автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.15, диссертация на тему:Методологические основы оценки и управления качеством пива с заданными потребительскими свойствами и технология его производства в условиях информационной неопределенности

На правах рукописи

ТРЕТЬЯК ЛЮДМИЛА НИКОЛАЕВНА

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОЦЕНКИ И УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПИВА С ЗАДАННЫМИ

ПОТРЕБИТЕЛЬСКИМИ СВОЙСТВАМИ И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА В УСЛОВИЯХ ИНФОРМАЦИОННОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ

Специальность 05.18.15 - Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

12 СЕН 2013

Москва - 2013

005532966

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» на кафедре «Метрология, стандартизация и сертификация»

Официальные оппоненты: Красуля Ольга Николаевна

доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управлений им. К.Г. Разумовского», кафедра «Технология продуктов питания и экспертизы товаров», профессор Елисеев Михаил Николаевич доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова», кафедра «Товароведение и товарная экспертиза», профессор Тырсин Юрий Александрович доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств», кафедра «Органическая, пищевая и биохимия», заведующий кафедрой Ведущая организация: ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности» (ГНУ ВНИИПБиВП) Россе льхозакадемии

Защита состоится «03» октября 2013 года, в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 212.122.05 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского», по адресу: 109029, г. Москва, ул. Талалихина, дом 31, ауд. 13 (первый этаж).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управлений им. К.Г. Разумовского».

С авторефератом диссертации можно ознакомиться на сайтах ВАК РФ Министерства образования и науки РФ www.vak.ed.gov.ru/ru/dissertation/ и МГУ ТУ им. К.Г. Разумовского:

http://mgutm.ru/graduates-and-doctors/dissertation-councils/d%20212.122.05.php

Автореферат разослан: «02» сентября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д.212.122.05, к.т.н., доцент

Г.И. Козярина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Пандемия «пивного алкоголизма» захлестнула европейские страны, превратившись из социальной проблемы одной страны в политическую проблему сохранения европейского генофонда. Рекомендации ВОЗ по антиалкогольной политике для Европы сводятся к запретительным мерам, пропаганде ограничительных «безопасных доз» потребления пива, запрету корпоративной рекламы и к ужесточению ценовой политики, и никак не влияют на технологию пивоварения.

Научные исследования национальных школ Германии, Англии, Чехии показали возможность влияния на качество конечного продукта многочисленных факторов, но все эти исследования не заканчивались созданием единой системы требований к качеству пива. Требования национальных стандартов оказались сконцентрированными вокруг оценки качества пены, цвета пива и исходного сырья. Ни в одном из национальных стандартов не регламентированы требования к ишредиенгному составу пива.

Для оценки качества пива западные исследователи углубились в создание аналитических приборов, включая самые современные иммуноферментные методы. Однако современные химико-аналитические системы, разработанные и принятые на вооружение международными аналитическими центрами пивоваренных объединений: Европейской пивоваренной конвенцией (ЕВС), Аналитической комиссией стран Центральной Европы (МЕВАК), Американским сообществом химиков пивоваров (ASBC) на сегодняшний день недоступны отечественным заводским лабораториям из-за высокой стоимости, недостаточного приборного оснащения и кадрового обеспечения.

Отечественные исследовательские школы внесли существенный вклад в общемировой научно-технический протресс пивоварения. Под руководством академика РАСХН JI.A. Оганесянца (ГНУ ВНИИПБиВП) решаются биотехнологические проблемы пивоварения; большой вклад в решение проблем технологии бродильных производств и ферментных препаратов вносят труды академика МАЭН М.В. Гернет; научные основы взаимодействия ферментов и мембран, относящихся к пивоваренной инженерии, разрабатываются коллективом МГУПП под руководством Б.Н. Федоренко. Известны труды зарубежных ученых в области оценки вкусовых веществ в пиве. К ним принадлежат работы М.С. Meilgaard, предложившего классифицировать вкусовые вещества пива на четыре группы с учетом преобладания концентраций этих веществ над порогами их ощущений, однако комплексной количественной оценки им не проводилось.

Принципы менеджмента качества (ГОСТ ISO 9000-2011, ГОСТ ISO 9001-2011) требуют от производителей «понимать текущие и будущие потребности потребителей продукции, выполнять их требования и стремиться превзойти их ожидания». При этом от производителей требуется разработать оптимальную систему технологических мероприятий, понимаемую как «совокупность взаимосвязанных или взаимодействующих процессов, обеспечивающих оптимальные потребительские свойства продукта». Опубликовано огромное количество разрозненных научных исследований по оптимизации отдельных этапов пивоварения, но каждый из них в отдельности не способен обеспечить требуемый уровень качества пива. Отсутствуют системные исследования, обеспечивающие повышение качества пива. Остается дискуссионным само понятие «безопасность» как элемент «качества» пива или степени его внешнего загрязнения. Не прекращаются дискуссии национальных исследовательских школ о «пользе» и

«вреде» пива. Возникшая ситуация информационной неопределенности как в отношении статуса пива, так и его критериев качества и безопасности для потребителей требует разработки системных решений, направленных на обеспечение качества пива как пищевого напитка.

Цель исследования. Разработать методологические основы оценки и управления качеством пива, включая комплекс технико-технологических решений, позволяющих в условиях информационной неопределенности производить пиво с заданными потребительскими свойствами.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- провести системный анализ жизненного цикла производства пива в условиях информационной неопределенности на основе методологии функционального моделирования;

- исследовать возможность применения экспертных методов оценки потребительских предпочтений для расширения номенклатуры показателей качества пива;

- изучить динамику использования биологического ресурса пивоваренного сырья по технологическим этапам пивоварения и оценить технологические потери в условиях неопределенности состава сырья и технологических операций;

- разработать новые подходы к оценке биологической ценности пива и номенклатуре показателей качества и безопасности пива как пищевого напитка;

- обосновать инструментально определяемые уровни нормирования вкусоа-роматических и токсикологических характеристик пива и пивных напитков;

- обосновать новые товароведные критерии оценки вкусоароматической составляющей пива и пивных напитков;

- обосновать систему принятия управленческих решений на базе новых требований к качеству и безопасности пива, оформленных в виде проекта стандарта;

- разработать комплекс химико-аналитических решений для подтверждения соответствия фактических показателей качества анализируемого пива разработанным требованиям;

- разработать комплекс научно-технических решений по оптимизации технологического процесса для обеспечения качества пива с заданными потребительскими свойствами.

- предложить методологические основы системного подхода к товароведной оценке пива как пищевого напитка в условиях информационной неопределенности.

Научная концепция исследования направлена на совершенствование методологии системного подхода к обеспечению оптимальных потребительских свойств пива и пивных напитков в условиях существующей неопределенности комплекса факторов, влияющих на качество и безопасность пива.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- методология системного подхода к управлению качеством пива в условия?: информационной неопределенности на основе функционального моделирования соотношений комплекса нормативно-правовых, сырьевых и технологических факторов;

- новые товароведные критерии оценки качества пива, базирующиеся на нут-рициологическом подходе и объективных методах контроля концентраций веществ химического состава пива, определяющих его «вкусоароматический букет»;

- методология обеспечения безопасности пива как пищевого напитка, основанная на новых уровнях нормирования токсичности содержания потенциально токсичных микропримесей в составе пива;

- алгоритм химико-аналитического сопровождения концепции обеспечения качества и безопасности пивоваренной продукции в условиях современного производства;

- система технико-технологического обеспечения качества и безопасности пива с заданными потребительскими свойствами в условиях информационной неопределенности;

Научная новизна. На основании проведенного комплекса теоретических и экспериментальных исследований:

- предложена оригинальная модель функционального моделирования, включающая создание оптимального технологического процесса за счет обеспечения соответствия управляющих воздействий и качества конечного продукта в условиях информационной неопределенности;

- обоснован вектор потребительских предпочтений различных групп потребителей пива (на примере Оренбургской области) с использованием теории нечетких множеств и метода парных сравнений;

- разработан оригинальный методологический подход к изучению динамики биоэлементов пива в технологической системе «сырье-полупродукт-готовый продукт», позволяющий обеспечить прослеживаемость использования биологического ресурса сырья по технологическим этапам пивоварения;

- предложены новые критерии оценки качества пива и его биологической ценности, основанные на нутрициолошческом подходе взамен существующего санитарно-эпидемиологического;

- предложены новые критерии оценки вкусоароматических свойств пива в виде соотношений «доз вкуса», характеризующих специфику вкусоароматического букета любого бренда пива, которые предложено определять количественно как отношения концентраций вкусоароматического компонента в одном литре пива к его концентрации, определяющей «порог распознавания», что позволяет адаптивно управлять вкладом основных вкусоароматических компонентов из шести вкусоароматических групп в «букет вкуса и аромата» пива и создавать требуемый вкусоа-роматический профиль конечного продукта;

- впервые обоснована и разработана методика оценки суммарной токсичности поглощенной дозы пива с применением нового критерия токсичности - индивидуальной токсичности основных ингредиентов химического состава пива;

- разработана концепция управления биотехнологическим процессом главного брожения путем разделения этапов прироста биомассы и гликолиза, требующих принципиально различных технологических условий (температурных, кислородных и культуральных) для оптимальной реализации дрожжами своих различных биологических функций;

- разработана концепция обеспечения безопасности потребления пива, которая базируется на фармакологических и токсикологических принципах нормирования токсичности веществ ингредиентного состава взамен существующих принципов определения токсичности по «нулевому уровню (ПДК)»;

- обоснована необходимость замены высокотемпературного режима кипячения пивного сусла с хмелем на низкотемпературный режим СВЧ-пастеризацин для исключения образования психотропных и канцерогенных веществ, переходящих в готовый продукт, и установлены закономерности этого процесса;

- разработан новый методологический подход к оценке качества пива, включающий определение показателей токсичности и вкусоароматических свойств основных компонентов состава пива. Для оценки токсичности рекомендовано сравнение фактических доз токсичности с эталоном в виде токсичности 100,0 г чисто го этанола. Для оценки вкусоароматической составляющей букета пива предложен критический уровень суммарной дозы вкуса, равный не менее 28 вкусовых единиц.

- научно обоснован принципиально новый подход к методу управления технологическим процессом пивоварения в виде новой структуры управляющего формального нейрона нижнего уровня, обладающего функцией обратной связи и управлением «по отклонению» от заданных параметров качества полупродукта в процессе технологического поэтапного превращения сырья в готовый продукт.

Практическая значимость результатов исследования:

- предложена новая методика мониторинга потребительских предпочтений различных групп потребителей пива, использующая теорию нечетких множеств и метод парных сравнений;

- на основе результатов диссертационного исследования разработаны ТУ 9184-001-56090574-2012 «Плазмолизат отработанных пивных дрожжей»;

- разработаны рекомендации для включения в проект ФЗ «Технический регламент на пивоваренную продукцию», касающиеся обеспечения качества и безопасности продукции;

- разработан маркетинговый подход к оптимизации ассортимента продукции пивоваренных предприятий, учитывающий потребительские предпочтения социальных групп, относящихся к пиву как к вкусовому и безопасному товару;

- разработана методика расчетно-инструментальной оценки токсичности и вкусоароматического букета пива и пивных напитков, апробированная в ходе «контрольной закупки», и позволившая дифференцировать исследованные образцы по вкусоароматической составляющей и токсикологическим свойствам;

- разработаны рекомендации к новой акцизной политике, предусматривающей как налоговые преференции для сортов пива с повышенными вкусоаромати-ческими свойствами и минимальной дозой токсичности, так и акцизные сборы для высокотоксичной продукции с минимально выраженными вкусоароматиче-скими свойствами, которые определяются по номограмме, разработанной автором диссертации;

- разработан проект стандарта качества и безопасности пива, основные положения которого предлагается включить в национальный стандарт ГОСТ Р 511942009, что позволит значительно улучшить потребительские свойства пива за счет повышения уровня объективности количественных значений номенклатурных показателей, которые могут быть определены инструментально доступными для заводских лабораторий методами;

- разработан алгоритм химико-аналитического сопровождения проекта стандарта, включающий следующие методы контроля качества и безопасности: скри-

ниговые методы определения содержания этанола и ППБ; определение содержания этанола по температуре кипения пробы; экспресс-методы определения содержания ацетоина (патент РФ 2281498) и диацетила (патент РФ 2415418); определение содержания действительного экстракта по сухому остатку пробы; определение степени минерализации по зольному остатку пробы; определение срока годности пива по микробиологическим критериям;

- разработан ряд новых технико-технологических решений, защищенных 12 патентами РФ, которые позволяют производить пиво с заданными потребительскими свойствами. Наиболее значимыми из них являются: способ производства пива (патент РФ 2383587), позволяющий путем внесения добавок протекторного действия снизить токсичное влияние этанола в сочетании с токсичными микропримесями пива; способ низкотемпературного кипячения сусла с хмелем, исключающий накопление в готовом продукте психотропных и канцерогенных веществ (патент РФ 97130); способ управления процессом пивоварения (патент РФ 2396101) на базе формального нейрона с обратной связью, позволяющий обеспечить качество конечного продукта на основе управления по отклонению от заданных параметров качества промежуточного продукта в процессе его преобразования из сырья в полупродукт и готовый продукт; способ управления этапом фильтрации (патент РФ 2405812) на базе четырехконтурного фильтрационного автомата, позволяющий многократно увеличить скорость фильтрации и степень выщелачивания пивной дробины; устройство озоновоздушной осушки и стерилизации зернопродуктов (патент РФ 98091), предотвращающее поступление в готовое пиво колиформных бактерий и микотоксинов.

Материалы исследований опубликованы в двух моно:графиях и используются в учебном процессе при чтении лекций, в курсовом и дипломном проектировании студентов, обучающихся по основным образовательным программам подготовки специалистов 200503 «Стандартизация и сертификация», 220501 «Управление качеством» 260501 «Технология продуктов общественного питания»; магистров и бакалавров по направлениям подготовки 100800 «Товароведение»; 221700 «Стандартизация и метрология, 221400 «Управление качеством» в ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет», а также в ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет».

В условиях реального производства (ЗАО «Оренбургская пивоваренная компания «Гофман»; ООО «Иваныч», ЗАО «Пивоварни Ивана Таранова») проведены опытно-промышленные варки пива и на типовых линиях выполнены «технологические прогоны» для оценки материального баланса и проверки эффективности этапов предлагаемого алгоритма. Методики оценки вкусоароматических и токсикологических характеристик пива апробированы при определении объективных характеристик образцов пива, заявленных на региональный этап конкурса «100 лучших товаров России». Технология производства пива принята к внедрению на производстве на ЗАО «Оренбургская пивоваренная компания «Гофман» и в ООО «РАСТ».

Апробация работы. Основные научные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на симпозиумах, конференциях различного уровня, в том числе: lV-й международной научно-практической конференции «Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг (г. Орел, 2007); междуна-

s

родной научно-практической конференции «Пищевая промышленность: Состояние, проблемы, перспективы» (г. Оренбург, 2009); IV-й Всероссийской научно-практической конференции «Компьютерная интеграция производства и ИПИ-технологии» (г. Оренбург, 2009); V-й и УП-й международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (г. Санкт-Петербург 2008, 2009); XI-й международной научно-технической конференции «Кибернетика и высокие технологии 21 века» (г. Воронеж, 2010); международной научно-практической конференции «Совершенствование систем автоматизации технологических процессов» (г. Минск, 2010); IV-й, V-й международных научно-практических конференциях «Пищевая промышленность и агропромышленный комплекс: достижения, проблемы, перспективы» (г. Пенза. 2010, 2011); международном симпозиуме «Надежность и качество» (г. Пенза, 2010); международной научной конференции «Наука и образование: фундаментальные основы, технологии, инновации» (г. Оренбург, 2010); Ш-й международной научно-практической конференции «Научные основы и опыт применения биоэлементов в медицине, спорте, пищевой промышленности и сельском хозяйстве» (г. Оренбург, 2011); VI-й Российской научно-практической конференции. «Проблемы медицины, биологии, экологии и новые научные технологии в XXI веке» (г. Оренбург, 2011); П-й Всероссийской научно-практической конференции «Новые технологии в промышленности, науке и образовании» (г. Оренбург, 2010); ХУП-м Международном симпозиуме «Актуальные проблемы Восстановительной медицины, спортивной медицины, лечебной физкультуры, курортологии и физиотерапии» (Исландия, г. Рейкьявик, 2012).

Результаты научных исследований были отмечены бронзовой медалью X Московского международного салона инноваций и инвестиций (г. Москва, 2010).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 62 печатные работы, в том числе 2 монографии, 18 научных статей в журналах, рекомендуемых ВАК РФ, а также в материалах конференций, симпозиумов и форумов. Получено 12 патентов Российской Федерации на изобретения и полезные модели, зарегистрированы технические условия ТУ 9184-001-56090574-2012.

Методы исследований. Решение поставленных в диссертации задач обеспечивалось использованием современных методов проблемно-тематического анализа; международных принципов обеспечения качества и безопасности, методов системного анализа, включая функциональный анализ жизненного цикла пива; методов математической статистики, математического, имитационного и физико-химического моделирования; вычислительных экспериментов, компьютерного моделирования, теории искусственных нейронных сетей (ИНС). Для решения химико-аналитических задач использованы возможности AHO «Центр биотической медицины» (г. Москва); ГНУ ВНИИМС Россельхозакадемии (филиал г. Оренбург); ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии по Оренбургской области»; Института Токсикологии (г. Санкт-Петербург); Экспершо-криминалистического отдела Федеральной Службы РФ по котролю за оборотом наркотиков (Управление по Оренбургской области); Судебно-химического отделения ГУЗ «Бюро судебно-медицинской экспертизы» Минздравсоцразвития Оренбургской области; испытательной лаборатории ФГУ Государственный Центр агрохимической службы «Оренбургский»; кафедр химии и пищевой биотехнологии ФГЪОУ «Оренбургский государственный университет». При этом применялись физико-химические методы контроля, принятые в практике Государственных фитосанитарных

служб, а также научно-исследовательские аналитические методы. Нормативные документы, использованные при анализе конкретных предметов исследований, приведены в соответствующих главах диссертации. Экспериментальные методы физико-химических воздействий на сырье выполнены на базе ПК «Старт» (г. Долгопрудный Московской области). Социологические исследования мнений респондентов г. Оренбурга и Оренбургской области проведены с участием Оренбургского Центра социологических и маркетинговых исследований.

Алгоритм проведения теоретических и экспериментальных исследований по изучению факторов, влияющих на качество и безопасность пива, включал изучение мирового опыта производства пива; анализ опыта информационного обеспечения и степени информированности потребителя (анализ потребительских предпочтений респондентов г.Оренбурга и изучение опыта мировых научно-исследовательских школ по содержанию микропримесей пива, влияющих на здоровье потребителя); анализ национальных нормативных документов, регламентирующих требования к качеству пива; изучение баланса сырьевого ресурса методом «технологического прогона» на типовых линиях пивоваренных предприятий; изучение химико-аналитическими методами динамики изменения сырьевого ресурса в ходе технологического процесса (сырье-сусло-молодое пиво-готовый продукт); разработку научно-технических решений по оптимизации проблемных этапов производства пива; разработку системы требований по обеспечению качества пива с заданными потребительскими свойствами на основе принципов соответствия управляющих воздействий и функции «Производить пиво» (рисунок 1).

