CC BY
100
КАЧЕСТВО И БЕЗОПАСНОСТЬ
УДК 664.68(045) ^01: 10.24411/0235-2486-2019-10078
Условия и критерии обеспечения хранимоспособности кондитерских изделий
Е.А. Солдатова, канд. техн. наук; С.Ю. Мистенева, Т.В. Савенкова, д-р техн. наук, профессор ВНИИ кондитерской промышленности - филиал ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, Москва
Реферат
Расширяющиеся масштабы международной торговли, ужесточение конкурентной борьбы за рынки сбыта, возрастающие запросы потребителей повышают приоритет вопросов качества и хранимоспособности пищевых продуктов. Кондитерские изделия по химическому составу относятся к многокомпонентным системам, в состав которых входят липиды, азотистые соединения, углеводы, витамины, минеральные вещества, ферменты и др. При хранении каждая из перечисленных составляющих подвергается сложным преобразованиям, которые могут привести к снижению потребительских характеристик, пищевой ценности, а также к количественным потерям за счет уменьшения влажности и выделения летучих соединений. Для определения хранимоспособности при выборе методов тестирования и установления критических пределов, необходимых для снижения погрешности оценки, важно использовать научный подход. Хранимоспособность продуктов определяют с помощью научно обоснованных тестов, но вместе с тем наблюдаемые изменения должны всегда увязываться с потребительскими ожиданиями. Перед производителем стоит сложная задача - преобразование «потребительского ожидания» в точно измеряемые научные параметры, поэтому необходимо знать все показатели качества, которые меняются в ходе хранения продукта. В статье рассмотрены теоретические и практические вопросы обеспечения качества и безопасности кондитерских изделий в процессе хранения, от решения которых в значительной степени зависят и экономический уровень развития государства, и здоровье нации. В помощь предприятиям - производителям кондитерских изделий - в статью включены советы и рекомендации, основанные на многолетнем опыте ВНИИКП и направленные на снижение выпуска несоответствующей продукции и увеличение доверия потребителей к выпускаемой продукции.
Ключевые слова
хранимоспособность, безопасность, качество, кондитерские изделия Цитирование
Солдатова Е.А., Мистенева С.Ю., Савенкова Т.В. (2019) Условия и критерии обеспечения хранимоспособности кондитерских изделий // Пищевая промышленность. 2019. № 5. С. 82-85.
Conditions and criteria for ensuring the storage ability of confectionery
E.A. Soldatova, Candidate of Technical Sciences; S.Yu. Misteneva; T.V. Savenkova, Doctor of Technical Sciences, Professor
All-Russian Scietific-Research Institute of the Confectionery Industry - Branch of the Federal Research Center for Food Systems named after V.M. Gorbatov RAS, Moscow
Abstract
The expanding scale of international trade, toughening competition for sales markets, and consumers' demand increase, is increasing the priority of food quality and food storage ability. Chemical confectionery products are multicomponent systems, which include lipids, nitrogenous compounds, carbohydrates, vitamins, minerals, enzymes, etc. During storage, each of these components is influenced by complex transformations that can lead to a decrease in consumer characteristics, nutritional value, as well as quantitative losses due to a decrease in humidity and the release of volatile compounds. During choosing testing methods and establishing critical limits necessary to reduce the estimation error, it is important to use a scientific approach to determine storage ability. The storage ability of products is determined by scientifically based tests, but at the same time, the observed changes should always be tied to consumer expectations. The manufacturer has a difficult task - the transformation of «consumer expectations» into precisely measured scientific parameters; it is necessary to know all the quality indicators, which are changing during the storage of the product. The article discusses the theoretical and practical issues of ensuring the quality and safety of confectionery products during storage, the solution of these issues has big impact on the development of economics of the country and on the health of the nation. In order to help to confectionery enterprises producers, the article includes tips and recommendations based on many years of experience of VNIIKP, the tips are aimed to reduce production of nonconforming products and increasing consumer confidence in the products.
Key words
storage ability, safety, quality, confectionery Citation
Soldatova E.A., Misteneva S.Yu., Savenkova T.V. (2019) Conditions and criteria for ensuring the storage ability of confectionery // Food processing industry = Pishhevaya promyschlennost. 2019. № 5. P. 82-85.
