КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА И БЕЗОПАСНОСТИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Разработана комплексная система оценки качества и безопасности пищевой продукции, учитывающая особенности технологии изготовления пищевого продукта, качество применяемого мясного сырья, возможно-сти обогащения продукта добавками и прогнозирование контаминантного состава готовой продукции на платформе созданной в процессе исследований и зарегистрированной базы данных (БД) «Оценка качества и безопасности пищевых продуктов». Комплексная система охватывает весь процесс разработки готовой про-дукции, начиная от стадии выбора сырья оптимального химического состава, акцентируя особое внимание на контаминантном составе, до момента введения обогащающей добавки. Использование оригинальной базы данных позволяет автоматизировать расчеты, составлять рецептуры, прогнозировать контаминантный состав, определять максимально возможное количество вводимых добавок. Представлен алгоритм действий по оценке влияния вводимой обогащающей добавки на содержание контаминантов в готовой продукции.

Ключевые слова:
Контаминанты, алгоритм анализа, «Фуколам-С», обогащающая добавка, база данных, безопасность.
Текст
Текст (PDF): Читать Скачать

Введение

Комплексная схема системы разработки, прогно­зирования и оценки качества и безопасности продук­тов, полученных методами биотехнологии с исполь­зованием информационных технологий, была разра­ботана и опробована на примере сырокопченой кол­басы «Зернистая», обогащенной добавкой «Фуколам-С».

Целью настоящей работы являлась разработка методики оценки безопасности пищевых продуктов, полученных биотехнологическими способами (на примерах обогащенных продуктов) с использова­нием информационных технологий.

В основу рассматриваемой системы оценки по­ложены следующие базисные моменты. Во-первых, предпринята попытка анализа продукции через призму критериев безопасности. Во-вторых, учиты­валась характерная особенность приготовления сы­рокопченых колбас, включающая длительную ста­дию сушки, что приводит к увеличению количества контаминантов на единицу веса готового продукта и требует более тщательного подбора мясного сырья. В третьих, рассмотрена возможность расчета макси­мального количества вводимой функциональной до­бавки по принципу непревышения содержания одно­типных контаминантов.

Объекты и методы исследований

Исследовались физико-химические, микробио­логические, токсикологические показатели образ­цов сырокопченой колбасы «Зернистая», соответ­ствующие ГОСТ 16131-86 «Колбасы сырокопче­ные. Технические условия» [1] и модельные об­разцы сырокопченых колбас, выработанных по ре­цептуре сырокопченой колбасы «Зернистая» с до­бавлением «Фуколам-С». Исследования проводи­лись на базе испытательной лаборатории Иннова­ционного технологического центра Школы эконо­мики и менеджмента ДВФУ «Лабораторный ком­плекс ветеринарно-санитарной экспертизы».

Параллельно разрабатывалась база данных «Оценка качества и безопасности пищевых про­дуктов».

Методы исследования включали также обобще­ние и систематизацию данных о факторах, влияю­щих на содержание контаминантов в сырокопченых колбасах и определяющих их безопасность.

 

Результаты и их обсуждение

Результаты анализа продукции через призму кри­териев безопасности показывают, что на количест­венное содержание контаминантов в готовой про­дукции влияют четыре фактора:

– содержание контаминантов в мясном сырье;

– особенности технологии приготовления (на­пример, применение сушки, приводящей к увеличе­нию концентрации контаминантов на единицу веса за счет потери влаги);

– введение обогащающих добавок, которые могут содержать аналогичные контаминанты;

– аддитивное действие входящих контаминантов, ужесточающее требования к количественному со­держанию токсичных веществ в готовой продукции.

