Продолжаем публиковать переводы научных материалов, интересных как теоретикам, так и практикам мясной промышленности. Мы познакомились со статьей «Antimicrobial food packaging in meat industry», опубликованной итальянскими учеными Stefania Quintavalla и Loredana Vicini в издании «Meat Science» в 2002-м году. Сегодня опубликуем фрагмент, посвященный требованиям к антимикробным упаковочным системам, следующая часть будет об удачных примерах таких систем, а заключительная — о свойствах конкретных веществ и нормативном регулировании.

пищевая упаковка

Антимикробная упаковка как концепция активной упаковки считается чрезвычайно сложной технологией, которая оказывает влияние на срок годности и безопасность мяса и мясопродуктов. Безопасность и качество продуктов зависит от наличия популяции микробов, а этот аспект можно контролировать с помощью использования антимикробных веществ. Антимикробные соединения содержатся в пленочных структурах синтетических полимеров и пищевых пленок: органических кислот и их солей, ферментов, бактериоцинов и других соединений, таких как триклозан, серебряные цеолиты и фунгициды. Характеристики некоторых упаковочных систем рассмотрены в этой статье.

Введение

Активная упаковка – одна из инновационных концепций упаковки продуктов питания, представленных в ответ на постоянные изменения требований потребителей и тенденций рынка. Она обозначена как упаковка «типа «А», способная изменять состояние для продления срока годности, повышения безопасности или сохранения сенсорных свойств для обеспечения качества продуктов». Это определение используется для европейского для европейского FAIR-проекта CT 98-4170 (Vermei-ren, Devlieghere, van Beest, de Kruijf, & Debevere, 1999).

В целом, инновационная упаковка может обеспечить функции, отсутствующие в традиционных упаковочных системах. Они могут включать в себя очистку с помощью кислорода, влаги или спирта и антимикробную активность.

Загрязнение микробами сокращает срок годности продуктов питания и увеличивает риск отравлений. Традиционные методы сохранения продукции от воздействия роста бактерий включают в себя термическую обработку, сушку, заморозку, охлаждение, облучение, упаковку в модифицированной атмосфере и добавление антимикробных агентов или солей. К сожалению, некоторые из этих методов не могут быть применены к специфическим продуктам, таким как свежее мясо и готовые к употреблению продукты.

пищевая упаковка

Использование антимикробной упаковки является актуальным для мясной продукции, поскольку осеменение микробами начинается, в первую очередь, с поверхности этих продуктов. Были предприняты попытки сохранения безопасности мяса при помощи антибактериальных спреев, но они потерпели неудачу. Струи антибактериальных веществ слишком быстро рассеиваются с поверхности продукции и попадают в пищевую массу. Включение бактерицидных или бактериостатических агентов в состав продукта имеет ограниченное влияние на поверхностную микрофлору.

Использование упаковочных пленок, содержащих антимикробные агенты, может быть более эффективным за счет медленной миграции агентов из упаковочного материала на поверхность продукта, что позволяет поддерживать высокую концентрацию антимикробных веществ там, где они необходимы. Этот эффект позволяет продлить этапы транспортировки и хранения продуктов питания.

Противомикробные вещества, включенные в упаковочные материалы, способны контролировать загрязнение микробами за счет снижения скорости роста их популяции или инактивации микроорганизмов контактным путем.

2. Разработка антимикробных упаковочных систем

пищевая упаковка

Большинство упаковочных систем представлены типами упаковка / система питания или упаковка / свободное место / пищевая система (рис. 1).

Система упаковка / система питания представляет собой твердый пищевой продукт в контакте с упаковочным материалом или жидкой пищей, свободное пространство при этом отсутствует. Это могут быть готовые к употреблению мясные продукты. В системе непременно должна присутствовать диффузия. В упаковочные материалы могут быть включены антимикробные агенты, с помощью диффузии мигрирующие в продукты питания (Han, 2000).

Системы, включающие в себя упаковку / свободное пространство / пищевую систему представлены в виде гибких упаковок, чаш и картонных коробок. Распределение антимикробного вещества в таких системах обеспечивается за счет испарения. Допускается использование летучих активных веществ, способных мигрировать через зазоры воздуха между упаковкой и продуктом.

