Империя Холода
Отраслевой информационно-
аналитический журнал
Мы помогаем
продвигать вашу
продукцию

Основные виды порчи в мороженом при хранении

Журнал: №1(106) Январь 2021 (архив)

Рубрика: Мороженое

Автор: Антонина Творогова (д.т.н. ВНИХИ — филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевые системы им.В.М.Горбатова» РАН)

На упаковках мороженого российских производителей в последние годы упорно указывается срок годности мороженого 12, 18 или 24 мес. при температуре не выше -18°С. Стандартом на традиционное мороженое рекомендован срок годности при указанной температуре не более 6 мес.

При его установлении принимали во внимание имеющийся отечественный опыт и рекомендации Международного института холода. Срок годности мороженого при температуре -24°С может достигать 2-х лет, -18°С — 6 мес.,-12°С — 1 мес. Исследования, проводимые во ВНИХИ, подтверждают эти рекомендации.

При установлении срока годности мороженого следует исходить из требований ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции». Основными видами порчи пищевых продуктов являются микробиологические, химические и физические изменения. Эти процессы в мороженом могут привести как к снижению показателей безопасности, так и к потере потребительских свойств. При этом изменение показателей  безопасности будет происходить не из-за изменений микробиологических показателей, а за счет химических (образования вредных для здоровья продуктов окисления жиров).

Микробиологические показатели мороженого

В соответствии с исследованиями, проведенными во ВНИХИ ранее, микробиологические показатели мороженого следует определять с учетом его многокомпонентного состава.

Сырье, используемое в производстве этой продукции, содержит разнообразную микрофлору, при  этом общее количество микроорганизмов в 1 гр. составляло от 5,8·102  (сахар-песок) до 3,0·106 (сырое молоко). Следует отметить, что в настоящее время в молоке-сырье количество микроорганизмов не должно превышать значения 0,5 106 КОЕ/г.

Анализ микробиологических показателей смеси показал, что непосредственно после пастеризации (до охлаждения) общее количество микроорганизмов в 1 гр. мороженого не превышало 2000. При охлаждении на оборудовании с хорошей санитарной обработкой число бактерий в 1 мл смеси достигало 103.

Установлено также, что при хранении смеси  при температуре не выше 4°С заметного роста микрофлоры не происходит. А при хранении смеси при температуре 10°С микробиологические показатели начинают изменяться через 6 час. Специалисты считают, что  это в основном психротропная микрофлора и холодостойкие молочнокислые бактерии.

Микрофлора пастеризованной охлажденной смеси представлена мезофильными молочнокислыми  бактериями, споровыми бактериями рода бацилл, энтерококками, бактериями группы кишечной палочки и психротрофными бактериями рода псевдомонад. При этом споровые бактерии попадают в смесь из сырья, многие споры выдерживают пастеризацию. Часть микрофлоры попадает  в смесь после пастеризации.

Повышение бактериальной обсемененности смеси перед фризерованием обуславливает введение в нее пищевкусовых продуктов, не подвергаемых пастеризации. При глазировании мороженого также увеличивается  бактериальная обсемененность продукта в 1,5-3 раза.

При фризеровании и упаковывании  микробиологические показатели  мороженого заметно не меняются. При закаливании мороженого число микроорганизмов снижается. Существуют также данные российских исследователей о снижении  содержания микроорганизмов в мороженом в процессе хранения при температуре -20°С. Ими установлено, что  содержание микроорганизмов в 1 мл мороженого после изготовления было на уровне 3,4·104. После  хранения  в течение 3, 6, 9 и 12 мес. соответственно 1,9·104; 5,4 103; 3,6·103 и 1,8·103.

Таким образом, с учетом снижения уровня микрофлоры в замороженных десертах при хранении, протекание химических реакций и физические процессы — должны быть основными факторами, учитываемыми при  хранении мороженого и родственной ему продукции.

Химические изменения в мороженом

Они обусловлены окислительной порчей жира в связи с присутствием кислорода в составе воздушной фазы продукта. Значительное влияние на окислительные процессы в жировой фазе оказывает присутствие части жира в свободном (без белково-липидной оболочки) состоянии. Частичное деэмульгирование жира целенаправленно достигается в мороженом для решения технических и экономических задач. Действующим законодательством предусмотрено определение лишь продуктов первичной порчи жиров (перекисей и гидроперекисей). А в связи с тем, что мороженое является продуктом длительного хранения, велика вероятность присутствия в нем продуктов глубокого окисления (альдегидов, кетонов и др.).

Во ВНИХИ проведены исследования по определению кислотного (КЧ) и анизидинового (АЧ) чисел в пломбире, как наиболее производимой разновидности мороженого с продолжительностью хранения 1-11 мес.

