Производство пищевых добавок схема

На другой своей площадке в Красногорске, компания «Союзснаб» производит закваски для кисломолочных продуктов. Но это даже не совсем производство. Основой закваски являются микроорганизмы — специально отобранные бактерии. Так вот, отбор этих бактерий это скорее наука, чем производство.

Работа ведется в биотехнологическом центре компании «Союзснаб». Здесь занимаются разработкой бактериальных культур для различных отраслей промышленности — здесь разрабатываются закваски, пробиотики, защитные культуры, натуральные консерванты. Источником бактерий служат самоквасные продукты, сыровяленые изделия, квашенные овощи.

Микроорганизмы выращиваются на чашке Петри, после чего колония анализируется на специальном оборудовании — это экспресс-анализатор, который предназначен для видовой идентификации организмов. На нем выявляется род и вид микроорганизма. После чего делают спектроанализ который включает в себя селективный отбор на автоматической станции Freedom EVO, которая предназначена для полной автоматизации всех микробиологических тестов.

Станция ведет отбор микроорганизмов по параметрам кислотообразования — то есть насколько быстро штамм может накапливать кислотность в присутствии определенных типов сахаров, и второй критерий — насколько быстро штамм может размножаться. По результату селективного анализа отбираются три типа штаммов:

1. те кто быстро накапливает массу и быстро закисляет питательную среду — их как раз используют для заквасок.

2. те штаммы, которые быстро размножаются, но при этом не закисляют питательную среду — это пробиотики, то есть бактерии, которые сами не заквашивают продукт, но используются в качестве добавки для придания продукту полезных для организма человека свойств.

3. защитные культуры, культуры которые так же не влияют на продукт, но защищают его от развития нежелательной микрофлоры, то есть по сути являясь биологическим консервантом.

После того как штамм проанализирован, над ним начинают скрупулезно работать. Эти два параметра ее не гарантируют того, что штамм подходит для использования, потому что существуют и другие параметры, например, от некоторых штаммов требуется способность давать определенный вкус продукту, скажем, сливочный, или вкус специфичный для сметаны.

Закваска это не один, а несколько штаммов, обладающих различными нужными для конкретного продукта свойствами. Это и органолептика и способность давать нужную вязкость, стойкость к вирусам и т. д. Поэтому все эти характеристики анализируются, составляется подробный паспорт штамма, после чего он закладывается в коллекцию. Коллекция хранится в замороженном виде, и когда начинается разработка под конкретную задачу, выбираются штаммы с нужными свойствами.

Например, стоит задача разработать ряженку. По ГОСТу этот продукт может иметь в своем составе только микроорганизм одного вида — это стрептококус термофилус. Никакие другие микроорганизмы не допускаются. Далее, смотрят какие свойства необходимы продукту, например, высокий уровень вязкости. Из коллекции термофильных стрепотококов выбирают те, кто обладает соответствующими способностями. И так по каждому параметру отбрасываются те, кто этот параметр не обеспечивает, в итоге остаются подходящие штаммы, которые и используются для получения закваски.

Но, казалось бы, ну разработали 10 заквасок, ну пусть 100 заквасок, на все случаи жизни, все-таки кисломолочных продуктов конечное количество, а дальше то чем заниматься? Зачем нужны все время новые и новые закваски, зачем постоянно искать всё новые и новые штаммы?

Дело вот в чем: в отрасли существует одна большая проблема — у кисломолочных бактерий есть враги — вирусы-бактериофаги, которые эти бактерии убивают. И как не соблюдай стерильность на производстве, к сожалению спасения от вирусов нет, рано или поздно они все равно проникнут. Даже если конкретный вирус не представляет пока опасности для конкретной бактерии, он очень быстро мутирует, и рано или поздно появится штамм, который начнет уничтожать бактерии в продукте, и тогда закваска попросту перестает работать. И это вынуждает производителя постоянно менять закваски, производить их ротацию, или заказывать разработку новых, что бы не дать вирусам «домутировать» до опасного состояния.

Что бы как-то увеличить стойкость заквасок, их делают полиштаммовыми, то есть в закваске содержится сразу несколько штаммов с похожими свойствами. Даже если вирус начнет уничтожать один из них, остальные будут продолжать работать. Но все равно рано или поздно и полиштаммовая закваска портится, так что работа по созданию новых заквасок не закончится. Впрочем, меняются и вкусовые предпочтения покупателя. Кто-то любит вязкую ряженку, а кто-то жидкую, кому-то привычнее один вкус, а кто-то любит другой.

