CC BY
185
УдК 641^614.3:663.86
Стабильность качества безалкогольного напитка - фактор, определяющий его срок годности
И. Л. Ковалева; Г. Л. Филонова,
канд. техн. наук
ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности
спек ны Е щих
спекты данной проблемы отраже-[ в статьях и книгах, описываю-их процесс разработки и производства напитков и дающих практические ответы на возникающие при этом вопросы [1-4].
Обеспечению стабильности качества продукта и увеличению его срока годности способствуют формирование научно обоснованного состава разрабатываемой продукции, применение соответствующих технологий производства, виды упаковки готовой продукции.
На стабильность качества безалкогольной продукции влияют два основных фактора. Первый — создание в процессе научно-экспериментальной работы продукта со стабильными ор-ганолептическими и физико-химическими показателями и сохранность его пищевой и биологической ценности в течение гарантированного срока годности. Второй — обеспечение вышеуказанных свойств в процессе промышленного производства продукции.
Разработка нового продукта должна учитывать все предполагаемые виды его технологической обработки, возможность замены тех или иных видов сырья и упаковки, не снижая при этом срока годности готового продукта [1, 2].
В состав многих напитков кроме сахарного сиропа и органических кислот входят различные натуральные компоненты — фруктовые и овощные соки, плодово-ягодные пюре, экстракты, настои, концентраты чая, концентраты из растительного, зернового и плодово-ягодного сырья, пульпа, натуральные ароматизаторы и красители, камеди, порошкообразные составляющие. Пастеризация — один из способов, обе-
спечивающих стабилизацию органо-лептических свойств, пищевой и биологической ценности. Пастеризация способна обеспечить безалкогольным напиткам срок годности от 6 до 12 мес.
Пастеризацию осуществляют способом поточной пастеризации, или пастеризацией в упаковке, или горячим розливом [2, 3]. Пастеризации подвергают либо купажный сироп (при приготовлении газированных напитков), либо напиток (негазированный напиток).
Например, купажный сироп, содержащий плодово-ягодные соки, подвергают поточной пастеризации в течение 30-40 с при 85 °С, пропуская его через пластинчатый теплообменник. Перед розливом его охлаждают до 2.. .3 °С с целью минимизации потерь углекислоты.
При горячем розливе напиток, прошедший пастеризацию, разливают горячим в стеклянные бутылки, предварительно нагретые до 60 °С, с последующим охлаждением до 30 °С путем орошения водой.
При холодном розливе газированных напитков в стеклянные бутылки их пастеризуют в туннельных пастеризаторах, где бутылки непрерывно проходят через зоны нагревания и охлаждения [4].
Один из основных факторов, учитывающихся при выборе способа пастеризации, — сохранность вкусоарома-тических свойств напитка. Длительная термообработка продукта способствует частичной потере вкуса и аромата, появлению в нем «компотного» тона.
Стабильность качества безалкогольного продукта и срок его годности во многом зависят от типа упаковки, так как именно упаковка защищает продукт от микробиологической порчи,
58 ПИВО и НАПИТКИ
3^ 2014
Чонтроль КАЧЕСТВА
воздействия кислорода, потерь углекислоты в газированных напитках.
Исходя из вышеизложенного, на стабильность органолептических и физико-химических свойств в процессе хранения и на срок годности продукта влияют микробиологические, физические и химические факторы.
Микробиологической порче напитки подвержены под действием дрожжей, плесеней и бактерий. При определенных условиях в непастеризованных напитках могут размножаться патогенные микроорганизмы. При появлении микробиологической порчи происходят физические, химические и органолеп-тические изменения. Химические изменения могут проявляться и без присутствия микроорганизмов [1-3].
Известно, что две основные причины, снижающие срок годности продукта, — это воздействие тепла и света. Зависимость скорости химических реакций от продолжительности воздействия тепла впервые была доказана ученым Аррениусом, научная деятельность которого в сфере физики и химии развивалась в середине XIX — начале XX в.
