Определение источников поступления диоксида серы в кондитерские изделия

В кондитерской отрасли используется сырьё и полуфабрикаты с длительными сроками годности, обеспечиваемыми наличием консервантов, например, сорбиновой и бензойной кислотами, диоксидом серы. Для определения диоксида серы в кондитерских изделиях, изготовленных с использованием фруктового (ягодного) сырья и пиросульфита, используют ГОСТ 26811 «Изделия кондитерские. Йодометрический метод определения массовой доли общей сернистой кислоты».

Применение диоксида серы обусловлено, в первую очередь, способностью к антимикробным и антиоксидантным свойствам, предотвращением потемнения фруктовых тканей сырья с сохранением в течение длительного времени натурального цвета фруктового сырья [1, 2].

Особенностью кондитерских изделий является многокомпонентность состава, что вносит определённые затруднения при определении в их составе различных консервантов. При определении диоксида серы нужно учитывать, что консерванты могут реагировать с другими соединениями, например, с редуцирующими сахарами, меланоидинами, а также с различными карбонильными соединениями, образуя устойчивые соединения. Образующиеся в процессе исследования темноокрашенные растворы не дают возможности получать точные результаты при измерении диоксида серы йодометрическим методом [3–6].

Нижний предел обнаружения диоксида серы в соответствии с ГОСТ 26811 в кондитерских изделиях на основе фруктового сырья составляет 20 мг/кг.

В соответствии с техническим регламентом Таможенного союза ТР ТС 022/2011 «Пищевые продукты в части их маркировки» при содержании диоксида серы более 10 мг/кг его необходимо указывать при маркировке.

Учитывая необходимость контроля содержания диоксида серы в кондитерских изделиях при концентрации 10 мг/кг и выше, задача разработки новых методик его определения является актуальной.

В институте кондитерской промышленности разработаны методики определения диоксида серы в кондитерских изделиях в необходимом диапазоне концентраций.

Проведены исследования сырья, полуфабрикатов и различных наименований кондитерских изделий с целью установления фактических диапазонов содержания диоксида 204

серы и оценки влияния этих видов сырья и полуфабрикатов на химический состав готовых изделий.

Мониторинг кондитерских изделий показал, что содержание диоксида серы находится в широком диапазоне и может значительно превышать значение 10 мг/кг, что требует вынесения информации о наличии диоксида серы на этикетку изделий. Это указывает на необходимость контроля его содержания в сырье, полуфабрикатах и кондитерских изделиях [7–10].

Материалы и методы

При разработке методик определения диоксида серы в кондитерских изделиях в институте кондитерской промышленности проведены исследования более 20 партий сахара, муки, более 30 партий различных видов фруктового сырья и более 60 партий различных кондитерских изделий йодометрическим и ферментативным методами.

Для определения диоксида серы титриметрическим методом предложен алгоритм, включающий стадию обработки раствора исследуемого образца ультразвуком (35 кГц, мощность 250 Вт), с его последующей отгонкой в присутствии серной кислоты. Далее проводится титрование раствором J2 (0,002 н) в присутствии индикатора крахмала (1%-ный раствор)     с построением     градуировочной характеристики и расчетом содержания диоксида серы.

Методика, основанная на ферментативном определении диоксида серы, включала стадии обработки образца ультразвуком с дальнейшим его окислением ферментом сульфитоксидазой и обработкой другими ферментами. Измерение оптической плотности полученных растворов проводилось на спектрофотометре Specord М-40 (Германия) в ультрафиолетовой области. Использованы ферментативные наборы фирмы Boehringer Mannheim (Германия).

Результаты и обсуждение

Определение оптимальных условий пробоподготовки кондитерских изделий, сырья и полуфабрикатов

Применение интенсивных способов физического воздействия на исследуемые образцы, таких, как ультразвук и отгонка с паром, позволяет полностью высвободить свободную и связанную формы диоксида серы.

При определении оптимальной длительности экстракции установлено, что ультразвуковая обработка исследуемых образцов кондитерских изделий более 10 мин при температуре 40 °С не оказывает существенного влияния на содержание диоксида серы в исследуемых образцах изделий. Поэтому оптимальное время обработки ультразвуком образцов кондитерских изделий составляет 10 мин (рисунок 1).

Рисунок 1. Влияние длительности обработки ультразвуком на содержание диоксида серы в исследуемом образце

• Figure 1.    The effect of the duration of sonication on the content of sulfur dioxide in the sample under study

Оптимальное время отгонки диоксида серы с паром из образцов кондитерских изделий составляет 6 мин (рисунок 2).

Рисунок 2. Влияние длительности отгонки пробы с паром на содержание диоксида серы в исследуемом образце

• Figure 2.    The effect of the duration of the distillation of the sample with steam on the content of sulfur dioxide in the sample

Исследование образцов сырья, используемого для производства кондитерских изделий

Проведены исследования образцов сырья, используемого для производства изделий, таких, как сахар белый, патока, мука, крахмал от различных производителей (таблица 1) [11].

Содержание диоксида серы в сырье находится в широком диапазоне. Мука пшеничная содержала диоксид серы от 9 до 15 мг на кг, а сахар белый – от 1,4 до 9,4 мг на кг.

Таблица 1.

Содержание диоксида серы в сырье

Table 1.

