полимерные материалы для упаковки пищевых продуктов

тема номера: крупнотоннажные пм
Полимерные материалы для
упаковки пищевых продуктов:
требования и принципы выбора
Е. Г. Любешкина, к. т. н.
В настоящее время повсеместно наблюдается бурный рост потребления (и соответственно – производства) пищевой упаковки из полимерных (одно- и многослойных) и комбинированных материалов. Упаковка из этих материалов
не только защищает продукты питания от преждевременной порчи и обеспечивает их сохранность, но и способствует
их быстрой продаже. В свою очередь, для правильного выбора упаковочных материалов их производителям необходимо
знать не только свойства упаковочных материалов, но и свойства пищевых продуктов, для упаковывания которых
они предназначены, а также возможные эффекты взаимодействия между ними.
Введение.
1. Основные виды полимерных и комбинированных упаковочных материалов.
2. Упаковочные материалы для мяса, мясных и рыбных
продуктов.
3. Упаковочные материалы для молока, молочных
продуктов, детского питания, мороженого, сыров и
соков.
4. Упаковка кондитерских изделий, хлебобулочных и
сыпучих продуктов.
5. Упаковка овощей, фруктов и других подобных продуктов.
6. Тара из полимерных материалов.
Введение
На заре развития упаковочной отрасли в нашей
стране (в начале второй половины прошлого века)
практически любой новый упаковочный материал
встречался на «ура!». В качестве основных видов тары
и упаковки для продуктов питания использовались
мешочки из ткани, наволочки, металлические бидоны,
стеклянные банки, бутылки и бутылочки. Основным
упаковочным материалом была газетная бумага, из
которой делали кульки, а также бумага более высокого
качества, из которой делали пакеты. Пергаментная бумага являлась самым «классным» и культурным видом
упаковки. Все виды бумажной упаковки были весьма
дефицитны, тем более появившийся в 1970-е годы целлофан. Отечественный рынок упаковки не отличался
большим разнообразием, а импортные упаковочные
материалы стоили достаточно дорого.
В 1990-е гг. состояние в сфере упаковки в нашей
стране кардинально изменилось – окончательно сформировалась упаковочная отрасль, основная «сверхзадача» которой в настоящее время выражается девизом:
4
«каждому продукту – своя упаковка». Осуществление
этого принципа на практике подразумевает, что при
выборе упаковочного материала для пищевого продукта
необходимо учитывать факторы, обеспечивающие защитные свойства упаковочного материала по отношению к продукту в течение необходимого времени при
его складировании, транспортировании и хранении
в домашних условиях. К ним в первую очередь относятся:
• состав, тип и свойства пищевого продукта;
• конструкция упаковки и среда внутри нее;
• физико-механические характеристики, проницаемость и санитарно-гигиенические свойства упаковочного материала, обеспечивающие безвредность по
отношению к пищевому продукту.
Кроме того, упаковочный материал должен обеспечивать возможность нанесения на него штрихового
кода и печати для повышения информативности и
привлекательности упаковки.
Санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к упаковочным материалам, непосредственно контактирующим с пищевым продуктом, являются весьма
жесткими. Такие материалы должны быть химически
инертными, т. е. не выделять вредных веществ выше
допустимых уровней и не изменять органолептических
свойств продукта, не обладать канцерогенными, мутагенными и аллергенными свойствами, не содержать
ингредиентов, обладающих токсичностью.
В настоящее время появились новые виды «активной» упаковки, которая способна вводить в состав
продукта полезные для организма вещества, например,
витамины, защищать его от микробиологической порчи, создавать оптимальную газовую среду внутри нее,
допускать асептическое и вакуумное упаковывание,
термообработку упакованного продукта (в том числе
2009/№ 04
тема номера: крупнотоннажные пм
в СВЧ-печах) и даже употребление упаковки в пищу
вместе с упакованным продуктом. Такие требования к
упаковочным материалам и современные технологии
упаковывания зачастую делают необходимым создание
эксклюзивных упаковочных материалов.