Личный вклад автора состоит в анализе международного опыта, выявлении проблемных вопросов и обосновании путей их решения; разработке структуры и схемы проведения исследований, организации, проведении и обобщении результатов теоретических исследований, анализе полученных экспериментальных результатов; автором разработана концепция оценки качества и безопасности пива для потребителя, применен функционально-логический подход к оценке взаимозависимостей многих факторов, объединенных единой целью - обеспечением заданного качества конечного продукта; создана система товароведных характеристик пива как пищевого напитка; при разработке патентных решений по оптимизации проблемных этапов производства пива автором определены направления научно-технических исследований и способы достижения положительных эффектов; автором разработан проект стандарт качества и безопасности пива, алгорим его химико-аналигического сопровождения; предложены критерии -признаки фальсификации пива.

Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из введения, девяти глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Основной текст диссертации изложен на 389 страницах, содержит 98 таблиц, 122 рисунка. Библиографический список включает 390 источников литературы, в том числе 33 публикации иностранных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость исследования, апробация работы, основные положения, выносимые на защиту, список публикаций, структура и объем диссертации, личный вклад автора.

Разработка методологических основ оценки и управления качеством пива с заданными потребительскими свойствами и технология его

производства в условия» информационной неопределенности

Изучение мирового опыта технологии производства пива

Проблемно-тематический анализ исследований по реконструкции производства для изучения направления научно-технического развития

Анализ опыта информационного обеспечения потребителя

Проблемно-тематический анализ нормативных документов, регламентирующих требования к качеству конечного продукта

Разработка научно-технических решений по оптимизации проблемных этапов производства пива

Анализ потребительских предпочтений респондентов Оренбурга и области как возможной основы стандарта качества и безопасности пива

Формулировка ограничительных требований к свойствам пивоваренного сырья, неблагоприятно влияющих на качество конечного продукта

Разработка требований к стандарту качества и безопасности пива как пищевого продукта

Разработка алгоритма химико-аналитического сопровождения стандарта для оценки соответствия фактических показателей качества нормируемым

Кпрйзотавспмсиагосш реализации офашойсвпив ИЖ

Разработка принципов технологического мониторинга качества

Разработка принципов технологической коррекции параметров

полупродукта от заданных моделью

Оценка соответствия: цена - качество

Выявление компонентов состава пива, неблагоприятно влияющих на здоровье потребителя.

Выявление органов-систем, подверженных воздействию токсичных микрокомпонентов состава пива

Разработка новой концепции: «опенка качества н безопасности безопасности пива»

Разработка методов управления качеством пива и снижения его токсикологических характеристик

Поиск критериев токсичности пива

Рисунок 1 - Структурная схема исследований

В первой главе «Функциональное моделирование как методологическая основа изучения факторов, влияющих на жизненный цикл производства пива» апробирован метод «Пять почему?» как инструмент системного анализа влияния факторов на качество готового продукта, рекомендованный специалистами в области обеспечения качества (Глудкин О.П, 2001) и методология функционального моделирования (Рекомендации Р 50.1.028-2001). Сделан вывод, что технологическими методами добиться заданного качества пива можно используя функциональный анализ жизненного цикла производства пива с точки зрения «инженера по качеству», выполненный в программной среде ВРА^т. Предложена оригинальная модель функционального моделирования, не применявшаяся ранее для анализа технологии производства пива, состоящая в том, что в условиях неопределенности параметров многоэтапного технологического процесса, включающего биотехнологические этапы, создание оптимальной технологии производства пива (функция «Производить пиво») достигается путем обеспечения соответствия управляющих воздействий (С]-С3) и конечной продукции требуемого качества (ОД причем эти требования должны быть сфокусированы в Стандарте качества и безопасности конечного продукта (С2), ориентированном на совокупность свойств «идеального пива» (СО как эталона качества (рисунок 2).

Нормативные документы, методики С, С, С,

Модель идеального пнва (норны)

j Ресурсы для организации t 1 производства (напрннф, энергетические ресурсы и др.)

Вод»

Солод

Несоложеные продукты Хмель, хмеяепродукты

Дрожжи

Ферменты

ГдСьрье

Пфсснал

продукция на реализаций. (гшво, пивная дробнна, хмелевая дробина, дрожжи)

_Информация для

потребителя

__Отходы -

(стопные воды, пыль^ 3 С02, солодовые росши, зерновые и сорные отходы, переработанная тара, неисправннлй брак)

Измерительное оборудование н вспомогательное оборудование

Технологическое оборудование

Условные обозначения: Сь С2, С3 (Control) - управляющие воздействия; Оь 02, Оз (Output) - выходы технологического процесса; Ij, Ij (Input) - ресурсные и материальные (сырьевые) входы; Mi, М3 (Mechanism) - механизмы, обеспечивающие качество и безопасность технологического процесса

Рисунок 2 - Обобщенная функционально-логическая модель производства пива

Во второй главе «Исследование потребительских предпочтений свойств пива в Оренбургской области» на основе рекомендаций стандартов ГОСТ Р ISO 9001-2011 и ISO 20252-2006 проведено анкетирование 750 человек

при использовании выборки на основании квот различных групп населения. Используя теорию нечетких множеств, установлены предпочтения респондентов в зависимости от возраста, образовательного и материального цензов (таблица 1, а-в; рисунок 3).

Таблица 1 - Терм-множество лингвистической переменной: а) «возраст - сорт

Возраст Светлое Полутемное Темное £тах х

18-25 0,17 0,01 0,01 0,19

25^0 0,19 0,02 0,03 0,24

А = 40-55 0,17 0,02 0,03 0,22

56-65 0,01 0,01 0,01 0,03

Удпах y¡ 0,54 0,06 0,08

Образование Светлое Полутемное Темное £тах т,

среднее 0,03 0,01 0,01 0,05

средне-специальное 0,3 0,24 0,02 0,56

В = незаконченное высшее 0,15 одз 0,01 0.29

высшее 0,24 0.19 0,02 0,45

0,72 0,57 0,06

Доход Светлое Полутемное Темное £тах п\

С= 2000-4000 0,09 0,07 0,01 0,17

4000-6000 0,29 0,24 0,02 0,55

более 6000 0,08 0,04 0,01 0,13

Хтах к 0,46 0,35 0,04

Рисунок 3 — I Результаты мониторинга потребительски предпочтешй различных груш! потребителей

пива в Оренбургской области

Объем упаковки, л

Потребительские предпочтения респондентов Оренбурга и области изучены методами социологических исследований, квалиметрии с декомпозициями «Дерева свойств» и «Дерева показателей качества» пива относительно базового образца, за который приняты требования существующих нормативных документов. Результаты расчета уровня качества продукции, определяемого по значению комплексного показателя, позволили сделать вывод, что уровень качества пива, например марки «Гофман», на 0,049 ниже уровня качества базового образца, что свидетельствует о его невысоком качестве. Методы социологических исследований и квалиметрической оценки не позволили установить зависимость качества готового пива от технологии его производства. Преобладающим во мнениях респондентов является страх перед возможной токсичностью пива (4,652 балла); содержание алкоголя (1-5 %) не было доминантным (2,223 балла) во мнениях относительно общего уровня качества пива (рисунок 4).

Основой формирования номенклатуры показателей качества является удовлетворение социальной привычки «общения за кружкой пива», регидратация (до 5 л в сутки), восполнение минеральных запасов организма. Результаты анализа данных опроса мнений технологов по ранжированию 20-ти критериев, которым должно удовлетворять качество пива, совпали с векторами предпочтений непрофессиональных респондентов. Сделан вывод, что профессиональных знаний экспертов и технологов недостаточно для обоснования стандартизованных требований к качеству и безопасности пива.

Общее удовлетворение пивом (баллы): 1 - вкус; 2 - аромат, 3 - выраженная хмелевая горечь; 4 - содержание алкоголя; 5 - прозрачность; б - ценообразование; 7 - риск

последствий повышенного содержания сивушных масел; 8 - срок и условия хранения;

9 - страх вредности пива; 10 - цена; ! 1 - эстетическая привлекательность упаковки;

12 - объем упаковки; 13 - тара; 14 - название марки (бренд); 15 - количество и характер информации на этикетке; 16 - реклама; 17 - доступность; 18 - рекомендации друзей; 19 - допродажное обслуживание (охлаждение); 20 -места продажи и потребления

Рисунок 4 - Вектор потребительских предпочтений респондентов Оренбургского региона

Третья глава «Изучение динамики использования биологического ресурса пивоваренного сырья по технологическим этапам пивоварения».

3.1 Изучение материального баланса технологической линии по получению светлого пива «Медногорское» и «Жигулевское» нефильтрованное методом «технологического прогона» позволило установить технологические потери по этапам процесса пивоварения. Установлено, что на первых этапах технологического цикла произошла потеря в 5,66 % ресурсов исходного сырья (как разница между экстрактивно-стью конгрессного и реального сусла). Эффективность использования сырья в данном технологическом цикле составила всего 10,56 %. Установлено, что массовые потери растворимых экстрактивных веществ при производстве пива «Медногорское» за счет белковой составляющей при кипячении сусла составили 9,4 %; на получение всего объема спирта в пиве дрожжи затратили 52,0 % общего ресурса массовой доли сухих веществ в начальном сусле. В процессе двухчасовой варки горячего пивного сусла произошла потеря 10,0 % воды за счет упаривания.

Таким образом, установлено, что общие технологические затраты сухих веществ в процессе брожения составляют 71,5 % от общего ресурса экстрактивных сухих веществ в исходном сырье. Остальные 28,5 % отнесены к эксплуатационным потерям технологической линии, из которых 10,0 % составляют потери белков при кипячении, а 18,5 % - дефекты (неполнота) экстракции сухих веществ из первичного сырья. Повышение эффективности экстракции на этапах затирания и фильтрации затора позволило бы повысить выход готового пива на 18 % с каждой варки.

3.2 Технологические потери, установленные при анализе технологической линии производства пиво «Жигулевское», составили:

- нормативные потери экстракта с дробиной 1,65 кг на каждые 100,0 кг солода;

- потери воды с дробиной - 8,3 %;

- потери сусла при выпаривании и охлаждении - 6,0 %;

- потери сусла при перекачке в бродильный чан - 3,5 %;

- потери пива при фильтрации и розливе - 3,0 и 2,37 % соответственно.

3.2.1 Исследование динамики изменения концентраций ионов биоэлеменгов при солодоращении путем сопоставления концентраций минеральных веществ в солоде относительно ячменя позволило выявить значительные потери макро- и микроэлементов в солоде. При этом особенно значительны потери лития и алюминия. Менее других снизились концентрации кальция (14 %), кремния (29%) и натрия (32 %). При проращивании ячмень теряет больше всего селена, хрома и марганца; потери других микроэлементов приближаются к 30 %. Таким образом, исследование показало, что в процессе солодоращения солод теряет почти половину биоэлементов зернового ресурса. Установлено, что фуражное зерно более высоко минерализовано относительно пивоваренного ячменя первого класса.

3.3 Расчет материального баланса пивоваренного сырья и изучение динамики изменения концентраций минеральных веществ в процессе приготовления пива «Жигулевское нефильтрованное» позволили установить, что ни один из компонентов пивоваренного сырья не является исключительным поставщиком конкретного набора биоэлеменгов состава пива. Установлено, что солод не всегда является единственным поставщиком биоэлементов. В балансе селена, лития, свинца, стронция, бора и ванадия существенный вклад играет вода. Вклад дрожжей преобладает в балансе никеля, кадмия и кобальта. Преобладающие концентрации таких веществ

как мышьяк и ртуть, а также олова и ванадия, поступают в пиво из солода. Никель в сусло поступает в основном из воды и дрожжей. Соотношения минерального баланса 25 ионов минералов состава сырья на примере группы микроэлементов приведены на рисунке 5.

Содержание железа Содержание йода

Содержание цинка Содержание селена

вода 1%

хмель 0%

дрожжи

солод

Содержание меди

Еода дрожжи ™ солод

Содержание хрома

хмель дрожжи

2% солод

Содержание марганца Содержание лития

Рисунок 5 - Распределение микроэлементов в сырье

3.4 Динамика изменения массовых концентраций минеральных веществ по технологической цепочке: солод-» сусло—> молодое пиво—» готовое пиво. При изучении динамики макроэлементов (рисунок 6) нами установлено, что уменьшение массовых долей макроэлементов происходит незначительно и равномерно. Натрий и калий переходят в состав пива из сырья практически полностью, но практически полностью теряется алюминий. Важно отметить, что кальций, фосфор, магний, а также кремний, переходят из состава сырья в пиво практически на 50,0 %.

впля хмель дрожжи вода по/

13%\ /2% солод

хмель дрожжи

вода

солод

ЯВЕ

эбСа® ЭЪРег э6ЕГ ЭбА?3

Макроэлементы

О а-сьрье Шб - суспо/сьрье О в - молодое пивЫсьрье В г - готовое пиво/сырье

Рисунок 6 - Изменение соотношений концентраций макроэлементов в технологическом процессе

При изучении динамики микроэлементов (рисунок 7) установлено, что в сусло из сырья переходят мизерные доли железа, цинка, марганца и меди. При этом обнаружено медленное прогрессивное убывание содержания микроэлементов по ходу технологического процесса.

1,6

■ТГ

абвг а бв г 'абвг а бег абвг ' а бе г

Zn Эе Си Сг и Мп Микроэлементы

□ а - сырье ■ б - сусло/сырье □ в - молодое пиво/сырье О г - пиво/сырье

Рисунок 7 - Изменение соотношений концентраций микроэлементов в технологическом процессе

При изучении динамики потенциальных токсикантов (рисунок 8) мы подтвердили данные чешских исследователей, установивших, что в сусло из сырья переходят мизерные доли свинца, никеля, кадмия, стронция и ртути. Нами установлено, что соли бора, кобальта и олова переходят в сусло почти полностью.

Таким образом, выявлен неоднозначный переход минерального ресурса общего баланса сырья в готовое пиво: не усваиваются дрожжами, и практически полностью переходят в готовое пиво йод, хром и литий; практически на 50 % от исходного ресурса сырья переходят в пиво кальций, магний, фосфор и кремний; из прочих микронутриентов относительно состава всего сырья в готовое пиво поступает 17 % ионов кадмия, 19 % ионов ртути, 52 % ионов свинца и 78 % ионов мышьяка.

Установлено, что наибольшие непроизводительные потери минералов происходят на этапе затирания солода и фильтрации затора.

С,

0

01 Г

га л * 1

а

<и Ч

О0,5

:ии

мь

I

а ов г 1

Ш1

а бег а бег а бег 'а бег 1 а бег ' абв г 'а бег 1 а бег 'а б ее ' а бе г Аэ В С<3 Со Нд N1 РЬ вп вг V Потенциально токсичные элементы

□ а - сырье ■ б - сусло/сырье □ в - молодое пиво/сырье □ г - готовое пиво/сырье Рисунок В - Изменение соотношений концентраций потенциально токсичных элементов в технологическом процессе

3.5 Установлено, что биоэлементами, содержащимися в 1 л пива, можно удовлетворить часть ежесуточной биологической потребности в них человека согласно нормативам МР 2.3.1.1915-04 (рисунок 9).

100 % удовлетворение потребностей

100 % удовлетворение потребностей

60в

| 40-

о

£ го-

й о-

Сг Р МБ АЯ I N8 Яе Ре Минеральные вещества

7 6

5 5 4,5

--1-1 Марганец из « | ¡к в вг й й £ 3 X X С 2 3 вс к 15 12 °'2 ' 1,3 « 0,6 х 0,02 ЙйШХ!

Мп I! 1.1 Са Со Си Л| РЬ К Сс| /.п V Кп Минеральные вещества

Рисунок 9 - Возможность удовлетворения суточной потребности взрослого человека в биоэлеменгах, содержащихся в 1 л пива «Жигулевское»

Концентрации в пиве всего комплекса из 25-ти исследованных минеральных веществ оказались значительно ниже ежесуточной биологической потребности в них человека. Оптимальным технологически достижимым уровнем нормирования предлагается считать содержание биоэлементов в 1 л пива, равное 30 % от нутри-цевтической потребности человека в биоэлеменгах, что в среднем составляет 1,8 г.

3.6 Анализ динамики сырьевого биологического ресурса показал, что в конце главного брожения в составе молодого пива накапливаются:

- этанол и побочные продукты брожения (ИНЬ), включая продукты полиаук-сии, внутриклеточно произведенные дрожжами в процессе главного брожения;

- компоненты сусла, не использованные дрожжами для роста своей биомассы, включая ряд минералов и несбраживаемые углеводы;

- продукты автолиза дрожжей, включающие более 100 видов ферментных и белковых комплексов, ранее входящих в структуры клетки, и диссимилируемых дрожжами в молодое пиво на последних днях главного брожения;

- продукты внеклеточных взаимодействий ППБ с формированием неустойчивых химических систем, в концентрациях ниже порога вкусового восприятия, что особенно характерно для процессов дображивания и созревания пива.

Таким образом, можно согласиться с Ч.У. Бэмфортом (2007), выразившим позицию английских пивоваров, что в составе пиве практически отсутствуют химические соединения, перешедшие в пиво из состава сырья без изменения.

3.7 При изучении динамики ресурса белковой составляющей пивоваренного сырья мы пришли к выводу о недостаточной концентрации усвояемого азота в сусле, необходимого для получения оптимального соотношения источников углерод/азот, необходимых для оптимального прироста биомассы дрожжей. Предложено (патенты РФ 2383587, 2423417) использовать биологический ресурс отработанных пивных дрожжей для обогащения пива плазмолизатом отработанных пивных дрожжей, обладающего свойствами, регламентированными нами в ТУ 9184-001-56090574-2012. Плазмолизат отработанных пивных дрожжей является основным поставщиком кальция, магния, цинка, фосфора, калия (таблица 2).

Таблица 2 - Минеральный состав плазмолизата, сусла и пивоваренной воды, мкг/г зольного остатка

Элемент Плазмолизат дрожжей расы 34 Сусло Вода

Са 666,0 66,12 23,98

М8 272,0 108,0 7,96

Р 2619,0 243,0 0,033

8,88 47,7 5,05

N3 75,62 50,12 48,71

К 1564,0 367,0 2,91

и 0,007 0,0053 0,00359

А1 0,16 0,09 0,009

Ие 12,1 0,40 0,05

Д 0,03 0,018 0,003

Ъп 26Д6 0,40 0,03

Бе 0,0536 0,0208 0,00161

Си 1,56 0,1 0,01097

Сг 0,0244 0,056 0,0012

Мп 1,18 0,14 0,001957

Ая 0,013 0,0014 0,00043

В 0,13 0,15 0,066823

СА 0,01848 0,000138 0,000012

Со 0,03748 0,00117 0,000071

н8 0,00054 0,00054 0,000635

N1 0,28 0,00036 0,001455

РЬ 0,00485 0,00015 0,000809

вп 0,01231 0,00203 0,000015

Бг 1,55 0,13 0,20

V 0,0024 0,002 0,00077

Е 5248,92 мкг/г 882,83 мкг/г 83,975 мкг/г

Минеральная составляющая плазмолизата отработанных пивных дрожжей расы 34 не превышала 30 % сухого остатка.

