Анализ фактических причин бомбажа консервов из морской капусты

Автор: Леонова М.В., Зеленева Ю.В.

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Рубрика: Процессы и аппараты пищевых производств

Статья в выпуске: 4 (102) т.86, 2024 года.

Бесплатный доступ

Цель данного исследования заключается в выявлении причин бомбажа консервов «Салат «Дальневосточный» из морской капусты». В рамках работы были проведены исследования консервов по общепринятым методикам испытания на герметичность, на промышленную стерильность, а также исследования лакокрасочного покрытия консервов с готовым консервированным продуктом и определения химической устойчивости жестяной тары, поступившей на производство данной продукции. Продемонстрированы нарушения лакокрасочного покрытия жестяной тары с консервированной продукцией и жестяной тары после стерилизации с модельными средами. По результатам проведенных испытаний установлено, что консервы соответствуют требованиям промышленной стерильности. Однако причиной бомбажа консервированной продукции «Салат «Дальневосточный» из морской капусты» является накопление газообразного водорода, выделяющегося при контакте заливки, содержащей в составе уксусную кислоту, с поверхностью металла. Это происходит вследствие разрушения лакокрасочного покрытия внутренней поверхности. Разрушение лакокрасочного покрытия также является причиной коррозии внутренней поверхности банок с консервированной продукцией. Причиной разрушения лакокрасочного покрытия является складчатая деформация металла, приводящая к нарушению адгезии и механическим повреждениям лакокрасочного покрытия. Важно отметить, что такие повреждения могут существенно снижать срок хранения и безопасность консервов. Для предотвращения возможной порчи консервов из-за химического бомбажа необходим тщательный входной контроль жестяной тары на предприятии. Такой контроль позволит своевременно выявлять дефекты и обеспечивать высокое качество готовой продукции, что в свою очередь повысит доверие потребителей к данной линейке консервов. Кроме того, результаты исследования могут быть полезны для дальнейших разработок в области упаковки и хранения консервированных продуктов.

Еще

Консервы, банки (тара), модельные среды, бомбаж, коррозия, микроскопия, промышленная стерильность

Короткий адрес: https://sciup.org/140309663

IDR: 140309663 | DOI: 10.20914/2310-1202-2024-4-15-21

Текст научной статьи Анализ фактических причин бомбажа консервов из морской капусты

DOI:

Сложно представить современный мир без консервированной продукции, тем более сейчас наблюдается огромный спрос на продукцию из водорослей [1]. Ламинария богата минералами и микроэлементами – йод, железо, кобальт, марганец и другие, а также витаминами – А, Bi , В2 . Bi 2 , С и Е [2]. На перерабатывающие предприятия она приходит в сухом или замороженном виде. Далее идет подготовка к консервированию, порционирование, герметизация, мойка закатанных банок, и направление на стерилизацию [3,9-11].

Чаще для консервирования выбирают жестяную тару. Основная проблема ее использования – агрессивное воздействие, происходящее при контакте пищевых ингредиентов с лакокрасочным покрытием поверхности банки. И в случае некачественного внутреннего покрытия возможен химический бомбаж консервов [4,12-15].

Химический бомбаж представляет собой процесс накопления водорода внутри банки, вызванный взаимодействием кислот, содержащихся в консервируемом продукте, с жестяной поверхностью. Данный процесс, как правило, сопровождается коррозией металла, выделением For citation

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License

Оценка состояния лакированной поверхности после испытания проводилась визуально, с применением стереомикроскопа. Исследования проводились в июле – ноябре 2023 г.

Результаты и обсуждение

водорода, ухудшением качества продукта и угрозой безопасности потребителям продукта [5,16]. Накопление газа может привести к взрыву банки и образованию токсичных веществ. Следует отметить, что это явление развивается постепенно и становится заметным только при длительном хранении изделия [5, 6,17-19].

Вздутие концов банки консервов также возможно из-за развития газообразующей микрофлоры в продукте, которая осталась жизнеспособна после стерилизации консервов, так проявляется микробиологический бомбаж. Идентификация химического и микробиологического видов бомбажа имеет свои трудности, необходимы одновременные микробиологические исследования консервов и исследования состояния тары [7, 8, 20].

Цель работы – выявление причина бомбажа консервов «Салат «Дальневосточный» из морской капусты».

