Определения срока годности при хранении и контрольное тестирование

Г. Беттс и Л. Эверис, Сатрс1еп апс1 С1юг1еу\¥00с[ Боос! ИезеагсЬ АзэоспаЬоп

Введение

При хранении качество всех пищевых продуктов может ухудшаться. Охлажденные про­дукты являются особо скоропортящимися. Время, в течение которого качество продук­та поддерживается на уровне, приемлемом для потребителя, может быть названо сроком годности при хранении (сроком хранения). Срок хранения определяется некоторыми авторами как время между производством/упаковкой продукта и моментом, когда про­дукт становится неприемлемым для потребления при заданных условиях окружающей среды [11], или как время, когда продукт считается неприемлемым для потребления [23]. Срок хранения продукта определяется нежелательными изменениями качества, вызванными биологическими, химическими, биохимическими и физиологическими причинами, или соображениями пищевой безопасности, связанными с ростом пище­вых патогенов, которые не обязательно вызывают изменения качества продукта.

Существует ряд справочников, в которых приведены перечни сроков хранения ох­лажденных продуктов, так как каждый продукт имеет свой срок храпения, зависящий от конкретной рецептуры, ингредиентов и применяемых условий производства и хра­нения. Если некоторые из перечисленных факторов меняются, срок хранения подле­жит изменению (см. раздел 10.2). В литературе имеются некоторые общие рекоменда­ции для охлажденных продуктов [11] и продуктов, упакованных в РГС [9], но срок хранения продукта должен определяться уже при его разработке на научной основе в соответствии с методиками, основные принципы которых описаны ниже.

Обоснование конкретного срока хранения основывается на понятиях безопасности, качества и на коммерческих решениях. Маловероятно, что все эти составляющие да­дут один результат, но безопасность продукта всегда должна иметь высший приоритет. Существует, однако, много коммерческих и маркетинговых факторов, накладывающих ограничения, которые необходимо учитывать при определении приемлемости срока год­ности, определенного на основе микробиологической оценки с коммерческой точки зрения. Например, как соотносится срок хранения продукта со сроками хранения по­добных продуктов конкурентов? Достаточен ли данный срок хранения для продажи значительной доли продукта до истечения этого срока, что минимизирует объем запа­сов, которые необходимо утилизировать после его истечения? Достаточно ли велик срок хранения, чтобы можно было закупать продукт еженедельно, как закупается боль­шинство охлажденных продуктов [12]? Если существует минимальный коммерчески приемлемый срок хранения, его необходимо учитывать при разработке продукта и соответственно менять рецептуру.

Другим ограничением для производителей охлажденных продуктов является быс­трое расширение рынка. За последние десять лет значительно увеличилось количество продуктов и их видов [10]. Каждый год появляется около 7450 новых продуктов, при­чем примерно 3600 — это охлажденные продукты [7]. Рынок охлажденных продуктов в 1997 г. составил 5,1 млрд фунтов [4]. Такой динамичный рынок требует быстрой раз­работки и выпуска новых продуктов и новых сочетаний ингредиентов. Традиционно безопасность и качество новых продуктов оценивались лишь на основе лабораторных исследований, которые длительны и дороги. В настоящее время существуют методы прогностического математического моделирования, все шире применяемые при раз­работке новых продуктов, использование которых при определении срока хранения будет обсуждено ниже в разделе 10.3.

Наряду с коммерческими соображениями необходимость быстрой разработки большого количества новых продуктов определяется спросом потребителей на про­дукты с новым вкусом, меньшим содержанием соли и консервантов и требующих ми­нимального приготовления [15]. Реализация таких требований потенциально может усилить рост микроорганизмов, вызывающих порчу продуктов, и патогенов, а следо­вательно, снизить вероятный срок хранения, достижимый в условиях холодильного хранения. Такие изменения продуктов означают необходимость использования новых сочетаний ингредиентов и консервантов для максимального увеличения срока хране­ния. Этот вопрос будет также рассмотрен ниже.

Определение срока хранения продукта выполняется на основе сочетания требова­ний безопасности, качества, маркетинга и потребительского спроса. Верное определе­ние срока хранения необходимо для успеха продукта на рынке, и в данной главе мы постараемся показать, как этого может добиться.

