Товароведная характеристика и экспертиза качества энергетических напитков

 

Пищевые и фруктовые кислоты

Чаще всего применяются лимонная, винная и яблочная кислоты. Лимонная и винная кислоты, как правило, используются в качестве водного раствора в соотношении 1:1, то есть 1 кг кристаллической лимонной кислоты на 1 кг воды.

Требования, предъявляемые к чистоте кислот, включают показатели содержания кислот в сухом веществе, предельные значения содержания летучих веществ, сульфатной золы, оксалатов и тяжелых металлов: мышьяка, свинца, цинка и меди.

Самым кислым вкусом из всех органических кислот обладает лимонная, далее следуют винная и молочная кислоты. 100 г лимонной кислоты по вкусовой силе соответствует 107 г винной кислоты или 160 г 80%-ной молочной кислоты или 257 г 50;%-ной. Яблочная кислота имеет сильный кислый вкус с легким оттенком вкуса недозревших плодов, который хорошо гармонирует с растительными ароматами. Из-за своей относительной дороговизны яблочная кислота используется чрезвычайно редко.

Минеральные кислоты (например, соляную или серную), за исключением фосфорной, нельзя использовать для повышения кислотности безалкогольных напитков. Ограничения на использование фосфорной кислоты состоят в том, что максимальное содержание свободной фосфорной кислоты в 100 мл содержащего кофеин напитка должно составлять 70 мг.

 

Консерванты

Действие консервантов основывается на торможении или инактивации жизненно важных ферментных систем микроорганизмов – например, каталазы, глюкозооксидазы, дегидрогеназы. Результатом сочетания различных средств становится повышение их эффективности.

• Сорбиновая кислота и сорбат калия – сорбиновая кислота наиболее эффективно воздействует на плесневые грибы и дрожжи, а ее эффективность против бактерий ограничена. Сорбиновая кислота чаще всего используется в напитках в форме сорбата калия.
• Бензойная кислота и бензоат натрия – эта кислота воздействует на плесневые грибы, дрожжи и бактерии, однако для оказания воздействия на плесени необходима достаточно высокая ее концентрация, и в этом случае рекомендуется применение сорбиновой. Бензойная кислота поступает в продажу в форме белого гигроскопичного кристаллического порошка. Слабая растворимость порошка в воде является причиной того, что чаще используются обладающие хорошей растворимостью соли.

 

Антиоксиданты (аскорбиновая кислота, глюкооксидаза)

В соответствии с § 5, абзац 1 Положения о пищевых добавках допустимы антиоксиданты в количестве 50 мг/л, в том числе под названием L-аскорбиновая кислота. Эти антиокислители относятся к «технологическим добавкам». При содержании аскорбиновой кислоты не менее 250 мг/л продукт должен маркироваться как «обогащенный витамином С», а при содержании не менее 150 мг/л – как продукт, «содержащий витамин С».

 

Красители

В соответствии с положением о пищевых добавках в безалкогольных напитках разрешено использование следующих красителей: лактофлавин (рибофлавин, Е 101), β-каротин (Е 160а), сахарный колер (Е 150), серебро (Е 174), золото (Е 175).

Использование  данных красителей разрешено только в количествах, необходимых для достижения нужного оттенка, и не должно вводить потребителя в заблуждение. Используемые красители следует указывать на этикетке.

 

Хинин, кофеин, таурин, глюкоронолактон, инозит

В соответствии с Положением об использовании ароматических веществ в горьких напитках разрешено использование до 85 мг/л хинина. Хинин подлежит обязательному указанию на этикетке.

Кофеин относится к ароматическим веществам. Содержание в энергетических напитках кофеина может составлять 320 мг/л, таурина – 4000 мг/л, глюкоронолактона – 2400 мг/л, инозита – 200 мг/л. Упаковки с напитками должны быть соответствующим образом промаркированы, а также снабжены указанием о том, что ввиду повышенного содержания кофеина эти напитки следует потреблять в ограниченных количествах.

 

Витамины

В составе энергетических напитков присутствуют витаминные препараты (особенно относящиеся к комплексу витаминов группы В), что дает возможность регулировать энергетический обмен в организме человека. Наличие в таких напитках витаминов А, С и Е укрепляет защиту клеток организма при повышенной нагрузке и обеспечивает их антиокислительную функцию.

 

Двуокись углерода

Большое значение для промышленности безалкогольных напитков имеет газообразная двуокись углерода. Ее получают из газов, образующихся при сжигании кокса, угля и природного газа, при обжиге из различных карбонатов.

В равной мере для производства напитков используется уловленная в процессе спиртового брожения и впоследствии очищенная углекислота.