QUALiTY AND SAFETY
Вопрос сохранения продукции в течение длительного времени без снижения показателей качества и безопасности является актуальным для производителей и продавцов пищевых продуктов, а его решение позволит увеличить конкурентоспособность продукции и расширить рынок сбыта.
В соответствии с ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» сроки годности и условия хранения пищевой продукции устанавливает изготовитель продукции самостоятельно или с участием третьей стороны, основываясь на понятиях сохранения качества и безопасности [1]. Многоуровневая система обеспечения безопасности предусматривает ответственность государства за организацию нормативной и методической базы, производителя - за соблюдение регламентов, санитарных норм и правил, торговли -за выполнение условий хранения и реализации [2]. Важной частью системы управления качеством и безопасностью пищевых продуктов являются разработка и внедрение процедур, основанных на принципах ХАССП (в соответствии с требованиями ТР ТС 021/2011), которые отвечают за определение опасных факторов и разработку мер по противодействию им.
Специалисты НИИ кондитерской промышленности имеют большой опыт не только в сфере производства кондитерских изделий, но и в сфере прогнозирования и управления их качеством и безопасностью. Задача прогнозирования изменений качества кондитерских изделий в процессе хранения основывается на определении наиболее вероятного направления развития порчи и методов ее контроля, большинство из которых являются типовыми и происходящими по трем взаимосвязанным направлениям: микробиологическим, химическим (окислительным) и физическим, протекающим одновременно, но с разными скоростями [3-5].
При этом непосредственно на процесс порчи и скорость ее развития влияет сочетание многих факторов: рецептурный состав изделия и качество сырья, наличие антимикробных, антиокислительных, консервирующих веществ, влажность продукта, активность ферментов, свойства упаковочных материалов, условия хранения и т. д. [6-8].
В связи с этим на основании специфики анализируемых изделий, а также с учетом требований [9, 10] разрабатывается программа испытаний, включающая в себя как обязательные показатели безопасности, регламентируемые для данной группы продуктов в соответствии с ТР ТС 021 /2011, так и дополнительные (рис. 1).
Если с критериями микробиологической порчи и показателями безопасности у производителей кондитерских изделий сложностей не возникает - их максимально допустимые значения установлены в ТР ТС 021/2011, то с критериями физической,
окислительной и органолептической порчи ситуация сложнее.
Важнейшими факторами обеспечения хранимоспособности кондитерских изделий являются показатели активности воды (аш) и содержания влаги При этом показатель активности воды (аш) в большей степени определяет рост микроорганизмов, чем общее влагосодержание, и характеризует количество в продукте доступной воды в свободном (несвязанном) виде. В пищевых продуктах свободная вода выполняет функции растворителя, реакционной среды и химического реагента. Значение данного показателя находится в диапазоне от 0,00 (абсолютная сухость) до 1,00 (чистая вода). Увеличение значения активности воды обычно ускоряет процессы порчи (при аш < 0,6 микробиологическая порча пищевого продукта маловероятна) [11-13].
В зависимости от показателей влажности и активности воды процессы порчи кондитерских изделий подчиняются следующим закономерностям:
- в изделиях с массовой долей влаги <10 % и аш 0-0,6 протекают преимущественно процессы окислительной порчи жиров, интенсивность которых зависит от количества и состава жиров, технологических параметров производства и условий хранения изделий. Типичными представителями этой группы изделий являются шоколад, печенье, галеты.
- в изделиях с массовой долей влаги от 10% до 20% и аш 0,6-0,9 доминируют процессы физической порчи, связанные с протеканием процессов влагопереноса и миграции жиров. Миграция молекул воды в процессе хранения изделий оказывает значительное воздействие на изменение органолептических, физико-химических и микробиологических показателей. Типичными представителями являются пряники и кексы, при хранении которых обычно происходят процессы либо черствения, либо плесневения.
