Введение

     На  протяжении последних десятилетий  промышленность по производству безалкогольных освежающих напитков получила великолепные возможности для дальнейшего  развития. Структурный сдвиг от ремесленных  производств к промышленным предприятиям ставит перед ними все более высокие требования, касающиеся в первую очередь высокой производительности розлива и оборота по физическому объему. Каждое нарушение производственного процесса, даже если оно становится причиной лишь незначительного простоя или снижения производительности технологических установок, приводит к немалым убыткам, однако гораздо более критичными для предприятия могут стать последствия производственных дефектов, которые в дальнейшем способны вылиться в проблемы, снижающие качество изготавливаемых напитков, а значит и в снижение покупательского спроса на них. Подобная ситуация вызывает необходимость неукоснительного соблюдения всех технологических требований, поскольку в противном случае возможно возникновение проблем в процессе изготовления безалкогольных напитков.

     Ассортимент газированных и негазированных безалкогольных напитков

     Безалкогольные  напитки в зависимости от способа  производства, сырьевого состава, определенного рецептурами, и назначения делятся на газированные и негазированные, прозрачные и замутненные, жидкие и порошкообразные, низкокалорийные и высококалорийные, горячие и холодные, искусственно минерализованные, а также напитки специального назначения.

     Ассортимент жидких безалкогольных напитков представлен  следующими группами напитков:

• сокосодержащие напитки, в состав которых входит от 3,0 до 50% плодово-ягодного или овощного сока;
• напитки на ароматизаторах, изготовленные с использованием ароматических веществ или их композиций (эссенции, эфирные масла, эмульсии, основы и др.);
• напитки на пряно-ароматическом сырье, изготовленные с использованием экстрактов растительного сырья, настоев, концентрированных основ или концентратов, полученных из пряно-ароматического сырья;
• напитки на зерновом сырье;
• напитки специального назначения (витаминизированные, тонизирующие, низкокалорийные, напитки для больных сахарным диабетом, напитки для спортсменов, детей, лиц, испытывающих повышенные умственные и физические нагрузки и др.), предназначенные по своему воздействию для определенных категорий потребителей (к низкокалорийным жидким безалкогольным напиткам относятся напитки, содержащие не более 5% углеводов; к напиткам для больных сахарным диабетом относятся напитки, в которых сахар полностью заменен сахарозаменителями или подсластителями).

     В целях повышения достоверности информации, нанесенной на этикетках готовой продукции, запрещается реализация безалкогольной продукции, содержащей менее 10% сока, под названием натуральных плодов, ягод и фруктов.

     Ассортимент безалкогольных напитков всех групп, изготовленных с использованием разнообразных плодово-ягодных и овощных полупродуктов (натуральных соков, экстрактов, морсов и др.), вин и виноматериалов, концентрата квасного сусла, концентратов квасов и других продуктов переработки зернового сырья, спиртовых настоев и экстрактов различных плодов, трав, листьев и кореньев растительного сырья, в том числе пряно-ароматического, пищевых эссенций и ароматизаторов, идентичных натуральным, пищевых кислот, сахара, сахарозаменителей и подсластителей, в том числе ксилита, сорбита, аспартама, кристаллозы и др., отдельных витаминов или комплекса витаминов, биологически активных веществ, другого сырья и полупродуктов, представлен разнообразными напитками, в числе которых следующие:

