Аннотация. Цель статьи – исследовать влияние реологических характеристик пищевых продуктов на их конечное качество, потребительские свойства и безопасность. Рассматривается роль реологии как науки о деформации и течении материалов в процессах разработки, производства, хранения и употребления пищевой продукции. В работе анализируются ключевые реологические параметры (вязкость, упругость, пластичность, тиксотропия), их зависимость от состава продукта и технологических воздействий. Особое внимание уделяется связи реологических свойств с текстурой, стабильностью, удобством использования и микробиологической безопасностью продуктов. Методология основана на анализе научной литературы, обобщении данных о стандартных (вискозиметрия) и современных (реометрия) методах контроля. Результаты демонстрируют, что реологический контроль на всех этапах жизненного цикла продукта является критически важным инструментом для прогнозирования поведения продукта, обеспечения заданных характеристик и предотвращения дефектов. Делается вывод о необходимости интеграции реологических знаний в систему менеджмента безопасности пищевой продукции (ХАССП) и важности подготовки специалистов, владеющих методами реологического анализа.

Введение. Реология, изучающая деформацию и течение веществ, является фундаментальной наукой для современной пищевой промышленности. Качество пищевого продукта определяется не только его химическим составом и питательной ценностью, но и комплексом физических свойств, формирующих текстурное восприятие, удобство нанесения, порционирования и устойчивость при хранении. Все эти характеристики напрямую зависят от реологического поведения продукта. Актуальность темы обусловлена растущими требованиями потребителей к разнообразию текстур, стабильности качества и безопасности готовой продукции. Теоретическая значимость работы заключается в систематизации знаний о взаимосвязи микроструктуры пищевых дисперсных систем с их макроскопическими реологическими свойствами. Практическая ценность состоит в обосновании применения реологического контроля как неотъемлемой части технологического процесса и системы менеджмента безопасности пищевой продукции на основе принципов ХАССП (Hazard Analysis and Critical Control Points – анализ рисков и критические контрольные точки) [1, с. 15]. Развитие данного направления позволяет решать задачи по созданию продуктов с заданными свойствами, сокращению брака и обеспечению стабильности в течение всего срока годности.

Основная часть

Пищевые продукты представляют собой сложные многокомпонентные дисперсные системы (эмульсии, суспензии, пены, гели), чьи реологические свойства определяются взаимодействиями между фазами. Ключевыми параметрами являются вязкость (сопротивление течению), упругость (способность восстанавливать форму), пластичность (деформация без восстановления после снятия нагрузки) и тиксотропия – свойство уменьшать вязкость при механическом воздействии с последующим восстановлением структуры в покое. Например, тиксотропное поведение характерно для кетчупа, йогурта или некоторых соусов, что обеспечивает легкое извлечение из упаковки и последующее сохранение формы на тарелке [2, p. 203].

Реология играет решающую роль на всех этапах жизненного цикла продукта. На стадии разработки рецептуры она позволяет моделировать и прогнозировать конечную текстуру, подбирая оптимальные соотношения загустителей, стабилизаторов и жировой фазы. В процессе производства реологические данные используются для расчета мощности оборудования (насосов, гомогенизаторов), проектирования трубопроводов и выбора режимов обработки (например, температуры пастеризации). Неадекватные реологические свойства могут привести к технологическим сбоям: затрудненному розливу, расслоению продукта в фасовочной линии или недостаточной теплопередаче [3, с. 67].

Контроль реологических свойств напрямую связан с безопасностью продукции. Так, вязкость является критическим параметром для жидких и полужидких продуктов, стерилизуемых в потоке. Недостаточная вязкость может привести к турбулентному течению и неравномерному прогреву, в результате чего патогенные микроорганизмы могут выжить. Правильно подобранная реология обеспечивает ламинарный поток и эффективную стерилизацию. Кроме того, структурированные продукты с высокой вязкостью или прочным гелевым каркасом могут ограничивать миграцию влаги и кислорода, замедляя тем самым рост микрофлоры и окислительную порчу [4, с. 89].

