Сокращение объемов пищевых отходов за счет использования биозащитных культур

Ежегодно 1,3 миллиардов тонн продовольствия, около трети всего произведенного, теряется. Если бы глобальные объемы пищевых отходов и потерь были сокращены всего на 25%, этого продовольствия было бы достаточно для того, чтобы накормить более 800 миллионов людей, которые в настоящее время страдают от голода и недоедания. Кроме того, порча пищевых продуктов также приводит к множеству Для цитирования

отрицательных воздействий на окружающую среду, включая избыточные выбросы парниковых газов и неэффективное использование водных и земельных ресурсов.

В одной из первых существенных попыток количественно оценить масштабы и причины глобального сокращения пищевых отходов и потерь, Всемирная организация по продовольствию (2011) определила три проблемных вопроса, на которые приходится наибольшая

2021-3-78-85

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

доля глобальных отходов. Один из них заключается в необходимости сокращения потерь пищевых продуктов при потреблении мяса и свежих молочных продуктов в развитых странах [1].

В последние годы были опубликованы различные исследования антагонистического воздействия микробных культур (молочнокислых бактерий, каталазоположительных кокков, плесени) на порчу и патогенные бактерии в мясе и мясных продуктах, молоке и молочных продуктах, рыбе и рыбных продуктах [2–5]. Культуры, проявляющие эти желаемые эффекты, называются «биозащитными культурами». Есть надежда, что «биозащита» (или «биоконсервация») с использованием отобранных пищевых микроорганизмов или их метаболитов может помочь в разработке молочных продуктов с меньшим содержанием соли, жира и химических консервантов без снижения их безопасности и стабильности и с минимальными влиянием на органолептические показатели [6–8].

Для сохранения качества и ценности мясных продуктов за счет использования молочнокислых бактерий проведены ряд исследований в России и за рубежом [9–20].

Под потерями и порчей пищевой продукции (ППП) понимается уменьшение количества или снижение качества продовольствия на всем протяжении продовольственной товаропроводящей цепочки. Потери пищевой продукции – снижение количества или качества пищевой продукции в результате решений и действий участников продовольственной товаропроводящей цепочки от этапа производства и далее, за исключением предприятий розничной торговли, служб общественного питания и потребителей. Порча пищевой продукции – снижение количества или качества пищевой продукции в результате решений и действий предприятий розничной торговли, служб общественного питания и потребителей.

Продовольственная безопасность обеспечивается, когда все люди всегда имеют физический и экономический доступ к достаточному по объему, безопасному и питательному продовольствию для удовлетворения своих потребностей в полноценном питании в соответствии со своими предпочтениями для активной и здоровой жизни.

Последовательные этапы от момента производства продуктов питания до момента их поступления к потребителю. В ней выделяются следующие этапы: производство сельскохозяйственных культур, продуктов животноводства, аквакультуры, морской аквакультуры и рыболовства и сбор урожая / убой / вылов; операции после сбора урожая / убоя / вылова,

Индекс потерь пищевой продукции (индекс потерь) оценивает объемы потерь пищевой продукции с этапа производства и далее до поступления в розничную торговлю (не включая этот этап). Индекс позволяет отследить изменения процентной    доли    потерь по потребительской корзине из 10 основных товаров в разбивке по странам и в сравнении с базовым периодом.

Уменьшение массы продовольствия, предназначенного для потребления человеком, в результате его изъятия из продовольственной товаропроводящей цепочки вследствие решений и действий поставщиков продовольствия в цепочке.

Поскольку озабоченность по поводу глобальной продовольственной безопасности продолжает расти, вопрос сокращения пищевых отходов и потерь стал наиболее актуальным для мировых политиков, производителей и гражданского общества. Ежегодно 1,3 миллиардов тонн продовольствия, около трети всего произведенного, теряется. Если бы глобальные объемы пищевых отходов и потерь были сокращены всего на 25%, этого продовольствия было бы достаточно для того, чтобы накормить более 800 миллионов людей, которые в настоящее время страдают от голода и недоедания. Кроме того, порча пищевых продуктов также приводит к множеству отрицательных воздействий на окружающую среду, включая избыточные выбросы парниковых газов и неэффективное использование водных и земельных ресурсов. Если бы пищевые отходы были страной, она была бы третьей по выбросам парниковых газов после США и Китая.

