Новые упаковочные материалы. Полимерные покрытия

gn="justify">       Данный  принцип предполагает иммобилизацию  добавок в адсорбционных, межфазных слоях латексных ассоциатов и сохранение достигнутого уровня иммобилизации в покрытии. Для этого добавки должны обладать поверхностной активностью, способностью к комплексообразованию с компонентами системы и/или иметь физическую форму, позволяющую им равномерно распределяться по объему латексной композиции при ее стабильности.

       Основным  требованием к защитным покрытиям для продуктов, получаемых с использованием биотехнологических приемов (сырокопченых и сыровяленых колбас), является способность обеспечивать технологический процесс, то есть комплекс микробиологических, биохимических, физико– химических превращений исходных компонентов в конечный высокоценный готовый продукт, достигать его биологической безопасности, сокращать потери и негативное влияние на него окружающей среды, привлекать внимание покупателя к его внешнему виду. В МГУ прикладной биотехнологии разработан состав защитного покрытия для сырокопченых и сыровяленых колбас, отвечающий необходимым требованиям. В качестве пленкообразующей основы изучены экологически безопасные водные дисперсии полимеров и сополимеров на основе винилацетата. Эти композиции модифицировали различными пищевыми и биологически активными добавками.

       Были  исследованы их коллоидно–химические характеристики в зависимости от концентрации добавки. Изучены структурно–механические и эксплуатационные показатели пленок , получены из этих композиций.

       Отмечено, что введение различных биологически активных и пищевых добавок в  состав композиции с одновременной модификацией ее свойств и долговременной сохранностью достигнутых новых признаков и формирование защитного слоя непосредственно на поверхности колбас решает, как проблему сохранения товарного вида продукта, так и сроков его реализации.

       Например, введение коптильного ароматизатора  в модифицированное покрытие позволяет сохранить в нем специфический запах, аромат копчения, антимикробный эффект и антиокислительную активность. При хранении копченых колбасных изделий, выработанных в проницаемых белковых и вискозно-армированных оболочках, наблюдаются потери влаги и летучих компонентов ароматизатора, так как водорастворимые фенолы, составляющие основу коптильного ароматизатора являются легколетучими соединениями.

       В связи с этим происходят изменения качества продукта за счет снижения интенсивности цвета и аромата, потерь массы, развития окислительных поверхностных процессов и ухудшения консистенции продукта. Всего этого не наблюдалось у колбасы, хранившейся в защитном покрытии[2]. 

       На  основании проведенных исследований разработана рецептура состава защитного покрытия, названного Полисвэд–1. Показатели гигиенической безопасности предлагаемого состава и формируемого из него покрытия, нормируемые в технической документации, соответствуют требованиям, предъявляемым к материалам, контактирующим с пищевыми продуктами (ГН 2.3.3.972–00 «Предельно допустимые количества химических веществ, выделяющихся из материалов, контактирующих с пищевыми продуктами» и инструкции №880– 71).

       Полисвэд-1 по внешнему виду представляет молочно-белую жидкость, которая наносится при погружении батонов колбасы в раствор на 1–2 секунды. Колбаса покрывается тонким белым слоем, после высыхания которого на ее поверхности образуется блестящая прозрачная пленка. Минимальная температура, при которой образовывается пленка, составляет от десяти до двенадцати градусов Цельсия.

       Продолжительность формирования (сушки) покрытия зависит от температуры и влажности воздуха в помещении. Причем установлено, что вентиляция помещения сокращает продолжительность сушки.

       Апробированы  два варианта применения Полисвэд–1 в производственных условиях: в процессе производства сырокопченых колбас, для защиты готовой продукции.

       В первом варианте покрытие наносится  на поверхность сырокопченой колбасы после копчения. Процесс сушки батонов проводили в покрытии (опытные образцы) и без покрытия (контрольные) в течение 25 дней[2,8].

       Исследования  готовой сырокопченой колбасы, обработанной «Полисвэд–1», после копчения показали, что колбаса, созревающая в покрытии имеет более привлекательный внешний вид (насыщенный цвет, отсутствие морщинистости), выраженный запах копчения, приятный вкус, свойственный данному виду сырокопченых колбас; отсутствует «закал».

       По  бактериологическим показателям она соответствует требованиям СанПиН. Выход готового продукта не отличается от нормативного. При проведении технологического процесса сушки (созревания) появления белого налета и плесени на поверхности опытных батонов не наблюдалось. На контрольных образцах были отмечены белый налет и единичные колонии плесени на некоторых батонах колбасы. Далее опытные и контрольные образцы были отправлены на хранение.

       Внешний вид сырокопченой колбасы, хранившейся в защитном покрытии «Полисвэд–1» (опыт) и без покрытия (контроль) в тесном соприкосновении друг с другом в течение четырех месяцев, показаны в Приложении Г. Представленные результаты исследований свидетельствуют о том, что покрытие защищает продукт от поражения плесневыми грибами, а также другой микрофлорой и обеспечивает привлекательный внешний вид колбасы[2,8].

       Органолептическая оценка показала, что при хранении копченой колбасы в защитном покрытии сохраняются ее внешний вид, аромат, вкус, консистенция в течение длительного времени, превышающего гарантированные сроки хранения данного вида продукции. При этом исключается развитие гнилостной микрофлоры и плесневых микроорганизмов на поверхности продукта, сокращаются потери массы продукта на пять процентов за счет усушки.

       На  основании исследований определены следующие преимущества при использовании защитного покрытия:  

1. Гарантируется отсутствие плесени на поверхности  батона при созревании, хранении и транспортировке.
2. Исключается необходимость применения бактерицидных средств при замачивании оболочки и после формования батона.
3. Обеспечивается легкое снятие оболочки с колбасы.
4. Сохраняется привлекательный вид колбас в процессе хранения.
5. Снижаются потери массы готового продукта при хранении и реализации.

