Введение

Безалкогольные энергетические напитки – продукт относительно новый. Впервые они появились в Азии. В начале 80-х годов ХХI века первый такой напиток был опробован в Гонконге. В 1984 году уже его стали выпускать в Австрии. В России рынок энергетических напитков сформировался в конце 1990-х г.г., однако после кризисного 1998 года рынок этих напитков сильно сжался.

Сегодня же маркетологи констатируют рост объемов выпуска энергетических напитков. Как сообщают рыночные аналитики маркетинговой компании г. Москвы «Академия Сервис», рынок энергетических напитков, включая лидера данного рынка «Red Bull», будет расти до 12% в год, достигнув в 2012 году отметки в $11 млрд.

Поскольку все больше фирм-производителей появляется на данном рынке, что приводит к усилению конкуренции, производители энергетических напитков стремятся выделить свою продукцию от основной массы за счет вкусовых характеристик, придания особых свойств. Многие производители уже сейчас внедряют в эти напитки сыворотку, молоко, сою для разработки полезных, функциональных и высокопротеиновых напитков.

В связи с ростом объемов выпуска, расширением ассортимента и недостаточным изучением характеристик и свойств безалкогольных энергетических напитков тема данной дипломной работы является достаточно новой и актуальной на сегодняшний день.
         1 Товароведная характеристика и экспертиза качества безалкогольных энергетических напитков

1.1  
Аналитический обзор литературы

1.1.1   
Потребительская ценность безалкогольных энергетических напитков

Безалкогольные напитки – это жидкие пищевые продукты, которые:

а) предназначены для питья;

б) основным, но не единственным, компонентом которых является питьевая или природная минеральная вода;

в) содержание этилового спирта в которых не превышает 1,2% (об.), а для квасов – не превышает 1,5% (об.).

Безалкогольные напитки специального назначения – безалкогольные напитки, в состав которых добавлены ингредиенты, снижающие риск возникновения заболеваний, или ингредиенты, употребление которых направлено на улучшение или коррекцию функций организма.

Безалкогольные тонизирующие напитки – безалкогольные напитки специального назначения, содержащие кофеин в количестве 0,151 – 0,4 мг/см³ и/или другие тонизирующие вещества (компоненты), в том числе растительного происхождения, в количестве (в одной упаковке) достаточном для обеспечения тонизирующего эффекта на организм человека; в состав напитков могут также входить легкоусвояемые углеводы, минеральные вещества, витамины и витаминоподобные вещества, субстраты и стимуляторы энергетического обмена.

Энергетические безалкогольные напитки – напитки безалкогольные тонизирующие, содержащие кофеин в количестве 0,151 – 0,4 мг/см³ напитка и имеющие энергетическую ценность за счет моно- и дисахаридов не менее 40 ккал (168 кДж) на 100 см³ напитка [1].

Потребительская ценность безалкогольных энергетических напитков обусловлена наличием в них тонизирующих компонентов, чаще всего кофеина (в некоторых случаях вместо кофеина в составе заявляются экстракты гуараны, чая или мате, содержащие кофеин, или же кофеин под другими названиями: матеин, теин) и других стимуляторов: теобромина и теофиллина (алкалоиды какао), а также нередко витаминов, как легкоусваиваемого источника энергии — углеводов (глюкоза, сахароза), адаптогенов и т. д. В последнее время добавляется таурин.

1.1.2   
Технология производства безалкогольных энергетических напитков

1.1.2.1 Характеристика сырья

Вода. Изготовление освежающих напитков подразумевает выполнение дополнительных требований, предъявляемых к качеству питьевой воды как с микробиологической, так и с химической точек зрения.

Вода должна соответствовать требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Если вода не соответствует предъявляемым требованиям, она должна быть соответствующим образом подготовлена. Необходимо иметь ввиду дополнительные требования, предъявляемые к определенным водам, из которых изготавливаются сладкие напитки: биологические и химические требования.

Причиной порчи напитков могут стать некоторые содержащиеся в питьевой воде в допустимом количестве микроорганизмы. Частой помехой является наличие в воде определенного количества соединений кальция и магния, которые нейтрализуют фруктовые кислоты в сладких напитках и становятся причиной их недостаточно кислого вкуса.

Причиной изменений, вызываемых процессом окисления, становится присутствие в воде свободного хлора, диоксида хлора, озона и большого количества кислорода. Эти вещества катализируют потери содержания в напитках аскорбиновой кислоты, ароматических веществ, изменение вкуса, происходящее за счет окисления ароматических веществ во вкусовые вещества с мыльно-терпентиновым вкусом, и потерю природных красителей.

Существует опасность бактериологически обусловленных изменений вкуса напитков. К ним можно отнести передачу вкуса и запаха от резервуаров.

Сахар. Сахар является самым дорогим сырьем, используемым в производстве безалкогольных напитков.

Сахара представляют собой растворимые в воде природные подсластители, а с химической точки зрения – углеводы.

