 6.
2. Саришвили, Н. Г. Сборник основных правил, технологических инструкций и нормативных материалов по производству безалкогольной продукции / Н. Г. Саришвили [и др.]. — М.: Пищепромиздат, 2000. — С. 103-107.
3. Эшхерст, Ф. Р. Практические рекомендации производителям безалкогольных напитков и соков / Ф. Р. Эшхерст, Р. Хар-гитт. — СПб.: Профессия, 2010. — 215 с.
4. Шуманн, Г. Безалкогольные напитки: сырье, технология, нормативы / Г. Шуман. — СПб.: Профессия, 2004. — 278 с.
5. Берри Оттавей, П. Обогащение пищевых продуктов и биологически активные добавки. Технология, безопасность и нор-
мативная база / ред.-сост. П. Берри Оттавей. — СПб.: Профессия, 2010. — 309 с.
6. Стрелков, В.Н. Технология специальных пищевых продуктов и исследования потребительных свойств/ В. Н. Стрелков, Г. П. Бурмистров [и др.]. — Пятигорск: РИА-КМВ, 2013. — С. 146-147.
7. Килкаст, Д. Стабильность и срок годности. Безалкогольные напитки, соки, пиво, вино и кофе /Д. Килкаст, П. Субрамани-ам; пер. с англ. под ред. Ю. Г. Базарно-вой. — СПб.: Профессия, 2013. — 380 с.
8. Оганесянц, Л.А. Технология безалкогольных напитков / Л. А. Оганесянц [и др.]. — М.: ГИОРД, 2012. — 340 с.
9. Патент № 2268627 РФ, МПК A23L 2/385, A23L 2/52. Способ производства концентрата «Тиаква» поликомпонентного / Г. Л. Филонова, И. Л. Ковалева, А. М. Бе-личенко, Е. А. Литвинова, Л. А. Оганесянц, В. М. Безгин, С. В. Постников, О. В. Федорова; заявитель и патентообладатель ГУ ВНИИПБиВП РАСХН, ФГУП «Курская биофабрика-фирма «БИОК». — № 2004123369/13; заявл. 02.08.2004; опубл. 27.01.2006. — Бюл. № 3. — 5 с.
10. Патент № 2232526 РФ, МПК A23L 2/00, A23L 2/52. Безалкогольный напиток «Тиаква «Бэла» / Г. Л. Филонова, И. Л. Ковалева, А. М. Беличенко, Е. А. Литвинова, Л. А. Оганесянц; заявитель и патентообладатель ГУ ВНИИПБиВП РАСХН. — № 2002129316/13; заявл. 05.11.2002; опубл. 20.07.2004.
REFERENCES
1. GOST 28188-2014. Napitki bezalkogol'nye. Obshchie tekhnicheskie usloviya. Moscow: Standartinform, 2015. 6 p. (In Russ.)
2. SarishviliNG, [i dr.]. Sbornik osnovnyh pravil, tekhnologicheskih instrukcij i normativnyh materialov po proizvodstvu bezalkogol'noj produkcii. Moscow: Pishchepromizdat, 2000. Pp. 103-107. (In Russ.)
3. Ehshkherst FR, Hargitt R. Prakticheskie re-komendacii proizvoditelyam bezalkogol'nyh napitkov i sokov. Saint-Petersburg: Pro-fessiya, 2010. 215 p. (In Russ.)
4. Shumann G. Bezalkogol'nye napitki: syr'e, tekhnologiya, normativy. Saint-Petersburg: Professiya, 2004. 278 p. (In Russ.)
5. Berri Ottavej P. Obogashchenie pishchevyh produktov i biologicheski aktivnye dobavki. Tekhnologiya, bezopasnost' i normativnaya baza. Saint-Petersburg: Professiya, 2010. 309 p.
6. Strelkov VN, Burmistrov GP, [et al.]. Tekhnologiya special'nyh pishchevyh produktov i issledovaniya potrebitel'nyh svojstv. Pyatigorsk: RIA-KMV, 2013. Pp. 146-147. (In Russ.)
7. Kilkast D, Subramaniam P. Stabil'nost' i srok godnosti. Bezalkogol'nye napitki,
ПИВО и НАПИТКИ
2•2019
soki, pivo, vino i kofe. Saint-Petersburg: 9. Patent RF no. 2268627, A23L 2/385, A23L 10. Patent RF no. 2232526, A23L 2/00, A23L
Professiya, 2013. 380 p. (In Russ.) 8. Oganesyanc LA, [i dr.]. Tekhnologiya bezalkogol'nyh napitkov. Moscow: GIORD, 2012. 340 p. (In Russ.)
2/52; 27.01.2006. Filonova GL, Kovale-va IL, Belichenko AM, [et al.]. Sposob proizvodstva koncentrata «Tiakva» po-likomponentnogo. (In Russ.)
2/52; 20.07.2004. Filonova GL, Kovale-va IL, Belichenko AM, [et al.]. Bezal-kogol'nyj napitok «Tiakva «Behla». (In Russ.) &
Факторы, определяющие устанавливаемый срок годности безалкогольных напитков
Ключевые слова
антиоксидант; безалкогольный напиток; пастеризация; пищевой консервант; состав; срок годности; упаковка; цвет.