Определение КЧ проводилось для определения наличия в мороженом продуктов гидролитического распада липидов (свободных жирных кислот), продуктов, предопределяющих окисление. Глубину окислительных процессов, происходящих в мороженом, устанавливали по значению анизидинового числа, характеризующего содержание в жиросодержащем продукте вторичных продуктов окисления.

Стандарта на значение АЧ, характеризующего свежесть жира, нет. В мировой практике за такую норму свежести молочного жира принято значение 3.

В результате исследований установлено, что значение кислотного числа в образцах составляло 0,25-0,54мг КОН/г. Диапазон значений АЧ был более существенным (1,8-11,0).

При анализе факторов, оказывающих влияние на значение АЧ, учитывали влияние присутствия эмульгаторов в составе стабилизационных систем, продолжительность хранения до исследования, температуру хранения и состав мороженого.

Анализ результатов исследований показал причины высокой окислительной порчи жира в мороженом пломбир. Среди них — применение  эмульгаторов, преимущественно с высоким деэмульгирующим эффектом, и недостаточная массовая доля белка, вносимого в составе СОМО, участвующая в формировании оболочек на жировых шариках. А также — срок хранения жиросодержащего сырья до использования.

В мороженом массовая доля СОМО составляет обычно 10% во всех разновидностях. Однако в пломбире массовая доля жира наибольшая (12-15%), поэтому оболочка на жировых шариках формируется тонкая и под воздействием эмульгатора происходит деэмульгирование жира более существенное, чем в разновидностях с меньшей массовой долей жира.

А если по каким-то причинам значение СОМО в мороженом пломбир будет снижено, существует высокая вероятность деэмульгирования жира без влияния эмульгатора, только под действием термомеханического воздействия во фризере.

Физические изменения в мороженом при хранении

Этот вид порчи проявляется в значительной степени в связи с изменением дисперсности структурных элементов: кристаллов льда и лактозы и воздушных пузырьков.

Наибольшим изменениям подвергаются кристаллы льда в процессе колебаний температуры, что приводит к изменению структуры продукта в целом. Изменения структуры особенно заметны, если происходит неоднократное повышение температуры продукта до уровня не ниже -12ºС, сопровождаемое дальнейшим хранением даже при более низкой температуре.

При повышении и дальнейшем понижении температуры хранения происходит повторная кристаллизация льда. Выявлено несколько типов рекристаллизации кристаллов льда, приводящей к увеличению размеров кристаллов.

Рекристаллизация, по сути, это изменения в состоянии кристаллов льда, которые выражаются в изменении их количества, формы, размера и ориентации в продукте. Перекристаллизация происходит в случае потери или недостижения в технологическом процессе в продукте фазового равновесия. В данном случае — это несоответствие фактической доли вымороженной воды ее возможному количеству при фактической температуре. Этот вид перекристаллизации наблюдается при перепадах температуры.

Перекристаллизация происходит и при постоянной температуре. Этот ее вид часто называют созреванием Оствальда. Ее движущей силой является различие в равновесном состоянии кристаллов в зависимости от их размера. Считается, что у мелких кристаллов радиус кривизны больше, поэтому выше и температурный градиент, отчего они  менее устойчивы, тают и исчезают, а крупные кристаллы за счет их увеличиваются в размерах.

Второй механизм перекристаллизации обуславливается неоднородной формой кристаллов и, следовательно, разной кривизной поверхности. Чем меньше радиус кривизны, тем ниже температура таяния. При постоянной температуре хранения участок кристалла с большей кривизной поверхности тает, а более плоские увеличиваются в размерах, т.е. кристалл скругляется. Конечным результатом созревания кристаллов льда является «скругление» и увеличение их размера  (рис. 1).

Рис. 1. Кристаллы льда в мороженом пломбир

А) через 1 мес. хранения

 


Б) через 13 мес. хранения

 В ходе исследований во ВНИХИ установлено, что форма кристаллов льда в процессе хранения претерпевает заметные изменения. В частности форма «усеченный конус» изменяется до формы «овал». В связи с этим было предложено такого рода изменения определять величиной угла, образуемого нижним основанием и боковой гранью конуса или касательными к ним, с условным названием «угол кривизны».

Отмеченная выше тенденция хорошо выражена и при хранении обычного сливочного мороженого (рис. 2). Было установлено, что доля кристаллов с «углом кривизны» менее 90° за 6 мес. хранения уменьшилась в 1,7 раза.

Рис. 2. Микрофотографии кристаллов льда в сливочном мороженом с выделенными зонами для определения «угла кривизны»

После закаливания

 


Через 6 месяцев

Во ВНИХИ проведены были  также исследования по оценке влияния цикличных колебаний температуры охлаждающей среды -18оС, -12оС, -18оС на дисперсность кристаллов льда мороженого при хранении, оцениваемую по показателю «наибольший геометрический размер» (Рк) и темпу снижения дисперсности.

