«Анализ упаковочных материалов для мясных полуфабрикатов»

Введение

Упаковка

—

ключевой

элемент

в

цепочке

поставок

мясных

полуфабрикатов. Она не просто защищает продукт от механических

повреждений и загрязнений, но и напрямую влияет на его безопасность,

свежесть и товарный вид на протяжении всего срока годности. Современные

упаковочные решения позволяют значительно продлить срок хранения,

замедлить

микробиологические

и

окислительные

процессы,

а

также

обеспечить удобство транспортировки и презентации в рознице. В этой

статье мы рассмотрим, какие материалы и технологии сегодня применяются,

какие требования к ним предъявляются и как выбор зависит от типа

полуфабриката и условий реализации.

Упаковочные пленки, характеризующиеся различными барьерными

свойствами по отношению к газам и водяному пару, используются для

упаковки мяса и мясных продуктов с использованием вакуума и в

модифицированной

атмосфере

MAP

(упаковка

в

модифицированной

атмосфере) и контролируемой атмосфере CAP (упаковка в контролируемой

атмосфере). Упаковочный материал должен быть барьером как для влаги (он

должен удерживать ее внутри упаковки), так и для кислорода.

Поиски упаковочных материалов с оптимальными свойствами привели

к тому, что в настоящее время используются почти исключительно

комбинированные, многослойные материалы. В комбинированной фольге

следующие материалы и их производные: полиэтилен (ПЭ), полиэстер

(полиэтилентерефталат – ПЭТ), полиамид (ПА, особенно полиамид ПА 6),

полипропилен

(ПП),

полистирол

(ПС),

поливинилхлорид

(ПВХ),

поливинилиденхлорид (винилидендихлорид – ПВДХ), этиленвиниловый

спирт (сополимер этилена с виниловым спиртом – EVOH), сополимеры

акрилонитрила. Из многих упаковочных материалов полиэтиленовая (ПЭ)

пленка является самой дешевой, но упакованное в нее мясо, например,

говядина обваленная, теряет нужный красный цвет в течение 1-2 дней из-за

того, что ПЭ пленка проницаема для кислорода, который окисляет красный

мясной краситель – миоглобин, превращая его в коричневый метмиоглобин.

Точно так же пленка ПВХ (поливинилхлорид) может использоваться для

кратковременной защиты пищевых продуктов от воздействия условий

окружающей среды.

В мясной промышленности используются как гибкие, полужесткие и

жесткие упаковочные материалы (фольга), так и ламинаты из фольги с

различными техническими параметрами, такими как толщина и устойчивость

к механическим повреждениям, проницаемость для газов, паров воды и

ультрафиолетового

(УФ)

излучения,

термостойкие,

свариваемые,

термоформуемые и термоусадочные или устойчивые к низким/высоким

температурам.

Многослойные пленки используются чаще, чем однослойные или

двухслойные. Для упаковки мяса и мясных продуктов используются многие

многослойные материалы, в том числе, PA/PE, OPA/PE, PET/PE, PETmet/PE,

PET/PYDC/PE и другие пленки. Внешний слой многослойной упаковки из

фольги берет на себя в основном задачи механической устойчивости,

средний слой выступает в качестве барьера для кислорода, а внутренний слой

обеспечивает прочность на разрыв и сопротивление проколу шва и упаковки.

Специальные

свариваемые

слои

гарантируют

безопасность

сварки.

Например, термоусадочные пакеты нового поколения могут состоять из

шести слоев различных полимерных пленок. Одним из них может быть,

например, полиэтилен низкой плотности (PE-LD), отличающийся очень

хорошей свариваемостью.

Развитие

торговли

и

дистрибьюторской

сети

требует

от

переработанных мясных продуктов более длительных сроков хранения, что

обычно означает использование упаковочных материалов с повышенными

барьерными свойствами, т.е. меньшей кислородопроницаемостью. Однако

под воздействием повышенной влажности барьерные свойства некоторых

барьерных полимеров, например, EVOH и PA 6, могут снижаться. Барьерный

слой

ламината

должен

быть

защищен

от

водопоглощения

за

счет

использования

защитных

слоев

или

путем

модификации,

например,

аморфным полиамидом.

Очень хорошим барьером для газов, паров воды и ароматических

веществ являются прозрачные пленки и пакеты, покрытые оксидами кремния

(SiOx). Они применяются для упаковки продуктов, а также их пастеризации и

стерилизации, при этом не проявляют эффекта «ретортного удара», т.е. не

снижают своих барьерных свойств при термических обработках.