• газированные напитки на плодово-ягодных полупродуктах (концентрированных соках, плодово-ягодных экстрактах, соках, морсах, концентратах сокосодержащих напитков) — «Ананасовый аромат», «Абрикосовый аромат», «Банановый аромат», «Золотистый апельсин», «Грейпфрут», «Виноградный», «Вишня», «Детский», «Клубника», «Клюквенный на соке», «Апельсин», «Лимон», «Ананас», «Черная смородина» и др.;
• газированные напитки на настоях, экстрактах растительного сырья — «Бахмаро тонизирующий», «Байкал» (тонизирующий напиток), «Апельсин», «Саяны» (тонизирующий напиток); «Тархун», «Тархуновый», «Цитрусовый», «Кока-кола» (тонизирующий напиток); «Пепси-кола» (тонизирующий напиток) и др.;
• газированные напитки на ароматизаторах, ароматических основах, эмульсиях, основах сокосодержащих напитков — «Аморе-кола», «Вальдмайстер», «Вишня», «Земляника», «Кофе-кола», «Лесная ягода», «Пунш», «Черри-кола», «Абрикос», «Банан», «Грейпфрут», «Киви», «Маракуйя» и др.;
• газированные напитки, приготовленные на деалкоголизованных винах и виноматериалах — «Крюшон любительский красный», «Крюшон любительский белый», коктейли — «Вечерний», «Сюрприз», «Прздничный», «Остоженка» и др.;
• газированные напитки на эссенциях, ароматизаторах, концентратах для напитков — «Дюшес», «Крем-сода», «Буратино», «Лесная ягода», «Апельсин», «Лимон», «Лимон-лайм», «Земляника», «Яблоко», «Малина» и др.
• газированные низкокалорийные напитки (диетические), в которых сахар полностью или частично заменен сахарозаменителями и которые содержат не более 5% углеводов — «Тоник горький», «Апельсин», «Лимон», «Яблочный» и др.;
• газированные напитки на зерновом сырье и продуктах его переработки — квасные напитки «Московский», «Русский», «Ароматический», «Литовский», «Мятный», «Тминный», «С хреном», «Деревенский», «Боярский», «Юбилейный», «Столичный»;
• газированные напитки для больных диабетом — «Лимонный» (на ксилите), «Апельсиновый» (на ксилите), «Цитрусовый» (на сорбите), «Вишневый» (на сорбите) и др.;
• негазированные напитки — «Лимонный», «Апельсиновый», «Мандариновый», изготовленные на цшрусовых настоях, горячий «Вишневый напиток», коктейли «Зарядье», «Молодежный», «Изабелла», «Невский», «Адмиралтейский», «Москворечье», «Рябина красная», «Свитязанка», «Журавинка» и др.

     Сырье, полупродукты и вспомогательные  материалы

     Для производства газированных и негазированных безалкогольных напитков используют сырье, полупродукты и вспомогательные материалы, отвечающие требованиям действующих ГОСТов и гигиенических заключений или имеющие разрешение органов Госсанэпиднадзора РФ для применения при производстве данного вида продукции.

     Сырье, полупродукты и вспомогательные  материалы перед использованием в производстве подвергают подработке: осветлению, обеззараживанию, изменению солевого состава, улучшению качества, растворению в воде или других растворителях, сушке, охлаждению, нагреву, просеиванию и т. д 

     Технология  производства безалкогольных напитков

Технологическая схема производства газированных безалкогольных напитков

     Производство  газированных безалкогольных напитков включает в себя следующие основные стадии:

• приготовление сахарного сиропа;
• приготовление колера;
• приготовление купажного сиропа;
• насыщение воды или напитка диоксидом углерода;
• розлив в бутылки;
• бракераж;
• наклеивание этикеток и передача готовой продукции на склад;
• хранение и транспортировка продукции.

     Производство напитков из зернового сырья организуют в соответствии с включением следующиех технологических стадий:

• приготовление сахарного сиропа;
• приготовление сахарного колера;
• подработка ККС;
• приготовление купажного сиропа;
• насыщение воды или напитков диоксидом углерода;
• розлив напитка в бутылки;
• бракераж;
• пастеризация напитков в бутылках; 
• наклейка этикеток;
• хранение и транспортировка готовой продукции.

Технологическая схема производства негазированных безалкогольных напитков

     Производство  негазированных безалкогольных напитков включает в себя следующие основные технологические стадии:

• приготовление сахарного сиропа;
• деалкоголизация спиртосодержащего сырья, входящего в состав напитка;
• приготовление купажного сиропа или напитка;
• розлив напитка в бутылки или крупную тару (бочки, фляги, контейнеры, автоцистерны, автотермоцистсрны);
• пастеризация напитка;
• бракераж;
• наклеивание этикеток и передача готовой продукции на склад;
• хранение и транспортировка готовой продукции.

Предотвращение  вредного влияния  О₂

     Одним из основных правил при изготовлении безалкогольных напитков издавна считается хорошая деаэрация воды перед карбонизацией (насыщенным диоксидом углерода) и предотвращение поглощения воздуха и О₂ остальными компонентами напитка. Недостатки, обусловленные воздействием кислорода, ликвидация которых требует больших затрат, заключается:

• в освобождении СО₂ и сбоях при карбонизации и розливе;
• в инициирующем воздействии О₂ на размножение дрожжевых клеток и уксуснокислых микроорганизмов;
• в потере устойчивости к замутнению;
• в потере аскорбиновой кислоты;
• в потере аромата;
• в изменении вкусовых качеств (появление мыльного, скипидарного привкуса);
• в потере цвета.

     Вредное влияние кислорода зависит от вида напитка и его ингредиентов.

