CC BY
24
Научная статья
УДК 664.681:664.8.036.72
DOM0.52653ZPPI.2021.12.12.018
Влияние газовой модифицированной среды на сохранность мучных кондитерских изделий
Александра Владимировна Матюнина1, Лариса Валентиновна Зайцева2,
Николай Борисович Кондратьев3, Алла Евгеньевна Баженова4, Максим Владимирович Осипов5
2' 3,4,5ВНИИ кондитерской промышленности - филиал ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН, Москва, alexandra_matyunina@rambler.ru
Аннотация. С целью увеличения срока годности мучных кондитерских изделий проведены исследования влияния газовой модифицированной среды на их органолептические свойства. Изделия были упакованы в лотки из полипропилена и среднебарьерную многослойную пленку на основе полиэтилентерефталата под запайку лотков. Газовая модифицированная среда была представлена смесью углекислого газа и азота в соотношениях 20:80; 30:70; 50:50. Хранение образцов осуществлялось в течение 60 дней. Установлено, что замена воздушной среды на смесь углекислого газа и азота положительно влияла на их сохранность. Показано, что основным критерием сохранности изделий являются органолептические показатели, изменение которых происходят значительно раньше появления признаков микробиологической порчи. Использование газовой модифицированной среды при упаковывании кондитерских изделий позволило увеличить срок годности изделий в 3-6 раз. Наилучшие результаты были получены при использовании газов в соотношении 50:50. Таким образом, использование газовой модифицированной среды может рассматриваться в качестве альтернативы применению пищевых добавок для продления срока годности упакованных мучных кондитерских изделий.
Ключевые слова: мучные кондитерские изделия, газовая модифицированная среда, азот, углекислый газ, срок годности, органолептические показатели
Для цитирования: Матюнина А. В., Зайцева Л. В., Кондратьев Н. Б., Баженова А. Е., Осипов М. В. Влияние газовой модифицированной среды на сохранность мучных кондитерских изделий // Пищевая промышленность. 2021. № 12. С. 91-94.
Original article
Influence of gas modified medium on the safety of flour confectionery products
Alexandra V. Matyunina1, Larisa V. Zaytseva2, Nikolay B. Kondrat'ev3, Alla E. Bajenova4, Maksim V. Osipov5
'' 2 3' 4 5All-Russian Scientific Research Institute of Confectionery Industry (VNIIKP) - Branch of V. M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RAS, Moscow, alexandra_matyunina@rambler.ru
Abstract. In order to increase the shelf life of flour confectionery products, studies have been conducted on the effect of a modified gas medium on their organoleptic properties. The products were packed in trays made of polypropylene and a medium-barrier multilayer film based on polyethylene terephthalate for sealing the trays. The gas modified medium was represented by a mixture of carbon dioxide and nitrogen in the ratios 20:80; 30:70; 50:50. The samples were stored for 60 days. It was found that the replacement of the air environment with a mixture of carbon dioxide and nitrogen positively affected their safety. It is shown that the main criterion for the safety of products are organoleptic properties, the change of which occurs much earlier than the appearance of signs of microbiological spoilage. The use of a modified gas medium in the packaging of confectionery products allowed to increase the shelf-life of products by 3-6 times. The best results were obtained when using gases in a 50:50 ratio. Thus, the application of a modified gas medium can be considered as an alternative to the use of food additives to extend the shelf-life of packaged flour confectionery products.
Keywords: flour confectionery products, modified gas medium, nitrogen, carbon dioxide, shelf life, organoleptic indicators
For citation: Matyunina A. V., Zaitseva L. V., Kondrat'ev N. B., Bajenova A. E., Osipov M. V. Influence of gaz modified medium on the safety of flour confectionery products // Food processing industry. 2021;(12):91-94 (In Russ.).
