Обоснование и промышленная реализация обработки оборудования острым паром при производстве майонеза

Главной задачей производителей в пищевой промышленности является обеспечение безопасности и качества выпускаемой продукции на фоне усиления конкуренции на рынке.

Метаболизм ингредиентов майонезного соуса, или майонеза, является нежелательным процессом и характеризуется микробиологической порчей. На скорость и результат этого процесса влияют качество сырьевых ингредиентов, соблюдение технологии производства и условий хранения, санитарное состояние на производстве.

Для регулирования микробиологических процессов порчи продукта необходимо знать закономерности развития и гибели микроорганизмов, методы их определения и количественной оценки. В масложировой промышленности при производстве майонезов весьма распространенным является провокационное (ускоренное) тестирование стабильности свойств и срока годности продукта.

Следует отметить, что согласно Техническому регламенту Таможенного союза ТР ТС 024/2011 «майонез представляет собой тонкодисперсный однородный эмульсионный продукт

с содержанием жира не менее 50%, изготавливаемый из рафинированных дезодорированных растительных масел, воды, яичных продуктов в количестве не менее 1,0% в пересчете на яичный желток (сухой), с добавлением или без добавления продуктов переработки молока, пищевых добавок и других ингредиентов».

Известно, что технология производства майонеза не подразумевает использование промышленно полезных микроорганизмов. Тем не менее, в этом продукте может развиваться контаминирующая микрофлора, привнесенная в продукт вместе с сырьевыми компонентами для производства майонеза, а также с поверхности оборудования. Попадая извне, микроорганизмы вызывают различные виды порчи продукта [1].

К микробиологическим видам порчи майонеза относят [2]:

• •    газообразование, вызываемое молочнокислым брожением, которое способствует росту кислотности готового продукта;

• •    бомбаж, возникающий вследствие развития дрожжей и бактерий рода Clostridium , сбраживающих сахара, пектиновые вещества с образованием масляной кислоты, углекислого газа и водорода;

• •    горький вкус возникает вследствие разложения белка гнилостными бактериями.

Оценивая сырьевые ингредиенты, входящие в рецептурный состав майонеза, с точки зрения возможного развития микробиологических процессов, необходимо выделить бактериальную устойчивость подсолнечного масла. Таким образом, источниками контаминации продукта являются компоненты, составляющие водно-молочную фазу майонеза, а также санитарногигиенические условия производства [2].

Известно [3], что поваренная соль обладает вкусовыми свойствами и консервирующим действием, снижая активность воды, ухудшая тем самым условия существования микроорганизмов.

Сахар поражается определенными видами микроорганизмов на этапе технологического процесса получения. Высокие температуры, щелочность, концентрация среды способствуют снижению количества первичной микрофлоры, но не препятствуют сохранению термофильных споровых бактерий. В сахаре обнаруживаются различные микроорганизмы, такие, как осмо-фильные дрожжи и плесени, а также бактерии рода Bacillus, Clostridium, Leuconostoc [4].

Сухие яичные продукты (желток, порошок) преимущественно являются источником спорообразующих и кокковых форм бактерий [5, 6].

В сухом молоке, используемом в рецептуре некоторых наименований майонеза, сохраняются все виды споровых микроорганизмов, термоустойчивые неспоровые виды микрококков, стрептококков, некоторые молочнокислые бактерии, споры плесневых грибов, которые обусловливают его бактериальную обсемененность [7].

Уксусная кислота является основным компонентом, выполняющим роль консерванта, при добавлении которой активная кислотность майонеза снижается с рН = 6,7–6,9 до рН = 3,8–4,4, что приводит к замедлению роста и гибели нежелательных микроорганизмов.

С целью обеспечения санитарной безопасности на предприятиях масложировой промышленности и исключения микробной обсемененности разработаны профессиональные моющие средства для мойки оборудования, а также специализированные дезинфицирующие препараты, препятствующие развитию контаминирующей микрофлоры на протяжении всего технологического процесса до упаковки готового продукта. Эти препараты содержат компоненты, благодаря которым моющие растворы эффективно работают в воде любой жесткости, обладают большой эмульгирующей и грязеуносящей способностью. При этом их можно многократно использовать (CIP-мойка), достигается хорошая смачиваемость поверхности оборудования, что приводит к полному удалению загрязнений органического и минерального происхождения. Дезинфицирующие растворы даже при малых концентрациях и низких температурах обладают универсальным спектром действия [8].

Общепринятая схема мойки и санитарная обработка технологического оборудования при производстве майонеза состоит: из 1-го этапа – щелочной мойки (удаление органических соединений); 2-го этапа – кислотной мойки (растворение и удаление минеральных отложений и органических остатков); 3-го этапа – дезинфекции.