По закону Аррениуса, скорость химической реакции возрастает в два раза при повышении температуры на каждые 10 °С. Следовательно, хранение продукта в течение 3 мес при температуре 30 °С примерно эквивалентно его хранению при 10 °С в течение 12 мес, при 20 °С — 6 мес [2].
Известно, что ускоренные испытания служат эмпирическим методом оценки срока годности. При определении срока годности разрабатываемых напитков рекомендуется ориентироваться на сроки годности аналогичных промышленно выпускаемых продуктов, сходных по составу [2].
Регулярная проверка выпускаемого продукта способствует стабильности качества и гарантирует срок годности. При этом в процессе освоения производства возможны корректировка режимных параметров и вида упаковки, внесение технологических добавок, гарантирующих качественные характеристики внедряемого продукта [2].
Наиболее распространенный дефект безалкогольной продукции — снижение или потеря цвета в процессе хранения. Одна из основных причин обесцвечивания — воздействие света на продукт, расфасованный в светлую прозрачную упаковку (стекло, ПЭТФ). Также обесцвечивание может происходить под воздействием кислорода. Эффективные меры защиты продукта: при-
менение упаковочного материала, непроницаемого для кислорода, круговые непрозрачные рукавные этикетки [1, 2].
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. Газированные напитки менее подвержены негативному воздействию кислорода [2].
На стабильность качества безалкогольного напитка (БН) влияют вносимые пищевые, технологические и биологически активные добавки. К наиболее распространенным добавкам относят ароматизаторы (натуральные, идентичные натуральным и искусственные). Ароматизаторы могут быть в форме эмульсий, нерастворимых или малорастворимых в воде. Примером могут служить эссенциальные растительные масла [2], которые обладают высокой реакционной способностью. Некоторые из них подвержены окислению, в том числе самоокислению. Наибольшей реакционной способностью обладают терпеновые фракции эссенциальных масел. При использовании в составе прозрачных БН подобных ароматизаторов предварительно проводят детерпе-низацию. Ароматизаторы с удаленной терпеновой фракцией обладают большей стабильностью вкусоароматиче-ских свойств.
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 вкусоароматических веществ ограничен 6 мес [2]. При использовании ароматизаторов учитывают их природу и реакционную способность.
В состав напитков могут входить витамины, минеральные вещества. На степень стабильности витаминов влияют температура, содержание влаги, кислород, свет, величина рН, присутствие ионов металлов (меди, железа и др.), других витаминов, сочетание вышеуказанных факторов. Если содержание витаминов указывается на этикетке, то срок годности данного продукта определяется по наиболее нестабильному компоненту [5].
В составах БН используют водорастворимые витамины: В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), В6 (пиридоксин), В , С (аскорбиновая кислота), ниацин, пантотеновую кислоту, фолиевую кислоту, 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 В [5].
Учитывая вышеизложенное, преимуществом обладают концентрированные формы безалкогольной продукции, полученные из растительного сырья, в котором присутствуют комплексы природных нутриентов, обладающие антиоксидантной активностью. Они способны защитить, например, аскорбиновую кислоту от окисления.
Стабильность нутриентов в напитке определяет активность самих нутриен-тов, состав готового продукта, способ внесения нутриента, условия и способы технологической переработки, условия хранения до момента потребления [5].
В настоящее время в состав напитков часто включают экстракты или концентраты из растительного и (или) плодово-ягодного сырья, обладающие ярким цветом. Например, 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, что более экономично, чем применение вышеуказанных дорогостоящих составляющих. В соответствии с гигиеническими требованиями по использованию пищевых добавок в составах безалкогольной продукции применяют следующие натуральные красители: антоцианы, сахарный колер, рибофлавины, хлорофиллы и их медные комплексы, каротиноиды, кармины и др.
Каждый цветовой ингредиент обладает своей стабильностью. Для каждого существуют определенные требования. Известно, что на стабильность цвета влияет значение рН. Оно должно находиться в диапазоне 2,7-3,7. Также стабильность цвета гарантируют непрозрачная упаковка, соблюдение температурного режима хранения, минимизация влияния кислорода в процессе розлива напитков.
3^ 2014
ПИВО и НАПИТКИ 59
контроль КАЧЕСТВАа^^в
П Фактором риска является присутствие в составе продукции сахара, плодово-ягодных и овощных соков.
Ранее было отмечено, что порча безалкогольной продукции в большинстве случаев обусловлена действием дрожжей и плесеней. В процессе жизнедеятельности дрожжевых клеток продуктом метаболизма сахаров является образующийся газообразный диоксид углерода. Его появление приводит к тому, что бутылки с напитками могут «взрываться». Развитие плесеней в напитках приводит к изменению вкуса, аромата и внешнего вида.
Диоксид углерода, не являющийся консервантом, тем не менее обладает консервирующим действием. Его присутствие в потребительской упаковке над продуктом защищает его от воздействия кислорода воздуха и препятствует росту плесеней. СО2 снижает рН напитка. Так как диоксид углерода — это продукт метаболизма дрожжей, он эффективно подавляет их рост [1, 3].
Стабильности качественных показателей напитков способствует применение консервантов. Выбор консерванта зависит от типа напитка, его состава, технологии производства [2].
В отечественных безалкогольных напитках в качестве консервантов в основном используют сорбаты и бен-зоаты (сорбат калия, бензоат натрия), а также сорбиновую и бензойную кислоты. Их вносят в купажные сиропы или напитки до подкисления при постоянном перемешивании из-за трудности растворения.
Консерванты, разрешенные к применению в безалкогольной продукции, эффективны, когда уровень их начальной контаминации невелик. Таким образом, наличие консерванта не всегда защищает продукт от микробиологической порчи. Исключение — безалкогольные напитки, фасуемые в асептическую упаковку. Консерванты в них, как правило, не применяются. Однако при этом должна быть гарантия полного отсутствия в них микроорганизмов. Асептическая технология включает стерилизацию упаковочного материала, термическую обработку самого продукта, расфасовку и запечатывание упаковки [2-4].
Консерванты сохраняются в напитке в течение его срока годности. Известно, что некоторые микроорганизмы способны метаболизировать консерванты, что со временем снижает их консервирующие свойства [2].
В настоящее время в качестве консерванта предприятия используют так-
же велкорин (диметилдикарбонат) в количестве 250 мг/дм3 [2, 6]. Он распадается на метанол и СО2. В списке ингредиентов данный консервант, к сожалению, не указывается. Однако, например, в Великобритании безалкогольные напитки, содержащие метиловый спирт (вследствие расщепеления велкори-на), включены в «черный список» [2].
Существует мнение, что консерванты могут вызывать аллергические реакции, такие как затруднение дыхания, кашель. Именно поэтому безалкогольные напитки, реализуемые в дошкольных и школьных учреждениях, не должны содержать бензойную кислоту или ее соли [2].
На отечественном потребительском рынке пользуются спросом чайные напитки, рН в таких напитках находится в пределах 3,7-4,0. Поэтому применение бензойной и сорбиновой кислот и их солей в составе чайных напитков неэффективно. Стабильность свойств и качество таких напитков обеспечивает использование асептической упаковки или пастеризации в упаковке при максимальном значении рН не выше 4,0. При применении 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 [2].
Безалкогольные напитки на основе концентратов поликомпонентных из чайных экстрактов, полученных по разработанной ВНИИПБиВП технологии, включающей биоконверсию сырья, имеют стабильную структуру. Титруемая кислотность таких напитков составляет 2,8 мл н. щелочи в 100 см3 [7, 8].
Выше было указано, что для стабильности цвета, создаваемого натуральными красителями и антоциа-нами плодово-ягодных соков и КПК, и для предотвращения окисления ароматизаторов кислородом воздуха в состав напитков включают антиокси-данты. Самый распространенный анти-оксидант, вносимый в безалкогольную продукцию, — аскорбиновая кислота.
В настоящее время в качестве анти-оксиданта все чаще используют ди-гидрокверцетин (ДГК), получаемый из 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 вы-
раженной биологической, в том числе Р-витаминной, активностью.
