Влияние индивидуальной упаковки на сохраняемость эмульсионных пищевых продуктов

Эффективная и доступная упаковка является одним из факторов, сохраняющих качество пищевых продуктов. Основное ее назначение заключается в том, чтобы довести пищевой продукт до конечного потребителя без изменения качественных и количественных характеристик, сформированных на этапе производства. Упаковка наряду с условиями хранения и транспортирования, способами консервирования пищевых продуктов определяет сроки их годности.

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License

Вид материалов, применяемых для упаковки, определяется свойствами конкретного пищевого продукта, а также условиями его хранения и транспортирования [1–3].

Изготовители пищевых продуктов заинтересованы в выходе на новый качественный уровень за счет применения высококачественной современной упаковки с целью максимального сохранения потребительских свойств своей продукции. В настоящее время наблюдается развитие современных высокоэффективных технологических решений в производстве полимерных материалов, позволяющих изготавливать упаковочные материалы с заданными эксплуатационными, потребительскими и экологическими свойствами [4, 5].

За счет ряда преимуществ полимерной упаковки, таких как прочность, влагостойкость, легкость, высокая технологичность, ее производство и применение пищевыми предприятиями неуклонно растет, и данная тенденция сохранится еще на многие годы [6].

За счет своей универсальности, функциональности и эргономичности особый интерес в последние годы вызывает многослойная упаковка для пищевых продуктов. Она сочетает в себе свойства каждого отдельного слоя, характеризуется улучшенными барьерными характеристиками и при этом механической целостностью [7–9].

Одним из наиболее распространённых видов современной упаковки для эмульсионных соусов, майонезов, майонезных соусов и пр. является дой-пак – особый вид гибкой герметичной упаковки, представляющей собой сформированный пакет из полимерных плёнок в различных комбинациях.

Применение полимерных пленок позволяет увеличить срок хранения эмульсионных соусов и обеспечить их защиту от воздействия негативных факторов окружающей среды.

Полимерные пленки различают по составу и комбинации материалов на пленки с низкими и высокими барьерными свойствами. Высокобарьерные пленки производится из нескольких слоев полимера, обеспечивая абсолютную газонепроницаемость упаковки [11–12].

К пленкам с высокими барьерными свойствами относят дуплексные (двухслойные) плёнки, которые состоят из внутреннего полиэтиленового (РЕ) и наружного лавсанового (РЕТ) слоев.

Полиэтилен за счет применения технологии сваривания швов обеспечивает герметичность, а наружный лавсановый слой используется для нанесения печатных изображений. Срок хранения продуктов в такой упаковке составляет от трёх до шести месяцев. Из дуплексных (двуслойных)

плёнок наиболее распространены следующие комбинации: РЕТ12/РЕ100; РЕТ12/РЕ110; РЕТ12/РЕ120 (цифровые индексы указывают на толщину пленки в мкм) [13–16].

Высокими барьерными свойствами характеризуются также трехслойные пленки, в которых используется промежуточный металлизированный полипропиленовый слой, препятствующий проникновению света и влаги и обеспечивающий дополнительную защиту продукта от воздействия факторов окружающей среды. Срок годности продукции при этом увеличивается до 1 года. Трёхслойная плёнка существенно дороже двухслойной плёнки, поэтому чаще всего она используется при производстве продуктов премиальных брендов и экспортной продукции [17–20].

Известно, что окислительные изменения, происходящие в жирах, определяются количественно, показателем которых служит перекисное число. Значение перекисного числа показывает степень присутствия в продукте первичных продуктов окисления – перекисей и гидроперекисей, существенно не влияющих на органолептические свойства. В связи с чем значение перекисного числа свидетельствует об окислительной порче продукта еще до появления вкуса и запаха, свойственных прогорклому жиру [21].

Использование многослойных полимерных пленок способно сдержать процесс окислительной порчи жиров, содержащихся в значительном количестве в эмульсионных пищевых продуктах, в т. ч. майонезах, и повлиять на их сохраняемость.

Цель работы – изучение зависимости изменения перекисного числа майонеза от комбинации полимерных пленок и режимов хранения.

Материалы и методы

Объектом исследования выступал майонез жирностью 67 %, расфасованный в упаковку дой-пак с различными комбинациями пленок: РЕТ12/РЕ90; РЕТ12/РЕ100; РЕТ12/РЕ110; РЕТ12/РЕ120; РЕТ12/РЕ130; РЕТ12/РЕ_ВБС120 (наружный слой – пленка с высокобарьерными свойствами за счет применения полиамида или этилен-винилового спирта); ПЭТФп12/ПЭ120 (внутренний слой – фольгированный полиэтилен); РЕТФп12/РЕ_ВБС120 (фольгированный полиэтилен в комбинации с пленкой с высокобарьерными свойствами).

