Микробиологические факторы обеспечения сохранности кондитерских изделий пенообразной структуры
Кондитерские изделия, согласно исследованиям, возглавляют список импульсных покупок. Зафиксированный 18%-ный рост спроса на зефир, пастилу и мармелад объясняется тем, что сладкое — доступный способ борьбы со стрессом у потребителя.
Отмеченный в числе роста покупательского спроса зефир является сахаристым кондитерским изделием сбивной структуры, изготавливается с использованием яблочного пюре и структурообразователей, имеет более низкую калорийность, так как при производстве не используются жиры.
Высокий интерес вызывают потребность в развитии и изменении технологий производства, придание данной группе изделий дополнительных характеристик и пищевой ценности. Помимо этого, актуальными направлениями остаются исследования по продлению сроков годности и обеспечению качества и безопасности изделий.
Для кондитерских изделий пенообразной структуры свойственно высыхание или увлажнение в процессе хранения, а также изменения микробиологических показателей под влиянием различных факторов (условия хранения, упаковочные материалы и рецептурный состав), связанных с появлением свободной влаги.
Один из способов расширения ассортимента зефира — использование глазури. Она придает изделиям особый вкус и аромат, защищает продукты от вредных воздействий, вызывающих порчу изделия. Кондитерская глазурь, часто используемая в среднем сегменте, изготавливается на жирах лауринового типа. В процессе хранения изделия, покрытые глазурью, изготовленной с использованием заменителей масла какао лауринового типа, склонны к липолитической порче с появлением неприятного мылкого привкуса. Данные процессы происходят под воздействием ферментов липаз.
Липаза — это фермент, способный катализировать гидролиз сложноэфирных связей в водонерастворимых липидных субстратах. Известно, что липооксигеназа, тепловая обработка, кислород воздуха, солнечный свет и ряд других факторов влияют на скорость процессов гидролиза, вызывая прогоркание и сокращение срока годности пищевых продуктов.
Активными продуцентами липаз могут являться бактерии, плесневые грибы и дрожжи, так как в процессе их жизнедеятельности микробиологическая контаминантация может изменяться, увеличивая риск липолитической порчи. Ранее проведенные исследования показали, что микробиологическая обсемененность сырья может оказывать влияние на дальнейшую обсемененность готового изделия.
Упаковка может являться дополнительным фактором порчи изделия, влияющим на рост микроорганизмов.
Также способна оказывает влияние на микробиологические изменения, процессы влагопереноса и сохранность изделий повышенная температура. В процессе жизненного цикла изделия до прилавка может происходить хранение при различных температурах, тем самым увеличивая риск порчи изделий, поэтому была проведена оценка влияния различной температуры хранения на микробиологические показатели, в том числе отдельных частей зефира.
Поскольку в изделиях с низкой влажностью и высокой массовой долей жира, таких как шоколад, глазированные изделия, активность воды может достигать высоких значений (0,7–0,8), при которых возможны развитие ряда микроорганизмов и выработка ими липолитических ферментов, изменение активности воды и массовой доли влаги в процессе хранения будет оказывать влияние на качество кондитерских изделий.
Цель исследования — изучить влияние микробиологических показателей готового сырья и повышенной температуры на микробиологические показатели кондитерских изделий.
Материалы и методы исследования
Сырье для производства сбивных кондитерских изделий — какао-порошок (2 образца), пюре яблочное (асептическое) (2 образца), белок сухой яичный (2 образца) — было закуплено в торговой сети. Модельные образцы зефира, шоколадная глазурь на основе эквивалентов масла какао и кондитерская глазурь на основе заменителей масла какао лауринового типа были изготовлены по классическим рецептурам во ВНИИКП — филиале ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН.
Исследования проводились с 2022 по 2023 год. Образцы зефира были упакованы в полипропиленовую пленку толщиной 40 мкм, размером 140 × 140 мм и с коэффициентом паропроницаемости 340 см³*см / м²*сут*атм.
Массовая доля влаги измерена cогласно ГОСТ 5900-2014. Массовая доля фруктового сырья рассчитана по соотношению массовых долей яблочной кислоты, калия и магния, определенных методом капиллярного электрофореза. Плотность изделия измерялась по объему вытесненной жидкости. Активность воды определена изменением равновесного давления водяного пара в закрытых системах на анализаторе AquaLab 4TE (США).
Образцы хранились в климатической камере Climacell 404 (Чехия) и термостате Sanyo Mir 262 (Япония) при температурах 18 °С и 28 °С и относительной влажности окружающего воздуха 40%.
Количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) определено по ГОСТ 33536-2015, количество плесени и дрожжей — по ГОСТ 10444.12-2013, определения содержания спор мезофильных анаэробных микроорганизмов — по ГОСТ 32012-2012.
Математическая обработка экспериментальных данных проведена с помощью программы Excel 2019 (США).
Результаты и обсуждение
Обеспечение безопасности и сохранение качества пищевых продуктов на всем протяжении жизненного цикла — приоритетные задачи производства. Микробиологические нормативы безопасности пищевой продукции регламентируются ТР ТС 021/2011. Кондитерские изделия представлены большим ассортиментом, являются многокомпонентными пищевыми продуктами, при изготовлении которых используют различное сырье. Поэтому были проведены анализы микробиологических показателей различных партий сырья для производства сбивных кондитерских изделий (табл. 1).
