МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОснащениЯ лабораторий в каталоге MILKLIFE.RU

ИНГРЕДИЕНТЫ ДЛЯ МОЛОЧНЫХ И ДРУГИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ В КАТАЛОГЕ MILKLIFE.RU

Введение. 

Технический регламент Таможенного союза 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» определяет понятие «срок годности пищевой продукции» как «период времени, в течение которого пищевая продукция должна полностью соответствовать предъявляемым к ней требованиям безопасности, установленным настоящим техническим регламентом и (или) техническими регламентами Таможенного союза на отдельные виды пищевой продукции, а также сохранять свои потребительские свойства, заявленные в маркировке, по истечении которого пищевая продукция непригодна для использования по назначению». В соответствии с пунктом 7 статьи 17 ТР ТС 021/2011 срок годности пищевой продукции устанавливается изготовителем продукции [1]. 

В качестве рекомендаций для установления сроков годности пищевых продуктов в Российской Федерации производители руководствуются МУК 4.2.1847-04 «Санитарно-эпидемиологическая оценка обоснования сроков годности и условий хранения пищевых продуктов» и СанПиН 2.3.2.1324-03 «Гигиенические требования к срокам годности и условиям хранения пищевых продуктов» [2, 3]. 

Основой санитарно-эпидемиологического обоснования сроков годности пищевых продуктов в соответствии с МУК 4.2.1847-04 является проведение микробиологических, санитарно-химических исследований, оценка органолептических свойств образцов продукции в процессе хранения при температурах, предусмотренных техническими регламентами Таможенного союза (ЕАЭС), нормативной и/ или технической документацией. При этом исследуемые показатели продуктов должны выдерживать сроки хранения с учетом коэффициента резерва [2]. 

Основным критерием для положительной санитарно-эпидемиологической оценки обоснованности сроков годности продукции в соответствии с МУК 4.2.1847-04 является отсутствие отрицательной динамики всего комплекса изучаемых показателей качества продукта в соответствии с разработанной программой микробиологических, физико-химических, органолептических испытаний в образцах от исследованных партий (в количестве не менее 3). Однако подтверждение сроков годности таким способом (путем проведения «натурных» испытаний согласно требованиям вышеуказанных методических указаний) имеет определенные временные ограничения, в силу чего более применимо для скоропортящейся продукции. Сроки испытаний для продукции длительного срока годности могут продолжаться несколько месяцев или даже лет, что для такого вида пищевой продукции совершенно неприемлемо. В настоящее время достаточно востребованы так называемые ускоренные методы по определению сроков годности, применение которых, как установлено проводимыми экспериментальными исследованиями, позволяет получать вполне объективные и достоверные результаты за более короткий промежуток времени. Согласно литературным данным, в настоящее время применяют уже устоявшиеся методы оценки – по показателю Q10, методом ускоренного испытания срока годности ASLT (Accelerated Shelf Life Testing) и по оценке рисков по Вейбуллу [4, 5, 6]. 

Метод оценки показателя Q10 основан на отношении между скоростями реакций, проходящих в пищевой продукции при изменении температуры (обычно «температурный шаг» меняют на 10 °С), и его часто используют в пищевой промышленности для выражения зависимости порчи от температуры. Этот же показатель положен в основу метода ASLT, который чаще всего применяется на начальной стадии разработки пищевых продуктов. По методу ASLT продукт хранят при повышенных температурных режимах и периодически проверяют его качество, тем самым определяя истечение срока годности. Кинетической моделью этого процесса является уравнение Аррениуса, согласно которому с повышением температуры на 10 °С скорость химических реакций увеличивается в 2 раза [4, 5]. 

Более надежные данные о сроке годности охлажденных и замороженных пищевых продуктов, мороженого, сырной массы, пастеризованного молока, а также сливочного масла можно получить методом Вейбулла (методом «максимального правдоподобия»), который дает пропорциональную вероятность порчи пищевого продукта по совокупной оценке, которую получают путем измерений или наблюдений за контролируемыми значениями и представляют в виде функции от времени (по принципу ответа «да/нет» на вопрос, приемлем ли данный продукт) [5, 6]. 

