CC BY
66
УДК 621.798.2:664
Пленка
для упаковки пищевых продуктов
П.Б. Жилинский, Е.Н. Кочеткова, Т.И. Аксёнова
Московский государственный университет пищевых производств
Здоровье человека в значительной степени зависит от качества потребляемых им продуктов. Полноценные и качественные продукты питания способствуют нормальной жизнедеятельности человека.
Любые пищевые продукты могут содержать большое количество веществ, потенциально опасных для здоровья человека. Вредные соединения попадают в них как из окружающей среды, так и в результате промышленной переработки продуктов, в том числе на стадиях хранения, упаковки, маркировки и транспортировки.
На поверхности незащищенного продукта всегда имеется микрофлора, продуцирующая развитие болезнетворных микроорганизмов с поверхности в объем продукта.
Один из эффективных приемов защиты продуктов питания от поражения нежелательной микрофлорой -введение специальных добавок -консервантов в продукт.
Ключевые слова: пленка; полиэтилен; бензойная кислота; бактерии; модельная среда; инфузория; спектроскопия.
Key words: film; polyethylene; benzoic acid; bacteria; model environment; infusorium; spectroscopy.
Применение консервантов в пищевых продуктах ограничено строгими законодательными документами. В нормативах многих стран не предусмотрено больших различий между допустимыми их пределами при непосредственном добавлении к пищевому продукту и опосредованном — через оболочку. Консерванты могут быть введены либо в состав материала оболочки, либо зафиксированы на ее поверхности различными методами (например, замачиванием в растворах антимикробных составов перед формованием колбас, нанесением таких составов на поверхность сформованных колбасных батонов и др.) [1].
Для применения в качестве консервантов (СанПиН 2.3.2.1293-03) при производстве мясных изделий разрешено весьма ограниченное количество веществ:
• бензойная кислота (Е210), бен-зоат натрия (Е211), бензоат калия (Е212), бензоат кальция (Е213) -весьма эффективны против бактерий уксуснокислого и молочнокислого брожения (бактерий кислого брожения и гнилостной порчи), но лишь при значениях рН 4,0-5,5; разрешены только для поверхностной обработки колбасных изделий;
• дегидрацетовая кислота (Е265), дегидроацетат натрия (Е266) - действуют на плесневые и дрожжепо-добные грибы, разрешены для поверхностной обработки колбасных изделий;
• натамицин (пимарицин, дельво-цид) (Е235) - антибиотик для поверхностной обработки сырокопченых, полукопченых колбас, не оказывает заметного влияния на бакте-
рии, эффективен лишь против дрожжей и плесеней;
• метиловый эфир пара-оксибен-зойной кислоты (Е218), метиловый эфир пара-оксибензойной кислоты натриевой соли (Е219), пропиловый эфир пара-оксибензойной кислоты (Е216), пропиловый эфир пара-окси-бензойной кислоты натриевой соли (Е217), этиловый эфир пара-окси-бензойной кислоты (Е214), этиловый эфир пара-оксибензойной кислоты натриевой соли (Е215) - для поверхностной обработки вяленых мясных продуктов;
• сорбиновая кислота (Е200), сор-бат натрия (Е201), сорбат калия (Е202), сорбат кальция (Е203), сор-биновая кислота и сорбаты в композиции с бензойной кислотой и бен-зоатами (Е210, Е211, Е212, Е213) и «парабенами» (Е214, Е216, Е219, Е218, Е215, Е217) — для поверхностной обработки изделий вяленых мясных продуктов, а также использования в начинках пельменей, желе, покрывающих поверхность изделий, в паштетах.
• сернистая кислота (Е220), гидросульфат калия (Е228), гидросульфит кальция (Е227), гидросульфит натрия (Е222), пиросульфит калия (Е224), сульфит натрия (Е221) — для колбасных изделий с долей растительных или зерновых ингредиентов более 4 %, эти вещества эффективны против дрожжевых грибов, вызывающих спиртовое брожение [2].