Материалы и методы

Объектом исследований послужили банки № 5 с консервированной продукцией «Салат «Дальневосточный» из морской капусты»; дата изготовления консервов – 06.03.23; и банки металлические цельные для консервов, обозначение по ГОСТ 5981–2011 – № 5; изготовлена из белой консервной жести ЭЖК I; лакокрасочное покрытие внутренней поверхности – система «ЭП-5147 + ЭП-547» (5,0 г/м2 + 4,0 г/м2); лакокрасочное покрытие наружной поверхности – лак ЭП-547 (7,0 г/м2). Микробиологические исследования консервированных продуктов были осуществлены в соответствии с требованиями ГОСТ 30425–97 «Консервы. Метод определения промышленной стерильности». Кроме того, была проведена оценка герметичности упаковки согласно ГОСТ 8756.18–2017 «Консервы. Методы определения внешнего вида, герметичности упаковки и состояния внутренней поверхности упаковки». Все испытания проводились на базе бактериологической лаборатории ООО «РКЗ-Вкусные консервы», расположенной в городе Рязани.

Анализ внешнего вида и состояния поверхностей осуществлялся как визуально, так и с применением оптического стереомикроскопа TSZ-3590S FA Bino. Химическая устойчивость лакокрасочного покрытия – по ГОСТ 5981–2011 «Банки и крышки к ним металлические для консервов», были выбраны следующие модельные среды: дистиллированная вода, 3% раствор пищевой соли, 3% раствор уксусной кислоты; раствор, содержащий 2% пищевой соли и 2% уксусной кислоты. Подбор был с учетом состава консервированной продукции.

Консервы из морской капусты были исследованы на соответствие ГОСТ 30425–97 «Консервы. Метод определения промышленной стерильности». Образцы были оценены на герметичность упаковки, далее подвергались выдержке не менее 5 суток в термостате при 37 °С, затем исследованию на отсутствие требуемого перечня микроорганизмов. Полученные данные отражены в таблице 1.

Таблица 1.

Результаты исследований консервов из морской капусты

Table 1.

Results of research on canned seaweed

Показатель Index	Требуемые значения Required values	Фактически е значения Actual values
Герметичность Airtightness	не нарушена intact
Спорообразующие МАФАнМ групп B. cereus и B. polymyxa Spore-forming MAFANM of the groups B. cereus and B. polymyxa groups	не допускаютс я в 1 г (см³) not allowed in 1 g (cm³)	отсутствие в 1 г (см³) none in 1 g (cm³)
Спорообразующие МАФАнМ группы B. subtilis Spore-forming MAFANMs of B. subtilis	< 11 КОЕ/г)
Мезофильные клостридии C. botulinum и (или) C. perfringes Mesophilic clostridia of C. botulinum and/or C. perfringes	не допускаютс я в 1 г (см³) not allowed in 1 g (cm³)
Мезофильные клостридии, кроме C. botulinum и (или) C. perfringes Mesophilic clostridia other than C. botulinum and/or C. perfringes.
Неспорообразующи е микроорганизмы, в том числе молочно-кислые грибы, и (или) плесневые грибы, и (или) дрожжи) Non-spore-forming microorganisms, including lactic acid fungi and/or mold fungi and/or yeasts)
Спорообразующие термофильные аэробные и анаэробные микроорганизмы Spore-forming thermophilic aerobic and anaerobic microorganisms	не допускаются в 1 г (см³)	отсутствие в 1 г (см³)

Исследования подтвердили, что «Салат «Дальневосточный» из морской капусты» соответствует требованиям промышленной стерильности консервов.

В таблице 2 указаны результаты исследований визуальных характеристик исследуемых образцов.

В таблице 3 отражены результаты исследования химической стойкости образцов.

Таблица 2.

Внешний вид и состояние поверхностей исследуемых консервных банок

Table 2.