Исследования показали более высокие значения микробиологических показателей у образцов какао-порошка. Значения по содержанию КМАФАнМ достигали 5 х 103, что в три раза превышало данные значения у образцов пюре яблочного и белка сухого яичного. Количество плесневых грибов не превышало нормы ТР ТС 021/2011. Дрожжи были выявлены только в пюре.
Результаты микробиологических анализов образцов сырья свидетельствуют о том, что какао-порошок может служить одним из более вероятных источников микробного загрязнения в процессе производства кондитерских изделий.
Провели физико-химические анализы изготовленных модельных образцов зефира глазированного (табл. 2, рис. 1).
Полученные значения соответствовали требованиям ГОСТ 6441-2014.
Модельные образцы зефира глазировали различными видами глазури, шоколадный состав которой представлен масло какао с высоким содержанием пальмитиновой, олеиновой и стеариновой кислот и кондитерской глазури, состав жировой фазы которой был представлен эквивалентом масла какао с высоким содержанием лауринового жира. Проводили исследования влияния химического состава глазури зефира глазированного, изготовленного на агаре, на изменение массовой доли влаги и активности воды в процессе хранения при температуре 18 °С и 28 °С, упакованного в полипропиленовую пленку толщиной 40 мкм (рис. 2, 3) в процессе хранения.
Исследования изменения массовой доли влаги и активности воды показали приблизительно одинаковые значения для шоколадной и кондитерской глазури. Для шоколадной глазури изменение массовой доли находилось в пределах от 12 до 10% (относительной), для кондитерской — 11–8,2% (относительной). Значения показателей активности воды на протяжении всего срока хранения оставались в диапазонах, при которых сохраняется риск роста микроорганизмов.
Проведены исследования микробиологических показателей модельных образцов зефира, глазированного шоколадной и кондитерской глазурью, упакованного в полипропиленовую пленку толщиной 40 мкм, в процессе хранения при температурах 18 °С и 28 °С (рис. 4, 5) в средней пробе изделия (рис. 7, 8). Дополнительным показателем было выбрано определение количества спор мезофильных анаэробных микроорганизмов, так как при достаточном доступе влаги они могут прорастать и оказывать влияние на изделие при хранении, так же как плесень.
Исследования показали, что количество КМАФАнМ и дрожжей соответствовало требованиям Технического регламента ТР ТС 021/2011. При этом в модельных образцах зефира, глазированного шоколадной глазурью, отмечен рост плесени после 4-й недели хранения. В модельных образцах зефира, глазированного кондитерской глазурью, более выраженный рост при увеличении температуры с 8-й по 12-ю недели хранения.
При повышении температуры хранения скорость микробиологических изменений увеличивается, однако увеличивается и скорость процессов влагопереноса, что приводит к уменьшению активности воды и снижению риска микробиологичеких изменений, что согласуется с результатами исследований микробиологических показателей глазированного шоколадной и кондитерской глазурью зефира, упакованного в полипропиленовую пленку толщиной 40 мкм в процес хранения при температуре 18 °С и 28 °С по слоям: глазурь (а), на границе фаз между глазурью и зефирной массой (б), зефирная масса (в) (рис. 6–8) — для подтверждения критического слоя.
Проведенные исследования подтвердили, что слой на границе фаз между глазурью и зефирной массой является источником обсемененности плесневыми грибами в связи с благоприятными условиями для роста микроорганизмов. Помимо этого, увеличение температуры снижало рост КМАФАнМ и увеличивало пост плесневых грибов. В модельных образцах, глазированных шоколадной глазурью, интенсивность роста микроорганизмов была ниже, чем в образцах, глазированных кондитерской глазурью.
Выводы
Для прогнозирования процессов микробиологической порчи необходимо контролировать не только исходную микробиологическую обсемененность кондитерских изделий пенообразной структуры, но и температуру хранения, свойство упаковочных материалов и другие факторы. Показано, что при повышении температуры количество КМАФАнМ в глазированном кондитерской глазурью зефире уменьшается от 2,1 х 102 КОЕ/г до 80 КОЕ/г, а количество плесени увеличивается от 130 до 170 КОЕ/г. Поэтому для обеспечения сохранности глазированных сбивных изделий необходимо повышать требования к исходной микробиологической обсемененности сырья, условиям хранения и транспортировки. Помимо этого, необходимо внесение в рецептуру влагоудерживающих компонентов для уменьшения скорости роста микробиоты в изделиях.
Об авторах
Алла Евгеньевна Баженова, научный сотрудник
bajenova.a@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-6994-8524
Всероссийский научно-исследовательский институт кондитерской промышленности — филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В.М. Горбатова Российской академии наук, ул. Электрозаводская, 20, Москва, 107023, Россия
УДК 664.149 DOI: 10.32634/0869-8155-2023-377-12-151-156
Сельское хозяйство, ветеринария, зоотехния, агрономия, агроинженерия, пищевые технологии