Маркетинговые исследования пищевых консервантов свидетельствуют о том, что антимикробные препараты природного происхождения становятся все более популярными среди добавок, используемых для консервирования продуктов питания.
Перед нами стояла задача разработки полимерного многослойного материала с антимикробными свойствами, обеспечивающего более длительные сроки хранения и реализации пищевой продукции.
В качестве модифицирующей добавки была выбрана бензойная кислота, так как она является консервантом, который содержится в ряде натуральных продуктов, а также добавляется в ряд пищевых продуктов в качестве консервантов при их изготовлении.
На лабораторной установке кафедры «Технологии упаковки и переработки ВМС» МГУПП, методом рукавной экструзии были получены опытные образцы пленок, содержащие бензойную кислоту в количестве от 0 до 2 % мас. %.
Образцы были подготовлены и испытаны в соответствии с требовани-
PACKAGING AND LOGISTICS FOR FOOD PRODUCTION
ями ГОСТ 14236-81, ГОСТ Р 465080, ГОСТ Р 10444.15-94, ГОСТ 995881.
Прежде всего, провели оценку прочностных характеристик полученных пленок (рис.1 и 2).
Из полученных результатов физико-механических испытаний, представленных на диаграммах (см. рис.1 и 2), следует, что разрушающее напряжение и относительное удлинение при разрыве увеличивается от 20-40 % с повышением концентрации бензойной кислоты в пленке.
В виду того, что в РФ бензойная кислота разрешена только для поверхностной обработки колбасных изделий, важно было выяснить, насколько хорошо бензойная кислота удерживается в полимере.
Для этого применяли косвенные методы исследования, в частности, миграцию бензойной кислоты в растворы модельных сред. В соответствии со стандартными испытаниями были выбраны следующие модельные среды: дистиллированная вода; модельный раствор, состав которой представлен в табл. 1 [3], а также этанол, так как бензойная кислота растворяется в этаноле и по результатам миграции можно судить, насколько хорошо бензойная кислота удерживается в полимере.
Таблица 1 Состав модельного раствора
Вещество Содержание, %
Дистиллированная 95,5
вода
Уксусная кислота 2
Поваренная соль 2
Нерафинированное подсолнечное масло 0,5
Миграцию определяли гравиметрическим методом путем взвешивания образцов пленок, помещенных в соответствующие растворители и растворы, в течение 7 сут при температуре 23±2 °С, при этом масса всех образцов не изменилась.
В табл. 2 приведены результаты оценки миграции бензойной кислоты в этанол, как наиболее активного растворителя.
Из полученных результатов видно, что миграция бензойной кислоты в этанол в течение 7 сут не происходит. Аналогичные результаты исследований были получены и на других модельных средах.
Данные исследования показали отсутствие миграции бензойной кислоты из пленки в поверхностные слои продукта. Оценка водных вытяжек органолептическим методом подтвердила отсутствие какого-либо постороннего запаха.
Для подтверждения полученных результатов, после 7 сут выдержки пленок в модельных средах полученные растворы исследовали с помощью УФ-спектрофотометрии в области спектра 220-254 нм. УФ-спектроскопия подтвердила отсутствие миграции бензойной кислоты в модельные растворы, в том числе и в этанол.
Чтобы окончательно убедиться в отсутствии перехода микроколичеств бензойной кислоты в продукт, исследовали токсичность полученных пленок, согласно методике «Оценка токсичности продовольственного сырья и кормов, объектов окружающей среды на инфузориях Paramecium caudatum» методом биотестирования. Перед началом эксперимента с помощью рН-метра были произведены замеры значений рН водных вытяжек из исследуемых пленок [4] (табл. 3).
По изменениям значений pH можно судить о миграции бензойной кислоты в вытяжке. Полученные данные, приведенные в табл. 3, показали, что рН практически не изменяется и лежит в диапазоне погрешности прибора рН-метра.