Действие ряда антимикробных упаковок, помимо диффузии и уравновешенной сорбции, базируется на добавлении антибиотиков или фунгицидов аминогруппы. В этом случае рост микробов замедляется путем иммобилизации.

Существует несколько способов включения антимикробного вещества в систему упаковки пищевых продуктов. Один из них – добавление антимикробного вещества в процессе экструзии при производстве пленки. Способ недостаточно эффективен, так как антимикробный материал не сосредотачивается на поверхности пленки, а значит, не является достаточно активным. Альтернативный вариант заключается в добавлении противомикробной добавки в ту часть упаковки, где ее применение будет эффективно. Например, она может быть включена в слой, непосредственно контактирующий с продуктом питания, если речь идет о многослойном упаковочном материале.

пищевая упаковка

Согласно Han (2000), при проектировании или моделировании антимикробной упаковки должно учитываться несколько факторов:

  • Химическая природа пленок / покрытий, процесс выделения вещества и остаточная антимикробная активность. Выбор антимикробного препарата часто ограничивается толерантностью компонентов к температуре экструзии или совместимостью с упаковочным материалом. Например, 1% сорбата калия в пленке LDPE ингибирует рост дрожжей. LDPE-смолы и сорбат калия могут быть смешаны, экструдированы и гранулированы для производства пилотной партии. Эти гранулы могут быть добавлены в LDPE-смолы. При производстве основной партии должны быть использованы низкие температуры для предотвращения теплового разложения сорбата калия (Han & Floros, 1997). В ходе другого исследования (Weng & Hotchkiss, 1993), однако, установлено, что относительно полярные сорбат, бензоат и пропионат несовместимы с неполярным LDPE. Ранее считалось, что ангидриды кислот более совместимы, чем свободные кислоты и их соли из-за низкой полярности. Остаточная антимикробная активность остается эффективной после экструзии и процессов преобразования (ламинирование, печать, сушка). Эффекты клеящих и растворяющих веществ заслуживают отдельной оценки.
  • Характеристика антимикробных веществ и продуктов питания. Пищевые компоненты влияют на эффективность антимикробных веществ и процесс их высвобождения. Физико-химические характеристики пищи могут изменить активность антимикробных веществ. Например, рН пищи влияет на ионизацию (диссоциация / активация) большинства активных химических веществ, и может изменить антимикробную активность органических кислот и их солей. Антимикробная активность и химическая стабильность включенных активных веществ может также зависеть от активности воды или продуктов. Более того, у каждого продукта имеется своя микрофлора. Кинетика высвобождения антимикробных препаратов должна поддерживать высокую активность вещества в отношении возможных вредоносных микроорганизмов.
  • Температура хранения. Температура хранения может повлиять на антимикробную активность химических консервантов. Как правило, повышение температуры хранения ускоряет миграцию активных агентов из пленки / других слоев покрытия, в то время как охлаждение замедляет ее. Температурные условия во время производства и упаковки продукции должны быть предсказуемы. Только тогда можно будет определить характер их влияния на остаточную активность антимикробных соединений.
  • Коэффициенты переноса массы. Многослойная конструкция упаковки обеспечивает самую простую систему диффузного выброса активных веществ из упаковки в продукт. Ее преимущество в том, что антимикробный препарат может быть добавлен в один из тонких слоев, и тогда толщина слоя покрытия будет контролировать его высвобождение. Матрицы из нескольких слоев помогают регулировать скорость высвобождения активного вещества. Массообменная модель миграционных явлений может использоваться для описания профиля концентрации в пленке / слое покрытия и пище с течением времени.  Han (2000) обобщил традиционные модели массопереноса и свои собственные разработки, описывающие миграцию активных веществ через упаковочные системы, состоящие из одного, двух или трех слоев. Модели массопереноса помогают рассчитать периоды хранения, на протяжении которых поддерживается активная концентрация антимикробного вещества. На основании этих данных высчитывается срок годности пищевых продуктов.
  • Физические свойства упаковочных материалов. Добавление антимикробных препаратов может повлиять на общие физические свойства упаковочных материалов. Han и Floros (1997) обнаружили, что прозрачная полиэтиленовая пленка становилась более тонкой, когда в нее добавляли активный агент. Антимикробные вещества не должны влиять на прочность и функциональность упаковки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *