РАЗРАБОТКА ЭКСПРЕСС-МЕТОДА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СРОКОВ ГОДНОСТИ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД РАЗЛИЧНЫХ ГИДРОХИМИЧЕСКИХ ТИПОВ Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА

УДК 663.6

Разработка экспресс-метода прогнозирования сроков годности минеральных вод различных гидрохимических типов

Е. М. Севостьянова,

канд. биол. наук;

Е.В.Хорошева;

ГА. Ремнева;

А. М. Алтаева;

М.А. Захаров,

канд. техн. наук

ВНИИ пивоваренной,

безалкогольной и винодельческой

промышленности -

филиал ФНЦ пищевых систем

им. В. М. Горбатова РАН

Рынок минеральной и питьевой воды остается одним из самых динамично развивающихся потребительских рынков в России. Объемы производства минеральной воды за девять месяцев 2018 г. выросли на 5,3 % по сравнению с аналогичным периодом 2017 г. и составили 212,9 млн дкл. Уровень производства питьевой воды вырос до 295,0 млн дкл и составил 113,7 % к аналогичному периоду прошлого года. Упакованные минеральные и питьевые воды — не скоропортящаяся продукция. Срок годности минеральных вод различных гидрохимических типов, при соблюдении условий хранения, в полимерной упаковке составляет от 4 до 18 мес., в стеклянной — до 24 мес., конкретный срок устанавливают для различных вод индивидуально. Общее требование при установлении срока годности минеральной воды — сохранение ее качества и безопасности в течение заявленного срока годности при соблюдении условий хранения.

Согласно ранее действующим документам (ГОСТ 13273-88 и Технологическая инструкция по обработке и розливу питьевых минеральных вод ТИ-18-6-57-84) сроки годности вод минеральных лечебно-столовых и лечебных, разлитых в стеклянные бутылки, устанавливались в течение 12 мес. со дня розлива, за исключением железистых вод, максимальный срок годности которых состав-

лял 4 мес. Воду минеральную и питьевую хранят в специальных затемненных проветриваемых складских помещениях, предохраняемых от попадания влаги, при температуре от 2 до 20 °С. Вместе с тем, с появлением новых современных видов упаковки и нового оборудования, усовершенствованием технологии водоподготовки появилась возможность увеличения срока годности минеральных вод и температурных режимов хранения.

Для подтверждения сроков годности продукции необходима разработка экспресс-метода прогнозирования сроков годности минеральных вод различных гидрохимических типов.

Предыдущими исследованиями установлено, что минеральные воды различных гидрохимических типов и минерализации, расфасованные в полимерную или стеклянную упаковку, в течение 15 мес. (12 мес. + коэффициент резерва) хранения при температуре 25 ± 2 °С соответствовали требованиям действующих нормативных документов по органо-лептическим показателям, основному солевому составу, микробиологической и химической безопасности [1]. Срок годности минеральных вод различных гидрохимических типов (кроме железистых), расфасованных в различную потребительскую тару (ПЭТФ, стекло, ПК) различной вместимости, может быть разрешен в течение 12 мес.

60 ПИВО и НАПИТКИ 1•2019

Существенные недостатки ПЭТ-тары заключаются в ее относительно низких барьерных свойствах. Она пропускает в бутылку ультрафиолетовые лучи и кислород, а наружу — углекислоту, что ухудшает качество и сокращает срок хранения продукции, поэтому для газированных вод, упакованных в ПЭТ-бутылки, лимитирующим показателем служит содержание двуокиси углерода.

Признаки порчи минеральных вод: дегазирование воды (улетучивание газа), помутнение, появление несвойственных неприятных привкусов и запахов, резкое изменение состава воды, зависящее от большого выделения минеральных солей, и осадок.

Метод «ускоренного старения» — одно из перспективных направлений прогнозирования срока годности пищевых продуктов длительного хранения. Он позволяет значительно сэкономить время за счет интенсификации воздействия многих факторов, вызывающих порчу продукции. Для ряда пищевых продуктов разработаны экспресс-методы прогнозирования сроков годности (галеты, кондитерские изделия, растительные масла, молочные продукты и некоторые другие) [2-9]. В основ -ном все исследования базировались на изменении скорости процессов, происходящих в продуктах во время хранения, при температуре, существенно превышающей возможные ее значения в процессе реального хранения продукции.