Установлено, что Рк в контрольных образцах мороженого (не подвергнутых воздействию температурных колебаний) после закаливания составил 35 мкм, по мере хранения при температуре -18оС увеличился после 15, 30, 120 и 180 суток, соответственно, на 3%, 6%, 27% и 34%.

Сразу после воздействия  колебаний  температуры охлаждающей среды (1, 3 и 7 циклов) и последующим  достижением температуры значения -18оС Рк увеличился от 35 мкм для исходного состояния, соответственно на 26%; 28% и 33% и составил 44 мкм; 45 мкм и 47 мкм.

Установлено, что Рк за 6 мес. хранения увеличился после 1, 3 и 7 циклов колебаний температуры по сравнению с Рк  контрольных образцов мороженого для того же периода хранения (47 мкм), соответственно, на 15 мкм (31%), 16 мкм (33%) и на 22 мкм (46%). Следует отметить незначительное изменение Рк после проведения  цикла колебаний  при непродолжительном (1 мес.) хранении не более 5%.

При исследовании дисперсности структурных элементов десертов во ВНИХИ, подвергнутых температурным перепадам с таянием значительного количества воды, установлены факты  сращивания и разрастания кристаллов льда (рис. 3).


Рис. 3. Разрастание кристаллов льда в замороженных десертах после температурного шока

Физические изменения  воздушной фазы при хранении обусловлены рядом причин:

  • диспропорционирование (созревание Оствальда);
  • коалесценция (слияние соседних пузырьков);
  • дренаж (неравномерное распределение воздуха по мере всплытия пузырьков).

Существенное влияние на дисперсность воздушной фазы оказывает температура в камере хранения. В частности, в мороженом пломбир при хранении в условиях -18оС дисперсность воздушных пузырьков снижается.

Причина неоднократно обсуждалась в специализированной литературе: из-за высокой дисперсности воздушной фазы эта температура не является равновесной для давлений внутри пузырька и окружающей воздушной среды. Такого рода неравновесие приводит к усадке продукта, «отставанию» его от стенок упаковки. Особенно заметно проявляется этот порок при высокой взбитости (более 100%). При температуре -24°С и ниже, в частности -30°С воздушная фаза наиболее стабильна (см. табл.).

Приведенные результаты исследований будут полезны не только изготовителям при установлении срока годности мороженого, но и предприятиям торговли, предпочитающим выбирать и проводить реализацию продукции с длительным сроком годности.

* * *

Список использованной литературы
  • Гофф Г.Д., Гартел Р.У. Мороженое. СПб «Профессия» 2016, 537 с.
  • Белозеров Г.А., Творогова А.А., Корешков В.Н., Стефановский В.М., Хохлова Л.М., Гаврилычев В.С. «Влияние цикличных колебаний температуры на дисперсность кристаллов льда в мороженом при хранении». // Холодильная техника. 2016, №5, С. 2-5.
  • Творогова А.А. «Состояние кристаллов льда в традиционном мороженом при хранении» / А.А. Творогова, Т.В. Коновалова, А.В. Спиридонова, И.А. Гурский // Молочная промышленность. 2016. № 8. С. 57-58.
  • Стеле Р. «Срок годности пищевых продуктов. Расчет и испытание». С-Пб: «Профессия», 2008. 479 с
  • ГОСТ 31457-2012 «Мороженое молочное, сливочное и пломбир».
  • (По материалам доклада на научно-практической конференции Союза мороженщиков России «Актуальные задачи производства мороженого в современных условиях» 26.11.2020 г.)

Журнал: №1(106) Январь 2021 (архив)

Рубрика: Мороженое

Автор: Антонина Творогова (д.т.н. ВНИХИ — филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевые системы им.В.М.Горбатова» РАН)

24 апреля 2024
Подмосковье увеличило экспорт мороженого на 20%
18 апреля 2024
Кадры для холодильной отрасли: заседание в Мосполитехе
12 апреля 2024
Мороженое — лидер продаж в дискаунтерах
3 апреля 2024
Конференция «Опыт применения природных хладагентов…»
28 марта 2024
Холодоснабжение гражданских объектов. Реальность 2024
28 марта 2024
XXXI ежегодное собрание Международной академии холода
24 марта 2024
Специальное заседание «Молочных сессий»
11 марта 2024
Скоро открытие Modern Bakery Moscow | Confex – 2024
26 февраля 2024
В Подмосковье открылся новый морозильный комплекс
16 февраля 2024
МАХ объявляет ежегодный конкурсный приём в ряды академии
Рассылка