Белковая составляющая плазмолизата достигала 70,0 % всего состава, при этом концентрация аминокислот в дрожжевом плазмолизате составила 54,5 г/л. Общий азот в плазмолизате составил 1750,0 мг %, при остаточном азоте 32,25 мг %.

3.7.1 Результаты определения аминокислотного состава 4-х сортов пива показали, что среди аминокислот преобладает триптофан: 25,9-45,1 мг/л (таблица 3).

Приведенные данные дают основание считать, что в ингредиентном составе стандартизованного пива аминокислот не должно быть меньше 150 мг/л.

3.7.2 Мнения экспертов о содержании в пиве тиобарбитуровой кислоты расходятся от полного отрицания до обнаружения ее в концентрациях 40-45 мг/л. В главе приведены оригинальные данные, подтвержденные специализированными лабораториями, о возможности обнаружения в составе пива методами спектрофо-томерии неустойчивых соединений тиобарбитуровой кислоты, идентифицированных по международному классификатору Кларка. Мы считаем, что понижение концентраций производных тиобарбитуровой кислоты в пиве можно обеспечить снижением тепловой нагрузки при кипячении сусла.

3.8 При изучении динамики биологического ресурса пива по витаминам установлено, что основным поставщиком витаминных комплексов для пива являются пивные дрожжи (таблица 4). Биологическую ценность пива при оценке соответствия витаминного баланса предложено оценивать по концентрациям 8 витаминов группы В, в сумме не менее 32,0 мг/л, из которых индикаторными являются В] и В2 с оптимальным уровнем содержания не менее 1,7 мг/л для витамина В] и не менее 2,0 мг/л - для витамина Вг, что примерно соответствует требуемым ежесуточным биологическим потребностям по MP 2.3.1.1915-04.

Пиво «Гофман» (пастеризо -ванное) «Гофман» («живое») «Гофман особое» («живое») «Holsten» «Гофман» (пастеризованное) «Гофман» («живое») «Гофман особое» («живое») «Holsten»

Аминокислота —потенциал, мВ Концентрация, мг/л

Аргинин 0,0605 0,0608 0,0603 0,0798 26,0 25,4 25,9 34,3

Валим 0,0658 0,0621 0,0718 0,0868 28,6 25,9 35,3 37,7

Глицин 0,0671 0,0661 0,0612 0,0885 29,8 27,3 35,0 39,3

Лейцин 0,0688 0,0608 0,0609 0,0907 32,1 25,4 26,2 42,3

Триптофан 0,0704 0,0621 0,0662 0,0929 34,2 25,9 27,0 45,1

Прочие* Разделении нет 20,0 22,3 19,6 29,4

•Прочие аминокислоты спределялись по разности общего белка и суммы приведенных в таблице аминокислот.

Показаны изменения концентраций индикаторных витаминов в сусле, после главного брожения и дображивания, сопоставленные с концентрациями этих же витаминов в задаточных дрожжах и в плазмолизате отработанных пивных дрожжей. Результаты получены едиными методиками, на единых объектах в динамике преобразования сусла в готовый продукт.

Таблица 4 - Изменения массовых концентраций витаминов В], В2 и С (мг/л) на

этапах технологического процесса

Витамины Сусло неосвещенное Молодое пиво на стадии дображивания Молодое пиво из форфасного отделения Готовое пиво Задаточные дрожжи Плазмолизат отработанных дрожжей

В, 0,065 0,742 0,051 0,055 3,525 1,051

вг 2,80 2,90 1,40 0,45 24,3 2,90

С 7,89 4,041 15,80 12,17 18,21 10,143

Исследование показало, что основным источником витаминов группы В является не зерновое пивоваренное сырье, а биологический потенциал пивных дрожжей, содержащих на порядки больше витаминов, чем обнаружено в сусле или в готовом пиве. При изучении биологического ресурса пивоваренного сырья сделан вывод, что сырьевой ресурс практически полностью расходуется на прирост биомассы дрожжей. При этом после завершения гликолиза в пиво переходит не более 1 % сбраживаемых Сахаров и минимальное количество белковых составляющих, которые относятся к составу клеточного автолиза дрожжей.

В четвертой главе «Новые товароведные критерии оценки вкусоароматических свойств пива» предложены новые критерии оценки вкусоароматиче-ских свойств пива в виде соотношений «доз вкуса», характеризующих специфику вкусоароматического букета любого бренда пива. Дозу определенного вкуса предложено количественно характеризовать по отношению концентрации вкусоароматического компонента в 1 л пива к его концентрации, определяющей «порог распознавания» (термин по ИСО ГОСТ Р 5492-2005). Этот подход позволяет управлять долевым вкладом основных вкусоароматических компонентов состава пива, изменяя концентрации веществ, определяющих соответствующий вкус или привкус, и формируя определенные «вкусоароматические отпечатки пальцев» данного бренда пива. Установлено, что большинство марок исследованного пива не могут быть отнесены к категории «вкусовых товаров», так как концентрации вкусоароматических компонентов в них ниже порога их вкусового распознавания. Несоответствие пива по критерию «доза вкуса» предлагается расценивать как низкое качество продукта, близкое к фальсификату.

Используя числовые выражения соотношений вкусоароматических свойств пива и концентраций веществ-носителей, обеспечивающих определенные вкусы и привкусы, получена возможность создания математической модели их оптимальных соотношений в составе букета «нормального» пива. Например, интенсивностью винно-алкогольно-сивушного привкуса пива можно управлять, используя уравнение (при коэффициенте достоверности Ы2=0,9149):

у = 0,0022 • * + 0,1196, где у - вклад в общий вкусоароматический букет, %;

х - концентрация вкусоароматического вещества, мг/дм3 пива (рисунок 10).

Примечание: Концентрации всех вкусоароматических веществ состава пива, присутствующих в миллиграммах, не соизмеримы с концентрациями этанола, выраженными в граммах. В связи с этим соотношения основных вкусоароматических компонентов пива мы рассматривали без учета этанола.

Установлены концентрации шести групп веществ, позволяющих составить вкусоароматический букет «нормального пива». Приведена группировка вкусоароматических веществ состава пива, позволяющая сделать выбор, какие из веществ, искажающих вкус и аромат «нормального пива», не должны находиться в составе пива, даже если пороги их вкусового восприятия значительно ниже их концентраций в составе пива. Сделан вывод, что по органолептическим показателям в составе пива не должно бьтгь веществ группы «серных» привкусов и группы носителей «жирных и мыльных» привкусов. Дозная оценка вкуса позволяет со-

ставить «отпечатки пальцев» любого бренда пива без привлечения дегустационных комиссий.

При решении ацетоин-диацетильной проблемы нам удалось с использованием модифицированного экспресс-метода определения ацетоина тест-полосками (патент РФ 2281498) добиться возможности раннего обнаружения ацетоина уже на этапе приготовления сусла. Появление ацетоина на этом этапе мы связываем с микробным загрязнением полупродукта, способного привести к искажению вкуса готового продукта. Единственным корректирующим технологическим действием по устранению этого «исправимого брака» вместо уничтожения мы считаем необходимость прокачки всей партии пива через колонну с иммобилизованными дрожжами или ферментами. Для предупреждения подобного брака нами предложена доступная пивоваренным предприятиям установка периодической озоновоздушной осушки и стерилизации зернового сырья (патент РФ 98091), а также микронизация зерна непосредственно перед дроблением. Кроме борьбы с загрязнением зернового сырья для исключения фекального загрязнения пивоваренной воды при обнаружении высоких концентраций ацетоина в сусле мы считаем необходимым проведение внеочередной санитарно-эпидемиологической экспертизы источника пивоваренной воды.

горечи: у=1,589х+0,6599

Рисунок 10 - Вкусограмма «нормального» пива

Специально разработанным способом определения диацетила (патент РФ 2415418) показана возможность ускоренного обнаружения соотношений аце-тоин-диацетил уже на стадии главного брожения. При этом обнаружено, что при главном брожении концентрация диацетила экспоненциально падает с 1,2-1,4 мг/л в первый день до следовых концентраций - на 6-й день брожения.

В пятой главе «Обеспечение безопасности пива как пищевого напитка» обоснованы новые товароведные критерии оценки токсичности многокомпонентных смесей, включая критерии и уровни оценки токсичности пива; показана недостоверность результатов оценки токсичности пива с использованием существующих критериев (ПДК или рисков превышений ПДК), а также методов определения токсичности по физико-химическим характеристикам основных ингредиентов состава пива; показана несостоятельность подхода к оценке токсичности пива по концентрациям ионов тяжелых металлов; установлено преобладание токсичности органических компонентов - ППБ по группам химических соединений

(высшие спирты, эфиры, альдегиды и органические кислоты) над минералами, входящими в состав пива.

Оценка потенциальной токсичности элементов, составляющих однотипные химические группы, по методу оценки величины «пороговых доз», позволила выявить критериальные представители, наиболее характерные для каждой химической группы. Нулевой уровень токсичности каждого критериального представителя, помноженный на коэффициент класса опасности с учетом концентраций в реальных сортах пива, показал преобладание условной токсичности этилацетата как представителя группы эфиров (рисунок 11 ).

45

40

35

SÏ 30

s 25

§ 20 Ч 15

10 5 0

этилацетат изоамиловый ацетальдегид каприловая этанол спирт кислота

Критериальные представители

Рисунок 11 - Вклад в суммарную токсичность пива характерных представителей основных химических групп состава пива (без учета влияния менее значимых представителей каждой группы)

Возможности компьютерной программы PASS (Prediction of Activity Spectra for Substance) позволили нам выполнить прогноз спектров биологической активности 30-ти наиболее часто встречаемых в составе пива соединений по их структурным формулам. Проанализированы вероятности 51-го биологического эффекта из 781 теоретически возможного. Экспертная оценка патофизиологических и фармакологических эффектов при оценке вероятностей возникновения общесистемных реакций организма, влияния на сосудистую систему и на клеточном уровне показала высокую степень возможной токсичности большинства органических соединений состава пива. Установлено, как недостаток программы, отсутствие учета ожидаемого эффекта от величины поглощенной дозы соединения

При анализе концепции «Безопасная доза потребления пива» было установлено, что в концепции нарушен основной принцип токсикологического эксперимента: изучалось влияние пива «вообще» при отсутствии анализа зависимости результатов от соотношения «поглощенная доза на каждый килограмм массы тела - получаемый эффект». Приведены расчеты «безопасной дозы» пива, исходя из концепции «допустимая суточная доза потребления». Расчет «безопасной дозы» пива по отдельным компонентам показал, что «безопасная доза» тем больше, чем меньше концентрация данного потенциального токсиканта в составе бренда пива, что открывает возможность снижения токсичности пива технологическим путем.

42,36

При определении технологически допустимых сумм ПДК отдельных ингредиентов состава пива оказалось невозможным использовать известные концентрации веществ, определяемые как ПДК с понятием «нулевой уровень токсичности». Взамен математически неопределенных уровней «нулевой токсичности» (ПДК) или начального уровня «пороговых доз» (TLV) применен единственный статически достоверный в токсикометрии уровень «среднесмертельных доз» (LD50, в миллиграммах на каждый килограмм массы тела экспериментальных животных), ранее широко используемый отечественными токсикологами (Н.С. Правдин, И.В. Саноцкий и др.). Обоснована концепция «дозной оценки» токсичности поглощенной дозы многокомпонентных смесей, основанная на количественном выражении суммы индивидуальных токсичностей каждого значимого компонента состава пива. Концепция основана на взаимодействии трех понятий: индивидуальная токсичность вещества (I/LD50); доза токсичности (концентрация данного вещества, умноженная на величину его индивидуальной токсичности); доля токсичности данного вещества в общей токсичности 1 л пива (%). Установлено, что величины доз токсичности большой группы соединений состава пива значительно (на пять порядков) ниже их LD50, что делает вклад этих соединений в суммарную токсичность пива абсолютно незначимым. К таким веществам отнесены: винилацетат, бутиловый спирт, метилацетат, диметилсульфид, этилмеркаптан. При оценке долевого вклада вещества в суммарную токсичность литра пива только 12 компонентов из 22-х изученных превысили условный порог, принятый нами как 0,05 % общей суммарной токсичности литра пива (таблица 5).

Критериями, определяющими токсичность пива, предложено считать ингредиенты пива, величина токсичных доз которых составляет более 0,05 % суммарной токсичности всех значимых компонентов пива при условии, что концентрация этого вещества в составе пива также превышает 0,05 % от массы ингредиентов 1 л пива.

В отличие от требований Codex Alimentarius оценивать токсичность продукта по концентрации (мг/л) наиболее токсичного компонента, нами предложена концепция товароведной оценки «суммарной токсичности поглощенной дозы пива» как суммы индивидуальных токсичных доз. Однако при этом не учитывались возможности потенцирования этанолом токсичности ряда высших спиртов. Новая методика оценки токсичности позволила рекомендовать для технологов пути модернизации технологического процесса для получения продукта, обладающего минимальными суммарными токсичными свойствами для потребителя.

Предложен токсико-ароматический показатель, показывающий какие вещества из-за их высокой индивидуальной токсичности, должны быть удалены из состава пива технологическими методами для снижения общей токсичности, а концентрации каких веществ могут быть увеличены для обеспечения требуемых ор-ганолептических свойств пива без ущерба для общего числа токсичных доз.

где Г- доля токсичности вещества (долевой вклад в общую токсичность 1 л пива, %); А - доля вкусоароматичных доз (долевой вклад вещества в общий вкусовой букет 1 л пива, %).

Установлено, что если токсико-ароматический показатель (К) как соотношение вкладов вещества в токсичность и в букет вкусоароматики пива, больше единицы, то любое увеличение концентрации этого вещества в 1 л пива приведет к существенному увеличению токсичности. Эту группу веществ можно назвать «потенциальными токсикантами» (таблица 5). Наиболее токсичны диоксид серы (К=4,23), 2-фенилэтанол (К=2,73), а также изоамиловый спирт (К= 1,04).

Таблица 5 - Сопоставление параметров индивидуальной токсичности и кон-

центраций потенциальных токсикантов состава пива

Химическое соединение LDs., мг/кг Показатель индивидуальной токсичности (1/П>5.) Средняя концентрация в пиве, мг/л Массовая доля в 1 л пива, % Величина токсичных доз Доля в общей токсичности, %

Глицерин 31500,0 3,17-Ю"5 1400,0 4,1626 0,0444 03729

Винилацетат 1600,0 6,2510"' 0,2 0,0006 0,0001 0,0016

Ацетальдегид 256,0 3,91'Ю-3 9,0 0,0268 0,0352 0,4532

Масляная к-та 240,0 4,17'Ю-3 1,5 0,0045 0,0063 0,0806

Бутиловый спирт 3325,0 3,00-Ю"4 0,1 0,0003 0,0000 0,0004

Мегалацегат 2350,0 4,26-Ю"4 0,1 0,0003 0,0000 0,0005

Диацетил 3200,0 3,1310^ 0,25 0,0007 0,0001 0,0010

Изобутиловый спирт 3425,0 2,92-Ю"4 20,0 0,0595 0,0058 0,0753

Димешлсульфид 3509,0 2,85-Ю"4 0,05 0,0001 0,0000 0,0002

Эгилмеркапган 3003,0 3,33-КГ* 0,0005 0,0000 0,0000 0,0000

Диоксид серы 35,0 2,86-М2 10,0 0,0297 0,2857 3,6832

Пропиловый спирт 3636,0 2,75-Ю"4 12,0 0,0357 0,0033 0,0425

Этанол 4587,0 2,2 МО-1 32000,0 95,1450 6,9762 89,9324

Каприновая к-та 5000,0 2,0010"' 0,8 0,0024 0,0002 0,0021

Лауриновая к-та 5000,0 2,00-Ю"4 0,5 0,0015 0,0001 0,0013

Метанол 338,0 2,96-Ю"3 12,0 0,0357 0,0355 0,4577

Изоамиловый спирт 400,0 2,50-Ю"3 105 0,3122 0,2625 3,3840

Каприловая к-та 625,0 1,6010^ 8,0 0,0238 0,0128 0,1650

Изобушлацетат 258,0 3,88Т0~Л 0,27 0,0008 0,0010 0,0135

2-фенилэтанол 270,0 3,7010^ 20,0 0,0595 0,0741 0,9549

Этилацетат 3180,0 3,14-Ю"4 30,0 0,0892 0,0094 0,1216

Изопентилацетат 714,0 1,41-Ю-* 3,1 0,0092 0,0043 0,0560

S = 33632,87 2 =100 £ =7,7572 2 =100,00

Таблица б — Соотношение вкусоароматических и токсикологических характеристик основных групп состава «нормального» пива (без учета доли этанола)

Вкусоароматическая группа Доля группы в общей сумме вкусоароматических доз, % Доля группы в общей сумме токсических доз, %

Носители горького вкуса 66,32 н/д

Носители сладковатого и приторного вкусов 4,23 5,71

Носители серных привкусов 5,25 36,67

Носители фруктовых привкусов 16,49 15,94

Носители жирных и мыльных привкусов 2,6 2,49

Носители винного, алкогольного и сивушного привкусов 5,15 39,19

Сумма 100 100,00

Исследование показало, что долевые вклады ведущих вкусоароматических групп в общую токсичность различны (таблица 6). Это обязывает пивоваров «работать» не с группами химических соединений «вообще», а с наиболее значимы-

ми потенциальными токсикантами, помня о том, что каждый из них может быть заменен однотипным компонентом по вкусоароматическому влиянию на общий букет пива. Анализ направлений мирового технического развития пивоварения показал, что для снижения общей токсичности пива имеются технологические возможности удаления этих веществ из состава пива.

При рассмотрении проблемы токсичности пива нами учтено, что такие яды первого класса опасности как нитрозамины и афлатоксины, принадлежащие к продуктам загрязнения пивоваренного сырья, и недопустимые в полупродукте и готовом продукте, не попадут в готовое пиво, поскольку мы разработали технологию предупреждения попадания их в готовый продукт путем озоновоздушной стерилизации зернового сырья. По аналогичным причинам исключены из рассмотрения твердые смолы хмеля, ответственные за канцерогенез у любителей пива, так как мы настаиваем на внедрении нашей технологической разработки (низкотемпературный сусловарочный котел), исключающей образование канцерогенных смол хмеля в пиве.

Для товароведной оценки токсичности многокомпонентной смеси нами предложен новый эталон условной токсичности в виде токсичности 100,0 г чистого (100 %) этанола. При подсчете суммарной токсичности 1 л «стандартизованного пива» установлено, что общее число токсичных доз равно 5,96. Это соответствует 76,8 % суммарной токсичности 1 л 4 %-го пива или 27,1 % токсичности 100,0 г чистого этанола. Разработанный критерий рекомендуем использовать как меру оценки условной токсичности любого алкогольсодержащего напитка.