- в изделиях с массовой долей влаги >20% и аш = 0,9-1,0 доминирующая роль принадлежит микробиологической порче, скорость и характер развития которой обусловлены числовыми значениями исходных показателей микробиологической обсемененности и условиями для роста
микроорганизмов, связанными прежде всего с доступностью влаги. Типичными представителями являются торты и пирожные. наличие консервантов снижает риск развития микробиологической порчи, но оказывает влияние на вкус и запах готового изделия. В связи с тем, что консерванты не вызывают гибель микроорганизмов, а только замедляют процессы порчи продукта, условием их использования является строгое соблюдение санитарно-гигиенических правил, гарантирующее низкую микробиологическую обсеменен-ность изделий. Скорость роста плесеней также зависит от температуры хранения: чем выше температура хранения (примерно до 33 °С), тем быстрее рост плесеней.
Изменять показатель аш можно различными способами: добавлением растворимых солей, сахаров и влагосвязы-вающих компонентов, обезвоживанием, повышением осмотического давления, превращением части воды в лед при замораживании и др. В кондитерской промышленности традиционно в качестве веществ, понижающих показатель аш, используют сахар и соль, но в последние годы ассортимент влагоудерживающих добавок постоянно расширяется и включает полисахариды, аминокислоты, белки, многоатомные спирты и т. п.
Важность и информативность показателя аш подтверждается его включением в систему стандартов БО 9000, использованием при анализе рисков по критическим контрольным точкам (ХАССП). В странах Евросоюза его определение наряду с показателями «влажность» и «концентрация водородных ионов» (рН) является обязательным при экспертизе ряда продуктов, а в США определение показателя аш включено в инструкцию по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов [14].
При определении хранимоспособности кондитерских изделий, состоящих из нескольких полуфабрикатов (например выпеченный п / ф /начинка/глазурь), целесообразно проведение исследований процессов влагопереноса ^ и аш) как в целом изделии, так и отдельно по полуфабрикатам с анализом процессов, происходящих на границе между слоями (рис. 2).
Показатели безопасности и микробиологические показатели
Показатели
физико-химические
(в соответствии с ТУ, ТИ, ГОСТ)
Показатели влагопереноса
• влажность по п/ф);
• активность воды.
Показатели окислительной
порчи •перекисное
число; • время индукции.
Показатели пищевой и энергетической ценности
Органолеп-тические показатели
Рис. 1. Показатели, характеризующие хранимоспособность кондитерских изделий (на примере мучного кондитерского изделия с начинкой)
Рис. 2. Схематичное
обозначение
различных
составных частей
кондитерского
изделия
(на примере торта с прослойками) и возможных путей миграции влаги [7]
На рис. 2 обозначены возможные пути миграции влаги в сложном изделии и приведены комментарии с соответствующими данными по показателям W, аш и массе входящих в состав изделия полуфабрикатов. Основной причиной миграции влаги в продукте являются различия в показателях полуфабрикатов, составляющих конечный продукт, и /или между продуктом и окружающей его средой, а основным условием повышения стабильности готового изделия является выравнивание показателей полуфабрикатов.
Немаловажное значение на процесс миграции влаги и хранимоспособность готового изделия оказывают свойства используемой упаковки: проницаемость материала, целостность швов. Даже при отсутствии потерь влаги через упаковку в окружающую среду влага может мигрировать из продукции во внутреннее пространство упаковки, и если внутреннее пространство достаточно велико, то и миграция влаги будет значительной. В этом случае необходимо уменьшить размер упаковки и сократить объем воздуха. Кроме того, на скорость влагообмена значительное влияние оказывает температура хранения: чем ниже температура, тем меньше скорость миграции влаги.
Из-за высокого содержания сахара и жира (торты, пирожные, кексы) и /или низкой влажности (печенье, вафли) кондитерские изделия быстро поглощают влагу и запахи из окружающей атмосферы, поэтому должны быть упакованы непосредственно после приготовления. Причем перед упаковкой изделия должны быть правильно охлаждены, чтобы обеспечить отсутствие конденсации влаги на поверхности. Локальная конденсация создает участки с высокой влажностью, и несмотря на то, что общая W и аш продукта соответствуют требованиям, на этих участках относительная влажность и содержание влаги могут быть достаточно высокими для быстрого роста плесени. Кроме того, влага может конденсироваться и попадать на поверхность продукта за счет образования капель влаги на упаковке или на боковых сторонах тары при значительном изменении условий хранения.
