УДК 665.931.7:621.798.1 ТеХНоЛоГИЧеСКаЯ СХеМа … · окружающей...

9

УСПЕХИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ 12 2016

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ (020000) УДК 66593176217981ТеХНоЛоГИЧеСКаЯ СХеМа ПРоИЗВодСТВа БИоРаЗЛаГаеМоЙ 

УПаКоВКИ И ИССЛедоВаНИе ХРаНИМоСПоСоБНоСТИ  ПИЩеВЫХ ПРодУКТоВ В ТаКоЙ УПаКоВКе

асякина ЛКФГБОУ ВО laquoКемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)raquo

Кемерово e-mail alk_kemmailru

Создание упаковки которая в процессе утилизации не наносила бы вред окружающей среде является в настоящее время актуальной задачей В данной статье приведены рецептуры биоразлагаемой упаковки из желатина и природных полисахаридов а также технология ее получения Технологическая схема вклю-чает шесть этапов и представляет собой абсолютно новый подход к получению полимерных материалов Полученную упаковку предлагается использовать для хранения различных молочных продуктов На при-мере творога определены органолептические физико-химические и микробиологические показатели каче-ства и безопасности продукта в процессе хранения в биоразлагаемом контейнере В качестве контрольного образца выбран тот же продукт который хранился в упаковке из полиэтилентерефталата По окончании эксперимента установлено что творог находившийся в разработанной биоразлагаемой упаковке дольше со-хранял свои потребительские свойства Показано что использование данной упаковки позволяет увеличить срок годности продукта на 40ndash50

Ключевые слова желатин природные полисахариды биоразлагаемая упаковка показатели качества хранимоспособность

TECHNOLOGICAL SCHEME OF PRODUCTION OF BIODEGRADABLE PACKAGING AND RESEARCH FOOD STORAGE ABILITY OF THIS PACKAGING

Asyakina LKKemerovo Institute of Food Science and Technology (University) Kemerovo

e-mail alk_kemmailru

Currently creating a packaging which is not harmful for the environment in a process of recycling is very actual task This article describes the recipes of biodegradable packaging made of gelatin and natural polysaccharides as well as the technology of production this biodegradable packaging The technological scheme includes six stages and it is a completely a new approach in obtaining of polymeric materials The obtained packaging is proposed to use for the storage of different dairy products As example we used a cottage cheese for determining organoleptic physical chemical and microbiological parameters of quality and safety of the product during storage in the biodegradable container As a control sample we used the same product that was stored in the package made of polyethylene terephthalate At the end of the experiment it was revealed that the sample of cottage cheese which was in the obtained biodegradable packaging longer retained their consumer properties It is shown that the using of the biodegradable packaging can increase the shelf life of the product on 40ndash50

Keywords gelatin natural polysaccharides biodegradable packaging quality indicators storage ability

Упаковка является важным звеном в процессе сохранения качества пище-вой продукции поэтому в пищевой про-мышленности к упаковочным материалам предъявляют очень жесткие требования [4] Они должны соответствовать санитарно-эпидемиологическим характеристикам сертификатам соответствия и нормативным документам (ГОСТ 522903-2007 laquoПакеты из полимерных пленок и комбинированных материаловraquo) гигиеническим нормативам и инструкциям Министерства здравоохра-нения Российской Федерации ( 880-71 laquoСанитарно-химические исследования изделий изготовленных из полимерных и других синтетических материалов пред-назначенных для контакта с пищевыми продуктамиraquo) Данные документы уста-навливают требования к качеству и составу

материала используемого для изготовления упаковки поверхности упаковки размеру и качеству боковых швов герметичности и прочности упаковки Одним из обяза-тельных условий регламентирующих ис-пользование упаковки в пищевой промыш-ленности является наличие сертификата соответствия выданного Министерством здравоохранения подтверждающего без-опасность упаковочных материалов для че-ловека [3 5]