Автор, ответственный за переписку: Александра Владимировна Матюнина, alexandra_matyunina@rambler.ru Corresponding author: Alexandra V. Matyunina, alexandra_matyunina@rambler.ru
© Матюнина А. В., Зайцева Л. В., Кондратьев Н. Б., Баженова А. Е., Осипов М. В., 2021
Введение. Увеличение сроков годности пищевой продукции при сохранении ее потребительских свойств является одной из приоритетных задач для пищевой индустрии. Разработка эффективных способов обеспечения сохранности пищевой продукции позволит транспортировать ее на дальние расстояния и существенно расширить рынки ее сбыта. Известно, что при хранении в пищевой продукции происходят процессы микробиологической и окислительной порчи, а также различные физико-химические процессы, приводящие к ухудшению органолептических свойств. Одним из путей повышения сохранности такой продукции является использование различных пищевых добавок, в частности консервантов, анти-оксидантов, влагоудерживающих агентов и т. д., препятствующих протеканию этих процессов
однако в последние годы с увеличением количества пищевых добавок и их перечня в маркировке пищевой продукции усилилась тенденция среди потребителей к приобретению пищевой продукции с так называемой «чистой этикеткой». Как правило, такая продукция совсем не содержит или содержит минимальное количество пищевых добавок. Поэтому перед промышленностью стоит задача поиска альтернативных решений для обеспечения сохранности пищевой продукции.
Так как для роста большинства микроорганизмов, протекания окислительных и целого ряда других физико-химических процессов необходим кислород, то исключение или ограничение контакта с ним может способствовать продлению сроков годности пищевой продукции. В связи с этим в последние годы активизировались исследования по разработке различных упаковочных решений, включая био-разлагаемую упаковку, способствующих ограничению контакта с кислородом воздуха или его полному исключению [1-3].
Одним из путей является замена воздушной среды в упакованном изделии на газовую модифицированную среду (ГМС). Исследования, проведенные в Канаде, Новой Зеландии, США и Франции, показали, что замена кислорода на смесь углекислого газа и азота при упаковывании хлебобулочных и мучных кондитерских изделий позволяет продлить их сроки годности [4-9].
Углекислый газ является наиболее важным компонентом для упакованных в ГМС мучных кондитерских изделий. Он обладает как фунгистатическим, так и бактериостатическим действием, что особенно важно для продуктов длительного хранения. Азот является инертным газом, не оказывающим влияния на органолеп-тические свойства продукта, и потому часто используется в качестве наполнителя.
таким образом, исследование влияния замены воздушной среды на ГМС для упакованной пищевой продукции являет-
ся актуальным с точки зрения продления сроков ее годности без использования пищевых добавок.
Цель работы - исследование влияния ГМС, состоящей из углекислого газа и азота, на пролонгацию сроков годности мучных кондитерских изделий (МКИ).
Объекты и методы исследований.
Объектами исследований являлись следующие наименования МКИ: печенье «Курабье», «Маковка», «Имбирное», «Морковное», «Овсяное хрустящее»; кольцо песочное с арахисом; «Америка-нер с шоколадом»; маффин шоколадный; мини-кексы.
На 2-е сутки после выпечки МКИ упаковывались в лотки из полипропилена и запаивались среднебарьерной многослойной пленкой на основе полиэти-лентерефталата на автоматическом запайщике лотков б. Mondini TRAVE384VG (б. Mondini Италия). Контролем служили образцы МКИ, герметично упакованные в воздушной среде без использования ГМС.
В качестве ГМС для модельных образцов использованы смеси углекислого газа (СО2) и азота (N2) в следующих пропорциях: 20:80; 30:70; 50:50. Внесение различных смесей газов осуществлялось на этапе упаковки на автоматизированной упаковочной линии. На данном этапе происходило создание вакуума, удаление воздуха из упаковки, а затем наполнение заданной смесью.
Смеси газов автоматически подготавливались в специализированных емкостях с предварительным переводом из сжиженного состояния в газообразное и передавались по трубопроводам к упаковочным линиям. При этом удаление кислорода из упаковки было быстрым и полным, его остаточный уровень составлял менее 1 %.