Обзор научных исследований по качеству и безо­пасности мясного сырья для производства сырокоп­ченых колбас позволил сделать следующие выводы:

– при производстве мясных продуктов доста­точно широко используется импортная говядина (44,9 %) [2], однако показатели качества импортного сырья значительно уступают отечественному сырью [3];

– основные источники загрязнения говядины ток­сичными веществами – способы выращивания круп­ного рогатого скота, заключающиеся в особенностях кормления, содержания, сохранения поголовья. Ос­новными контаминантами говядины являются анти­биотики, микроорганизмы, пестициды, металлы. На содержание в мясе токсичных элементов влияет и возраст животных [4];

– по способности к накоплению тяжелых метал­лов говядина, используемая для производства сыро­копченых колбас, стоит в числе первых продуктов (мясо индейки > говядина > мясо кур > свинина > рыба речная > яйцо кур > молоко). Свинина в этом отношении более благополучна [5];

– по способности накапливать радионуклиды го­вядина и свинина стоят рядом, но и здесь говядина более склона к накоплению радионуклидов (рыба речная > мясо кур = яйцо кур > говядина > свинина > мясо индейки > молоко) [6];

– в суточных рационах коров в экологически бла­гополучных районах содержится: ртути – 0,254 мг, кадмия – 2,284, свинца – 5,931, мышьяка – 3,057 мг. Коэффициенты перехода этих металлов из потреб­ляемого корма в мышечную ткань соответствует примерно следующим величинам (%): 1,74–3,91; 1,01–1,13; 3,37–5,90 и 0,23–0,35 соответственно [7];

– с точки зрения регионов поставки сырья, вос­точные районы РФ более пригодны для закупок мяс­ного сырья, чем европейские: содержание кадмия и ртути в мясных продуктах Ленинградской области колеблется от 3,3 до 27,7 % ПДУ, Краснодарского края – от 12,7 до 16,9 % ПДУ, в Московской области – от 7,8 до 15,7 % ПДУ; содержание тяжелых метал­лов и радионуклидов в мясных продуктах Новоси­бирской и Томской областей составляет десятые и тысячные доли ПДК [8].

Наличие такой технологической операции, как сушка, требует более тщательного подхода к оценке безопасности применяемого мясного сырья (говя­дины и шпика). Расчет прогнозируемой величины любого контаминанта в готовой сырокопченой кол­басе «Зернистая» может быть выполнен по формуле

 

Сконт. = 1,46×(0,45а + 0,55в),                    (1)

 

где 0,45; 0,55 – доля содержания говядины и свиного шпика в готовом изделии соответственно (ГОСТ 16131-86); а; в, мг/кг – содержание токсичного эле­мента в мясном сырье (говядине и шпике соответст­венно) [9].

На рис. 1 представлена гистограмма изменения содержания контаминантов в мясном сырье и гото­вом продукте: при содержании в мясном сырье кон­таминантов на уровне ПДК [10] их содержание в го­товом продукте будет превышать санитарно-гигие­нические требования для готовой продукции (кол­басы «Зернистая»).

 

 

Рис. 1. Содержание контаминантов в мясном сы­рье и готовой сырокопченой продукции (колбасе «Зернистая») [9]

 

Вышесказанное означает, что при содержании кадмия в мясном сырье на уровне ПДК (0,05 мг/кг в мясе и 0,03 мг/кг в шпике) его содержание в готовом изделии (колбаса «Зернистая») будет составлять 0,057 мг/кг (ПДК для колбасы 0,05). При содержании ртути в мясном сырье на уровне ПДК (0,03 мг/кг в мясе и 0,03 мг/кг в шпике) ее содержание в готовом изделии (колбаса «Зернистая») будет составлять 0,0438 мг/кг (ПДК ртути для колбасы – 0,03 мг/кг). Кроме того, все контаминанты, отраженные в норма­тивных документах [10], обладают аддитивным дей­ствием (например, канцерогены и мутагены), что также предполагает более низкое содержание этих токсичных веществ в мясном сырье. При оценке влияния вводимой обогащающей добавки на содер­жание контаминантов в готовой продукции и расчете максимально возможного количества вводимой до­бавки алгоритм действий выглядит следующим об­разом:

– выполнение сопоставительного анализа состава обогащаемого продукта и вводимой добавки на на­личие идентичных контаминантов, на которые нор­мативными документами наложены ограничения (критерии безопасности) для готовой продукции [10];

– уточнение фактического содержания (количе­ства) контаминантов в сырье, в добавке и в конечном готовом продукте;

– расчет максимально допустимого количества вводимой добавки на основе величин критериев безопасности с учетом особенностей технологии из­готовления продукта, например, сушки или варки;

– расчет прогнозируемого содержания контами­нантов в готовой продукции с учетом сушки и вво­димой добавки;

– исследование органолептических показателей и окончательный выбор количества обогащающей до­бавки.