Среди различных видов углеводов различают:

а) глюкозу – виноградный сахар, встречающийся, например, в винограде, который технически получают расщеплением крахмала;

б) фруктозу – фруктовый сахар, встречающийся в соках многих фруктов;

в) мальтозу – солодовый сахар; этот дисахарид встречается в солоде;

г) лактозу – молочный сахар, встречающийся в молоке.

Глюкоза, загрязненная продуктами расщепления крахмала, зачастую поступает в продажу в форме виноградного сахара и крахмальной патоки и используется в качестве загустителя. Одним из древнейших подсластителей является мед, содержащий так называемый инвертный сахар, то есть смесь глюкозы и фруктозы. В тропических странах на протяжении 1500 лет в качестве подсластителя используется сок сахарного тростника. В Европу он экспортируется в сухом виде в качестве тростникового сахара. Сегодня на промышленной основе производится свекловичный сахар, и с химической точки зрения он идентичен тростниковому. Его получают из сока сахарной свеклы, содержание сахара в котором составляет 17-18%.

Расщепление дисахаридов тростникового или свекловичного сахара на глюкозу и фруктозу называется инверсией. Она происходит при продолжительном нагревании растворенного в воде тростникового сахара или же с помощью добавления кислоты. Получаемая в результате смесь углеводов носит название инвертного сахара. В отличие от тростникового и свекловичного инвертный сахар сбраживает в результате действия дрожжей и других микроорганизмов. В ходе этого процесса образуется спирт и углекислота, что в производстве безалкогольных напитков крайне нежелательно. Процесс инверсии, как правило, начинается в банке, изменяя вкус напитков.

Для приготовления газированных напитков используют сахар-песок, сахар-рафинад или жидкий сахар.

Сахар-песок по вкусу должен быть сладким, без постороннего привкуса и запаха, цвет – белый с блеском, в воде должен полностью растворяться.

По качеству сахар-песок должен удовлетворять требованиям стандарта: влажность не более 0,14 %, доброкачественность не менее  99,75 %; содержание золы не более 0,03 %; цветность не более 0,8 усл. ед. на 100 частей сухих веществ, оптическая плотность 92 ед.

Сахар-рафинад представляет собой дополнительно очищенную сахарозу в виде монолитных кусков или отдельных кристаллов, вырабатываемых из сахарного песка. В зависимости от способа производства сахар-рафинад получают в виде сахара-песка и кускового сахара-рафинада.

По органолептическим показателям сахар-рафинад должен соответствовать следующим требованиям: цвет белый (без пятен и посторонних примесей), допускается голубоватый оттенок; вкус сладкий без постороннего привкуса и запаха; раствор должен быть прозрачным. Доброкачественность в нем должна быть не менее 99,9 %; редуцирующих веществ не более 0,03 %; содержание влаги не более 0,2 %.

Жидкий сахар применяют с целью механизации погрузо-разгрузочных работ, сокращения продолжительности технологического цикла за счет исключения операций растворения и фильтрования сахара. Используют жидкий сахар двух категорий: высший и I. Получают его путем растворения сахара-песка в воде с последующей фильтрацией через фильтрующие порошки.

По органолептическим показателям жидкий сахар высшей и I категорий должен быть прозрачным и не иметь посторонних вкуса и запаха. Физико-химические показатели жидкого сахара следующие: содержание сахарозы для высшей и I категорий соответственно не менее 99,80 и 99,55 % к массе сухих веществ; содержание сухих веществ не менее 64 %; количество редуцирующих веществ для высшей и I категорий соответственно не более 0,04 и 0,05 % к массе сухих веществ; цветность для высшей и I категорий соответственно не более  1,0,   1,6 усл. ед.; зола не более 0,03 % к массе сухих веществ, рН 6,8 – 7,2.

Подсластители. Подсластитель - продукт, который может быть использован в качестве подсластителя, полученный искусственным путем и обладающий большей сладостью, чем сахароза, но не обладающий соответствующей ей калорийностью. Подсластителем является также и композиция, содержащая подсластитель, который может быть использован в качестве такового.

В качестве подсластителей в безалкогольной промышленности используются:

а) Сахарин (Е 954) – представляет собой наиболее известный и давно используемый подсластитель. В продажу поступает чаще всего в форме натриевой соли как кристаллический подсластитель. Сахарин в 450-550 раз слаще сахара, он легко растворим в воде, не участвует в процессе обмена веществ в организме человека, срок его хранения практически неограничен. Используется в сочетании с другими подсластителями (цикламатом и аспартамом).

б) Цикламат (Е 952) – как правило, используется в форме цикламата натрия. Примерно в 35 раз слаще сахара, он не вовлекается в процесс обмена веществ в организме человека, хорошо растворим в воде и не обладает присущим сахарину горьким послевкусием. Цикламат часто сочетают с сахарином в соотношении 10:1.