Мы защищаем концепцию, согласно которой специфика пива, как пищевого напитка, созданного дрожжами в процессе сложнейшего биотехнологического процесса брожения, состоит в том, что практически ни одно химическое соединение состава сырья не переходит в пиво, не будучи биохимически трансформировано внутри дрожжевой клетки, в том числе, путем перевода минеральных солей из состава сырья в биологически незаменимые органические соединения. Нами обоснована необходимость отказа от трактовки биоэлементов состава пива как последствий антропогенных загрязнений в пользу оценки их как незаменимых биоэлементов состава напитка. Предложен уровень оценки токсичности минеральной составляющей пива по «максимально допустимым суточным дозам потребления», соизмеримым с адекватным уровнем биологической потребности, которые многократно отдаленны от уровня их химической токсичности. Тот факт, что существующие концентрации ионов минеральных веществ в марках массовых сортов пива меньше суммарных концентраций этих же ионов в водопроводной воде, показывает ошибочность применения деминерализации пивоваренной воды.

В шестой главе «Предложения к стандарту качества и безопасности пива» предложено дополнить национальный стандарт РФ показателями биологической ценности пива как пищевого напитка, включая:

- степень удовлетворения биологической потребности человека в витаминах и минеральных веществах, соотнесенных с адекватными уровнями потребления, гармонизированными нутрициологами всех стран мира. Причем эти гигиенические показатели должны иметь количественные характеристики в виде общей витаминизации и общей минерализации 1-го л пива. Отдельно предложено регла-

ментировать допустимое содержание БАД, разрешенных к применению в пищевой промышленности;

- концентрации вкусоароматических веществ, обеспечивающих определенный вкусоароматический букет пива, с регламентацией допустимой дозы вкуса и аромата негативных вкусоароматических групп;

- дозу суммарной токсичности 1-го л пива, соотнесенную с токсичностью 100,0 г 100 %-го этанола;

- допустимую степень внешнего антропогенного загрязнения продукта по критериям СанПиН 2.3.2.1078-01.

Как показатели качества и безопасности «нормального пива» предложены количественные значения номенклатурных показателей:

1) концентрация этанола (оптимум, равный 3 %щ.);

2) общая сумма токсичных доз веществ 1 л (1 дм3) пива: не более 30 % от токсичности 100,0 г чистого этанола;

3) концентрации вкусоароматических веществ:

- горечь хмеля - от 20 до 50 % общего вкусоароматического букета, включая содержание изо-а-кислоты - не менее 5,0 мг/дм3 или ксантогумола - не менее 5,0 мг/дм3;

- носители сладкого и приторного вкусов — не более 25 %, включая глицерин - не более 1,0 г/дм3;

- носители фруктовых привкусов не более 12 %, включая этилацетат - не более 10,0 мг/дм3 и изопентилацетат - не более 3,0 мг/дм3;

- носители винно-алкогольно-сивушных привкусов не более 10 %, включая изоамиловый спирт - не более 100,0 мг/дм3 и метанол - не более 10,0 мг/дм3;

- носители негативных серных привкусов не более 4 %, включая диметил-сульфид - не более 0,05 мг/дм3;

- носители негативных жирных и мыльных привкусов не более 3 %, включая каприловую кислоту - не более 8,0 мг/дм3.

Интегральным показателем биологической ценности пива мы предлагаем считать «действительный экстракт», выраженный в величине сухого остатка не менее 50 г/дм3. Допускается дополнительное определение общего или аминного азота и несброженных Сахаров.

Общая минерализация, оцениваемая по зольному остатку, - не менее 1,8 г/дм3;

Общая витаминизация - не менее 32,0 мг/дм3, в том числе:

- витамин В] - не менее 1,7 мг/дм3; витамин В2- не менее 2,0 мг/дм3. При этом концентрации следующих витаминов могут носить информационный характер:

- витамин С - не менее 70,0 и не более 700,0 мг/дм3; биотин (витамин Н) -не менее 0,05 и не более 0,15 мг/дм3; фолиевая кислота - не менее 0,4 мг/дм3; пан-гамовая кислота (витамин Bis) - не менее 2,0 мг/дм3.

Кислотность - 3,8 - 4,8 pH; содержание углекислоты - не менее 0,40

Срок хранения для пастеризованного пива - не менее 30 дней.

Предложена поправка к ГОСТ 12787-81, которая позволяет провести перерасчет концентраций этанола в пиве относительно суммарного содержания спиртов.

Разработанные предложения к национальному стандарту качества пива позволяют гармонизировать его с уровнем международных требований к качеству

пищевой продукции и дополнить номенклатурными показателями, количественно характеризующими биологическую ценность, вкусоароматические свойства и токсикологические характеристики пива. Предложен принципиально новый методический подход для количественной оценки показателей, характеризующих группы ингредиентов: количественную оценку всей группы в целом дополнять количественной характеристикой наиболее типичного представителя группы, определяемой методами, доступными для товароведной экспертизы.

В седьмой главе «Разработка комплекса химико-аналитических мероприятий, необходимых для подтверждения соответствия фактических показателей качества анализируемого пива требованиям проекта стандарта» на базе экспериментальных исследований предложен алгоритм химико-аналитического сопровождения предлагаемого проекта стандарта, включающий методы контроля соответствия по показателям, общим для пива и крепких алкогольных напитков; в том числе, адаптированные к аналитике пива методы обнаружения и количественного определения химических соединений, аналогичных ингредиентному составу пива, используемые в фармакологической и химико-токсикологической практике; предложения по совершенствованию микробиологического контроля качества пива, в том числе три новых микробиологических теста (тест на выявление энтеробактерий, тест-провокация с нагреванием пива, инвертазный тест на эффективность пастеризации).

Определение этанола. Кроме стандартных методов определения в пиве объемной доли спирта дистилляционным методом по ГОСТ Р 51174-2009 и массовой доли спирта по ГОСТ 12787-81 рекомендован к внедрению скрининг-метод обнаружения этанола в миллипоровой камере. Метод микродиффузии, широко применяемый в химико-токсикологических исследованиях (Крамаренко В.Ф. и др.), основан на окислении этанола до ацетальдегида с получением цветной качественной реакции. При отрицательной реакции на этанол вся партия алкогольного rama бракуется «как фальсификат» и дальнейшие исследования не проводятся.

Для практического использования разработан метод определения истинных концентраций этанола в пробе пива по температуре кипения пробы с использования зависимости:

у = -1,327*+132,78,

где у - массовая концентрация этанола в пробе, %щ.; х - температура кипения пробы пива (°С) после выщелачивания кислот и удаления высших спиртов с учетом поправок на отклонение атмосферного давления от нормального (0,04 °С на 1,3 ГПа (± на каждый 1 мм рт. ст.)).

Метрологическая оценка метода, проведенная на модельных смесях, содержащих 4, 6, 8 %т этанола на пивоваренной воде и с добавлением стандартных для rama концентраций высших спиртов, показала, что для пива не применимы фармакопейные таблицы оценки концентрации этанола, как эталон сравнения эта-нольных растворов на дистиллированной воде. В ходе экспериментов выявлен факт, что кислоты, присутствующие в пиве, более значимо (в шесть раз) по сравнению с высшими спиртами, искажают показатели концентрации этанола, зависящие от температуры кипения, повышая температуру кипения пива, в среднем, на 0,85°С, что соответствует занижению объемной концентрации этанола на 1,3 %.

В целях приведения национального стандарта к современным требованиям по качеству пива и для повышения точности измерений предложено дополнить ГОСТ Р 51174-2009 Раздел 7 «Методы контроля, п. 7.2 «Определение спирта»» пунктом 7.2.1 в следующей редакции: «Пробоподготовку, проводимую по ГОСТ 12787-81 п. 1.4, дополнить процедурой удаления мешающих влияний, в том числе, выщелачиванием кислот раствором ИаОН до рН=8-9 с фильтрацией осадка, и последующей экстракцией высших спиртов из пробы пива хлороформом или петролейным эфиром с последующим фильтрованием. Допускается определение концентрации этилового спирта по температуре кипения пробы пива. При этом массовую долю этанола рассчитывают по уравнению:

у = —1,327л: +132,78,

где у - массовая концентрация этанола в пробе, %т; х - температура кипения пробы пива после выщелачивания кислот и удаления высших спиртов с учетом поправок (0,04 °С) на отклонение атмосферного давления от нормального».

Определение метанола. Стандартизованный для коньяков метод количественного определения метилового спирта (ГОСТ 13194-74) оказался применим и для определения метанола в пиве. Для экспресс-метода обнаружения метанола рекомендована цветная скрининг-проба реакцией окисления метанола до формальдегида. Отрицательная реакция свидетельствует о фальсификации пива, так как метанол -продукт дрожжевого брожения. Положительная реакция требует количественного определения концентраций метанола, в том числе хроматографическим методом одновременно с другими ППБ.

Стандартизованные для вин, виноматериалов, коньячных и плодовых спиртов методы определения ППБ оказались применимыми и для проб пива: методы определения в пиве альдегидов (ГОСТ 12280-75), высших спиртов (ГОСТ 14138-76), средних эфиров (ГОСТ 14139-76), титруемых (ГОСТ Р 51621-2000) и ле1учих (ГОСТ Р 51654-2000) кислот позволили выявить существенные различия в концентрациях ППБ для исследованных сортов пива, что связано с увеличением крепости напитка (таблица 7).

Таблица 7 - Результаты определения в отгонах пива концентраций спирта и ППБ методами, стандартизованными для вин, коньяков и водок

Сорт пива, экстрактивность начального сусла, % Объемная доля спирта, */• Массовая концентрация титруемых кислот, г/дм® Массовая концентрация летучих кислот, г/100 см1 Метиловый спирт, мг/100 см1 Высшие спирты, мг/100 см' Средние эфиры, мг/100 см! Массовая концентрация альдегидов, мг/100 см*

«Уральский мастер», 9,5% 4,0±0,006 1,32±0,14 2,71±0,04 0,007±0,0007 29,50±0,89 33,49±1,17 11,9б±0,35

«Жигулевское», 10% 4,2±0,00б 1,20±0,14 1,20±0,04 не обнаружен 21,70±0,65 35,84±1,25 10,60±0,31

«Кулер», 11% 4,7±0,007 1,10±0,14 13,50±0,04 не обнаружен 62,99±1,89 71,5±2,5 25,54±0,74

«Уральский мастер», 15% 8,0±0,0011 1,00±0,14 3,9Ш=0,04 не обнаружен 51,64±1,55 73,33±2,57 22,22±0,64

«Уральский мастер, крепкое» 15,5 % 8,(НО,0011 1,55±0,14 3,5±0,04 не обнаружен 69,67±2,09 104,54±3,бб 34,84±1,01

«Охота крепкое», 17,3% 8,1 ±0,0011 1,801:0,14 13,30±0,04 не обнаружен 47,89±1,44 71,83±2,51 2б,47±0,77

Эти различия с высокой точностью подтверждены в исследованиях проб пива хроматографическим методом. Предложено внедрять универсальные хроматографи-ческие методы исследования с созданием локальных баз типовых хроматограмм, получаемых методом абсолютной градуировки, и необходимых для идентификации ППБ (рисунок 12, таблицы 8,9).

Метод хроматографических исследований, позволяя определять концентрации вкусоароматических веществ, дает возможность проводить расчеты вкусоа-роматических и токсичных доз пробы пива.

17 Время, мин

Компонент

16,5 ■

15,5

14,5

Время выхода, мин

Рисунок 12 - Хроматограмма пробы пива ПИТ (паспорт № 728.2 от 11.05.2007), полученная на газовом хроматографе «Кристалл-2000М» по ГОСТ Р 51698-2000 «Водка и спирт этиловый из пищевого сырья. Газохроматографический экспресс-метод определения содержания токсичных микропримесей»

Таблица 8 - Расчет компонентов хроматограммы

Время, мин Компонент Группа Площадь пика Высота Концентрация Размерность

4,048 ацЕтальдепщ альдегидов 1,039 0,463 5,6135 мг/л

4,543 метилацетат сл. эфиров 0,338 0,143 0,8845 мг/л

5,006 этилацетат сл. эфиров 4,685 2,746 12,8285 мг/л

5,087 метанол метанол 0,351 0,144 0,0002 %

7,058 1-пролзнол сив. масел 5,946 1,515 10,5880 мг/л

8,171 изобутанол сив. масел 9,585 3,446 11,7236 мг/л

10,841 изоамиловый спирт сив. масел 51,163 16,451 51,8876 мг/л

Таблица 9 - Расчет хроматограммы по группам химических соединений

Группа Площадь Высота Концентрация, мг/л

Альдегиды 1,039 0,463 5,6135

Метанол 0351 0,144 0,0002%

Сивушные масла 66,694 21,412 74,1992

Сложные эфиры 5,023 2,889 13,7130

Определение моно-, ди- и трисахаридов в готовом пиве корпорация Dionex (USA) рекомендует проводить методом ионообменной хроматографии с пульсирующим амперометрическим детектированием на колонке CarboPac PAI, а

неорганических анионов и органических кислот на анионообменной колонке IonPacAS-11.

Методы определения минеральной составляющей пива. Предложен уровень оценки токсичности минеральной составляющей пива по «максимально допустимым суточным дозам потребления», соизмеримым с адекватным уровнем биологической потребности, многократно отдаленным от уровня их химической токсичности. Эта концепция потребовала смены ориентиров в химико-аналитическом сопровождении стандарта пива как пищевого напитка, т.е. потребовала дополнительного введения гигиенических нормативов содержания биоэлементов в составе стандарта пива.

Среди апробированных методов количественного определения минерального состава предпочтение отдано методам масс-спектрометр ии с индуктивно связанной аргоновой плазмой (МС-ИСП) на квадрупольном масс-спектрометре Elan 9000 (Perkin Elmer, США) и атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (АЭС-ИСП) с использованием атомно-эмиссионного спектрометра Optima 2000 DV (Peikin Elmer, США) в аккредитованной лаборатории AHO «Центр Биотической медицины» (г. Москва, лицензии лаборатории МДКЗ 18097/9556; 77-01-000094; аттестат аккредитации - ГСЭН. RU.nOA.311, регистрационный номер в государственном реестре - Росс. RU 0001.513118 от 29 мая 2003; Registration Certificate of ISO 9001: 2000, Number 4017 - 5.04.06).

Для практики заводских лабораторий на основе МУ 2.1.5.720-98 разработана методика количественного определения индикаторных веществ состава пива. Определение общей минерализации по ГОСТ 18164-72 путем выпаривания на водяной бане при температуре 105 °С и определение влажного остатка с последующим определением зольного остатка (при прокаливании до 500°С) показало возможность оценки общей минерализации пива этим методом.

Для оперативного технологического контроля концентраций индикаторных биоэлементов по функциональным группам разработана полезная модель ионометриче-ского анализатора (патент РФ 106379), позволяющего определять заданную концентрацию индикаторных соединений при управлении по отклонению от заданного стандарта на принципах формального нейрона.

Определение содержания витаминов рекомендовано производить по методам, стандартизованным для фруктовых соков. С учетом международной практики принято решение о нормировании суммарного содержания витаминов. Эксперименты показали, что индикаторными витаминами в пиве, позволяющими определить фальсификат пива ( напиток не произведенный дрожжами) следует считать отсутствие витаминов Bi и В2, определяемых методом флуорометрии по ГОСТ 25999-83. Минимальной концентрацией витаминов в пиве предложено считать концентрацию витамина В2 не менее 2,0 мг/л, что соответствует минимальному содержанию 7 изученных витаминов в сумме 9,46 мг/л при суммарном среднестатистическом содержании витаминов и витаминоподобных соединений около 210 мг/л.

Среди белковой составляющей сусла наибольший интерес представляют соединения аминокислот с углеводами, известные как красящие вещества - меланоидины, но способные формировать пиримидиновые соединения и сульфоновые кислоты, которые могут обладать наркотическим эффектом. Проведенное исследование показало, что эти соединения могут быть обнаружены в составе пива спектрофотометрическим

методом с использованием в качестве добавки 2-тиобарбитуровой кислоты. В контрольных опытах 5,5-замещенные (барбамил, барбитал, бутобарбитал, фенобарбитал, циклобарбитал, этаминал) и 1,5,5-замещенные (гексенал, гексобарбитал) барбитуровой кислоты давали максимум поглощения при длине волны около 240 нм, а производные тиобарбитуровой кислоты в пиве имели два максимума (при 305 и при 255 нм). Идентификация пиков, проведенная по международному классификатору Кларка, показала, что из 13 веществ этих пиков 6 имеют химическое сродство с тиобарбитуровой кислотой.

В главе даны предложения по совершенствованию микробиологического контроля качества пива:

- определение срока годности партии пива по ГОСТ 51154-98 «Метод определения двуокиси углерода и стойкости» (Раздел 4) предложено дополнить тест-провокацией с нагреванием пива по методике (Аналитика ЕВ С. Методика 9.30), дающей быстрый ответ на наличие/отсутствие микробного обсеменения пива;

- определение эффективности пастеризации пива предложено проводить модифицированным методом на инвертазу. Предложен экспресс-метод определения стерильности пива по наличию в пробе живых дрожжевых культур, обладающих ин-вертазной активностью. Суть метода состоит в том, что с помощью глюкометра определяют содержание глюкозы в анализируемом пиве. Затем в пробу пива добавляют раствор сахарного сиропа и пробу термостатируют в течение 1 часа 20 мин. При недостаточно эффективной пастеризации дрожжи, оставшиеся в пробе, выделяя инвертазу, разлагают сахарозу на глюкозу и фруктозу. Увеличение глюкозы в пробе через определенное время свидетельствует о недостаточной пастеризации. Предложенный метод позволил нам выявить фальсификаты «живого нефильтрованного пива», в которых отсутствовали живые дрожжи;

- апробирован метод быстрого определения присутствия в пробе пива энтеро-бактерий. Для микробиологического мониторинга воды и пищевых продуктов в мировой практике индикатором фекального загрязнения приняты Escherichia coli, которые могут быть индикатором не только присутствия сальмонелл, но и более 15 различных групп энтеровирусов, включающих более 140 их типов. ГОСТ Р 52426-2005 для обнаружения и количественного учета E.coli и колиформных бактерий требует инкубации отфильтрованных микроорганизмов на селективных средах с последующим биохимическим подтверждением типичных лактозоположительных колоний. Взамен этих трудоемких процедур нами предложено использовать доступную заводским лаборатория методику Йена Кэмпбелла, не требующую биохимической идентификации и ограничивающуюся подсчетом жизнеспособных бактерий, выживших при температурах термостатирования +22 и +37 °С. Все выжившие бактерии при температуре 37 °С относятся к энтеробактериям. При их обнаружении предлагаем немедленно браковать всю партии пива как «микробиологически загрязненную».

