к.т.н., Галкин М.Л.,
к.т.н., Генель Л.С.

Редкий производитель пищевой продукции не сталкивался с проблемами ее преждевременной порчи или потери свежести в процессе хранения, выраженной в черствлении, росте микроорганизмов в продукции, ухудшении вкусовых свойств и т. д. Эти проблемы характерны для мясных, рыбных и молочных изделий, а также овощей и фруктов. Актуальна она и для мучных кондитерских изделий.

Один из факторов конкурентоспособности мучных кондитерских изделий, определяющих объем их продаж, - срок хранения. К ухудшению органолептических свойств готовых изделий в процессе хранения приводят потеря влаги и плесневение - самый распространенный вид микробиологической порчи пищевых продуктов. Устойчивость спор плесеней и их широкое распространение в исходном сырье и в окружающей среде создают серьезные трудности в борьбе с ними для технологов-кондитеров. Свежесть продукции в большинстве случаев обеспечивается балансом между содержанием влаги, микроорганизмов, вкусовых ингредиентов, а также консистенцией изделия и его компонентов. Чем выше содержание свободной влаги в продукте, тем он ощущается потребителем свежее, но влага сокращает срок его хранения преимущественно из-за развития в продукте микроорганизмов. Увеличение срока хранения, в свою очередь, достигается подбором ингредиентов, в том числе консервантов, режимами переработки, способом упаковки и условиями хранения готовой продукции.

Применение в продукции консервантов не всегда позволяет обеспечить даже декларируемый срок хранения. Однако для разработки технологии повышения сроков хранения без применения или с малым содержанием консервантов необходимо учесть параметры, способствующие росту колоний микроорганизмов до появления видимых признаков микробной порчи. Исследования процессов микробной порчи и снижения свежести пищевой продукции позволили выделить общий показатель, отвечающий и за свежесть, и за срок хранения. Этим общим показателем служит влажность продукции. Чем больше влажность продукта при той же консистенции, тем меньше срок хранения (при прочих равных условиях). На рис. 1 показаны полученные в сопоставимых условиях зависимости скорости размножения колоний микроорганизмов (на примере грибов рода Penicillium), от времени для образцов рулета с разным содержанием влаги.

Рис 1. Накопление при 22 °С клеток Penidllium на поверхности образцов рулетов, изготовленных из одинаковых ингредиентов, с различным содержанием воды: ▲ - 50 %, о ~ 60 %, ▇ - 70 %, Δ - 80 %, ϒ - 90 %; N₀ ~ количество клеток Penidllium в начальный момент времени; N - количество клеток Penidllium в момент времени t.

Из рис. 1 видно, что при одинаковых значениях первоначальной зараженности с увеличением содержания воды в продукте период размножения микроорганизмов до появления видимых признаков порчи уменьшается. Для размножения микроорганизмов неблагоприятна среда с низким содержанием влаги. Известно, что продукция с содержанием влаги существенно меньше 60 %, например, любые сушеные продукты - фрукты, мясо, морепродукты и т.д., иногда хранится более 3 мес с минимальным использованием консервантов. Но при этом свежими такие продукты назвать сложно. Вместе с тем сохранить свежесть (т.е. влажность и органолептические ощущения) и обеспечить срок хранения можно за счет применения добавок, связывающих свободную влагу (уменьшающих активность воды) и отдающих ее при определенных (нужных нам) условиях.

Литературный поиск, а также работа с зарубежными специалистами позво лили нам выбрать для решения задачи сохранения свежести пищевой продукции в качестве основы 1,2-пропиленгликоль. Этот продукт относится к традиционно применяемым влагоудерживающим пищевым добавкам (Е-1520). Дополнительное преимущество пропиленгликоля - его широкое и многолетнее успешное апробирование в пищевой промышленности, где, кроме влагоудерживающих свойств, он продемонстрировал также способности гомогенизировать и структурировать смешиваемые ингредиенты пищевого продукта. Однако пропиленгликоль является продукцией химической промышленности и производится путем гидратации окиси пропилена. Вследствие такого происхождения товарный 1,2-пропиленгликоль может содержать ионы металлов, в том числе тяжелых, а также изомер 1,3-пропиленгликоль и дипропиленгликоль. Токсикологические свойства дипропиленгликоля слабо изучены. 1,3-Пропиленгликоль более реакционноспособен, чем 1,2-пропиленгликоль, и склонен к полимеризации: образуются включения в виде слизи. Он способствует появлению комковатости у мучных кондитерских изделий, ухудшает работу фильтров и сит оборудования. Тяжелые металлы ухудшают токсикологию конечной продукции. Кроме того, ионы металлов железа и меди каталитически воздействуют на деструкцию биомолекул в пищевом продукте, особенно при термообработке. Такая деструкция приводит к образованию низкомолекулярных фракций, которые служат лучшей питательной средой для микроорганизмов, чем неповрежденные биомолекулы пищевого продукта (рис. 2).

Рис. 2. Влияние концентрации ионов металлов (Fe, Сu) в образцах рулетов на период времени до видимого появления следов плесени: ▇ - ионы Fe (кривая 1), ◆ - ионы Сu (кривая 2), ▲ - ионы Fe + Сu (мольное соотношение 1:1, кривая 3).

