CC BY
115
i
Производство напитков
В помощь специалисту безалкогольной
отрасли Продолжение. Начало см. «Пиво и напитки» 2000-2004 гг.
Качество напитков
1Г.А. Ермолаева
Московский государственный университет пищевых производств
В последние годы в производстве безалкогольных и слабоалкогольных напитков наблюдается значительное увеличение ассортимента продукции, видов упаковки, технологии, сырья. В таких условиях контроль качества сырья, полупродуктов и готовой продукции становится более важным, чем когда-либо ранее, с целью обеспечения потребителя продуктом стабильного и высокого качества.
В последние годы увеличивается общий объем выпуска напитков (с 189 млн дал в 1999 г. до 350 млн дал в 2003 г.), расширяется рынок сбыта, увеличивается количество брэндов, возрастают мощности заводов — производителей напитков. Доставка продукции на большие расстояния требует продления стойкости напитков, обеспечения стабильности показателей, улучшения условий хранения и транспортировки.
В этой и последующих публикациях будет уделено внимание значению контроля сырья, полупродуктов и производства: отражен контроль процесса производства напитков, сырья, продукции, напитков.
Недостатки напитков или отклонения от стабильности показателей могут быть обусловлены неудовлетворительным качеством сырья, неправильным соотношением компонентов, например вещества, придающего сладость, и кислоты (ароматического и цветообразующего сырья), воздухом в напитке, что может привести к неполноценной карбониза-
ции, развитию микроорганизмов, помутнению, потере вкуса и аромата.
Влияние качества сырья на продукцию
Сахар. Зачастую к понятию «сахар» за рубежом относят все сладкие растворимые вещества. Под это определение попадают глюкоза, фруктоза и другие сахара, в том числе сахароза. Однако чаще сахаром называют сахарозу. Чтобы полнее донести информацию до потребителя, производителю необходимо указывать все сахара напитка на этикетке. И в случае перехода от одного сахара к другому необходимо внести изменения в текст этикетки.
Классификация сахаров и других сладких веществ. Все сахара, сахаристые и подслащивающие вещества, применяемые в технологии пищевых продуктов, можно разделить на две большие группы: сахара и сахаристые вещества; подслащивающие вещества (см. схему). Сахар и сахаристые вещества относят к пищевым продуктам, которые применяют без ограничения, руководствуясь лишь вкусом и утвержденной рецептурой, а внесение подслащивающих веществ в изделия ограничено.
К подслащивающим веществам предъявляют следующие требования: отсутствие цвета и запаха, физиологическая безвредность; чистый вкус, проявляющийся без задержки и не ощущающийся долго; хорошая растворимость
в воде, химическая и температурная стабильность; нетоксичность; полное выделение их из организма человека. По вкусовым качествам они не должны отличаться от сахарозы [3].
Сахар (сахарозы) — один из основных компонентов безалкогольных и слабоалкогольных напитков, в том числе кваса. В напитках его применяют в виде сахара-песка, сахара-рафинада или жидкого сахара, т. е. сахарного сиропа, приготовленного на сахарном заводе. До настоящего времени большинство производителей напитков применяют сахарозу преимущественно в гранулированной форме [сахар поступает в мешках по 25, 50 кг или бестарным способом, или в виде жидкого сахара, представляющего собой растворенную в воде сахарозу с концентрацией сухих веществ (СВ) не менее 64 %].
Кристаллический сахар для использования в производстве напитков — это сахар-песок и сахар-рафинад, производимые из свеклы или тростникового сахара-сырца. Качество сахара-песка, в том числе сахара-песка для промышленной переработки, должно соответствовать ГОСТ 21-94, сахара-рафинада — ГОСТ 22-94.