На практике возможно также использование многослойных пленок,

содержащих поглотитель кислорода на основе неорганического соединения,

необратимо реагирующего с кислородом. Он не имеет прямого контакта с

продуктом и не может мигрировать на него. Это продлевает срок хранения

чувствительных к кислороду продуктов, таких как мясо или нарезанные

колбасы.

Важной проблемой является также защита цвета расфасованного

продукта от неблагоприятных изменений, вызванных УФ-излучением,

испускаемым люминесцентными лампами, установленными в холодильных

прилавках. Изменение цвета продукта под действием света ограничивают

использованием

цветной

или

непрозрачной

фольги,

например,

с

алюминиевым слоем. Используются также пленки со слоем, защищающим

продукт от УФ-излучения и поглощения кислорода. Этот барьер не зависит

от других свойств пленки, не теряя своих полезных свойств и не переходя в

упакованный продукт. Благодаря этому такие фильтры не вызывают

возражений с точки зрения пищевого законодательства. В них упаковывают

вареные ветчины, а также колбасы и сырокопчености. В отличие от

алюминиевой фольги они поддаются глубокой вытяжке, прочно связывают

кислород в упаковке, обеспечивают хорошую видимость продукта.

Популярной упаковкой являются готовые лотки для упаковки в

системе МАР или САР. Их изготавливают из популярных полимеров, таких

как полипропилен, полиэтилен или полистирол. Лотки из полипропилена

(ПП) могут быть жесткими, тонкостенными или изготовленными из

вспененного пластика (EPP), с газовым барьером EVOH или без него. Они

красочные, легкие, прочные и эстетичные. Упакованные продукты можно

пастеризовать, стерилизовать и нагревать в микроволновых печах. Из

пенополистирола изготавливают многослойные газонепроницаемые лотки,

герметично запаянные барьерной многослойной полиэтиленовой пленкой. На

дне упаковки используется слой для впитывания сока, вытекающего из мяса

при хранении. Это особое решение, потому что чаще всего используются

дополнительные,

специальные

влагопоглотители

–

вкладыши

из

впитывающей целлюлозы.

Вакуумная упаковка

(далее – ВУ) включает удаление воздуха из

упаковки,

которая

затем

запечатывается,

как

правило,

путем

термосваривания.

Удаление

большей

части

воздуха

из

ВУ

можно

рассматривать как изменение атмосферы вокруг упакованного продукта.

Считается, что ВУ является скорее средством сохранения лучшего качества

продукта в течение его естественного срока годности, чем способом его

продления. Это связано с невозможностью полностью удалить кислород из

упаковки

даже

при

использовании

глубокого

вакуума,

а

также

с

воздействием других факторов, вызывающих порчу продукта, к которым

относятся, в том числе, развитие анаэробных микроорганизмов. ВУ

защищает продукт, сохраняет его количество и качество, а главное

долговечность. В частности, предотвращает: высыхание и, таким образом,

изменение цвета внешней поверхности изделия; окисление поверхностных

слоев мяса и мясных продуктов; развитие микроорганизмов; потерю и

смешивание вкусов; сублимацию при замораживании. Важным применением

ВУ

является

упаковка

больших

кусков

обваленной

говядины

в

ламинированные пакеты из полиамида/полиэтилена.

Мясо должно характеризоваться незначительной микробиологической

обсемененностью,

которая

должна,

в

том

числе,

быть

следствием

поддержания высокой гигиены убоя животных и разделки туш и соблюдения

холодовой цепи, т.е. максимальной температуры 8-10°С при разделке и 0-2°С

(max 4°С) при упаковке. В этих условиях порции мяса массой 10 кг могут

храниться при 0°С до двух месяцев. При этом ВУ значительно задерживает

созревание мяса и предохраняет от потери веса.

Упаковка мясных элементов должна защищать их от неблагоприятных

факторов,

и

прежде

всего:

механических

повреждений,

пыли,

прикосновений,

микроорганизмов,

потери

или

поглощения

воды,

воздействия света, потери аромата. Срок годности мяса в ВУ обычно

составляет девять недель, а порча по истечении этого времени происходит

из-за скисания. Основными преимуществами метода ВУ являются: раннее

отделение потребляемого мяса от переработанного мяса, сокращение

потребности в пространстве для охлаждения, продление срока хранения,

снижение

потери

веса,

возможность

удовлетворения

требований

потребителей и более качественная информация.

На практике используются различные формы и формы ВУ, например,

герметичные

пакеты,

термоусадочная

упаковка

(фольга).