Факторы, влияющие на срок хранения

Продукт

Чтобы разработать новый продукт, необходимо учитывать ряд фундаментальных мо­ментов, которые влияют на вероятный достижимый срок хранения.

Характеристики продукта

Первый шаг, который необходимо предпринять, это решить, какие характеристики продукта являются необходимыми — например, молочный это продукт или продукт на основе помидоров? Должен ли это быть однородный соус или он будет содержать твердые частицы? Тип продукта даст первоначальные указания на то, какие микроор­ганизмы по всей вероятности будут оказывать влияние на продукт, а следовательно, какой срок хранения может быть достигнут. Например, некисломолочные продукты более подвержены быстрому росту микроорганизмов и будут, вероятно, иметь более короткий срок хранения, чем кисломолочные.

Для пастеризованных охлажденных продуктов может потребоваться разная тепло­вая обработка в зависимости от основных характеристик продукта [14], и требования к ней могут быть определены уже на этом этапе.

Упаковка продукта

Необходимо рассмотреть желаемый вид упаковки. Если продукт будет пастеризовать­ся в упаковке, то при отсутствии последующего загрязнения в продукте будет меньше вызывающих порчу вегетативных микроорганизмов или патогенов, и достижимый срок хранения будет сравнительно велик. Споры бактерий будут присутствовать в продукте, но при низкой температуре они растут относительно медленно (см. главу 7). Если продукт компонуется после тепловой обработки, существует большой риск за­грязнения микроорганизмами даже в хороших санитарно-гигиенических условиях, и срок хранения этих продуктов, вероятно, будет короче, чем продуктов, пастеризуе­мых в упаковке.

Необходимо рассмотреть также газовую среду в упаковке. Если продукт упакован в нормальных атмосферных условиях, аэробные организмы, вызывающие порчу (на­пример, Pseudomonas), могут расти и быстро портить охлажденные продукты, храня­щиеся при температуре ниже 5 °С. Если, однако, используется регулируемая газовая среда без кислорода, порчу будут вызывать анаэробные организмы, растущие при силь­ном охлаждении медленнее (см. главу 7).

Консерванты

Позиционируется ли продукт как «продукт без консервантов» или «с низким содер­жанием соли»? Если не будут использованы дополнительные консервирующие фак­торы (например, добавление лимонного сока), удаление консервантов сделает воз­можным быстрый рост микроорганизмов и тем самым уменьшит срок хранения. Последствия исключения традиционных консервантов и альтернативные варианты следует рассмотреть еще на начальном этапе разработки нового продукта.

Ограничения, накладываемые на срок годности

Может оказаться, что существует некоторый минимальный срок хранения, который должен быть достигнут, чтобы сделать продукт коммерчески жизнеспособным (напри­мер, чтобы сделать возможным хранение продукта на выходных, такой срок может составить 10 сут). Это должно быть определено с самого начала определения срока хранения, чтобы выбранная рецептура продукта и характеристики упаковки позволя­ли достичь желаемого срока хранения. Зачастую по оценкам потребителей максималь­ный срок хранения продукта бывает меньше того, который может быть достигнут фак­тически. Например, в работе [13] были рассмотрены средние сроки хранения ряда охлажденных продуктов (фактические и по оценкам потребителей) и было обнаруже­но, что для пате (паштета) фактический срок хранения превышал 10 сут, в то время как по оценке потребителей он составлял лишь 4 сут.

После создания рецептуры определенного продукта и выявления характеристик упаковки намеченный срок хранения будет, скорее всего, определяться на основе про­шлого опыта. Этот срок хранения затем должен быть подтвержден научно в соответ­ствии с принципами, изложенными в разделе 10.4. После определения срока хранения, как будет показано ниже, на него будет влиять ряд факторов, которые также необходи­мо рассмотреть на стадии разработки продукта, чтобы обеспечить их контроль в ходе производства.