Некоторые прогностические модели по наличию микроорганизмов, вызывающих порчу пищевых продуктов, и патогенным микроорганизмам выложены в интернетресурсе. Например, программа Growth predictor (GP), разработанная в Великобритании (Институт Quadram). ComBase – онлайнбаза экспериментальных данных и набор инструментов моделирования, доступных через Интернет [8]. Ресурс представляет собой сотрудничество между Институтом пищевых исследований, Министерством сельского хозяйства США и Тасманским центром безопасности пищевых продуктов, который базируется на двух основных элементах – базе данных ComBase и ComBase Predictor. База данных ComBase содержит более 50 000 записей экспериментальных данных о различных болезнетворных микроорганизмах в пищевых продуктах при разных условиях окружающей среды. ComBase – это инструмент, который помогает прогнозировать микробные реакции в продуктах питания для поддержания более быстрого и качественного проектирования продуктов и процессов, а также для оценки и управления рисками для здоровья потребителей [8]. ComBase Predictor содержит различные модели роста, термической инактивации и нетепловой выживаемости для использования. Интерфейс пользователя позволяет вводить значения температуры, pH, значения активности воды или содержания NaCl в начальной концентрации, исходного физиологического состояния и времени. Несколько микроорганизмов могут быть нанесены на график одновременно для сравнительных целей. Также имеется дополнительный модуль анализа неопределенности, который позволяет исследовать влияние распределения неопределенности на скорость роста и физиологическое состояние с помощью интерактивного интерфейса [7, 8]. 

Известно, что методы математического моделирования качества пищевых продуктов применяют достаточно широко, однако они не всегда дают достоверные результаты, так как достаточно сложно спрогнозировать скорость и направление протекающих в этих продуктах биохимических и химических процессов. Более достоверные результаты установлены при использовании ускоренных методов. В настоящее время имеются сведения о разработанных методах ускоренной оценки сроков годности для отдельного ассортимента мясных продуктов [9], рыбных консервов [10], изучена возможность применения методов «ускоренного старения» для продуктов безалкогольной отрасли [11, 12]. 

На основе систематизации показателей качества и безопасности и требований законодательной базы во ФГАНУ «ВНИМИ» были установлены критерии комплексной оценки хранимоспособности молочного сырья и молочной продукции: изменение органолептических характеристик (вкус, запах, цвет, текстура, консистенция, внешний вид); наличие продуктов гидролиза белка (методы оценки гидролиза белка, определение продуктов его гидролиза); реакция молочных белков с редуцирующими сахарами (реакция Майяра) и образование редуцирующих сахаров; изменение кислотности продукта (активная – pH и титруемая); продукты гидролиза молочного жира (свободные жирные кислоты, активность липазы, определение отдельных жирных кислот) [13]. Однако данные критерии являются общими и не позволяют достоверно обосновать сроки годности для продуктов функциональной направленности длительного срока годности с учетом особенностей их состава, в то время как такие продукты достаточно востребованы и находят широкое применение в питании различных групп населения (например, сухие молочные смеси для специального питания) [13]. 

Для функциональных пищевых продуктов, в том числе на молочной основе, наиболее важны стабильность функциональных пищевых ингредиентов в период испытаний и неизменность их количества в готовом продукте, чтобы эффективность функционального пищевого продукта в отношении положительного влияния на организм человека не снижалась [14, 15, 16]. В период определения срока годности в функциональных продуктах не должны снижаться научно обоснованные полезные для здоровья человека свойства пищевых функциональных ингредиентов. В частности, антиоксидантный эффект, эффект метаболизма компонентов (например, углеводов), эффект поддержания деятельности сердечно-сосудистой системы, эффект поддержания деятельности желудочнокишечного тракта, эффект поддержания зубной и костной ткани, эффект поддержания иммунной системы [14, 15, 16]. 

Таким образом, сохранение полезных для здоровья человека свойств продуктов при обосновании сроков годности функциональных продуктов должны быть подтверждены. На основе систематизации показателей качества и безопасности и требований законодательной базы были установлены основные изменения в продукте, влияющие на срок годности функциональных продуктов на молочной основе с длительными сроками годности: • физико-химические изменения (отстаивание жира, гелеобразование белковых растворов в результате разрушающего действия молочного плазмина или бактериальных ферментов), синерезис, кристаллизация минеральных веществ, расщепление жира липазой, изменение состава сывороточных белков; • химические реакции (неферментативное потемнение при взаимодействии молочных белков с редуцирующими сахарами (реакция Майяра), окисление жира, которое может инициироваться свободными кислородными радикалами по месту ненасыщенных связей в жирных кислотах (особенно сопряженных двойных связей). Последнее катализируется светом и тяжелыми металлами, например медью; • биохимические реакции, обусловленные ростом и размножением микроорганизмов, следствием чего может быть повышение кислотности продукта, образование гелей казеина, наличие продуктов гидролиза белка (методы оценки гидролиза белка, определение продуктов его гидролиза); • деградация функциональных ингредиентов (например, витаминов) и снижение уровня их содержания; • изменение органолептических характеристик (вкус, запах, цвет, текстура, консистенция, внешний вид).