Более 8% потерь приходится на этап сельскохозяйственного производства; примерно столько же теряется в процессе переработки. На этапе реализации (в рознице) объем потерь составляет около 5%. Наибольшие потери, почти 12%, образуются на этапе потребления, в домохозяйствах.

Анализируя состав пищевых отходов, можно выделить топ-3 категорий продуктов питания, дающих наибольший объем:

Зерновые продукты (хлебобулочные и макаронные изделия, мука) занимают первое место в пищевых отходах домохозяйств (62%) и третье место в пищевых отходах оптовых и розничных компаний (12%).

Молочные продукты (молоко, кефир, йогурт, сыр, творог) – наоборот, лидеры в оптово-розничных отходах (47%) и № 5 в отходах потребления (5%).

Картофель замыкает тройку: 15% в потребительских отходах и 11% в производственных отходах.

Полное устранение потерь только в этих 3-x категориях позволило бы сократить долю пищевых отходов в домохозяйствах на 82%, а в оптово-розничных отходах – на 70%. 17 млн тонн пищевых отходов – это не только источник 2,4 млн тонн метана и других газов, образующихся на свалках, но и значительные финансовые потери.

Стоимость этих продуктов оценивается более чем в 1,6 трлн руб. Эта цифра эквивалентна 12% оборота розничной торговли продуктами питания в России. Спасение данного объема продовольствия позволило бы прокормить 30 млн человек, то есть больше, чем количество живущих за чертой бедности в России.

Компания Chr. Hansen разрабатывает пищевые культуры для самых разных групп продуктов питания, в данном исследовании особое внимание уделяется применению культур биозащиты, которые создаются компанией Chr. Hansen для предотвращения порчи скоропортящихся продуктов. Применительно к настоящему исследованию мы определяем биозащитные культуры как "молочнокислые бактерии, добавляемые в пищевые продукты для контроля флоры без значительного изменения их сенсорных свойств". В зависимости от рассматриваемой категории продуктов биозащитные культуры обычно имеют две основные функции: 1) улучшение качества сдерживанием роста бактерий, вызывающих порчу, и 2) повышение безопасности путем ингибирования и снижения роста патогенов.

Целью нашей работы является проведение исследований по поиску различных вариантов сокращения объема производства пищевых отходов, образующихся на молокоперерабатывающих предприятиях при производстве молочных продуктов, в частности йогурта, творога и сметаны, для достижения других целей, включая обеспечение продовольственной безопасности и улучшение питания, рациональное использование молока-сырья и других ресурсов производства, снижение потерь и отходов готовой продукции, сокращение выбросов парниковых газов, уменьшение нагрузки на водные и земельные ресурсы, а также повышение продуктивности и обеспечение экономического роста.

Основными задачами работы является сокращение отходов ритейлерами и производителями при изучении взаимосвязи «применение защитных культур – сокращение отходов – экономический эффект» для каждого участника цепочки, включая конечного потребителя; выявление возможных стимулов к сокращению отходов для каждого участника, образующего эти отходы; обзор инициатив (включая законодательных) местных властей по снижению объема пищевых отходов; продление сроков годности при использовании биозащитных культур.

С целью анализа розничного рынка молочных продуктов г. Воронежа было проведено маркетинговое исследование для получения информации о ценах и ассортименте в точках розничной торговли по ассортиментным группам, пищевой и биологической ценности, нормативных документах по которым произведена представленная продукция.

Метод исследования: сплошная перепись торговой витрины. Для мониторинга была сформирована репрезентативная выборка розничных торговых точек города Воронежа в количестве 20% от общего количества, в соответствие со структурой, по типам торговых точек и административных районов города – торговые центры «Ашан», «Карусель», «Лента», «Линия», «Магнит», «Метро», «Окей», «Перекресток», «Пятерочка», «Центрторг».