В технологических целях предложено считать ацетоин индикатором серьезного микробиологического загрязнения сусла, способного исказить вкус готового продукта и требующего немедленных органюационно-технолошческих мероприятий. Предложен метод раннего обнаружения высоких концентраций ацетоина индикаторными тест-полосками (патент РФ 2281498).

Для решения ацетоин-диацетильной проблемы также разработан фотометрический способ определения диацетила в молодом пиве (патент РФ 2415418), позволяющий предсказать серьезные искажения вкуса и аромата пива.

С учетом действующих и предлагаемых добавлений к нормативным документам разработан алгоритм (таблица 10) оценки соответствия показателей качества и безопасности пива нормативным требованиям при технологическом мониторинге и предпродажном контроле (внутренний аудит по ГОСТ Р ИСО 9001-2008). Предложенный алгоритм внутризаводского контроля полупродукта и готового пива с возможностью коррекции «устранимого брака» реализует требования ГОСТ Р ИСО 90012008 (Разделы 8.2-8.5). В отличие от существующих систем аналитических методов, носящих ретроспективный характер, мы предлагаем прекращение цепочки аналитических мероприятий при выявлении неисправимых несоответствий, что влечет признание всей партии браком. Предлагаемый подход исключает возможность компенсированной суммарной оценки качества, при которой низкие баллы за одни показатели принято компенсировать более высокими баллами за другие свойства (показатели).

Таблица 10 - Предлагаемый алгоритм предпродажного контроля качества и безопасности пива в виде экспертной системы принятия управленческих решений

Методы исследования Показатели качества Корректирующие действия и принимаемые решения по оценке качества

Определение полноты налива н объема продукта

поГОСТ 8.579-2002 (п.4.2 а) 1. Среднее наполнение десяти бутылок должно быть равным их вместимости с допустимым отклонением ±3 %. 2. При определении полноты налива в бутылки из ПЭТФ каждую бутылку взвешивают на весах и рассчитывают объем налитой жидкости с учетом фактической плотности партии пива. 1. При расхождении заявленного объема от фактического дальнейший анализ не проводится, партия снимается с дальнейшего контроля, если количество бракованных упаковочных единиц превышает 2 % размера партии. 2. Допустимые отклонения объема пива при наполнении ПЭТФ-бутылок объемом 1,5 л составляют ±2 %г объемом 2,0-2,5 л допускаются отклонения ±1 %.

Орган олепти чес кое исследование

Визуально Прозрачность При наличии посторонних включений вся партия пива возвращается на фильтрацию

Экспертная оценка Пена и пеностонкость Пиво без пены считать неисправимым браком

Аромат При наличии посторонних вкусов, в том числе сопровождающих микробиологические загрязнения, вся партия пива возвращается на промывку инертными газами с целью удаления посторонних запахов.

Вкус

Горечь

Оценка физико-химических свойств пива (при технологическом контроле)

Ареометр Плотность бродящего сусла, мг/л При пониженной плотности решить вопрос о применении минеральных добавок или Сахаров

Сахариметр Содержание Сахаров бродящего сусла ' При пониженном содержании решить вопрос о дробной добавке Сахаров в соответствии с ожидаемой концентрацией этанола.

Поте нциометричес кий (рН-метрия) Кислотность Коррекция кислотности разрешенными добавками (молочная, фосфорная, аскорбиновая кислоты)

По показаниям манометра в сборнике фильтрованного пива (ГОСТ Р 5 И 54-98) Насыщенность диоксидом углерода (массовая доля, % щ) Дополнительная карбонизация

Химико-токсикологический скрининг

Обнаружение ацетальдегида методом микродиффузии При обнаружении в молодом пиве ацетальдегида и метанола требуется проведение реакций их количественного определения.

Обнаружение метанола реакцией окисления до формальдегида при индикации хромотроповой кислотой.

Обнаружение этанола реакцией окисления этанола до ацеталь-дегида При отсутствии этанола вся партия пива бракуется (кроме безалкогольного пива)

Обнаружение высших спиртов реакцией с салициловым альдегидом Отрицательная реакция при обнаружении высших спиртов дает основание считать, что исследуемая проба не является продуктом брожения. Продукт признается фальсификатом и дальнейшее исследование пробы пива прекращается независимо от числа дефектных бутылок. При положительной реакции, независимо от реакции обнаружения метанола, проба пива направляется на количественное определение высших спиртов хромато-графическим методом.

Определение спирта поГОСТ 12787-81 Определение концентрации этанола При пониженных концентрациях провести дробное добавление порций Сахаров до требований рецептуры.

Определение концентрации этанола по температуре кипения смеси

Количественное определение высших спиртов газохрома-тографическим методом по ГОСТ Р 51698-2000 При обнаружении повышенных концентраций сивушных масел пропустить всю партию молодого пива через установки фиксированных фер-ментно-дрожжевых композиций.

Определение биологической ценности пива по содержанию: а) действительного экстракта (по сухому остатку); б) минерализации пива (по зольному остатку или по индикаторным биоэлементам; в) витаминов

По оригинальной методике на основе ГОСТ 18164-72 а) определение действительной экстракта по сухому остатку При сухом остатке менее 50,0 г/дм1 считать пробу пива разбавленнной

По оригинальной методике на основе ГОСТ 18164-72 б) определение общей минерализации по зольному остатку При пониженной минерализации пробы пива требуется обогащение солями органических кислот, разрешенных Минздравсоцразвигия

По оригинальной методике на основе МУ 2.1.5.720-98 Определение общей минерали зации по индикаторным веществам в группах: микроэлементов, макроэлементов и тяжелых металлов

Определения содержания витаминов

По ГОСТ 25999-83 - Вь Вз методом флуорометрии; по ГОСТ 24556-89 -витаминС Определение индикаторных витаминов с пересчетом на общее содержания При недостаточной общей витаминизации требуется обогащение водорастворимыми формами витаминов группы В до уровня 30 % адекватного уровня потребления по МР 2.3.1.1915-04

Модифицированный тест на инвертазу, метод провокации с нагревающим термостати-рованием (Аналитика ЕВС. Методика 9.30), микробиологический экспресс- тест на энтеробактерии Определение срока годности по микробиологическим критериям При положительном тесте на инвертазу или при появлении мути через 48 часов нагрева при 60 °С вся партия направляется на термическую обработку; при положительном тесте на энтеробактерии вся партия пива бракуется

Расчет и составление вкусоаромати чес кого букета на соответствие бренду пива

Расчет суммарной дозы токсичности данного бренда пива относительно токсичности 100,0 г 100 У» этанола

Определение степени внешнего антропогенного загрязнения по критериям СанПиН 23.2.1078-01 (проводится надзорными органами)

ГОСТ 30178-96 и МУГКСЭН 01-19/47-11-92 Региональные фитосанитар-ные службы определяют ионы м РЬ, С4 ¥е, Си, 2п, Мп,Со, N1, Сг, как загрязнители продукта При повышении норм, допустимых СанПиН 2.3.2.1078-01, пробы пива подвергаются химико-окстеологическому анализу для установления источника загрязнения

Заключение о пригодности партии пива к реализации в торговой сети

В главе 8 «Разработка технологического обеспечения качества пива с заданными потребительскими свойствами» поставленную цель «максимальное снижение токсичности пива и придание ему свойств приятного вкусоароматиче-ского напитка с заданными свойствами» мы добивались, устраняя дефекты клас-

сической технологии, сопровождающиеся «болезнями» пива, или придающие пиву нежелательные качества или токсичные свойства.

Мы предлагаем закрыть многолетнюю дискуссию микробиологов о нормативах допустимого фекального и энтеробактериального загрязнения пива, если технологи примут нашу разработку озоновоздушной стерилизации и микрониза-ции зернового пивоваренного сырья (патент РФ 98091). В реалиях Оренбургского пивоваренного производства оказалось, что пивоваренный солод предельно загрязнен: эпифитная микрофлора солода составила 4,8-105 КОЕ/г, тогда как субъэ-пидермальная микрофлора достигала 1-Ю7 КОЕ/г, причем содержание диких дрожжей и плесеней составляло 7-104 КОЕ/г.

Использование оригинальной автоматизированной установки доосушки и стерилизации пивоваренного зернового сырья в «кипящем слое» зерна, создаваемом чередующимися струями осушенной озоновоздушной смеси, позволяет предотвратить поступление в пиво не только колиформных бактерий, но и микоток-синов (рисунок 13).

ПнеЬюЬнгрута

!& ~£\

Условные обозначения: 1 - воздухозаборное устройство; 2 - отделение тонкой очистки воздуха; 3 - контейнер осушки воздуха; 4 - устройство охлаждения воздуха; 5 - компрессор; 6 -ресивер; 7 - генератор озона; 8 - водоохлаждаемые разрядные электроды; 9 - ресивер озоновоздушной смеси, 10 - крыша здания; 11 - компрессор закачки озоновоздушной смеси в силос; 12 -силос (бункер) хранения солода; 13 - вытяжная вентиляционная линия; 14 - пылесборник; 15 -блок поочередного включения сопел, подающих озоновоздушную смесь в силос; 16 (!+„> - сопла подачи озоновоздушной смеси в силос; 17 - датчики: ср из - влажности воздуха; Т - температуры воздуха; Р1,2 - давления воздуха в ресиверах; О3-1.2 - датчики концентрации озона; -датчик температуры воды, охлаждающей электроды; К]д,з,4,5,<> - электромагнитные дистанционно управляемые краны; К ш-и - аварийные кланы на линиях «стравливания» давления в ресиверах

Рисунок 13 - Схема устройства осушки и стерилизации зернопродуктов

При этом технологическому этапу «микронизация» придан принципиально новый физико-технический смысл. Вместо первоначального понятия «микрониза-ции» как способа теплового воздействия с целью разрушения механической структуры увлажненного зерна со вспучиванием и разрывом зерновой оболочки, так же, как это происходит при «экструдировании зерна» или при «тепловом ударе», механизм волнового воздействия на зерно доработан и переориентирован на

«волновой гидролиз крахмала». Установлена эффективность низкоэнергетического ультрафиолетового облучения расчетной длиной волны с целью достижения целенаправленного резонансного разрыва 1,4-а и 1,6-а глюкозидных связей многозвенной крахмальной цепочки для увеличения числа отделенных сегментов моно- и дисаха-ров. Приведена методика расчета требуемой длины волны, составленная на основе соотношений энергии фотона, длины волны и скорости света. Это дало технологический эффект повышения осахариваемости зернового сырья. Показано, что кратковременное инфракрасное облучение увлажненного зерна в сочетании с воздействием ультрафиолетовых волн длиной волны 240-370 нм не только практически полностью уничтожало конгаминанты зерна, но и существенно увеличивало его ферментную атакуемость при увеличении количества сбраживаемых Сахаров. Установлено, что количество декстринов после микронизации увеличивается более чем в 70 раз, а количество редуцирующих Сахаров - в 2 раза. При этом степень клейстеризации крахмала увеличивалась в 25 раз, а его ферментная атакуемость — более чем в 3 раза (таблица 11).

Таблица 11 — Эффективность микронизации

Способ обработай Время, с Массовая доля влаш, % Крахмал, %СВ Декстрины, %СВ Редуцирующие сахара Аминный азот, мг/100 г

экстру дарование 12 9,5/14 57,8/60,5 8,2/0,1 6,58/1,2 47,5/39,6

барогвдротерми-ческая обработка 10-50 12,6/12,1 50/62,0 - 0,6/0,31 47,4/39,4

микрош1зация 30 27/11 44/55 6,8/0,09 1,22/0,61 -

Примечание: В числителе приведены показатели, достигнутые после обработки, в знаменателе -значение показателя контрольного образца

Разработан принципиально новый способ фильтрации затора и ускоренного получения полноценного пивного сусла путем создания «кипящего слоя» дробины переменными струями водяного пара или азота, подаваемыми снизу фильтрационной решетки. Устройство по реализации способа включает четыре контура автоматизированного управления процессом фильтрации затора и выщелачивания дробины (патент РФ 2405812).

Для исключения проникновения в пиво канцерогенных смол хмеля, предложен новый способ подготовки сусла к сбраживанию, исключающий кипячение сусла с хмелепродуктами, а также предложен новый тип сусловарочного котла с СВЧ-пастеризацией сусла при существенной экономии энергоресурсов на кипячение и охлаждение (патент РФ 97130). Котел оснащен «плавающей крышкой» с датчиками контроля качества поступающего сусла и блоками автоматизированного управления выносными кипятильником, стерилизатором и холодильником.

При оптимизации главного брожения с целью снижения токсичности молодого пива запатентованы критерии окончания главного брожения как компромиссное решение между минимально допустимым уровнем накопления в молодом пиве токсичных ППБ, определяющих вкус и аромат пива, максимально достижимым уровнем получения этилового спирта и содержанием Сахаров (рисунок 14).

Компромисс между нормируемыми показателями процесса главного брожения может быть достигнут только на пятом дне брожения. При этом показано, что в существующих технологиях проведения главного брожения объединены два биотехнологических процесса, требующих противоположных условий и технических действий

для их оптимизации: аэробный высокотемпературный процесс размножения биомассы дрожжей в среде, сбалансированной по источникам азота и углерода, минералов и витаминов; и анаэробный низкотемпературный ферментативный гликолиз, требующий строго определенного количества сбраживаемых Сахаров. Обосновано разделение процесса брожения на два этапа с различными оптимизированными условиями проведения управляемых биотехнологических процессов (патент РФ 2428417).

В главе приведены оригинальные разработки оптимизированной культураль-ной среды для прироста биомассы дрожжей на базе плазмолизата отработанных пивных дрожжей (ТУ 9184-001-56090574-2012).

Предложен способ размножения семенных дрожжей до объемов остаточного количества и конструкция единого танка разбраживания с автоматизацией управления оптимизированными условиями ускоренного роста дрожжей. Предложена оптимизация способа проведения гликолиза как фазы главного брожения, проводимого при принудительном поддержании всей биомассы дрожжей во взвешенном состоянии и гомогенизированной по температуре и составу обогащенной углеводами и полезными добавками среды на базе пивного сусла (патент РФ 98001). Способ гармонизирован с достижениями микробиологической и пищевой промышленности.

Разработан поточный ионометрический экспресс-анализатор, предназначенный для контроля качества полупродуктов и готового пива путем измерения и анализа концентраций комплекса минералов и сбраживаемых Сахаров состава сусла, молодого и готового пива в ходе технологического процесса пивоварения в

режиме on-line (патент РФ 106379).

1.«

03 0.0

012345678 Днибромения

—Кэщвшрад« стеров -о-массовая дога »типового сдарта —в 'Концентрация диацвтнла • Концентрация ацетоина Концентрация аысшихслиргоа

Рисунок 14 - Динамика основных параметров процесса главного брожения

Разработана принципиально новая схема управления биотехнологическим процессом на базе усовершенствования принципа сетевого «нейронного управления», включающего введение в структуру нейрона кошура обратной связи, позволяющего последовательно приближать качество полупродукта, поэтапно обеспечивая его приближение к заданным моделью параметрам качества конечного продукта. При этом основной целью управления является достижение соответствия фактических показателей качества полупродукта в процессе его превращения ш сырья в конечный продукт комплексу парамет-

ров, заданных моделью сравнения (патенты РФ 2396101, 2391388). Комплексность проведенного исследования позволяет создать модель гибкой технологической системы производства пива с заданными потребительскими свойствами, регулируемыми по параметрам модели сравнения, и пониженными токсикологическими характеристиками, регулируемыми по концентрациям потенциальных токсикантов.

Избыточные концентрации ацегоина - одного из компонентов микробного разложения пирувата - предложено считать индикатором микробного загрязнения пивного сусла, способным существенно исказить вкус готового пива, что требует реализации дополнительных корректирующих технологических действий. Предложен экспресс-метод определения ацетоина тест-полосками (патент РФ 2281498). С аналогичными целями разработан фотометрический способ определения диацетила в молодом и готовом пиве (патент РФ 2415418), позволяющий контролировать степень созревания пива.

Биологический ресурс отработанных пивных дрожжей предложено использовать для повышения потребительских свойств пива путем разработки технологии получения и использования плазмолизата отработанных пивных дрожжей как витаминной, ферментной и минеральной добавки для обогащения пива (ГУ 9184-001-56090574-2012).

Разработана концепция о необходимости протекторной защиты повреждаемых токсичными микропримесями пива органов и систем потребителя путем применения биологических веществ растительного происхождения, добавляемых в готовое пиво, и обладающих адапгогенными, гепатопротекторными, ангаоксидангными и антиканцерогенными свойствами (патент РФ 2383587). Внедрение нашего предложения позволит придать пиву целебные (протекторные) свойства. В главе обоснованы предложения по изменению проекта ФЗ «Технический регламент на пивоваренную продукцию», касающиеся обеспечения качества и безопасности продукции и гармонизации национальных законодательных требований с международными. Подчеркнуто преимущество отечественных методологических подходов к обеспечению безопасности потребителей, основанных на традициях российских гигиенических школ.

В главе 9 «Системный подход к товароведной оценке пива как пищевого напитка» представлена структура взаимосвязей товароведческих характеристик пива и неразрывность факторов их обеспечения (рисунок 15). Показано, что ни один из факторов системы не должен рассматриваться изолированно от всей совокупности взаимовлияю-щих факторов. Предложенная система состоит из номенклатуры показателей качества и безопасности, каждый из которых может быть идентифицирован инструментальными методами контроля; уровней нормирования токсичности и вкусоароматического букета пива; стандарта качества и безопасности пива и предложений по изменению технологии пивоварения, необходимых для получения пива с заданными вкусоароматическими свойствами и пониженными токсикологическими характеристиками. Предложенная система основана на функционально логическом подходе оценки взаимозависимостей многих факторов, объединенных единой целью - обеспечением заданного качества конечного продукта. Комплексность решения проблем взаимосвязей структурных элементов системы универсальна и может быть применена для обеспечения заданных потребительских свойств любого пищевого продукта. Систему защиты потребителя рекомендуется основывать на новых математически достоверных уровнях и критериях токсичности, связанных с расчетом суммарной дозой токсичности в объеме поглощенных порций пива.

Система показывает, что технологически можно управлять токсичностью напитка, не допуская накопления в пиве веществ с высокой индивидуальной токсичностью (или

удаляя их технологически) при увеличении концентраций других веществ, принадлежащих данной вкусоароматической группе.

Предложенная нами номенклатура показателей качества пива и комплекс методов по оценке её соответствия является попыткой гармонизировать традиционные классические методы оценки качества пива с современными требованиями к пищевым напиткам и требованиями нутрициологических стандартов. На сегодняшний день ГОСТ Р 51174-2009 регламентирует два типа пива: светлое и темное и по способам обработки (непастеризованное, пастеризованное, фильтрованное: осветленное, не осветленное). Эта классификация нуждается в гармонизации с общеевропейскими направлениями классификации пива по вкусоароматическим характеристикам.

Мы предлагаем новую товароведную классификацию групп вкусоаромати-ческих признаков пива: «винно-алкогольно-сивушных привкусов; «хмелевой горечи»; «фруктовых привкусов»; «сладковато-цриторных»; «солодовых»; «терпких»; группы нежелательных «серных и жирно-мыльных» привкусов.

