foodsystFood systemsПищевые системы2618-97712618-7272Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН10.21323/2618-9771-2024-7-3-368-374foodsyst-564Research ArticleСтатьиSulfur dioxide in white sugar: Source of income, reference valuesДиоксид серы в белом сахаре: источник поступления, референтные значенияhttps://orcid.org/0000-0001-6099-6063БеляеваЛ. И.BelyaevaL. I.

Беляева Любовь Ивановна  — кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник, лаборатория технологий сахара и  методов контроля продукции

305021,  Курск, ул. Карла Маркса, 70б

Тел.: +7–4712–58–05–62

Lyubov I.  Belyaeva - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Laboratory of Sugar Technologies and Product Control Methods, Leading Researcher

70b, Karla Marksa Str., 305021, Kursk

Tel.: +7–4712–58–05–62

belyaeva_li@mail.ruПружинМ. К.PruzhinM. K.

Пружин Михаил Константинович  — доктор сельскохозяйственных наук, профессор, старший научный сотрудник, лаборатория технологий сахара и  методов контроля продукции

305021,  Курск, ул. Карла Маркса, 70б

Tel.: +7–960–673–23–24

Mikhail K. Pruzhin - Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Senior Researcher, Laboratory of Sugar Technologies and Product Control Methods

70 b, Karla Marksa Str., 305021, Kursk

Tel.: +7–960–673–23–24

mihailpruzin@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7111-9939ОстапенкоА. В.OstapenkoA. V.

Остапенко Алла Владимировна — cтарший научный сотрудник, лаборатория технологий сахара и методов контроля продукции

305021, Курск, ул. Карла Маркса, 70б

Tel.: +7–951–312–94–22

Alla V. Ostapenko - Senior Researcher, Laboratory of Sugar Technologies and Product Control Methods

70 b, Karla Marksa Str., 305021, Kursk

Tel.: +7–951–312–94–22

ostapenko.al@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5998-8699ВласенкоА. С.VlasenkoA. S.

Власенко Анна Сергеевна — младший научный сотрудник, лаборатория технологий сахара и методов контроля продукции

305021, Россия,  ул. Карла Маркса, 70б

Tel.: +7–4712–53–74–01

Anna S. Vlasenko - Junior Researcher, Laboratory of Sugar Technologies and Product Control Methods

70 b, Karla Marksa Str., 305021

Tel.: +7–4712–53–74–01

aniuta.kurdiuckova@yandex.ruКурский федеральный аграрный научный центрРоссияFederal Agricultural Kursk Research CenterRussian FederationКурский федеральный аграрный научный центрРоссияFederal Agricultural Kursk Research Center,Russian Federation20242110202473368374Copyright © Belyaeva L.I., Pruzhin M.K., Ostapenko A.V., Vlasenko A.S., 20242024Беляева Л.И., Пружин М.К., Остапенко А.В., Власенко А.С.Belyaeva L.I., Pruzhin M.K., Ostapenko A.V., Vlasenko A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.fsjour.com/jour/article/view/564

Sulfur dioxide is one of the classic essential technological processing aids used in modern technology for the production of white beet sugar. The technological and safe use of sulfites (sulfur dioxide, sodium sulfite and sodium hydrosulfite) in the formation of the food system of the sugar production process flow has been substantiated, and their functional effect is shown. It has been established that the change in the content of sulfur dioxide in white sugar under the influence of an antifoam, antiscale agent and decolorant in the doses used in massecuite occurred in accordance with the principle of additivity. The presence of the additive property was confirmed by the maximum approximation of the algebraic sum of the effects of each agent, amounting to 5.6%, to the range of variation in the values of the sulfur dioxide content (5.9) at a significance level of p=0.05. The dependence of the sulfur dioxide content in white sugar in a range of 0 to 6.5 mg/kg on the influence of the decolorant and defoamer in a dose range of 100 to 200 and of 4 to 6 g/t of massecuite was established. It has been revealed that increasing the minimum optimal dose of the decolorant to the maximum leads to an increase in the content of sulfur dioxide in white sugar by 1.7 times. Confidence intervals for the general mean were calculated based on the assumption of normal data distribution and a significance level of p=0.05. The reference values for the sulfur dioxide content in white sugar of the four categories were 1.28–2.69 mg/kg, and the upper limit level with consideration for the confidence interval was 1.39–3.01 mg/kg. The established reference values can be used at sugar factories in the production control system, and also provide an evidence base for comparison and assessment of this indicator of the white sugar safety for industrial consumers.