Сырье

Сырье, используемое в производстве продукта, влияет на биохимические и микро­биологические свойства готового продукта. Для получения стабильного срока хране­ния качество сырья должно быть стандартизовано, а характеристики, влияние ко­торых на срок хранения продукта наиболее вероятно, должны быть заложены в технические условия на сырье. Изменения в качестве сырья могут вести к изменени­ям готового продукта, способным изменить срок его хранения. Изменения в сырье могут происходить по ряду причин, в частности в связи с естественными колебания­ми, с изменением сорта, поставщика, сезонной доступности сырья или его предвари­тельной обработки. Производство салата коулсло (см. выше) дает пример влияния на срок хранения сезонного наличия свежеубранной капусты с низким содержанием дрожжей, в то время как в капусте после холодильного хранения дрожжей больше. Использование капусты из холодильника приводит к получению салата с заметно бо­лее коротким сроком хранения вследствие более высокого начального содержания дрожжей, внесенных с сырьем.

Если некоторый ингредиент сырья не соответствует согласованным требованиям (например, из-за уровня содержания в нем микроорганизмов), то этот ингредиент, Тем не менее можно использовать для другой цели — например для добавления к продукту перед приготовлением при условии, что это не повлияет на его безопасность. Вероят­ные последствия использования продуктов с более высоким уровнем содержания мик­роорганизмов можно оценить с помощью прогностических моделей (см. раздел 10.3). Пределы допуска для тех ингредиентов, которые дают основной консервирующий эф­фект в готовом продукте (например, содержание соли), должны быть установлены еще при разработке продукта или при специальном («провокационном») тестировании (см. раздел 10.6) и указаны в технических условиях на продукт и в рецептуре. Любые колебанпя содержания этих компонентов из-за неточности их дозирования в ходе произ­водства будут влиять на достигаемый срок хранения. Ингредиенты, принципиально важные для безопасности продукта или его стабильности в течение заданного срока хра­нения, должны быть определены с помощью анализа безопасности продукта [17], а при его производстве уровни этих ингредиентов необходимо контролировать. Например, для охлажденных продуктов, упакованных в РГС, основным определяющим фактором может быть уровень соли 3,5% в водной фазе, и этот уровень необходимо контролиро­вать в каждой партии выпускаемого продукта [5].

Для преодоления в сырье естественной изменчивости критических факторов мож­но использовать состав (рецептуру) продукта, уменьшая таким образом изменения в конечном продукте. Один из важнейших факторов, влияющих на степень тепловой обработки, необходимой для достижения стерилизации, — это уровень pH. У помидо­ров, например, наблюдается изменчивость кислотности от сорта к сорту. Состав про­дукта может быть использован для преодоления этой изменчивости путем смешивания сортов с высокой и низкой кислотностью или путем добавления разрешенных к приме­нению органических кислот. Здесь принципиально важно контролировать pH каждой партии продукта так, чтобы гарантировать достижение заданного уровня в тех случаях, когда уровень pH используется в качестве основного консервирующего фактора.

Составление продукта

В сложных и многокомпонентных продуктах контакт компонентов может привести к миграции вкусовых добавок, красителей, влаги или масла от одного компонента к дру­гому. Это может ограничивать срок хранения, например, многослойных пирожных, где внешний вид портится из-за миграции красящих компонентов из одного слоя в дру­гой, и пирогах (пирожках) с фруктами, где миграция влаги из начинки в тесто ведет к нарушению текстуры. Миграция может вести к соединению веществ, вступающих в хи­мические реакции, а продукты этих реакций влияют на срок хранения продукта. Начин­ка пиццы с небланшированным зеленым перцем может давать прогорклый вкус и запах из-за вступления липоксигеназы зеленого перца в контакт с содержащими жирные кис­лоты веществами краста для пиццы или сыра.

То, как многокомпонентные продукты соединяются, может существенно влиять на микробиологическую безопасность продукта. Если компоненты, которые стабильны благодаря низкой ат или низкому pH, вступают в контакт с компонентами, нестабиль­ными из-за высоких ат или pH, между ними образуется слой, в котором ат и pH позво­ляют микроорганизмам расти, причем в нем могут начать расти любые микроорганиз­мы из стабильного компонента. Для увеличения срока хранения миграция или контакт между компонентами могут быть ограничены, и этот вопрос должен быть рассмотрен уже при разработке продукта. В тех случаях, когда миграция или контакт компонентов вредят качеству продукта, рекомендуется рассмотреть возможность использования съедобных пленок или упаковки в отдельные отсеки.