Предложена новая политика информационного обеспечения потребителя, состоящая в максимальном его информировании о качестве продукта, включающая, в частности, информацию об условной токсичности 1 л данного бренда пива относительно токсичности 100,0 г чистого этанола. Предложенные требования гармонизированы с международными стандартами, относящимися к маркировке пищевых продуктов CAC/GL-2-1985 (Pev. 1-1993).

С учетом сегментации потребителей отечественного рынка пива, нами предложена товароведческая классификация пива по типовым вкусоароматическим признакам, включающая следующие группы пива: «strong-beer» - с преобладанием винно-алкогольно-сивушного привкуса; «горькое» - с преобладанием хмелевой горечи; «нормальное» — с типовым вкусоароматическим букетом, достигаемым при существующих технологиях пивоварения; «ароматное» — с преобладанием солодовых, фруктовых и сладких привкусов; «протекторное» - с содержанием БАД, обладающих протекторной защитой органов-мишеней любителей пива; «пивные напитки» (рисунок 16). Каждая группа пива предназначена для удовлетворения социальных привычек определенных потребителей, но допускается возможность расширения линейки сортов пива Известно, что независимо от регионов страны, более 50 % потребителей предпочитают сорта «нормального» пива. Анализ результатов проведенного нами опроса показал, что 15,8 % оренбургских респондентов предпочитает крепкие сорта пива, тогда как 79,8 % ориентированы на потребление пива крепостью до 5,0 %. В ходе «контрольной закупки» для оценки качества пива среди 9-ти наиболее популярных марок пива различной крепости оказалось, что вкусоароматический букет массовых сортов пива варьирует от 9,7 до 56,6 вкусовых единиц Причем, рыночная стоимость дозы вкуса различных сортов пива на сегодняшний день существенно различается вне связи с крепостью пива или с его вкусоароматическим букетом, варьируя от 0,88 до 6,67 рублей за вкусовую дозу.

Управление вкусоароматическим букетом на последних этапах производства пива предложено проводить, изменяя соотношения трёх основных вкусоароматических групп: хмелевой горечи, солодового привкуса, и приторно-сладкого вкуса. В качестве носителей этих вкусовых свойств предлагается использовать ксанюгумол, экстракт кристаллического солода и глицерам (рисунок 16). Каждый из этих компонентов усиливает функциональные свойства пива.

Согласно ISO 9000: приоритет потребительских предпочтений Система товаровед ных характеристик пива как пищевого напитка Анализ международного опыта пивоваров

Номенклатура показателей: крепость, вкусоароматический букет, биологическая ценность (действительный экстракт, минерализация содержание витаминов), кислотность, насыщенность СОг, токсичность

Удовлетворение потребностей:

социальные потребности, пищевые биологические потребности (АУЛ), регидрация

Вкусовые привычки

Доза вкуса: С/ф/Слт.в.

Математический вкусоароматический букет бренда пива

X

Уровни нормирования • 1

Адекватный уровень потребностей в биоэлементах, витаминах и пребиотгасах

Стандарт качества н безопасности пива (обеспечивает 30 % от АУЛ)

Алгоритм химико-аналитического сопровождения стандарта

Токсичность компонентов:

1/¿А»

Дозная оценка суммарной токсичности: " (

Токсичность 100 мл 100 %-го этанола

Для регистрации нового пива

Для внутризаводского контроля (пат. 2281498,2415418,106379)

Контроль качества третьей стороной (оценка соответствия)

Юридическое сопровождение стандарта (проект ФЗ РФ № 189885-5)

Санитарно-эпидемиологический и радиационный контроль (Роспотребнадзор)

Технология производства пива с заданными ы^соароматнческими свойствами и понпкенными токсичными характеристиками

1 1 1 1 1

Микрониза-ция зернового сырья Озоновоздушная осушка и стерилизация зерна (пат. 98091) Фильтрационный автомат (пат. 2405812) Низкотемпературный суслова-рочный котёл (пат. 97130) Единый танкраз-браживания (пат. 98001) Двухступенчатый этап главного брожения (пат.2428417) Производство пива «протекторное» (пат. 2385387) Производство плазмолиза та

1 1 1 1 1 1 1 1

Новый принцип управления процессом пивоварения на базе новой структуры формального нейрона (пат. 2396101,2391388)

Бренд ^ ► Обоснование цены Налоговые преференции за повышение качества

Информация для потребителя:

1. Тип пива: крепкое, горькое, нормальное, ароматное, протекторное, пивные напитки. Бренд фирмы-производителя.

2. Крепость_3. вкусоароматический букет - число вкусоароматических доз единиц.

4. Биологическая ценность: действительный экстракт ^ г/дм, минерализация г/дм{ содержание витаминов группы В _мг/дкг, добавки БАД_мг/даг).

5. Число доз токсичности в упаковке_единиц относительно_грамм 100 % - го этанола).

6. Цена упаковки_руб. Срок хранения до_. Наличие налоговых преференций за повышенное качество, руб.

Рисунок 15 — Структура взаимосвязей товароведных характеристик пива н факторов их обеспечения:

АУП — адекватный уровень суточного потребления биологически необходимых веществ (по МР 2.3.1.1915-04); 1/1ЛЭзо - индивидуальная токсичность ингредиента состава пива (ГЛЭзо, в миллиграммах на каждый килограмм массы тела потребителя); БАД - биологически активная добавка, вносимая в пиво для повышения его протекторных свойств и разрешенная СанПиН 2.3.2.1293-03; доза вкуса Суф/Сш.в.: С/ф - фактическая концентрация вкусоароматического ингредиента, мг/дм; Сш.в. — пороговая концентрация распознавания вкуса и аромата, свойственных вкус о ароматическому ингредиенту, мг/дкг.

пиво "Крепкое"

винно-

жирно- алкогольно-

солодовый привкус мыльные серные сивушные

горечь

30%

пиво "Горькое"

жирно-солодовый мыльные привкус

винно-алкогольно-сивушные 20%

приторно-сладкие 1%

горечь 40%

пиво "Ароматное"

винно-алкогольно-сивушные хмелевая 17% горечь 14%

солодовый привкус

34%

приторно-фруктовые сладкие 12% 12%

Пиво "Протекторное"

Пивные напитки

солодовый

винно-апкогопьно-

хмелевая

Рисунок 16 - Предлагаемая товароведная классификация групп пива по типовым вкусоароматическим признакам и с учетом сегментации потребительского рынка

Предложено ввести налоговые преференции для сортов пива с повышенными вкусоароматическими свойствами, приближающимися к лучшим мировым образцам (рисунок 17). Критерием величины акциза на алкогольную продукцию считаем необходимым принять степень токсичности для потребителя данного напитка. Ступенчатое увеличение акциза предлагаем устанавливать кратно превышению шести токсичных единиц токсичности, что эквивалентно токсичности

Пиво"Нормальное"

винно-

жирно- алкогольно-

мыльные «Р"Ь,е сивушные

солодовый / приторно- горечь привкус фруктовые сладк1ге 28% 31% 12% 1%

элеутерокок-

ковый жиРно-

винно-серные алкогольно-сивушные 15%

солодовый привкус

сладкие

20%

горечь

28%

81 108 135 162 189 216 243 270 297 324

Грамм-эквивалент токсичности 100% этанола

%

Налоговые преференции

Рисунок 17 - Номограмма предлагаемого прогрессивного акцизного налога на алкогольные напитки в зависимости от их качества и токсичности

27,0 г чистого этанола и близко к международно-принятой норме безопасного употребления алкоголя в виде стопки водки, стакана вина или бокала пива.

РУ&.1

36 33 30 27 24 21 18 15 12 9 6 3

Крепость напитка, % по массе

Число в ку со ароматических доз

12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 Число токсичных Лозе 1л

Средпесмертелъная доза при массе тела 70 кг

316,,--"

Напитки с суммарной токсичностью, приближающейся к среднесмертельной дозе (4,5 г/кг массы тела потребителя) в одной упаковке, предлагаем облагать максимальным акцизным налогом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблемно-тематический анализ технического уровня развития отечественной пивоваренной отрасли показал наличие противоречий между современными требованиями к качеству продукции и фактически низким уровнем соответствия пива всех ценовых сегментов, что, в частности, способствует нарастанию признаков «пивного алкоголизма» в России и в странах Европы. Модернизация производства зачастую сдерживается консерватизмом действующих национальных нормативно-правовых документов. Имеет место информационная неопределенность, обусловленная непостоянством состава, свойств сырья и рецептурных ингредиентов, особенностью биотехнологических этапов пивоварения (по своей сути представляющих собой «черные ящики»). Существует ассортиментная неопределенность в отношении пива как объекта исследования.

Учитывая выше изложенное, можно утверждать, что для преодоления существующих противоречий необходимо создать и внедрить разработанную нами методологическую базу, которая будет адаптирована к реалиям сегодняшнего дня и позволит комплексно решать назревшие проблемы, решению которых и посвящено диссертационное исследование.

Результаты проведенного комплексного исследования рекомендуется использовать для реализации национальной политики по оздоровлению населения России («Концепция реализации государственной политики по снижению масштабов злоупотребления алкогольной продукции и профилактике алкоголизма»), которая ставит задачи по модернизации производств в целях повышения качества продукции и снижению ее токсичности.

Социальная значимость работы определяется не только методологией отношения к пиву как к пищевому напитку, но и концепцией борьбы с «пивным алкоголизмом» не монетарными и ограничительными мерами снижения доступности алкоголя, а технологическими мероприятиями по повышению его качества и снижению токсичности. В диссертации обоснована методология системного подхода к обеспечению оптимальных потребительских свойств пива путем модернизации технологии производства и совершенствования нормативно-правовой документации, регламентирующей выпуск высококачественной продукции. Концепция отношения к пиву как к пищевому товару, обладающему биологической ценностью, разработанная автором на основе результатов диссертационного исследования, будет способствовать переориентации социальных групп населения с потребления крепких напитков на слабоалкогольные.

Разработанная методология носит универсальный характер, индифферентный к отраслям алкогольной и безалкогольной промышленностей.

Теоретическая значимость исследования состоит в разработке новой методологии оценки потребительских свойств пива и пивных напитков, включающей дозные оценки вкусоароматических свойств пива и суммарной токсичности поглощенной дозы микропримесей, основанной на фармакологическом принципе оценки влияния на организм потребителя органических и биоэлементных ингредиентов состава продукта. При этом биологическую ценность пива предложено оценивать по нутрициологическим принципам в отличие от существующего санитарно-эпидемиологического подхода (показатель ПДК).

Разработанная концепция управления «вкусоароматическим букетом» пива, основанная как на модификации технологии пивоварения, исключающей накопление токсикантов в пиве, так и на применении метода вкусоароматических добавок для получения пива с требуемым вкусоароматическим профилем, позволяет ориентироваться на сегментацию потребительского рынка. Концепция будет способствовать переориентации потребителей с крепких напитков на слабоалкогольные вкусоароматические.

Практическая значимость исследования состоит в разработке системы требований и условий, выполнение которых позволит обеспечить производство пива с заданными потребительскими свойствами и открывает путь к созданию гибких технологических линий по производству пива, ориентированных на быстрое удовлетворение меняющегося потребительского спроса.

Результаты исследования имеют универсальный характер и применимы не только к оценке пива, но и к оценке любых вкусовых товаров и алкогольных напитков.

Разработанные проекты нормативной документации и комплекс технико-технологических решений имеют опережающий научно-технический уровень, соответствуют европейскому фитофармацевтическому направлению развития пиво-

варенной продукции и могут быть основой Российских предложений для стран ВТО и Таможенного Союза.

Итоги выполненных исследований представлены в следующих выводах:

1. Разработаны методологические основы оценки и управления качеством пива, а также комплекс технико-технологических решений, позволяющих в условиях информационной неопределенности производить пиво с заданными потребительскими свойствами.

2. Системный анализ, проведенный на основе методологии функционального моделирования, показал, что на качество пива влияет множество факторов, которые обуславливают информационную неопределенность функции «Производить пиво». Показано, что стандарт качества и безопасности пива, согласно принципам функционального моделирования (ГОЕРО), является основным управляющим воздействием, позволяющим установить адекватность факторов, составляющих технологического процесса, качеству конечного продукта. Качество сырья, технология, состояние оборудования, квалификация персонала, метрологическое обеспечение методов контроля и оценки соответствия имеют важное, но не первостепенное значение в производстве пива требуемого качества, причем влияние их несоответствий предложено нивелировать корректирующими действиями. Системный подход к оценке взаимосвязи факторов позволяет гармонизировать требования к качеству пива и технологию производства пива с заданными потребительскими свойствами.

3. Экспертные методы оценки потребительской удовлетворенности не позволили выявить «критические точки» технологического процесса, влияющие на качество пива. Коммерческий принцип «Ориентация на потребителя» не может гарантировать получение пива с заданными свойствами, ввиду отсутствия у респондентов профессиональных знаний и навыков оценки специфических свойств пищевого продукта.

4. Изучение динамики биоресурса пивоваренного сырья показало, что концентрации ионов 25 биоэлементов пивоваренного сырья (ячмень, солод, пивоваренная вода, хмель, дрожжи) в технологическом процессе (ячмень—>солод—»сусло—»молодое пиво—»готовый продукт) прогрессивно снижаются. Наибольшие потери происходят на этапах солодоращения (от 14 до 86 %) и фильтрации затора (от 1,8 до 98 %), причем в состав сусла из сырья переходит недопустимо малое количество макро- и микроэлементов таких как железо, цинк, марганец, медь и алюминий. Установлено, что биологический ресурс пивоваренного сырья практически полностью расходуется на прирост биомассы дрожжей. Определено, что ни один из компонентов пивоваренного сырья не является исключительным поставщиком конкретного набора биоэлементов в составе пива. При изучении массового баланса ионов минеральных веществ установлено, что солод не является основным поставщиком биоэлементов. Однако, преобладающее количество потенциальных токсикантов — мышьяк, ртуть, олово, ванадий - поступают в сусло именно из солода. В баланс селена, лития, свинца, стронция, бора и ванадия существенный вклад вносит пивоваренная вода. Преобладающий вклад дрожжей установлен в балансе никеля, кадмия и кобальта. Основным поставщиком витаминных комплексов для пива являются пивные дрожжи.

5. В условиях информационной неопределенности требований национальных стандартов разработаны новые подходы к оценке биологической ценности пива, которую предложено оценивать по показателям: «действительный экстракт», общая минерализация», содержание витаминов и витаминоподобных соединений». Действительный экстракт пива предложено оценивать по величине сухого остатка, а степень общей минерализации - по величине зольного остатка. Доказана возможность повышения биологической ценности пива при использовании биологического ресурса отработанных пивных дрожжей путем обогащения пива плазмолизатом отработанных пивных дрожжей (ТУ 9184-001-56090574-2012). Обоснованным уровнем нормирования концентраций биоэлементов ингредиент-ного состава 1 л пива, определяющих его биологическую ценность, принят уровень, соответствующий 30 % ежесуточной биологической потребности в них взрослого человека, гармонизированный с национальными нормативными документами (МР 2.3.1.1915-04) в виде «адекватных уровней суточного потребления».

6. Разработана номенклатура показателей качества и безопасности пива как пищевого напитка. Установлено, что номенклатура должна включать следующие обязательные показатели качественных характеристик: крепость, действительный экстракт, степень минерализации, содержание витаминов, показатель кислотности, содержание углекислоты, «вкусоароматический букет» (совокупность и концентрации веществ, определяющих вкус и аромат пива), «суммарную дозу токсичности» ингредиентов конкретного бренда пива, а также концентрации веществ, характеризующих степень внешнего антропогенного загрязнения продукта. В целях приведения национального стандарта к современным требованиям по качеству пива и для повышения степени точности измерений предложено дополнить ГОСТ Р 51174-2009 разработанной номенклатурой показателей качества и безопасности, обязательных для бренда пива, и методами инструментального определения их соответствия.

7. Обоснованы инструментально определяемые уровни нормирования вку-соароматических и токсикологических характеристик пива. Уровнем нормирования токсичности биоэлеменгов предложено считать «максимально допустимую суточную дозу потребления», гармонизированную в национальных нормативных документах нутрициологами большинства стран мира. Уровнем нормирования токсичности органических веществ ППБ ингредиентного состава 1 л пива предложено считать их индивидуальную токсичность, в мировой практике рассчитываемую как величину, обратную среднесмертельной концентрации (1ЛЛ350). Дозу токсичности каждого вещества состава пива необходимо оценивать как отношение концентрации этого вещества к его ЬО50. При оценке долевого вклада вещества в суммарную токсичность 1 л пива, целесообразно учитывать потенциально токсичные компоненты с массовой концентрацией свыше 0,05 %, обладающие не менее 0,05 % общей токсичности 1 л пива. Уровнем нормирования вкуса и аромата пива предложено считать единицу вкуса, равную минимальной концентрации распознавания конкретного вещества.

8. Обоснованы новые товароведные критерии оценки вкусоароматической составляющей пива. Впервые предложено использовать в качестве товароведных критериев оценки потребительских свойств пива показатели «вкусоароматический букет» и «суммарная токсичность поглощенной дозы» пива. «Вкусоароматиче-

ский букет» бренда пива предложено оценивать по дозам вкуса и аромата пива, определяемым по соотношениям концентраций веществ, вызывающих конкретный вид вкусоароматических ощущений у потребителя пива, к концентрациям этих веществ, известных как «пороги распознавания вкуса или аромата». Показатель «суммарная токсичность поглощенной дозы» для 1 л пива определяется как сумма соотношений фактических концентраций основных веществ в составе пива (высшие спирты, альдегиды, эфиры, и др.) с их индивидуальной токсичностью. Индивидуальная значимость каждого ингредиента состава пива оценивается по его токсико-ароматическому показателю, рассчитываемому как соотношение доли токсичности конкретного вещества (%) к его доле вкуса (%) в исследуемом бренде пива. Вещества с высоким токсико-ароматическим показателем (диоксид серы, 2-фенилэтанол и др.) желательно удалять из состава пива известными технологическими мероприятиями.

9. Рекомендовано в качестве основы системы принятия управленческих решений при производстве пива использовать требования разработанного стандарта и разработанные автором диссертации предложения для внесения в технический регламент на пивоваренную продукцию, что позволит обеспечить адекватность технологического процесса новым товароведным критериям в отличие от существующих, санитарно-эпидемиологических, и субъективных критериев, описываемых вербально.

10. Разработан комплекс химико-аналитических решений для подтверждения соответствия фактических показателей качества анализируемого пива нутри-циологическим требованиям. Комплекс содержит систему адаптированных методов контроля и оригинальных, разработанных автором, и оформленных в виде алгоритма оценки соответствия пробы пива новым требованиям с использованием возможностей упрощенных скрининг-исследований, ускоренных экспресс-методов оценки эффективности стерилизации пива и микробиологических исследований, позволяющих выявление фальсификатов и брака конечного продукта в технологической зоне. При оценке соответствия качества и безопасности проб пива на предмет отсутствия антропогенных загрязнений рекомендовано выявлять не общую сумму ионов загрязнителей с биоэлементами, а остаточные концентрации конкретных антропогенных загрязнителей (пестицидов, гербицидов, средств протравы зерна и т.п.). Это гармонизирует результаты проведенных в диссертации исследований с новыми положениями Единых санитарно-эпидемиологических и гигиенических требований Таможенного Союза к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю).