Сахар-песок должен иметь следующий состав (в пересчете на СВ): содержание влаги не более 0,14 %; сахарозы не ниже 99,75 %; редуцирующих веществ (РВ) не более 0,05 %; золы не более 0,04 %; цветность не более 0,8 усл. ед. или 104 ед. ICUMSA*, ферропримесей не более 0,0003 % (с величиной частиц не более 0,5 мм). Сахар-песок не должен иметь посторонних вкуса и запаха. Температура плавления сахара — 180...185 °С. По внешнему виду сахар-песок должен быть бесцветным, однородным по величине кристаллов. Размер кристаллов от 0,2 до 2,5 мм. Цвет белый. Раствор, приготовленный из сахара-песка, должен быть прозрачным (допускается слабая опалесцен-ция) и обладать термоустойчивостью, быть свободным от микроорганизмов, легко фильтроваться, не должен пениться. Растворимость сахара-песка в воде должна быть полная. При добавлении этилового спирта к раствору сахара не должны появляться хлопья.
Для качества напитков важно то, что сахар должен быть сладким без посторонних привкуса и запаха.
За рубежом требования к сахару-песку аналогичны: сахарозы должно быть не ниже 99,7 %, РВ не более 0,04 %, влажность не выше 0,1 %, золы не более 0,01 % для сахара 1-й категории и 0,01-0,02 % — для 2-й категории.
Согласно Codex Alimentarius в аналоге сырца коричневом сахаре поляризация
* Международная комиссия по унификации методов анализа сахара (International Commission for the Unification of Methods of Sugar Analysis)
Сахар Заменители Добавки
сахара
.....""" .........
'4•2004
(суммарное содержание сахарозы и ин-вертного сахара) должна быть не ниже 88,0 %, содержание золы не выше 3,5 %, содержание инвертного сахара не выше 12 %, влажность не выше 4,5 %.
Сахар-песок для промышленной переработки, пригодный для переработки на предприятиях, вырабатывающих квас, имеет следующие показатели (в пересчете на СВ): сахарозы не менее 99,55 %; РВ не выше 0,065 %; золы не более 0,05 %; влаги до 0,15 %, цветность не выше 1,5 усл. ед. или 195 ед. ЮиМБЛ. Цвет белый с желтоватым оттенком. С более низкими показателями (цветность не более 1,8 усл. ед. или 234 ед. ГСиМБА) сахар пригоден только к переработке на сахарорафинадных предприятиях.
Микробиологические показатели сахара для производства напитков в России не регламентируются. Они установлены только для сахара, применяемого в молочных консервах, продуктах детского питания и биофармацевтической промышленности: в 1 г сахара может содержаться КМАФАнМ не более 1000 КОЕ, плесневых грибов и дрожжей— по 10; БГКП, патогенные микроорганизмы, сальмонеллы не допускаются (последние в 25 г). Следует рекомендовать придерживаться этих норм при производстве напитков длительного хранения.
В европейских странах также нормируются микробиологические показатели. В США требования к сахару следующие: в 1 г СВ должно содержаться не более чем по 1 КОЕ дрожжей и плесневых грибов, по 15 мезофильных и слизе-образующих микроорганизмов и 10 термофильных спорообразующих микроорганизмов.
Микроорганизмами, значительно снижающими качество сиропов, являются слизеобразующие бактерии Leuco-nostoc mesenteroides, в результате жизнедеятельности которых сахароза превращается в полисахарид декстран. Сиропы, вырабатываемые из зараженного этими бактериями сахара, имеют повышенную вязкость, низкую текучесть и пониженное содержание сахарозы. В случае обнаружения повышенной вязкости, трудной фильтруемости сиропа, приготовленного на безалкогольном предприятии, необходимо установить причину. Микробиологический анализ сахара имеет высокую продолжительность, поэтому в МГУПП был разработан экспресс-анализ сахара на наличие в нем декстрана.
Для обеспечения сохранности качества сахара его необходимо правильно хранить: при температуре не выше 40 °С, относительной влажности воздуха ниже 70 % (на уровне нижнего ряда упаковки) и не выше 60 % при хранении в си-
лосах. Контроль над температурным режимом осуществляют при помощи термометров или термографов; за относительной влажностью воздуха следят при помощи гигрографов или психрометров. Запрещается хранить сахар вместе с другими материалами.