1. Основные виды полимерных и комбинированных
упаковочных материалов
Наиболее широкое применение в качестве упаковочных материалов получили полиолефины (ПО):
полипропилен (ПП), полиэтилены низкой (ПЭНП)
и высокой (ПЭВП) плотности и линейный ПЭНП
(ЛПЭНП), который отличается от обычного ПЭНП
отсутствием разветвлений в структуре макромолекул
и, как следствие, более упорядоченной линейной
структурой, более высокими физико-механическими
характеристиками и адгезионными свойствами. Самым
популярным среди ПО является ПП, который в последние годы занял лидирующие позиции при изготовлении
из него пленок, многослойных полимерных (состоят
только из полимерных слоев) и комбинированных
(состоят из разнородных слоев) материалов, а также
мелкой потребительской и крупной транспортной
тары. Из ПЭНП, ПЭВП и ЛПЭНП производят главным образом растягивающиеся, сокращающиеся и
воздушно-пузырчатые пленки. Следует заметить, что
кроме понятия «сокращающаяся» пленка используют
термины «усаживающаяся», «термоусадочная» и даже
«вторая кожа» («скин-упаковка» – от англ. skin – кожа),
что в принципе одно и то же. К ним принято относить
пленки, обладающие способностью давать повышенную
усадку (до 50 % и выше). Они используются для упаковки продуктов различной конфигурации, например
тушек птицы, и за счет термической усадки плотно их
облегают, наподобие «второй кожи». Растягивающаяся
пленка (стретч-пленка – от англ. stretch – растягивание)
появилась как альтернатива термоусадочной в 1970-е
гг. благодаря развитию новых технологий и появлению
ЛПЭНП с различными добавками, позволяющими реализовать свойство облегания продукта при комнатной
температуре, что очень удобно в условиях современных
супермаркетов.
ПП чаще всего используют для производства рукавных, плоских (в том числе биаксиально ориентированных, БОПП), пленок и пленок с термосвариваемым
слоем для повышения качества сварки. Большим спросом на рынке по-прежнему пользуются и однослойные
пленки из ПО, а также из некоторых других полимеров.
В зависимости от вида и состава упаковочных материалов (однослойные, ориентированные, многослойные
пленки, комбинированные материалы) широко используются экструзия (выдувная и плоскощелевая),
соэкструзия, экструзионное ламинирование, склеивание, каширование, нанесение покрытий из растворов
и дисперсий, вакуумная металлизация.
Некоторые пленочные материалы могут быть получены несколькими способами, при этом их свойства
могут значительно различаться. В таком случае крите2009/№ 04
5
тема номера: крупнотоннажные пм
рием выбора метода переработки являются требуемые
показатели свойств упаковочных материалов, а также
экономические показатели процесса их получения.
Во второй половине прошлого века для упаковки
многих пищевых продуктов, особенно детского питания, лидирующую позицию заняли многослойные
пленки, состоящие из нескольких полимерных слоев,
и комбинированные материалы, в которых слои из
ПМ сочетаются с бумагой, картоном, металлом или
тканью. К ним необходимо добавить металлизированные материалы, которые получают методом вакуумного напыления металла на одно- и многослойные
пленочные материалы. При этом количество слоев
материала, на который наносится металлический
слой, может составлять от двух и более (например,
12 слоев).
Различного вида тару производят литьем под давлением, выдувным формованием, термоформованием,
реже – ротационным формованием. Потребительская
тара, например бутылочная, может быть получена литьем под давлением или выдувным методом. Определяющим фактором при выборе метода формования
(при прочих равных условиях) является себестоимость
получаемого изделия.
Все упомянутые выше ПО относятся к частично
кристаллическим полимерам. Структура полимера
и его химическое строение оказывают существенное
влияние на выбор метода переработки его в упаковку,
ее свойства и области применения.
Из аморфных полимеров чаще всего для производства упаковки используют полистирол (ПС) и поливинилхлорид (ПВХ), которые являются и наиболее
дешевыми. Еще один известный хлорсодержащий
полимер упаковочного назначения – поливинилиденхлорид (ПВДХ), который чаще используют для
этих целей в виде сополимера (в дальнейшем – ВХВД)
винилиденхлорида (85 – 87 % по молекулярной массе)
с небольшим количеством (13 – 15 %) винилхлорида,
из которого производят пленочный материал под торговым названием «саран» (saran), зарегистрированным
компанией Dow Chemical Co.