Для рыбных консервов проводят термическое старение в диапазоне температур испытаний от 30 до 50 °С, для молочных продуктов — от 4 до 55 °С, для функциональных напитков — от 40 до 60 °С, данные по срокам хранения подсолнечного масла получали при 45, 35 и 20 °С. Определение стойкости пива методом ускоренного старения также проводят при температуре 60 °С.

В качестве объектов исследования для разработки экспресс-метода прогнозирования сроков годности минеральных вод были выбраны минеральные воды различных гидрохимических типов, различной минерализации от 0,5 до 14 г/л, газированные и негазированные, расфасованные в потребительскую упаковку из полиэтилентерефтала-та и стекла. Исходя из литературных данных, был выбран температур-

Таблица 1

Шифр образца Упаковка Режим обработки Содержание СО2, %

Контроль 30 сут 60 сут

1-2 ПЭТ 60 °С 0,37 < 0,2 -

1-3 Стекло 60 °С 0,53 0,31 0,25

2-2 ПЭТ 60 °С + УФ 0,45 < 0,2 -

2-2 ПЭТ УФ 0,45 0,45 -

3-1 ПЭТ 50 °С + УФ 0,36 0,25 < 0,2

3-1 ПЭТ УФ 0,36 0,3 0, 2 оо

ный диапазон от 50 до 60 °С, также изучали воздействие УФ-излучения (X = 253,7 нм) в качестве факторов, обеспечивающих ускоренное старение продукта. Оценивали качество минеральных вод по органолепти-ческим (запах, привкус) и физико-химическим показателям: величине минерализации, содержанию нормируемых и токсичных соединений, а также продуктов миграции из материала упаковки. Органолептиче-скую оценку качества минеральных вод осуществляли по 25-балльной системе для газированной и по 19-балльной системе для негазированной продукции. Дегустацию проводили закрытым методом.

На 1-м этапе эксперимента исследовали влияние температуры, максимально допустимой для напитков (60 °С), и УФ на качество и безопасность минеральных вод.

Следует отметить, что внешний вид образцов газированных минеральных вод в ПЭТ-упаковке в процессе хранения при температуре 60 °С изменился — бутылки несколько раздулись, дно стало выпуклым. После остывания (герметичность не нарушена) бутылки вернулись к прежней форме. В образцах, укупоренных металлическими колпачками, наблюдали потерю герметичности.

Одним из основных показателей, влияющим на качество и безопасность минеральных вод, особенно лечебных и лечебно-столовых, служит содержание двуокиси углерода, обеспечивающей сохранность микро- и макрокомпонентов в процессе хранения. Предыдущими исследованиями установлено, что максимальный срок хранения газированной минеральной воды в ПЭТ-упаковке составляет 12 мес., в стеклянной упаковке содержание двуокиси углерода соответствовало

необходимым требованиям до 3 лет. Анализ полученных данных показал, что при температуре 60 °С полная дегазация минеральной воды в пластиковой упаковке наблюдается через 30 сут эксперимента, в то время как в стеклянной упаковке через 2 мес. эксперимента содержание СО2 составляло 0,25 %. Обработка УФ минеральных вод в ПЭТ-упаковке, хранившихся при комнатной температуре, незначительно влияла на содержание СО2 в готовом продукте. Комбинированная обработка — температура и УФ — ускорила процесс миграции СО2 практически в 2 раза (полная дегазация минеральной воды через 15 сут эксперимента). Снижение температуры эксперимента до 50 °С с обработкой УФ, наоборот, замедлило процесс, и двуокись углерода в минеральной воде не определялась только через 60 сут эксперимента (табл. 1).

Исследования по изучению влияния способа обработки на основной солевой состав минеральных вод различных гидрохимических типов, содержание микро- и макрокомпонентов, физико-химические и микробиологические показатели подтвердили стабильность изученных показателей во всех вариантах опыта.