Appearance and condition of surfaces of the examined cans

Рисунок 1. Внутренняя поверхность банки № 5

Figure 1. Inner surface of can No.5

Рисунок 3. Разрушение лакокрасочного покрытия и коррозия после стерилизации в дистиллированной воде

Figure 3. Destruction of paint coating and corrosion after sterilization in distilled water

Рисунок 2. Разрывы лакокрасочного покрытия в зоне морщин

Figure 2. Paintwork cracks in the wrinkle area

Образец Sample

Результат Result

Банки № 5

Tin can № 5

Наружная поверхность. Лакокрасочное покрытие равномерное, сплошное, без видимых механических повреждений. На боковой поверхности отчетливо выражены подпленочные линии пластической деформации. В верхней части корпуса имеется деформация металла в виде продольных складок. Внутренняя поверхность. Лакокрасочное покрытие равномерное, сплошное, без видимых механических повреждений. В верхней части корпуса имеется деформация металла в виде продольных складок (рисунок 1). Микроскопия: по местам морщин – дефекты покрытия в виде разрывов и отслоений до металла (рисунок 2).

Exterior surface. The paint coating is uniform, continuous, without visible mechanical damage. On the side surface there are distinct sub-film lines of plastic deformation. In the upper part of the case there is metal deformation in the form of longitudinal folds. Interior surface. The paint coating is uniform, continuous, without visible mechanical damage. In the upper part of the case there is metal deformation in the form of longitudinal folds (Figure 1). Microscopy: at the places of wrinkles - coating defects in the form of tears and delaminations to the metal (Figure 2).

Банки с продукцией Tin cans with products

Имеются признаки избыточного давления внутри банки (бомбажа) – крышка и дно вздуты, при нажатии не вдавливаются. Признаки разгерметизации (течь, потеки и т. п.) отсутствуют. Наружная поверхность. Лакокрасочное покрытие обладало равномерной и сплошной структурой, не имело видимых механических дефектов. В области под пленкой фиксировалось потемнение, расположенное вдоль линий пластической деформации, однако целостность лакокрасочного слоя сохранялось.

Внутренняя поверхность. Лакокрасочное покрытие равномерное, сплошное. Покрытие дна и крышки гладкое, без видимых дефектов. Покрытие на боковой поверхности шероховатое, в верхней части имеются выраженные потемнения и коррозионные поражения. Микроскопия: на боковой поверхности имеются разрывы лакокрасочного покрытия до металла.

There are signs of overpressure inside the can (bombage) - the lid and bottom are bloated, when pressed, they are not pressed in. There are no signs of depressurization (leaks, drips, etc.). Exterior surface. The paint coating had a uniform and continuous structure and no visible mechanical defects. In the area under the film there was darkening along the lines of plastic deformation, but the integrity of the paint layer was preserved.

Interior surface. The paint coating is uniform, continuous. The coating on the bottom and lid is smooth, without visible defects. The coating on the side surface is rough, there are pronounced darkening and corrosion lesions in the upper part. Microscopy: on the side surface there are tears of the paint coating to the metal.

Leonova M.V. et al. Proceedings of VSUET, 2024, vol. 86, no. 4, pp. 15-21

post@vestnik-vsuet.ru

Таблица 3.

Химическая устойчивость образцов

Chemical resistance of samples

Рисунок 4. Разрушение лакокрасочного покрытия и коррозия после стерилизации в 3% растворе пищевой соли

Figure 4. Destruction of paint coating and corrosion after sterilization in 3% solution of edible salt

Table 3.

