2.6. Состояние и перспективы создания съедобной упаковки

В настоящее время в пищевой про­мышленности особое внимание уделя­ется созданию принципиально новых упаковочных материалов, нетоксичных, легко утилизируемых, способных обеспечить эффективную защиту пищи от микробных поражений, воздействия кислорода воздуха, предотвратить усушку продукта в период производ­ства и хранения

Известно, что съедобные упаковоч­ные пленки и покрытия уже использу­ются в течение многих веков для со­хранения качества пищевых продуктов. Например, еще в XVIII веке в Японии была запатентована одноразовая посу­да, изготовленная из прессованной ри­совой муки: после использования дан­ной посуды по назначению ее можно было съесть. 6 течение длительного времени широко применяется съедоб­ная упаковка, выпекаемая из вафель­ного теста в форме стаканчиков, таре­лочек, чашек, коробочек и др.

Большие успехи в этом отношении до­стигнуты в Германии, где созданы самые разнообразные деструктурируемые по­лимерные вещества из различных съе­добных материалов- крахмала, желати­на, природных целлюлоз. Из этих пище­вых ингредиентов производят многочис­ленные виды пищевой тары: лотки, бан­ки, тарелки, чашки, которые можно съе­дать вместе с такими пищевыми продук­тами, как супы, лапша, десерты, мясные, овощные, рыбные блюда.

Легкая съедобная тара имеет вспе­ненную структуру, проницаема для МВ-нагрева и может быть различного размера - от самой мелкой до крупной (450 х 270 мм). Продукт в такой упа­ковке употребляется как разогретым, так и сваренным (в этом случае мате­риал тары растворяется в варочной среде и служит загустителем).

По пищевой ценности съедобные пленки и покрытия условно подразде­ляют на усвояемые и неусвояемые. К первым относят пленки и покрытия на основе таких компонентов пищи, как белки, жиры, углеводы, ко вторым -покрытия на основе восков, парафи­нов, водорастворимых природных и синтетических камедей, водораствори­мых производных целлюлозы, поливи­нилового спирта, поливинилпирролидона и др. [9].

При создании современных съедоб­ных упаковочных материалов особое

внимание уделяют белкам раститель­ного и животного происхождения, ра­створимым в воде, спирте или пище­вых маслах и жирах желатин, зеин, альбумин, казеин и т. д , поскольку по­крытия на основе белковых пленкообразоватепей обладают высокими барь­ерными свойствами в отношении неко­торых газов, в том числе О2 и С02. Од­нако главные недостатки белковых пленок и покрытий - 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 исшивающи­ми» агентами, повышающими проч­ность (например, пищевые кислоты, хлористый кальций, танин].

В течение нескольких летпопытки со­здания съедобного водонепроницаемо­го пленочного покрытия из молочного белка - казеина - были неудачны, по­скольку казеиновые производные не выдерживали контакта с водой. Однако инженер-химик Пегги Томасула из US Agricultural Research Service (ARS! раз­работала съедобную упаковку методом экстракции казеина с помощью двуоки­си углерода высокого давления

В качестве основы для изготовления съедобных пленок в пищевой индуст­рии в последнее время довольно часто применяют соевый белок. Для сниже­ния хрупкости белковых пленок из сои их погружают в раствор ацетата натрия, промывают соленой водой и добавляют пластификатор, которыми для таких пленок могут служить глицерин или пропандиол. Кислородопроницаемость у соевых пленок достаточно мала и со­измерима с пленками из распростра­ненных полимеров, однако паропроницаемосгь слишком велика, что ограни­чивает возможность их использования.

С целью снижения паропроницаемости в состав композиций вводят жир­ные кислоты (лауриновую, миристиновую, пальмитиновую, олеиновую) Уменьшение таким образом паропро-ницаемости одновременно приводит и к некоторому снижению растворимос­ти пленок в воде. Полученные компо­зиции рекомендованы для упаковки многих пищевых продуктов (сухие зав­траки, мясо, птица, рыба и др.) [9).

Натуральные кишечные оболочки -несомненный лидер среди съедобных упаковок в мясной промышленности. По химическому составу этот вид упа­ковки очень близок к мясопродуктам, поэтому при использовании их в колбасном производстве наблюдается максимальное соответствие измене­ний, происходящих в фарше и оболоч­ках в технологическом процессе произ­водства колбас.

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 г в Германии ком­панией «Нагурин». 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. Коллагеновые обо­лочки обладают высокой прочностью, влагопроницаемостью, эластичностью, равномерным диаметром.

«Съедобная» коллагеновая оболоч­ка, производимая из высококачествен­ного говяжьего спилка, отличается от обычной белковой оболочки неболь­шой толщиной стенки и характеризует­ся улучшенными показателями давле­ния, пенетрации и прокусываемости.

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.

Поскольку ресурсы коллагенсодержащего сырья весьма ограничены, е настоящее время ведется активный по­иск по их замене растительными мате­риалами. Такой альтернативой служил крахмал (как модифицированный, так и немодифицированный), пленка из которого предохраняет продукт от по­тери влаги. Пленкообразующие соста­вы из высокоамилозных крахмалов ус­тойчивы к знакопеременным темпера­турам в процессе замораживания-от­таивания, что открывает перспективы для их применения в качестве покры­тий для замороженной мясной продук­ции. Съедобные пленки из кукурузного и картофельного крахмала с различны­ми пищевыми добавками используют также для упаковки сахаристых конди­терских изделий, консервированных плодов (варенье), печенья и др.