Все чаще на рынке упаковки используется полиэтилентерефталат (ПЭТ), который может находиться как в
аморфном, так и в кристаллическом состояниях. Химическая структура ПЭТ и способ его синтеза (поликонденсация, а не полимеризация, как, например, в случае
ПО) обусловили уникальный комплекс его свойств,
необходимых для пищевого упаковочного материала:
высокие механические и барьерные свойства, жиростойкость, экологическая безопасность, достаточная
прозрачность и др. Распространенными поликонденсационными ПМ являются также различные полиамиды
(ПА), чаще всего ПА 6, ПА 66, ПА 11 и ПА 12, а также
поликарбонат (ПК), изделия из которых обладают высокими эксплуатационными характеристиками. Реже в
упаковочных целях используют поливиниловый спирт
(ПВС) – единственный водорастворимый полимер и
некоторые полиуретаны (ПУ).
6
В качестве упаковочных материалов применяют
также различные сополимеры, например сополимер
этилена с винилацетатом (в дальнейшем – ЭВА), этилена с виниловым спиртом (в дальнейшем – ЭВС),
упомянутый выше ВХВД, сополиамиды, иономеры
и др.
В настоящее время продолжает находить применение и один из старейших пищевых упаковочных
материалов – целлофан, представляющий собой
регенерированную целлюлозу. Он обладает высокой
прочностью, значительной устойчивостью к проколам
и надрывам, достаточной морозостойкостью и гибкостью, не поддается в обычных условиях биохимическому разложению, достаточной дешевизной. Кроме того,
немаловажное достоинство целлофана заключается
в том, что из перечисленных материалов он является
единственным полимером природного происхождения, получаемым из возобновляемого сырья. Однако
целлофан обладает значительной гигроскопичностью
и под влиянием влаги легко набухает, а при длительном
ее воздействии разрушается. Он также характеризуется
значительной газопроницаемостью (особенно по отношению к кислороду), неспособностью свариваться
и нежелательной слипаемостью – адгезией (особенно
в условиях повышенной влажности окружающей среды). В целом это в значительной степени ограничивает
области применения целлофановой пленки в качестве
упаковочного материала. В целях частичного устранения этих недостатков ее покрывают с одной или двух
сторон защитным слоем из нитроцеллюлозы, ПВХ
или ПВДХ.
Большое разнообразие ПМ, а также способов их
переработки позволяет производителю широко варьировать свойства упаковки для различных пищевых
продуктов в зависимости от их типа, состава, жирности,
влажности и консистенции.
В настоящее время с развитием технического
оснащения и технологий производства упаковочных
материалов и собственно упаковки значительно расширились возможности придания ей совершенно новых
свойств и функций. Характерными примерами могут
служить саморазогревающиеся и самоохлаждающиеся банки, саморазлагающиеся пленочные упаковки,
которые в компостах или на свалках под воздействием
кислорода воздуха и солнечного света превращаются в
воду и углекислый газ – низкомолекулярные продукты,
не оказывающие (вода) или сравнительно мало оказывающие (CO2) вредное влияние на окружающую среду.
К ним можно добавить сигнальную тару и упаковку,
которая способна необратимо изменяться в случае
неправильного обращения с ней или при попытке
вскрытия, так называемую «съедобную» и асептическую упаковки, а также другие специальные упаковки,
среди которых:
• с консервантами или поглотителями кислорода;
• обеспечивающие хранение в модифицированной
(МГС) или регулируемой газовых средах (РГС);
2009/№ 04
тема номера: крупнотоннажные пм
• селективно-проницаемые для газов, например
для кислорода при хранении мяса;
• для разогрева в микроволновых печах со специальными регуляторами интенсивности нагрева.