Обладая мощной антиоксидантной, антивирусной, антимикробной и антигрибковой активностью, ДГК является перспективным ингредиентом в пищевой, парфюмерной и косметической промышленности, в медицине. Его применяют в продуктах функционального и профилактического направления в качестве биологически активной добавки, повышающей физическую и умственную активность, защищающей от окислительных стрессов, которым подвержены все слои населения независимо от характера занятости [2, 8, 9].
При использовании в составе безалкогольных напитков плодово-ягодных и овощных соков с мякотью необходимо стабилизировать взвешенные частицы. В качестве стабилизаторов применяют камеди — гуаровую, ксантановую, гел-лановую, рожкового дерева и др. [2].
Качество сырья и его хранение — начальный фактор, гарантирующий безопасность, стабильность вкусо-образующих и структурообразующих свойств безалкогольной продукции. Наибольший риск имеют ингредиенты растительного происхождения (травы, специи, сухое плодово-ягодное и овощное сырье). Основное требование к их хранению — сухое, темное и холодное помещение.
Глюкозные сиропы рекомендуется хранить при температуре 27.30 °С. В таких условиях сироп не теряет 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 [2, 4].
Лимонная кислота — практически незаменимая добавка в безалкогольной продукции. Ее используют не только для формирования гармоничного кисло-сладкого восприятия и полноты вкуса, но и как антиокислитель. Органические, в том числе лимонная, кислоты снижают рН среды, способствуя созданию определенного состава микроклеток, активно участвуют в энергетическом обмене [10].
Качество лимонной кислоты также непосредственно влияет на качество и срок годности безалкогольной продукции. В России заслуженно пользуется спросом лимонная кислота производства ОАО «Белгородский завод лимонной кислоты «Цитробел», получаемая методом глубинного культивирования с применением мелассы в качестве ис-
60 ПИВО и НАПИТКИ
3 • 2014
Чонтроль КАЧЕСТВА
точника углеводов. Она характеризуется стабильно хорошим качеством по показателям влажности, растворимости, по содержанию безводной лимонной кислоты в моногидрате [11]. По основным показателям лимонная кислота соответствует требованиям ГОСТ 908-2004. В данном стандарте, к сожалению, отсутствуют показатели растворимости и микробиологической безопасности, которые также следует учитывать при разработке новой продукции со стабильным качеством в целом.
Данное сообщение 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, их со-
четаемости при формировании текстуры и вкусоароматических свойств, обеспечивающих стабильность качества в процессе всего срока годности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Килкаст, Д. Стабильность и срок годности. Безалкогольные напитки, соки, пиво, вино и кофе/Д. Килкаст, П. Субраманиам; пер. с англ. под ред. Ю. Г. Базарновой. — СПб.: Профессия, 2013. — 380 с.
2. Эшхерст, Ф. Р. Практические рекомендации производителям безалкогольных напитков и соков/Ф. Р. Эшхерст, Р. Харгитт. — СПб.: Профессия, 2010. — 215 с.
3. Оганесянц, Л. А. Технология безалкогольных напитков/Л. А. Оганесянц [и др.]. — М.: ГИ-ОРД, 2012. — 340 с.
4. Шуманн, Г. Безалкогольные напитки: сырье, технология, нормативы/Г Шуманн. — СПб.: Профессия, 2004. — 278 с.
5. Берри Оттавей, П. Обогащение пищевых продуктов и биологически активные добав-
ки. Технология, безопасность и нормативная база/ред.-сост. П. Берри Оттавей. — СПб.: Профессия, 2010. — 309 с.
6. Гигиенические требования по применению пищевых добавок. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. СанПиН 2.3.2.1293-03. — М.: Минздрав России, 2003. — С. 64.
7. Филонова Г. Л., Ковалева И. Л., Беличенко А М, Литвинова Е.А., ОганесянцЛ.А., Безгин В. М, Постников С. В., Федорова О. В. Способ производства концентрата «Тиаква» поликомпонентного. Патент РФ № 2268627, 2006.
8. Филонова Г. Л., Ковалева И.Л., Беличенко А М, Литвинова Е.А., Оганесянц Л. А Безалкогольный напиток «Тиаква «Самоцвет». Патент РФ № 2232527, 2004.
