Установление норм безопасного хранения и годности пшеничной муки 1-го сорта
После вступления России в Таможенный союз и ВТО особенно актуальным является вопрос соблюдения научно обоснованных сроков хранения пищевой продукции, в частности зернопродуктов.
Действующие стандарты на зернопродукты, в том числе на пшеничную муку (раздел «Транспортирование и хранение»), требуют указывать срок хранения, который устанавливает изготовитель муки, технический регламент Таможенного союза (ТР ТС) 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» - срок годности, определяемый изготовителем продукции. Проектом технического регламента «О требованиях к безопасности продуктов переработки зерна, процессов их производства, хранения, переработки, реализации и утилизации» вводится обязательное указание и срока хранения, и срока годности, устанавливаемых производителем продукции.
Вместе с тем, для того чтобы изготовитель продукции, в данном случае пшеничной муки, мог определить ее качество, необходимо иметь показатель, позволяющий оценить ее как объект хранения.
Традиционно качество зернопродуктов устанавливают органолептически. Для получения достоверных данных требуется наличие квалифицированных дегустаторов и дегустационной комиссии, которая по нормам Минздрава (МУК 4.21847-04) должна включать не менее семи экспертов, по международным требованиям – 10-25 экспертов [1], в соответствии с межгосударственным стандартом ИСО 8586-1:2011 рекомендуемое число экспертов –10-15 [2]. Введение объективных методов оценки органолептических показателей зернопродуктов является насущной задачей [3].
Во многих исследованиях у нас в стране и за рубежом ухудшение органолептических показателей зернопродуктов объясняется изменениями в их липидном комплексе, которые обусловлены в первую очередь гидролитическими процессами. В процессе гидролиза липидов образуются в основном ненасыщенные жирные кислоты: олеиновая, линолевая, линоленовая с одной, двумя и тремя двойными связями соответственно. Наличие двойных связей приводит к дальнейшему гидролизу этих кислот с одновременным образованием насыщенных жирных кислот с более короткими углеводородными остатками. В работах последних лет введен термин «гидролитическое прогоркание» – «результат химических реакций, протекающих при участии воды и включающих в себя расщепление молекул триглицеридов с одновременным образованием свободных жирных кислот с более короткими углеводородными остатками, что обусловливает понижение порога восприятия вкуса и аромата, появление посторонних привкусов и запахов или прогорклости» [4,5]. Кислотное число жира как раз и является показателем, характеризующим степень гидролиза липидов.
Исследованиями ГНУ ВНИИЗ, проведенными в последнее время, установлено, что кислотное число жира (КЧЖ) реально может быть использовано для определения сроков безопасного хранения и годности различных зернопродуктов [6].
Согласно принятой нами терминологии срок безопасного хранения зернопродукта определяется его свежестью – показателем качества зернопродуктов, который характеризует его органолептические свойства, и нормируется КЧЖ – количеством свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира и выражающихся в миллиграммах КОН на 1 г жира.
Норма свежести – это такое значение КЧЖ, при котором зернопродукт сохраняет свойственные ему органолептические свойства – вкус, запах, цвет. Превышение установленной для каждого зернопродукта нормы свежести свидетельствует о появлении вследствие гидролитических процессов несвойственных ему запаха, вкуса, цвета. Такой зернопродукт дальнейшему хранению не подлежит и должен быть реализован. Следовательно, норма свежести является показателем, определяющим срок безопасного хранения. Необходимо отметить, что при достижении значения КЧЖ, равного норме свежести, органолептические свойства конечного продукта – хлеба или каши – практически не изменяются. Однако при дальнейшем хранении КЧЖ может достигать больших значений, что отражается на органолептических свойствах хлеба или каши.
Это обстоятельство привело к необходимости введения понятия «годность зернопродукта». Годность – показатель качества зернопродуктов, который характеризует предельно допустимые органолептические свойства хлеба или каши, полученной из данного зернопродукта. Нормируется этот показатель также значением КЧЖ зернопродукта.
Норма годности – это такое значение КЧЖ, при превышении которого органолептические свойства полученного из этих зернопродуктов хлеба не соответствуют стандартным требованиям по внешнему виду и пористости, а каши – по цвету, вкусу, запаху, консистенции. Зернопродукт, имеющий значение КЧЖ выше нормы годности, не должен использоваться в пищевых целях.
Учитывая важность проблемы, ГНУ ВНИИЗ разработало метод определения КЧЖ, вошедший в национальный стандарт ГОСТ Р 52466-2005 «Зерно и продукты его переработки. Метод определения кислотного числа жира». Этот же метод включен в межгосударственный стандарт ГОСТ 31700-2012, который вступил в действие с 1 июля 2013 г. Для установления норм свежести и годности зернопродуктов была разработана методика, основанная на выявленной нами нелинейной взаимосвязи комплексной органолептической оценки от значения КЧЖ [6]. Комплексная органолептическая оценка (КОО) является суммой обобщенных экспертных оценок по каждому из оцениваемых признаков (вкус, запах, цвет) с учетом соответствующих весовых коэффициентов этих признаков, определенных методом ранжирования:
Мы провели исследования по установлению норм свежести и годности для пшеничной хлебопекарной муки 1-го сорта (далее – мука) в соответствии с разработанной методикой [6]. Были проанализированы пробы муки, полученные из различных регионов страны в целях выбора для дегустации проб муки с возможно более широким диапазоном значений КЧЖ (табл. 1).
