Товарознавча характеристика пакувальних матеріалів, які використовуються різними галузями виробництва

       стійкість при нагріві до 120 °С;

       міцність на розрив до 2900 кН/м 2;

       еластичність (що характеризується подовженням при максимальному навантаженні по довжині до 20% і по колу до 10-15%);

       залишкова деформація: у подовжньому напрямі - не більше 10%, в поперечному - 7%;

       здібність до усадки при нагріві в напрямах: подовжньому - до 15% і в поперечному - до 20%;

       здатність зберігати перераховані властивості у вологому стані;

       величина адгезії оболонки до фаршу повинна складати не більше 50-100 Н/м на 1 см ширини відриву (при швидкості відриву 50 см/хв).

Найбільш повно даним вимогам відповідають натуральні кишкові оболонки. Вони вже в VIII столітті використовувалися при приготуванні м'ясної продукції в домашніх умовах.

З початку розвитку промислового виробництва ковбасних виробів, кишкові оболонки використовуються при виробленні варених, копчених і ліверних ковбас, сосисок, сардельок, делікатесної і іншої продукції.

Натуральні кишкові оболонки міцні, еластичні, димо- і водопроникні, стійкі до високих температур. По своїм властивостям натуральні оболонки, вироблені з кишкової сировини, близькі до складу фаршу, тому вони витримують всі зміни, які зазнає фарш в процесі технологічної обробки і є ідеальною складовою ковбасних виробів. В той же час вони не позбавлені істотних недоліків: нестандартні по розмірам (навіть в межах довжини однієї оболонки), крім того, їх виробництво трудомістке.

Останнім часом поряд з натуральними оболонками широко використовується штучні: рослинного, тваринного та синтетичного походження. Оболонки, що мають низьку проникність до кисню, двоокису вуглецю, водяної пари, жиру виготовляють, здебільшого із синтетичних полімерів: поліамідів, поліолефінів, поліетилентерефталату, сополімерів вінілденхлориду і вінілхлориду інших полімерів іономерів. Постійно вдосконалюється технологія виготовлення й властивості целюлозних та білкових оболонок. Поява синтетичних оболонок збільшила терміни зберігання ковбас. Ковбасна продукція в цих оболонках має гарний зовнішній вигляд, на неї добре наноситися друк. Однак при цьому слід зауважити, що існує тенденція до відмовлення від виробництва і використання деяких полімерів, що зумовлене не лише потенційною можливістю міграції мономерів, але й виникнення отруйних сполук під час розкладання використаної упаковки. До того ж, збереження нинішніх темпів збільшення маси відходів в перспективі може привести до глобальної кризової ситуації в сфері екології. Вірішення цієї проблеми може здійснюватися шляхом як створення нових та модифікація існуючих полімерів, так і поширення використання натуральної сировини.

1.5. Класифікація і характеристика ковбасних оболонок

Ковбасні оболонки можна класифікувати по ряду властивостей. В основу нашої класифікації закладено два параметри: матеріал, з якого виготовлена ковбасна оболонка і рівень газо- і паропроникністі. Причому ці чинники взаємозв'язані. Класифікація ковбасних оболонок за матеріалом виготовлення представлена в рис. 1.1. Натуральні оболонки і штучні, виготовлені з натуральних матеріалів, відрізняються високим рівнем проникності для пару води і газів, а більшість штучних пластикових оболонок, навпаки, мають вкрай низьку проникність. Завершальне положення займає віскозно-армована оболонка з ПВДХ-лакуванням. Вона виготовляється з натурального матеріалу - целюлоза, але завдяки ПВДХ-слою володіє високими бар'єрними властивостями.

Рис. 1.1 Класифікація ковбасних оболонок

1.5.1. Натуральні оболонки

Використовуються для виробництва всіх видів ковбасних виробів. Універсальність кишкових оболонок зумовлена низкою переваг, а саме:

      достатньою міцністю;

       еластичністю;

       здатністю до усадки; збереженням своїх властивостей у вологому стані;

       оптимальними адгезійними властивостями;

       гарною водо-, та димопроникністю;

       стійкістю до всіх традиційних термічних режимів.

Незважаючи на універсальні властивості натуральних ковбасних оболонок, традиційність, можливість більш повного використання харчового потенціалу тваринної сировини, відсутність небезпеки забруднення навколишнього середовища, споживчі переваги, вона недостатньо використовується.