Однако известно, что в присутствии загрязнений органического происхождения дезинфицирующая активность рабочих растворов снижается. Некачественное мытье и обеззараживание поверхностей технологического оборудования содействуют росту и развитию микроорганизмов, которые могут группироваться в колонии и формировать биопленки. Поэтому легче предотвратить образование индивидуальных микроорганизмов, чем вести борьбу с биопленками [8].

Цель работы – оценка эффективности влияния дополнительной обработки острым паром на санитарное состояние оборудования при производстве майонеза и показатели безопасности в процессе его хранения.

Материалы и методы

В ходе исследований к общепринятой схеме мойки и санитарной обработки технологического оборудования дополнительно был включен этап стерилизации технологического оборудования и трубопроводов в собранном виде острым паром при температуре 110 °С и давлении 0,7 атм в течение 15 мин.

Для исследования использовались образцы экспериментальных партий майонеза 67%-ной жирностью по рецептуре, приведенной в таблиц е 1.

Таблица 1.

Рецептурный состав майонеза

Table 1.

Prescription composition of mayonnaise

Наименование ингредиентов | The name of the ingredients	Массовая доля ингредиентов, % Mass fraction of ingredients, %
Масло подсолнечное рафинированное дезодорированное Refined deodorized sunflower oil	67,00
Сахар | Sugаr	2,20
Соль | Salt	1,1
Яичный желток сухой | Egg yolk dry	1,4
Регулятор кислотности: уксусная кислота 80%-ная Acidity regulator: 80% acetic acid	0,26
Консервант: сорбат калия | Preservative: potassium sorbate	0,05
Стабилизатор: ксантановая камедь | Stabilizer: xanthan gum	0,03
Ароматизатор натуральный «Горчица» | Natural flavoring "Mustard»	0,03
Вода | Water	27,93
Итого | Subtotal	100,00

Технология производства майонеза включает следующие стадии:

• 1.    приготовление и пастеризация сахаросолевого раствора путем нагрева острым/ глухим паром с выдержкой в течение 2–5 мин при температуре 85 °С;

• 2.    охлаждение полученного раствора до температуры 40–45 °С;

• 3.    получение смеси яичного желтка, стабилизатора – ксантановой камеди, красителя бета-каротина, ароматизатора «Горчица» с её диспергированием в подсолнечном масле;

• 4.    смешение полученной смеси предварительно диспергированных в масле ингредиентов с сахаро-солевым раствором в течение 3–5 мин;

• 5.    подача рецептурного количества масла со скоростью 40–45 кг/мин;

• 6.    внесение раствора уксусной кислоты;

• 7.    гомогенизация полученной эмульсии в течение 90–120 с.

Методика проведения микробиологических анализов состояла в следующем:

• •    определение БГКП по ГОСТ 31747–2012 (бродильная проба: посев на среде Кесслера и посев на агаре Эндо);

• •    количественный анализ дрожжей и плесеней по ГОСТ 10444.12–2013 чашечным методом на среде Сабуро;

• •    выявление молочнокислых микроорганизмов с помощью посевов на среду MRS по ГОСТ 10444.11–2013, несмотря на то, что действующими требованиями их значение не регламентируется.

В процессе исследований определяли кислотность образцов майонеза путем титрования раствором гидроокиси калия или гидроокиси натрия в присутствии индикатора фенолфталеина до появления слабо-розовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин.

Результаты и обсуждение

Отбор образцов майонеза со стадии фасовки продукции проводился ежедневно в течение 6 дней. Образцы были расфасованы в дой-пак. Хранились в термостате при температуре 30 ± 2 °С в течение 9 сут с целью провоцирования микробиологических изменений, так как указанный температурный режим является наиболее благоприятным для развития микроорганизмов и позволит сделать прогноз микробиологической стабильности майонеза.

Необходимо отметить, что во всех исследованных образцах отсутствовали БГКП и бактерий рода Salmonella (согласно ТР ТС 021 не допускаются и в сырье, и в готовом продукте), что положительно характеризует технологический процесс производства экспериментальных партий майонеза. Обеззараживание продукта в производственных условиях идет с помощью пастеризации при температуре 85 °С.

Согласно ТР ТС 024/2011 «Технический регламент на масложировую продукцию» безопасность майонеза, определяемая микробиологическими показателями, представлена в таблице 2.

Таблица 2.

Нормированные микробиологические показатели для оценки качества майонеза

Table 2.