Особую популярность в последние годы приобрела «активная» упаковка со специальными бактериологическими и антимикробными свойствами,
оказывающая непосредственное антисептическое
воздействие на продукт, главным образом на мясную
продукцию (колбасы) и сыры в процессе их созревания
и хранения.
Многообразие продуктов питания: молочные и
кисломолочные продукты, сыры, растительные и
сливочные жиры, мясо и мясомолочные продукты,
рыбные продукты, хлебобулочные и кондитерские
изделия, сыпучие продукты, овощи и фрукты, соки
и алкогольные напитки, специи и др. предъявляют к
упаковочным ПМ свои специфические требования в
отношении барьерных, физико-механических и других
свойств. Поэтому подбор или разработка упаковки (как
с точки зрения материала, так и ее конструкции), а
также выбор или разработка способа упаковывания требуют в настоящее время не только научно-технических
знаний, но и элементов искусства. Только тогда можно
обеспечить грамотный подбор или разработку упаковочных материалов для различных продуктов питания
в соответствии с видом пищевого продукта, условиями
его обработки, хранения и транспортировки. Кроме
того, упаковочная отрасль нуждается в дополнительном
притоке высококвалифицированных специалистов,
которых готовят в настоящее время лишь в нескольких
вузах страны.
Ввиду того что для упаковки гигроскопичных продуктов необходимы влагонепроницаемые материалы,
а для упаковки в вакууме или атмосфере инертного
газа, в модифицированной или регулируемой газовых
средах – газонепроницаемые или селективнопроницаемые материалы, значительно повышены требования к барьерным свойствам упаковок. Кроме того,
некоторые материалы должны быть непроницаемы
для пахучих веществ и жиров, обладать достаточной
морозостойкостью, светостойкостью и стойкостью к
старению, одновременно обеспечивая сохранность
продуктов в соответствующих условиях хранения. Для
обеспечения герметичности упаковки и ее стойкости
к ударным нагрузкам материалы должны обладать достаточной прочностью и эластичностью, для использования на расфасовочных автоматах – способностью
свариваться, а в некоторых случаях – достаточной
жесткостью для сохранения формы упаковки после
ее заполнения. Многие пленочные материалы, предназначенные для формирования на продукте так называемой «второй кожи», должны обладать высокой
степенью усадки, плотно облегать продукты сложной
конфигурации, быть пригодными для нанесения
красочной печати, а также достаточно прозрачными
для визуального контроля за содержимым упаковки.
Однако самым главным требованием остается все же
2009/№ 04
физиологическая безвредность упаковки, так как это
связано со здоровьем и жизнью потребителя продуктов
питания.
Весьма жесткие требования предъявляются для упаковки различных видов мяса, мясных полуфабрикатов,
молока, мясомолочных, молочных и кисломолочных
продуктов, а также рыбы и рыбной продукции.
2. Упаковочные материалы для мяса, мясных
и рыбных продуктов
Мясо и мясная продукция, особенно колбасные
изделия, являются традиционными продуктами в
рационе россиян. При выборе надежной упаковки для
продукции такого типа необходимо учитывать то, что
свежее мясо – это скоропортящийся продукт, так как
оно представляет собой идеальную среду для развития
микроорганизмов и плесени. Прекрасной средой для
протекания микробных процессов является и значительное количество связанной воды, содержащейся в
свежем мясе, которая в процессе хранения выделяется
в виде «мясного сока» (смесь воды с кровью). Вследствие этого мясо очень чувствительно к факторам
окружающей среды – давлению, влажности воздуха
и температуре, которые в совокупности оказывают
отрицательное влияние на вкус, цвет и свежесть мяса.
Решающую роль при этом играет начальное содержание микробов (контаминантов) на поверхности
мяса, которое удваивается каждые 20 мин после убоя
скота. Эти процессы замедляются при температуре
хранения 1 – 2 °С или в специальных упаковках с
созданием соответствующей среды. Основными
информационными критериями выбора упаковки,
обеспечивающими качество и необходимый срок
хранения, являются значения водородного показателя (pH) и показателя активности воды Aw, значения
которых должны находиться в пределах до 6,0 и 0,99
соответственно. Превышение этих значений создает
благоприятную среду для роста микробов, что приводит к критической контаминации продукта и может
вызвать пищевое отравление при его потреблении.