Современные тенденции в пищевой промышленности, направленные на поддержание здорового образа жизни, инициируют разработку пищевых продуктов с пониженным содержанием соли и сахара, с использованием нетрадиционных видов сырья и различных пищевых добавок, что приводит к изменению показателя аш продукта. Но на практике изменение рецептуры продукта, например снижение доли сахара, приводит к сокращению сроков хранения: так, уменьшение доли сахара в рецептуре кекса на 20% приводило к увеличению аш и, как следствие, снижению сроков хранения с семи до трех дней.
В связи с тем, что кондитерские изделия, стабильные при комнатной температуре, имеют значение показателя аш = 0-0,6, рекомендации по увеличению хранимо-способности заключаются в минимизации показателей W и аш продукта. Кроме того, показатель аш оказывает большое влияние на сенсорные характеристики готового изделия. Установлено, что для таких продуктов, как вафли, сахарное печенье, крекеры, существует определенный диапазон значений аш - (0,20-0,50), превышение которого приводит к снижению хрупкости, рассыпчатости и, как следствие, ухудшению органолептических показателей.
Если направление и скорость физических и микробиологических изменений кондитерских изделий в процессе хранения определяются в основном технологическими процессами производства, то характер окислительных изменений обусловлен прежде всего качеством используемых жиров и жиросодержащего сырья. Кроме того, может иметь место гидролитическое прогоркание, которое почти всегда связано с действием ферментов (особенно липаз) и обусловлено ингредиентами, не подвергшимися термической обработке [15].
Сложный механизм процесса окисления означает возможность одновременного образования целого ряда продуктов, тип и концентрация которых зависят от действий различного рода инициаторов окисления, которыми могут быть энергия света или других типов излучения, тепловая энергия, кислород и его концентрация в окружающей продукт среде, площадь поверхности, подвергающейся воздействию кислорода, состав жирных кислот липидов, уровни содержания эндогенных антиоксидантов или катализаторов окисления (например, медь и железо катализируют окислительные реакции) и, наконец, температура хранения продукта [16]. Процессы окислительной порчи провоцируют появление посторонних привкусов, возникающих в результате окисления жиров, формирование прогорклости и в конечном итоге приводят к полной неприемлемости продукта с органолепти-ческой точки зрения, независимо от его токсичности.
Кроме того, в процессе хранения кондитерских изделий с жировой начинкой может возникнуть миграция жира, приводящая к образованию сырого слоя в месте контакта полуфабрикатов, ухудшению внешнего вида и стабильности изделия. Перемещение жиров происходит, когда вступают в контакт продукты, содержащие разные жиры. Эффект наиболее заметен, если комбинируются твердые жиры (например, какао-масло) и мягкий жир (из орехов) или масло. Чем выше содержание жира в изделии и температура хранения, тем активнее будет происходить процесс миграции жиров.
Практикуемый на большинстве предприятий входной контроль жиров и жи-росодержащих продуктов путем оценки органолептических показателей не отражает качественных характеристик сырья и не позволяет прогнозировать изменения качества продукции в хранении. Специалистами института кондитерской промышленности рекомендовано включение во входной контроль каждой партии жиров показателей окислительной порчи (перекисное число, индукционный период) и жирнокислотного состава. Процессы окислительной порчи можно замедлить, используя в рецептурах кондитерских изделий жиры, содержащие насыщенные жирные кислоты. Дополнительные рекомендации по увеличению хранимоспо-собности кондитерских изделий включают увеличение предельных величин индукционного периода жировой фракции и уменьшение перекисного числа жира в сырье и полуфабрикатах. Введение ан-тиоксидантов также позволит замедлить окислительные процессы, протекающие в жировой фракции (рис. 3).
Существенным является вопрос использования возвратных отходов (добавление обрезков теста к вновь приготовленному тесту или крошки выпеченных полуфабрикатов в качестве популярной отделки тортов и порожных), зачастую выступающих в роли катализатора процессов порчи и причин возникновения затхлых, неприятных запахов. На предприятии необходимо установить оптимальный период и температуру хранения возвратных отходов, которые должны строго соблюдаться.