в) Аспартам (торговое название – Нутрасвит; Е 951) – примерно в 200 раз слаще сахара, участвует в процессе обмена веществ. Обладает чистым сладким вкусом, усиливает фруктовый вкус в цитрусовых напитках и может быть использован индивидуально, однако чаще его комбинируют с другими сахарами и подсластителями. Срок его хранения ограничен, он требует оптимального значения pH и не должен подвергаться чрезмерному воздействию тепла, так как при этом теряет свою сладость. В продуктах со сроком хранения, превышающим 9 месяцев, необходимо его смешивание с сахарином или ацесульфамом.

г) Ацесульфам калия (торговое название – Сунетт; Е 950) – эта калиевая соль не участвует в процессе обмена веществ в организме человека, в 200 раз слаще сахара, хорошо растворима в воде и обладает практически неограниченным сроком годности. Появление горького привкуса возможно только в высокой концентрации. Поэтому ецесульфам калия по большей части используется в сочетании с другими подсластителями.

д) Неогесперидин-дигидрохалкон (Е 959) – изготавливается из компонентов кожуры цитрусовых и участвует в обмене веществ в организме человека. Это вещество в 330 раз слаще сахара, в высокой концентрации обладает незначительным ментоловым привкусом.

е) Sweet-Up – сочетание подсластителей с природным ароматическим экстрактом. Таким образом преодолевается металлический и горький привкус. Позволяет более эффективно бороться с колебаниями цен на рынке сырья, в том числе и с высокими затратами на сахар.

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

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

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

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

Консерванты. Действие консервантов основывается на торможении или инактивации жизненно важных ферментных систем микроорганизмов – например, каталазы, глюкозооксидазы, дегидрогеназы. Результатом сочетания различных средств становится повышение их эффективности. В качестве консервантом могут использоваться:

а) Сорбиновая кислота и сорбат калия. Сорбиновая кислота наиболее эффективно воздействует на плесневые грибы и дрожжи, а ее эффективность против бактерий ограничена. Сорбиновая кислота чаще всего используется в напитках в форме сорбата калия.

б) Бензойная кислота и бензоат натрия. Бензойная кислота воздействует на плесневые грибы, дрожжи и бактерии, однако для оказания воздействия на плесени необходима достаточно высокая ее концентрация, и в этом случае рекомендуется применение сорбиновой. Бензойная кислота поступает в продажу в форме белого гигроскопичного кристаллического порошка. Слабая растворимость порошка в воде является причиной того, что чаще используются обладающие хорошей растворимостью соли (бензоат натрия).

Антиоксиданты (аскорбиновая кислота, глюкооксидаза). В технологических целях допускается применение антиоксидантов в количестве 50 мг/л, в том числе под названием L-аскорбиновая кислота. Эти антиокислители относятся к «технологическим добавкам». При содержании аскорбиновой кислоты не менее 250 мг/л продукт должен маркироваться как «обогащенный витамином С», а при содержании не менее 150 мг/л – как продукт, «содержащий витамин С».
Красители. В технологических целях в безалкогольных напитках разрешено использование следующих красителей: лактофлавин (рибофлавин, Е 101), β-каротин (Е 160а), сахарный колер (Е 150), серебро (Е 174), золото (Е 175).

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

Хинин, кофеин, таурин, глюкоронолактон, инозит. В технологических целях в горьких напитках разрешено использование до 85 мг/л хинина. Хинин подлежит обязательному указанию на этикетке.

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

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

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

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

Объемная доля двуокиси углерода в жидком и газообразном виде должна быть не менее 98,8 %. В пищевом диоксиде углерода должны отсутствовать такие примеси, как окись углерода, сероводород, соляная, серная и азотная кислоты, спирты, эфиры, аммиак. Массовая доля влаги не должна превышать 0,1 %. Содержание минеральных масел не более  0,1 мг/кг [2].

Ароматизаторы. Ароматизаторы пищевые — это пищевые добавки, которые придают продуктам питания необходимые вкусовые и ароматические характеристики. Они применяются в пищевой промышленности для восстановления или усиления органолептических свойств, поскольку запах и вкус могут быть утеряны при хранении и производстве продуктов.

Преимуществами применения ароматизаторов по сравнению с растительными видами сырья является микробиологическая чистота, стабильность при хранении, длительные сроки годности, минимальные расходы при хранении и траспортировке, а также возможность точного, легко воспроизводимого дозирования.

Натуральные ароматизаторы извлекаются из материалов растительного или животного происхождения. Сухие порошки растений получают удалением воды из исходного измельчённого растения или выжатого сока путём распыления или сублимации. Производство пищевых продуктов с использованием только натуральных ароматизаторов ограничено из-за высокой стоимости исходного сырья, из-за ограниченности сырьевых ресурсов. Натуральные ароматизаторы имеют недостаточно стабильный  аромат. 

Идентичные натуральным ароматизаторы  по составу основных ароматических компонентов и их химической структуре полностью соответствуют натуральным. При этом часть компонентов или все получают искусственным путём.

Для большинства идентичных натуральным ароматизаторов характерна высокая стабильность, интенсивность и относительная дешевизна.

Искусственные ароматизаторы содержат по меньшей мере одно искусственное вещество, полученное химическим синтезом. Искусственные ароматизаторы отличаются высокой стабильностью, интенсивностью и дешевизной [3].
1.1.2.2 Производство безалкогольных энергетических напитков

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

1)     Подготовка воды.

