Безопасность производства мороженого

Под технологической безопасностью подразумевается обеспечение устойчивости высоких технологий при осложнениях, возникающих в связи с неблагоприятными тенденциями или конкретными событиями в государстве.

Эти вопросы в полной мере отражены в «Стратегии национальной безопасности Российской Федерации», утвержденной Указом Президента РФ от 2 июля 2021 г № 400.

Основными факторами, определяющими положение и роль РФ в мире в долгосрочной перспективе, являются: технологическое лидерство, перевод экономики на новую технологическую основу, состояние науки, инновационной сферы, промышленности, системы образования, здравоохранения и культуры. Это, по сути, ключевые индикаторы конкурентоспособности страны.

Несмотря на то, что практические и теоретические основы производства мороженого в нашей стране в 30-е годы прошлого столетия заимствованы в США, в последующий период «железного занавеса» в России были разработаны собственные подходы к производству этой продукции. Они базируются на использовании натуральных сырьевых компонентов и сбалансированном химическом составе мороженого. Пломбир с массовой долей жира 15% является национальным продуктом и пользуется заслуженной популярностью во многих странах мира.

В настоящее время мороженое в нашей стране является полноценным молочным продуктом, требования к которому определены законодательными и нормативными документами. Обязательным требованием является регламентируемое содержание сухих веществ молока: не менее 40% для мороженого молочного, кисломолочного, сливочного и пломбира и не менее 20% для мороженого с заменителем молочного жира и молокосодержащего.

В Стратегии определены объекты технологической безопасности. Это научно-техническая деятельность и образование; информация; природоохранные технологии; промышленное производство; сельское хозяйство; энергетика; транспортная инфраструктура, включая средства доставки энергоресурсов; производство и утилизация взрывоопасных продуктов; военно-техническое сотрудничество; система управления.

Что угрожает стране? Ослабление научно-технического и технологического потенциала; сокращение исследований на стратегически важных направлениях научно-технического развития; отток за границу специалистов и интеллектуальной собственности угрожают России утратой передовых позиций в мире, деградацией наукоемких производств, усилением внешней технологической зависимости.

В Стратегии означены аспекты обеспечения технологической безопасности

Технологическая безопасность обеспечивается также:

• оптимизацией расхода сырья, полуфабрикатов и энергии на единицу продукции;
• учетом количества и качества получаемой готовой продукции, изделий;
• оценкой уровня производительности труда;
• интенсивностью процесса;
• оптимизацией затрат на производство;
• снижением себестоимости продукции, изделий.

В настоящее время нет актуальных общегосударственных норм расхода сырья на 1 тонну продукции. Изменились на уровне стандартов и требования к нормированию массы порции: регламентируются только отрицательные отклонения. Все это не стимулирует предприятия к оптимизации потерь сырья в производстве.

А вот снижение себестоимости продукции на производстве актуально как никогда в связи с отсутствием регулируемого государством ценообразования. Если в советский период допускалась прибыль на мороженое 60%, исходя из розничной цены предприятия, то теперь прибыль торгующих организаций в несколько раз выше. Это приводит к росту цен на мороженое и делает его малодоступным для лиц с невысокими доходами.

Для определения состояния технико-технологической безопасности Стратегией  предприятиям рекомендовано применять традиционно включаемые для оценки производственного потенциала нижеприведенные критерии.

Как сказано в Стратегии, в условиях перехода мировой экономики на новую технологическую основу лидерство в развитии науки и технологий становится одним из ключевых факторов повышения конкурентоспособности и обеспечения национальной безопасности. Ускорение научно-технического прогресса влияет на все сферы жизни человека и отражается на ее качестве.

Технологические изменения повышают значение инноваций в достижении высоких темпов социально-экономического развития и обеспечении эффективного государственного и корпоративного управления. Внедрение новых технологий сопровождается трансформацией механизмов производства и потребления, появлением новых рынков товаров и услуг, изменением облика существующих отраслей экономики и технологических стандартов, повышением уровня переработки природных ресурсов, снижением энергоемкости экономики.

Все вопросы, изложенные в Стратегии национальной безопасности, в полной мере касаются как непосредственно предприятий, так и специалистов отрасли,  отвечающих за технологическое развитие предприятий. Очевидно, что решить задачи технологического развития могут только квалифицированные специалисты. Их немало в нашей отрасли, но явно недостаточно. Целенаправленно специалистов технологического и технического профиля для предприятий по производству мороженого в стране не готовят. В какой-то мере подготовка проводится только в Московском государственном институте пищевых производств (теперь Росбиотех).

Но для более специализированных знаний необходима дополнительная подготовка. В частности, нужны высококвалифицированные технологи, специалисты в области патентоведения, поскольку правовая охрана технических решений на предприятиях отрасли крайне несовершенна. Существует необходимость в специалистах, способных самостоятельно принимать решения в условиях замены или дефицита компонентов сырья.