Факторы внешней среды оказывают существенное
влияние не только на мясной сок и микробную среду, но и на мышечный пигмент, придающий мясу
определенный цвет. Он представляет собой белок
миоглобин, который под воздействием кислорода
воздуха в зависимости от времени окисления может
находиться в трех взаимно переходящих формах: миоглобина пурпурно-красного цвета, оксимиоглобина
ярко-красного цвета и метмиоглобина коричневого
цвета. Нормальным цветом свежего мяса считается
ярко-красный, недопустимым – коричневый, который свидетельствует о недоброкачественности продукта и его порче вследствие окисления мышечного
пигмента мяса под воздействием кислорода.
В целях сохранения свежести мяса в течение определенного времени упаковочный материал должен обладать необходимой проницаемостью для кислорода
воздуха для хранения в атмосфере РГС или МГС, не-
7
тема номера: крупнотоннажные пм
проницаемостью при вакуумной упаковке и минимальной паропроницаемостью. Этим требованиям отвечают
полиэтиленовые пленки, в меньшей степени – целлофан; для вакуумной упаковки используют ВХВД типа
«саран», усадочную соэкструзионную пленку состава
«ЭВА – «саран» – облученный ЭВА», найлон (ПА 66),
иономер типа «сурлин» (surlyn – зарегистрированная
компанией DuPont торговое название сополимеров
этилена с высокими физико-механическими характеристиками, низкой температурой плавления, широким
диапазоном температур сварки и замечательной прозрачностью и гибкостью) и др.
Для сохранения качества вареных и копченых
колбас, ветчины и мясной кулинарии в виде порционных изделий необходима в первую очередь защита
от действия кислорода. Такая защита успешно осуществляется при вакуумировании в пакеты из слабопроницаемых двух- или трехслойных полимерных
пленок различной химической природы, чаще всего
с использованием полиамидов, полиэфиров, ПВДХ,
ПЭ и некоторых других в различных сочетаниях.
Значительно реже используют ламинаты на основе
алюминиевой фольги или металлизированной пленки.
Фасовка колбасных изделий и мясной кулинарии чаще
всего осуществляется в цельнотянутую усадочную
пленку (скин-упаковка), усадка которой осуществляется в горячей воде. В качестве материалов для
таких упаковок могут быть использованы пластифицированный ПВХ, ПА-ВХВД («саран»), ПА-ПЭ. Для
упаковки порционных блюд используют пакеты из
ламината состава ВХВД-ЭВА (здесь ЭВА используется
в качестве внутреннего слоя). При этом широкое применение находит усадочная пленка типа «крайовак»
(термин «крайовак» принят также и для обозначения
технологии, по которой получают сокращающиеся
пленки типа «вторая кожа»). Для оболочек сосисок
применяют прозрачную упаковку в виде ламината
ПА-ПЭ или однослойных пленок – целлофановых или
полиамидных, на которые наносят неорганическую
водонерастворимую дисперсию для защиты, например, вареных колбас, сосисок, а также сыров. Перед
созреванием на их поверхности формируют экологически безопасные защитные полимерные оболочки на
основе латексов – высокомолекулярных соединений
с большой агрегативной устойчивостью, в которые
легко вводятся антимикробные, антисептические и
бактерицидные добавки, например, соли дегидрацетовой кислоты и др. Такие добавки губительно действуют на микроорганизмы, стафилококки, кишечную
палочку, а также на плесневые токсинообразующие
грибы и дрожжи.
В 1990-е гг. на смену целлофановым, белковым
и «сарановым» колбасным оболочкам, имеющим
ряд недостатков, пришла новая колбасная оболочка марки «АМИТАН» на основе ПА производства
компании «Атлантис-Пак» (г. Ростов-на-Дону).
