К вопросу прогнозирования сроков хранения (годности) продовольственных товаров (Российская Федерация)

Ю.И. Сидоренко, д.т.н., проф., заместитель директора по перспективному развитию, К.Б. Гурьева, к.т.н., заведующая лабораторией. ФГБУ НИИПХ Росрезерва

 

К вопросу прогнозирования сроков хранения

(годности) продовольственных товаров

 

Срок хранения – это период, по истечении которого продукт пригоден к употреблению по назначению, однако, его потребительские характеристики могут быть снижены. Срок годности – это период, в течение которого пищевой продукт считается пригодным для использования по назначению.

Анализ данных, имеющихся в литературе по установлению сроков хранения (годности) пищевых продуктов показывает, что исследования по оценке и изменению качества и потребительских характеристик пищевых продуктов при хранении в настоящее время проводят по трем направлениям:

• традиционные испытания в соответствии с требованиями документации с определенной периодичностью [1-2];
• применение методов математического моделирования изменения качества пищевых продуктов [3-4];
• применение ускоренных способов старения [5-13].

Традиционные (стандартные) испытания по изменению качества и безопасности товаров в процессе хранения при температурах, установленных в нормативной документации, самые достоверные, но это достаточно длительный процесс, так как срок хранения (годности) многих консервированных продтоваров установлен от одного года до трех-пяти лет. Рекомендации по установлению сроков годности изложены в Методических указаниях МУК 4.2.1847-04 «Санитарно-эпидемиологическая оценка обоснования сроков годности и условий хранения пищевых продуктов» [2]. Согласно данному документу, продолжительность хранения при исследованиях определяется гарантийным сроком хранения (годности), установленным ГОСТ или изготовителем. С учетом требований МУК 4.2.1847-04, сроки исследования продовольственных товаров должны превышать по продолжительности предполагаемый срок годности для нескоропортящихся продуктов в 1,15 раза.

Методы математического моделирования изменения качества пищевых продуктов не всегда дают достоверные результаты, так как достаточно сложно прогнозировать биохимические и химические процессы. В связи с этим большой интерес представляют методы искусственного старения ускоренным способом, позволяющие значительно сэкономить время и прогнозировать определенные показатели качества. Однако исследования по применению метода ускоренного старения могут быть использованы по отношению к ограниченному перечню продовольственных товаров: галеты, кондитерские изделия, растительные масла, молочные продукты и некоторые другие. Так разработаны способы прогнозирования качества галет, шоколада, сгущенных молочных консервов по показателям окислительной порчи жиров. Показано, что действующих в настоящее время в НТД показателей качества недостаточно для оценки и прогнозирования окислительной стабильности и сроков их годности. Для оценки качества предложено использовать такие показатели как жирнокислотный состав, время индукции липидов, химический состав токоферолов [6-10].

Для количественной оценки и прогнозирования качественных изменений пищевых продуктов в процессе хранения необходимо построение кинетической математической модели, связывающей показатели качества продукта (параметры процесса) с независимыми переменными, влияющими на процесс (факторами) [5]. Кинетические исследования базируются на измерении скорости процесса, которая зависит как от внешних (температура, давление и т.д.), так и от внутренних факторов (концентрация, рН и т.д.).

Но для подавляющего большинства пищевых продуктов прогноз состояния объекта по одному параметру не дает удовлетворительных результатов. В исследованиях скоропортящихся продуктов отмечалось, что срок годности образцов может лимитироваться одним, двумя и более качественными признаками (цвет, вкус, консистенция, определяемые органолептически), причем их комбинация зависит от условий хранения. Большинство авторов отмечает, что с точки зрения математического моделирования пищевые продукты являются одним из наиболее сложных объектов [6-7].

Согласно литературным данным, во многих случаях зависимость скорости изменения показателя качества от температуры хранения удовлетворительно описывается уравнением Аррениуса. Энергию активации процесса и предэкспоненциальную постоянную определяют по графику зависимости натурального логарифма константы скорости процесса от обратной температуры процесса, выраженной в градусахКельвина. Величины энергии активации и фактора частоты могут меняться с изменением влажности и рН среды, температурного интервала и других внешних факторов. Такой подход успешно используется для моделирования снижения качества сухих пищевых продуктов, соков, овощей, моделировании снижения содержания витаминов в морепродуктах, при прогнозировании микробной порчи молокопродуктов и охлажденной рыбы.

На базе модели изменения качества продукта в процессе хранения возможна разработка экспресс-метода определения срока его годности. Проще всего такой подход реализуется для простых систем, состоящих из чистых искусственно полученных препаратов. По исследованиям [9-10],рекомендован метод определения устойчивости к окислениюрастительных масел [11], методики ускоренного определения сроков годности пищевых растительных масел [12]. Термин «ускоренное (климатическое, термическое) старение» используется авторами для определения экспериментов по ускоренному изменению показателей качества продукта в экстремальных условиях хранения (при повышенной температуре, влажности и т.д.).

Прогнозирование срока годности многокомпонентных систем на основе ускоренных испытаний осуществимо, если качество объекта лимитируется одним процессом. Для молочных и других скоропортящихся продуктов, основным параметром качества которых является рост микрофлоры, успешно применяются прогнозирующие модели микробного роста, построенные на базе уравнения Аррениуса или уравнения Рутковского [5], математического моделирования микробиологической обсемененности охлажденной рыбы с использованием коэффициента Моно [13]. Для некоторых сухих пищевых продуктов исследована зависимость скорости окисления жиров образца от условий упаковки и хранения. Рост скорости окисления липидов с ростом температуры хранения удовлетворительно описывается уравнением Аррениуса, что позволяет с достаточной точностью предсказать срок годности продуктов детского питания и картофельных чипсов. Если критическое значение показателя степени окисления липидов продукта не регламентируется нормативной документацией, оно устанавливается органолептически.

