CC BY
46
УДК 637.5:621.798
Коллагеновые пленки
с СО2-экстрактами пряностей
В.В. Насонова, канд. техн. наук, П.М. Голованова, канд. техн. наук,
Н.М. Ревуцкая, аспирант
ВНИИ мясной промышленности им. В.М. Горбатова
На сегодняшний день для любой перерабатывающей промышленности весьма актуален вопрос улучшения и сохранения качества продукции. Для пищевых и особенно мясных продуктов важную роль при этом играет упаковка, позволяющая реализовать барьерные технологии хранения, исключить или сократить потери массы при хранении и реализации, придать продукту привлекательный внешний вид.
В отечественной мясоперерабатывающей промышленности наиболее широко применяется упаковка для эмульгированных мясопродуктов,
Благодаря введению специальных добавок - ароматизаторов, красителей и др. можно регулировать вкусоароматические свойства собственно пищевого продукта в съедобной пленке.
что во многом обусловлено ее традиционной функцией как технологического средства сохранения формы колбасных изделий при термообработке. Современные тенденции связаны с увеличением ассортимента и объемов использования для упаковочных целей полимерных и комбинированных материалов и пищевых покрытий, сформированных непосредственно на поверхности мясопродуктов.
Вовлечение в производство вторичного сырья мясной промышленности способствует решению экологических задач, расширению ассортимента продуктов питания и улучшению их качества [1, 2]. Низкосортное, в том числе коллагенсодержа-щее, сырье содержит значительное количество ценного белка. Однако существует значительный резерв бе-локсодержащего сырья, включая говяжьи шкуры, которые не могут быть направлены в кожевенное производство и либо утилизируются, либо частично перерабатываются в кор-
Ключевые слова: коллагеновая масса; модельные пленки; органолепти-ческая оценка; СО2-экстракты пряностей.
Key words: collagen mass; experimental films; organoleptic assessment; CO2 extracts of spices.
мовые и пищевые продукты [3, 4]. Поэтому вопрос использования различных способов обработки шкур с целью придания им функциональных свойств для дальнейшего вовлечения в процессы производства пищевых, в частности мясных, продуктов, особенно актуален. Анализ отечественных и зарубежных литературных источников, в том числе патентов, показал, что в настоящее время сложились разные направления применения коллагенсодержащего сырья и его отходов с целью создания съедобных покрытий для различных мясных продуктов.
Например, для получения пищевых пленок из коллагена коллагенсо-держащие соединительные ткани кожи и сухожилий животных частично гидролизуют, смешивают с яичным белком и формируют пленки, которые используют для упаковки ветчины и колбас [5].
Запатентованы также съедобные пленки из коллагена для упаковки пищевых продуктов. Пленки содержат ароматизирующие окрашивающие материалы. Порошок сладкого перца смешивают с 1 %-ной суспензией коллагена и экструзией получают пленки толщиной 20 мкм, которые высушивают и применяют для упаковки сырой или готовой ветчины [6]. При добавлении к подобным пленкам небольшого количества растительного масла они приобретают большую эластичность и используются для упаковки рубленых мясных продуктов [7].
Описан еще один процесс получения пленок из коллагена для производства колбасных изделий, содержащих иммобилизированные ин-
капсулированные элементы коптильного дыма. При температурной обработке колбас эти компоненты выделяются, и колбаса приобретает необходимый аромат и вкус. Кроме того, такая пленка обеспечивает также консервирование колбас [8].
Для увеличения прочности и толщины пищевых пленок коллагеновая масса перед приготовлением может быть обработана жидкими фракциями коптильного дыма. После подобной обработки толщина и прочность коллагеновой пленки увеличиваются, и она может быть использована для упаковки пищевых продуктов. Продукты, упакованные в такую пленку, не теряют своих вкусовых качеств в течение достаточно длительного времени [9].
Известно, что органолептические показатели мясных продуктов часто определяют большой потребительский спрос при их реализации. Благодаря введению специальных добавок- ароматизаторов, красителей и др. можно регулировать вкусоаро-матические свойства собственно пищевого продукта в съедобной пленке. Таким образом, съедобная пленка может изменять сенсорное восприятие продукта потребителем, что особенно важно при приеме продуктов лечебно-профилактического действия, например, пищи с пониженным содержанием жира, сахарозы, с добавлением растительного (например, соевого) белка. Кроме того, способность съедобной пленки удерживать различные соединения позволяет обогащать продукты питания минеральными веществами, витаминами, комплексами микроэлементов и т.п., компенсируя дефицит необходимых человеку компонентов пищи. Так, применяемые в качестве упаковок съедобные пленки, в состав которых входят антиокислители или антимикробные вещества, можно использовать при производстве деликатесной мясной продукции [10, 11].