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

Фильтрация. Для фильтрования воды используются следующие технологии:

а) Песочные или гравийные фильтры, используемые в процессе удаления суспензий для физического улучшения воды, а также выступающие в качестве фильтров при обезжелезивании. В настоящее время используются в основном гравийные фильтры ускоренного действия, скорость действия которых составляет от 5 до 25 м³/ч.

б) Обезжелезивание, очистка от марганца, очистка от сернистых соединений. Их удаление осуществляется одновременно, и происходит это по большей степени в гравийной фильтровальной установке, перед которой располагается вентилирующее устройство. Содержащиеся в воде сернистые соединения за счет атмосферного кислорода преобразуются в серу, и таким образом удаляются. Растворимый в воде двухвалентный ион железа под воздействием атмосферного кислорода окисляется в трехвалентный ион железа, в свою очередь, формирует нерастворимый гидроксид трехвалентного железа. Удаление марганца за счет окисления основывается на образовании двуокиси марганца.

в) Угольно-гравийный фильтр служит для удаления мути, вкусовых веществ (например, свободного хлора, образующегося при хлорировании питьевой воды, хлорфенола и т.д.), а также красителей и озона.

г) Фильтры сверхтонкой очистки в промышленности безалкогольных напитков получили весьма широкое применение. За счет этих фильтров возможно усовершенствование степени фильтрации, простирающейся от сверхтонкой фильтрации до полного удержания живых и мертвых микроорганизмов, то есть вплоть до бактерицидного фильтрования.

Обеззараживание. Может осуществляться следующими способами:

а) Хлорирование основано на добавлении в воду газообразного хлора с образованием соляной и хлорноватистой кислоты. Преимуществом такого метода является его дешевизна и длительное действие.

б) Обеспложивающее фильтрование. В этом случае используются самые различные системы фильтрования, например, керамические фильтры, фильтры из обожженного  кизельгура или металлического порошка. Могут применяться различные дезинфекционные средства. Сущность метода заключается в механическом отделении микроорганизмов от продукта.

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

а) Термический способ – декарбонизация воды путем нагрева, результатом чего становится выпадение в осадок в основном карбоната кальция. Ввиду слишком высокого потребления энергии является слишком дорогим методом для промышленного применения.

б) Известковый способ. В промышленности умягчение чаще всего осуществляется за счет добавления в воду гашеной извести или известкового молока, причем после сильного перемешивания соли карбонатной жесткости превращаются в основном в карбонат кальция, выпадающий в осадок в виде шлама.

в) Нейтрализация. Умягчение воды за счет добавления небольшого количества соляной или серной кислоты представляется менее сложным и более дешевым, чем метод, предусматривающий использование ионообменников. Недостаток этого метода состоит в том, что количество добавляемых химикатов постоянно должно рассчитываться точно в соответствии с происходящими превращениями.

г) Ионообменный способ. В ионообменниках используются полимеры, способные заменить ионы растворенных в воде соединений (например, в виде солей) другими ионами. За счет этого изменяются свойства вредных солей, что делает их безопасными [2].

2) Приготовление сахарного и инвертного сиропов.

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

Белый сахарный сироп представляет собой концентрированный водный раствор сахара (60-65%). Белый сахарный сироп готовят двумя способами: горячим и холодным [4].

а) Метод механического холодного приготовления сахарного сиропа. Исходным материалом является либо твердый сахар из мешков, либо сахар, хранящийся в специальных силосах. Сахар из силосов дешевле, поскольку в этом случае отпадает необходимость в мешках или другом упаковочном материале.

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

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

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

б) Горячее растворение или кипячение. Первоочередной целью этого метода является быстрое растворение сахара и осаждение имеющихся в сахаре загрязнений.

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

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

При использовании качественных сортов сахара 1-й и 2-й категории необходимость в удалении белка и очистке отпадает. В этом случае достаточно нагрева до температуры 80-85°С для уничтожения присутствующих в сиропе микроорганизмов.

Горячий способ приготовления сахарного сиропа из-за высокого потребления энергии гораздо дороже, чем холодный способ. Помутнения сиропа, полученного горячим растворением, удаляют фильтрованием сиропа [2].

Готовый сахарный сироп должен быть бесцветным, прозрачным, без постороннего запаха и привкуса. Содержание сухих веществ в нем должно быть             60-65 г в 100 г сиропа.

Инвертный сахарный сироп готовят следующим образом: в сироповарочный котел наливают заданное количество воды, нагревают до кипения и загружают необходимое количество сахара. После кипячения в течение 30 мин сахарный сироп с содержанием сухих веществ 65-70 % пропускают через фильтр-ловушку и охлаждают до 70^оС. Инверсию сахарозы производят в емкостях, снабженных мешалками и покрытых  снаружи теплоизоляционным слоем. После охлаждения в сахарный сироп  вносят 50%-й водный раствор лимонной кислоты, смесь тщательно перемешивают и выдерживают при 70^оС в течение 2 часов, периодически перемешивая. При продолжительном охлаждении инвертного сиропа (5 ч) его выдержка при 70^оС сокращается до 1,5 ч. За 10 мин до окончания инверсии в сироп вносят активный уголь (0,1% от массы сахара). Смесь выдерживают 10 мин, затем фильтруют, охлаждают до 20^оС и передают в сборники для хранения при температуре 10-20^оС.