Так что работы у лаборатории много, и процесс селекции новых штаммов не прекращается. Лаборатория занимается разработкой заквасок для большинства крупнейших российских производителей кисломолочных продуктов, так что теперь вы знаете от кого зависит вкус и консистенция вашего любимого кефира или ряженки.

Но компания работает и на экспорт. Например, она поставляет свои закваски в Грецию для одного из греческих производителей сыров. Основную долю экспорта составляют поставки в Китай — там недавно полюбили нашу ряженку. Важным свидетельством качества заквасок стало прохождение аудита у одного из крупнейших мировых производителей продовольствия — компании Heinz. У Hainz жесточайшие требования к продукции своих поставщиков и репутация одного из самых строгих и дотошных аудиторов качества — и закваски «Союзснаб» с честью аудит выдержали. И это очень важно, так как прохождение такого аудита — сигнал для многих других производителей, и можно сказать это возможно ключик от двери на рынок США. А еще недавно вышло исследование по закваскам во всем мире, и закваски «Союзснаба» вошли в топ 10 мировых производителей.

Но не думайте, что вся работа лаборатории это просто селекция. Здесь занимаются настоящей наукой, исследованиями, разработкой продуктов с новыми, ранее неизвестными свойствами. Например, совсем недавно в компании совершили прорыв — разработали закваску, которая способна убирать из молока лактозу. Это очень важная разработка, аналогов которой в мире еще нет. Вы знаете, что очень многие люди страдают непереносимостью лактозы. И теперь, благодаря разработке лаборатории «Союзснаба», они смогут наслаждаться вкусными и полезными кисломолочными продуктами из молока, производство которых станет значительно проще и дешевле.

Вот так благодаря пробиркам, но без всякой химии, продукты питания становятся вкуснее и полезнее.

В России производство пищевых добавок и ароматизаторов никогда не было выделено в самостоятельную отрасль экономики, что оказывало и продолжает оказывать негативное действие на его состояние и развитие.

В период плановой экономики в стране выпускали все пищевые кислоты. В ограниченной номенклатуре – пищевые красители (свекольный, из бузины, β-каротин, энокраситель, индигокармин, тартразин) и ароматизаторы, а также ванилин (пять предприятий). Осуществлялся промышленный выпуск ряда консервантов (пропионовая кислота, нитрит натрия, уксусная кислота и ее соли), антиокислителей (аскорбиновая и изоаскорбиновая кислоты, токоферолы), гидроколлоидов (агар, желатин, модифицированные крахмалы), эмульгаторов (пищевые фосфатиды, моно- и диглицериды пищевых жирных кислот) и усилителей вкуса (лейцин, глутаминовая кислота).

В рыночных условиях изменились и номенклатура, и объемы выпускаемых индивидуальных пищевых добавок.

В стране прекращено производство винной, яблочной, фумаровой и янтарной кислот, не выпускаются индивидуальные пищевые красители (кроме карамельного колера), усилители вкуса и антиокислители.

Получение достоверных данных по состоянию производства пищевых добавок в постперестроичный период весьма затруднено, но по отдельным позициям объемы продукции представлены на рисунке 1. Положительные тенденции в объемах производства прослеживаются в выпуске пищевой лимонной кислоты. Если на момент перестройки в РФ функционировало пять предприятий (из них четыре работало по устаревшей технологии), которые выпускали суммарно 9,8 тыс. т продукции, то в настоящее время одно предприятие, работающее по прогрессивной технологии, выпускает более 12 тыс. т лимонной кислоты. На этом предприятии также организован выпуск цитрата натрия. В рыночных условиях значительно увеличились объемы производства ароматизаторов, достигнув 3 тыс. т в год. Наращиваются мощности по выпуску лецитинов – пищевой добавки Е322. За последние пять лет запущены линии по его производству на четырех предприятиях. В 2013 году выработано пищевых фосфатидов/лецитинов почти 3,7 тыс. т, из которых 43% приходится на ЗАО «Содружество Соя». Объемы производства молочной кислоты за годы перестройки снизились в 4,6 раза, в два раза уменьшились объемы производства уксусной кислоты и модифицированных крахмалов. Не в полной мере используются мощности по выпуску пищевого глицерина: его производство снизилось с 1 153 т в 2007 году до 134 т в 2009-м. Из индивидуальных красителей в настоящее время выпускают только карамельный колер (не более 100 т/год). В основном получило развитие производство пищевых смесевых красителей из импортного сырья. Объем их выпуска составляет порядка двух тысяч т в год. В стране имеются производства пищевых фосфатов, натрия гидрокарбоната и пиросульфита натрия. На текущий момент российские производители не могут составить конкуренцию иностранным фирмам по объемам производства практически всех классов пищевых добавок. Доля российских предприятий на отечественном рынке, по оценкам экспертов («РосБизнесКонсалтинг», РБК), не превышает 15–20%.