В настоящее время широкое распро-странение в пищевой промышленности и торговой сети получила упаковка которая должна не только обеспечивать сохранность пищевых продуктов но и быть экономиче-ски выгодной и безопасной для здоровья человека и окружающей среды [6] Одним из возможных путей развития является про-

10

ADVANCES IN CURRENT NATURAL SCIENCES 12 2016

CHEMICAL SCIENCES (020000) изводство биоразлагаемой упаковки из при-родных материалов снижающей вредное воздействие на окружающую среду различ-ных отходов [1]

К упаковочной продукции предъяв-ляют следующие санитарно-эпидемио-логические и гигиенические требования Во-первых упаковка не должна изменять органолептические и физико-химические свойства пищевой продукции Во-вторых упаковка не должна выделять вредные токсичные вещества В-третьих в составе упаковки не должны присутствовать ве-щества обладающие мутагенными аллер-генными и канцерогенными свойствами и другие соединения негативно влияющие на состояние и здоровье живого организма В-четвертых упаковка не должна служить питательной средой для развития патоген-ной и иной микрофлоры а также не должна пропускать микроорганизмы [4 8]

Согласно нормативной документа-ции разработчик новой продукции обязан учитывать показатели потребительских свойств и безопасности их гигиениче-ские нормативы требования по обеспече-нию указанных нормативов в процессе производства хранения транспортиров-ки и реализации продукции Кроме этого упаковочный материал контактирующий с пищевой продукцией должен обладать определенной технологичностью в из-готовлении и использовании экономич-ностью надежностью прочностью при-влекательностью а самое главное быть удобным для потребителя [2 7]

Цель исследованияРазработка технологической схемы по-

лучения биоразлагаемой упаковки на осно-ве желатина и природных полисахаридов и изучение динамики изменения органо-лептических микробиологических и физи-ко-химических показателей качества и без-опасности творога с массовой долей жира 5 упакованного в такую упаковку в про-цессе хранения при температуре (4 plusmn 2) degС

Материалы и методы исследования

Органолептические показатели исследуемых об-разцов пищевых продуктов на соответствие их дей-ствующим стандартам в процессе хранения в раз-работанной биоразлагаемой упаковке определяли в следующей последовательности

ndash внешний вид и консистенция характеризовали общее зрительное впечатление о продукте (характер поверхности однородность форма)

ndash цвет устанавливали цвет для разработанного продукта а также отклонения от цвета

ndash запах определяли типичен ли аромат для дан-ного вида продукта

ndash вкус определяли типичен ли вкус для данного вида продукта

Массовую долю белка в исследуемых пищевых продуктах определяли по ГОСТ 23327-98 laquoМолоко и молочные продукты Метод измерения массовой доли общего азота по Кьельдалю и определение массовой доли белкаraquo массовую долю влаги по ГОСТ 3626-73 laquoМолоко и молочные продукты Ме-тоды определения влаги и сухого веществаraquo кис-лотность по ГОСТ 3624-92 laquoМолоко и молочные продукты Титриметрические методы определения кислотностиraquo

Микробиологический анализ исследуемых пи-щевых продуктов осуществляли согласно норматив-ным документам ГОСТ 31747-2012 laquoПродукты пи-щевые Методы выявления и определения количества бактерий группы кишечных палочек (колиформных бактерий)raquo ГОСТ 1044415-94 laquoПродукты пище-вые Методы определения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорга-низмовraquo ГОСТ 31746-2012 laquoПродукты пищевые Методы выявления и определения количества коагу-лазоположительных стафилококков и Staphylococcus aureusraquo ГОСТ 1044412-88 laquoПродукты пищевые Метод определения дрожжей и плесневых грибовraquo ГОСТ 31659-2012 laquoПродукты пищевые Метод выяв-ления бактерий рода Salmonellaraquo ГОСТ 1044411-89 laquoПродукты пищевые Методы определения молочно-кислых микроорганизмовraquo

Результаты исследования  и их обсуждение

Технологическая схема направлена на производство биоразлагаемой упаковки со-храняющей свои свойства и характеристики непосредственно в период использования но в дальнейшем под воздействием условий окружающей среды претерпевая биологи-ческие химические и физико-химические превращения при этом включаясь в обмен-ные процессы в природной биосистеме