Колбасная оболочка «АМИТАН» получила широкое
распространение и пользуется большим спросом,
8
поскольку она позволяет улучшить товарный вид колбасных изделий, повысить срок хранения продукции,
предохраняет ее от порчи, позволяет осуществлять
упаковку порционных продуктов, обладает хорошими адсорбционными свойствами, что очень важно
для полиграфической обработки. Проницаемые
полимерные оболочки семейства «АМИТАН» представляют собой принципиально новый тип оболочек
для колбасных изделий, производство которых может
включать и операцию копчения. Известно, что полиамидные пленки ценятся в основном за свои высокие
барьерные свойства, т. е. за низкую проницаемость.
Но низкие газо- и влагопроницаемость не позволяли
использовать их в качестве оболочек для колбасных
изделий и сосисок с необходимыми органолептическими показателями, такими, как образующаяся
корочка, вкус, запах. Для устранения этих недостатков
была разработана принципиально новая технология,
позволяющая изменять морфологию полиамидов,
вследствие чего получаемые из них оболочки приобретают селективную проницаемость по отношению к
газам, парам и воде. В настоящее время выпускается
несколько видов проницаемых полиамидных оболочек в зависимости от типа производимых колбас
с учетом технологии их изготовления. Наиболее
известными являются оболочки «АМИТАН ПРО»
(используется для упаковывания всех видов вареных
колбас и ветчины), «АМИСМОК» (для полукопченых
и варено-копченых колбас) и «АМИЛЮКС» (используется при изготовлении сосисок и сарделек по
традиционной технологии).
В последние годы широкое распространение получила колбасная оболочка из многослойного термоусадочного полиамида под торговым названием «БЕТАН». Она
прочна, обладает высокими барьерными свойствами,
выдерживает высокие давления при шприцевании колбасного фарша, устойчива к разрывам и раздирам при
транспортировании и реализации, увеличивает срок хранения колбас, улучшает товарный вид продукции. Оболочки «АМИТАН» и «БЕТАН» используют для упаковки
главным образом вареных и полукопченых колбас.
Широкое применение находит и полиамидная
термоусадочная оболочка компании Poly-Pack (г. Луганск, Украина): однослойная – марки «Луга-Бар»
(используется при изготовлении сосисок, сарделек и
мини-колбас) и многослойная – марки «Луга-Бар Про»
(применяется при изготовлении продукции по технологиям, включающим обжарку дымом, т. е. копчение).
Проницаемость такой оболочки для дыма позволяет
производить в ней копчение сосисок и сарделек. Оболочка выпускается в виде рулонов диаметром от 19
до 32 мм и гофрированных брикетов. Пятислойная
полиамидная оболочка «Луга-Фреш» различных марок предназначена для вареных и ливерных колбас,
паштетов, ветчин, а также плавленых сыров. Диаметр
оболочки 50 – 80 мм.
Отходы всех видов полиамидных оболочек, изготавливаемых в основном из ПА 12, более экологичны по
2009/№ 04
тема номера: крупнотоннажные пм
сравнению с ПВДХ, так как практически не наносят
ущерба окружающей среде, разлагаясь после выбрасывания в течение нескольких месяцев, т. е. фактически
являются саморазлагающимися.
Для сырокопченых колбас наибольшее применение
находят натуральные белковые оболочки типа «Кутизин», «Белкозин» и др., производимые из натурального
сырья; для сосисок и сарделек – коллагеновые оболочки (иначе – белковые оболочки, которые наиболее
близки по свойствам к натуральным оболочкам, поскольку материалом для их производства служат коллагеновые волокна, получаемые из среднего слоя шкур
крупного рогатого скота) и фиброузные облочки (производятся на основе длинноволокнистой равнопрочной
бумаги и регенерированной вискозы). В коллагеновых
съедобных оболочках малых размеров изготавливают
все разновидности деликатесных сосисок и копченых
мини-колбасок на автоматическом оборудовании. Эти
же оболочки больших размеров начали использовать
для упаковки сарделек.
Новым достижением в области коллагеновой
упаковки является производство съедобных пленок,
которые обладают такими достоинствами, как влагостойкость, низкая адгезия к форме при прессовании в
ней продукта, сохранение декоративной обсыпки на
колбасах и деликатесах, экологичность (не требуется
последующей утилизации, поскольку оболочка полностью съедобна) и др.