Все образцы закладывались на хранение до 60 сут, вскрывались на 10-е, 20-е, 30-е, 40-е, 60-е сутки хранения с последующим проведением органолептического и микробиологического исследований.
Количественное определение химического состава смеси газов определяли портативным газоанализатором Oxybaby M+i O2/CO2 (WITT-GASETECHNIK, Германия).
Органолептический анализ образцов МКИ производился стандартными методами в соответствии с ГОСТ 24901-2014 «Печенье. Общие технические условия» и ГОСТ 15052-2014 «Кексы. Общие технические условия».
Определение микробиологических показателей образцов МКИ производилось по ГОСТ ISO 7218-2015 «Микробиология пищевых продуктов и кормов для животных», 10444.15-94 «Продукты пищевые. Методы определения количества мезо-фильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов», ГОСТ 31659-2012 «Продукты пищевые. Метод выявления бактерий рода Salmonella», ГОСТ 31747-2012 «Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества бактерий группы кишечных палочек (колиформных бактерий)».
Результаты и их обсуждение. Исследования органолептических свойств печенья выявили, что упакованные в ГМС образцы показали лучшие результаты по сравнению с контрольными образцами. При этом использованная упаковка обеспечила заданные параметры смеси газов на протяжении всего исследуемого срока годности печенья (табл. 1).
Полученные данные позволили установить, что наихудшие показатели при хранении выявлены для контрольных образцов: маффин шоколадный, мини-кексы
Таблица 1
Влияние ГМС на сохранение органолептических свойств МКИ
Наименование МКИ Использованная ГМС Время хранения, сут Органолептические показатели МКИ по окончании хранения
5 10 20 30 40 60
Печенье сдобное «Курабье» без ГМС + + - Посторонний привкус
Ы2:СО2 (20:80) + + + + + - Посторонние привкус и запах
Ы2:СО2 (30:70) + + + + + - Посторонние привкус и запах
Ы7:СО7 (50:50) + + + + + +
Печенье сдобное «Маковка» без ГМС + + + - Прогорклый запах
Ы7:СО7 (20:80) + + + + + - Прогорклый запах
Ы7:СО7 (30:70) + + + + + -
Ы7:СО7 (50:50) + + + + + +
Маффин «шоколадный» без ГМС + - Прогорклый запах, горький привкус
Ы2:СО2 (20:80) + + + - Прогорклый запах, горький привкус
Ы2:СО2 (30:70) + + + - Прогорклый запах, горький привкус
Ы2:СО2 (50:50) + + + + - Прогорклый запах, горький привкус
Прдолжение таблицы 1
Наименование МКИ Использованная ГМС Время хранения, сут Органолептические пока-
5 10 20 30 40 60 затели МКИ по окончании хранения
без ГМС + - Посторонний запах, черствеет
Мини-кексы Ы2:СО2 (20:80) + + + - Посторонний запах
Ы2:СО2 (30:70) + + + - Посторонний запах
Ы2:СО2 (50:50) + + + + - Посторонний запах
без ГМС + + - Черствеет
Печенье Ы2:СО2 (20:80) + + + + - Посторонний запах
«Имбирное» Ы2:СО2 (30:70) + + + + - Посторонний запах
Ы2:СО2 (50:50) + + + + + +
Печенье без ГМС + + - Арахис имеет прогорклый вкус
песочное «Кольцо с арахисом» Ы2:СО2 (20:80) Ы2:СО2 (30:70) + + + + + + + + - Прогорклый запах Прогорклый запах
Ы2:СО2 (50:50) + + + + +-
без ГМС + - Прогорклый запах
Печенье Ы2:СО2 (20:80) + + + + - Прогорклый запах
«Морковное» Ы2:СО2 (30:70) + + + + - Прогорклый запах
Ы2:СО2 (50:50) + + + + +- Посторонний запах
без ГМС + + - Прогорклый запах и горький привкус