Мешки и ящики с сахаром в складах с цементным или асфальтированным полом укладывают на поддоны. В многоэтажных складах, начиная со второго этажа и выше, — непосредственно на пол, который застилают мешковиной, брезентом, полиэтиленовой пленкой или бумагой. На складах с деревянными полами брезент, мешковину или полиэтиленовую пленку стелют непосредственно на пол, завертывая подстилку на два нижних ряда для предохранения от загрязнения и увлажнения.
Сахар-песок укладывают в штабеля высотой до 46 рядов — упакованный в тканевые мешки, до 24 рядов — в тканевые мешки с полиэтиленовыми вкладышами. Если сахар поступает в транспортных пакетах, то высота укладки при его хранении должна быть не выше 4 м, а сахара, упакованного в картонные ящики и групповую упаковку, — не выше 2 м. Мешки с сахаром при укладке в штабель, должны быть обращены горловиной внутрь штабеля.
Сахар-рафинад получают из сахара-песка или тростникового сахара-сырца в виде рафинированного сахара-песка, кускового прессованного колотого, кускового прессованного со свойствами литого, кускового прессованного быстрорастворимого, рафинадной пудры и др.
В производстве напитков применяют рафинированный сахар-песок, который (в пересчете на СВ) должен содержать: сахарозы не менее 99,9 %; влаги не более 0,1 %; РВ не более 0,03 %; ферро-примесей не более 0,0003 %. Рафинированный сахар-песок должен быть бесцветным, без посторонних вкуса и запаха, его раствор — прозрачным (допускаются слабые опалесценция и голубоватый оттенок). Цвет белый, допускается голубоватый оттенок.
Для придания оптической белизны сахар-рафинад подкрашивают ультрамарином или индигокармином, который при варке сиропов может образовывать хлопья и в незначительных количествах выделять сероводород (продукты распада ультрамарина). Размер кристаллов: 0,2-0,8 мм у мелкого сахара-песка, 0,5-1,2 — среднего, 1,0-2,5 мм — крупного. Рафинированный сахар-песок упаковывают в новые тканевые мешки, мешки с полиэтиленовыми или бумажными вкладышами и хранят в сухих вентилируемых помещениях при температуре не выше 40 °С и относительной влажности воздуха на складе не выше 75 %. Запрещается хранить сахар вместе с другими
материалами. За рубежом рекомендуется влажность воздуха в помещениях, где хранится сахар, поддерживать не выше 60 %.
При хранении сахара-рафинада должны выполняться те же условия, что и для сахара-песка, за исключением того, что упакованный в тканевые мешки укладывают в штабеля высотой до 36 рядов.
Согласно санитарным нормам [5] в сахаре не должно содержаться токсичных элементов более, (мг/кг): свинца — 0,5; мышьяка — 1,0; кадмия — 0,05; ртути — 0,01; пестицидов: гексахлорциклогекса-на (альфа-, бета-, гамма-изомеры) — 0,005; ДДТ и его метаболитов — 0,005; радионуклидов: цезия-137 — 140 Бк/кг, стронция-90 — 100 Бк/кг.
Микробиологический контроль сахара осуществляют при нарушении условий транспортирования и хранения путем посева на питательные среды СПА и МПА глубинным методом: 1 г сахара разбавляют водой в количестве 5 см3 и инкубируют при 30 °С в течение 48 ч.
В разных странах различны требования к сахару, применяемому в производстве напитков. Например, в Великобритании высокие требования к цветности и органолептическим показателям белого сахара: цветность должна быть менее 25 ед. ГСиМБА, запах и вкус определяют в растворе с содержанием СВ 54мас.%; вкус — при комнатной температуре, запах — при 50 °С при рН 1,5 после подкисления фосфорной кислотой. Причем запах определяют через каждые 5 мин в течение 30 мин. При обнаружении посторонних запаха и вкуса рекомендуется обработка сиропов активным углем.