Образцы хранили в течение 120 суток в следующих диапазонах температур: от + 10 до +15 °С; от +15 до +25 °С; от +25 до +30 °С.

Перекисное число определяли йодометрическим методом по ГОСТ 31762–2012 с периодичностью в 15 суток.

Результаты

На первом этапе исследования определяли динамику значений перекисного числа майонеза, упакованного в дой-пак с различной толщиной наружного слоя пленки (90, 100, 110, 120, и 130 мкм), хранившегося в диапазоне температур от +10 до +15 °С. Результаты представлены на рисунке 1.

РЕТ12/РЕ90     РЕТ12/РЕ100     РЕТ12/РЕ110 —X— РЕТ12/РЕ120 —ж— РЕТ12/РЕ130

СРОК ХРАНЕНИЯ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ +(10-15)°С, СУТКИ SHELF LIFE AT +(10-15)°С, DAYS

Рисунок 1. Изменение значений перекисного числа майонеза в зависимости от вида используемой упаковки и продолжительности хранения при температуре от +10 до +15 °С

Figure 1. Changes in peroxide values depending on the type of packaging used and the duration of storage at temperatures from + 10 to + 15 °С

Из представленного графика видно, что значения перекисного числа стабильно увеличиваются примерно с одинаковым темпом с даты производства майонеза до 45 суток хранения для всех комбинаций пленок в упаковке. На 60 сутки хранения произошло значительное увеличение перекисного числа у майонеза, расфасованного в упаковку с толщиной наружного слоя 90 мкм и 110 мкм. Учитывая, что регламентируемое значение перекисного числа составляет не более 10 мэкв/кг, у майонеза, упакованного в пленку с толщиной наружного слоя 90 мкм на 60 сутки хранения уже отмечалось несоответствие требованиям. У майонеза, упаковка которого состояла из пленки РЕТ12/РЕ100, превышение нормативных значений наблюдалось на 75 сутки, а из пленки РЕТ12/РЕ110 на 90 сутки. Наибольшими защитными свойствами от окислительной порчи характеризовались пленки РЕТ12/РЕ120 и РЕТ12/РЕ130, причем значение перекисного числа для майонеза, упакованного с использованием пленки с максимальной толщиной наружного слоя среди исследуемых не превышало норму на всем периоде хранения.

Наиболее распространенной комбинацией пленок для упаковки майонезов и майонезных соусов исходя из соотношения цена-эффективность является РЕТ12/РЕ120. В связи с этим далее были проведены исследования устойчивости майонеза к окислительной порче, упаковка которого состояла из данной комбинации пленок, в различных температурных режимах в условиях «теплой полки» (рисунок 2).

Исходя из полученных результатов, можно сделать вывод о том, что данная комбинация пленок, используемая в упаковке майонеза, способна обеспечить защиту от окисления во всех трех диапазонах температур на протяжении 45 суток хранения. При температуре от +15 до +25 °С упаковка с данной комбинацией пленок защищает продукт от окисления на протяжении 60 суток, а при температуре +10 до +15 °С на протяжении 90 суток.

Для обеспечения продукту стабильности к окислительной порче более продолжительное время в составе упаковки используются высокобарьерные (ВБС) плёнки.

РЕТ12/РЕ120 (при температуре хранения +(10-15)°С) РЕТ12/РЕ120 at +(10-15)°С

РЕТ12/РЕ120 (при температуре хранения +(15-25)°С) РЕТ12/РЕ120 at +(15-25)°С

РЕТ12/РЕ120 (при температуре хранения +(25-30)°С) РЕТ12/РЕ120 at +(25-30)°С

SHELF LIFE, DAYS

Рисунок 2. Динамика значений перекисного числа майонеза, упакованного в дой-пак из дуплексной пленки РЕТ12/РЕ120 в зависимости от температуры и продолжительности хранения

Figure 2. Dynamics of the values of the peroxide value of mayonnaise, packed in a doypack made of duplex РЕТ12/РЕ120 film, depending on the temperature and duration of storage

На рисунке 3 представлена динамика изменения показателя перекисное число майонеза, упакованного в дой-пак из следующих материалов РЕТ12/РЕ120, РЕТФп12/РЕ120, РЕТ12/РЕ_ВБС120 и хранившегося при температуре + (15 – 25 °С). Полученные результаты свидетельствуют о том, что большей эффективностью защиты от окисления характеризуется упаковка, содержащая пленку с высокобарьерными свойствами, превосходя значения по сравнению с двумя другими видами упаковки в 2 и более раза. Преимуществ использования упаковки с внутренним слоем из фольгированного полиэтилена выявлено не было, что можно связать с влиянием других факторов на сохраняемость продукта.