Рис. 3. Условия повышения окислительной стабильности кондитерских изделий
В связи с тем, что рост микроорганизмов замедляется с понижением температуры, их целесообразно хранить при 4 °С, рассыпав тонким слоем, и использовать в течение суток; необходимо разработать и строго соблюдать график использования возвратных отходов. Применение возвратных отходов только в специально разработанных сортах изделий и высокотемпературная обработка крошки непосредственно перед ее использованием позволят дополнительно минимизировать риски. Каждые 3-4 дня рекомендуется делать перерыв в производстве, чтобы начать работу с вновь приготовленным тестом и избежать постепенного нарастания микробиологической активности.
Органолептическим критерием подтверждения хранимоспособности кондитерских изделий является «выраженное сохранение требуемых органолепти-ческих свойств». В то время как существующие инструментальные методы позволяют характеризовать частные признаки качества, органолептический метод быстро, объективно и надежно дает общее впечатление о качестве продуктов, особенно в отношении таких показателей, как вкус, запах и текстура, при этом корреляция между органолеп-тическими и инструментальными методами достигается путем тщательного подбора последних.
Таким образом, обеспечение хранимо-способности кондитерских изделий - это комплексный процесс, не только затрагивающий рецептуру изделия, но и требующий значительных изменений в производственном процессе, логистике, системе контроля качества и др. В заключение следует отметить, что обеспечение храни-моспособности выпускаемой продукции подразумевает соблюдение прав потреби-
телей и свидетельствует о высокой социальной ответственности предприятия.
ЛИТЕРАТУРА
1. ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции».
2. Черешнев, В.А. Проблема продовольственной безопасности: национальные и международные аспекты/ В.А. Черешнев, В.М. Позняковский // Индустрия питания. -2016. - № 1. - С. 6-14.
3. Килкаст, Д. Стабильность и срок годности. Хлебобулочные и кондитерские из-делия/Д. Килкаст, П. Субраманиам - СПб.: Профессия, 2012. - 442 с.
4. Минифай, Б. Шоколад, конфеты, карамель и другие кондитерские изделия/Б. Минифай - СПб.: Профессия, 2005. - 816 с.
5. Блэкберн, Клив де В. Микробиологическая порча пищевых продуктов/Клив де В. Блэкберн - СПб.: Профессия, 2008. - 781 с.
6. Мэнли, Д. Мучные кондитерские изде-лия/Д. Мэнли - СПб.: Профессия, 2003. - 558 с.
7. Ковен, С.П. Дополнительные рекомендации хлебопекам и кондитерам. Еще 151 вопрос и ответ/С.П. Ковен, С.Л. Янг - СПб.: Профессия, 2011. - 246 с.
8. Ковен, С.П. Практические рекомендации хлебопекам и кондитерам. 202 вопроса и от-вета/С.П. Ковен, С.Л. Янг - СПб.: Профессия, 2006. - 238 с.
9. МУК 4.2.1847-04 «Санитарно-эпидемиологическая оценка сроков годности и условий хранения пищевых продуктов. Методические указания».
10. СанПиН 2.3.2.1324-03 «Гигиенические требования к срокам годности и условиям хранения пищевых продуктов».
11. Нечаев, А.П. Пищевая химия/А.П. Нечаев, С. П. Траубенберг, А. А. Кочеткова -СПб.: ГИОРД, 2003. - 640 с.
12. Кондратьев, Н.Б. Повышение сохранности кондитерских изделий/ Н. Б. Кондратьев - М.: Перо, 2015. - 250 с.
13. Стеле, Р. Срок годности пищевых продуктов: расчет и испытание - СПб.: Профессия, 2006. - 480 с.
14. Баранов, Б. А. Теоретические и прикладные аспекты показателя «активность воды» в технологии продуктов питания. Диссертация на соискание ученой степени д-ра техн. наук. - СПб., 2000. - 247 с.
15. Черевко, А. И. Энциклопедия питания. Т. 6. Процессы, происходящие в продуктах при обработке/А.И. Черевко под общей ред. В.М. Михайлова - М.: ^оРус, 2018. - 544 с.