Вакуум,

применяемый во время упаковки, должен составлять не менее 95%, но в

идеале

он

должен

составлять

от

98

до

99%.

При

использовании

термосвариваемых вакуумных пакетов в углах часто образуются так

называемые зазоры. мертвые зоны, где может скапливаться мясной сок. Это

явление имеет особое значение для эстетики и микробиологической

стабильности упакованного мяса. Под воздействием соответствующей,

строго определенной температуры они приспосабливаются к упакованному

мясу, не оставляя пустых мест.

Можно использовать дополнительную операцию вторичной сварки, что

является наименее дорогим решением. Он заключается в том, что готовую

упаковку

подвергают

очень

короткому

термическому

воздействию,

продолжительность которого составляет менее одной секунды, при этом

применяемая температура не достигает 100°С. В результате пустые плоские

фрагменты ВУ слипаются, уменьшая пространство для возможной утечки.

В пакетах, сформированных на валковых машинах, эти зазоры могут

быть устранены за счет склеивания свободных поверхностей пакета. Мясные

элементы на кости, такие как свиная корейка, бекон, свиная рулька или

свиные ребрышки, также могут быть упакованы под вакуумом. Мясо со

значением pH от 5,7 до 5,9 должно быть упаковано не позднее, чем через 48

часов после убоя животного.

Упаковка в термоусадочные пакеты

(далее ТУП) дает наилучшие

результаты. Из ТУП, содержащих порции мяса, удаляют воздух, а затем

подвергают их усадке в течение нескольких секунд в горячей воде при

температуре 87-89°С, в струе пара или на горячем воздухе. В результате

продукт плотно заворачивается в пленку, которая предотвращает вытекание

мясного сока до 20% по сравнению с другими системами упаковки.

Однако ВУ создает множество сенсорных и гигиенических проблем.

При длительном хранении мяса, упакованного по данной системе, в упаковке

появляется

«запах

вакуумной

упаковки»,

вызванный

деятельностью

микроорганизмов, кроме того, длительное хранение в вакууме вызывает

чрезмерную,

нежелательную

нежность

мяса

и

изменение

его

цвета

(образование

метмиоглобина),

вызванное

присутствием

кислорода

в

упаковке. Окисленная форма миоглобина наиболее интенсивно образуется

при содержании кислорода 5-10%. Как отмечает Н.З. Адизова, значима

взаимосвязь между проницаемостью О2 и сроками хранения вакуум-

упакованного мяса [1, с. 63-65].

На практике применяется также ВУ нескольких килограммовых блоков

пастеризованной

ветчины,

предохраняющих

желе

от

вытекания,

что

предотвращает как потерю его массы, так и потерю вкусовых качеств.

Значительные области применения этого типа упаковки также включают

упаковку нарезанного мяса, в частности ветчины и бекона. Не рекомендуется

упаковывать в вакуум хрупкие продукты, подверженные раздавливанию.

Пластик должен не только защищать от микроорганизмов, но и быть

свободным от них. Они должны характеризоваться гораздо меньшей

микробиологической обсемененностью на единицу площади (10² – 10³), чем

упакованные пищевые продукты. В среднем на 100 см² поверхности

пластиковой пленки приходится от 0 до 5 JTK (колониеобразующих единиц).

Рынок упаковки в РФ огромен. По оценке «Интерагро», в 2022 году

российский рынок пищевой полимерной упаковки составил 763 тысячи тонн

против 751 тысячи тонн в 2021 году. За последние пять лет среднегодовые

темпы роста рынка составили 3% [11]. Еще одним важным вопросом

является тип используемой упаковки. Прежде всего, это пластиковая

упаковка и упаковка из целлюлозы. Стоит обратить внимание на тенденцию,

касающуюся пластиковой упаковки – жесткая упаковка все чаще заменяется

гибкой упаковкой, т.е. с меньшей массой основы. Что касается упаковки из

металла, стекла или дерева, то в последние годы они теряют свое значение.

Для более рационального использования упаковочных материалов

следует в первую очередь отказаться от мелких упаковок, используемых для

упаковки отдельных продуктов, в пользу более крупных упаковок. Когда

речь идет об упаковке из нескольких материалов, т.е. содержащей множество

различных материалов в своей конструкции, мы имеем дело с тенденцией

поиска решений из одного материала. Другое дело, что правила, которые

сообщаются на уровне ЕС и переносятся на наш внутренний рынок, содержат

информацию о необходимости избегать или ограничивать использование

определенных материалов. Среди прочих указаны поливинилхлорид и

полистирол как в обычном, так и вспененном виде.