1.5.2. Штучні оболонки з натуральних матеріалів

На сьогоднішній день широко використовуються штучні оболонки рослинного, тваринного та синтетичного походження. Здебільшого виготовляють оболонки із синтетичних полімерів, так як вони мають низьку проникність до кисню, двоокису вуглецю, водяної пари. Ковбасна продукція в цих оболонках має гарний зовнішній вигляд, на неї добре наноситься друк.

До білкових (або колагеновим) штучних оболонок відносяться:

      оболонки з затверділого сполучно-тканого білка (колагену), відносно товстостінні, непридатні для вжитку разом з вмістом;

      їстівні білкові ковбасні оболонки малого діаметру, тонкостінні, придатні для вжитку разом з вмістом.

Сировиною для обох вищезгаданих видів служить внутрішня частина тваринної шкіри (мездра) або «спилок».

Виходячи з того, що білкові (колагенові) оболонки біологічно схожі з натуральною кишкою, оскільки складаються із сполучно-тканого білка, то і властивості, якими вони володіють, в більшості своїй схожі. Білковим оболонкам властиві:

      висока міра спорідненості сполучно-тканого білка до білка фаршу;

      здібність до засвоєння (для тонкостінних оболонок малого діаметру);

      висока проникність для диму, газів, пару води;

      постійність діаметру і велика, в порівнянні з натуральними оболонками, механічна міцність.

Окремий випадок штучної білкової оболонки - оболонка з покритої білком тканини. Процес її виготовлення можна розбити на два етапи:

      власне виготовлення пологе текстильного рукава;

      просочення текстильного рукава колагеновою масою і висушування.

Така оболонка володіє більшою механічною міцністю, чим звичайна білкова завдяки тканині, яка виступає в ролі каркасного волокна. Останні властивості у них ідентичні.

Сировиною для виготовлення целюлозних оболонок є деревинна та лінтерна (виготовляється з бавовняного пуху) целюлоза високого ступеня очищення. З технічної целюлози виробляється віскоза (гелевидна речовина помаранчевого кольору), яка потім прямує в екструдери. В результаті екструзії виходить порожнистий рукав, який наводиться в твердий стан за допомогою ряду хімічних реакцій. Це власне і є оболонка з гомогенної суцільнотягнутої целюлози (частіше звана просто - целюлозна). Її основне використання - сосиски, сардельки і ковбаски малого калібру. В процесі виготовлення оболонки на її внутрішні стінки інколи наносять спеціальні розчини, аби підсилити або ослабити адгезію до готового м'ясного виробу.

Целюлозні оболонки відрізняються високою проникністю до газів, пару і диму, більшою стабільністю і рівномірністю калібру, в порівнянні з натуральними оболонками.

Проте целюлозна оболонка має і ряд недоліків: недостатню міцність на розрив і недостатню постійність калібру в наповненому стані. Їх усувають включенням каркасних волокон. Таку оболонку називають віскозно-армованою.

З довгих волокон пеньки ткуть волокнисте полотно, яке просочують спеціальними розчинами, аби зробити міцнішим. Потім це полотно нарізують на стрічки певної ширини, відповідної надалі діаметру рукава оболонки, що виготовляється. Стрічка згортається в рукав (трубку) і краї склеюються подовжнім швом внахлест. Отриманий рукав просочують віскозою, яку, як і у випадку з целюлозною оболонкою, переводять в твердий стан за допомогою ряду хімічних реакцій.

Віскозно-армовані оболонки, враховуючи їх високу механічну міцність, виготовляють середнього і великого діаметру, і в даний час вони застосовуються, в основному, для виробництва копчених ковбас. Стінки оболонки можна додатково просочувати розчинами, що підсилюють або ослабляють адгезію до продукту.

Віскозно-армована оболонка порівняно з оболонками з натуральної сировини, володіє високою волого- і механічною міцністю, що особливо важливе при виготовленні ковбас середнього і великого діаметру, а також при використанні автоматичного і напівавтоматичного кліпсуючого устаткування.

Віскозно-армована з додатковим шаром ПВДХ-лаку – це найбільш рання розробка в області штучних ковбасних оболонок з бар'єрними властивостями. Розчин ПВДХ-лаку наноситься на внутрішню або зовнішню сторону стінки вже готової віскозно-армованої оболонки і рівномірно розподіляється.