На 2-м этапе эксперимента исследовали возможность миграции веществ из материала упаковки в минеральную воду в процессе обработки. Изучение миграции формальдегида из ПЭТ-упаковки при разных способах обработки показало, что в негазированной минеральной воде через 30 сут эксперимента при температуре 60 °С не происходит миграции формальдегида, в то же время в аналогичной газированной воде к концу эксперимента обнаружен формальдегид в незначительной концентрации, что согласуется

1•2019 ПИВО и НАПИТКИ 61

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА"

Таблица 2

Шифр образца Режим Норма, баллы Органолептическая характеристика, баллы

обработки К 30 сут 60 сут

1-2 60 °С Отлично 23,8 18,0 -

1-3 60 °С 22-25 25,0 21,8 -

2-2 60 °С + УФ Хорошо 24,5 15,0 -

УФ 19-22 24,5 24,3 -

3-1 50 °С + УФ Удовлетворительно 24,0 21,5 18,2

УФ 15-19 24,0 24,0 22,4

с данными литературы об увеличении миграции формальдегида в газированной воде при повышенной температуре. При обработке газированной минеральной воды УФ в течение 2 мес. также отмечена миграция формальдегида (13,7 мкг/л), при комплексной обработке УФ и t=50 °С миграция увеличивается на 40 %.

Органолептическая оценка — важный показатель, по которому минеральную воду может оценить потребитель. По органолептической оценке можно быстро оценить качественные характеристики воды.

Исследованные минеральные воды (контроль) как газированные, так и негазированные, отличались высокими органолептическими характеристиками (табл. 2).

Внешний вид исследованных вод — прозрачная жидкость без посторонних включений, без осадка минеральных солей. Цвет — бесцветная жидкость. Вкус и запах — характерные для комплекса содержащихся в воде веществ.

Сравнительная оценка влияния способа обработки на органолепти-ческие характеристики газированной минеральной воды показала, что в процессе хранения при 60 °С в течение 30 сут происходит снижение органолептических характеристик в основном за счет дегазации воды и появления легкого постороннего привкуса к концу эксперимента. Дополнительная УФ-обработка приводит к более быстрому снижению показателей. Обработка минеральной воды УФ в течение 2 мес., хранившейся при комнатной температуре, приводит к незначительному понижению органолептических характеристик газированной минеральной воды. Комбинированная обработка (температура и УФ) приводит к более быстрому снижению органолеп-тических характеристик.

Таким образом, в результате проведенной работы установлено, что для минеральных вод объективным показателем подтверждения качества служат органолептические характеристики (вкус, запах и др. параметры) и физико-химические показатели, свидетельствующие об изменении качества продукта в течение срока годности. Установлено, что оптимальный режим ускоренного «старения» минеральных вод — термостатирование при повышенной температуре (до 60 °С) и УФ-облучение. Вместе с тем, для газированных вод в ПЭТ-упаковке необходимо подобрать температурный режим, исключающий потерю формы бутылки.

ЛИТЕРАТУРА

1. 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.

2. Сидоренко, Ю.И. Прогноз сроков хранения продовольственных товаров на основе экспериментов, выполненных при повышенных температурах. Часть 1 / Ю. И. Сидоренко, К. Б. Гурьева, С. В. Штерман [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2013. — № 3. — С. 27-32.

3. Сидоренко, Ю. И. Прогноз сроков хранения продовольственных товаров на основе экспериментов, выполненных при повышенных температурах. Часть 2 / Ю. И. Сидоренко, К. Б. Гурьева, С. В. Штерман [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2013. — № 4. — С. 30-32.

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. Патент 2380701 РФ, МПК G01N 33/02 (2006.01). Способ определения срока годности шоколадных конфет по микробиологическим показателям / Г. Г. Жарикова, И. Б. Леонова; заявитель и патентообладатель Жарикова Г. Г., Леонова И. Б. — № 2008126418/13; заявл. 01.07.2008, опубл. 27.01.10, Бюл. № 3. — 6 с.