Алгоритм предпродажного контроля качества пива в виде экспертной системы принятия управленческих решений предусматривает определенные корректирующие действия по устранению технологического брака с целью предотвращения коммерческих убытков из-за рекламаций торговой сети.

11. Разработан комплекс научно-технических решений по оптимизации технологического процесса с целью обеспечения потребительских характеристик пива. Применение комплекса технологических решений позволит исключить возможность попадания и накопления токсичных веществ в готовом продукте, а также на принципах интеллектуальных нейронных сетей создать гибкие технологические лшши, адаптивные к изменению потребительского спроса. В частности,

озоновоздушная стерилизация и микронизация зернового зерна исключает попадание микотоксинов в сусло; автоматизированное управления процессом фильтрации позволяет в несколько раз ускорить фильтрацию затора в «кипящем слое дробины» под контролем полноты экстракции дробины; низкотемпературный режим варки сусла с СВЧ-пастеризацией исключает возможность попадания в пиво психотропных и канцерогенных компонентов; модернизация режимов главного брожения позволяет в фазе гликолиза в автоматическом режиме управлять накоплением этанола, а также контролировать концентрацию вкусоароматических ППБ; изменениями технологического режима или добавками вкусоароматических компонентов можно управлять профилем «вкусоароматического букета», регулируя соотношения солодового привкуса, хмелевой горечи, солодковой сладости, требуемой терпкости и минерализации напитка. Для производства «протекторного» пива предложено перед окончательной фильтрацией пива дозированное внесение веществ, нивелирующих вредное влияние на здоровье потребителя этанола в сочетании с потенциально токсичными микропримесями состава пива. Разработанная технология производства «протекторного» пива (патент РФ 2383587) направлена на решение проблемы «пивного алкоголизма» технологическими методами и может рассматриваться как частный вклад в общеевропейское фигофармацевтиче-ское направление оздоровления нации.

12. В условиях нормативной неопределенности разработан системный подход к оценке товароведных характеристик пива и факторам их обеспечения, учитывающий функциональные взаимосвязи между структурными элементами системы: номенклатурой показателей качества, уровнями нормирования «вкусоароматического букета» и токсичности, стандартом качества и алгоритмом его химико-аналитического сопровождения, а также технологией производства пива, обеспечивающей выполнение требований разработанного стандарта качества.

13. Предложен эталон условной токсичности в виде токсичности 100,0 г чистого этанола, позволяющий оценивать токсичность любого алкогольного напитка. Предложен стандарт качества пива в виде условно безвредной дозы, равной 27,0 г этанола, что составляет около 6 единиц токсичности и минимального числа вкусовых доз, равного 28 единицам. Этот стандарт предлагается принять как основу для ступенчатого поэтапного наращивания акцизного налога на любые алкогольные напитки, что будет иметь большое социальное значение и экономическую эффективность в масштабах страны.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ Монографии:

1. Третьяк, Л.Н Технология производства пива с заданными свойствами: монография. / Л.Н. Третьяк - СПб.: Издательство Профессия, 2012. -463 с.

2. Третьяк, Л.Н. Научные основы обеспечения качества и безопасности пива: монография. / Л.Н. Третьяк - Оренбург: ИПК «Университет», 2012. - 410 с.

В рецензируемых зкурнашх из списка ВАК

3. Третьяк, Л. Н Новый взгляд на проблемы пивоварения. / Л.Н. Третьяк, Е. М Герасимов // Вестн. Оренбург, гос. ун-та. - 2003. - № 2. - С. 153-162.

4. Третьяк, ЛН Анализ динамики разложения вторичных продуктов брожения в пиве. / Л.Н. Третьяк, Ю А Лосев, В.Р. Халиуллин // Вест Оренбург, гос. ун-та. - 2004. -№12.-С. 152-156.

5. Третьяк, ЛН Контроль качества пива в условиях ограниченно оборудованных пивоваренных лабораторий. / Л.Н. Третьяк, Ю А Лосев, Е.Г. Бондаренко // Вестн Оренбург. гос. ун-та. - 2005. -№ 10, том 2. - С. 144-149.

6. Третьяк, ЛН Кошроль качества пива на основе экспрессного определения ди-ацетила / Л.Н. Третьяк, В.И. Федорченко // Веста Оренбург, гос. ун-та. - 2006. - № 10, часть 2. -С. 451-455.

7. Третьяк, ЛН Специфика влияния селена на организм человека и животных (применительно к проблеме создания селеносодержагцих продуктов питания). / ЛН. Третьяк, ЕМ Герасимов//Веста Оренбург, гос. ун-та. -2007. - № 12. -С. 136-145.

8. Третьяк, Л.Н. Миграция химических элементов в технологическом процессе производства пива / Л.Н. Третьяк, АВ. Скальный, Е.М Герасимов // Известия ВУЗов. Пищевая технология. -2009. — № 5-6 - С. 24-26.

9. Третьяк, Л.Н Россия и ВТО : Критерии пересмотра принципов нормирования показателей качества и безопасности пива. / ЛН. Третьяк, Е.М Герасимов // Вестн Оренбург. гос. ун-та. -2009. -№ 9 (103). -С. 154-160.

10. Третьяк, ЛН Методика расчета возможной загрязненности пива по индикаторному веществу состава пива или промежуточного продукта / ЛН. Третьяк, Е.М. Герасимов // Известия ВУЗов. Пищевая технология. - 2010. - № 1. - С. 98-100.

11. Третьяк, ЛН Требования к безопасности пивоваренной продукции Предложения по изменению проекта ФЗ «Технический регламент на пивоваренную продукцию» / Л.Н. Третьяк, Е.М Герасимов //Стандарты и Качество. -2010. -№ 1. -С. 32-34.

12. Третьяк, ЛН Обеспечение качества и безопасности пивоваренной продукции / ЛН. Третьяк//Стандарты и Качество. -2010.-№7.-С. 70-72.

13. Третьяк, ЛН Автоматизация управления процессом производства пива с заданными свойствами / Л.Н. Третьяк // Вестн. Оренбург, гос. ун-та. - 2010. - № 10. - С. 169178.

14. Третьяк, ЛН. Новые подходы к методам кошроля содержания потенциальных токсикантов в пиве / Л.Н. Третьяк // Известия Оренбургского гос. аграрного ун-та. - 2011. -№1.-С. 216-219.

15. Третьяк, ЛН Технология производства пива с заданными вкусоароматически-ми свойствами и пониженными токсикологическими характеристиками / Л.Н. Третьяк // Вестн. Оренбург, гос. ун-та. - 2011. - № 4. - С. 191-201.

16. Третьяк, ЛН Проблемы нормирования содержания соединений металлов в пиве / Л.Н. Третьяк // Известия Оренбургского гос. аграрного ун-та. - 2011. — № 2(30). - С. 281-285.

17. Герасимов, Е.М. Влияние антигтрессовых спортивных шпипсов на восстановление работоспособности после мышечных перегрузок / Е.М Герасимов, ЛН Третьяк, АВ. Скашный // Вестник восстановительной медицины. - 2011. - № 5. С. 16-20.

18. Третьяк, Л.Н. Методические и метрологические проблемы моделирования стрессовых сшуаций / Л.Н. Третьяк [и др.] // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии.- 2012.-№ 1.-С. 183-188.

19. Третьяк, Л.Н. Номенклатура показателей качества и безопасности пива как пищевого напипса / Л.Н. Третьяк // Веста. Оренбург, гос. ун-та - 2012 - № 1.- С. 222-232.

20. Третьяк, ЛН. Проблемы контроля качества пива/ Л.Н. Третьяк // Веста Оренбург, гос. ун-та. - 2012 - № 9. - С. 197-203.

Патенты на изобретения и полезные модели

21. Патент2281498РФ,МПК 7(501 N33/14, С12С 11/00. Способ оценкиорганолеп-тических показателей качества пива. ОГУ/ Гернет М.В., Третьяк Л.Н., Герасимов Е.М; №2004105281/13 ;заявл.20.02.2004-опубл. 10.08.2006,Бюл. №22-4с.

22. Патент 2383587 РФ, МПК 7 С12 С 11/00. Способ производства пива. ОГУ/ Третьяк ЛИ, Герасимов ЕМ.; № 2008119253/13 ; заявл. 15.05.2008 - опубл. 10.03.2010, Бюл. №7-11 с.

23. Патент 2391388 РФ, МПК 7С12С 7ДЮ. Способ получения пивного сусла. ОГУ / Третьяк ЛИ, Герасимов ЕМ.; № 2008147387/13 ; заявл. 01.12.2008 - опубл. 10.06.2010, Бюл. №16-10 с.

24. Патент 2396101 РФ, МПК 7В01 В 1/00, (305 В 19/418. Способ управления процессом пивоварения. ОГУ/ Третьяк Л.Н, Герасимов Е.М, Зобков МС.; № 2008142637/12; заявл. 27.10.2008-опубл. 10.08.2010, Бюл. №22-11 с.

25. Патент 2405812 РФ, МПК 7 С12 С 7/00. Фильтрационный автомат. ОГУ/ Третьяк ЛН, Герасимов Е.М, Зобков МС.; № 2009102154/02 ; заявл. 22.01.2009 - опубл. 10.12.2010, Бюл. №34 -10 с.

26. Патент 2415418 РФ, МПК 7 <301N 33/14, С12 С 11/00. Фотометрический способ определения диацетила в пиве. ОГУ/ Третьяк ЛН, Федорченко В.И.; № 2009147992/15 ; заявл. 23.12.2009 - опубл. 27.03.2011, Бюл. №9-6 с.

27. Патент 2423417 РФ, МПК 7 С12С7/00. Способ производства пива. Третьяк ЛН, Герасимов Е.М / Третьяк ЛН, Герасимов Е.М; № 2009148846/10 ; заявл.

28.12.2009 - опубл. 10.07.2011, Бюл. № 19 - 29 с.

28. Патент 98001 РФ, МПК 7С12С 13/00, С12 N1/14. Устройство для размножения семенных пивных дрожжей ОГУ / Третьяк ЛИ, Герасимов Е.М; №2010114980/10 ;за-явл. 14.04.2010-опубл. 27.09.2010, Бюл. №27-2с.

29. Патент 97130 РФ, МПК 7 С12 С 13/00. Низкотемпературный сусловарочный котел. ОГУ/ Третьяк ЛН, Герасимов Е.М; № 2010114981/10 ; заявл. 14.04.2010 - опубл. 27.08.2010, Бюл. №24 - 2 с.

30. Патент 98091 РФ, МПК 7 А23 Ь 3/3409. Устройство осушки и стерилизации зер-нопродукгов. ОГУ/ Третьяк ЛИ, Герасимов Е.М; № 2010114982/15 ; заявл. 14.04.2010 -опубл. 10.10.2010, Бюл. №28-2 с.

31. Патент 106379 РФ, МПК 7 001 N 33/14,001 N 27/26. Поточный ионометриче-ский экспресс-анализатор. ОГУ/ Третьяк ЛН, Герасимов ЕМ; № 2010136489/15; заявл.

30.08.2010 - опубл. 10.07.2011, Бюл. №19-2 с.

32. Патент 2475257 РФ, МПК 7 А61 К 36/484, А61 К 36/06, А61 К 36/254, А61 К 36/28, А61 Р 43/00. Средство для повышения адаптируемости организма к экстремальным условиям. ОГУ/ Третьяк ЛИ, Герасимов ЕМ; № 2011125924/15; заявл. 22.06.2011 -опубл. 20.02.2013, Бюл. №5 -16 с.

В других центральных изданиях

33. Третьяк, Л.Н. Унифицированный стандарт качества и безопасности пива / Л.Н. Третьяк, Е.М. Герасимов // Индустрия напитков. - 2009. - №3. - С. 32-34.

34. Третьяк, Л.Н. Трансформации белков солода в технологии пивоварения / Л.Н. Третьяк // Индустрия напитков. - 2009. - №4. - С. 16-18.

35. Третьяк, Л.Н. Россия и ВТО. Пути гармонизации пивоваренных стандартов / Л.Н. Третьяк, Е.М. Герасимов // Индустрия напитков. - 2010. - №1. - С.42-47.

36. Третьяк, Л.Н. Нормирование токсичных микропримесей в пиве и технология его производства / Л.Н. Третьяк, Е.М. Герасимов // Индустрия напитков. - 2010. -№4.-С. 14-19.

37. Герасимов, Е.М. Новые подходы к оценке вкусоароматических свойств и токсичности микропримесей пива / Е.М. Герасимов, Л.Н. Третьяк // Вгатуеи - Мир пива и напитков - 2010. - №.3/10 - С. 19-23.

38. Третьяк, Л.Н. Новые подходы к технологии производства пива с заданными свойствами / Л.Н. Третьяк, Е.М. Герасимов И Индустрия напитков. - 2010. - №6.-С. 8-4.

39. Третьяк, Л. Состав и концентрации электролитов в многофункциональных напитках / Людмила Третьяк, Евгений Герасимов II Индустрия напитков. — 2011. — №2. - С.22-29.

40. Третьяк, Л. Системный подход к товароведческой оценке пива как пищевого напитка / Людмила Третьяк//Индустрия напитков. -2011. -№7. -С.46-51.

Список остальных работ, отражающих содержание диссертации:

41. Третьяк, Л.Н. Классификация органолептических несоответствий пива, вызванных действием контаминантов / Материалы IV международной научно-практической конференции «Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг. - Орел, Изд-воОрелГТУ-2007,- С.123-125.

42. Третьяк, Л.Н. Перспективы использования микронизированного ячменя в пивоварении / Л.Н. Третьяк, Н. В. Миронова // Вестн. Оренбург, гос. ун-та. - 2008. -№ 13 (82).-С. 220-222.

43. Третьяк, Л.Н. Особенности моделирования биотехнологического процесса пивоварения / Л.Н. Третьяк, Е.А. Ананьева // Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование. Т.12: Сборник трудов Пятой международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности». 28-30.04.2008, Санкт-Петербург, Россия / Под ред. АП. Кудинова, Г.Г. Матвиенко. - СПб.: Изд-во Политехи. Ун-та, - 2008.-С. 380-381.

44. Третьяк, Л.Н. Возможности функционального моделирования процессов жизненного цикла пивоварения / Л.Н. Третьяк, М.С. Зобков // Компьютерная интеграция производства и ИПИ-технологии. / Сборник материалов четвертой Всероссийской научно-практической конференции. - Оренбург : ИПК ГОУ ОГУ, 2009. - С. 402405.

45. Третьяк, Л.Н. Проблемы стандартизации в пивоварении и пути их решения / Л.Н. Третьяк II Материалы международной научно-практической конференции «Пищевая промышленность: Состояние, проблемы, перспективы». - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ,2009 -С. 104-109.

46. Третьяк, Л.Н. Перспективы изменения принципов автоматизированного управления процессом производства «идеального пива» /Л.Н. Третьяк, Е.М. Гераси-

мов // Материалы международной научно- практической конференции «Лицевая промышленность: Состояние, проблемы, перспективы». - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2009 -С.104-109.

47. Третьяк, Л.Н. Дрожжевая контаминация пива и пути ее устранения / Л.Н Третьяк, Е.В. Бунина // Веста Оренбург, гос. ун-та. - 2009. - № 2 - С. 205-207.

48. Третьяк, Л.Н. Россия для ВТО. Унифицированный стандарт качества и безопасности пива / Л.Н. Третьяк, Е.М. Герасимов // Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование. Т.2: Сборник трудов Седьмой международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» .28-30.04.2009, Санкт-Петербург, Россия / под ред. А.П. Кудинова, Г.Г. Матвиенко. СПб.: Изд-во Политехи. Ун-та, 2009. -С. 222-224.

49. Третьяк, Л.Н. Трудности внедрения системы ХАССП на пищевых предприятиях Оренбургской области. //ВИНИТИ : 12.03.2010 №154-В 2010.

50. Третьяк, Л.Н. Автоматизированное управление процессом производства пива с заданными вкусоароматическими и токсикологическими свойствами / Л.Н. Третьяк, Е.М. Герасимов // Сборник докладов XI международной научно- технической конференции «Кибернетика и высокие технологии XXI века. - Том 1. Воронеж: НПФ, «Саквое» ООО. - 2010. -С.465-475.

51. Третьяк, ЛН. Управление технологическим процессом пивоварения на базе формального нейрона, обладающего обратной связью / Л.Н. Третьяк, Е.М. Герасимов // Материалы Международной научно- практической конференции «Совершенствование систем автоматизации технологических процессов». - Минск : БНТУ. - 2010. -С.47-48.

52. Третьяк, Л.Н. Научные основы новой технологии пивоварения / Л.Н. Третьяк, Е.М. Герасимов // Пищевая промышленность и агропромышленный комплекс: достижения, проблемы, перспективы: сборник статей IV Международной науч-но-пракгаческой конференции. - Пенза: Приволжский Дом знаний. - 2010.-С.35-37.

53. Третьяк, Л.Н. Модель амилазной активности ферментов / Л.Н. Третьяк, А. Ф. Кройтор // Вестн. Оренбург, гос. ун-та. - 2010. - №4 - С. 22-23.

54. Третьяк, Л.Н. Методологические проблемы обеспечения качества и безопасности пива / Л.Н. Третьяк // Надежность и качество : Труды Международного симпозиума: под ред. Н.К. Юркова. - Пенза : Изд-во Пенз. ГУ, 2010. в 2-х томах-т.2 -С. 295-298.

55. Третьяк, Л.Н. Контроль качества и безопасности готового пива / Л.Н. Третьяк, В.И. Федорченко, АВ. Быков // Наука и образование: фундаментальные основы, технологии, инновации : сборник материалов международной научной конференции. -Оренбург: ОГУ. - 2010. - 4.5 - С. 265-270.

56. Третьяк, Л.Н. Новая технология уничтожения микробной обсемененности зернового пивоваренного сырья / Л.Н. Третьяк // Пищевая промышленность и агропромышленный комплекс: достижения, проблемы, перспективы: сборник статей V Международной научно-практической конференции. - Пенза: Приволжский Дом знаний,- 2011. -С.92-96.

57. Третьяк, Л.Н. Химико-аналитическое сопровождение проекта единого стандарта качества и безопасности пива / Л.Н. Третьяк, И.Р. Митрофанова // Охрана природы и здоровья человека : Проблемы медицины, биологии, экологии и новые на-

учные технологии в XXI веке : материалы VI Российской научно-практической конференции. - 7-9 декабря 2011. - Оренбург. - С. 64-74.

58. Герасимов, Е.М. Ингредиентный состав многофункциональных пищевых напитков: методическое руководство для тренеров и спортсменов высшей квалификации / Е.М Герасимов, Л.Н. Третьяк, В.Н. Ячевский. - Оренбург, типография ИП Ко-стрицын. 2010. - 70 с.