Диоксид серы относится к классическим обязательным ТВС, применяемым в современной технологии производства белого свекловичного сахара. Обосновано технологическое и безопасное применение сульфитов (диоксида серы, сульфита натрия и гидросульфита натрия) при формировании пищевой системы технологического потока сахарного производства, показано их функциональное действие. Установлено, что изменение содержания диоксида серы в белом сахаре под влиянием пеногасителя, антинакипина и деколоранта в применяемых дозах в утфеле происходило в соответствии с принципом аддитивности. Наличие аддитивного свойства подтверждено максимальным приближением алгебраической суммы эффектов влияния каждого средства, составляющей 5,6%, к  размаху варьирования значений содержания диоксида серы — 5,9 при уровне значимости p=0,05. Установлена зависимость содержания диоксида серы в белом сахаре в пределах 0–6,5 мг/кг от влияния деколоранта и пеногасителя в диапазоне доз 100–200 и 4–6 г/т утфеля. Выявлено, что увеличение минимальной оптимальной дозы деколоранта до максимальной приводит к повышению содержания диоксида серы в белом сахаре в 1,7 раза. Доверительные интервалы для генеральной средней рассчитывали на основе предположения о нормальном распределении данных и уровне значимости 0,05. Референтные значения содержания диоксида серы в белом сахаре четырех категорий составили 1,28–2,69 мг/кг, а верхний предельный уровень с учетом доверительного интервала — 1,39–3,01 мг/кг. Установленные референтные значения могут быть использованы на сахарных заводах в системе производственного контроля, а также являются доказательной базой сравнения и оценки этого показателя безопасности белого сахара для промышленных потребителей.