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

7. Патент 2265838 РФ, МПК G01N 33/12. Способ определения срока годности рыбных консервов / М. В. Лукошкина, Г. А. Одоева; заявитель и патентообладатель ФГУП «Гипрорыбфлот». — № 2002115569/13; заявл. 10.06.02; опубл. 10.12.05, Бюл. № 18. — 9 с.

8. 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.

9. Матвеева, Н. А. Прогнозирование срока годности методом ускоренного тестирования в технологии напитков функционального назначения / Н. А. Матвеева, А. Р. Хасанов // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». — 2016. — № 4. — С. 75-82.

REFERENCES

1. Sevost'yanova EM, Khorosheva EV, Rem-neva GA. Obosnovanie srokov godnosti i temperaturnykh rezhimov khraneniya mineral'nykh vod razlichnykh grupp. Pivo i napitki. 2016; 3:46-49. (In Russ.)

2. Sidorenko YuI, Gur'eva KB, Shterman SV, [et al.]. Prognoz srokov khraneniya prodovol'stvennykh tovarov na osnove eksperimentov, vypolnennykh pri povysh-ennykh temperaturakh. Khranenie i pere-rabotka sel'khozsyr'ya. 2013; 3:27-32. (In Russ.)

3. Sidorenko YuI, Gur'eva KB, Shterman SV, [et al.]. Prognoz srokov khraneniya prodovol'stvennykh tovarov na osnove eksperimentov, vypolnennykh pri povysh-ennykh temperaturakh. Khranenie i pere-rabotka sel'khozsyr'ya. 2013; 4:30-32. (In Russ.)

4. Bazarnova YuG. Primenenie kinetichesko-

62 ПИВО и НАПИТКИ 1•2019

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА

go modelirovaniya dlya prognozirovaniya srokov godnosti korov'ego masla. Khrane-nie i pererabotka sel'khozsyr'ya. 2005; 8:19-23. (In Russ.)

5. Zharikova GG, Leonova IB. Sposob opre-deleniya sroka godnosti shokoladnykh konfet po mikrobiologicheskim pokazate-lyam. Patent RF no. 2380701, G01N 33/02 (2006.01); 27.01.2010 (In Russ.)

6. Odoeva GA, Lukoshkina MV. Kinetika ter-micheskogo stareniya rybnykh konservov i ekspress-metod opredeleniya srokov

godnosti. Materialy VI mezhdunarodnoi nauchn.-prakt. Konferentsii «Proizvod-stvo rybnoi produktsii, problemy, novye tekhnologii, kachestvo», Kaliningrad: Atlanticheskii NII rybnogo khozyaistva i okeanografii, 2007. P. 78-82. (In Russ.)

7. Lukoshkina MV, Odoeva GA. Sposob opre-deleniya sroka godnosti rybnykh konser-vov. Patent RF no. 2265838, G01N 33/12; 10.12.05. (In Russ.)

8. Shkol'nikova MN, Aver'yanova EV, Shche-glova IV. Izuchenie vozmozhnosti prime-

neniya metoda uskorennogo stareniya dlya prognozirovaniya srokov khraneniya bezalkogol'nykh bal'zamov. Tekhnika i tekhnologiya pishchevykh proizvodstv. 2009; 1:52-56. (In Russ.)

9. Matveeva NA, Khasanov AR. Prognoziro-vanie sroka godnosti metodom uskoren-nogo testirovaniya v tekhnologii napitkov funktsional'nogo naznacheniya. Nauchnyi zhurnal NIU ITMO. Seriya «Protsessy i ap-paraty pishchevykh proizvodstv». 2016; 4:75-82. (In Russ.) &

Разработка экспресс-метода прогнозирования сроков годности минеральных вод различных гидрохимических типов

Ключевые слова

гидрохимический тип; минеральная вода; прогнозирование сроков годности; срок годности; ускоренное старение; экспресс-метод.