Таблица 1. Статистическая обработка результатов дегустации пшеничной муки 1-го сорта
Анализ результатов (табл. 1) показывает, что при значениях КЧЖ 25,2-50 мг КОН на 1 г жира комплексная органолептическая оценка находилась в области высоких значений (3,1-96,5 балла). Проба муки, КЧЖ которой составляло 60,3 мг КОН на 1 г жира, оценена в 78,3 балла (на 14,8 балла ниже предыдущей), а у проб со значениями КЧЖ 92,5-119,1 мг КОН на 1 г жира – в 41,8-30,5 балла.
Согласно разработанной нами методике большое значение для установления норм свежести и годности имеет согласованность экспертных оценок, которая рассчитывается по формуле
Дегустация признается успешной, если степень согласованности экспертных оценок по каждому признаку не ниже 60 %. Степень согласованности экспертных оценок определяется по каждому признаку, оцениваемому на дегустации, и по каждой пробе. Для каждой пробы определяется средняя согласованность по всем признакам и затем определяется средняя согласованность для дегустации.
Анализ полученных результатов показывает, что согласованность экспертных оценок составила по отдельным признакам 60-100 96, средняя согласованность – 84,1 % (табл. 2).
Таблица 2. Согласованность экспертных оценок при дегустации пшеничной муки 1-го сорта
Однако установить нормы свежести (безопасного хранения) и особенно годности муки, только имея значения комплексной органолептической оценки, не представляется возможным.
Как видно из рис. 1, степень достоверности аппроксимации R2 для нелинейной зависимости выше линейной. Нелинейная зависимость позволяет использовать метод кусочно-линейной аппроксимации для установления границ, определяющих нормы свежести (безопасного хранения) и годности.
Нелинейная зависимость изменений комплексной органолептической оценки от значений КЧЖ характерна и для других исследованных нами зернопродуктов – это тренд в виде полинома 3-й степени в случае, когда представлен максимально возможный диапазон значений КЧЖ исследуемого зернопродукта.
Анализ полученной аппроксимирующей зависимости показывает наличие трех участков с различными значениями производных аппроксимирующей функции. Первый и третий участки характеризуются низкими значениями производной аппроксимирующей функции по сравнению со вторым участком (рис.2).
Пробы муки, имеющие значения КЧЖ 25-50 мг КОН на 1 г жира, представляют первый участок и получили высокую комплексную органолептическую оценку в диапазоне 90-100 баллов. Пробы муки на этом участке оцениваются экспертами как отвечающие стандартным требованиям к пшеничной муке. Мука с такими значениями КЧЖ может и храниться, и реализовываться.
Комплексная органолептическая оценка проб муки, представляющих второй участок (КЧЖ 50-100 мг КОН на 1 г жира), тем ниже, чем выше значение КЧЖ муки, и при КЧЖ, равном 100 мг КОН на 1 г жира, составляет 40 баллов. Следовательно, со значениями КЧЖ выше 50 мг КОН на 1 г жира мука по органолептическим свойствам перестает соответствовать требованиям стандарта; такую муку хранить нецелесообразно, она подлежит реализации.
Пробы муки, КЧЖ которых составляет 100-140 мг КОН на 1 г жира (третий участок), получили комплексную органолептическую оценку 40-30 баллов; такая мука не отвечает требованиям стандарта и не должна использоваться в пищевых целях.
Таким образом, значение КЧЖ, определяющее норму безопасного хранения пшеничной муки, находится на пересечении области свежести и области резкого снижения комплексной органолептической оценки – 50 мг КОН на 1 г жира. Норму годности пшеничной муки определяет диапазон значений КЧЖ до границы, когда конечный продукт не отвечает стандартным требованиям (100 мг КОН на 1 г жира).
Для уточнения нормы годности пшеничной муки дополнительно проводилась дегустация хлеба, выпеченного из пшеничной муки с различными КЧЖ. Комплексная органолептическая оценка хлеба рассчитывалась по вкусу, цвету, запаху, хлебопекарная оценка – с учетом соответствующих весовых коэффициентов. Уточнение нормы годности муки по результатам дегустации хлеба необходимо потому, что при высоких КЧЖ муки степень концентрации несвойственных муке вкуса и запаха так велика, что сенсорные возможности дегустаторов не позволяют установить их с необходимой точностью. Об этом свидетельствует низкое значение производной кусочно-линейной функции третьего участка (рис. 2). При выпечке хлеба мука разбавляется водой, идут процессы брожения, расстойки, выпечки, и концентрация несвойственных вкуса и запаха снижается, что позволяет экспертам более точно определить границу годности.