Динамику объемов импорта индивидуальных пищевых добавок иллюстрируют рисунки 2–9. Из пищевых кислот наибольший объем импортных поставок приходится на лимонную кислоту, за шесть лет в три раза увеличились поставки винной кислоты и во столько же раз – глюконовой и уксусной, растут объемы поставок молочной кислоты. Рост импорта в последние годы отмечен практически по всем классам пищевых добавок, за исключением объемов закупок загустителей и гелеобразователей, а также этилванилина.

Структуру импорта 2012 года по типу продукции в стоимостном выражении отражает таблица 1. Лидером по поставкам ингредиентов является Китай, на долю которого приходится 29% от всего объема импорта. В стоимостном выражении объем импортных поставок ингредиентов в 2012 году по сравнении с 2011-м вырос на 10,6% (2011 г. – 381,21 млн $).

По данным РБК. Research, в 2012 году из России экспортировали 1116,5 т ингредиентов. Основное направление экспорта – страны СНГ. Структура экспорта пищевых ингредиентов по типу продукции в стоимостных показателях представлена в таблице 2.

Отличительными особенностями отечественного рынка пищевых добавок являются:

• Его стабильно высокие темпы роста. Так, по данным  аналитиков РБК. Research, они находятся на уровне 8–10% в год, в то время как мировой рынок показывает темпы роста на уровне 5%.
• Достаточно широкий ассортимент, который постоянно обновляется по мере появления на мировом рынке новых видов добавок. Примером служат ингредиенты, полученные с применением технологии мицеллирования на наноуровне – солюбизаторы под торговой маркой NavaSOE.
• Интенсивное продвижение российскими фирмами зарубежных разработок и слабое взаимодействие с научными госучреждениями в части реализации отечественных достижений.
• Неравномерное и одностороннее развитие индустрии пищевых ингредиентов, а именно уклон в сторону разработок и выпуска комплексных пищевых добавок на импортном сырье.
• Доминирование импортных ингредиентов и сырья.
• Постепенный переход предприятий от торгово-закупочной деятельности импортными ингредиентами к созданию собственных производств или сочетание этих двух видов деятельности.
• Усиление конкуренции за счет выхода на российский рынок новых зарубежных фирм.

Сдерживающими факторами в развитии отечественного производства пищевых добавок и ароматизаторов являются:

• отсутствие государственной поддержки развивающейся отрасли;
• недостаток инвестиций;
• дефицит отечественного сырья, особенно продуктов химического синтеза;
• отсутствие отечественного современного оборудования.
• стремление потенциальных инвесторов к быстрой окупаемости проектов и, как следствие, невостребованность отечественных наукоемких оригинальных технологий;
• организационные сложности в продвижении новых ингредиентов и добавок.

Существенным стимулом роста российского рынка ингредиентов являются результаты работы пищевой промышленности, увеличение объемов производства отечественных продуктов питания и напитков. Но несмотря на положительные тенденции, доля импортной продукции критически высока, поэтому поставлена задача инновационного развития пищевой индустрии, в результате которого следует ожидать не только снижения зависимости от импортных поставок продовольствия, но и появления на отечественном рынке нового поколения продуктов, являющегося конкурентоспособным в ракурсе соотношения качества и цены. Пищевые ингредиенты объективно можно рассматривать как локомотив в решении инновационных задач.

Что такое инновация? Существует ряд определений этого понятия. Большой коммерческий словарь дает такое определение: «Инновация – комплексный процесс создания, распространения и использования нового практического средства (новшества), необходимого для удовлетворения человеческих потребностей, меняющихся под воздействием общества, а также сопряженные с этим новшеством изменения».

Энциклопедия «Глобальная экономика» обозначает термин «инновация» как новая техника, технология, являющаяся результатом достижений научно-технического прогресса.

По существу термин «инновация» отражает деятельность по поиску и получению новых результатов, способов и средств. Эту деятельность можно выразить определенными критериальными характеристиками. Для пищевых ингредиентов, добавок и ароматизаторов критериями, позволяющими отнести их к инновационным, являются:

• новый или модернизированный способ получения, позволяющий улучшить технико-экономические показатели производства;
• качественно новые потребительские и/или функциональные характеристики, повышающие конкурентоспособность конечной пищевой продукции;
• новый способ применения, позволяющий расширить область использования;
• впервые внедренные результаты научно-исследовательских работ, позволившие улучшить потребительские свойства продукта по сравнению с имеющимися аналогами;
• использование при производстве пищевой продукции результатов интеллектуальной деятельности, защищенных патентами или полученными товарными знаками;
• использование нового оборудования, ранее не применяемого в производстве.