Таким образом, методы математического моделирования качества достаточно широко применяются для прогнозирования состояния разнообразных пищевых продуктов, несмотря на несомненную сложность объекта исследования. Консервированные пищевые продукты с этой точки зрения исследованы мало. В литературе описаны методы, позволяющие прогнозировать состояние и безопасность пищевых консервов после стерилизации, в то время как процесс хранения исследован недостаточнои имеются только эпизодические исследования. Так, в ГНУВНИИМП им. Горбатова проведены исследования по разработке методики ускоренного определения сроков годности мясопродуктов [14]. В работах Гипрорыбфлота [15]исследовано изменения показателей качества рыбных консервов в процессе хранения при натурной и повышенных температурах. Анализ результатов позволил выявитьхимические показатели состояния белков и липидов рыбных консервов, величина которых значимо и монотонно меняется в процессе хранения. Изменение этих параметров достоверно коррелирует со снижением органолептической оценки консервов.При этом, показано, что параметры микробной порчи консервов и химические показатели безопасности не достигают предельно допустимых значений при снятии продуктов с хранения по органолептической оценке. По результатам исследований сделано предположение, что срок годности рыбных консервов определяется изменением их дегустационных свойств.Испытан для ускоренного хранения диапазон температур хранения от 20 до 55°С, установлен рядзакономерностей, предложен экспресс-метод определения сроков годности, однако работы не завершены.

В связи с вышеизложенным, задача исследованиякинетики снижения качества пищевых продуктовв процессе хранения путем ускорения процессов при повышении температуры с последующим составлением прогноза по срокам хранения (годности) представляется нам актуальной как с научно-теоретической, так и с практической точки зрения.

Для решения проблемы прогнозирования сроков годности (хранения) ФГБУ НИИПХ Росрезерва приобретает современное оборудование (климатические камеры, термостаты, новые приборы).

Так, в2011г.Институт приобрел прибор ОXITEST для определения окислительной стабильности пищевых продуктов. В реакторах прибора анализируемые продукты подвергаются влиянию окислительной среды кислорода при высоких температурах и избыточном давлении. Это дает возможность за короткий период времени получить экспериментальные данные об устойчивости пищевых продуктов к окислению жиров как растительных, так и животных. Прибор ОXITEST сочетает в себе современную технологию и специальное программное обеспечение, которое позволяет оператору отслеживать и графически записывать динамику процессов окисления, затем рассчитывать период индукции. По результатам испытаний,может проводиться сравнительная оценка стабильности разных продуктов к окислению, математическая обработка результатов эксперимента ирасчет сроков хранения и годности.

Список литературы

1. Церевитинов О. Б. Научные основы длительного хранения пищевых продуктов : автореферат дис. … д-ра наук. − М., 1990.

2. СанПиН 2.3.2.1324-03. Гигиенические требования к срокам годности и условиям хранения пищевых продуктов. − Введ.  25.06.2003. − М., 2003.

3. Выродов И. П. Способы прогнозирования сроков годности пищевых продуктов // Известия ВУЗов. Пищевая технология. − 1998. − № 5-6. − С. 87-88.

4. Актериан С. Способ прогнозирования сроков годности пищевых продуктов с использованием качественных характеристик и факторов окружающей среды / /Известия ВУЗов. Пищевая технология. − 1997. − № 6. − С. 66-67.

5. Стеле Р. Сроки годности пищевых продуктов Расчеты и испытания. − СПб. : Профессия, 2006.

6. Аксенова Л. М., Скокан Л. Е. и др. Исследование изменений качества галет методом ускоренного старения // Хранение и переработка сельхозсырья. − 2002. − № 4. − С. 6-8.

7. Кондратьев Н. Б. Разработка способов прогнозирования качества кондитерских изделий с низкой влажностью по показателям окислительной порчи жиров : автореферат дис. … канд. наук. − М., 2001.

8. Шишкин Н. И. Устойчивость в хранении сгущенных молочных консервов : автореферат дис. … канд. наук. − М., 1981.

9. Лобанов В. Г., Каракай М. С., Щербакова Е. В. Окислительная устойчивость подсолнечных масел при ускоренном старении // Известия ВУзов. Пищевая технология. − 2001. − № 1. − С. 13-15.

10. Парфенова Т. В. и др. Обоснование методики расчета прогнозируемых сроков хранения растительных масел // Масложировая промышленность. − 2003. − № 2.

11. ГОСТ Р 51481−99. Жиры и масла животные и растительные  Метод определения устойчивости к окислению (метод ускоренного окисления). − М., 2001.

12. Методические указания по ускоренному определению сроков годности пищевых растительных масел : утв. зам. главного санитарного врача РФ №1100/2261-98-115 от 23.09.98г.

13. Громов И. А. Формирование улучшенных потребительских свойств охлажденной рыбы путем совершенствования характеристик охлаждающей среды : автореферат дис. … канд. наук. − М., 2010. 

14. Чернуха И. М., Гутник Б. Е и др. Научное обоснование и разработка методики ускоренного определения сроков годности консервированных мясопродуктов. Научное обеспечение инновационных процессов в мясоперерабатывающей отрасли / ГНУ ВНИИМП. − М., 2005. − Т. 2.

15. Одоева Г. А., Лукошкина М. В., Кинетика термического  старения рыбных консервов и экспресс-метод определения сроков годности / Материалы 1У международной конференции «Производство рыбной  продукции, проблемы, новые технологии, качество». − Калининград, 2007.