Биоразлагаемая упаковка состоит из вещества белковой природы ndash желатина и природных полисахаридов (агар-агар каррагинан и гидроксипропилметилцеллю-лоза) Рецептурный состав биоразлагаемой упаковки представлен в табл 1

Таблица 1Состав биоразлагаемой упаковки

Состав пленки Количество ингре-диента мас

Каррагинан 50Гидроксипропилметилцел-люлоза

25

Агар-агар 100Желатин 510Вода 315

Технологическая схема процесса произ-водства биоразлагаемой упаковки включает

11


ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ (020000) следующие этапы подготовка сырья со-ставление композиций из желатина и при-родных полисахаридов согласно рецепту-рам экструзия смеси компонентов раздув заготовки в форме и формование изделия охлаждение изделия и его удаление из фор-мы конечная обработка изделия

1 Подготовка сырья Оценка качества исходного сырья согласно методам испыта-

ний и правилам приемки указанных в дей-ствующих технических условиях и стандар-тах на данный вид сырья

2 Составление композиций из природ-ных полисахаридов и желатина согласно предложенным рецептурам Получение смеси композиций согласно рецептуре при нагревании до температуры 70ndash80 degC при перемешивании до полного растворения

Таблица 2Динамика органолептических показателей творога упакованного в биоразлагаемые контейнеры на основе желатина и природных полисахаридов в процессе хранения

Продолжи-тельность хранения

сутки

Органолептические свойстваВнешний вид и консистенция Цвет Вкус и запах

Тест Контроль Тест Контроль Тест Контроль0 (фон) Рыхлая или

мажущаяся мягкая с при-

сутствием частиц мо-

лочного белка или без них

Рыхлая или мажущаяся

мягкая с при-сутствием частиц мо-


Белый или с кремовым оттенком

однородный по всей массе



Кисломо-лочные без

посторонних привкусов и запахов



2 Рыхлая или мажущаяся































Недостаточно рассыпчатая

рыхлая




по массе не однородный



Недостаточно выраженный привкус па-стеризации





рыхлая












рыхлая








12


CHEMICAL SCIENCES (020000) 3 экструзия смеси компонентов Смесь

компонентов нагревается плавится переме-шивается в канале шнека экструдера и вы-давливается через кольцевую формующую головку Параметры экструзии температура 70 plusmn 2 degC скорость линии ndash 210 ммин

4 Раздув заготовки в форме и формо-вание изделия Когда заготовка достигает нужной длины полуформы сжимаются фиксируя верхний и нижний края заготовки своими бортами Нижний конец заготовки сваривается при этом образуя отверстия на ее верхнем конце (или наоборот) После сжатия формы в нее через дорн или нип-пель подается сжатый воздух способствуя размягчению материала рукава который принимает при этом очертания внутренней полости формы

5 Охлаждение изделия и его удаление из формы Охлаждение начинается когда заготовка вступает в контакт с поверхно-стью охлаждаемой формы а прекраща-

ется когда охлаждаются самые толстые участки изделия соединенные с дном или горловиной

6 Окончательная обработка изделия После охлаждения изделия форма рас-крывается готовое изделие извлекается и направляется на окончательную обра-ботку (удаление приливов снятие заусен-цев и тп)

Так как упаковка является важным зве-ном в процессе сохранения качества пищевой продукции то дальнейшими исследовани-ями было определение органолептических микробиологических и физико-химических показателей качества и безопасности пище-вых продуктов в процессе хранения в полу-ченной биоразлагаемой упаковке

В качестве анализируемого продукта выбран продукт молочной промышленно-сти творог Контролем служил этот же про-дукт но упакованный в контейнер из полиэ-тилентерефталата

Таблица 3Динамика физико-химических показателей творога упакованного в биоразлагаемые контейнеры на основе желатина и природных полисахаридов в процессе хранения

Продолжитель-ность хране-ния сутки

Физико-химические свойстваМассовая доля белка Массовая доля влаги Кислотность ordmТ