Известно, что при подкислении растворов сахарозы медленно выделяется муть, содержащая сапонин. Поэтому рекомендуется определять способность сахара к выделению взвесей с целью обеспечения стабильной прозрачности напитков.
Наиболее надежный тест, с помощью которого можно проверить потенциальную способность образования мути, — подкисление раствора сахара при параметрах, соответствующих условиям производства напитка, и выдержка опытного раствора в течение времени, равного продолжительности хранения напитка. Но результаты теста могут быть запоздалыми в случае стойкости напитков 3-12 мес.
Национальная ассоциация производителей напитков США приняла к применению однодневный тест [1]. Пробу сахара концентрацией 30 % подкисляют фосфорной кислотой до рН 2, выдерживают 15 мин на кипящей водяной бане и оставляют на 20-24 ч. Наличие мути в растворе через 24 ч при его освещении узким и сильным пучком света свиде-
4•2004 1
ЕШ
ШАШКИ
тельствует о том, что сахар непригоден для производства прозрачных напитков.
Более длителен тест на помутнение фирмы «Кока-Кола». Смешивают 640 г сахара, 533 см3 дистиллированной воды и 3,5 см3 75%-ной фосфорной кислоты. Наблюдают за раствором в течение 10сут. Параллельно проводят контрольный опыт с водой, используемой для растворения сахара. Результат оценивают в баллах, учитывая не количество мути, а размеры частиц, которые могут находиться на дне, у поверхности или во всем объеме раствора [2].
В Великобритании рекомендуется подкислить раствор с содержанием 10 мас.% фосфорной кислотой до рН 2,5, и через 10 сут выдерживания не должно наблюдаться хлопьеобразования; или 50 г сахара растворяют в 100 см3 воды, подкисляют до рН 2 соляной кислотой, кипятят и оставляют на 3 сут.
Жидкий сахар высшего, первого и второго сортов готовят на сахарном заводе из сахара-песка или оттека утфе-ля рафинадной кристаллизации. В производстве безалкогольных напитков применяют жидкий сахар только высшего качества, в котором содержание СВ не ниже 64 %; сахарозы не ниже 99,8 % к массе СВ; РВ не более 0,04 %; золы не более 0,03 %; цветность не выше 1 усл. ед. (условная ед. равноценна ед. Штаммера); рН раствора 6,8-7,2. Жидкий сахар доставляют на заводы, производящие напитки, в специальных автоцистернах. Замена кристаллического сахара жидким экономически целесообразна, так как исключаются такие трудоемкие операции, как затаривание сахара в мешки, складирование, перевозка и разгрузка мешков с сахаром, их опорожнение, растворение сахара и фильтрование.
Жидкий сахар, полученный без кристаллизации, а непосредственно из утфе-ля перед последней кристаллизацией и имеющий более низкие показатели, рекомендуется использовать в производстве концентратов напитков.
Высокая концентрация СВ в жидком сахаре не позволяет размножаться микроорганизмам. Но образующиеся капли конденсата вследствие разбавления ими некоторых зон жидкого сахара могут привести к его микробиологической порче. Поэтому рекомендуется вентилировать емкости, в которых хранится жидкий сахар, обеспложенным воздухом. Положительный результат может также дать установка УФ-лампы внутри резервуара. Проникающая сила УФ-
лучей не столь велика, чтобы стерилизовать жидкий сахар, но достаточна для стерилизации воздуха над поверхностью.
С целью полного обеспечения производства напитков жидким сахаром должно быть установлено для него, по крайней мере, 2 резервуара с целью обеспечения эффективной мойкой и стерилизацией каждого после освобождения.
Микробиологический контроль жидкого сахара осуществляют еженедельно. Его высев производят на сусловом и мясопептонном агаре (СПА и МПА) глубинно в количестве 1 см3. Инкубирование посевов осуществляют так же, как для сахара-песка [5].
Выращивание микроорганизмов для определения КМАФАнМ или КМАэМ осуществляют при 30 °С, дрожжей и плесневых грибов — при 24 °С. Если имеется только один термостат, то оба инкубирования производят при 30 °С. Через 2 сут проводят учет типичных колоний, а через 5 сут — окончательный подсчет [1].