В подобных модельных расчетах эффективно применение программных расчетов, в нашем случае – разработанной базы данных (БД) «Оценка качества и безопасности пищевых продуктов» [11]. Как пра­вило, обогащающие добавки представляют собой высококонцентрированные продукты морского, рас­титель-ного или животного генеза и могут вызывать серьезные изменения вкусовых качеств. Поэтому проведение органолептических исследований явля­ется обязательным этапом, который позволит окон­чательно определить концентрацию вводимой до­бавки. На рис. 2 представлена схема предлагаемой системы оценки качества и безопасности сырокопче­ной колбасы.

Схема включает восемь основных этапов: выбор для мясного сырья (по принципу минимального со­держания контаминантов) региона поставки; выбор вида откорма и возраста животного; оценка и анализ сырья на наличие контаминантов; программный рас­чет прогнозируемого количества контаминантов в готовой продукции, в том числе с учетом сушки, ад­дитивного действия и вводимого количества обога­щающей добавки (использование базы данных (БД) «Оценка качества и безопасности пищевых продук­тов»); исследование органолептических свойств на мясных моделях и корректировка данных по количе­ству вводимой обогащающей добавки; производство продукции; итоговая оценка продукции на качество и безопасность.

 

1. АНАЛИЗ И ВЫБОР РЕГИОНА ПОСТАВКИ СЫРЬЯ ПО ПРИНЦИПУ МИНИМАЛЬНОГО СОДЕРЖАНИЯ КОНТАМИНАНТОВ В СЫРЬЕ

3. ВЫБОР ВИДА ОТКОРМА ПО ПРИНЦИПУ МИНИМАЛЬНОГО СОДЕРЖАНИЯ КОНТАМИНАНТОВ В СЫРЬЕ

ОТКОРМ НА ПАСТБИЩАХ

ОТКОРМ

НА «ПЛАТФОРМЕ»

СМЕШАННЫЙ ОТКОРМ

4. ОЦЕНКА И АНАЛИЗ СЫРЬЯ НА НАЛИЧИЕ КОНТАМИНАНТОВ

5. ПРОГРАММНЫЙ РАСЧЕТ ПРОГНОЗИРУЕМОГО КОЛИЧЕСТВА КОНТАМИНАНТОВ В ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ, В ТОМ ЧИСЛЕ С УЧЕТОМ СУШКИ

И ВВОДИМОЙ ОБОГАЩАЮЩЕЙ ДОБАВКИ

 

СОСТАВЛЕНИЕ РЕЦЕПТУРЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПРОДУКТА НА ПЛАТФОРМЕ БД «ОЦЕНКА КАЧЕСТВА И БЕЗОПАСНОСТИ ПИЩЕВЫХ

ПРОДУКТОВ»

6. ИССЛЕДОВАНИЕ ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НА МОДЕЛЯХ, ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА

ОБОГАЩАЮЩЕЙ

ДОБАВКИ

7. ПРОИЗВОДСТВО ПРОДУКЦИИ

 

8. ИТОГОВАЯ ОЦЕНКА ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ

НА КАЧЕСТВО И БЕЗОПАСНОСТЬ

2. УЧЕТ ВОЗРАСТА  ЖИВОТНОГО

БЛАГОПОЛУЧНЫЙ РЕГИОН

НЕБЛАГОПО-

ЛУЧНЫЙ

РЕГИОН

 

 

Рис. 2. Схема комплексной системы разработки, про­гнозирования и оценки качества и безопасности продуктов биотехнологии с использованием информационных технологий

 

На примере колбасы сырокопченой «Зернистая» выполнен подобный анализ и расчетами установ­лено, что максимально допустимое количество обо­гащающей добавки («Фуколам-С»), которое можно вводить без превышения нормативных требований к контаминантам, составляет 430 г на 25 кг несоленого сырья.