Печенье овсяное «Хрустя- Ы2:СО2 (20:80) + + + - Прогорклый запах и горький привкус
щее» Ы2:СО2 (30:70) + + + - Прогорклый запах и горький привкус
Ы2:СО2 (50:50) + + + + - Прогорклый запах
без ГМС + + - Прогорклый вкус, черствение
Американер Ы2:СО2 (20:80) + + + + - Посторонний запах
с шоколадом Ы2:СО2 (30:70) + + + + - Посторонний запах
Ы2:СО2 (50:50) + + + + +- Посторонний запах
Примечание: «- I-» - соответствуют, «- » - не соответствуют
Таблица 2
Микробиологические показатели МКИ в процессе хранения при 1=18±3 °С (10-60 сут), упакованных с применением и без применения ГМС
Содержание микроорганизмов, КОЕ/г, в процессе хранения при температуре 18±3 °С, 60 сут
Наименование МКИ КМАФАнМ, КОЕ/г, не более Бактерии группы кишечных палочек (колиформы), не допускаются в массе продукта, г (см3) S. aureus, не допускаются в массе продукта, г (см3) Плесени, КОЕ/г, не более Дрожжи, КОЕ/г, не более
а а а а а
1-е сутки На окончание срок годности' 1-е сутки На окончание срок годности' 1-е сутки На окончание срок годности' 1-е сутки На окончание срок годности' 1-е сутки На окончание срок годности'
Печенье сдобное «Курабье» 2Х101 7Х101 н/о н/о н/н н/н 0 0 0 0
Печенье сдобное «Маковка» 2Х101 1х102 н/о н/о н/н н/н 0 0 0 0
Маффин «шоколадный» 2Х101 5х102 н/о н/о н/о н/о 0 2 0 0
Мини-кексы 2Х101 5х102 н/о н/о н/о н/о 0 2 0 0
Печенье «Имбирное» 1Х101 5х101 н/о н/о н/н н/н 0 0 0 0
Печенье песочное «Кольцо с арахисом» 2х101 5х102 н/о н/о н/н н/н 1 3 0 0
Печенье «Морковное»! 2х101 8х102 н/о н/о н/н н/н 0 2 0 1
Печенье овсяное «Хрустящее» 2х101 1х102 н/о н/о н/н н/н 0 0 0 0
Американер с шоколадом 1х101 5х101 н/о н/о н/н н/н 0 0 0 0
Примечание: «н/о» - не обнаружено, «н/н> - не нормируется
и печенье «Морковное». При хранении более 10 сут наблюдалось появление постороннего запаха и горького привкуса.
Для печенья «Курабье», «Имбирное», «Овсяное хрустящее» и «Американер с шоколадом» органолептическая порча фиксировалась на 20-е сутки хранения. Наилучшие результаты при хранении показало печенье «Маковка», изготовленное без использования консервантов и упакованное без применения ГМС. Его образцы утратили свои потребительские свойства только на 30-е сутки хранения.
Замена воздушной среды на ГМС во всех случаях позволила продлить сроки годности МКИ. При этом использование ГМС 20:80 (СО2^2) и 30:70 (СО2^2) дало одинаковые результаты. Для печенья «Маковка» и «Курабье» появление посторонних привкуса и запаха произошло на 60-е сутки хранения. В остальных образцах посторонние привкус и запах выявлены на 40-е сутки хранения. Для маффина шоколадного и мини-кексов использование ГМС продлило срок их годности до 20 сут.
Наилучшие результаты были получены при использовании ГМС с равным содержанием углекислого газа и азота. В этом случае при хранении печенья «Маковка», «Курабье» и «Имбирное» в течение 60 сут органолептические показатели соответствовали исходным образцам. Использование этой ГМС увеличило срок годности образцов МКИ (без ухудшения органо-лептических свойств) на 10-20 сут по сравнению с изделиями, упакованными с использованием ГМС с большим содержанием углекислого газа. Это свидетельствует о том, что соотношение азота и углекислого газа в значительной степени влияет на сохранность упакованных МКИ.