По результатам исследования, основными производителями молочных продуктов, в частности сметаны, йогурта и творога, представленные в г. Воронеже являются ООО «Данон Трейд», АО «ВИММ-БИЛЛЬ-ДАНН», ПАО «Молочный Комбинат Воронежский»/ Молвест, ООО "Ле-бедянь-молоко", ООО «Савушкин Продукт» и др. (таблица 1).

В ходе проведения маркетинговых исследований рынка молочных продуктов (сметана, йогурт, творог) определили, что наиболее широкий ассортимент продукции представлен в торговых сетях «Ашан», «Лента», «О`кей», «Перекресток», «Пятерочка» (таблица 2).

Наиболее широко производители молочной продукции в рассматриваемых сегментах представлены в торговых сетях «Ашан», «Лента», «Метро», «О`кей», «Перекресток», «Пятерочка», среди них определены наиболее часто встречающиеся в трех сегментах – ООО «Данон Трейд», АО «ВИММ-БИЛЛЬ-ДАНН», ПАО «Молочный Комбинат Воронежский»/ Молвест, ООО "Лебедянь-молоко", ООО «Савушкин Продукт» (таблица 3).

Таблица 1.

Распределение молочной продукции по количеству единиц на полке

Таблица 2.

Количество представленных производителей по каждой ассортиментной полке (из них во всех трех сегментах)

Table 2.

Table 1.

Distribution of dairy products by number of units on the shelf

	Йогурт Yogurt	Сметана Sour cream	Творог/десерт Cottage cheese	Итого total
Ашан Auchan	102	33	50	185
Карусель (Х5) Carousel (Х5)	45	32	39	116
Лента Tape	111	34	76	221
Линия Line	49	20	31	100
Магнит Magnet	79	19	33	131
Метро Metro	75	33	34	142
О`кей О`кеy	60	47	53	160
Перекресток (Х5) Intersection (X5)	62	29	56	147
Пятерочка (Х5) Pyaterochka (X5)	98	19	51	168
Центрторг Centrtorg	25	12	25	62

Number of manufacturers represented for each assortment shelf (of which in all three segments)

	Йогурт Yogurt	Сметана Sour cream	Творог/десерт Cottage cheese	Итого total
Ашан Auchan	26 (6)	17 (6)	32 (6)	75
Карусель (Х5) Carousel (Х5)	8 (6)	11 (6)	12 (6)	31
Лента Tape	15 (8)	14 (8)	20 (8)	49
Линия Line	13 (8)	12 (8)	11 (8)	36
Магнит Magnet	11 (4)	8 (4)	8 (4)	27
Метро Metro	13 (6)	14 (6)	21 (6)	48
О`кей О`кеy	20 (7)	16 (7)	17 (7)	53
Перекресток (Х5) Intersection (X5)	18 (4)	10 (4)	26 (4)	54
Пятерочка (Х5) Pyaterochka (X5)	9 (5)	9 (5)	11 (5)	29
Центрторг Centrtorg	6 (2)	7 (2)	11 (2)	24

Таблица 3.

Ведущие производители в трех сегментах

Table 3.

Leading manufacturers in three segments

	ООО «Данон Трейд» Danon Trade LLC	АО «ВИММ-БИЛЛЬ-ДАНН» VIMM-BILL-DANN JSC	ПАО «Молочный Комбинат Воронежский» Молвест PJSC "Dairy Plant Voronezh" / Molvest	ООО "Лебедянь-молоко" LLC Lebedyan-Milk	ООО «Савушкин Продукт» LLC Savushkin Product
Ашан | Auchan	+	+	+	+	+
Карусель (Х5) | Carousel (X5)	+	+	+	+	+
Лента | Tape	+	+	+	-	+
Линия | Line	+	+	+	+	-
Магнит | Magnet	+	+	+	+	-
Метро | Metro	+	+	-	+	-
О`кей | О`кеy	+	+	+	+	+
Перекресток (Х5) Intersection (Х5)	+	+	-	-	+
Пятерочка (Х5) Pyaterochka (Х5)	+	+	+	+	-
Центрторг | Centrtorg	+	-	+	-	-

Анализируя, полученные данные, определены следующие торговые сети, в которых наиболее широко представлены молочные продукты из рассматриваемых сегментов: «Ашан», «Лента», «О`кей», «Перекресток» (отсутствует ПАО «Молочный Комбинат Воронежский»/ Молвест), «Пятерочка».

