Упаковочные материалы в мясной промышленности: перспективы

МРНТИ: 65.01.11

А.М. Кадирова

Рудненский индустриальный институт

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УПАКОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ В МЯСНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Аннотация: В статье приведены перспективные направления использования упаковочных материалов в мясной промышленности, среди которых наибольшую актуальность представляет использование съедобных коллагеновых оболочек и упаковочных пленок в качестве пищевой оболочки для продуктов мясной промышленности. Известно, что съедобные упаковочные пленки и покрытия в течение многих веков уже используются для сохранения качества пищевых продуктов. В качестве основы для изготовления съедобных пленок в пищевой индустрии в последнее время довольно часто используют соевый белок. Пластификатором для таких пленок может служить глицерин или пропандиол. Кислородопроницаемость у соевых пленок мала и соизмерима с пленками из распространенных полимеров, однако паропроницаемость слишком велика, и это ограничивает возможность их использования. Полученные композиции рекомендованы не только для упаковки пищевых продуктов из мяса, птицы, рыбы, но и для сухих завтраков, десертов и т.д.

Ключевые слова: мясная промышленность, упаковочные материалы, оболочки, коллаген, съедобная упаковка

Проблема получения экологически чистой упаковки для мясной продукции особенно актуальна в последнее десятилетие, в связи с усиленным использованием полимерных материалов в ряде отраслей народного хозяйства и опасностью серьезного загрязнения окружающей среды. Одним из перспективных направлений в решении глобальной экологической проблемы, связанной с загрязнением среды обитания человека отходами полимерных материалов, является интенсификация исследований в области создания и применения экологически безопасных видов тары и упаковки [1].

В настоящее время в мясной промышленности особое внимание уделяется созданию принципиально новых упаковочных материалов – нетоксичных, легко утилизируемых, способных обеспечить эффективную защиту продуктов от микробных поражений и воздействия кислорода воздуха, предотвратить их усушку в процессе производства и хранения. В этой связи ученые всего мира обращают внимание на создание и расширение ассортимента съедобных упаковочных материалов, употребляемых вместе с пищевыми продуктами, упрощающими дозирование и порционирование продукции, не засоряющими внешнюю среду. Кроме того, съедобная упаковка, полностью безупречная с экологической точки зрения, может обладать рядом уникальных функциональных свойств и эксплуатационных характеристик за счет введения в ее состав витаминов, ароматизаторов, антиоксидантов и т.д. [2].

Известно, что съедобные упаковочные пленки и покрытия в течение многих веков уже используются для сохранения качества пищевых продуктов. Например, еще в XVIII веке в Японии была запатентована одноразовая посуда, изготовленная из прессованной рисовой муки, после использования которой по назначению, ее можно было съесть. В течение длительного времени широко используется съедобная упаковка, выпекаемая из вафельного теста в форме стаканчиков, тарелочек, чашек, коробочек и др., которые получают в результате термической обработки смеси сахара, муки, жира, различных пряных смесей и пищевых добавок. Такие формочки выпекаются, как правило, в обычных вафельных печах и служат для упаковки мороженого, йогуртов, мягких и плавленых сыров и некоторых других продуктов питания.

Съедобные покрытия на основе желатина применяются на протяжении двух столетий в пищевых производствах Европы для увеличения срока хранения мясных изделий. Большие успехи в этом направлении достигнуты в Германии, где созданы самые разнообразные деструктурируемые полимерные вещества из различных съедобных материалов: крахмала, желатина, природных целлюлоз [3].

По пищевой ценности съедобные пленки и покрытия условно подразделяют на усвояемые и неусвояемые. К первым относятся пленки и покрытия на основе таких компонентов пищи, как белки, жиры, углеводы, а ко вторым – покрытия на основе восков, парафинов, водорастворимых природных и синтетических камедей, водорастворимых производных целлюлозы, поливинилового спирта, поливинилпирролидона и др.

Особое внимание при создании современных съедобных упаковочных материалов уделяют белкам растительного и животного происхождения, растворимым в воде, спирте или пищевых маслах и жирах: желатину, зеину, альбумину, казеину и т.д. – поскольку покрытия на основе белковых пленкообразователей обладают высокими барьерными свойствами в отношении некоторых газов, в том числе О2 и СO2. Однако главным недостатком белковых пленок и покрытий являются их гигроскопичность и низкие прочностные свойства.