Инвертный сахарный сироп должен содержать инвертного сахара не более 55% от общего количества содержащегося в нем сахара и оксиметилфурфурола в пределах установленных норм (0,1 г/л).
3) Приготовление колера.

Колер представляет собой продукт термической обработки сахарозы. Его используют для подкрашивания безалкогольных напитков.

Колер приготовляют в колероварочном аппарате, снабженном электронагревательным устройством, а также вытяжным зонтом.

Для варки колера в котел вносят сахар, добавляют 1-2 % воды, нагревают при постоянном перемешивании до температуры 160-165^оС, сахар начинает плавиться и приобретать темно-бурую окраску. Затем, прекратив нагрев, добавляют тонкой струей при перемешивании горячую воду температурой 75-90^оС в количестве 8 %. Далее температуру в аппарате повышают до 180-200^оС и при этой температуре проводят карамелизацию сахара до появления темно-коричневого цвета.

Одновременно с карамелизацией сахарозы протекают окислительные процессы с образованием продуктов окисления летучих и нелетучих органических кислот.

При варке колера происходит в основном дегидратация сахарозы, которая протекает в три стадии:

I стадия – при потере молекулой сахарозы двух молекул (10,5 %) воды получается карамелан (С₁₂Н₁₈О₉) , растворимый в воде;

II стадия – при потере тремя молекулами сахарозы восьми молекул (14 %) воды образуется карамелен (С₃₆Н₅₀О₂₅), растворимый в воде;

III стадия – при потере двумя молекулами сахарозы семи молекул (18,4 %) воды получается карамелин (С₂₄Н₃₀О₁₅), нерастворимый в воде.

Окончание карамелизации устанавливают по следующим признакам: горячая капля колера, нанесенная  на стеклянную пластинку, не растекается; горячие капли колера при погружении в холодную воду твердеют и всплывают; горячая масса колера, взятая деревянной палочкой, застывает в упругую нить. По завершении варки массу охлаждают до 60^оС, а затем задают горячую воду с таким расчетом, чтобы после размешивания получить колер относительной плотностью 1,35, т.е. массовой долей сухих веществ не менее 70±2 %. Выход колера составляет около  105 % к массе израсходованного сырья. Длительность одного цикла получения колера  3-5 ч.

4) Приготовление купажных сиропов.

Купажным сиропом называют промежуточный продукт безалкогольного производства, представляющий собой смесь всех составных частей напитка. Процесс приготовления смеси из отдельных составных частей напитка называется купажированием.

Купажный сироп приготовляют холодным, полугорячим и горячим способами.

Холодный способ применяют для получения купажных сиропов при использовании цитрусовых настоев, пищевых эссенций, композиций и концентратов. В купажный аппарат набирают сахарный сироп температурой 8-15^оС и затем при перемешивании добавляют остальные полуфабрикаты в следующей последовательности: плодово-ягодный сок или экстракт, концентрат, раствор кислоты, раствор красителя, цитрусовые настои, композиции и пищевые эссенции. Все  указанные компоненты тщательно перемешивают, фильтруют и охлаждают до 8-10^оС. При этом способе сохраняется натуральный вкус, аромат и цвет применяемого сырья.

Полугорячий способ заключается в том, что часть сока задают в сироповарочный котел для варки с сахаром, а далее нагревают до 50^оС и при размешивании вносят все количество сахара. После этого смесь быстро нагревают до кипения, а затем при размешивании добавляют все количество кислоты и кипятят 30 мин., удаляя периодически образующуюся пену. Смесь фильтруют в горячем состоянии, быстро охлаждают, перекачивают в сборники сиропа или купажные аппараты. По достижении температуры 20^оС в сироп подают остальные 50-70 % сока и другие компоненты согласно рецептуре напитка.

Горячий способ основан на том, что всю норму плодово-ягодного сока вносят в сироповарочный котел, нагревают до 50-60^оС и при перемешивании засыпают все количество сахара. Далее процесс ведут так же, как и при полугорячем способе. В результате варки получают хорошо осветленный сироп, приготовленные напитки имеют хорошую стойкость.

После приготовления купажный сироп направляют на фильтрование. В отфильтрованном купажном сиропе контролируют массовую долю сухих веществ, кислотность и органолептические показатели.

Купажные сиропы должны соответствовать следующим требованиям:

по внешнему виду – совершенно прозрачные, без опалесценции и мути, осадка и посторонних взвешенных частиц;

по органолептическим показателям – характерный, хорошо выраженный вкус, аромат и цвет, свойственные данному виду напитка.  

Содержание сухих веществ в купажном сиропе в зависимости от вида напитка колеблется в пределах 30-40 % мас.