Реферат

Срок годности пищевых продуктов - один из важнейших показателей, характеризующих качество или потерю качества продукта. Метод «ускоренного старения», позволяющий значительно сэкономить время и прогнозировать определенные показатели качества и сроки годности продовольственных товаров, представляет собой одно из перспективных направлений оценки изменения качества пищевых продуктов длительного хранения. Минеральные воды различных гидрохимических типов и минерализации, расфасованные в полимерную или стеклянную упаковку - не скоропортящиеся продукты. В зависимости от упаковки срок годности минеральных вод различных гидрохимических типов (кроме железистых) устанавливается от 6 до 12 мес., для негазированных вод до 24 мес. при температуре хранения от 5 до 20 °С. Производитель должен подтвердить безопасность своей продукции в течение всего срока годности с учетом коэффициента резерва (1,15). Для сокращения продолжительности экспериментальных исследований все испытания проводили при температуре, существенно превышающей возможные ее значения в процессе реального хранения продукции. Максимальная температура эксперимента была принята 60 °С. В качестве объектов исследования для разработки экспресс-метода прогнозирования сроков годности минеральных вод были выбраны минеральные воды различных гидрохимических типов, различной минерализации от 0,5 до 14 г/л, газированные и негазированные, расфасованные в потребительскую упаковку из полиэтилентерефталата и стекла. Для экспериментов был выбран температурный диапазон от 50 до 60 °С, также изучали воздействие УФ-излучения (X = 253,7 нм) в качестве факторов, обеспечивающих ускоренное старение продукта. В статье приведены экспериментальные данные по органолептическим и физико-химическим показателям минеральных вод, а также продуктов миграции из материала упаковки.

Авторы

Севостьянова Елена Михайловна, канд. биол. наук;

Хорошева Елена Владимировна;

Ремнева Галина Александровна;

Алтаева Алла Михайловна;

Захаров Максим Александрович, канд. техн. наук

ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой

промышленности - филиал ФНЦ пищевых систем

им. В. М. Горбатова РАН,

119021, Россия, г. Москва, ул. Россолимо, д. 7, vniipbivp@fncps.ru

Development of a Rapid Method for Predicting the Shelf Life of Mineral Waters of Various Hydrochemical Types

Key words

hydrochemical type; mineral water; shelf life prediction; shelf life; accelerated aging; express method.

Abstract

The shelf life of food products is one of the most important indicators characterizing the quality or loss of product quality. One of the promising areas for assessing the change in the quality of food products of long-term storage is the method of «accelerated aging», which allows you to significantly save time and predict certain quality indicators and shelf life of food products. Mineral waters of various hydrochemical types and salinity, packaged in plastic or glass packaging, are not perishable products. Depending on the packaging, the shelf life of mineral waters of various hydrochemical types (except ferrous) is set from 6 to 12 months, for non-carbonated waters up to 24 months at storage temperatures from 5 to 20 °C. The manufacturer must confirm the safety of their products during the entire shelf life, taking into account the reserve ratio (1.15). To reduce the duration of experimental studies, all tests were carried out at a temperature substantially exceeding its possible values during the actual storage of products. The maximum temperature of the experiment was adopted 60 °C. Mineral waters of various hydrochemical types, different mineralization from 0.5 to 14 g/l, carbonated and non-carbonated, packaged in consumer packaging of polyethylene terephthalate and glass were chosen as objects of research for the development of a rapid method for predicting the shelf life of mineral waters. For the experiments, the temperature range was chosen from 50 to 60 °C, and the effect of UV radiation (X = 253.7 nm) was also studied as factors providing accelerated aging of the product. The article presents experimental data on the organoleptic and physico-chemical parameters of mineral waters, as well as migration products from the packaging material.

Authors

Sevostyanova Elena Mihaylovna, Candidate of Biological Science; Khorosheva Elena Vladimirovna; Remneva Galina Aleksandrovna; Altaeva Alla Mikhailovna;

Zaharov Maksim Aleksandrovich, Candidate of Technical 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., Russia, 119021, Moscow, vniipbivp@fncps.ru

1•2019 ПИВО и НАПИТКИ 63