Тест Контроль Тест Контроль Тест Контроль0 (фон) 160 plusmn 16 160 plusmn 16 735 plusmn 74 735 plusmn 74 225 plusmn 11 225 plusmn 11

2 160 plusmn 16 160 plusmn 16 735 plusmn 74 735 plusmn 74 225 plusmn 11 225 plusmn 114 160 plusmn 16 160 plusmn 16 735 plusmn 74 735 plusmn 74 225 plusmn 11 225 plusmn 116 160 plusmn 16 160 plusmn 16 735 plusmn 74 765 plusmn 77 225 plusmn 11 230 plusmn 128 160 plusmn 16 160 plusmn 16 740 plusmn 74 778 plusmn 78 227 plusmn 11 235 plusmn 1210 160 plusmn 16 160 plusmn 16 745 plusmn 75 795 plusmn 80 228 plusmn 11 240 plusmn 12

Таблица 4Динамика микробиологических показателей творога упакованного в биоразлагаемые

контейнеры на основе желатина и природных полисахаридов в процессе хранения


сутки

Микробиологические свойстваКоличество молочнокис-лых микро-организмов

КОЕг

БГКП (ко-лиформы) масса (г)

в которой не обнаружены

S aureus масса (г)


Патогенные в тч сальмо-неллы масса (г) в которой

не обнаружены

Дрожжи КОЕг

Плесени КОЕг

1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 20 (фон) 10106 10106 0001 0001 01 01 250 250 20 20 25 25

2 10106 10106 0001 0001 01 01 250 250 20 20 20 204 10106 10106 0001 0001 01 01 250 250 20 20 20 206 10106 75105 0001 0001 01 01 250 250 50 150 75 1808 10106 10105 0001 0001 01 01 250 250 100 300 100 35010 10106 80104 0001 0001 01 01 250 250 150 550 175 600

П р и м е ч а н и е 1 ndash тест 2 ndash контроль

13


ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ (020000) Динамика органолептических физи-

ко-химических и микробиологических показателей творога упакованного в био-разлагаемый контейнер на основе жела-тина и природных полисахаридов в про-цессе хранения при температуре (4 plusmn 2) degС по сравнению с контролем представлена в табл 1ndash3

ВыводыПолученные результаты свидетель-

ствуют о том что разработанная упаков-ка на основе желатина и природных по-лисахаридов позволяет увеличить сроки хранения творога по сравнению с поли-мерной упаковкой Так уже на 6-е сутки хранения в контейнерах из полиэтиленте-рефталата органолептические показатели (цвет внешний вид вкус и запах конси-стенция) и физико-химические характери-стики (массовая доля влаги кислотность) творога претерпевают значительные изме-нения в результате чего образцы творога не соответствуют требованиям норматив-ной документации (ГОСТ 31453-2013) Согласно требованиям ГОСТ 31453-2013 массовая доля влаги в твороге не должна превышать 750 а кислотность ndash 230 degТ Аналогичные изменения характерны для микробиологических показателей тво-рога упакованного в контрольный мате-риал из полиэтилентерефталата На 6-е сутки хранения количество молочнокис-лых микроорганизмов в данном образце снижается до 75105 КОЕг а содержание дрожжей и плесеней на 10-е сутки хране-ния превышает нормируемые показатели (500 КОЕг)

Таким образом показано что использо-вание разработанных биоразлагаемых кон-тейнеров на основе желатина и природных полисахаридов для упаковки молочных про-дуктов (творог) целесообразно поскольку позволяет увеличить сроки годности про-дукта на 40ndash50 по сравнению с традици-онными полимерными упаковками

Список литературы1 Антипов СТ Внедрение принципов устойчивого

развития производства биоразлагаемой упаковки из вто-ричных материальных ресурсов пищевых производств СТ Антипов СВ Шахов МО Жигулина Вестник Во-ронежского государственного университета инженерных технологий ndash 2014 ndash 4 (62) ndash С 53ndash57