свекловичный сахарпищевая системадиоксид серысульфиттехнологическое вспомогательное средствоаддитивное влияниереферентное значениеbeet sugarfood systemsulfur dioxidesulfitetechnological processing aidadditive effectreference valueСтатья подготовлена в рамках выполнения исследований по государственному заданию ФГБНУ «Курский федеральный аграрный научный центр», № FGZU-2023-002This research was funded by state assignment of the Federal Agricultural Kursk Research Center, No FGZU‑2023-002.ReferencesGuido, L. F. (2016). Sulfites in beer: Reviewing regulation, analysis and role. Scientia Agricola, 73(2), 189–197. https://doi.org/10.1590/0103-9016-2015-0290Guido, L. F. (2016). Sulfites in beer: Reviewing regulation, analysis and role. Scientia Agricola, 73(2), 189–197. https://doi.org/10.1590/0103-9016-2015-0290Танащук, Т. Н., Шаламитский, М. Ю., Загоруйко, В. И., Семенова, К. А., Иванова, Е. В., Кишковская, С. А. (2022). Влияние диоксида серы на рост природных штаммов молочнокислых бактерий вина. Магарач. Виноградарство и виноделие, 24(4), 381–386. https://doi.org/10.34919/IM.2022.88.74.012Tanashchuk, T. N., Shalamitsky, M. Yu., Zagoruiko, V. I., Semenova, K. A., Ivanova, E. V., Kishkovskaya, S. A. (2022). The effect of sulfur dioxide on the growth of original strains of lactic acid bacteria in wine. Magarach. Viticulture and Winemaking, 24(4), 381–386. (In Russian)] https://doi.org/10.34919/IM.2022.88.74.012Кондратьев, Н. Б., Казанцев, Е. В., Осипов, М. В., Руденко, О. С., Крылова, Э. Н. (2018). Определение источников поступления диоксида серы в кондитерские изделия. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий, 80(4), 203–208. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-203-208Kondratyev, N. B., Kazantsev, E. V., Osipov, M. V., Rudenko, O. S., Krylova, E. N. (2018). Determination of sources of sulfur dioxide in confectionery. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies, 80(4), 203–208 (In Russian) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-203-208D’Amore, T., Di Taranto, A., Berardi, G., Vita, V., Marchesani, G., Chiaravalle, A. E. et al. (2020). Sulfites in meat: Occurrence, activity, toxicity, regulation, and detection. A comprehensive review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 19(5), 2701–2720. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12607D’Amore, T., Di Taranto, A., Berardi, G., Vita, V., Marchesani, G., Chiaravalle, A. E. et al. (2020). Sulfites in meat: Occurrence, activity, toxicity, regulation, and detection. A comprehensive review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 19(5), 2701–2720. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12607Berardi, G., Di Taranto, A., Vita, V., Marchesani, G., Iammarino, M. (2022). Effect of different cooking treatments on the residual level of sulphites in shrimps. Italian Journal of Food Safety, 11(3), Article 10029. https://doi.org/10.4081/ijfs.2022.10029Berardi, G., Di Taranto, A., Vita, V., Marchesani, G., Iammarino, M. (2022). Effect of different cooking treatments on the residual level of sulphites in shrimps. Italian Journal of Food Safety, 11(3), Article 10029. https://doi.org/10.4081/ijfs.2022.10029Егорова, О. С., Акбулатова, Д. Р., Шилкин, А. А. (2023). Факторы, влияющие на качество и сроки годности напитков брожения из плодового сырья: обзор предметного поля. Хранение и переработка сельхозсырья, 2, 14–32. https://doi.org/10.36107/spfp.2023.447Egorova, O. S., Akbulatova, D. R., Shilkin, A. A. (2023). Factors affecting the quality and shelf life of fermented beverages from fruit raw materials: Scoping review. Storage and Processing of Farm Products, 2, 14–32. (In Russian)] https://doi.org/10.36107/spfp.2023.447Popescu, C., Postolache, E., Ciubucă, A., Rapeanu, G., Hopulele, T. (2010). Influence of sulfitation on the dynamics of the activity of oxidizing enzymes in white grapes. Scientific Study and Research: Chemistry and Chemical Engineering, 11(2), 277–288.Popescu, C., Postolache, E., Ciubucă, A., Rapeanu, G., Hopulele, T. (2010). Influence of sulfitation on the dynamics of the activity of oxidizing enzymes in white grapes. Scientific Study and Research: Chemistry and Chemical Engineering, 11(2), 277–288.Демченко, Е. А. (2022). Анализ стандартов Евразийского экономического союза на кондитерские изделия. Техника и технология пищевых производств, 52(4), 819–834. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-4-2409Demchenko, E. A. (2022). Confectionery standards in the Eurasian Economic Union. Food Processing: Techniques and Technology, 52(4), 819–834 (In Russian)] https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-4-2409Zhang, J., Zhong, S., Zhao, K., Liu, Z., Dang, Z., Liu, Y. (2022). Sulfite may disrupt estrogen homeostasis in human via inhibition of steroid arylsulfatase. Environmental Science and Pollution Research, 29(13), 19913–19917. https://doi.org/10.1007/s11356-021-18416-zZhang, J., Zhong, S., Zhao, K., Liu, Z., Dang, Z., Liu, Y. (2022). Sulfite may disrupt estrogen homeostasis in human via inhibition of steroid arylsulfatase. Environmental Science and Pollution Research, 29(13), 19913–19917. https://doi.org/10.1007/s11356-021-18416-zLou, T., Huang, W., Wu, X., Wang, M., Zhou, L., Lu, B. et al. (2017). Monitoring, exposure and risk assessment of sulfur dioxide residues in fresh or dried fruits and vegetables in China. Food Additives and Contaminants: Part A, 34(6), 918–927. https://doi.org/10.1080/19440049.2017.1313458Lou, T., Huang, W., Wu, X., Wang, M., Zhou, L., Lu, B. et al. (2017). Monitoring, exposure and risk assessment of sulfur dioxide residues in fresh or dried fruits and vegetables in China. Food Additives and Contaminants: Part A, 34(6), 918–927. https://doi.org/10.1080/19440049.2017.1313458Шевченко, С. Е. (2019). Мониторинг продукции переработки фруктов и овощей. Контроль качества продукции, 12, 53–60.Shevchenko, S. E. (2019). Monitoring of products processed from fruit and vegetables. Production Quality Control, 12, 53–60. (In Russian)Егорова, М. И., Широких, Е. В., Кретова, Я. А. (2016). Результаты мониторинга содержания диоксида серы в сахаре. Сахар, 7, 39–41.Egorova, M. I., Shirokikh, E. V., Kretova, Y. A. (2016). Results of monitoring of the sulfur dioxide content in sugar. Sugar, 7, 39–41. (In Russian)Даишева, Н. М., Городецкий, В. О., Семенихин, С. О., Усманов, М. М. (2022). Влияние сульфитационной обработки полупродуктов свеклосахарного производства на процесс ингибирования образования интенсивно окрашенных высокомолекулярных соединений. Новые технологии, 18(3), 24–35. https://doi.org/10.47370/2072-0920-2022-18-3-24-35Daisheva, N. M., Gorodetsky, V. O., Semenikhin, S. O., Usmanov, M. M. (2022). The effect of sulfitation treatment of beet-sugar production semi-products on the process of intensively colored high molecular compounds inhibition. New Technologies, 18(3), 24–35. (In Russian) https://doi.org/10.47370/2072-0920-2022-18-3-24-35Петров, С. М., Подгорнова, Н. М., Тужилкин, В. И. (2022). Экологическая оценка выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух свеклосахарными заводами. Экология и промышленность России, 26(3), 10–16. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2022-3-10-16Petrov, S. M., Podgornova, N. M., Tuzhilkin, V. I. (2022). Environmental assessment of emissions of pollutants into the atmospheric air by sugar beet factories. Ecology and Industry of Russia, 26(3), 10–16. (In Russian)] https://doi.org/10.18412/1816-0395-2022-3-10-16Егорова, М. И., Широких, Е. В., Кретова, Я. А., Райник, В. В. (2016). Йодометрия при исследовании сахаросодержащих растворов. Сахар, 10, 36–39.Egorova, M. I., Shirokikh, E. V., Kretova, Y. A., Raynik, V. V. (2016). Iodimetry in investigation of sugar containing solutions. Sugar, 10, 36–39. (In Russian)Беляева, Л. И., Остапенко, А. В., Лабузова, В. Н. Сысоева, Т. И. (2018). Деколоранты сахара — новая функциональная группа технологических вспомогательных средств. Известия высших учебных заведений. Пищевая технология, 4(364), 33–35. https://doi.org/10.26297/0579-3009.2018.4.8Belyaeva, L. I., Ostapenko, A. V., Labuzova, V. N. Sysoeva, T. I. (2018). Sugar decolorants — new functional group of technological supporting means. Izvestiya Vuzov. Food Technology, 4(364), 33–35. (In Russian)] https://doi.org/10.26297/0579-3009.2018.4.8Костенко, Т. И., Коноплева, Н. С., Короткова, Н. П., Рудич, Т. В., Стрельников, С. Ю. (2017). Новый пеногаситель для сахарного производства марки «Лапрол ПС-7» от компании «Макромер». Сахар, 4, 26–27.Kostenko, T. I., Konopleva, N. S., Korotkova, N. P., Rudich, T. V., Strelnikov, S. Yu. (2017). New defoamer for sugar production of the brand “Laprol PS-7” from the company “Macromer”. Sugar, 4, 26–27. (In Russian)Славянский, А. А., Грибкова, В. А., Николаева, Н. В., Митрошина, Д. П. (2021). Физико-химические основы промышленной кристаллизация сахарозы. Сахар, 4, 28–33. https://doi.org/10.24412/2413-5518-2021-4-28-33Slavyansky, A. A., Gribkova, V. A., Nikolaeva, N. V., Mitroshina, D. P. (2021). Physico-chemical foundations of industrial crystallization of saccharose. Sugar, 4, 28–33. (In Russian) https://doi.org/10.24412/2413-5518-2021-4-28-33Беляева, Л. И., Остапенко, А. В., Лабузова, В. Н., Сысоева, Т. И. (2018). Состояние пищевой системы утфеля I кристаллизации при совокупном действии ПАВ, деколоранта сахара, антинакипина. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий, 80(4), 151–155.https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-151-155Belyaeva, L. I., Ostapenko, A. V., Labuzova, V. N., Sysoeva, T. I. (2018). The state of the I crystallization massecuite food system with the cumulative effect of surfactants, sugar decolorant, descaling agent. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies, 80(4), 151–155. (In Russian)] https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-151-155Беляева, Л. И., Пружин, М. К., Остапенко, А. В., Сысоева, Т. И. (2022). Выявление аддитивного влияния технологических вспомогательных средств в производстве свекловичного белого сахара. Достижения науки и техники АПК, 36(10), 84–88.Belyaeva, L. I., Pruzhin, M. K., Ostapenko, A. V., Sysoeva, T. I. (2022). Identification of the additive effect of technological aids in the production of beet white sugar. Achievements of Science and Technology in Agro-Industrial Complex, 36(10), 84–88. (In Russian)Беляева, Л. И., Пружин, М. К., Остапенко, А. В. (2022). Оценка влияния технологических вспомогательных средств на процесс кристаллизации сахарозы посредством метода численного эксперимента. Известия высших учебных заведений. Пищевая технология, 4(388), 30–36. https://doi.org/10.26297/0579-3009.2022.4.5Belyaeva, L. I., Pruzhin, M. K., Ostapenko, A. V. (2022). Evaluation of the effect of technological aids on the process of sucrose crystallization by the method of numerical experiment. Izvestiya Vuzov. Food Technology, 4(388), 30–36. (In Russian)] https://doi.org/10.26297/0579-3009.2022.4.5Лемешко, Б. Ю., Лемешко, С. Б. (2021). Проблемы применения непараметрических критериев согласия в задачах обработки результатов измерений. Системы анализа и обработки данных, 2(82), 47–66. https://doi.org/10.17212/2782-2001-2021-2-47-66Lemeshko, B. Yu., Lemeshko, S. B. (2021). Problems of nonparametric goodness-of-fit test application in tasks of measurement results processing. Analysis and Data Processing Systems, 2(82), 47–66. (In Russian) https://doi.org/10.17212/2782-2001-2021-2-47-66Александровская, Л. Н., Кириллин, А. В., Кербер, О. Б. (2017). Выбор ряда критериев проверки отклонения распределения вероятностей от нормального закона в практике инженерного статистического анализа. Труды ФГУП «НПЦАП». Системы и приборы управления, 1, 42–52.Aleksandrovskaya, L. N., Kirillin, A. V., Kerber, O. B. (2017). Choice of some criteria of checking a deviation of the probability distribution from the normal probability law in practice of engineering statistical analysis. Works of Federal State Unitary-Enterprise Academician Pilyugin Scientific-Production Center of Automatics and Instrument-Vaking, 1, 42–52. (In Russian)Durakovic, B. (2017). Design of experiments application, concepts, examples: State of the art. Periodicals of Engineering and Natural Scinces, 5(3), 421–439. http://doi.org/10.21533/pen.v5i3.145Durakovic, B. (2017). Design of experiments application, concepts, examples: State of the art. Periodicals of Engineering and Natural Scinces, 5(3), 421–439. http://doi.org/10.21533/pen.v5i3.145Sarir, E. M., Pabon, B. R. (2017). High performance decolorants and color precipitants for VHP sugar production. International Sugar Journal, 119, Article 1421.Sarir, E. M., Pabon, B. R. (2017). High performance decolorants and color precipitants for VHP sugar production. International Sugar Journal, 119, Article 1421.Петров, С. М., Подгорнова, Н. М., Тужилкин, В. И., Филатов, С. Л. (2017). Повышение качества свекловичного сахара до экспортного уровня. Сахар, 5, 30–33.Petrov, S. M., Podgornova, N. M., Tuzhilkin, V. I., Filatov, S. L. (2017). Increasing quality of beet sugar to the export value. Sugar, 5, 30–33. (In Russian)Abdel-Rahman, El-S., Floeter, E. (2016). Physico-chemical characterization of turbidity-causing particles in beet sugar solutions. International Journal of Food Engineering, 12(2), 127–137. https://doi.org/10.1515/ijfe-2015-0129Abdel-Rahman, El-S., Floeter, E. (2016). Physico-chemical characterization of turbidity-causing particles in beet sugar solutions. International Journal of Food Engineering, 12(2), 127–137. https://doi.org/10.1515/ijfe-2015-0129Чернявская, Л. И. (2017). Как добиться качества сахара экспортного потенциала? Сахар, 6, 22–27.Chernyavskaya, L. I. (2017). How to achieve sugar quality of the export potential? Sugar, 6, 22–27. (In Russian)Савостин, А. В., Городецкий, В. О. (2014). Сравнительная оценка эффективности действия антинакипинов при выпаривании соков свеклосахарного производства. Известия высших учебных заведений. Пищевая технология, 5–6, 102–106.Savostin, А. V., Gorodetskiy, V. O. (2014). Comparative evaluation of effectiveness antiscales on evaporation of juice of beet sugar production. Izvestiya Vusov. Food Technology, 5–6, 102–106. (In Russian)]Николаева, Н. В., Митрошина, Д. П., Славянский, А. А., Грибкова, В. А., Лебедева, Н. Н. (2021). Кристаллы сахарозы как основа сахаросодержащих продуктов. Сахар, 8, 34–38. https://doi.org/10.24412/2413-5518-2021-8-34-38Nikolaeva, N. V., Mitroshina, D. P., Slavyansky, A. A., Gribkova, V. A., Lebedeva, N. N. (2021). Кристаллы сахарозы как основа сахаросодержащих продуктов. Sugar, 8, 34–38. (In Russian) https://doi.org/10.24412/2413-5518-2021-8-34-38Чернявская, Л. И. (2009). Контроль сахарного производства в зависимости от требований потребителей сахара: технологические аспекты. Сахар, 7, 39–47.Chernyavskaya, L. I. (2009). Control of sugar production depending on the requirements of sugar consumers: Technological aspects. . Sugar, 7, 39–47. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.