16. Винникова, Л.Г. Технология мяса и мясных продуктов/Л.Г. Винникова - ^ев: Фирма Инкос, 2006. - 600 с.
REFERENCES
1. TR TS 021/2011 «O bezopasnosti pish-hevoj produkcii».
2. Chereshnev, V. A. Prob1ema prodovo1'stvennoj bezopasnosti: naciona1'nye i mezhdunarodnye aspekty/V.A. Chereshnev, V. M. Poznjakovskij // Industrija pitanija. -2016. - № 1. - S. 6-14.
3. Ki1kast, D. Stabi1'nost' i srok godnosti. H1e-bobu1ochnye i konditerskie izde1ija/D. Ki1kast, P. Subramaniam - SPb.: Professija, 2012. - 442 s.
4. Minifaj, B. Shoko1ad, konfety, karame1' i drugie konditerskie izde1ija/B. Minifaj - SPb.: Professija, 2005. - 816 s.
5. B1jekbern, K1iv de V. Mikrobio1ogicheskaja porcha pishhevyh produktov/K1iv de V. B1jek-bern - SPb.: Professija, 2008. - 781 s.
6. Mjen1i, D. Muchnye konditerskie izde1i-ja/D. Mjen1i - SPb.: Professija, 2003. - 558 s.
7. Koven, S.P. Dopo1nite1'nye rekomendacii h1ebopekam i konditeram. Eshhe 151 vopros i otvet/S.P. Koven, S.L. Jang - SPb.: Professija, 2011. - 246 s.
8. Koven, S. P. Prakticheskie rekomendacii h1ebopekam i konditeram. 202 voprosa i ot-veta/S.P. Koven, S.L. Jang - SPb.: Professija, 2006. - 238 s.
9. MUK 4.2.1847-04 «Sanitarno-jepidemio-1ogicheskaja ocenka srokov godnosti i us1ovij hranenija pishhevyh produktov. Metodicheskie ukazanija».
10. SanPiN 2.3.2.1324-03 «Gigienicheskie trebovanija k srokam godnosti i us1ovijam hranenija pishhevyh produktov».
11. Nechaev, A. P. Pishhevaja himi-ja/A. P. Nechaev, S. P. Traubenberg, A.A. Kochet-kova - SPb.: GIORD, 2003. - 640 s.
12. Kondrat'ev, N.B. Povyshenie sohrannosti konditerskih izde1ij/N.B. Kondrat'ev - M.: Pero, 2015. - 250 s.
13. Ste1e, R. Srok godnosti pishhevyh produktov: raschet i ispytanie - SPb.: Professija, 2006. - 480 s.
14. Baranov, B.A. Teoreticheskie i prik1ad-nye aspekty pokazate1ja «aktivnost' vody» v tehno1ogii produktov pitanija. Dissertacija na soiskanie uchenoj stepeni d-ra tehn. nauk. -SPb., 2000. - 247 s.
15. Cherevko, A.I. Jencik1opedija pitanija. T. 6. Processy, proishodjashhie v produktah pri obrabotke/A.I. Cherevko pod obshhej red. V.M. Mihaj1ova - M.: KnoRus, 2018. - 544 s.
16. Vinnikova, L.G. Tehno1ogija mjasa i mjas-nyh produktov /L.G. Vinnikova - Kiev: Firma Inkos, 2006. - 600 s.
Авторы
Солдатова Елена Александровна, канд. техн. наук, Мистенева Светлана Юрьевна,
Савенкова Татьяна Валентиновна, д-р техн. наук, профессор ВНИИ кондитерской промышленности - филиал ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, 107023, Москва, ул. Электрозаводская, д. 20, стр. 3, [email protected], [email protected], [email protected]
Authors
Soldatova Elena Aleksandrovna, Candidate of Technical Sciences, Misteneva Svetlana Yur'evna,
Savenkova Tat'yana Valentinovna, Doctor of Technical Sciences, Professor All-Russian Scietific-Research Institute of the Confectionery Industry -Branch of the Federal Research Center for Food Systems named after V.M. Gorbatov RAS, 20, build. 3, Electrozavodskaya str., Moscow, 107023, [email protected], [email protected], [email protected]