5) Насыщение напитков диоксидом углерода (карбонизация).

В безалкогольных освежающих напитках, как правило, содержится от 5 до 9 г углекислоты на литр. Зачастую карбонизация осуществляется в миксерах, где процессы дегазации, смешивания и карбонизации выполняются одним аппаратом.

Под насыщением углекислотой понимается смешивание жидкостей с углекислотой.

Для предотвращения снижения качества напитков перед началом карбонизации необходимо дегазация и деаэрация воды, из которой они изготавливаются.

Пневматическая деаэрация осуществляется посредством карбонизации содержащей воздух воды в инжекторе высокого давления и вытеснения воздуха из воды благодаря изменившимся коэффициентам растворимости. Установки пневматической деаэрации действуют очень надежно и вполне удовлетворительно.

При использовании метода вакуумной деаэрации жидкость дегазируется за счет увеличения разрежения, причем процесс ускоряется за счет увеличения поверхности между газом и жидкостью. Увеличение поверхности осуществляется с помощью размещения в дегазаторе распылительных форсунок и оросителей.

При использовании магистральной дегазации подлежащая дегазации вода смешивается с углекислым газом и через форсунки впрыскивается в находящийся в горизонтальном положении реактор, имеющий форму трубы. Содержимое этого трубчатого реактора откачивается при помощи вакуумного насоса. За счет добавления углекислого газа и низкого давления в реакторе создаются условия для выхода растворенных в воде газов. В конце участка дегазации вода по отводу поступает на стабилизирующий и осадочный участок, где осаждаются содержащиеся в жидкости пузырьки газа [2].

Сатурация безалкогольных напитков производится в аппаратах, называемых миксер-сатураторами (сатурационные установки), где вода не только насыщается углекислым газом, но еще и смешивается с сиропом.

Принцип работы машины таков: охлажденная вода очищается от растворенных в ней газов при помощи деаэрационной системы. Насосом  деаэрированная вода нагнетается в колонну, где насыщается двуокисью углерода. После чего газированная вода поступает в следующую колонну. Туда же подается сироп из купажного отделения. Вода и сироп смешиваются,  насыщенный  СО₂  напиток под давлением углекислого газа подается на машину розлива, где фасуется в банки и укупоривается [5].

6) Розлив напитков в банки.

Агрегат для розлива в банки представляет собой установку с кольцевым трубопроводом и наливным клапаном для банок или комбинированным наливным клапаном для бутылок и банок, в которой при переходе с банок на бутылки и обратно следует только поменять центрирующий колокольчик и отводные воздушные трубки. Речь идет об обычном наполняющем устройстве с противодавлением. В качестве среды для создания противодавления в основном применяется углекислота. Напиток с помощью наливных трубок наливается по стенкам банки во избежание завихрений. Банки пневматически прижимаются к наливным клапанам при помощи подъемного цилиндра. Опускание цилиндра происходит под действием силы тяжести и направляющей. Перед закупориванием банки подача газа под пониженным давлением обеспечивает удаление из жидкости воздуха.

Возможно также применение системы наполнения по объему с использованием индуктивного расходомера.

Банки укупоривают легковскрываемыми крышками с кольцом («Easy Open End») - это легкооткрываемые крышки (ЛОК или ЛВК) различных форм, вскрываемые с помощью кольца или язычка целиком, или в виде ленты. Применяют вертикально расположенные кольца или язычки, открывающие отверстие упаковки для выливания содержимого. Укупорка производится в паровакуумной укупорочной машине. Паровакуумная укупорка - метод укупорки, при котором воздух, содержащийся в свободном пространстве, перед закрыванием вытесняют паром. Пониженное давление, возникающее затем в упаковке, удерживается крышкой.

После укупорки наряду с простыми системами подсчета банок осуществляется также контроль уровня заполнения тары. Системы контроля заполнения функционируют на основе самых разных методов – оптических датчиков, ультразвука, видео- и инфракрасных камер, УВЧ, гамма- или рентгеновского излучения, определения массы. Тем самым контролируют недолив или перелив емкостей, к соблюдению чего обязывают нормативные акты по готовой упаковке.

Устройства контроля дополняются различным отбраковывающим оборудованием с пневматическими цилиндрами или вращающимися сегментами с сервоприводом или любой другой сортировочной системой с автономным приводом. Данные регистрируются и передаются для дальнейшей обработки [2].

7) Нанесение маркировки.

Маркировку на банки наносят следующими способами:

а) Лазерная маркировка основана на изменении цвета поверхности материала при её нагреве под воздействием луча лазера. Предварительно на поверхность может быть нанесен тончайший слой краски для контрастности изображения. Этот метод обладает высокой производительностью в сочетании с достаточной стойкостью к неблагоприятным воздействиям (абразивному и температурному).

б) Каплеструйная маркировка основана на нанесении капель чернил очень малого размера в заданные точки поверхности движущегося материала, формируя тем самым необходимый рисунок. Эта технология достаточно высокопроизводительна, но стойкость чернил к неблагоприятным факторам (абразивное воздействие, жидкие среды, температура) не достаточна для длительного и надежного сохранения информации.