Поэтому для улучшения механических свойств и водостойкости белковых покрытий в съедобную композицию вводят различные нетоксичные добавки, главным образом пластификаторы (моно-, ди- и олигосахариды – глюкозу, фруктозу, глюкозный сироп, мед, полиспирты, липиды), проводят обработку пленок и покрытий «сшивающими» агентами, повышающими прочность (пищевыми кислотами, хлористым кальцием, танином). Однако попытки создания съедобного водонепроницаемого пленочного покрытия из молочного белка – казеина были в течение нескольких лет неудачны, поскольку казеиновые производные не выдерживали контакта с водой. Для устранения указанного недостатка инженер-химик П. Томасула из US Agricultural Research Service (ARS) разработала съедобную упаковку методом экстракции казеина с помощью двуокиси углерода высокого давления. Этот способ позволил воспользоваться природной способностью протеина формировать водонепроницаемые пленки. Полученные таким образом пищевые казеиновые пленки сохраняют влажность продукта и могут использоваться для упаковки мясных деликатесов, твердого сыра, а ламинированный пленочный казеин – для упаковки йогуртов.

В качестве основы для изготовления съедобных пленок в пищевой индустрии в последнее время довольно часто используют соевый белок. Для снижения хрупкости белковых пленок из сои их погружают в раствор ацетата натрия, промывают соленой водой и добавляют пластификатор. Пластификатором для таких пленок может служить глицерин или пропандиол. Кислородопроницаемость у соевых пленок мала и соизмерима с пленками из распространенных полимеров, однако паропроницаемость слишком велика, и это ограничивает возможность их использования. С целью снижения паропроницаемости в состав композиций вводят жирные кислоты (лауриновую, миристиновую, пальмитиновую, олеиновую). Уменьшение таким образом паропроницаемости одновременно приводит и к некоторому снижению растворимости пленок в воде [5].

Полученные композиции рекомендованы не только для упаковки пищевых продуктов из мяса, птицы, рыбы, но и для сухих завтраков, десертов и др. Например, на основе водной дисперсии, состоящей из соевого и некоторых других белков – в частности, казеина, коллагена, яичного белка, желатина, полисахаридов (крахмала или производных целлюлозы), – а также многоатомных спиртов (глицерин, сорбит, манит, пропиленгликоль), в настоящее время производят съедобный упаковочный материал для ветчин, сосисок и других мясных продуктов. Упакованная в такой материал ветчина может успешно храниться без отделения влаги при температуре минус 5 0 С больше одного месяца. Несомненный лидер среди съедобных упаковок в мясной промышленности – это натуральные кишечные оболочки. Данный вид упаковки очень близок по химическому составу к составу мясных продуктов, поэтому при использовании их в колбасном производстве наблюдается максимальное соответствие изменений, происходящих в фарше и оболочках в технологическом процессе производства колбас.

Кишечные оболочки применяют при производстве различных видов колбасной продукции: вареных и копченых колбас, сосисок, сарделек, шпикачек и т.д. Их достоинства неоспоримы и сравнимы лишь с такими их недостатками, как неравномерность калибра (что затрудняет автоматизацию технологического процесса), неустойчивость к воздействию микроорганизмов и большие трудозатраты при подготовке к использованию.

Попытки сохранить все лучшие свойства натуральных кишечных оболочек и при этом устранить их недостатки привели к созданию искусственных белковых оболочек. Впервые коллагеновые или белковые оболочки были произведены в 1933 году в Германии компанией «Натурин». Этот вид упаковки колбасных изделий наиболее близок к кишечным оболочкам, поскольку материалом для их производства служат коллагеновые волокна, получаемые из среднего слоя – спилка, шкур крупного рогатого скота (КРС) [4].

Коллагеновые оболочки обладают высокой прочностью, влагопроницаемостью, эластичностью, равномерным диаметром. Ограниченность мировых ресурсов коллагенсодержащего сырья КРС обусловливает использование коллагенсодержащего сырья свиней. Хотя молекулярная структура коллагена, извлекаемого из свиного спилка, и подобна структуре коллагена КРС, однако имеет повышенное содержание жира, что является основным препятствием при его использовании в производстве оболочек.

«Съедобная» коллагеновая оболочка, производимая из высококачественного говяжьего спилка, отличается от обычной белковой оболочки небольшой толщиной стенки и характеризуется улучшенными показателями давления, пенетрации и прокусываемости. При этом оболочка должна быть достаточно прочной. Это достигается использованием при ее производстве различных технологических приемов, в том числе добавлением различного количества целлюлозы. «Съедобная» коллагеновая оболочка чаще всего используется при производстве сосисок, сарделек, сырокопченых колбас и варено-копченых колбасок типа «Охотничьи».

Трубчатые «съедобные» коллагеновые пленки для производства ветчин, копченостей и ферментированных мясных изделий характеризуются повышенным показателем дымопоглощения в процессе копчения, снижением потерь влаги при термообработке и, как следствие, увеличением сочности готового продукта. Мясные продукты в коллагеновых…