На следующем этапе работы нами будут проведены исследования в части изучения мнения ритейлеров и производителей, насколько выгодно продление сроков годности и установления влияния сроков годности на количество пищевых отходов, разработки схемы совместного использования выгод, установленной между производителями молочных продуктов и ритейлерами и разработки рекомендаций по оптимальному распределению дополнительных дней хранения в цепочке «производство-транспорт-ритейл-дом».

Биозащита – один из бизнес-маяков стратегии Nature’s no. 1, принятой компанией Chr. Hansen. За последний год рост продаж этой продуктовой категории составил 30% с оптимистичным прогнозом их дальнейшего роста. На рынке биозащитные культуры представлены следующими препаратами: FrеshQ 2 – 100 U для йогурта; FrеshQ 4 – 100 U для сливочного сыра, сыра, фета. Состав защитной культуры: Lactobacillus paracasei, Lactobacillus rhamnosus. Дозировка: ок. 10 ед. / 100 литров молока. Место хранения: в морозильной камере при – 18 °С.

Культуры FrеshQ® от Chr. Hansen состоят из различных традиционных молочнокислых бактерий, которые подавляют нежелательные дрожжи и плесень в кисломолочных продуктах. Такой эффект достигается за счет активного участия в процессе естественного брожения. Культуры добавляются вместе с обычными заквасочными культурами во время производства кисломолочных продуктов.

FrеshQ® (Lactobacillus rhamnosus) – это комбинация натуральных молочнокислых бактерий и бактерий, которые подавляют рост нежелательных дрожжей и плесеней в молочнокислых

Использование этих биозащитных культур является дополнительной степенью защиты к программе гарантии качества.

Анализ экономической эффективности сокращения отходов осуществлялся на данных объема рынка молочных продуктов России за 2020 год: сметаны – 532,0 тыс. т.; йогурта – 808,0 тыс. т.; творога – 493,1 тыс. т.

Виды упаковки и сроки хранения: сметана (пластиковый стакан) – при температуре от +2 ºС до +6 ºС – 14–35 сут.; йогурт (все виды) (пластиковый стакан, пластиковая бутылка) – при температуре от +2ºС до +6ºС – 30–45 сут., 10–21 сут.; творог (Пластиковый стакан, пакет) – при температуре от +2ºС до +6ºС – 14–21 сут., 30–40 сут.

Ежедневная выручка районного супермаркета с собственным производством от 300 до 500 тысяч рублей. Сумма "списания" колеблется от 20 до 30 тысяч рублей в сутки. Рассчитана примерная экономическая эффективность от применения защитных культур, результаты расчетов представлены в таблице 4.

Таблица 4.

Примерный экономический расчет стоимости отходов молочной промышленности по видам

Table 4.

Approximate economic calculation of dairy wastes cost by types

Наименование продукции Product name	Объем, тыс. тонн Volume, thousand tons	Ср. цена, р/кг Wed. price, p/kg	Всего товарной продукции, млрд. р. Total merchandise products, billion rubles.	Списание, % Write-off, %	Сумма затрат на списание, млрд, р. The amount of write-off costs, billion, r.	Списание в сутки, млн. р Write-off per day, million p
				3.0	10 017.12	27.44
				2.5	8 347.60	22.87
Сметана | Sour cream	523	638.44	333 904.12	2.5	6 678.08	18.30
				2.0	5 008.56	13.72
				1.5	3 339.04	9.15
				3.0	5 262.75	14.42
				2.5	4 385.62	12.02
Йогурт | Yogurt	808	217.11	175 424.88	2.5	3 508.50	9.61
				2.0	2 631.37	7.21
				1.5	1 754.25	4.81
				3.0	5 215.57	14.29
				2.5	4 346.31	11.91
Творог / Cottage cheese	493,1	352.57	173 852.27	2.5	3 477.05	9.53
				2.0	2 607.78	7.14
				1.5	1 738.52	4.76
				3.0	20 495.44	56.15
				2.5	17 079.53	46.79
			683 181.27	2.5	13 663.63	37.43
				2.0	10 247.72	28.08
				1.5	6 831.81	18.72

Анализ экономической эффективности сокращения отходов от производства молочных продуктов заключается в нескольких шагах. Хотя литература на тему пищевых отходов и потерь и накапливается, ее содержание все еще имеет слабое обоснование ввиду значительных расхождений в определениях и подходах к измерениям, а также учитывая существенное различие в качестве данных, собранных в разных странах. Таким образом, оценка отходов молочных продуктов не может быть проведена на основании данных только из одного источника, для анализа требуется информация из нескольких источников.