     Различные напитки характеризуются совершенно разной способностью к окислению. Для минеральной, родниковой и столовой воды характерен только первый из вышеперечисленных недостатков. Напротив, для подслащенных напитков существенную роль играют все эти факторы, и в этом случае снова приходится различать практически нечувствительные к воздействию кислорода напитки на яблочной основе, расфасованные в бочки, и напитки, особенно чувствительные к воздействию кислорода (к которым относятся цитрусовые напитки на базе эссенции и напитки с содержанием цитрусовых). Поскольку в настоящее время на предприятиях нередко изготавливаются практически все виды напитков, следует обязательно принимать в расчет все вышеперечисленные факторы.

     Говоря  о недостатках, речь идет об очень  капиталоемких позициях - например, сбой в процессе розлива вспенивающихся напитков обязательно влечет за собой снижение производительности машины, а дефекты или технологические ошибки влекут снижение спроса.

     Среди причин биологических дефектов подслащенных напитков на первом месте стоят дрожжи, а на втором - уксуснокислые микроорганизмы. И те, и другие особенно хорошо развиваются в присутствии кислорода. Двуокись углерода, образующаяся в подслащенных напитках в процессе жизнедеятельности дрожжевых клеток, вызывает вздутие и в итоге приводит к взрыву некоторых бутылок. Потеря устойчивости к замутнению имеет микробиологические и химико-физические причины. В обоих случаях значительную роль играет кислород и содержание в напитке воздуха.

     Ухудшение органолептпческих свойств существенно  зависит от степени окисления. Добавление аскорбиновой кислоты, которое иногда применяется на практике в качестве своего рода контрмеры, лишь незначительно ускоряет связывание кислорода, так как фиксация кислорода ингредиентами фруктового сока протекает значительно быстрее, чем реакция с аскорбиновой кислотой. При параллельных измерениях кислорода и витамина С мы наблюдали поразительную продолжительную реакцию аскорбиновой кислоты при связывании кислорода.

     Потеря  цвета значительно ускоряется под  действием солнечных лучей и в присутствии тяжелых металлов. Так как в пивобезалкогольной промышленности используются не темные, а прозрачные бутылки, это обусловливает возникновение неблагоприятных предпосылок.

Содержание  кислорода в установке  розлива.

       Результаты исследований подтверждают, что воздух в горлышке оказывает решающее влияние на общее содержание кислорода в напитке.

Меры по предотвращению и причины завышенных значений содержания кислорода.

     Контрмеры для связывания кислорода в виде добавления аскорбиновой кислоты, которая, как показывают наши опыты с прибором для измерения количества кислорода, вступает в реакцию спустя относительно длительное время, приемлемы только для низких значений содержания кислорода. Не стоит и говорить о подобном способе витаминизации при добавлении 50 мг аскорбиновой кислоты на литр. На 1 мг кислорода требуется 10 мг аскорбиновой кислоты, то есть десятикратное по сравнению с кислородом количество.

     Целесообразнее, однако, устранить причины возникновения  завышенных значений количества кислорода. Причины завышенных значений содержания кислорода могут быть обусловлены технологически, например:

• подсосом воздуха вследствие негерметичных уплотнений;
• слишком низким давлением розлива;
• внесением кислорода при приготовлении сиропа;
• недостаточной вакуумной деаэрацией.

     Высокие значения кислорода, обусловленные  процессом водоподготовки, могут  быть вызваны, например, обезжелезиванием по технологии аэрации, и если вследствие неправильно сконструированной установки для дегазации воды на установку для вакуумной деаэрации подается слишком низкое входное давление, полной деаэрации там не происходит, даже если недостаток заниженного входного давления компенсировать большим количеством форсунок в вакуумной установке. Таким образом, повышение давления является обязательным. Важным является удаление кислорода из воды напитка.

     Зачастую  дефекты окисления и вкуса  возникают вследствие применения технологии обеззараживания воды окислителями — хлорирования с использованием газообразного хлора Сl₂, гипохлорида натрия NaClO₂, гипохлорида кальция, технологии с использованием хлористого аммония, технологии электролиза, применения диоксид хлора Сl₂ и озона О₃.

     Подобные  явления возникают также при  обеззараживании воды путем добавления серебра (например, при использовании препаратов серебра или технологии электрока-тодинирования, а также при применении активированного угля с серебром).

Воздействие света

     При рассмотрении вредного воздействия  солнечных лучей следует отметить, что бесцветное стекло пропускает их 70-80%, зеленое — 30-40%, а коричневое — всего 5-10%.

Потеря  аскорбиновой кислоты, помутнение

     Из  расфасованного продукта кислород может  удаляться под воздействием изначально содержащейся аскорбиновой кислоты, однако происходящие при этом потери витамина С для многих напитков нежелательны. Соки цитрусовых, не содержащие витамина С, сточки зрения пищевых нормативов считаются даже испорченными.