Американская ассоциация производителей газированных напитков предусматривает, чтобы в 1 г жидкого сахара содержалось не более 1споры дрожжей и плесневых грибов и не более 10 мезо-фильных микроорганизмов. Необходимо провести не менее 20 анализов, и только в одном из них может быть превышение этих показателей.
Согласно Codex Alimentarias (требования для коммерческих партнеров) белым сахаром называют кристаллическую сахарозу с поляризацией 99,7 %. Содержание золы и инвертного сахара в нем не более 0,04 %, влажность не выше 0,1 %, цветность не более 60 ед. ICUMSA.
Сахар-сырец используют для приготовления колера или взамен части солода в пивоварении. Химический состав (в % к массе сахара-сырца): сахарозы (определенной поляриметрически) 96,5-98; воды 0,4-0,8; несахаров 1,5-2,0, в том числе РВ 0,6-0,9; прочих органических веществ 0,7-1; золы 0,4-0,5. Цветность 40-50 усл.ед.; рН раствора 6,2-6,5.
Существует так называемый плантационный сахар, согласно Codex Alimentarias у него требования к поляризации 99,5 %. Его нельзя применять в производстве напитков из-за высокого содержания несахаров, которые могут вызвать помутнение напитков.
Свойства сахарозы. Сахароза хорошо растворяется в воде. С повышением
t, 0C 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80
ex, % 64,40 64,81 65,32 66,60 68,18 70,01 72,04 74,20 76,45 78,74
662,0 460,9 340,4 209,5 147,0 114,3 97,5 88,3 85,2 83,8
температуры растворимость сахарозы увеличивается. Если этот раствор охладить до первоначальной температуры, то дополнительно растворившаяся сахароза останется в растворе, и он станет пересыщенным. Из пересыщенного раствора сахароза может самопроизвольно выкристаллизовываться на поверхностях трубопроводов, оборудования, емкостей. Поэтому при перевозках и хранении удобнее использовать ненасыщенные растворы сахара, но не ниже 64 % сухих веществ [3].
В производстве напитков при использовании жидкого сахара и приготовлении сахарных сиропов следует учитывать как предельную растворимость сахарозы при температуре хранения или перекачивания, так и вязкость сиропов.
Предельная растворимость сахарозы (СХ, %) и вязкость насыщенных растворов (ц, мПа-с) в зависимости от температуры (t, °С) [6] приведены в таблице.
Для других температур и концентраций вязкость сиропов (для чистых растворов сахарозы) можно рассчитать по формуле Л.А. Сапроновой
lg| = -0,1 + v/(19,147 Т) х х [176 326 - 1,4303 • 108 х х (Т - То)/Т2],
где То — абсолютный нуль (-273,15 °С); Т — температура раствора, К.
В практике предприятий, вырабатывающих напитки, не предусмотрен развернутый анализ физико-химических и микробиологических показателей сахара. Обычно производители напитков полагаются на результаты исследований специалистов сахарного и сахарорафинадного завода. Но им необходимо определять цветность, вкус и запах сахара. В жидком сахаре, кроме того, рекомендуется контролировать содержание СВ, микробиологические показатели и температуру.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 30712—2001. Продукты безалкогольной промышленности. Методы микробиологического анализа.
2. Добжицкий Я. Химический анализ в сахарном производстве/Пер. с польск. Под ред. А.Р. Сапронова. — М.: Агропромиздат, 1985.
3. Ермолаева Г.А., Колчева Р.А. Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков. — М.: ИРПО; Изд. Центр «Академия», 2000.
4. ИК 10-04-06-140-87. Инструкция санитарно-микробиологического контроля пивоваренного и безалкогольного производства.
5. СанПиН 2.3.2.1078-01. Продовольственное сырье и пищевые продукты. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы.
6. Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. — М.: Колос, 1998.
Продолжение следует
.....ипи"".......
'4•2004