59. Плазмолизат отработанных пивных дрожжей ТУ 9184-001-56090574-2012 : зарегистрированы Росстандарт ФБУ «Оренбургский ЦСМ» : Введены в действие с 01.07.2012 : разработчик Л.Н Третьяк - Оренбург 2012. - 16 с.

60. Третьяк, Л.Н. Производство целебного пива как технологический путь борьбы с пивным алкоголизмом / Л.Н. Третьяк // Новые технологии в промышленности, науке и образовании : научно-методический сборник : под общей редакцией И. П. Белова. - Оренбург : Изд-во ООО «Золотой Кардинал», 2011. - 524 е., С. 434-440.

61. Герасимов, Е.М. Гиперферменгация крови в условиях хронического стресса как показатель индивидуальной одаренности индивидуума к адаптации / Е.М Герасимов, Л.Н. Третьяк // XVII Международный симпозиум «Актуальные проблемы Восстановительной медицины, спортивной медицины, лечебной физкультуры, курортологии и физиотерапии» (30 марта - 6 апреля 2012 г, Исландия, г. Рейкьявик) : Сборник материалов. -М. -2012. - С. 79-84.

62 Третьяк Л.Н. Оценка вкусоароматических и токсикологических характеристик пива и пивных напитков // Современные проблемы науки и образования. -2013. - № 2; 1ЖЬ: http://www.science-education.ru/108-8963 (дата обращения: 24.04.2013).

Подписано в печать 01.07.2013 г.

Формат 60x84 / . Бумага писчая. Цена свободная. 1 б

Усл. печ. листов 2,0. Тираж 100. Заказ 166.

ООО ИПК «Университет» 460007, г. Оренбург, ул. М. Джалиля, 6.

E-mail: ipk_universitet@mail.ru

Тел./факс: (3532) 90-00-26

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет»

На правах рукописи

05201351446

ТРЕТЬЯК ЛЮДМИЛА НИКОЛАЕВНА

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОЦЕНКИ И УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПИВА С ЗАДАННЫМИ

ПОТРЕБИТЕЛЬСКИМИ СВОЙСТВАМИ И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА В УСЛОВИЯХ ИНФОРМАЦИОННОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ

05.18.15 — Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания (технические науки)

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва-2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 8

ГЛАВА 1 ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК МЕТОДОЛОГИЧЕСКАЯ 22

ОСНОВА ИЗУЧЕНИЯ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПРОИЗВОДСТВА ПИВА

1.1 Традиционный метод системных исследований 22

1.2 Использование возможностей функционального моделирования для оценки 27 факторов, влияющих на качество и безопасность пива

ВЫВОДЫ ПО 1-Й ГЛАВЕ 33

ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ ПРЕДПОЧТЕНИЙ СВОЙСТВ ПИВА 34 В ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ

ВЫВОДЫ ПО 2-Й ГЛАВЕ 50

ГЛАВА 3 ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО РЕСУРСА 51 ПИВОВАРЕННОГО СЫРЬЯ ПО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ЭТАПАМ ПИВОВАРЕНИЯ

3.1 Цели, задачи и методы исследования динамики использования биологиче- 51

ского ресурса пивоваренного сырья

3.2 Биологический ресурс ячменя 53

3.3 Материальный баланс линии производства пива 55

3.4 Динамика изменения концентраций ионов биоэлементов при солодоращении 60

3.5 Материальный баланс и динамика содержания минеральных веществ в про- 62 цессе приготовления пива

3.5.1 Динамика изменения удельных соотношений минеральных веществ 63 при производстве пива

3.5.2 Общий баланс биоэлементов пивоваренного сырья 66

3.5.3 Роль технологической добавки «Брейкбрайт» в общем балансе мине- 69 ральных веществ пивоваренного сырья

3.5.4 Динамика биоэлементов в технологическом процессе пивоварения 71

3.6 Возможность удовлетворения пивом биологических потребностей человека 76 в биоэлементах

3.7 Роль белковой составляющей пивоваренного сырья на качество пива 79

3.7.1 Исследование аминокислотного состава пива 80

3.7.2 Использование биологического ресурса отработанных пивных дрожжей 83

3.7.3 Идентификация веществ, входящих в состав группы тиобарбитуровой 87 кислоты

3.8 Возможность удовлетворения пивом биологических потребностей человека 97 ' в витаминах

3.9 Идентификация ингредиентов состава пива 100

ВЫВОДЫ ПО 3-Й ГЛАВЕ 106

ГЛАВА 4 НОВЫЕ ТОВАРОВЕДНЫЕ КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ВКУСОАРОМАТИЧЕСКИХ 108 СВОЙСТВ ПИВА

4.1 Оценка соотношений концентраций ингредиентов основных химических 111 групп состава пива с их порогами ощущений

4.1.1 Диацетил как критерий созревания пива 112

4.1.2 Исследование содержания ацетоина и диацетила в сусле и пиве 114

4.2 Оценка вклада основных вкусоароматических веществ состава пива в общую 122 ' сумму вкусоароматических доз 1 л пива

4.3 Возможности моделирования вкусоароматических свойств пива 127

4.4 Технологические возможности изменения вкуса и аромата пива 134 4.4.1 Комбинация промышленно адаптированных рас пивных дрожжей как 135

альтернатива применению генномодифицированных дрожжей

ВЫВОДЫ ПО 4-Й ГЛАВЕ 141

ГЛАВА 5 ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПИВА КАК ПИЩЕВОГО НАПИТКА 143

5.1 Расчет показателя суммарного риска потребления пива по ПДК отдельных 143 потенциально токсичных компонентов пива

5.2 Расчет показателя суммарного риска потребления пива относительно порога 145 токсичности отдельных потенциально токсичных компонентов пива

5.3 Методика расчета вероятности воздействия потенциально токсичного веще- 149 ства по оценке кратности превышения ПДК

5.4 Новый подход к оценке роли биоэлементов в составе пива 155

5.5 «Безопасная доза» потребления пива 160

5.6 Расчетное определение классов опасности основных компонентов состава 161 пива по их физико-химическим свойствам

5.7 Применение компьютерной программы PASS для оценки фармакологической 165 . активности основных компонентов состава пива по их химической структуре

5.7.1 Экспертная оценка патофизиологических и фармакологических 172

эффектов возможного влияния на организм человека отдельных химических соединений - ингредиентов состава пива

5.8 Новый подход к оценке токсичности пива 174

5.8.1 Расчет индивидуальной токсичности отдельных компонентов состава

177

пива

5.8.2 Построение токсикологического ряда на основе рейтинга меры инди- 184 видуальной токсичности отдельных веществ

5.8.3 Методика расчета общей суммы токсичных доз 1 л пива (дозная 186 оценка токсичности)

5.8.4 Практическое применение концепции «дозная оценка токсичности» 187 пива

5.9 Разработка эталона условной токсичности 1 л пива 194

5.10 Технологические возможности изменения вкуса, аромата и снижения 196 токсичности пива

ВЫВОДЫ ПО 5-Й ГЛАВЕ 201

ГЛАВА 6 ПРЕДЛОЖЕНИЯ К СТАНДАРТУ КАЧЕСТВА И БЕЗОПАСНОСТИ ПИВА 203

6.1 Номенклатура показателей качества и безопасности пива 203 6.1.1 Новый методический подход к нормированию количественных харак- 205

теристик номенклатурных показателей качества пива

6.2 Предлагаемые количественные значения показателей качества и безопас- 206 ности пива

6.3 Предложения к дополнению ГОСТ Р 51174-2009 216 ВЫВОДЫ ПО 6-Й ГЛАВЕ 218

ГЛАВА 7 РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ХИМИКО-АНАЛИТИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ, 220 НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ ПОДТВЕРЖДЕНИЯ СООТВЕТСТВИЯ ФАКТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА АНАЛИЗИРУЕМОГО ПИВА ТРЕБОВАНИЯМ ПРОЕКТА СТАНДАРТА

7.1 Предлагаемый алгоритм оценки соответствия показателей качества и 222 безопасности пива нормативным требованиям

7.2 Разработка метода определения концентрации этанола по температуре 225 кипения пробы пива

7.2.1 Апробация метода определения концентрации этанола в пиве по 226 температуре кипения пробы

7.2.2 Метрологическая оценка результатов определения концентрации 229 этанола в пиве рекомендованным методом

7.2.3 Разработка метода определения концентрации этанола на

231

модельных смесях, эквивалентных «реальному» пиву

7.2.4 Результаты эксперимента по устранению мешающих влияний на 234 температуру кипения пива

7.3 Скрининг-методы химико-токсикологического анализа для обнаружения в 237 пиве этанола и индикаторных ППБ

7.3.1 Качественная скрининг-реакция обнаружения этанола 238

7.3.2 Качественное обнаружение метанола реакцией с хромотроповой 238 кислотой

7.3.3 Качественное обнаружение амиловых спиртов 239

7.4 Анализ применимости стандартизованных методов контроля качества вин, 241 водок и коньяков для контроля качества пива

7.5 Определение побочных продуктов брожения в готовом пиве 244 хроматографическим методом

7.6 Оценка содержания биоэлементов в пробе пива 248

7.7 Выбор метода определения витаминов в пиве 251

7.7.1 Методика определения витаминов в пиве с использованием 255 индикаторного витамина

7.8 Показатели допустимого внешнего антропогенного загрязнения 257

7.9 Микробиологический контроль пива 258

7.9.1 Тест на выявление энтеробактерий 259

7.9.2 Прогнозирование сроков хранения пива 261

7.9.3 Тест на эффективность пастеризации пива (тест на инвертазу) 261

ВЫВОДЫ ПО 7-Й ГЛАВЕ 264

ГЛАВА 8 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 269 КАЧЕСТВА ПИВА С ЗАДАННЫМИ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИМИ СВОЙСТВАМИ

8.1 Рекомендации по изменению технологического этапа пивоварения 271 «Водоподготовка»

8.2 Рекомендации по изменению технологического этапа пивоварения 274 «Обработка зернового сырья»

8.2.1 Предлагаемое устройство осушки и стерилизации зернопродуктов в 275 «кипящем слое» озоновоздушной смеси (патент РФ 98091)

8.2.2 Микронизация зернового сырья для повышения его осахаривающей 276 способности (патент РФ 2383587)

8.3 Совершенствование технологии этапа пивоварения «Фильтрация затора» 285 путем создания «кипящего слоя» дробины (патент РФ 2405812)

8.4 Рекомендации по изменению технологического этапа «Охмеление 291 сусла» (патент РФ 97130)

8.5 Проблемы основного биотехнологического этапа пивоварения «Главное 294 брожение»

8.5.1 Организация процесса размножения дрожжевой биомассы. Еди- 295 ный танк разбраживания пивных дрожжей (патент РФ 98001)

8.5.2 Оптимизация главного брожения (патент на полезную модель 297 №98001)

8.5.3 Обоснование критериев окончания главного брожения 302

8.6 Придание молодому пиву хмелевых вкусоароматических свойств 311

8.7 Способы придания пиву функциональных свойств (патент РФ 2383587) 312

8.7.1 Обогащение молодого пива минералами и пребиотиками состава 313 плазмолизата пивных дрожжей (патент РФ 2423417)

о-® Разработка технических решений по автоматизации управления этапами 317

процесса и всей технологической линией пивоварения

ВЫВОДЫ ПО 8-Й ГЛАВЕ 320

ГЛАВА 9 СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ТОВАРОВЕДНОЙ ОЦЕНКЕ ПИВА КАК ПИЩЕ- 324 ВОГО НАПИТКА

9.1 Общая характеристика разработанной системы 324

9-2 Характеристика предложенной номенклатуры показателей качества пива 341

как пищевого напитка по типовым потребительским свойствам 9 3 «Контрольная закупка» 345

9.3.1 Действительный экстракт как показатель биологической ценности 346 пива

9.3.2 Концентрации вкусоароматических компонентов как критерии 348 качества пива и пивных напитков

9.3.3 Оценка токсичности пива и пивных напитков 357

9.3.4 Проблема соотношений «цена-качество-токсичность». Новая 360 акцизная политика

Рекомендации по коррекции вкусоароматических свойств пива и пивных 364

9.4

напитков

Товароведная классификация групп пива по типовым вкусоароматиче- 368

9.5

ским признакам

Предложения по дополнениям к Стандарту качества пива. Новые требо- 374 ^ вания к биологической ценности и безопасности

Заключение 382

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 384

Список использованных источников 390

ПРИЛОЖЕНИЕ А - Дерево свойств и дерево показателей качества пива «Гоф- 429 ман»

ПРИЛОЖЕНИЕ Б - Технические условия на плазмолизат отработанных пивных 431 дрожжей (ТУ 9184-001-56090574-2012)

ПРИЛОЖЕНИЕ В - Результаты экспертной оценки патофизиологических и 447 фармакологических эффектов возможного влияния отдельных химических соединений - ингредиентов состава пива .

ПРИЛОЖЕНИЕ Г - Предложения по изменению Проекта Федерального Закона 452 ФЗ № 189885-5 «Технический регламент на пивоваренную продукцию» ПРИЛОЖЕНИЕ Д - Методические рекомендации для заводских лабораторий 458 ПРИЛОЖЕНИЕ Е - Акты о внедрении результатов исследований 466

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Технология современного пивоварения имеет тысячи вариантов, но, в основном, они касаются технического оснащения отдельных этапов процесса пивоварения, тогда как основные биотехнологические этапы недостаточно изучены, не поддаются математическому моделированию и автоматизированному управлению. Западные исследователи углубились в создание аналитических приборов для оценки качества готового пива, включая самые современные им-муноферментные методы. Однако современные химико-аналитические системы, включая системы автоматизированного мониторинга для определения веществ на уровне следовых концентраций, разработанные и принятые на вооружение международными аналитическими центрами пивоваренных объединений: Европейской пивоваренной конвенцией {European Brewery Convention - ЕВС), Аналитической комиссией стран Центральной Европы {Mitteleuropäische Brautechnische Analysenkommission -МЕВАК), Американским сообществом химиков-аналитиков {American Society of Brewing Chemists - ASBC) на сегодняшний день недоступны отечественным заводским лабораториям из-за недостаточного приборного оснащения и кадрового обеспечения.

Усилиями современных национальных исследовательских школ в пиве обнаружено более двух тысяч компонентов разнонаправленного фармакологического действия. Это спровоцировало общемировую дискуссию о пользе и вреде пива в ущерб конкретным техническим и технологическим предложениям по удалению из состава пива потенциально токсичных микропримесей.

Обостренная демографическая ситуация на фоне пандемии «пивного алкоголизма» заставляет государства применять к производителям пива запретительные меры, оставляя в стороне разработку эффективных законодательных мер по обеспечению качества и безопасности пива для массового потребления.

Отечественные исследовательские школы внесли существенный вклад в общемировой научно-технический прогресс пивоварения. Под руководством академика РАСХН JI.A. Оганесянца {ГНУ ВНИИПБиВП) решаются биотехнологические проблемы, в том числе пивоварения; большой вклад в решение проблем технологии бродильных производств и ферментных препаратов вносят труды академика МАЭН

М.В. Гернет; сотрудниками ГНУ ВНИИПБиВП решены многие микробиологические проблемы пивоварения, включая проблемы усовершенствования генома пивных дрожжей; научные основы взаимодействия ферментов и мембран, относящихся к пивоваренной инженерии, детально разрабатываются коллективом МГУПП под руководством Б.Н. Федоренко. Известны заслуги зарубежных исследователей в области биохимии пивоварения, например, И.А. Дебура. Взаимопроникновению научно-технических достижений способствовал тот факт, что после пивной революции 1990 г были открыты границы для западных пивоваренных компаний, которые на сегодняшний день составляют 70 % пивоваренных компаний в России.

Существующие стандарты качества пива сводятся к регламентации национальных различий высоты и стойкости пены, цвета пива и содержания в нем алкоголя. Только наиболее продвинутые пивоваренные холдинги способны производить пиво класса «премиум» с индивидуальными вкусоароматическими «отпечатками пальцев», которые заменяют им стандартные органолептические характеристики. Действующие в РФ Общие технические условия на пиво (ГОСТ Р 51174-2009) регламентируют показатели качества пива, кроме крепости, в основном, по второстепенным органолептическим признакам. Вкусоароматические характеристики пива (аромат, солодовый привкус или другой букет из 122 вкусоароматических дескрипторов), имеющие большое значение у западных потребителей, в национальных стандартах не регламентированы. Более того, Государственная Дума РФ, признав пиво алкогольным напитком, тем самым усилила требование именно к контролю содержания алкоголя в пиве, как это принято в стандартах на алкогольную продукцию. Отсутствие стандартизованных требований по оценке качества пива по параметрам биологической ценности или вкусоароматическим показателям привело к тому, что производители ослабили технологический контроль содержания вкусоароматических компонентов в составе пива. Это отразилось на качестве продукции.

В существующих нормативных границах снижения требований к качеству пива как пищевому напитку снимается вопрос о потребительских свойствах пива, а общественное мнение из-за роста «пивного алкоголизма» подводится к границе понимания необходимости всеобщего запрета производства и потребления пива. В то время как опрос общественного мнения, например, немецких потребителей пива, показал востребован-

ность ими национальных брендов именно из-за «солодового привкуса», присущего баварским сортам пива.

Бурный рост потребления пива, совпавший в 90-х годах прошлого столетия с открытием границ РФ для западных производителей пива, осложнился бурным ростом «пивного алкоголизма», особенно среди молодежи. Правительство РФ, вслед за рекомендациями ВОЗ, развернуло антипивную компанию, увеличив акцизы и применив меры финансового давления на потребителя. На этом фоне законодательно была проведена переквалификация пива как товарного продукта с признанием пива «алкогольным напитком». Однако за изменением статуса товара не последовало изменение стандарта качества пива и методов химико-аналитического сопровождения стандарта. Действующий ГОСТ Р 51174-2009 основан на классификации сортов пива по цветности и экстрактив-ности начального сусла, взаимосвязанной с ожидаемой крепостью, что не соотвегствует требованиям к алкогольным напиткам. В Проекте ФЗ №189885-5 «Технический регламент на пивоваренную продукцию» качество и безопасность пива оцениваются по степени его внешнего инфекционного, радиоактивного, паразитологического заражения и антропогенного загрязнения пестицидами, ртутью, мышьяком и другими ядами. Дискуссия о стандартах качества пива между странами Таможенного Союза свелась к разногласиям о возможности использования полиэтилентерефталатных (ПЭТ) бутылок и допустимым соотношениям солода и несоложеного зерна в составе сырья, необходимым для признания напитка пивом.

Научные исследования национальных школ Германии, Англии, Чехии и других пивоваренных держав показали возможность влияния многочисленных факторов на качество конечного продукта, но все эти исследования не заканчивались созданием единой системы требований к качеству пива. Ни в одном из национальных стандартов не регламентированы требования к ингредиентному составу пива. Международные ассоциации пивоваров согласовали 122 дескриптора органолептических характеристик пива, дополненные рекламными нейролингвистически