Наблюдения проводили в момент внесения среды с инфузориями, а также спустя 2 ч. В течение этого времени гибели инфузорий отмечено не было. Следовательно, пленки, модифицированные бензойной кислотой, нетоксичны и безвредны для живых организмов.
Главная цель получения модифицированных пленок - их антимикробное действие. В связи с этим был проведен ряд микробиологических опытов, направленных на выявление способности пленки задерживать или подавлять рост колоний при непосредственном контакте поверхности пленки и зараженной поверхности. Образцы исследуемых пленок помещали на питательные среды, засеянные определенными видами микроорганизмов, в том числе плесневыми грибами (табл. 4) [5].
Анализ результатов микробиологических испытаний свидетельствует о том, что пленка с содержанием 2 % бензойной кислоты подавляет рост колоний микроорганизмов в отличие от чистых контрольных образцов.
Бензойная кислота придает пленке антимикробные и противоплесневые свойства, что делает ее ценным материалом для мясной продукции (табл. 5), поскольку использование данной пленки может способствовать сокращению количества химических консервантов в продукте и увеличению сроков их хранения.
Таблица 2 Масса образцов пленок до и после контакта с этанолом
Время экстракции/ раствор Масса образца
№ 1 (с БК 0 %), г № 2 (с БК 1,5 %), г № 3 (с БК 2 %), г
Исходные значения / этанол 0,0051 0,0084 0,0099
3 сут / этанол 0,0052 0,0083 0,0098
7 сут / этанол 0,0051 0,0084 0,0099
Таблица 3
Значения pH водных вытяжек ПЭВД пленки
Исследуемый образец Значение рН
ПЭВД + 0 % бензойной кислоты 6,18+0,1
ПЭВД + 1,5 % бензойной кислоты 6,05+0,1
ПЭВД + 2 % бензойной кислоты 6,0+0,1
Таблица 4
Результаты исследования по определению степени выживаемости микроорганизмов под образцами исследуемых пленок
Питательная среда
Исследуемые микроорганизмы
Общее микробное число, КОЕ/г
Контроль
Опыт
МПА Bacillus
(мясопеп- cereus тонный агар)
Staphylococcus epidermidis
E. coli
3*102
15
Bacillus subtilis
Сабуро Pénicillium
22
63
Mucor
Aspergillus
Таблица 5
Прочностные характеристики пленочных материалов
Показатель ПЭ ПЭ + 1,5 % БК ПЭ + b 2 % БК
долевое поперечное долевое поперечное долевое поперечное
Ширина образца, мм 10 10 10 10 10 10
Толщина образца, мкм 17 17 26,5 25 29 28
Длина образца, мм 50,39 49,35 49,78 48,81 49,48 49,35
Max нагрузка, МПа 2,8 2,6 4,82 4,23 5,93 5,51
Удлинение, мм 34,4 97,27 79,56 175,16 53,69 172,08
Max прочность, МПа 16,5 15,3 18,17 17,63 20,45 19,67
Относительное удлинение, % 67,46 196,64 160,36 357,24 108,24 397,94
ЛИТЕРАТУРА
1. Снежко, А.Г. Материалы с антимикробной активностью/Снежко А.Г., Кулаева Г.В., Донцова Э.П.// Мясные технологии. - 2006. - № 5 (41).
2. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.3.2.1293-03 «Гигиенические требования по применению пищевых добавок» (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 18 апреля 2003 г.).
3. Инструкция по санитарно-хими-ческому исследованию изделий, изготовленных из полимерных и других синтетических материалов, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами (утв. Минздравом СССР 02.02.1971 N 880-71).
4. Долгов, В.А. Автоматизированный метод оценки токсичности продовольственного сырья и кормов, объектов окружающей среды на инфузориях Paramecium caudatum и Tetrahymena pyriformis: Методические рекомендации/В.А. Долгов [и др.] -М.: ВНИИ ветеринарной санитарии, гигиены и экологии, 2009. - С. 4-9.