2 Зарипова эХ Перспективы применения полимерной упаковки с повышенными эксплуатационными свойства-ми в пищевой промышленности эХ Зарипова Вестник Казанского технологического университета ndash 2012 ndash Т 15 16 ndash С 92ndash94

3 Пищевая биотехнология продуктов из сырья расти-тельного происхождения ОА Неверова АЮ Просеков ГА Гореликова ВМ Позняковский ndash М Издательский Дом laquoИнфра-Мraquo 2014 ndash 318 с

4 Ультразвуковая технология изготовления порцион-ной упаковки с направляющими пастообразных продук-тов ВН Хмелев АД Абрамов СС Хмелев ДВ Генне ДС Абраменко АН Сливин Южно-сибирский научный вестник ndash 2015 ndash 3(11) ndash С 26ndash32

5 Чадова ТВ Исследование качества полимерной тары для пищевой промышленности ТВ Чадова АЕ Не-красов НВ Берлова Интернет-журнал Науковедение ndash 2015 ndash Т 7 5 (30) ndash С 167

6 Bradley EL Applications of nanomaterials in food packaging with a consideration of opportunities for developing countries EL Bradley L Castle Q Chaudhry Trends in food science amp technology ndash 2011 ndash V 22 ndash P 604ndash610

7 Evaluation and preventing measures of technological risk of food production IV Surlov Ay Prosekov EO Ermo-laeva gA gorelikova VM Poznyakovskiy ModernApplied-Science ndash 2015 ndash T 9 4 ndash С 42ndash52

8 Rhim JW Bio-nanocomposites for food packaging applications JW Rhim HM Park CS Ha ndash Progress in Polymer Science 2013 ndash 71 p

10


CHEMICAL SCIENCES (020000) изводство биоразлагаемой упаковки из при-родных материалов снижающей вредное воздействие на окружающую среду различ-ных отходов [1]

К упаковочной продукции предъяв-ляют следующие санитарно-эпидемио-логические и гигиенические требования Во-первых упаковка не должна изменять органолептические и физико-химические свойства пищевой продукции Во-вторых упаковка не должна выделять вредные токсичные вещества В-третьих в составе упаковки не должны присутствовать ве-щества обладающие мутагенными аллер-генными и канцерогенными свойствами и другие соединения негативно влияющие на состояние и здоровье живого организма В-четвертых упаковка не должна служить питательной средой для развития патоген-ной и иной микрофлоры а также не должна пропускать микроорганизмы [4 8]

Согласно нормативной документа-ции разработчик новой продукции обязан учитывать показатели потребительских свойств и безопасности их гигиениче-ские нормативы требования по обеспече-нию указанных нормативов в процессе производства хранения транспортиров-ки и реализации продукции Кроме этого упаковочный материал контактирующий с пищевой продукцией должен обладать определенной технологичностью в из-готовлении и использовании экономич-ностью надежностью прочностью при-влекательностью а самое главное быть удобным для потребителя [2 7]

Цель исследованияРазработка технологической схемы по-

лучения биоразлагаемой упаковки на осно-ве желатина и природных полисахаридов и изучение динамики изменения органо-лептических микробиологических и физи-ко-химических показателей качества и без-опасности творога с массовой долей жира 5 упакованного в такую упаковку в про-цессе хранения при температуре (4 plusmn 2) degС

Материалы и методы исследования

Органолептические показатели исследуемых об-разцов пищевых продуктов на соответствие их дей-ствующим стандартам в процессе хранения в раз-работанной биоразлагаемой упаковке определяли в следующей последовательности

ndash внешний вид и консистенция характеризовали общее зрительное впечатление о продукте (характер поверхности однородность форма)

ndash цвет устанавливали цвет для разработанного продукта а также отклонения от цвета

ndash запах определяли типичен ли аромат для дан-ного вида продукта

ndash вкус определяли типичен ли вкус для данного вида продукта

Массовую долю белка в исследуемых пищевых продуктах определяли по ГОСТ 23327-98 laquoМолоко и молочные продукты Метод измерения массовой доли общего азота по Кьельдалю и определение массовой доли белкаraquo массовую долю влаги по ГОСТ 3626-73 laquoМолоко и молочные продукты Ме-тоды определения влаги и сухого веществаraquo кис-лотность по ГОСТ 3624-92 laquoМолоко и молочные продукты Титриметрические методы определения кислотностиraquo