Проведенные исследования показали, что в упакованных МКИ с применением и без применения ГМС при всех исследованных сроках (10-60 сут) хранения органолептическая порча происходила раньше, чем микробиологическая. В табл. 2 приведены максимальные значения микробиологических показателей образцов МКИ на окончание срока годности, определенного по ухудшению органолептиче-ских показателей.
Как видно из приведенных данных, ни у одного из образцов МКИ не наблюдалось превышения микробиологических показателей, нормируемых Техническим регламентом Таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» (табл. 3).
Заключение. Замена воздушной среды на ГМС в герметично упакованных МКИ положительно влияет на их сохранность. Применение ГМС и герметичной упаковки позволяет увеличить сроки годности изделий в 3-6 раз.
Смесь углекислого газа и азота в пропорции 50:50 с остаточным кислородом
Таблица 3
Нормируемые микробиологические показатели ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции»
Допустимые уровни микробиологических показателей
МКИ КМАФАнМ, КОЕ/г, не более Бактерии группы кишечных палочек (колифор-мы), не допускаются в массе продукта, г (см3) S. aureus, не допускаются в массе продукта, г (см3) Плесени, КОЕ/г, не более Дрожжи, КОЕ/г, не более
Печенье 1х104 0,1 Не нормируется 100 50
Кексы 5х103 0,1 0,1 50 50
менее 1% является наиболее оптимальной для увеличения срока годности упакованных МКИ.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что использование ГМС может рассматриваться в качестве альтернативы применению пищевых добавок для увеличения срока годности упакованных МКИ.
Список источников
1. Федотова О. Б., Пряничникова Н. С. Исследование изменения структуры полиэтиленового слоя упаковки, контактирующего с пищевым продуктом, при воздействии ультрафиолетового излучения // Пищевые системы. 2021. Т. 4. № 1. С. 56-61. DOI: https:// doi.org/10.21323/2618-9771-2021-4-1-56-61
2. Бессараб О. В., Посокина Н. Е. Применение полимерной и комбинированной реторт-упаковки в производстве консервированной продукции (обзор) // Пищевая промышленность. 2021. № 10. С. 51-59. DOI: https://doi. org/10.52653/PPI.2021.10.10.004
3. Балыхин М. Г., Тверитникова И. С., Кирш И. А., Банникова О. А., Безнаева О. В., Губанова М. И., Филинская Ю. А., Кондратова Т. А., Щетинин М. П. Биоразлагаемые полимерные материалы на основе полиэтилена и крахмала, модифицированных неионогенным ПАВ // Пищевая промышленность. 2021. № 10. С. 64-68. DOI: https://doi.org/10.52653/ PPI.2021.10.10.015
4. Smith J. P., Daifas D. P., El-Khoury W., Koukoutsis J., El-Khoury A. Shelf life and safety concerns of bakery // Critical Reviews in Food
Science and Nutrition. 2010. Vol. 44. No. 1. P. 19-55.
5. DegirmenciogLu N., Gocmen D., Inkaya A. N., Aydin E., GuLdas M., Gonenc S. Influence of modified atmosphere packaging and potassium sorbate on microbiological characteristics of sliced bread // Journal of Food Scientists & Technologists. 2011. Vol. 48. No. 2. P. 236-241.
6. Guynot M. E., Sanchis V., Ramos A. J., Marin S. Mold-free shelf-life extension of bakery products by active packaging // Journal of Food Science. 2013. Vol. 68. No. 8. P. 2547-2553.
7. Fernandez U., Vodovots Y., Courtney P., PascaLL M. A. Extended shelf life of soy bread using modified atmosphere packaging // Journal of Food Protection. 2016. Vol. 69. № 3. P. 693-698.