Решение проблем импортозамещения на предприятиях отрасли

В настоящее время в условиях импортозамещения и параллельного импорта в качестве примера можно привести обеспечение предприятий традиционными стабилизационными системами. Она обусловлена уходом с рынка известных транснациональных компаний, поставляющих эффективные стабилизационные системы; организационными сложностями приобретения эмульгаторов и стабилизаторов соответствующего качества и постоянного состава.

Стоит особо отметить дефицит эффективного полисахарида камеди рожкового дерева, рост цен на этот стабилизатор и необходимость его замены другими разновидностями с соответствующей технологической функциональностью.

Камедь рожкового дерева обладает комплексом полезных свойств. По химическому составу она сходна с гуаровой камедью, отличается тем, что сохраняет свои свойства в кислой среде и при нагревании. При температуре не менее 85°C растворяется в воде с образованием вязких коллоидных растворов (существуют модификации вещества, обладающие способностью растворения и в холодной воде).

Камедь рожкового дерева является сильным синергистом, оказывающим влияние на свойства других гидроколлоидов, сохраняет и усиливает вкус различных ароматов продуктов, в композиции с ксантаном, альгинатом образует гелеобразные структуры, при замораживании продуктов с их использованием формируются мелкие кристаллы льда.

Учитывая совокупность технологически функциональных свойств рожковой камеди, трудно найти ей достойную замену. В связи с этим часто предлагаются новые стабилизационные системы, по эффективности значительно уступающие композициям с доминированием камеди рожкового дерева.

К сожалению, в предлагаемых новых композициях стабилизационных систем значимое внимание уделяется экономическим аспектам. Заметно доминирует наиболее дешевый компонент — эмульгатор. Его содержание доходит до 73%. В качестве основных компонентов из полисахаридов применяются карбоксиметилцеллюлоза натриевая соль и гуаровая камедь.

Несомненно, это эффективные загустители, но в целом состояние структуры мороженого с их использованием отличается, в частности, по качественным и количественным характеристикам кристаллов льда. В связи с этим возникает необходимость в использовании дополнительных факторов, инициирующих нуклеацию. К ним относятся стабилизаторы, коагулированный белок в кисломолочном мороженом, замораживание в условиях интенсивного отвода теплоты и нутриенты, влияющие на состояние молекул воды (инулин, трегалоза), рис.1.

Рис.1. Кристаллы льда в растворах трегалозы (а) и инулина (б).
Исследование к.т.н. Ландиховской А.В.

Интерес представляют композиции пищевых волокон, образующих суспендированные растворы с синергетическими композициями гидроколлоидами. В частности, это ранее используемые микрокристаллическая целлюлоза + натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы и цитрусовые волокна + полисахариды. Волокна обладают влагосвязывающей и высокой влагоудерживающей способностями, что даже в отсутствии комплексных стабилизационных систем приводит к высокой термоустойчивости мороженого.

Важным направлением в производстве мороженого является обогащение белком. Оно имеет социальное и технологическое значение. Дефицит белка в продуктах питания — мировая продовольственная проблема. Применение концентратов и изолятов молочных и сывороточных белков, получаемых из побочных продуктов переработки молока (сыворотки и обезжиренного молока), способствует более полному использованию составных частей молока на пищевые цели. Белки оказывают положительное влияние на технологические свойства продуктов, взаимодействия с водой, стабилизируя эмульсии и пены, структуру продукта в целом (рис.2).

Рис.2. Кристаллы льда (а) и воздушные пузырьки (б) в мороженом с массовой долей жира 12% с использованием концентратов сывороточных белков.
Исследование аспиранта Гурского И.А.

Важно, что это направление может развиваться и в настоящее время, поскольку концентрат сывороточных белков (компонент с наибольшей биологической ценностью из концентратов белков) производится в России.

Длительное время предприятия отрасли мороженого не имели возможности приобрести отечественные продукты переработки крахмала для регулирования консистенции и восполнения сухих веществ: глюкозу, глюкозные сиропы и мальтодекстрины. В настоящее время они производятся в Краснодарском крае с использованием современного оборудования и технологий.

При исследовании мальтодекстринов в условиях экспериментальной лаборатории установлено их положительное влияние на показатели качества мороженого и замороженных десертов. В частности, массовая доля плава во фруктовых десертах при замене части сахарозы на мальтодекстрины не превысила через 60 мин. выдерживания при температуре 20°С 7,5% (рис.3). Такая термоустойчивость является допустимой даже для мороженого.

Рис.3. Зависимость массовой доли плава во фруктовых десертах с мальтодекстринами от продолжительности выдерживания при температуре 20°С

* * *

Приведенный анализ Стратегии национальной безопасности и подходов к решению проблем импортозамещения позволят предприятиям по производству мороженого оценить свою роль в решении вопросов технологической безопасности и дать оценку своему вкладу.