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Содержание основных контаминантов в колбасе «Зернистая» без добавки «Фуколам-С» и с добавкой «Фу­колам-С»

 

Далее проведены исследования на мясных моде­лях для оценки влияния вводимого количества обо­гащающей добавки на органолетические показатели.

Проведенный на мясных моделях анализ по введе­нию различных количеств добавки «Фуколам-С» по­казал, что оптимальное количество добавки, не влияющее на вкусовые качества, составляет 25 г на 25 кг несоленого сырья. Это количественное содер­жание добавки и было принято как окончательное. На рис. 3 показано прогнозируемое количество кон­таминантов в готовой продукции без обогащающей добавки и с обогащающей добавкой.

Следствием выполненной работы явилась разра­ботанная схема комплексной системы оценки каче­ства и безопасности пищевых продуктов с использо­ванием информационных технологий, которая стала одной из составляющих создаваемой методики оценки безопасности пищевых продуктов, получен­ных биотехнологическими способами.

Список литературы

1. ГОСТ 16131-86. Колбасы сырокопченые. Технические условия. Введ. 19.12.86. - М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1986. - 11 с.

2. Родионов, Г.В. Скотоводство / Г.В. Родионов, Ю.С. Изилов, С.И. Харитонов, Л.П. Табакова. - М.: Колос С, 2007. - 405 с.

3. Губанов, Д.Г. Аминокислотный состав мяса различных поставщиков / Д.Г. Губанов // Вестник Воронежского государственного университета. - 2011. - № 3(10). - C. 71-73.

4. Забелина, М.В. Научно-практическое обоснование использования овец бакурской и русской длиннотощехвостой пород для производства молодой баранины: автореф. дис. ... д-ра биол. наук / Забелина Маргарита Васильевна. - Волгоград, 2008. - 46 с.

5. Чернуха, И.М. Изучение накопления остаточных количеств токсичных веществ в органах и тканях сельскохозяй-ственных животных на основе принципов прослеживаемости с целью создания системы обеспечения безопасности и качества мясных продуктов в России / И.М. Чернуха, Н.Л. Вострикова // Интеграция фундаментальных и прикладных исследований - основа развития современных аграрно-пищевых технологий: сб. науч. работ. - Углич, 2007. - С. 359-361.

6. Вострикова, Н.Л. Разработка научно-методических основ комплексного мониторинга токсичных и биогенных элементов в органах и тканях сельскохозяйственных животных и птицы на основе принципов прослеживаемости: автореф. дис. … канд. техн. наук / Вострикова Наталья Леонидовна. - М.: ВНИИМП, 2009. - 22 с.

7. Толкушкина, Г.Д. Тяжелые металлы и мышьяк в системе почва - корма - животное - продукция животноводства в лесостепной зоне Алтайского края: автореф. дис. … канд. с.-х. наук / Толкушкина Галина Дмитриевна. - Барнаул, 2006. - 23 с.

8. Литвинова, О.С. Разработка модели для оценки мониторинга за химическими загрязнениями пищевых продуктов в режиме реального времени / О.С. Литвинова, А.И. Верещагина, Н.А. Михайлов // Вопросы питания. - 2009. - № 3. - Т. 78. - С. 18-26.

9. Чернышева, И.В. Вопросы оценки требований безопасности к сырью для производства сырокопченых колбасных изделий / И.В. Чернышева, Т.К. Каленик, В.В. Чернышева // Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности: сб науч. статей и тезисов / Алтайский государственный технический университет. - Бийск, 2011. - С. 444-446.

10. СанПиН 2.3.2.1078-01. Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. - М., 2002.

11. База данных (БД) «Оценка качества и безопасности пищевых продуктов» / Чернышева И.В. - Рег. № 2011620847 от 30 ноября 2011 г.


Войти или Создать
* Забыли пароль?