Реферат
Статья посвящена установлению срока годности вновь разрабатываемых безалкогольных напитков. На срок годности пищевых продуктов оказывает влияние множество факторов. Одним из основных служит состав разрабатываемого продукта. Начальный фактор заключается в качестве сырья и условиях его хранения. Наибольший риск имеют ингредиенты растительного происхождения. Эфирные масла и терпены цитрусовых соков и экстрактов обладают высокой реакционной способностью и подвержены окислению. При использовании в составе безалкогольного напитка таких компонентов рекомендуется предварительно подвергнуть их детерпени-зации. Компоненты с удаленной терпеновой фракцией обладают большей стабильностью. Углеводы и пектины, входящие в состав соков, также могут способствовать порче напитка. В состав некоторых напитков включают витаминные премиксы. На стабильность витаминов влияют температура, свет, величина рН, наличие кислорода, присутствие ионов металлов. Необходимо учитывать сочетаемость витаминов, возможное негативное влияние одних витаминов на другие. При указании содержания витаминов на этикетке срок годности определяют по наиболее нестабильному компоненту. Важно включать в состав напитка компоненты, обладающие антиоксидантной активностью. К ним относят аскорбиновую кислоту, витамин Е, каротин, селен, растительные фенолы. Антиоксидантной активностью обладают некоторые виды растительного сырья. Дигидрок-верцитин - перспективный ингредиент при создании напитков, он не только проявляет биологически активные свойства, но и служит мощным антиоксидантом. Натуральные красители подвержены воздействию света, тепла, кислорода. Они наиболее стабильны при значении рН в диапазоне 2,7-3,7. На срок годности продукта отрицательное влияние оказывает кислород. В связи с этим необходимо подбирать упаковочный материал, непроницаемый для кислорода, а также минимизировать его попадание в продукт при розливе. Известно, что газированные напитки более стабильны, так как СО2 обладает определенным консервирующим эффектом. При выборе температурного режима хранения следует учитывать закон Арре-ниуса. Увеличить срок годности напитка позволяет применение пищевых консервантов или пастеризации. Длительная температурная обработка способствует частичной потере вкуса и аромата. Для увеличения срока годности чайных напитков следует применять асептическую упаковку и пастеризацию. Значение рН при этом не должно превышать 4,0. Сорби-новая и бензойная кислоты и их соли в таких продуктах не эффективны. Таким образом, для обеспечения качества и стабильности безалкогольного напитка в течение устанавливаемого срока годности необходимо своевременно выявлять, управлять и контролировать все факторы рисков.
Авторы
Ковалева Ирина Львовна; Соболева Ольга Александровна, канд. техн. наук; Севостьянова Елена Михайловна, канд. биол. наук ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности - филиал ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН,
119021, Россия, г. Москва, ул. Россолимо, д. 7, [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
The Factors that Determine the Established Shelf Life of Soft Drinks
Key words
antioxidant; soft drink; pasteurization; food preservative; compound; shelf life; packaging; color.
Abstract
The article is devoted to the establishment of the shelf life of newly developed soft drinks. Many factors affect the shelf life of food. One of the main factors is the composition of the product being developed. The initial factor is the quality of raw materials and storage conditions. Herbal ingredients are most at risk. Essential oils and terpenes of citrus juices and extracts are highly reactive and susceptible to oxidation. Such components are recommended to expose deterpenation when used as part of the soft drink. Components with a remote terpene fraction are more stable. The carbohydrates and pectins that make up juices can also contribute to the spoilage of the drink. The composition of some drinks includes vitamin premixes. The stability of vitamins depends on temperature, light, pH, presence of oxygen and metal ions. It is necessary to take into account the compatibility of vitamins, the possible negative impact of some vitamins on others. When specifying the content of vitamins on the label, shelf life is determined by the most unstable component. It is important to include components with antioxidant activity. It is important to include in a soft drink components with antioxidant activity. These include ascorbic acid, vitamin E, carotene, selenium, vegetable phenols. Antioxidant activity have some kinds of vegetable raw materials. Dihydroquercetin is a promising ingredient when making drinks. It not only exhibits biologically active properties, but is also a powerful antioxidant. Natural dyes are subject to negative exposure to light, heat, oxygen. They are most stable when the pH value is in the range of 2.7-3.7. Oxygen has a negative effect on the shelf life of the product. It is necessary to select packaging material impermeable to oxygen and minimize its entry into the product during filling. It is known that carbonated drinks are more stable, because CO2 has some preservative effect. The Arrhenius law should be taken into account when choosing a temperature storage mode. Increase the shelf life of the drink allows the use of food preservatives or pasteurization. Long-term temperature treatment contributes to the partial loss of taste and aroma. Aseptic packaging and pasteurization should be used to increase the shelf life of tea drinks. The pH value in them should not be higher than 4.0. Sorbic and benzoic acids and their salts in such products are not effective. Thus, to ensure the quality and stability of a soft drink during the shelf life, it is necessary to identify, manage and control all risk factors in a timely manner.
Authors
Kovaleva Irina Lvovna;
Soboleva Olga Aleksandrovna, Candidate of Technical Science; Sevostyanova Elena Mihaylovna, Candidate of Biological Science All-Russian Scientific Research Institute of Brewing, Beverage and Wine Industry - Branch of Gorbatov Research Center for Food Systems of RAS, 7 Rossolimo Str., Moscow 119021 Russia, [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
£ Ш
2 0
1
<
2 ш b
2•2019
ПИВО и НАПИТКИ 29