Для оценки реологических свойств применяется широкий спектр методов. Простые методы вискозиметрии (например, с помощью ротационного вискозиметра) подходят для контроля вязкости на производстве. Однако для глубокого анализа требуется использование реометров, позволяющих проводить исследования в различных режимах: при постоянной скорости сдвига, при постоянном напряжении сдвига или в осцилляционном режиме. Осцилляционные тесты, не разрушающие структуру, особенно важны для изучения гелеобразных систем и определения таких параметров, как модуль упругости (G') и модуль потерь (G'') [5, p. 115].

Одной из актуальных задач является разработка продуктов с модифицированной реологией для различных групп потребителей, например, для людей с дисфагией (нарушением глотания). Такие продукты должны обладать строго определенными адгезионными и прочностными характеристиками, чтобы предотвратить риск аспирации. Другим направлением является создание низкокалорийных продуктов, где замена сахара и жира на пищевые волокна или заменители требует тщательного реологического моделирования для сохранения привычной текстуры [6, с. 132].

Несмотря на значимость, внедрение реологического контроля в повседневную практику многих предприятий сталкивается с проблемами. К ним относятся высокая стоимость современного аналитического оборудования, недостаток квалифицированных кадров, способных корректно проводить измерения и интерпретировать данные, а также слабая интеграция реологических параметров в техническую документацию и стандарты. В этой связи важную роль играет образовательная и профориентационная работа. Участие студентов в предметных олимпиадах по пищевой реологии способствует углублению понимания физико-химических основ пищевых технологий и формированию навыков решения прикладных задач, что в будущем поможет восполнить дефицит специалистов в данной области.

Перспективы развития пищевой реологии связаны с аддитивными технологиями (например, 3D-печатью пищевых продуктов, где реология «чернил» является определяющим фактором), нанотехнологиями для управления структурой на молекулярном уровне, а также с активным использованием компьютерного моделирования для прогнозирования реологического поведения сложных смесей. Совершенствование портативных и inline-датчиков позволит осуществлять непрерывный мониторинг реологических параметров непосредственно в технологическом потоке, обеспечивая оперативную обратную связь и адаптивное управление процессом [7, p. 178].

Вывод. Проведенный анализ убедительно доказывает, что реология выступает в качестве одного из ключевых факторов, определяющих не только органолептические и функциональные свойства пищевых продуктов, но и их технологичность и микробиологическую безопасность. Реологические исследования предоставляют объективные количественные данные, позволяющие перейти от эмпирического подхода в разработке рецептур к научно обоснованному проектированию продуктов с заданными характеристиками. Для полной реализации потенциала реологии в пищевой индустрии необходимы системные усилия по модернизации оборудования для контроля, включению реологических критериев в отраслевые стандарты и технические регламенты, а также по подготовке инженеров-технологов и исследователей, владеющих современными методами реологического анализа. Интеграция реологического мониторинга в критические контрольные точки системы ХАССП позволит существенно повысить стабильность качества и безопасность выпускаемой продукции, отвечая современным вызовам глобального пищевого рынка.

Список литературы

1. Стефанов С.И., Пащенко Л.П. Реология пищевых продуктов: Учебник для вузов. – СПб.: ГИОРД, 2019. – 320 с.
2. McClements, D.J. Food Emulsions: Principles, Practices, and Techniques. 3rd ed. – Boca Raton: CRC Press, 2015. – 675 p.
3. Антипова Л.В., Глотова И.А., Рогов И.А. Методы исследования свойств сырья и пищевых продуктов. – М.: КолосС, 2021. – 280 с.
4. Тутельян В.А. (ред.). Научные основы здорового питания. – М.: Издательство «ГЭОТАР-Медиа», 2020. – 456 с.
5. Mezger, T.G. The Rheology Handbook: For users of rotational and oscillatory rheometers. 5th revised ed. – Hanover: Vincentz Network, 2020. – 450 p.
6. Донченко Л.В., Фирсов Г.Г. Пищевые волокна: технология, свойства, применение. – СПб.: Профессия, 2018. – 264 с.
7. Norton, I., Fryer, P., & Moore, S. Product Design and Engineering: Formulation of Gels and Pastes. – Weinheim: Wiley-VCH, 2018. – 312 p.
8. Основные требования к публикации статей в журнале [Электронный ресурс] – https://adisteme.kz/trebovaniia-k-oformleniiu-stati.html