8. Morren S., Ho Q. T., Stoops J., Dyck T. V., CLaes J., Verboven P., NicoLai' B., Campenhout L. V. Effect of product microstructure and process parameters on modified atmosphere packaged bread // Food Bioprocess Technology. 2017. No. 10. P. 328-339.
9. GaLic K., Curie D., Gabric D. Packaging and the shelf life of bakery goods // Food Scientist Nutrients. 2019. No. 49. P. 405-426.
References
1. Fedotova O. B., Pryanichnikova N. S. Research of the polyethylene packaging layer structure change in contact with a food product at exposure to ultraviolet radiation.
Pischevie sistemi = Food systems. 2021;4(1):56-61. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2021-4-1-56-61 (In Russ.).
2. Bessarab O. V., Posokina N. E. The use of polymer and combined retort packag-ingin the production of canned products (review). Pischevaya promyshLennost' = Food industry. 2021;(10):51-59. DOI: https://doi. org/10.52653/PPI.2021.10.10.004 (In Russ.).
3. BaLykhin M. G., Tveritnikova I. S., Kirsh I. A., Bannikova O. A., Beznaeva O. V., Gubanova M. I., FiLinskaya Yu. A., Kondratova T. A., Schetinin M. P. Biodegradable polymer materials based on poLyethyLene and starch modified with nonion-ic surfactants. Pischevaya promyshLennost' = Food industry. 2021;10:64-68. https://doi. org/10.52653/PPI.2021.10.10.015
4. Smith J. P., Daifas D. P., EL-Khoury W., Koukoutsis J., EL-Khoury A. SheLf Life and safety concerns of bakery. CriticaL Reviews in Food Science and Nutrition. 2010;44(1):19-55.
5. DegirmenciogLu N., Gocman D., Inkaya A. N., Aydin E., GuLdus M., Gonenc S. InfLuence of modified atmosphere packaging and potassium sorbate on microbioLogicaL characteristics of sLiced bread. JournaL of Food Scientists & TechnoLogists. 2011;48(2):236-241.
6. Guynot M. E., Sanchis V., Ramos A. J., Marin S. MoLd-free sheLf-Life extension of bakery products by active packaging. JournaL of Food Science. 2013;68(8):2547-2553.
7. Fernandez U., Vodovots Y., Courtney P., PascaL M. A. Extended sheLf Life of soy bread using modified atmosphere packaging. JournaL of Food Protection. 2016;69(3): 693-698.
8. Morren S., Ho Q. T., Stoops J., Dyck T. V., CLaes J., Verboven P., NicoLai' B., Campenhout L. V. Effect of product microstructure and process parameters on modified atmosphere packaged bread. Food Bioprocess TechnoLogy. 2017;(10):328-339.
9. GaLic K., Curic D., Gabric D. Packaging and the sheLf Life of bakery goods. Food Scientist Nutrients. 2019;(49):405-426.
Информация об авторах
Матюнина Александра Владимировна, аспирант, Зайцева Лариса Валентиновна, д-р техн. наук, Кондратьев Николай Борисович, д-р техн. наук, Баженова Алла Евгеньевна, Осипов Максим Владимирович
ВНИИ кондитерской промышленности - филиал ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН, 107023, Москва, ул. Электрозаводская, д. 20, стр. 3,
a1exandra_matyunina@ramb1er.ru
Information about the authors
Alexandra V. Matyunina, graduate student, Larisa V. Zaytseva, Doctor of Technical Sciences, Nicolay B. Kondrat'ev, Doctor of Technical Sciences, Alla E. Bajenova, Maksim V. Osipov
All-Russian Scientific Research Institute of Confectionery Industry (VNIIKP) - Branch of V. M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RAS, 20, building 3, Elektrozavodskaya str., Moscow, 107023, alexandra_matyunina@rambler.ru
Статья поступила в редакцию 21.10.2021; принята к публикации 18.11.2021. The article was submitted 21.10.2021; accepted for publication 18.11.2021.