Микробиологический анализ исследуемых пи-щевых продуктов осуществляли согласно норматив-ным документам ГОСТ 31747-2012 laquoПродукты пи-щевые Методы выявления и определения количества бактерий группы кишечных палочек (колиформных бактерий)raquo ГОСТ 1044415-94 laquoПродукты пище-вые Методы определения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорга-низмовraquo ГОСТ 31746-2012 laquoПродукты пищевые Методы выявления и определения количества коагу-лазоположительных стафилококков и Staphylococcus aureusraquo ГОСТ 1044412-88 laquoПродукты пищевые Метод определения дрожжей и плесневых грибовraquo ГОСТ 31659-2012 laquoПродукты пищевые Метод выяв-ления бактерий рода Salmonellaraquo ГОСТ 1044411-89 laquoПродукты пищевые Методы определения молочно-кислых микроорганизмовraquo

Результаты исследования  и их обсуждение

Технологическая схема направлена на производство биоразлагаемой упаковки со-храняющей свои свойства и характеристики непосредственно в период использования но в дальнейшем под воздействием условий окружающей среды претерпевая биологи-ческие химические и физико-химические превращения при этом включаясь в обмен-ные процессы в природной биосистеме

Биоразлагаемая упаковка состоит из вещества белковой природы ndash желатина и природных полисахаридов (агар-агар каррагинан и гидроксипропилметилцеллю-лоза) Рецептурный состав биоразлагаемой упаковки представлен в табл 1

Таблица 1Состав биоразлагаемой упаковки

Состав пленки Количество ингре-диента мас

Каррагинан 50Гидроксипропилметилцел-люлоза

25

Агар-агар 100Желатин 510Вода 315

Технологическая схема процесса произ-водства биоразлагаемой упаковки включает

11








сутки

















































рыхлая












рыхлая












рыхлая








12


















сутки


КОЕг









1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 20 (фон) 10106 10106 0001 0001 01 01 250 250 20 20 25 25

2 10106 10106 0001 0001 01 01 250 250 20 20 20 204 10106 10106 0001 0001 01 01 250 250 20 20 20 206 10106 75105 0001 0001 01 01 250 250 50 150 75 1808 10106 10105 0001 0001 01 01 250 250 100 300 100 35010 10106 80104 0001 0001 01 01 250 250 150 550 175 600


13
















11








сутки

















































рыхлая












рыхлая












рыхлая








12


















сутки


КОЕг









1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 20 (фон) 10106 10106 0001 0001 01 01 250 250 20 20 25 25

2 10106 10106 0001 0001 01 01 250 250 20 20 20 204 10106 10106 0001 0001 01 01 250 250 20 20 20 206 10106 75105 0001 0001 01 01 250 250 50 150 75 1808 10106 10105 0001 0001 01 01 250 250 100 300 100 35010 10106 80104 0001 0001 01 01 250 250 150 550 175 600


13
















12


















сутки


КОЕг









1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 20 (фон) 10106 10106 0001 0001 01 01 250 250 20 20 25 25

2 10106 10106 0001 0001 01 01 250 250 20 20 20 204 10106 10106 0001 0001 01 01 250 250 20 20 20 206 10106 75105 0001 0001 01 01 250 250 50 150 75 1808 10106 10105 0001 0001 01 01 250 250 100 300 100 35010 10106 80104 0001 0001 01 01 250 250 150 550 175 600


13
















13
















УДК 665.931.7:621.798.1 ТеХНоЛоГИЧеСКаЯ СХеМа … · окружающей...

Documents

Transcript of УДК 665.931.7:621.798.1 ТеХНоЛоГИЧеСКаЯ СХеМа … · окружающей...