 Обработка

Для обработки продуктов применяют широкий диапазон методов — от простого наре­зания или мытья (например, готовых к употреблению охлажденных салатов), до теп­ловой обработки, подкисления, добавления консервантов, ферментации или засолки. Тип обработки существенно влияет на микрофлору, химические, биохимические и органолептические свойства пищевых продуктов. В некоторых случаях их обработка может быть направлена на достижение желаемых характеристик продукта (например, в случае ферментированных салатов) и за счет снижения pH может вести к изменени­ям, увеличивающим срок годности. В других случаях может применяться обработка, специально выбранная для воздействия на те факторы, которые влияют на срок хране­ния, — например, тепловая обработка пищевого продукта для инактивации микроорга­низмов и вредных ферментов. При использовании того или иного вида обработки для достижения требуемого срока хранения следует понимать, что даже небольшие измене­ния условий обработки могут заметно влиять на срок хранения. Любые стадии произ­водства продукта, необходимые для безопасного его хранения в течение срока годности, должны быть выявлены при анализе рисков и соответствующим образом контролиро­ваться в ходе производства.

Санитарно-гигиенический контроль

Недостаточный санитарно-гигиенический контроль при подготовке, обработке и упа­ковке пищевых продуктов может привести к высокому уровню внесенных в продукт микроорганизмов (например, плохая очистка оборудования для нарезки мяса приво­дит к увеличению количества микроорганизмов в продукте). Это может отрицательно сказаться на безопасности и качестве продукта, что в свою очередь повлияет на срок хранения. Срок хранения определенного продукта может отражать лишь диапазон пе­ременных, включенных в процедуры тестирования. Чтобы производить продукт с за­данным сроком хранения, необходим постоянный санитарно-гигиенический контроль при производстве (см. главы 13 и 14).

Упаковка

Упаковка препятствует загрязнению продукта микроорганизмами, защищает от физи­ческих повреждений и может быть использована для изоляции продукта от воздей­ствия отрицательных факторов окружающей среды (света, атмосферного кислорода или влажности). Чтобы предотвратить или уменьшить фотокаталитические реакции, ведущие к окислению или ухудшению качеств питательных веществ, для фильтрации света с определенной длиной волны могут применяться специальные упаковочные ма­териалы. Продукты, чувствительные к окислению атмосферным кислородом, могут быть защищены упаковочными материалами, препятствующими доступу кислорода, а выбор влагонепроницаемых материалов может предотвратить высыхание продукта или удержать влагу в упаковке.

Упаковка в регулируемой газовой среде увеличивает срок хранения мяса и ово­щей, непосредственно влияя на критический для их качества фактор (как в случае свежего красного мяса (баранины, говядины). При этом яркий красный цвет поддер­живается газовой средой с высоким содержанием кислорода, влияя на скорость, с которой протекают реакции, ведущие к отрицательным изменениям качества. Кроме того, срок хранения может продлить «активная упаковка» (например, абсорбирующая 02/С0220 или выделяющая этанол) (см. главу 6).

Когда газовая среда в упаковке регулируется, то есть отличается по составу от нор­мальной атмосферы, следует учитывать ее влияние на микроорганизмы. Удаление из упаковки кислорода будет препятствовать естественному росту микроорганизмов (на­пример, видов Pseudomonas), вызывающих порчу охлажденных продуктов, в упаковке которых содержится воздух. При этом такие продукты могут стать опасными из-за р ста анаэробных патогенов (например, C. botulinum [2], но оказаться органолептиче­ски стабильными [5].

Хранение и сбыт

Условия, в которых находится продукт при хранении и сбыте, могут существенно вли­ять на срок хранения. Температура, освещение и влажность влияют на рост микроорга­низмов, а также на типы и скорость происходящих биохимических реакций и физи­ческих изменений. Для оценки срока хранения готового продукта необходимо знать или определять условия, в которых продукт по всей вероятности будет находиться, и то влияние, которое они на него окажут. Количество работ, посвященных изучению зависимостей время-температура охлажденных продуктов при хранении, транспор­тировке, в розничной торговле и у потребителя, весьма ограничено, и некоторых из них рассмотрены в обзоре [6].