5. ГОСТ 10444.15-94. Продукты пищевые. Методы определения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов. - М.: Издательство стандартов, 2003. - С. 4-5.
Производство
ультрапастеризованного молока
в инновационной упаковке
Компания «Пармалат» стала первым производителем молочной продукции в России, выбравшим инновационную упаковку Tetra Brik Aseptic Edge 1000 ml с винтовой крышкой LightCap для выпуска ультрапастеризованного молока. Это одна из последних разработок Тетра Пак в области упаковочных решений, обладающая целым рядом функциональных преимуществ и подчеркивающая премиальный характер бренда Parmalat.
До последнего времени компания «Пармалат» использовала для розлива ультрапастеризованного молока упаковку Tetra Brik Aseptic Base, хорошо знакомую покупателям. Принимая решение о смене упаковочного формата, специалисты компании «Пармалат», в первую очередь, уделяли внимание таким характеристикам, как функциональность и уникальность, которые позволят выделить привычный потребителю продукт на полке. Форма упаковки TBA Edge полностью соответствует этим требованиям.
Впервые компания «Тетра Пак» представила упаковочный формат Tetra Brik Aseptic Edge в 2010 г., и некоторые производители на мировом рынке уже успели оценить возможности ее продуманного дизайна. Упаковку удобно держать в руке, уникальный формат предотвращает
расплескивание молока при наливании, а пластиковая крышка упрощает процесс использования открытого пакета. Улучшенная эргономика формы упаковки Tetra Brik Aseptic Edge 1000 ml нравится потребителям и становится одним из конкурентных преимуществ продукта.
Широкий диаметр крышки позволяет производителям использовать упаковку TBA Edge 1000 ml для вязких продуктов или продуктов с содержанием фруктов. Упаковка Tetra Brik Aseptic Edge 1000 ml с винтовой крышкой выделяет продукт на полке и привлекает к нему внимание потребителей, а верхняя грань предоставляет дополнительную площадь для размещения маркетинговой информации. При этом новая упаковка надежно сохраняет полезные и питательные свойства продукта в течение длительного времени и является экологичным решением, так как на 3/4 состоит из картона, произведенного из возобновляемого материала - древесины.
Ультрапастеризованное молоко Parmalat в упаковке TBA Edge 1000 ml с винтовой крышкой выпускается на главной производственной площадке компании в России - ОАО «Белгородский молочный комбинат». Новый упаковочный формат производится на упаковочной линии Tetra Pak A3/Flex i-Line, уже установлен-
ной и введенной в коммерческую эксплуатацию на заводе. Ee производительность составляет 8 тыс. упаковок в час, что соответствует текущим потребностям компании «Пармалат». Молоко Parmalat в упаковке TBA Edge с винтовой крышкой уже появилось в магазинах Москвы, Санкт-Петербурга и других крупных городов России.
«Компания «Пармалат» всегда предлагает своим потребителям качественные и полезные продукты в современной упаковке, отвечающие их потребностям. Мы высоко оцениваем потенциал ультра-пастеризованного молока Parmalat в новой упаковке и считаем, что изящная форма, яркий дизайн и удобство использования понравятся нашим покупателям. Молоко Parmalat в упаковке TBA Edge уже продается в ведущих магазинах современной розницы»,- говорит Марина Шилко, руководитель отдела маркетинга компании «Пармалат».
«Разрабатывая упаковку Tetra Brik Aseptic Edge 1000 ml с винтовой крышкой, компания «Тетра Пак» опиралась на потребности покупателей молочных продуктов и свой многолетний опыт в области разработки упаковочных решений. Сегодня рынок молочных продуктов предъявляет высокие требования к экологичности и функциональности упаковки, и мы учитывали их при создании нового формата. Мы надеемся, что благодаря новой упаковке молоко Parmalat станет заметнее на полке и ближе российским потребителям», - комментирует Николай Васильев, региональный директор компании «Тетра Пак».