Объемная доля двуокиси углерода в жидком и газообразном виде должна быть не менее 98,8 %. В пищевом диоксиде углерода должны отсутствовать такие примеси, как окись углерода, сероводород, соляная, серная и азотная кислоты, спирты, эфиры, аммиак. Массовая доля влаги не должна превышать 0,1 %. Содержание минеральных масел не более  0,1 мг/кг [21].

Ароматизаторы

В качестве ароматических веществ используют эссенции, настои, а также спиртовые растворы эфирных масел и душистых веществ.

Эссенции – это концентрированные водно-спиртовые растворы различных ароматических веществ. Эссенции бывают натуральными, синтетическими и комбинированными.

Натуральные эссенции представляют собой водно-спиртовые растворы лимонного, апельсинового и мандаринового эфирных масел.

Синтетические эссенции – это растворы ароматических веществ, полученных путем химического синтеза. Массовая доля душистых веществ колеблется в зависимости от вида эссенции от 4 до 13 %, а объемная доля спирта – 37-95 %.

Комбинированные эссенции содержат наряду с натуральными ароматами синтетические душистые вещества.

Настои, применяемые для изготовления безалкогольных напитков: цитрусовые спиртовые, кофейный, мяты перечной и др.

Эфирные масла – это масло лавра благородного, а также розовое, эвкалиптовое, лимонное и мандариновое масла.

Душистые вещества – это изоборнилацетат и ванилин.

Изоборнилацетат представляет собой уксусный эфир изоборнеола. По внешнему виду это прозрачная бесцветная жидкость с запахом хвои. Содержание эфира должно быть не менее 98,0 %, содержание уксусной кислоты не более 0,2 %.

Ванилин – вещество, получаемое из гваякола и лигносульфонатов. Это кристаллический порошок от белого до светло-желтого цвета с характерным запахом. Содержание ванилина должно быть не менее 99,0% [26].

 

2. Схема производства энергетических напитков

 

Процесс приготовления энергетических напитков состоит из следующих стадий: обработка воды; приготовление сахарного и инвертного сиропов; получение колера; приготовление купажного сиропа; насыщение напитков диоксидом углерода; розлив напитка; наклейка этикеток [20].

 

Подготовка воды

Этот этап производства включает в себя фильтрацию, обеззараживание воды путем обеспложивающей фильтрации и хлорирования, умягчение воды термическим способом, катионированием и известково-содовым способом и другими для удаления солей жесткости. Процесс умягчения прекращают при жесткости воды 0,4 мг-экв./л [20].

1. Фильтрация

Для фильтрования воды используются следующие технологии:

1. Песочные или гравийные фильтры, используемые в процессе удаления суспензий для физического улучшения воды, а также выступающие в качестве фильтров при обезжелезивании. В настоящее время используются в основном гравийные фильтры ускоренного действия, скорость действия которых составляет от 5 до 25 м3/ч.
2. Обезжелезивание, очистка от марганца, очистка от сернистых соединений. Их удаление осуществляется одновременно, и происходит это по большей степени в гравийной фильтровальной установке, перед которой располагается вентилирующее устройство. Содержащиеся в воде сернистые соединения за счет атмосферного кислорода преобразуются в серу, и таким образом удаляются. Растворимый в воде двухвалентный ион железа под воздействием атмосферного кислорода окисляется в трехвалентный ион железа, в свою очередь, формирует нерастворимый гидроксид трехвалентного железа. Удаление марганца за счет окисления основывается на образовании двуокиси марганца.
3. Угольно-гравийный фильтр служит для удаления мути, вкусовых веществ (например, свободного хлора, образующегося при хлорировании питьевой воды, хлорфенола и т.д.), а также красителей и озона.
4. Фильтры сверхтонкой очистки в промышленности безалкогольных напитков получили весьма широкое применение. За счет этих фильтров возможно усовершенствование степени фильтрации, простирающейся от сверхтонкой фильтрации до полного удержания живых и мертвых микроорганизмов, то есть вплоть до бактерицидного фильтрования.

2. Обеззараживание

1. Хлорирование основано на добавлении в воду газообразного хлора с образованием соляной и хлорноватистой кислоты. Преимуществом такого метода является его дешевизна и длительное действие.
2. Обеспложивающее фильтрование. В этом случае используются самые различные системы фильтрования, например, керамические фильтры, фильтры из обожженного  кизельгура или металлического порошка. Могут применяться различные дезинфекционные средства. Сущность метода заключается в механическом отделении микроорганизмов от продукта.