Специалисты мясной отрасли уделяют большое внимание поискам методов достижения гарантированного стабильного аромата мясных продуктов [12]. Одно из наиболее перспективных направлений - применение при производстве мясопродуктов композиций, содержащих важнейшие химические вещества, ответственные за ароматические свойства, обладающих стабильным качеством и максимально возможным сродством химического состава компонентов к исходному сырью [13].
Предпочтительное использование СО2-экстрактов в мясной промышленности основывается на тех преимуществах, что они не содержат ос-
PACKAGING AND LOGISTICS
татков растворителя и пестицидов, применяемых при возделывании пряностей; химическая структура и свойства выделяемых веществ соответствуют нативным, органолепти-ческие свойства близки к натуральным пряностям, характеризуются высоким содержанием биологически активных веществ [14].
При проведении данной работы в качестве основного сырья для получения съедобных коллагеновых покрытий были выбраны природный биополимер коллаген, который широко используется при получении колбасных оболочек, и СО2-экстрак-ты пряностей (гвоздика, душистый перец, мускатный орех, имбирь, кориандр).
При исследовании коллагеновых растворов определяли: массовую долю сухих веществ; вязкость с помощью вискозиметра «Реотест-2»; значение рН.
При исследовании модельных пленок устанавливали: температуру сваривания проводили до 60 °С и характеризовали начальной температурой сваривания температуру, при которой начиналось движение стрелки прибора; рН водной вытяжки; механические свойства проводили на разрывной машине AGS-1kNX (фирмы Shimadzu - Япония) в сухом виде [15]; паропроницаемость [16].
На первом этапе работы проводили физико-химические и органолеп-тические исследования 2 %-ного раствора коллагена, полученного путем предварительной обработки спилка шкур крупного рогатого скота с последующим введением в его состав различных концентраций СО2-экстрактов пряностей и изучали влияние внесенного количества того или иного экстракта на изменение свойств коллагеновой массы и полученных из нее модельных образцов пленок.
В состав коллагеновой массы вводили СО2-экстракты пряностей в количестве 5 и 10 % от массовой доли сухих веществ массы и определяли интенсивность ее аромата в зависимости от количества внесенного экстракта.
Исследования показали, что 5 %-ной концентрации экстрактов вполне достаточно, чтобы ощутить характерный аромат. Введение экстрактов в количестве 10 % приводило к более насыщенному аромату коллаге-новой массы.
Следующим этапом работы было определение влияния различных концентраций СО2-экстрактов на изменение вязкости и значения рН (табл. 1) коллагеновых масс по сравнению с контрольным образцом.
Таблица 1
Влияние концентраций СО2-экстрактов на изменение вязкости и значения рН
Физико-химический показатель Контроль Модельные образцы коллагеновых масс с СО2-экстрактами
гвоздики имбиря мускатного ореха душистого перца кориандра
5 % 10 % 5 % 10 % 5 % 10 % 5 % 10 % 5 % 10 %
Вязкость 105,1 106,6 108,0 95,0 98,0 106,6 108,0 106,6 108,0 100,8 102,2
рН 3,5 3,47 3,42 3,45 3,40 3,47 3,42 3,47 3,41 3,45 3,40
Таблица 2
Физико-химические показатели коллагеновых пленок с экстрактами
Физико-химический показатель Контроль Модельные образцы коллагеновых масс с СО2-экстрактами
гвоздики мускатного ореха душистого перца
Паропроницаемость, г/м2 за 24 ч 872 852 882 888
Температура сваривания, °С 47 47-46 47-46 47-46
рН водной вытяжки 4,13 4,18 4,16 4,18
Таблица 3
Результаты исследования механических свойств коллагеновых пленок
Показатель физико-механических свойств Контроль Модельные образцы коллагеновых масс с СО2-экстрактами
гвоздики мускатного ореха душистого перца
Разрывное усилие, Н 25,4 28,5 28,7 28,9
Удлинение при разрыве, % 8,6 7,9 6,2 6,7
Толщина, мм 0,025 0,025 0,025 0,025
Вязкость у трех опытных образцов -с экстрактом гвоздики, мускатного ореха и душистого перца была одинаковой и незначительно выше, чем у контроля. В то время как у двух других опытных образцов - с экстрактом имбиря и кориандра вязкость была ниже по сравнению с контрольным образцом. Вязкость у опытных образцов коллагеновых масс с концентрациями 5 % была несколько ниже, чем у образцов с 10 %-ной концентрацией.