В 2023 году ускорился тренд на производство экологичной упаковки.

Её доля к 2026 году может составить до 60% от всего объёма производства,

что соответствует мировому тренду. К 2032 году объем глобального рынка

экологичной упаковки для пищевых продуктов достигнет $380 млрд против

$190 млрд в 2023 году.

Использование биосырья как в качестве биоразлагаемой упаковки, так

и

аналогов

упаковки,

т.е.

пластиковых

материалов,

полученных

из

биовозобновляемого

сырья

(речь

идет

о

процессе

«биообновления»,

длящемся максимум несколько лет), является очень важной тенденцией,

которая описана во многих ключевых документах относительно направлений

развития

управления

материальными

потоками

в

соответствии

с

циркулярной экономикой. Однако возникает несколько проблем. Одной из

них является логистическая и процессуальная проблема. Нет никаких правил

относительно того, где и как мы должны отделять их и, наконец, управлять

ими. Во-вторых, отсутствие сырья с конкурентоспособными ценами по

отношению к пластмассам. К сожалению, все биопластики дороже своих

аналогов или подобных пластиков.

Текущее количество производимого биопластика по отношению к

масштабу спроса на пластик составляет всего 2%. Конечно, масштабы

производства биопластиков меняются достаточно динамично, но до 40% в

ближайшее время точно не вырастут. Поэтому к биопластикам следует

относиться реалистично. Конечно, некоторые отрасли могут найти решения,

и во многих случаях эти пластмассы имеют хорошее качество и позволяют

заменить небиоразлагаемые пластмассы, такие как LDPE, HDPE, PP, PET,

EPS их биоразлагаемыми аналогами, например, PBAT, PHA, PBS, PLA, PEF

или термопластичный крахмал. Что касается механических свойств, кажется,

что на данный момент биопластики способны оправдать все ожидания,

предъявляемые

к

синтетическим

материалам.

Однако

с

учетом

их

газобарьерных свойств ситуация несколько хуже, т.к. потому что в случае с

биопластиками мы не можем предложить решение, которое позволило бы

поддерживать барьер на прежнем уровне, т.е. по кислородопроницаемости до

1 см3/сутки на 1 м2 и паропроницаемости 1 см3/м2 в сутки. Автор упоминает

здесь не о специально модифицированной упаковке, а о биопластиках с

точки зрения их свойств. Поэтому, когда речь идет о замене биоразлагаемого

EVOH или PVDC, таких решений пока нет.

То же самое относится и к некоторым свойствам полиамида. Если мы

посмотрим на потребности упакованного мяса и примем критерии реального

барьера, то увидим, что во многих случаях упаковка является настолько

барьерной, что такие высокие барьеры для упакованного продукта не нужны.

Например, для фасованного мяса подойдет немодифицированный PLA, но

уже появились и другие материалы, которые можно использовать, например

PEF – заменитель PET, который в будущем будет производиться в большем

количестве и его можно будет использовать. Существуют также возможности

модификации PLA тонкими покрытиями, что позволит PLA со средними

барьерными

свойствами

стать

материалом

с

высокими

барьерными

свойствами,

что

соответствует

потребностям

мяса,

упакованного

в

немодифицированной атмосфере или в MAP.

Исследование показало, что упаковка является неотъемлемой частью

продукта, защищает его, создает имидж бренда, информирует и продвигает

его. Её роль в товарообороте невозможно переоценить, а это способствует

тому,

что

рынок

упаковки

характеризуется

высокой

степенью

инновационности и использования последних тенденций. Они касаются

дизайна,

технологических

процессов,

используемых

материалов,

коммуникаций и маркетинговой деятельности.

Выводы и некоторые рекомендации по итогам данного исследования

подчеркивают важность продолжения разработки и применения новых

материалов и технологий в области упаковки мясной продукции. Также

важно

развивать

меры

по

улучшению

утилизации

упаковки,

чтобы

минимизировать

её

влияние

на

окружающую

среду.

Перспективы

дальнейшего

развития

включают

интеграцию

более

устойчивых

и

инновационных подходов в процесс разработки упаковки, что позволит не

только обеспечить безопасность и качество продукции, но и снизить

экологический отпечаток.

Заключение

Таким

образом,

подбор

упаковочных

материалов

для

мясных

полуфабрикатов — это баланс между функциональностью, безопасностью и

практичностью. Современные технологии позволяют значительно продлить

срок годности и сохранить качество продукта, но выбор всегда должен быть

обоснован

конкретными

задачами:

типом

полуфабриката,

условиями

хранения и транспортировки.