Все колбасные изделия и мясная продукция, как
и свежее мясо, подвержены порче в течение непродолжительного времени их хранения (даже в домашних холодильниках) за счет поражения поверхности
плесневыми грибами, гнилостными бактериями и
другими видами микрофлоры. Наименее устойчивым
компонентом в этом отношении являются жиры,
наибольшее количество которых содержится в сырокопченых колбасах. Под воздействием нежелательной
микрофлоры не только резко снижается качество
сырокопченых колбас, что значительно сокращает
срок их хранения, но и возникает реальная угроза здоровью человека за счет проникновения в его желудок
высокотоксичных микотоксинов. Поэтому вопрос
защиты такой дорогостоящей продукции на стадии
производства, реализации и хранения остро стоит
во всем мире. Существует много путей решения этой
проблемы. Наиболее эффективным способом защиты
сырокопченых колбас, сыров и некоторой другой продукции является создание бактерицидных покрытий
на основе гигиенически безопасных латексов (водных
дисперсий органических полимеров), содержащих
антимикробные добавки. В качестве таких добавок за
рубежом используют препарат «Дельвоцид», основой
которого является антибиотик пимарицин, а в нашей
стране – дегидрацетовую кислоту (ДГК) и ее водорастворимые соли. ДГК и ее натриевые соли обладают
широким спектром антимикробного действия на
различную микрофлору, гигиенически безвредны и
применяются в качестве консервантов плодоовощной
2009/№ 04
и некоторых видов молочной продукции. Они также
имеют доступную сырьевую базу и поэтому достаточно
дешевы. ДГК и ее соли можно применять для поверхностной обработки сыров, колбас и мясных изделий.
Латексные покрытия, содержащие эти добавки, формируемые непосредственно на продуктах питания,
имеют значительные преимущества перед другими
упаковочными средствами. Главными преимуществами являются повышение качества продукта, срока его
хранения и экологическая безопасность.
К сравнительно новым достижениям в области создания пищевых упаковок можно отнести разработку
колбасной оболочки с антимикробными свойствами
(разновидность «активной» упаковки). Она содержит
специальные добавки: поглотители газов и влаги, различные антимикробные добавки и ферменты, ароматизаторы, что позволяет улучшать товарный вид продукта и
значительно (в 2 – 3 раза) увеличивать срок хранения.
Особый интерес представляют биологически
активные материалы с применением ферментов,
иммобилизованных в самом упаковочном материале.
Для материалов с иммобилизованными ферментами
характерно расширение диапазонов значений показателя рН и рабочих температур хранения. Они также
имеют способность сохранять свои ценные свойства в
течение длительного времени и приобретать новые, что
приводит к повышению качества готовой продукции
даже в обычных условиях. Примером такой упаковки
9
тема номера: крупнотоннажные пм
может служить обычный полимер, например какойлибо полиолефин, модифицированный в процессе
синтеза таким образом, что вводимая в него биологически активная добавка (антибиотик) «привязывается»
непосредственно к полимерной матрице. Такая иммобилизация за счет химической связи между матрицей
и вводимым веществом приводит к тому, что оно не
переходит в организм человека и надежно защищает
продукт от порчи в течение длительного времени.
Перспективным направлением является использование таких «активных» оболочек, как съедобные
пленкообразующие покрытия. Основой этих покрытий
являются природные полимеры – полисахариды, наиболее известными из которых являются целлюлоза и
крахмалы. Они обладают прекрасной пленкообразующей способностью и поэтому широко используются как
компоненты пищевых продуктов. Съедобные покрытия
на основе полисахаридов могут наноситься на продукт
в широком температурном диапазоне непосредственно из пленкообразующего раствора – окунанием или
распылением. Покрытия в виде порошка наносятся
распылением, глазированием, панировкой и другими
методами. Пленки на основе производных целлюлозы
защищают продукт от многих качественных изменений,
например, от микробного поражения, потери массы
и др. Съедобные пленки на основе природных полимеров обладают высокой сорбционной способностью
и при попадании в организм человека адсорбируют
и выводят из него ионы металлов, радионуклиды и
другие вредные вещества. Таким образом, играя роль
детоксикантов, они могут содействовать улучшению
здоровья человека.