Кроме этого, важно заметить, что темп изменения значений перекисного числа продукта, упакованного в высокобарьерную плёнку, в процессе хранения начинает снижаться, что обусловлено вторичным окислением продукта и переходом части продуктов окисления в альдегиды. Это обеспечивается множеством факторов, связанных как с качеством сырья (наличие двухвалентных и трёхвалентных ионов металлов, являющихся сильными окислителями и т. д.), так и с миграцией веществ из упаковочного материала.

РЕТ12/РЕ120        РЕТ12/РЕ_ВБС120       РЕТФп12/РЕ120

СРОК ХРАНЕНИЯ, СУТКИ SHELF LIFE, DAYS

Рисунок 3. Динамика перекисного числа майонеза, упакованного в дой-пак из дуплексных пленок

РЕТ12/РЕ120, РЕТФп12/РЕ120 и РЕТ12/РЕ_ВБС120

Figure 3. Dynamics of the peroxide value of mayonnaise packed in a doypack of duplex films РЕТ12/РЕ120, RЕТFр12/РЕ120 and РЕТ12/PE_VВS120

Далее проводили сравнительный анализ эффективности упаковки, состоящей из комбинаций пленок из фольгированного полиэтилена и пленок с высокими барьерными свойствами. Кроме этого, было оценено влияние элемента дизайна упаковки «прозрачное окно» на степень окисления майонеза под влиянием дополнительного фактора – света. Продукт хранили при температуре + (15 – 25 °С). Результаты исследований представлены на рисунке 4.

РЕТФп12/РЕ120

РЕТФп12/РЕ120 с "прозрачным окном" РЕТФп12/РЕ120 with "transparent window"

РЕТФп12/РЕ_ВБС120

—X— РЕТФп12/РЕ_ВБС120 с "прозрачным окном" РЕТФп12/РЕ_ВБС120 with "transparent window"

Рисунок 4. Динамика значений перекисного числа майонеза, упакованного в дой-пак из дуплексных пленок РЕТФп12/РЕ120 и РЕТ12/РЕ_ВБС120, включая упаковку с «прозрачным окном»

Figure 4. Dynamics of the values of the peroxide value of mayonnaise packed in a doypack of duplex films RЕТFр12/РЕ120 and РЕТ12/PE_VВS120, including packaging with a "transparent window"

Исследования подтвердили более высокие барьерные свойства комбинации пленок РЕТ12/РЕ_ВБС120, т. к. значения перекисного числа майонеза, помещенного в упаковку из них, не превышали регламентируемого значения на протяжении всего периода хранения. При этом наличие «прозрачного окна» в упаковке существенно не повлияло на окислительные процессы, происходящие в продукте при хранении. Тогда как использование «прозрачного окна» в упаковке из комбинации пленок РЕТФп12/РЕ120 привело к увеличению значений перекисного числа, но существенно не сократило сроки годности продукта в рамках настоящего исследования.

Обсуждение

Полученные в рамках исследования результаты совпадают с данными, опубликованными другими авторами относительно срока хранения продуктов в упаковке из дуплексных пленок от трёх до шести месяцев в зависимости от их комбинации. Исследования способности обеспечить устойчивость к окислительной порче дуплексных плёнок с наиболее распространенной комбинацией РЕТ12/РЕ120 подтверждает ее эффективность для упаковки майонеза. Данная комбинация пленок является более предпочтительной для производителей пищевых продуктов исходя из соотношения эффективность – стоимость. Подтверждены высокие барьерные свойства трехслойных и высокобарьерных пленок, срок годности продукции в таких пленках значительно выше за счет снижения интенсивности процессов окислительной порчи. Однако, высокая стоимость таких пленок ограничивает их широкое использование производителями пищевых продуктов.

Заключение

Исходя из полученных результатов исследования можно сделать следующие выводы: толщина упаковочного материала оказывает прямое влияние на значения перекисного числа майонеза с м.д.ж. 67 % – чем тоньше слой внутреннего слоя полиэтилена, тем выше значения перекисного числа;

использование высокобарьерных материалов в упаковке майонеза позволяет существенно снизить интенсивность окислительной порчи и увеличить сроки его годности;

наличие в дизайне упаковочного материала «прозрачного окна» не оказывает существенного влияния на интенсивность окислительных процессов и сохраняемость майонеза.

Данные выводы могут быть приняты во внимание производителями при выборе соответствующих материалов для упаковки пищевых продуктов исходя из предполагаемых условий и сроков их хранения, а также их стоимости и адресности.