Sulfur dioxide content in raw materials

Наименование образцов Sample Name	Содержание диоксида серы, мг/1000 г Sulfur dioxide content, mg/1000g
Сахар белый | White sugar
Образец № 1 Sample № 1	1,4
Образец № 2 Sample № 2	8,0
Образец № 3 Sample № 3	9,4
Сахарная пудра Powdered sugar	1,5
Патока | Syrup
Низкоосахаренная Low sugar	38,0
Высокоосахаренная Highly saccharified	52,0
Крахмальная карамельная № 1 Starch caramel № 1	25,0
Крахмал | Starch
Кукурузный № 1 Corn № 1	3,0
Кукурузный № 3 Corn № 3	4,0
Картофельный Potato	17,0
Мука пшеничная | Wheat flour
Высший сорт № 1 Top grade № 1	9,0
Высший сорт № 2 Top grade № 2	10,0
1-й сорт № 1 1st grade № 1	15,0
Хлебопекарная общего назначения Bakery general purpose	9,0

Исследование содержания диоксида серы во фруктовом сырье

Кондитерские изделия, содержащие фруктовое сырьё в своём составе, ассоциируются у потребителей со здоровым питанием.

Проведённые исследования показали, что фруктовое сырье характеризуется наибольшим содержанием диоксида серы, который является сильным аллергеном (таблица 2) .

Сульфитированнное фруктовое пюре содержит 100–500 мг/кг диоксида серы. Это может являться причиной различного содержания диоксида серы в различных кондитерских изделиях.

Таблица 2.

Содержание диоксида серы во фруктовом сырье

Table 2.

Sulfur dioxide content in fruit raw materials

Наименование образцов | Sample Name	Содержание диоксида серы, мг / 1000 г. Sulfur dioxide content, mg / 1000 g
Пюре яблочное (сульфитированное) | Apple puree (sulfitated)	220
Пюре яблочное (несульфитированное) | Apple puree (non-sulfitized)	5
Пюре яблочное сульфитированное | Apple puree (sulfitated)	96
Пюре яблочное № 1 | Apple puree № 1	143
Пюре яблочное нежелирующее | Apple puree non-gelling	362
Пюре малиновое | Raspberry puree	214
Пюре клюквы | Cranberry puree	145
Пюре клубника | Strawberries puree	455
Пюре кизила | Dogwood puree	367
Пюре вишни | Cherry puree	545
Виноград сушеный | Dried grapes	112

Содержание диоксида серы              кондитерских изделий с целью определения в кондитерских изделиях                 суммарного содержания диоксида серы (таблица 3).

В институте кондитерской промышлен ности проведены исследования основных групп

Таблица 3.

Содержание диоксида серы в кондитерских изделиях

Table 3.

The content of sulfur dioxide in confectionery products

Наименование образцов | Sample Name	Содержание диоксида серы, мг/1000 г Sulfur dioxide content, mg/1000 g
Сахарное печенье | Sugar сооkiеs	0–16
Зефир, пастила | zephyr, marshmallow	8–29
Мармелад желейный | Marmalade	7–21
Пряники с фруктовой начинкой | Gingerbreads with fruit filling	6–25
Шоколад горький, молочный, с крупными добавлениями Bitter chocolate, milk, with large additions	8–13

Для изготовления сахарного печенья используется 20–25% сахара белого и 60–70% муки, которые являются основными источниками поступления диоксида серы. Сахар белый и мука характеризуются широкими диапазонами содержания диоксида серы от 1,4 до 9,4 и от 9,0 до 15,0 мг на кг, соответственно. Поэтому его содержание в изделиях также может находиться в широких диапазонах.

Крупные добавления, такие, как чернослив, курага, виноград сушеный, увеличивают содержание диоксида серы в различных наименованиях шоколада. При этом содержание сахара оказывает влияние на содержание диоксида серы в таких изделиях.

Фруктовые начинки, мука и сахар являются источником диоксида серы при производстве пряников с начинками.

Для изготовления желейного мармелада используется до 75% сахара и до 35% патоки.

Количество диоксида серы в желейном мармеладе не превышает 21 мг на кг и обусловлено его содержанием в сахаре, желатине и патоке. Во фруктовом мармеладе количество диоксида серы выше.

При производстве всех кондитерских изделий температурные воздействия способствуют уменьшению содержания диоксида серы.

Разработанные методики использованы для разработки проекта ГОСТ «Изделия кондитерские. Методы определения диоксида серы» и позволяют определять диоксид серы йодометрическим методом в диапазоне от 5 до 1000 мг/кг, ферментативным методом – от 5 до 100 мг/кг.

Заключение

Разработана методика определения содержания диоксида серы в сырье, кондитерских полуфабрикатов и кондитерских изделиях на основе йодометрического титрования.

Содержание диоксида серы в сырье и полуфабрикатах кондитерского производства находится в очень широком диапазоне – до 600 мг/кг. Фруктовое сырьё является основным источником поступления диоксида серы в кондитерские изделия.

Обеспечение уровня содержания диоксида серы менее 10 мг/кг достигается использованием сырья с низким содержанием диоксида серы и технологическими приёмами (десульфитация).

Результаты позволяют делать ориентировочный прогноз содержания диоксида серы и контролировать его наличие в кондитерских изделиях, способствуя повышению их безопасности.