Экспериментальная часть. 

В процессе выполнения работы были исследованы сухие молочные смеси функциональной направленности, выработанные в лабораторных условиях сухим смешиванием с использованием сухого обезжиренного молока, концентрата молочных белков, функциональных ингредиентов. Для определения физико-химических показателей применяли следующие методы анализа: массовую долю белка определяли методом Кьельдаля по ГОСТ 34454-2018; содержание свободных аминокислот – методом капиллярного электрофореза по разработанной в ходе работы методике измерений; активную кислотность – по ГОСТ 32892-2014; перекисное число в жире, выделенном из продукта, – по ГОСТ Р 51453-99; активность липазы – по ГОСТ ISO 13082-2014. 

Результаты и их обсуждение. 

В ходе эксперимента в подготовленных образцах сухих молочных смесей функциональной направленности оценивались физикохимические измерения, биохимические реакции, органолептические характеристики (вкус, запах, цвет, текстура, консистенция, внешний вид) и содержание витаминов.  

Для оценки методики ускоренного определения сроков годности функциональных продуктов на молочной основе длительного хранения использовали метод ASLT и математическое моделирование, исходя из имеющихся наработанных статистических данных по показателям окислительной порчи, органолептической оценке, содержанию свободных аминокислот и параметрам оценки продуктов гидролиза белка. Метод ASLT применяли при аггравированных температурных режимах 20,0±2,0 °С и 35,0± 2,0 °С при пошаговом увеличении температуры хранения на 5,0 °С каждый месяц хранения до достижения температуры хранения 35,0±2,0 °С и 50,0±2,0 °С, что позволило оценить влияние повышенной температуры на основные показатели качества, пищевой ценности и состава продукта, с учетом внесенных функциональных ингредиентов. 

С использованием методов квалиметрии провели оценку качества сухих молочных смесей функциональной направленности с учетом установленных показателей безопасности, функциональной значимости, органолептических показателей и показателей пищевой ценности по уровням их качества и коэффициентам весомости, что позволило уточнить определенные аспекты разрабатываемой ускоренной методики определения сроков годности функциональных продуктов на молочной основе длительного срока годности. 

Для получения объективной оценки влияния температурных режимов хранения на компонентный состав продукта провели исследования сухой молочной смеси с внесенными ингредиентами (инулин, стевия, витаминно-минеральный премикс, состоящий из 4 элементов и 6 витаминов), которые показали, что в процессе хранения (в течение 4 месяцев при температуре 35…50 °С) сохранность жирорастворимых витаминов составила 93 %, в то время как наблюдалось плавное снижение содержания водорастворимых витаминов группы В. Также отмечалось незначительное изменение органолептических показателей в части вкуса и запаха, но не наблюдалось комкования и слеживаемости, что позволяет положительно оценить и структурные характеристики продукта. При этом хранение при температуре 20,0±2,0 °С не приводило к изменению органолептических характеристик и снижению содержания витаминов. Аналогичные тенденции наблюдались и при анализе состава белковой и жировой фракции исследованных образцов, а также по показателям окислительной порчи (перекисное число), так как было отмечено плавное нарастание значений перекисного числа в процессе хранения. В таблице приведены результаты исследований сухой молочной смеси, подвергнутой хранению в течение 4 месяцев при аггравированных температурных режимах (20,0±2,0 °С, 35,0±2,0 °С) и относительной влажности воздуха 85%. 

Согласно полученным результатам исследований, можно сделать вывод, что активность липазы является объективной оценкой качества функциональных продуктов на молочной основе в процессе хранения и увеличение на 6,1 ед/г активности липазы в образцах после 4 месяцев хранения указывает на возможность использования данного критерия как прогнозного. Также в ходе эксперимента было установлено, что изменение содержания свободных аминокислот наблюдается в сторону увеличения, что позволяет внести данный показатель в комплексную оценку качества функциональных продуктов на молочной основе длительного хранения, особенно с повышенным содержанием молочного белка. 

Выводы. 

Проведенные исследования положены в основу разработки ускоренной методики определения сроков годности функциональных продуктов на молочной основе длительного срока годности. Особенность разработки заключается в комплексном подходе к критериям оценки состава функциональных продуктов на молочной основе с учетом массива данных по изменяющимся показателям состава, установленных влияющих факторов, современных методов анализа. Использование метода ASLT и математического моделирования с установленными коэффициентами весомости позволят применить разработанную методику ускоренного определения сроков годности функциональных продуктов на молочной основе длительного срока годности для различных групп продукции.

Источник: Пищевая промышленность. – 2021. – №. 3. – С. 36-39.