Normalized microbiological indicators to assess the quality of mayonnaise

Группа продуктов Product group	Масса продукта (г), в которой не допускается Product weight (g) not allowed		Дрожжи, КОЕ**/г, не более Yeast, CFU **/g, not more	Плесени, КОЕ/г, не более Mold, CFU/g, not more
	БГКП* (колиформы) CGB* (coliforms)	Патогенные микроорганизмы, в т. ч. Salmonella Pathogenic      microorganisms, including Salmonella
Майонез Mayonnaise	0,1	25,0	5×102	50

* БГКП – бактерии группы кишечных палочек; ** КОЕ – число колониеобразующих единиц (* BGKP – bacteria of the group of intestinal sticks; ** CFU – number of colony forming units)

В процессе исследования образцов, полученных путем обработки оборудования острым паром, и без обработки паром не было отмечено развития плесневых грибов и дрожжей. Значения числа КОЕ не превышали 10 и соответствовали норме. Это объясняется тем, что консервант – сорбат калия, в первую очередь, проявляет фунгистатическое действие, подавляя развитие дрожжей и плесневых грибов, включая токсинобразующие, благодаря способности ингибировать их дегидрогеназы. Необходимо отметить, что сорбат калия не подавляет рост молочнокислой флоры [10] (таблица 3).

Таблица 3.

Результаты определения молочнокислых бактерий в образцах майонеза при температуре хранения 30±2 °С в течение 9 сут

Table 3.

Results of determination of lactic acid bacteria in mayonnaise samples at a storage temperature of 30±2 °C for 9 days

Время отбора образцов после мойки, сут Sampling time after washing, day	Продолжительность термостатирования, сут The duration of incubation, days
	1	3	5	7	9
Число КОЕ/г для образцов без обработки острым паром The number of CFU/g for samples without treatment steaming
1	≤10	≤10	≤10	≤10	≤10
2	≤10	≤10	≤10	≤10	≤10
3	≤10	5·101	3·102	1·103	2·103
4	≤10	8·101	4·102	5·104	1·105
5	≤10	3·103	5·104	1·107	Сплошной рост Continuous growth
6	≤10	2·104	1·107	Сплошной рост Соntinuоus growth
Число КОЕ/г для образцов с обработкой острым паром The number of CFU/g for samples with a steaming
1–4	≤10	≤10	≤10	≤10	≤10
5	≤10	≤10	≤10	≤10	≤10
6	≤10	4·101	3·102	8·102	2·103

Данные таблицы 3 свидетельствуют о том, что в исследуемых образцах майонеза, произведенных с включением в процесс мойки этапа обработки острым паром, в процессе хранения рост молочнокислых бактерий наблюдается лишь в образцах, выработанных на 6-е сут после обработки оборудования острым паром.

Изменения микробиологической картины исследуемых образцов майонеза, выработанных без включения этапа обработки острым паром в процесс мойки, наблюдались для молочнокислых бактерий на 3-и сут термостатирования. Их развитие способствовало повышению кислотности продукта (таблица 4), что характеризует порчу продукта, определяемую также органолептически.

Таблица 4.

Результаты показателя кислотность в пересчете на уксусную кислоту в майонезе при температуре хранения образцов 30±2 °С в течение 9 сут

Table 4.

The results of acidity in terms of acetic acid in mayonnaise at a storage temperature of 30±2 °C for 9 days

Время отбора образцов после мойки, сут Sampling time after washing, day	Продолжительность термостатирования, сут The duration of incubation, days
	1                \	3 \	5 \	7 \	9
Кислотность,%, для образцов без обработки острым паром Acidity,%, for samples without acute steam treatment
1	0,23	0,23	0,24	0,24	0,23
2	0,23	0,24	0,23	0,23	0,23
3	0,23	0,25	0,27	0,28	0,28
4	0,24	0,25	0,26	0,29	0,32
5	0,23	0,32	0,35	0,38	0,44
6	0,25	0,33	0,37	0,42	0,50
Кислотность,%, для образцов с обработкой острым паром Acidity,%, for specimens with steaming
1–4	0,23	0,23	0,23	0,24	0,23
5	0,23	0,24	0,22	0,23	0,24
6	0,24	0,25	0,27	0,27	0,29

Из таблиц ы 4 видно, что в образцах майонеза, выработанных с включением этапа обработки острым паром во время мойки, в процессе хранения наблюдается повышение показателя кислотности на 6-е сут от начала проведения мойки.

Важно отметить, что показатель кислотности майонеза в пересчете на уксусную кислоту не должен превышать 1,0% согласно ГОСТ 31761–2012 «Майонезы и соусы майонезные». Однако кислотность традиционных видов майонеза на практике обычно не превышает уровне 0,3%. В то же время повышение кислотности майонеза может способствовать консервированию продукта с замедлением роста и отмиранием спорообразующих бактерий в случае контаминации [9–11].

Применение прогностических тестов выявления микробиологической порчи состоит в изучении кинетики роста микроорганизмов в благоприятных условиях и возможности оценки микробиологической стабильности майонеза. Как было показано выше, применение острого пара для обработки оборудования в процессе