Представленные на рис. 2 зависимости объясняют особенности индивидуального поведения ионов железа и меди, а также особенности их совместного действия. Ионы Fe (кривая 1) умеренно катализируют деструкцию макромолекул пищевого продукта, но способствуют росту микроорганизмов. Ионы Сu (кривая 2) в составе пищевого продукта способствуют более активной, чем ионы Fe, деструкции макромолекул, но одновременно проявляют фунгицидные свойства, препятствуя росту микроорганизмов. Совместное действие ионов Fe и Сu в соотношении 1:1 (кривая 3) активизирует и процессы деструкции, и процессы роста микроорганизмов эффективнее при суммарной концентрации >2 мг/кг, чем каждый индивидуальный компонент. С целью придания исходному промышленному 1,2-пропиленгликолю улучшенных антимикробных свойств нами предложено воздействовать на него физико-химическим методом (адсорбцией) с последующей фильтрацией, что приводит к уменьшению содержания ионов металлов и изомеров. Неблагоприятные условия для размножения микроорганизмов в предварительно очищенном 1,2-пропиленгликоле усиливаются за счет введения в его состав экстрактов растений, выбранных из числа цветков липы, шелухи овса, подорожника, облепихи, винограда и т. д., проявляющих антимикробные свойства. Экстракты выбираются с учетом сохранения органолептических свойств пищевой продукции. Для синергизма антимикробных свойств очищенного 1,2-пропиленгликоля с экстрактами в его состав введены незначительные количества витамина С или лимонной кислоты. Последняя предпочтительна для составов, подвергающихся совместно с пищевой продукцией длительной тепловой обработке выше 80 °С. В результате смешения вышеперечисленных компонентов с 2004 г. производится 1,2-пропиленгликоль под торговой маркой ПРАМ, позволяющий сохранять свежесть и увеличивать срок хранения пищевой продукции.

По экспериментальным данным, при сравнительной оценке эффективности введения пропиленгликоля ПРАМ и исходного 1,2-пропиленгликоля в питательные среды с тест-штаммом гриба Penicillium выявлено, что время до начала плесневения (появление видимых признаков роста) при введении ПРАМ увеличивается как минимум на 30 % в сравнении с образцом с исходным 1,2-пропиленгликолем, а количество колоний тест-штамма гриба при использовании ПРАМ уменьшается приблизительно в 3 раза (рис. 3).

Рис. 3. Внешний вид образцов рулета при хранении в течение 21 сут при температуре 12 °С а - с применением ПРАМ; б - с применением исходного 1,2-пропиленгликоля классификации USP.

В данной статье показаны возможности ПРАМ на примере рулета и некоторых модельных сред, однако есть основания полагать, что высокая эффективность ПРАМ для сохранения свежести может проявляться и в некоторых других видах пищевой продукции. Например, исследование, выполненное на двух половинках разрезанной клубники при температуре 12 °С, показало, что половинка клубники, обработанная ПРАМ, сохраняла свежесть в течение 5 дней, в то время как вторая половинка покрылась слоем плесени менее чем за 3 дня (рис. 4).

Рис. 4. Внешний вид двух половинок одной клубники: а - обработанная ПРАМ (5 сут): б - необработанная (3 сут).

Такие свойства ПРАМ открывают перед кулинарами и кондитерами дополнительную возможность украшать свои изделия свежими фруктами и овощами с меньшим риском микробиологической порчи этих, продуктов. ПРАМ можно применять по той же технологии, что и 1,2-пропиленгликоль при изготовлении продукции, т. е. непосредственным введением в исходное сырье. Однако возможно его применение и без введения вовнутрь: окунанием!, распылением и т. д.

Пропиленгликоль ПРАМ выпускается по ТУ 2422-007-11490846-04, на него получено санитарно-эпидемиологическое заключение № 77.01.12.242.П.30939.12.4 от 29.12.04 (для производства продукции, используемой в пищевой, косметической, фармацевтической, ветеринарной и других отраслях промышленности).

ООО «Спектропласт» является разработчиком ПРАМ, располагает исследовательской и производственной химической и микробиологической базами и может предложить заказчику (с учетом его конкретного ассортимента выпускаемой продукции, технологического процесса и причин порчи его продукции) рекомендации по эффективному применению пропиленгликоля ПРАМ. Для проявления заявленных свойств количество вводимого ПРАМ рекомендуется разработчиком и регламентируется СанПиН 2.3.2.1293-03 на отдельные компоненты с учетом их концентрации и ТИ в зависимости от области применения и вида продукции, что может составить до 0,5 мас. %. Среди основных потребителей этого комплексного ингредиента целый ряд крупных хлебобулочных и кондитерских предприятий в Москве, Московской области и регионах. Применение ПРАМ из-за его малой дозы незначительно влияет на себестоимость продукции, однако позволяет существенно (до 40 %) снизить количество брака из-за микробной порчи и уменьшить содержание консервантов, а также продлить сроки хранения и улучшить потребительские свойства некоторых видов пищевой продукции.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Жарикова Г.Г. Микробиология продовольственных товаров. Санитария и гигиена. _ М.: Академия, 2005.
2. Методические указания МУК 4.2.762-99, 1999.
3. Цыганова Т.Б. Технология хлебопекарного производства. - Ml.: Проф- ОбрИздат, 2002.
4. Сарафанова Л.А. Пищевые добавки: Энциклопедия. - СПб.: ГИОРД, 2004.
5. СанПиН 2.3.2.1293-03, 2003.
6. Дымент О.Н., Казанский К.С, Мирошников A.M. Гликоли и другие производные окисей этилена и пропилена. - М.: Химия, 1976.