Модельная среда Substance	Состояние поверхности после испытания Surface condition after the test
Дистиллированная вода Distilled water	Обильные коррозионные поражения с визуальными признаками нарушения целостности лакокрасочного покрытия в зоне складчатой деформации; единичные точечные коррозионные поражения по остальной боковой поверхности Поверхность дна – без визуальных изменений Микроскопия : в зоне складчатой деформации – множественные коррозионные поражения, разрушение лакокрасочного покрытия (рисунок 3). Обильные коррозионные поражения с визуальными признаками нарушения целостности лакокрасочного покрытия в зоне складчатой деформации; единичные точечные коррозионные поражения по остальной боковой поверхности Поверхность дна – без визуальных изменений Микроскопия: в зоне складчатой деформации – множественные коррозионные поражения, разрушение лакокрасочного покрытия (рисунок 3). Abundant corrosion lesions with visual signs of a violation of the integrity of the paintwork in the zone of folded deformation; single point corrosion lesions on the rest of the lateral surface of the bottom surface – without visual changes Microscopy: in the area of folded deformation, there are multiple corrosion lesions, destruction of the paintwork (Figure 3). Abundant corrosion lesions with visual signs of a violation of the integrity of the paintwork in the zone of folded deformation; single point corrosion lesions on the rest of the lateral surface of the bottom surface – without visual changes Microscopy: in the area of folded deformation, there are multiple corrosion lesions, destruction of the paintwork (Figure 3).
3% раствор пищевой соли 3% food salt solution	Обильные коррозионные поражения с визуальными признаками нарушения целостности лакокрасочного покрытия в зоне складчатой деформации; единичные точечные коррозионные поражения по остальной боковой поверхности Поверхность дна – без визуальных изменений Микроскопия : в зоне складчатой деформации – множественные коррозионные поражения, разрушение лакокрасочного покрытия; по остальной боковой поверхности – признаки подпленочной коррозии по местам точечных поражений (рисунок 4). Abundant corrosion lesions with visual signs of paint coating integrity disruption in the folded deformation zone; single pitting corrosion lesions on the rest of the lateral surface Bottom surface - without visual changes. Microscopy: multiple corrosion lesions in the folded deformation zone, paint coating destruction; on the rest of the lateral surface - signs of sub-film corrosion at the places of pitting lesions (Figure. 4).
3% раствор уксусной кислоты 3% acetic acid solution	Отслоение лакокрасочного покрытия и коррозия в зоне складчатой деформации; по остальной боковой поверхности – шероховатость лакокрасочного покрытия; поверхность дна – без визуальных изменений (рисунок 5). Микроскопия : в зоне складчатой деформации – разрушение лакокрасочного покрытия, коррозия; в зоне шероховатости – разрывы лакокрасочного покрытия, точечные коррозионные поражения. Paint coating delamination and corrosion in the area of folded deformation; on the rest of the lateral surface - roughness of paint coating; bottom surface - no visual changes (Figure 5). Microscopy: in the zone of folded deformation - destruction of paint coating, corrosion; in the zone of roughness - breaks of paint coating, pitting corrosion lesions.
Раствор, содержащий 2% пищевой соли и 2% уксусной кислоты Solution containing 2% table salt and 2% acetic acid	Нарушение целостности лакокрасочного покрытия, потемнение и следы коррозии в зоне складчатой деформации; по остальной боковой поверхности – шероховатость лакокрасочного покрытия; поверхность дна – без визуальных изменений. Микроскопия: в зоне складчатой деформации – разрушение лакокрасочного покрытия, коррозия; в зоне шероховатости – разрывы лакокрасочного покрытия, подпленочная коррозия (рисунок 6) Violation of integrity of paint coating, darkening and traces of corrosion in the zone of folded deformation; on the rest of the lateral surface - roughness of paint coating; bottom surface -without visual changes. Microscopy: in the zone of folded deformation - destruction of paint coating, corrosion; in the roughness zone - breaks of paint coating, sub-film corrosion (Figure 6).

Рисунок 5. Внутренняя поверхность банки № 5 после стерилизации в 3% растворе уксусной кислоты

Figure 5. The inner surface of jar No. 5 after sterilization in a 3% acetic acid solution

Рисунок 6. Разрушение лакокрасочного покрытия и коррозия после стерилизации в растворе, содержащем 2% пищевой соли и 2% уксуса

Figure 6. Destruction of paintwork and corrosion after sterilization in a solution containing 2% table salt and 2% vinegar

Жестяная тара № 5 не выдержала стерилизацию в модельных средах и не соответствует ГОСТ 5981–2011 «Банки и крышки к ним металлические для консервов. Технические условия».

Заключение

По результатам проведенных испытаний установлено, что консервы микробиологически стерильны и причиной бомбажа консервированной продукции «Салат «Дальневосточный» из морской капусты» является накопление газообразного водорода, выделяющегося при контакте заливки, содержащей в составе уксусную кислоту, с поверхностью металла вследствие разрушения лакокрасочного покрытия внутренней поверхности.

Разрушение лакокрасочного покрытия также является причиной коррозии внутренней поверхности банок с консервированной продукцией.

Причиной разрушения лакокрасочного покрытия является складчатая деформация металла, приводящая к нарушению адгезии и механическим повреждениям лакокрасочного покрытия. Причиной складчатой деформации является превышение предела текучести жести при штамповке. Возможными причинами достижения предела текучести жести при штамповке являются: нарушение технологии штамповки, использование низкопластичной жести, неоднородность физико-механических свойств жести.

Для предотвращения возможной порчи консервов из-за химического бомбажа необходим тщательный входной контроль жестяной тары на предприятии.

Статья научная