По типу отходов при производстве молочных продуктов все отходы разделяются на производственные отходы и отходы в связи с возвратами йогурта со складов ритейлеров.

Что касается производственных отходов, Дж. Берлин и У. Зонессон в своем исследовании, проведенном в 2008 году, причинами отправления продуктов в отходы определяют изменения в составе, очистку, неудовлетворительные результаты лабораторных испытаний, а также отбраковку тары. Очистка должна производиться после замены основы, например после производства продуктов с содержанием ревеня, после производства продуктов с содержанием ванили, а также в конце рабочего дня. Промывка проводится после производства продуктов с содержанием тропических фруктов (смеси из ананаса, манго, персика и маракуйи), бузины или меда, которые предположительно могут вызывать проявление аллергических реакций. Кроме того, может использоваться принцип проталкивания, то есть менее окрашенные продукты производятся перед более интенсивно окрашенными.

Таким образом, все три операции – очистка, промывка и / или проталкивание – связаны с частотой и последовательностью производства партий продуктов, а это значит, что если количество производственных партий сокращается, то уменьшается и объем отходов в молочном производстве. В исследовании Дж. Берлина и У. Зонессона (2008) показывается, что оптимизация последовательности серийного производства при условии увеличения партий значительно сокращает объемы отходов.

Поскольку отгрузка более крупных партий может быть обеспечена за счет продления срока хранения, использование пищевых культур FrеshQ® может привести к сокращению объемов отходов аналогично результатам, достигнутым на шведских молочных заводах. Таким образом, более длительный срок хранения позволяет производителям молочных продуктов сократить количество производственных партий и, как следствие, увеличить их объем. Это объясняется тем, что от всех производителей требуется поставка молочных продуктов на склады ритейлеров с определенным количеством доступных дней хранения. Чтобы обеспечить указанное количество доступных дней, производители молочных продуктов должны работать с определенным количеством производственных партий в неделю, а именно три партии продуктов в неделю. Однако при продлении срока годности йогурта, производители молочных продуктов могут сократить количество производственных партий в неделю и по-прежнему поставлять йогурт с необходимым количеством доступных дней хранения на склады ритейлеров. Таким образом, большие объемы производственных партий позволяют сократить объемы отходов за счет более низкой периодичности производства, являющейся основной причиной отходов. Объемы отходов по причине возврата продуктов со складов ритейлеров очень сильно различаются для различных производителей молочных продуктов. Некоторые из опрошенных производителей отмечают, что такие отходы составляют значительную долю общего количества отходов, в время как по информации других производителей, такие отходы не имеют места, или их доля очень мала. Таким образом, провести точную оценку довольно трудно, поэтому предположительно объем таких отходов был определен как колеблющийся в диапазоне от 0,1% до 2,0% общего объема производства, что соответствует процентным величинам, указанным в ходе опросов и полученным из имеющихся ненаучных источников. При этом полученные результаты оценки характеризуются высокой степенью погрешности, и это сказывается на выводах, которые сделаны по результатам исследования, поскольку процент возврата влияет на распределение поощрительных стимулов между производителями и ритейлерами молочных продуктов.

Заключение

Для снижения уровня порчи молочных продуктов в работе предложено применением биозащитных культур компании Хр. Хансен. Новое поколение культур FrеshQ было выбрано для обеспечения устойчивых, стабильных результатов без нежелательного воздействия на вкус и текстуру, что приводит к оптимальному сроку хранения, повышению устойчивости по всей цепочке создания стоимости и превосходной свежести, на которую могут рассчитывать клиенты и их потребители.