3. Умягчение воды

При изготовлении безалкогольных напитков осуществляется умягчение питьевой воды. Особенно часто это делается в тех случаях, когда существует опасение, что карбонатная жесткость воды способна нейтрализовать слишком большое количество фруктовых кислот. Для предотвращения этого явления необходимо осуществлять соответствующее повышение кислотности или декарбонизацию.

1. Термический способ – декарбонизация воды путем нагрева, результатом чего становится выпадение в осадок в основном карбоната кальция. Ввиду слишком высокого потребления энергии является слишком дорогим методом для промышленного применения.
2. Известковый способ. В промышленности умягчение чаще всего осуществляется за счет добавления в воду гашеной извести или известкового молока, причем после сильного перемешивания соли карбонатной жесткости превращаются в основном в карбонат кальция, выпадающий в осадок в виде шлама.
3. Нейтрализация. Умягчение воды за счет добавления небольшого количества соляной или серной кислоты представляется менее сложным и более дешевым, чем метод, предусматривающий использование ионообменников. Недостаток этого метода состоит в том, что количество добавляемых химикатов постоянно должно рассчитываться точно в соответствии с происходящими превращениями.
4. Ионообменный способ. В ионообменниках используются полимеры, способные заменить ионы растворенных в воде соединений (например, в виде солей) другими ионами. За счет этого изменяются свойства вредных солей, что делает их безопасными [21].

 

Приготовление сахарного и инвертного сиропов

Для  получения купажей напитков используют белый сахарный и белый инвертный сиропы.

Белый сахарный сироп представляет собой концентрированный водный раствор сахара (60-65%).

Белый сахарный сироп готовят двумя способами: горячим и холодным [20].

1. Метод механического холодного приготовления сахарного сиропа

Исходным материалом является либо твердый сахар из мешков, либо сахар, хранящийся в специальных силосах. Сахар из силосов дешевле, поскольку в этом случае отпадает необходимость в мешках или другом упаковочном материале.

Холодное растворение осуществляется в так называемом большом аппарате для растворения (емкостью от 12 до 15 м3), состоящего из цилиндрической емкости с коническим или выпуклым дном. В нем находится точно рассчитанное количество воды, необходимое для образования сахарного сиропа. В емкость посредством винтового конвейера или выдувного устройства подается точно рассчитанное количество сахара, причем находящаяся в аппарате мощная мешалка должна быть включена. Сахар при помощи патрубка вводится непосредственно под поверхность воды. Время растворения зависит от мощности миксера и температуры воды и составляет обычно от 2 до 2,5 ч, но существуют и устройства, в которых весь процесс длится от 4 до 6 ч. В этих случаях мешалки, как правило, слишком малы, что является причиной недостаточной циркуляции.

Количество сахара определяется либо по числу мешков, либо с помощью автоматических весов. Расход воды также определяют при помощи весов, пьезометра, калибрационных меток, счетчиков воды, шестеренчатых водомеров и поршневых насосов-дозаторов.

Располагаемый за резервуаром для растворения фильтр служит для удаления возможных механических загрязнений. Обеззараживание может быть осуществлено в пластинчатом пастеризаторе с последующим охлаждением. На крупных и хорошо оборудованных предприятиях, как правило, осуществляется пастеризация сиропа, в то время как небольшие предприятия пастеризацию обычно не проводят.

2. Горячее растворение или кипячение

Первоочередной целью этого метода является быстрое растворение сахара и осаждение имеющихся в сахаре загрязнений. В качестве аппаратов служат, например, оцинкованные с внутренней стороны медные котлы, котлы из нержавеющей высококачественной стали и алюминия, эмалированные котлы и т.д. Различают прямой и опосредованный нагрев. Широкое распространение получили нагреваемые паром емкости с рубашками, которые впоследствии охлаждаются за счет подачи в рубашку охлаждающей воды. Для предотвращения подгорания аппараты для растворения сахара оборудованы мешалками. Для опорожнения емкости зачастую используют опрокидывающее устройство, но предпочтение надо отдать сливному крану.

Сахар засыпают в кипящую воду. В процессе закипания сахара мешалка должна быть включена. Как только сахарный сироп закипит (кипятят на протяжении 5-10 минут), мешалку следует выключить. Это создаст предпосылки для всплывания примесей низкокачественного и дешевого белого (кристаллического) сахара. В случае использования не полностью очищенных сортов сахара или при непрозрачности сиропа возможно проведение очистки за счет добавления белка. При этом осуществляется охлаждение сиропа с последующим добавлением белка. По прошествии 20-30 минут сироп кипятят. Коагулирующий при этом белок поглощает примеси, после чего он должен быть снят с поверхности. Время кипячения сиропа, как правило, составляет от 6 до 10 мин.