На заключительном этапе эксперимента были получены модельные образцы коллагеновых пленок путем высушивания исходных масс при комнатной температуре. Затем была проведена органолептическая оценка полученных опытных образцов коллагеновых пленок с СО2-экстрак-тами. Анализ полученных результатов показал, что введение экстрактов в количестве 10 % способствовал формированию более ярко выраженного запаха, но в процессе сушки за счет испарения влаги и некоторого улетучивания эфирных масел аромат самих пленок казался менее интенсивным, чем на этапе смешивания коллагеновой массы с СО2-экст-рактами. Контрольный образец коллагеновой пленки сам по себе обладал специфическим запахом сырья, и поэтому необходимо было учитывать возможность небольшого отклонения аромата у полученных пленок. Однако экстракты скрыли имевшийся запах исходного сырья, и осо-
бенно гармоничным и более приятным ароматом обладали коллагено-вые пленки с экстрактами гвоздики, мускатного ореха и душистого перца.
Для дальнейших исследований были выбраны СО2-экстракты гвоздики, мускатного ореха и душистого перца и изучены физико-химические свойства коллагеновых пленок, полученных с этими экстрактами (табл. 2). СО2-экстракты вводили в коллагено-вую массу в количестве 10 % от массовой доли сухих веществ массы. Результаты испытаний свидетельствовали о том, что все опытные образцы имели стабильный рН и высокую па-ропроницаемость, близкую по значениям к контролю. Определение термостойкости модельных пленок показало, что экстракты пряностей практически не влияют на изменение температуры сваривания.
Введение экстрактов оказало положительное влияние на изменение прочности модельных пленок, однако они немного уступали контрольному образцу по показателю относительного удлинения (табл. 3).
В качестве основного сырья для получения съедобных коллагеновых покрытий были выбраны природный биополимер коллаген и СО-экстракты пряностей.
Таким образом, опытные образцы коллагеновых пленок с СО2-экстрак-тами имели улучшенные органолеп-тические показатели и по механическим и физико-химическим свойствам не уступали контрольному образцу.
Целесообразность производства съедобной пленки на основе продуктов растворения коллагена позволяет рационально использовать колла-генсодержащие отходы мясной и кожевенной промышленности, а применение коллагеновых пленок при производстве мясных продуктов позволяет увеличить сроки хранения и сохранить высокое качество готового продукта.
ЛИТЕРАТУРА
1. Апраксина, С.К. Разработка технологии белкового продукта из кол-лагенсодержащего сырья и его использование в производстве вареных колбасных изделий: автореф. дис. ... канд. техн. наук/С.К. Апраксина. - М.: МГАПБ, 1996.
2. Вторичные сырьевые ресурсы пищевой и перерабатывающей промышленности АПК России и охрана окружающей среды. Справоч-
ник/под общ. ред. акад. РАСХН Е.И.Сизенко. — М.: Пищепромиз-дат, 1999.
3. Биохимия человека: В 2-х томах. Т. 2/Р. Марри [и др.]; пер. с англ. -М.: Мир, 1993. - 415 с.
4. Пат. 105505 РФ, МКИ 6 А 23 L 1/ 31. Способ производства ветчины в оболочке/Дудин М. В., Киселев В. Б., Рыбалкин С. Н. и др. (РФ). № 96110130/13; Заявлено 27.05.96; Опубл. 27.02. 98. - Бюл. № 6.
5. Hayade, T. Пат. Японии № 08103247. - 1996. - Cl A23L1/312/ T. Hayade, K. Fukazawa//Chem. Abstr. - 1996. - V. 125. - P. 32376.
6. Peiffer, B. Пат. Германии № 4343670. - 1995. - Cl B65D65/46/ B. Peiffer, J. Keil, F. Maser//Chem. Abstr. - 1995. - V. 123. - P. 284214.
7. Longo, A.C. Пат. Германии № 19640019. - 1997. - Cl A23L1/31/ A.C. Longo//Chem. Abstr. - 1997. - V. 126. - P. 240484.
8. Stribling, K.V. Пат. США № 5599570.- 1997.- Cl 426-105; A23J3/04/K.V. Stribling//Chem. Abstr. - 1997. - V. 126. - P. 156646.