     Вызываемый  потерей витамина С процесс окисления  химически активной аскорбиновой кислоты существенно ускоряется при наличии следов металлов — ионов меди, серебра и железа, а также при повышенной температуре. Поэтому нецелесообразно использовать арматуру, выделяющую ионы тяжелых металлов, а также осуществлять обработку воды серебром в целях ее обеззараживания.

     При разложении аскорбиновой кислоты происходит скачок редокс-потенциала, что нередко приводит к помутнению напитка. С превращением аскорбиновой кислоты в дегидроаскорбиновую кислоту связано образование легкоокисляющихся полифенольных масел, которые, в свою очередь, могут вызывать помутнение.

     Предотвратить потери витамина С при розливе  и хранении довольно сложно. Напиток при розливе в бутылки должен вступать в контакт с минимально возможным количеством воздуха, а воздушная прослойка в горлышке бутылки должна быть минимальной. В ходе процесса пастеризации потери аскорбиновой кислоты, вызываемые преимущественно воздействием растворенного в соке кислорода составляют 10-14%. 80% растворенного в соке кислорода при пастеризации расходуется на окисление различных ингредиентов сока. Во время хранения наиболее активное разложение аскорбиновой кислоты происходит в первые 3 месяца.

     С точки зрения недопущения кислорода  к готовому продукту во время производства напитка немаловажную роль играет правильное положение лопастей мешалки (импеллера) для сахарного сиропа. Сокращение попадания воздуха в сахарный или лимонадный сироп столь же важно, как и деаэрация после приготовления сиропа и процесса смешивания, а также деаэрация самой воды. Хорошим, но весьма дорогостоящим является метод смешивания и одновременной деаэрации путем введения двуокиси углерода в смесительный бак.

Дефекты напитка, обусловленные  микробиологическими  процессами

     Подслащенные  прохладительные напитки являются хорошей питательной средой для  дрожжей, молочнокислых бактерий, лейконостоков (слизеобразующих микроорганизмов), уксуснокислых бактерий и плесневых грибков. В напитках, содержащих двуокись углерода, в отличие от негазированных почти не встречаются молочнокислые и уксуснокислые бактерии — для них более характерны дрожжи и лейконостоки. Вредное влияние микроорганизмов выражается, по меньшей мере, в характерных отклонениях вкусо-ароматическнх характеристик и, в конечном итоге, может привести к преждевременной порче готового продукта или к повышению давления углекислого газа, достаточного для разрыва бутылки под воздействием брожения дрожжей.

     Воздействие содержащего микроорганизмы воздуха  как причина инфекции в производстве прохладительных напитков было многократно подтверждено исследованиями. Причинами постоянной воздушной инфекции наряду с насекомыми и т. д. особенно часто являются циркуляция воздуха в помещениях и поступающая на предприятие оборотная тара с инфицированными остатками напитков. Остатки напитка из разбитых в процессе розлива бутылок, длинный путь транспортировки вымытых бутылок до розлива, а заполненных бутылок - до укупорочного автомата представляют большую опасность повторного инфицирования, и поэтому рекомендуется пространственное разделение зон розлива, приготовления сиропа, хранения пустой тары и готового продукта, а также мойки.

     Растущая  доля негазированных напитков с повышенным содержанием сока и розлив этих напитков в одноразовую упаковку требует  применения практически стерильных технологий. Разумеется, при этом предъявляют  высокие требования к гигиеническим свойствам воды и другого сырья и полупродуктов (см. об этом выше, как и о возможностях усовершенствования технологических процессов). Особый интерес представляют технологии повышения стойкости при хранении готового продукта, а также влияние тепловых повреждений продуктов. 

Минимальные требования при микробиологическом производственном контроле 

Схема производственного  контроля на предприятиях по производству безалкогольных напитков

     Производственный  контроль включает:

1. контроль сырья (воды, сахара, ароматических основ);
2. контроль полупродуктов (например, исходной смеси);
3. контроль готового напитка;
4. контроль вспомогательных материалов (щелочей, моющих средств, бутылок, этикеток, клеев, колпачков);
5. контроль отходов (сточных вод, отработанных моющих средств и т. п.).

     За  редкими исключениями (пп. 4 и 5) речь идет о ступенчатом контроле, с  помощью которого можно локализовать возможные дефекты. Производственный контроль, в частности, заключается:

1. в регистрации данных (например, температуры станций мойки бутылок, сведений о концентрации, результатов технохимического и микробиологического производственного контроля, данных но расходу сырья и вспомогательных материалов);
2. в проведении технохимического производственного контроля, в частности:

• органолептической оценки (вкуса, запаха и т. д.);
• физических анализов;
• химических анализов;

3. в микробиологическом производственном контроле.

     В рамках физико-химического и микробиологического  контроля особое внимание уделяется  продуктам, перечисленным в пунктах 1, 2 и 3. Например, для контроля готовых  напитков предлагается анкета со следующими вопросами:

• дата изготовления, тип напитка, емкость бутылки и тип пробки;
• высота налива (объем), содержание СО₂, в г/л, содержание сахара, величина рН;
• содержание кислоты, внешний вид, наличие донного осадка, запах, вкус;
• бактериологический контроль количества микроорганизмов на стандартном агаре;
• наличие дрожжей и плесневых грибов на суслоагаре, кислотообразующих - на Хинаблау;
• показатели пробы в первой камере с температурой 14-18ºС и во второй камере с температурой 28-35 ºС; контроль пробы через контрольное время (4-6 мес).

     Эти пробы служат подтверждением качества продукции и аргументом при спорах о возмещениях по рекламациям.

     В немецком положении о санитарно-гигиенических  требованиях к пищевым продуктам от 8 августа 1997 г. описаны основные гигиенические требования. Запрещается подвергать продукты опасности оказания на них вредного воздействия. Вредное воздействие сформулировано как нанесение вреда безупречным гигиеническим характеристикам пищевых продуктов под воздействием различных факторов (например, микроорганизмами, загрязнениями и т. д.). Перечисляются нормативные характеристики производственных цехов, помещений, установок и оборудования, а также требования к обращению с пищевыми продуктами и к персоналу. Для обеспечения соответствующего санитарно-гигиенического состояния и защиты от возможных рисков на каждом предприятии необходимо определить, осуществлять и контролировать соблюдение надлежащих мер предосторожности.

Управление  качеством продукции  и сертификация в  соответствии со стандартом ISO 9000

     Отрицательное влияние на качество продукта могут оказать изъяны в качестве сырья, производственные ошибки, потеря сырья и материалов, остановки производства, сбои в технологическом процессе и несчастные случаи на производстве. Для противодействия подобным нежелательным ситуациям работа предприятия должна быть организована таким образом, чтобы оценка качества охватывала все технические, организационные и кадровые аспекты.

     Предприятия, внедрившие систему управления качеством  продукции, сертифицируются в соответствии со стандартом IS0 9000, который является общепризнанным и очень эффективным инструментом. Условия или требования проявляются в разных базовых элементах стандарта IS0 9000, например:

• в элементе обеспечения качества (ОК) 4.1 - об ответственности высшего руководства (предоставление соответствующих финансовых и кадровых ресурсов и возложение на последние функции специального контроля за технологическим процессом; назначение лица, уполномоченного решать вопросы обеспечения качества, предоставления отчетов и т.д.);
• в ОК-элементе 4.1.4 - о мерах по корректировке (например, в случае сбоев технологического процесса или нарушении процесса производства) с протоколами, рабочими и технологическими инструкциями, лабораторной учетной документацией и т. д.;
• в ОК-элементе 4.1.5 - об обращении, хранении, упаковке и отгрузке (обращение с сырьем, вспомогательными материалами, материалами производственного назначения и готовой продукцией);
• в ОК-элементе 4.1.8 - о повышении квалификации сотрудников;
• в ОК-элементе 4.2 - о регламентации зон ответственности, описании отдельных технологических процессов с письменными инструкциями, о сотрудничестве отдельных подразделений и предоставлении средств и кадров и пр.;
• в ОК-элементе 4,6 - о приобретении сырья, из которого вытекают требования к качеству сырья, дополнительных, вспомогательных материалов и материалов производственного назначения, средств водоподготовки, машин и установок (например, в форме инструкций и т. п.);
• в ОК-элементе 4.9 - об управлении технологическим процессом, где должны быть учтены все воздействия, имеющие отношение к производству.

     Система управления качеством согласно ISO 9000 представляет собой всеобъемлющий регулирующий механизм, включающий уже имеющиеся на предприятиях методы контроля производства и обеспечение качества, которые необходимо, однако, классифицировать, дополнить и проверить на соответствие положениям стандарта ISO 9000. Очень полезным оказалось руководство управлением качеством при использовании ЭВМ, что благодаря образцам технологических и рабочих инструкций может помочь предприятию в составлении собственной документации по управлению качеством, отвечающей требованиям ISO 9000.