9. Гольдберг, Я. С. Долголетие — это реально/Я. С. Гольдберг. — Барнаул, 2009. — С. 16.
10. Пилат, Т. П. Биологически активные добавки к пище. Теории, производство, применение/Т. П. Пилат. — М.: Аввалон, 2002. — 780 с.
11. Mp://citricacid.ru/productюn/melasse/.
Стабильность качества безалкогольного напитка — фактор, определяющий его срок годности
Ключевые слова
антиоксидант; безалкогольный продукт; биологически активная добавка; напитки; срок годности; стабильность качества.
Реферат
Статья посвящена анализу и обобщению факторов риска, влияющих на срок годности безалкогольного напитка. Показано влияние состава, технологии производства и вида упаковки готовой продукции на стабильность качества. Отмечено, что стабильность качества достигается за счет создания продукта со стабильными органолептическими и физико-химическими показателями и за счет сохранения его пищевой и биологической ценности в течение гарантированного срока годности.
Показывается результативность пастеризации, проводимой с учетом состава продукта и его упаковки. Даются конкретные рекомендации по обеспечению сохранности пищевой и биологической ценности в течение всего срока годности. Рассматриваются различные факторы риска, влияющие на стабильность качества безалкогольной продукции, а именно: микробиологическая порча, свет, тепло, кислород. При этом уделено внимание правильному использованию и хранению компонентов, входящих в состав напитка. Приведены основные рекомендуемые технологические средства, стабилизирующие качественные показатели продукта, устраняющие или снижающие вышеуказанные риски. Уделено внимание используемым в составах напитков консервантам. Отмечено, что в напитках, поставляемых в дошкольные и школьные учреждения, консерванты не применяются. Промышленному производству чайных напитков со стабильным качеством уделено отдельное внимание. Показано влияние качественных показателей лимонной кислоты на стабильность и текстуру безалкогольного напитка. Подтверждается необходимость сбора широкой информации о свойствах используемых в новых видах безалкогольной продукции ингредиентов, их сочетаемости для достижения стабильности качества в течение всего срока годности.
Авторы
Ковалева Ирина Львовна;
Филонова Галина Леонтьевна, канд. техн. наук
ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности,
119021, Москва, ул. Россолимо, д. 7, filonova.lab@mail.ru
Stability of Soft Drink Quality — is a Factor of Determining its Shelf Life
Key words
antioxidant; non-alcoholic product; biologically active additive; drinks; expiry date; stable quality.
Abstract
Article is devoted to analyzing and summarizing the risk factors, affecting on the soft drinks shelf life. Shows the effect of composition, production technology and type of packaging of finished products on the stability of quality. It is noted that stability of the quality achieved by a product with stable organoleptic and physico-chemical parameters and by maintaining its nutritional and biological value for the guaranteed shelf life. Shows the effectiveness of pasteurization, carried out taking into account the composition of the product and its packaging. Provides specific recommendations to ensure the safety of food and biological value for whole shelf life period. Considers various risk factors affecting on the stability of nonalcoholic beverages quality, namely, microbial spoilage, light, heat, oxygen. Attention is paid to the proper use and storage of the components of the composition of the drink.
Shown the main recommended technological tools which are stabilizing product quality indicators, eliminating or reducing the above risks. Attention is given to the compositions used in the beverage preservatives. Noted that the drinks supplied in preschools and schools, preservatives are not used. Industrial production of tea drinks with stable quality is given special attention. Shown the influence of qualitative indicators of citric acid on the stability and texture of soft drink. Reaffirms the need to gather broad information about the properties used in new types of soft drinks ingredients, their compatibility for achieving stability of quality for whole shelf life period.
Authors
Kovaliova Irina L'vovna;
Filonova Galina Leontievna, Candidate of Technical Science AH-Russian Research Institute of Brewing, Beverage and Wine Industries, 7 Rossolimo St., Moscow, 119021, Russia, filonova@mail.ru
3 • 2014 ПИВО и НАПИТКИ 61