Об этом свидетельствует и более высокая согласованность экспертных оценок при дегустации хлеба (табл. 3) по сравнению с мукой. Анализ показывает, что даже при КЧЖ муки, равном 161,3 мг КОН на 1 г жира, при дегустации хлеба, выпеченного из этой муки, согласованность мнений экспертов по вкусу и запаху хлеба составила 66 и 69,1 % соответственно.
Таблица 3. Согласованность экспертных оценок при дегустации хлеба из пшеничной муки 1-го сорта
Статистическая обработка результатов дегустаций хлеба, выпеченного из муки с различными значениями КЧЖ (табл. 4), показали, что наибольшее снижение комплексной органолептической оценки имеет место при КЧЖ, равном 97,7 мг КОН на 1 г жира.
Таблица 4. Статистическая обработка результатов дегустации хлеба из пшеничной муки 1-го сорта
Этот вывод ярко иллюстрируется результатами кусочно-линейной аппроксимации зависимости комплексной органолептической оценки хлеба, выпеченного из пшеничной муки 1-го сорта, от значения КЧЖ (рис. 3).
Анализ этих результатов показывает, что с увеличением КЧЖ пшеничной муки 1-го сорта от 20 до 100 мг КОН на 1 г жира комплексная органолептическая оценка хлеба снижается плавно, при значениях выше 100 мг КОН на 1 г жира - скачкообразно с 69,6 до 59,8 балла. При последних значениях комплексной органолептической оценки вкус, запах, хлебопекарная оценка хлеба уже не соответствуют стандартным требованиям.
Значения КЧЖ, определяющие границу годности пшеничной муки, по дегустациям муки и хлеба совпали, что подтверждает возможность определять срок годности по КЧЖ муки.
Проведенная работа позволила определить норму свежести (безопасного хранения) для пшеничной муки 1-го сорта (50 мг КОН на 1 г жира) и норму годности, которая при дегустациях как по муке, так и по выпеченному из этой муки хлебу составила 100 мг КОН на 1 г жира.
Норма свежести (безопасного хранения) 50 мг КОН на 1 г жира на 100 г продукта совпала с нормой ФАО/ВОЗ, принятой для пшеничной муки приказом № 152. С учетом содержания жира в пшеничной муке (около 1 %) эти нормы аналогичны, что проверено нами экспериментально.
Нормы свежести и годности для пшеничной муки 1-го сорта совпали с аналогичными нормами, разработанными для пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта [7]. Это означает, что процессы гидролиза жира и изменения качества пшеничной муки высшего и 1-го сортов происходят по одному сценарию.
Исследования, проведенные ГНУ ВНИИЗ, по изучению взаимосвязи органолептических свойств различных зернопродуктов с их КЧЖ позволили впервые установить нелинейный характер этой зависимости, разработать единую методику определения норм безопасного хранения и годности по значению КЧЖ и установить эти нормы для муки пшеничной, ржаной, крупы рисовой, овсяной, гречневой, продела и пшена.
Проведенная работа дает возможность оценки органолептических свойств зернопродуктов объективным инструментальным показателем – КЧЖ.
Нормы безопасного хранения введены в ГОСТ Р 52809-2007 «Мука ржаная. Общие технические условия», ГОСТ Р 55290-2012 «Крупа гречневая и продел. Технические условия», ГОСТ Р 53495-2009 «Мука для продуктов детского питания (рисовая, гречневая, овсяная)» (с 2013 г. – межгосударственный стандарт ГОСТ 31645-2012 с тем же названием).
В настоящее время ГНУ ВНИИЗ проводит исследования по установлению сроков безопасного хранения и годности пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта при различных температурных условиях хранения, характерных для РФ.
Литература
1. Кантере В. М., Матисон В. А., Фоменко Н. А., Крюкова Е. В. Основные методы сенсорной оценки продуктов питания // Пищевая промышленность. – 2003. – № 10. – С. 6-13.
2. Кусакин Н. А., Кроман В. Н. Органолептические испытания пищевых продуктов // Методы оценки соответствия. – 2006. – № 9 (3).
3. Ирвин Дж. В., Хаджест Н. Анализ степени окисления липидов // Срок годности пищевых продуктов. – СПб., 2006. – С. 346-378.
4. Сингх Р. П., Андерсен Б. А. Основные виды порчи пищевых продуктов // Срок годности пищевых продуктов / Под ред. Р. Стеле; Пер. с англ. - СПб., 2006. - С. 17-40.
5. Эссе Р. К, СаариА. Регулирование влагосодержания пищевых продуктов // Срок годности пищевых продуктов» / Под ред. Р. Стеле; Пер. с англ. – СПб., 2006. – С. 41-61.
6. Приезжева А. Г. Методика определения норм свежести и годности зернопродуктов (мука, крупа) по величине кислотного числа жира // Хлебопродукты. – М., 2012. – С. 50-53.
7. Приезжева А. Г. Установление норм свежести и годности пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта по кислотному числу жира // Хлебопродукты. – М., 2013. – С. 56-59.
Л. Г. Приезжева, к.б.н.; Е. П. Мелешкина, д.т.н., ГНУ «ВНИИЗ Россельхозакадемии»
Статья опубликована в журнале:
«Кондитерское и хлебопекарное производство». – 2014. – №8. – С.30-33.