В настоящее время принятые в Великобритании правила по безопасности пище­вых продуктов в части поддержания температуры (Food Safety (Temperature Control) Regulations 1995 SI No. 2200) для охлажденных продуктов при сбыте и выкладке в розничной торговле допускают максимальную температуру 8 °С. Это важно учиты­вать при определении срока хранения продуктов, так как любые оценки, выполненные при более низких температурах, будут неверны (см. раздел 10.4).

Использование продукта потребителем

На качество и безопасность может влиять и обращение потребителя с охлажденным продуктом. При задании времени и температурного режима, используемых при тестах на определение срока годности, необходимо учитывать такие факторы, как время, затрачиваемое на доставку продукта домой, восприятие охлажденных продуктов по­требителем и условия хранения в домашних условиях. Это, по всей вероятности, наибо­лее изменчивый участок холодильной цепи, на который производитель может оказать лишь минимальное влияние. Обзор способов обращения потребителя с охлажденными продуктами в Великобритании [13] показал, что большинство потребителей по меньшей мере один раз в неделю покупали большое количество охлажденных продуктов. В боль­шинстве случаев домой продукты доставляли на автомашине или пешком (83%), и в среднем доставка продуктов из магазина до домашнего холодильники занимала 43 мин. Температура продукта обычно находилась в диапазоне 4-20 °С. Выяснилось, что темпе­ратура в домашних холодильниках составляла от -1 до +11 °С при среднем значении 6 °С. В среднем лишь 30% холодильников работали при температуре ниже 5 °С. Из холо­дильников, включенных в обзор, 7,3% работали при средней температуре выше 9 °С, хотя отличия в температуре в зависимости от положения продукта показывают, что эта величина выше, если продукт хранится в верхней части таких холодильников.

Хотя такая информация и указывает на температуру и время, которые, вероятно, будут необходимы для испытаний по определению срока годности, моделирующих обращение потребителя с продуктами, необходимо обоснованно выбрать, какие уело- вия принять в качестве худших. Если в таких испытаниях использовать температуры при худших условиях и зафиксированное время хранения, то немногие из продуктов, находящихся сейчас в продаже, «дожили» бы до намеченного срока хранения. Произ­водитель должен оценить, где заканчивается «разумное» нарушение режима хранения и начинается «неразумное».

Кроме того, потребитель может обращаться с продуктами не так, как планировал или предусматривал производитель. Многие охлажденные продукты покупают, осно­вываясь на «образе свежего продукта», но затем дома его замораживают. После того как герметичная вакуумная упаковка или упаковка с РГС открыта и продукт частично использован, информация о сроке хранения для остающихся продуктов теряет силу. Анализ представлений потребителей о сроках хранения охлажденных продуктов пока­зал, что хотя потребители считали, что большинство охлажденных продуктов следует хранить два дня или меньше, фактически те же потребители хранили некоторые ох­лажденные продукты значительно дольше [12].

Требования законодательства

Более подробно о юридической ответственности производителя охлажденных про­дуктов см. главу 2. Основные нормативные ограничения для охлажденных продуктов в связи со сроком их хранения касаются применяемых температур при сбыте и хране­нии. В Великобритании охлажденные продукты могут храниться при температурах до 8 °С, и это следует учитывать, определяя срок хранения при разработке продуктов. Возможно, что продукт большую часть своего срока хранения в розничной торговле и на складе будет храниться при более низких температурах, однако поскольку допусти­мая максимальная температура равна 8 °С, партия продукта иногда может храниться при 8 °С в течение всего срока хранения. Это означает, что продукт выдерживает такой временной и температурный режим, сохраняя свое качество и безопасность.

Кроме того, если охлажденный продукт должен экспортироваться в страны ЕС, применяются другие ограничения на температуры охлаждения, которые необходимо учитывать при разработке продукта. В ЕС действует много различных требований, и в настоящее время рассматривается проект согласованных требований к температуре в странах ЕС [3].

Для охлажденных продуктов, упакованных в РГС, имеются указания, ограничива­ющие срок хранения таких продуктов десятью сутками и менее при температурах < 8°С, за исключением случаев, когда для минимизации возможностей роста психротрофных C. botulinum применяются специфические регулирующие факторы [2, 5]. Любые отклонения от этих указаний возможны только после получения научно обоснованных доказательств того, что дополнительные консервирующие факторы предотвратят рост производства в продуктах токсинов C. botulinum.