Пищевая упаковка может не только защищать
продукты питания от нежелательных воздействий
окружающей среды, окисления, микробиальной порчи
и др., но и обогащать их витаминами, необходимыми
для человека. Американские биотехнологи разработали
упаковочный материал для овощей и фруктов, который
можно употреблять в пищу. Эта съедобная упаковка
представляет собой жидкую смесь из природных волокон панциря крабов (хитозаны) и протеина яичного
белка (лизоцин), куда можно вводить необходимые для
организма человека вещества. В жидком виде состав
наносится на продукт (чаще всего – округлой формы),
на котором он через некоторое время затвердевает. В
твердом состоянии сформированная пленка очень похожа на пленку из ПЭВП, но обладает более высоким
комплексом защитных свойств, в том числе бактерицидными свойствами.
Другим широко потребляемым и одним из скоропортящихся продуктов является рыбная продукция,
сохраняемость которой ниже, чем у мясной. Это
объясняется присутствием в составе рыбы легкоокисляющихся жиров, а также довольно не устойчивого
к внешним воздействиям миозина (фибриллярный
белок, один из главных компонентов сократительных
волокон мышц – миофибрилл; составляет 40 – 60 %
общего количества мышечных белков). По этим при-
10
чинам упаковочные материалы и создаваемые в упаковке среды должны надежно защищать продукцию
от белковой и жировой порчи, окислительного воздействия атмосферного воздуха и микроорганизмов,
от различных ферментативных и неферментативных
процессов, потери влаги, которые способствуют
быстрому ухудшению ее качества, вплоть до порчи.
Более длительное сохранение качества продукта обеспечивает применение низких температур, иногда
до минус 30 °С. При хранении замороженной рыбы
используют различные полимерные пленки или покрытия. В отечественной практике в этом направлении
хорошие результаты дают покрытия на основе ПВС
взамен глазирования. ПВС легко наносится из раствора на тушки рыбы, которые подвергаются заморозке
в холодильных камерах с последующим длительным
хранением. Особенно хороший эффект этот способ
дает для дорогих осетровых рыб.
Упаковывание кулинарных рыбных изделий производится в комбинированные материалы с использованием ВХВД, ПП, ПВХ, которые являются жиростойкими материалами, и др. Применение мелкой
потребительской упаковки из пленки ПЭ-ПА с последующим вакуумированием позволяет вследствие
ее газонепроницаемости подавлять микробиологические загрязнения при транспортировании и хранении,
а также предотвращать процессы белковой и жировой
порчи такой продукции. Сложнее подбирать упаковку
для копченой рыбы и балыковых изделий вследствие
их высокой жирности. Основным требованием в этом
случае является защита жировой части от окисления
кислородом воздуха, что обеспечивает вакуумная упаковка в усадочные малопроницаемые и жиростойкие
пленки на основе ПВДХ и его сополимеров (например,
марки «повиден»), ПА 11 (например, марки «рильсан»), лакированной БОПП-пленки и др. Упаковка
для особо ценных сортов рыб, дорогих и деликатесных, черной и красной икры, которая чаще всего поступает к потребителю в порционном виде, должна
обладать не только высокими барьерными свойствами, но и высокими потребительскими качествами,
а именно – отличным дизайном. Для длительного
хранения такой продукции применяют сравнительно
дорогие прозрачные пленки: ПЭТ-ВХВД, ПА-ВХВД,
ПЭТ-ПА и др.
(Продолжение следует)
Polymer materials for food product packing:
requirements and principles of selection
Е. G. Lubeshkina
Now every food product requires its own packing. When selecting
materials for packing food products it is necessary to take into account
the food product composition, type and specific properties. Properties
and applications of certain types of polymer films for packing of
various food products and their protection for the required period of
time are discussed.
(To be continued)
2009/№ 04