       Процесс приготовления пищевых покрытий и технология их нанесения достаточно просты (Рисунок 6) и не требуют специального переоснащения производства[2]. 

Рисунок 6. 1 - камера; 2 - пульт управления; 3 - трубопровод  с форсунками;4 - приточная вентиляция; 5 - конвейер.

Применение  полимерных упаковочных материалов и пищевых покрытий может гарантировать  высокое качество мяса и мясопродуктов  только при условии строгого контроля за температурой на всех этапах процесса. (Рисунок 7). 

Рисунок 7

6. Перспективные направления развития пищевых покрытий.

       По  причине высокой стоимости сырья  резкое снижение рентабельности будет  наблюдаться на всём рынке пищевых покрытий. Это вынуждает производителей найти ещё новые формы и методы конкурентной борьбы. Это улучшит сервис, и новые продукты начнут развиваться активнее.

       Главные направления в инновационных  областях – стремление придать эстетичный привлекательный внешний вид. Основное развитие традиционных покрытий обязательно будет сводиться к изменениям внешнего вида.

         Прежний ГОСТ оболочек для  варёных колбас значился в  разделе «Материалы и сырьё», но не в разделе «Упаковка». На сегодняшний день с уверенностью  можно утверждать, что оболочка  в современном её исполнении  всё-таки уже является в большей  степени упаковкой, а не сырьём. 

6.1. Съедобные покрытия

       Весьма  перспективным является также использование  таких «активных» оболочек, как съедобные  покрытия. Пленкообразующей основой  в этом случае являются природные  полимеры — полисахариды. Наибольшее распространение получили здесь  производные крахмала и целлюлозы. Свойства этих полимеров поистине уникальны: обладая прекрасной пленкообразующей способностью (съедобные пленки), они  широко используются как компоненты пищевых продуктов, например, в качестве структурообразующих агентов (загустителей) в пастообразной молочной, кондитерской и плодоовощной продукции. Пленки на основе производных целлюлозы (например, карбоксиметилцеллюлоза и ее натриевая  соль) и модифицированных крахмалов (например, карбоксиметилкрахмал, КМК) защищают пищевой продукт от потерь массы (за счет снижения скорости испарения  влаги) и создают определенный барьер проникновению кислорода и других веществ извне, замедляя тем самым  процессы, обуславливающие порчу  пищевого продукта (окисление жира, денатурализация белка и  так далее .) Съедобные пленки на основе природных полимеров обладают высокой сорбционной способностью, что предопределяет их положительное физиологическое воздействие. Так, при попадании в организм эти вещества адсорбируют и выводят ионы металлов, радионуклиды (продукты радиоактивного распада) и другие вредные соединения. Благодаря введению специальных добавок — ароматизаторов, красителей — в полимерную оболочку можно регулировать вкусо–ароматические свойства собственно пищевого продукта в съедобной пленке. Таким образом, «активная» съедобная оболочка 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, компенсируя дефицит необходимых человеку компонентов пищи[1].

       6.2.Покрытия с антимикробным действием.

       В Проблемной научно–исследовательской лаборатории полимерных материалов и пластмассовых покрытий МГУ прикладной биотехнологии (ПНИЛПМ и ПП МГУПБ) уже проводятся работы по созданию покрытий нового поколения, разработаны покрытия с антимикробным действием и барьерным Перспективными разработками являются покрытия с индикаторами свежести, температуры, патогенной микрофлоры, поглотителями кислорода, влаги. Они обладают программируемыми барьерными и механическими показателями.

       Применение  нанотехнологий (наноматериалы, приемы формирования) позволит получать принципиально  новые покрытия путем модернизации базовых систем или создания новых  материалов, обладающих принципиально новыми свойствами. Эти системы активны по отношению к широкому спектру микрофлоры, биологически активные с адресной доставкой действующих веществ; покрытия, включающие датчики мониторинга продукции во время ее хранения, транспортировки и реализации.

       В ПНИЛПМ и ПП МГУПБ создание новых  нанокомпозиционных покрытий на базе гигиенически и экологически безопасных природных и синтетических полимеров  осуществляется путем модификации  полимерных матриц наноразмерными частицами  металлов, углеродных структур, антимикробных и витаминных добавок. Именно переход к интервалу наноразмеров на молекулярном уровне должен привести к получению новых функциональных характеристик, резко отличающихся от характеристик базовых материалов, модифицированных добавками с традиционными размерами частиц.

       Новые материалы со встроенными в их структуру наночастицами серебра  проявляют высокую антимикробную  активность по отношению к различным видам патогенной и условно–патогенной микрофлоры. Бактерицидное действие подобных пленок сохраняется в течение длительного времени[1].  
 
 
 
 
 
 
 
 

       Заключение

       Подводя итог ко всему выше изложенному, я  сделала следующие выводы:

1. Качество покрытий из полимерных материалов зависит от химических и физических свойств образующих их мономеров, а также от способа синтеза полимера.
2. Не все полимерные покрытия в достаточной степени безопасны для здоровья потребителей, поэтому их лучше добавлять в качестве примесей, улучшающих структуру покрытия, защищающих от таких внешних факторов, как свет, газы, влага и механические повреждения.
3. Процесс приготовления пищевых покрытий и технология их нанесения достаточно просты и не требуют специального переоснащения производства.
4. Полимеры являются очень перспективным материалом для дальнейшего использования в качестве упаковочных средств.
5. Существуют новые  очень интересные технологии использования полимерных пищевых покрытий, такие как съедобные и антимикробные  полимерные покрытия.