Оболонка з внутрішнім лакуванням має певні переваги, оскільки не втрачає здібність до гідрофільної усадки - усадки в результаті висушування. Оскільки ПВДХ-слой не дозволяє воді випаровуватися з продукту, то розмір ковбасного батона не змінюється, а оболонка усаджується, туго обхвачувавши вміст.

Віскозно-армовані оболонки з ПВДХ-лакуванням практично не проникні, що забезпечує незначний рівень вологовтрат.

1.5.3. Пластикові оболонки

Передумовою для виготовлення пластикової ковбасної оболонки стало, по-перше, створення в другій половині XX століття здібних до екструзії полімерних матеріалів і розвиток відповідного методу екструзії. По-друге, в цей же період часу відбувається укрупнення підприємств, збільшення обсягів виробництва, відповідно, і міняється збутова політика виробників ковбасних виробів. Ведеться пошук нових ринків збуту і одночасно виникає питання збереження м'ясних виробів протягом всього терміну транспортування, зберігання і реалізації.

Рішення питання збереження продукції йшло двома шляхами: розроблялися методи консервації продуктів (наприклад, холодом) і створювалися оболонки і упаковки, які дозволили б збільшити стійкість продукції в процесі зберігання, перешкоджаючи розвитку мікроорганізмів і окислювальних процесів.

Найбільш відповідними для цього завдання виявилися якраз пластикові ковбасні оболонки і пакети для вакуумної упаковки, що володіють бар'єрними властивостями по відношенню, перш за все, до кисню і пару води. Важливою виявилася і така властивість, як непроникність для ультрафіолету.

У виробництві пластикової оболонки домінують три типи полімерів:

      поліамід;

      полівініліденхлорид (ПВДХ);

      поліолефіни.

Вихідні матеріали для пластикових оболонок виробляються хімічною і нафтопереробною промисловістю. Згадані полімерні матеріали мають загальну ознаку - здатність при нагріві ставати пластичними і плавитися, що дуже важливе при виготовленні пластикових оболонок.

Для виробництва багатошарової пластикової оболонки були розроблені методи, що дозволяють виконувати спільну екструзію. В результаті отримують оболонки, які поєднують різні властивості окремих типів пластикових матеріалів.

В даний час використання одношарової оболонки з ПВДХ поступово скорочується. Основна причина в тому, що ПВДХ - це хлоровмісна речовина і при його утилізації виділяється багато токсичних речовин, що мають згубну дію на довкілля.

Еволюція поліамідних оболонок починалася з одношарової неорієнтованої оболонки. Вона характеризується високими бар'єрними властивостями для пари води і газів в порівнянні з віскозно-армованими, білковими і натуральними оболонками, але в той же час, відсутністю термоусадочні властивостей, невисокою механічною міцністю на розрив і розтягування.

Наступним етапом було створення так званої орієнтованої одношарової поліамідної оболонки, яка стала здібною до термічної усадки. Бар'єрні властивості орієнтованої оболонки сталі на порядок вищі, ніж неорієнтованою, значно покращали і механічні.

Потім з'явилися багатошарові оболонки. Можливість використовувати властивості різних полімерів в сукупності дозволила набагато підвищити бар'єрні властивості, навіть порівняно з непроникними одношаровими оболонками. Крім того, змінюючи склад використовуваних полімерів, стало можливим випускати вузькоспеціалізованих типів оболонок під окремі м'ясні продукти, наприклад, для пресованих шинок в оболонці або стерилізованих ковбас.

Одним з основних напрямів розвитку ринку пластикових ковбасних оболонок сьогодні є використання одношарових проникних пластикових оболонок. Вони вже знаходять вживання у виробництві сосисок і ковбас. Основні властивості таких оболонок - це димопроникність і низькі втрати ваги продукту в процесі зберігання. Висока димопроникність досягається в процесі термічної обробки ковбас і дозволяє набувати бажаних органолептичних властивостей. В процесі зберігання, навпаки, рівень проникності для пари води і газів знижується, що значно збільшує термін придатності продукту і дозволяє м'ясному виробу довгий час залишатися привабливим на вигляд.

ПВХ є продуктом полімеризації хлористого вінілу СН2=CHCl. Для покращення властивостей ПВХ проводять його хімічну модифікацію. Відомі сополімери вінілхлориду з вінілденхлоридом, вінілацетатом, стиролом та ін. На практиці частіше за інші використовуються ПВДХ - плівки. Крім того, ПВДХ застосовують також з метою комбінування з іншими матеріалами, що досягається шляхом соекструзії.