Стратегия инновационного развития отрасли пищевых ингредиентов должна базироваться на объединении в единую систему таких составляющих, как научное и финансовое обеспечение, наличие обоснованной законодательной базы, заинтересованность бизнеса в переходе к новым высокотехнологичным решениям, и учитывать достаточно широкий круг требований, предъявляемых к добавкам для создания пищевых продуктов соответствующего назначения: для массового потребления, функциональных, органических, обогащенных, специализированных и т. д. При этом направления развития отечественной базы ингредиентов должны быть созвучны формирующимся мировым тенденциям в пищевой индустрии, к которым на текущий момент относятся: увеличение спроса на полезные и натуральные ингредиенты, возможность с их использованием получать продукты с низкой калорийностью, повышенной функциональностью, органические и обогащенные  ценными компонентами.

Для инновационного развития производства пищевых добавок в ближайшей перспективе наиболее целесообразно использовать биотехнологические методы их получения. Для этого вывода есть ряд обоснованных причин: добавки, полученные микробным синтезом, относятся к категории натуральных; в стране имеется отечественное сырье для микробного синтеза  (различные крахмалы, зерно, отходы сахарного производства); существуют государственные коллекции микроорганизмов-продуцентов ряда пищевых добавок, а также отраслевые институты, имеющие опыт, кадры и научные школы по направлению биотехнологии. Кроме того, биотехнологические производства более экологичны, чем химические. Необходимо принять во внимание, что этот подход находится в русле принятой Правительством России в 2012 году Комплексной программы развития биотехнологий в стране на период до 2020 года, которая ставит одной из своих целей заменить существенную часть продуктов, производимых методом химического синтеза, продуктами биологического синтеза и увеличить объем производства биотехнологической продукции в РФ в 33 раза, сократив импорт такой продукции на 50%.

Из 360 разрешенных в России пищевых добавок на долю продукции, получаемой биотехнологическими методами, приходится менее 7%, но эти добавки относятся к категории востребованных в пищевой промышленности. Это наряду с пищевыми кислотами, такими как: лимонная, молочная, аскорбиновая, глюконовая, усилители вкуса (глутаминовая кислота и ее соли, 5′-гуаниловая кислота и ее соли, 5′-инозиновая кислота и ее соли, 5′-рибонуклеотиды кальция и натрия), ферменты (амилазы, липазы, инвертаза), загустители (геллановая и ксантановая камеди, глюканы), консерванты (низин, пимарицин), ряд витаминов и аминокислот (рибофлавин, лизин и др.), антиокислители (аскорбиновая и изоаскорбиновая кислоты). Однако в РФ методами микробного синтеза получают только две кислоты и в небольших количествах ферменты  ограниченной номенклатуры.

Возможности биотехнологий по мере появления новых знаний постоянно расширяются. В качестве примера: получение лецитина (пищевой добавки Е322) классическим методом из растительных масел давно известно. Технология затратна с экономической точки зрения, так как для получения сырья необходимо использовать плодородные почвы, а скорость роста культивируемых растений относительно низка. Устранить указанные недостатки возможно за счет производства лецитинов из биомассы микроводорослей – цианобактерий, культивируемых на доступных источниках углерода.

Биотехнологическое направление позволит создать высокоэффективный вектор развития  востребованных в пищевой индустрией пищевых добавок, которые в настоящее время в России не выпускаются.

В развитии современного производства пищевых ингредиентов и продуктов питания инновационная составляющая, по мнению экспертного сообщества, принадлежит науке. Ее задача – предложить разработки, которые не только расширят линейку отечественных конкурентоспособных ингредиентов и решат проблему импортозамещения, но и позволят создать с их использованием продукты здорового питания: специализированные, обогащенные, функциональные, геродиетические, органические, – то есть такие, какие обеспечат растущие потребности населения. Совершенно справедливо многие аналитики видят ориентиры для развития отечественной индустрии пищевых ингредиентов в сотрудничестве бизнеса с наукой, в широком освоении инновационных идей и решений.

Достижения фундаментальной и прикладной науки в области ингредиентов и пищевых добавок должны быть коммерциализированы и использованы реальным сектором экономики.

Компания: ГНУ ВНИИ пищевых ароматизаторов, кислот и красителей Россельхозакадемии

Авторы: Татьяна Никифорова, д-р техн. наук, директор

Татьяна Губасова, канд. хим. наук, ученый секретарь