 Влияние внутренних и внешних факторов

Описанные выше факторы, а именно тип и источник ингредиентов, а также последую­щая обработка и упаковка, влияют на типы и количество присутствующих микроорга­низмов, а также на химические и биохимические реакции, которые могут происхо­дить в готовом продукте. Способность микроорганизмов расти или создавать пробле­мы, возможность протекания химических реакций в конечном продукте зависят от свойств конечного продукта, то есть от pH, ат (внутренних факторов) и от внешних факторов, воздействующих на готовый продукт — в частности, температуры. К внут­ренним факторам относятся:

  • активность воды (ат) (доступная вода);
  • pH (общая кислотность);
  • вид кислоты;
  • консерванты, включая соль и пряности;
  • питательные вещества;
  • естественная микрофлора;
  • окислительно-восстановительный потенциал (£/*);
  • доступный кислород;
  • естественная биохимические факторы (ферменты, химические реагенты).
  • К внешним факторам относятся:
  • тип тепловой обработки (жарка, варка или разогрев пищевых продуктов перед употреблением);
  • состав газа в свободном пространстве над продуктом в упаковке;
  • температура в ходе хранения и сбыта;
  • относительная влажность (Як);
  • свет (УФ и ИК).

Примеры минимальных условий роста для патогенов и микроорганизмов, вызы­вающих порчу и играющих важную роль в охлажденных продуктах, приведены в табл. 10.1. Следует подчеркнуть, что приведенные значения являются типичными и зависят от конкретного штамма микроорганизма и использованных в исследованиях условий хранения. Такие данные лишь ориентировочно указывают на микроорганиз­мы, вероятность роста которых в продукте велика, и должны подтверждаться тщатель­ными научными исследованиями.

Таблица 10.1. Минимальные условия роста микроорганизмов в охлажденных продуктах

Вид микроорганизма Минимальный pH для роста Максимальная aω для роста* Анаэробный рост Максимальная температура**
1 2 3 4 5
Патогены * * *
Salmonella 4,0 0,94 Да 7
Staphylococcus aureus 4,0 0,83 Да 6
(4,5 для токсина) (0,90 для токсина) (10 для токсина)
Bacillus cereus (психротрофный) 4,4 0,91 Да <4
Clostridium botulinum
протеолитический A, В ,F 4,6 0,93 Да 10
непротеолитический В ,E, F 5,0 0,97 Да 3,3
1 2 3 4 5
Listeria monocytogenes 4,3 0,92 Да 0
Escherichia coli 4,4 0,95 Да 7,0
Vibrio parahaemolyticus 4,8 0,94 Да 5
Yersinia enterocolitica 4,2 0,96 Да -2
E. coli 0157 4,5 0,95 Да -6,5
Микроорганизмы, вызывающие порчу продукта* * * *
Pseudomonas 5,5 0,97 Нет <0
Enterobacter aerogenes 4,4 0,94 Да 2
Молочнокислые бактерии 3,8 0,94 Да 4
Микрококки 5,6 0,9 Нет 4
Дрожжи 1-5 0,8 Да -5
Плесени <2,0 0,6 Нет <0

Примечания. В таблице перечислены различные разновидности и указан ориентировочный рост и пределы выживания при независимом действии различных факторов. Весьма вероятно, что взаимодействия между факторами приведут к значительному изменению приведенных значений.

* Например, в вакуумной (герметичной) упаковке.

** Минимальные температуры роста при типичных нейтральных pH, высокой активности воды в охлажденных продуктах.

*** Данные для патогенов — по [3].

**** Данные для микроорганизмов, вызывающих порчу, — по [7].

Владимир Заниздра

Основатель сайта Baker-Group.net. Более 25-ти лет опыта в кондитерском производстве. Более 20-ти лет опыта управления. Опыт в организации и проектирования производства с нуля. Сайт: baker-group.net/contacts.html Эл. почта Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Оставить комментарий

Календарь

« Декабрь 2016 »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
      1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30 31  

Рекомендуемые материалы