Прозрачные съедобные пленки по­лучают и из водный растворов кукурузного зеина в спирте либо в ацетоне, прочность таких пленок сопоставима с прочностью пленок из ПВХ [9]. Хорошо изучены и широко используются в пищевой промышленности про­стые эфиры целлюлозы. В настоящее время созданы двухслойные съедобные пленки, в который гидроколлоидный слой состоит из смеси метилцеллюлозы, полиэтиленгликоля, воды и спирта, а липидный слой - из смеси этилцеллюлозы, стеариновой и пальмитиновой кислот, спирта и пчелиного воска.

Весьма перспективно использование съедобных покрытий, пленкообразую­щую основу которых составляют при­родные полимеры - полисахариды. Пленки на основе полисахаридов защи­щают пищевой продукт от потерь массы (за счет снижения скорости испарения влаги) и создают определенный барьер проникновению кислородаи других веществ извне, тем самым замедляя про­цессы, обусловливающие порчу пищевого

продукта (окисление жира).

Съедобные пленки на основе при­родных полимеров обладают высокой сорбционной способностью, что предопределяет их положительное физиологическое воздействие. Так, при по­падании в организм эти вещества ад­сорбируют и выводят ионы металлов, радионуклиды (продукты радиоактив­ного распада) и другие вредные соеди­нения, выступая в роли детоксиканта.

Даниэль Валеро и его коллеги из ис­панского университета Мигуэля Эрнандеса получили гель на основе растения Алоэ Вера. Этот гель не влияет на вкус пищи и может оказаться безопасной натуральной и безвредной для окру­жающей среды альтернативой тради­ционным синтетическим консерван­там, которые наносят на фрукты после сбора урожая.

В пищевой промышленности в течение последних 20 лет особое внимание направлено на создание съедобных пленок и покрытий на основе хитозана-полисахарида, получаемого из панциря морских и пресноводных ра­кообразных. Пленки из хитозана, нанесенные на поверхность плодов и ово­щей - яблок, апельсинов, томатов, перца и т. д. имеют высокие барьерные свойства. Однородные, гибкие, не дающие трещин, хитоэановые пленки обладают избирательной проницаемостью, играют роль микробного фильт­ра на поверхности плодов и овощей и регулируют состав газов у поверхности толще тканей, влияя тем самым на активность и тип дыхания, что в целом способствует продлению сроков хране­ния растительного сырья. Функциональные свойства хитозаиа как загус­тителя, адгезива и пленкообразователя используют при обжаривании и без­дымном копчении рыбы. Раствор хито­зана повышает вязкость жидкой пани­ровки, придает ей способность прочно удерживать на поверхности издепия слой сухарей или муки.

Интерес представляют также съедоб­ные покрытия на основе каррагинана с добавлением многоатомного спирта (этилен гликоль, пропилен гликоль, глицерин, сорбит, маннит, глюкоза, фруктоза и др ) и воды. На готовую пленку может быть нанесен покровный слой казеина, соевого белка, смеси со­евого белка и желатина. Полученный пленочный материал можно использо­вать для упаковки порошкообразных, сухих пищевых продуктов, жиров и др.

Уже более 50 лет в пищевой про­мышленности применяют альгинаты натрия и кальция (гидроколлоиды, вы­деленные из бурых морских водорос­лей). Съедобные пленки на основе альгинатов обладают уникальными функционально-технологическими ха­рактеристиками: они прозрачны, име­ют красивый внешний вид и не требуют предварительного удаления при подго­товке пищевого продукта к потребле­нию. Такие оболочки имеют высокие прочностные характер истин и при растя­жении, что позволяет использовать их при машинном формовании колбасных изделий, таких как сосиски, сырокопче­ные и варено-копченые колбасы.

Для улучшения свойств колбасной оболочки, в частности прочности, к ра­створу альгината могут добавляться хлопковые волокна длиной не менее 1 мм [9].

Американские ученые разработали новую упаковочную пленку для продук­тов, изготовленную из различных фрук­тов и овощей. Съедобная оболочка со­стоит из фруктовых или овощных пюре с добавлением жирных кислот, спир­тов, воска, растительного масла. Такая упаковка не только увеличивает срок хранения продуктов и выглядит привле­кательно, но и хороша на вкус [9].

Повышенное внимание в наши дни уделяют разработке съедобных покры­тий, способных образовывать капсулы, растворимые в воде или плавящиеся при повышенной температуре.

Особенно следует отметить спо­собность съедобных пленок удержи­вать в своем составе различные соеди­нения, что позволяет обогащать про­дукты питания минеральными веще­ствами, витаминами, комплексами микроэлементов и т. п., компенсируя таким образом дефицит необходимых человеку компонентов пищи. Более того, съедобные пленки и покрытия на основе природных полимеров облада­ют высокой сорбционной способнос­тью, что предопределяет их положи­тельное физиологическое воздействие. 6 частности, при попадании в организм эти вещества адсорбируют и выводят ионы металлов, радионуклиды и дру­гие вредные соединения, выступая та­ким образом в роли детоксиканта.

Коллектив проблемной лаборатории биологической защиты сырья и про­дуктов питания Московского государ­ственного университета прикладной биотехнологии работает над создани­ем нового поколения съедобных упа­ковочных материалов. Разработки в области получения и применения съе­добных пленок и покрытий базируются на исследованиях общих закономерно­стей при подборе компонентов (совме­стимость компонентов и структура по­лучаемых систем, физико-химические свойства) и технологических парамет­ров для изготовления упаковочных ма­териалов, сочетающих высокий уро­вень эксплуатационных характеристик (прочность, низкую газопроницае­мость, экологическую безопасность, хорошую формуемость, сохранение качества, обеспечение микробиологи­ческой безопасности др.).