9. Moeller, P.W. Международный патент № 0028837. - 2000. - Cl A23L1/314/P.W. Moeller//Chem. Abstr. - 2000. - V. 132. - P. 333710.
10. Dewson, P.L. Developments in Antimicrobial Packaging. Processing of the 33rd National Meeting in Poutry Health and Processing. - 1988.
11. Hoffman, K. Efficacy of antimicrobal agents in corn zein films/ K. Hoffman, I.Y. Han, P.L. Dawson//J. Food Processing and Preservation. (Submitted for publication). - 2000.
12. Смирнов, Е.В. Пищевые ароматизаторы. Кошерность и халяль-ность/Е.В. Смирнов//Пищевые ингредиенты. Сырье и добавки.-2008. - № 1. - С. 34.
13. Бибичев, В.Л. Пряно-вкусовые ароматизаторы в мясной промыш-ленности/В.Л. Бибичев, В.А. Андре-енков//Мясная промышленность. -1993. - № 3.
14. Таран, А.И. Совершенствование технологии получения биологически активных веществ из растительного сырья с использованием газожидкостных и электрофизических методов: автореф. дис. ... канд. техн. наук/А.И. Таран. - Краснодар, 2001. - 23 с.
15. ГОСТ 14236-81 «Пленки полимерные. Метод испытания при разрыве».
16. ГОСТ 21472-81 «Гравиметрический метод определения паропро-ницаемости».
Российской фабрике «Тетра Пак» - 5 лет
Осенью прошлого года фабрике «Тетра Пак», расположенной в г. Лобня Московской области, исполнилось 5 лет. Фабрика -крупнейшее в России предприятие по производству упаковочного материала для жидких пищевых продуктов.
С момента запуска в 2007 г. фабрика «Тетра Пак» увеличила объем производства упаковки в 4 раза (с 950 млн до 4 млрд в год), а производство соломок - более чем на 100 %. Являясь крупнейшим в регионе предприятием, фабрика поставляет упаковочный материал 99 производителям молочной продукции и 84 производителям соков в России, Казахстане, Беларуси, Украине, Сербии, Польше, Румынии и Киргизии.
«Нам удалось многого достичь за 5 лет. В планах - дальнейшее увеличение объемов производства и расширение портфеля упаковочных решений. С 2013 г. мы будем предлагать нашим заказчикам формат Tetra Brik Aseptic Square 1000 ml с инновационной крышкой HeliCap 23, а также другие форматы упаковки, которые ранее не производились в России», -говорит Юджи Нагата, директор фабрики «Тетра Пак» в г. Лобня.
Помимо расширения спектра форматов фабрика продолжает работать над повышением эффективности производственного процесса. Так, фабрика первой среди предприятий компании «Тетра Пак» осуществила успешный запуск ламинирования Tetra Brik Aseptic 2 000 ml на скорости 600 м/мин, Tetra Fino Aseptic 1 000 ml - на скорости 650 м/мин.
Важное направление развития фабрики «Тетра Пак» в г. Лобня -внедрение международной системы WCM (Производство мирового уровня). Фабрика уже является обладателем награды Японского института управления производством «За отличные успехи в области внедрения принципов обеспечения высококачественной работы оборудования (TPM)».
Следуя принципам экологически устойчивого развития, в 2010 г. фабрика сократила общее количество
потребляемой энергии на 15 %, став первой фабрикой «Тетра Пак» в мире, выполнившей рекомендации энергоаудиторов. В настоящее время на фабрике установлено оборотное водоснабжение, а 95 % отходов перерабатываются и используются вторично, в том числе для получения энергии. Значимым достижением в области экологии стало также получение в 2011 г. сертификата цепочки поставок Лесного попечительского совета ^С™ СоС). Теперь компания «Тетра Пак» получила возможность предлагать заказчикам в России, Украине и Центральной Азии упаковку со знаком FSCтм, отвечающую самым строгим экологическим стандартам.
Фабрика «Тетра Пак», г. Лобня -одно из крупнейших налогоплательщиков города. В настоящее время число сотрудников фабрики составляет 288 человек. Помимо обеспечения безопасности труда, организации обучения и профессионального развития сотрудников, фабрика принимает активное участие в социально значимых проектах г. Лобни. В 2011 г. фабрика поддержала реализацию пилотного проекта «Школьное молоко» в одной из городских школ и продолжит способствовать дальнейшему развитию программы в городе.