в) Иглоударная маркировка основана на механическом воздействии острой конусообразной иглы на поверхность материала, при котором формируется заданное изображение. Этот метод показывает большую стойкость к абразивному и химическому воздействию, а также экстремальным температурам.

г) Маркировка прочерчиванием основана на перемещении острого резца по заданной траектории на поверхности банки [6].

Результаты исследования напитков на соответствие заявленных на этикетках компонентов реальному содержанию банок приведены в таблице 20.

Таблица 20 – Результаты исследования безалкогольных энергетических напитков на соответствие заявленных на этикетках компонентов реальному содержанию банок

Наименование компонента	Волновые числа, см-1	Волновые числа (см-1) и присутствие компонента в образцах
		Adrenaline Rush	Burn	Red Bull	Bullit	М-1 формула
		заявлено/ факт	заявлено/ факт	заявлено/ факт	заявлено/ факт	заявлено/ факт
Таурин	1150-1160, 1340-1350	+/+	+/-	+/+	+/-	+/+
Аскорбиновая кислота	1610-1630, 1720-1750	+/+	-/+	-/+	-/+	+/+
Карнитин	3100-3700	+/+	-/+	-/+	-/+	-/-
Кофеин	748, 1685, 1695	+/+	+/+	+/+	+/+	+/+
Пиридоксин	1110, 1215	+/+	+/-	+/+	+/-	+/-
Фолиевая кислота	1500-1520, 1580-1600, 1700-1720	+/+	+/+	+/+	+/+	+/+
Инозит	1450-1580	+/+	+/+	-/-	-/+	+/+

Из данных таблицы следует, что содержание компонентов только образца «Adrenaline Rush» соответствует заявленному производителем на этикетке. В образце «Burn» отсутствуют таурин и пиридоксин, зато присутствуют аскорбиновая кислота и карнитин, хотя на этикетке они не заявлены.

В образце «Red Bull» присутствуют также незаявленные производителем аскорбиновая кислота и карнитин; в образце «Bullit» отсутствуют таурин и пиридоксин, обнаружены незаявленные на этикетке аскорбиновая кислота и карнитин. В образце «М-1 формула» отсутствует пиридоксин.

Из вышесказанного можно сделать вывод о том, что налицо информационная и качественная фальсификация образцов энергетических напитков «Burn», «Red Bull», «Bullit» и «М-1 формула». В образцах «Bullit» и «М-1 формула» отсутствует пиридоксин, что свидетельствует о меньшем содержании витаминов в напитках, чем это заявлено. Можно предположить, что производители специально заменяют пиридоксин на аскорбиновую кислоту, которая обнаружена во всех образцах, хотя только производители «Adrenaline Rush» и «М-1 формула» заявляют о присутствии данного компонента.

Также было интересным определить цветовые характеристики образцов напитков.

         Необходимость измерения цвета в равноконтрастной системе CIEL*a*b возникает, прежде всего, в случае оценки соответствия цвета продукции эталонному образцу или стандарту. Проведение такого рода сравнения предполагает определение цветового различия в виде однозначной характеристики, суммирующей различие как по цветности, так и по светлоте, - общего цветового различия. Поскольку каждый цвет может быть представлен соответствующей точкой в трехмерном цветовом пространстве, общее цветовое различие между сравниваемыми цветами может характеризоваться расстоянием между точками, соответствующим этим цветам.

         Цвет напитка в равноконтрастной системе определяется тремя колориметрическими (хроматическими) координатами – светлотой (L*) (при L*=0 черный цвет, при L*=100 бесцветный), координатой красного/зеленого цвета (а*) (при а*>0 цвет воспринимается красным, при а*<0 зеленым), координатой синего/желтого цвета (b*) (при b*>0 цвет воспринимается желтым, при b*<0 синим) и рассчитанными на их основе производными характеристиками – насыщенностью (S*) и цветовым тоном (Н*).

Результаты исследования приведены в таблице 21.

Таблица 21 – Цветовые характеристики образцов энергетических напитков

Цветовые характеристики		Образцы
Наименование	Обозначение	Adrenaline Rush	Burn	Red Bull	Bullit	М-1 формула
Координаты цвета	x	8,255	2,791	7,163	6,17	2,695
	y	8,087	1,774	7,334	6,276	1,907
	z	8,209	0,002	1,298	0,972	0,077
Координаты цветности	X	0,499	0,611	0,453	0,459	0,584
	y	0,488	0,388	0,464	0,467	0,413
Яркость	Y	8,087	1,774	7,334	6,276	1,907
Равноконтрастные координаты	l	34,13	14,2	32,55	30,08	14,95
	a	3,07	22,54	-0,31	0,289	17,4
	b	61,91	45,82	39,21	39,07	47,17
Светлота	L	34,13	14,2	32,55	30,08	14,95
Насыщенность	S	61,98	51,87	39,21	39,07	50,28
Цветовой тон	T	1,52	1,112	-1,56	1,562	1,216

Из данной таблицы следует: в отношении светлоты напитков самыми близкими к черному цвету воспринимаются образцы  «Burn» и «Bullit», остальные образцы практически в 2 раза светлее этих напитков.

Образец «Red Bull» выделяется из остальных координатой красного/зеленого цвета. Так, данный образец воспринимается как зеленый, а остальные – как красный. Также можно отметить, что образец «Bullit», хоть и воспринимается как красный, находится ближе остальных к границе красного/зеленого цвета.

Что касается координаты синего/желтого, то все образцы воспринимаются как желтые. Также необходимо отметить, что образец «Adrenaline Rush» вопринимается наиболее желтым.

Насыщенность цвета определяется степенью его разбавленности белым. Соответственно, самым чистым по цвету является образец «Adrenaline Rush», максимально разбавленными белым цветом являются цвета образцов «Red Bull» и «Bullit».

Под цветовым тоном понимают характерное свойство цвета, позволяющее обозначить его как красный, зеленый, синий и т. д. Координата цветового тона означает угол, характеризующий цветовой тон. По данной характеристики можно сказать, что все образцы по цвету можно отнести к красному. Отличие состоит в том, что образцы «Adrenaline Rush», «Burn», «Bullit» и «М-1 формула» находятся ближе к желтому цвету, а образец «Red Bull» - ближе к синему цвету.

Абсолютные значения цветового тона энергетических напитков зависят от происхождения сырья, а многие цветовые характеристики изменяются в процессе хранения энергетических напитков. Соответственно, описанный метод может применяться для подтверждения подлинности и установления фальсификации безалкогольных энергетических напитков.
На основании выполненной работы мною были сделаны следующие выводы.

Безалкогольные энергетические напитки – продукт относительно новый.

Сегодня маркетологи констатируют рост объемов выпуска энергетических напитков. Как сообщают рыночные аналитики маркетинговой компании г. Москвы «Академия Сервис», рынок энергетических напитков, включая лидера данного рынка «Red Bull», будет расти до 12% в год, достигнув в 2012 году отметки в $11 млрд.

Потребительская ценность безалкогольных энергетических напитков обусловлена наличием в них тонизирующих компонентов, чаще всего кофеина (в некоторых случаях вместо кофеина в составе заявляются экстракты гуараны, чая или мате, содержащие кофеин, или же кофеин под другими названиями: матеин, теин) и других стимуляторов: теобромина и теофиллина (алкалоиды какао), а также нередко витаминов, как легкоусваиваемого источника энергии — углеводов (глюкоза, сахароза), адаптогенов и т. д. В последнее время добавляется таурин.

Использованная тара и качество упаковки исследуемых образцов энергетических напитков соответствуют требованиям ТР «Требования к безалкогольной продукции, природным минеральным и столовым водам, процессам их производства, хранения, перевозки», маркировка содержит всю необходимую информацию, предусмотренную техническим регламентом.

Отклонения по полноте налива  всех образцов соответствуют норме.

Образцы «Adrenaline Rush», «Burn», «Red Bull» и «Bullit» соответствуют отличному, а образец «М-1 формула» – хорошему уровню качества.

В ходе проведения эксперимента была выявлена информационная фальсификация, а именно, образцы «Adrenaline Rush», «Burn» и «Bullit» следует отнести к среднегазированным напиткам.

По показателю кислотности все образцы соответствуют нормам. Образец «М-1 формула»  имеет самое высокое значение данного показателя, что свидетельствует о том, что в данном образце содержится больше всего органических кислот, что коррелирует с органолептическими показателями напитков, а именно, вкусом.

Во всех образцах содержание сухих веществ удовлетворяет требованиям ГОСТ. Близкие значения содержания сухих веществ и показателя относительной плотности свидетельствует об использовании сходной рецептуры, что также подтверждается значением показателя преломления.

По показателю активной кислотности все образцы ниже установленных норм и имеют кислую среду, что в первую очередь обуславливается наличием в их составе органических кислот и препятствует развитию микрофлоры.

По показателю содержания витамина С все образцы безалкогольных энергетических напитков соответствуют ГОСТ. Изготовители образцов «Red Bull» и «Bullit» не заявляют о наличии витамина С в напитках.

При исследования безалкогольных энергетических напитков на соответствие заявленных на этикетках компонентов реальному содержанию банок была выявлена информационная и качественная фальсификация образцов энергетических напитков «Burn», «Red Bull», «Bullit» и «М-1 формула».

Абсолютные значения цветового тона энергетических напитков зависят от происхождения сырья, а многие цветовые характеристики изменяются в процессе хранения энергетических напитков. Соответственно, описанный метод может применяться для подтверждения подлинности и установления фальсификации безалкогольных энергетических напитков.

В целом можно сказать, что все образцы не соответствуют требованиям ГОСТ по показателю активной кислотности, и в ходе исследования выявлена информационная фальсификация всех образцов энергетических напитков и качественная фальсификация – образцов «Burn», «Red Bull» и «М-1 формула».