Многообразие видов мясных изделий предполагает дифференцированный подход к выбору оболочек

Максим Мурадьян,
Анатолий Бочинский,
компания «Атлантис-пак»

В колбасном производстве к упаковочным материалам относят, прежде всего, оболочки, без которых невозможно изготовить основную часть колбасных и сосисочных изделий, а также пакеты для вакуумной упаковки продукции. Существуют различные определения колбасной оболочки, но их суть сводится к тому, что это технологическая емкость, придающая изделию форму и защищающая его от воздействия окружающей среды.

Колбасные оболочки выполняют ряд общих функций:

• удерживают мясную эмульсию или фарш в процессе тепловой обработки, созревания, сушки, копчения и т. д.;
  
  
• придают форму и стабилизируют колбасный фарш;
  
  
• защищают содержимое от воздействия внешней среды;
  
  
• являются носителями информации как обязательной, так и рекламного характера;
  
  
• служат средством продвижения готовых изделий за счет разнообразия диаметров, цветов и форм.

Технологичная альтернатива

В конце XIX столетия ручной труд в процессе приготовления фарша стали заменять машины для переработки мяса. Это в немалой степени способствовало развитию и увеличению объемов производства колбасных изделий. В результате в скором времени на рынке мяса и мясных изделий произошло смещение потребительских предпочтений в сторону колбасы.

Первоначально при изготовлении колбасы для наполнения фаршем использовались исключительно натуральные оболочки, которые получались как побочные продукты при разделке туш. Однако очень скоро натуральных кишок по понятным причинам стало просто не хватать, ведь потребность в них не могла покрываться только из резервов убойного скота. Поэтому именно в это время начинает активно развиваться производство искусственных оболочек, хотя работы над созданием заменителя натуральной оболочки велись и раньше.

Создавая искусственную оболочку, разработчики стремились сохранить все лучшие свойства натуральной, но при этом устранить ее недостатки. В связи с этим были сформулированы общие требования к оболочкам, которые должны обладать:

• равномерностью калибра;
  
  
• устойчивостью к воздействию микроорганизмов;
  
  
• высокой механической прочностью;
  
  
• высокой эластичностью;
  
  
• возможностью подготовки к использованию без больших трудозатрат;
  
  
• соответствовать повышенным гигиеническим нормам.

А впоследствии возникли новые:

• определенный уровень паро- и газонепроницаемости;
  
  
• термостойкость и влагостойкость;
  
  
• возможность автоматизации процесса наполнения и формования колбасных батонов;
  
  
• возможность нанесения маркировки.

В целом искусственная оболочка, пришедшая на смену натуральной, оказалась технологичнее и способной отвечать более высоким требованиям.

Колбасные оболочки можно классифицировать по ряду свойств. В основу нашей классификации заложены два параметра: материал, из которого изготовлена колбасная оболочка и уровень газо- и паропроницаемости (см. схему). Причем эти факторы взаимосвязаны. Натуральные оболочки и искусственные, изготовленные из натуральных материалов, отличаются высоким уровнем проницаемости для паров воды и газов, а большинство искусственных пластиковых оболочек, напротив, имеют крайне низкую проницаемость. «Пограничное» положение занимает вискозно-армированная оболочка с ПВДХ-лакировкой. Она изготавливается из натурального материала - целлюлозы, но благодаря ПВДХ-слою обладает высокими барьерными свойствами.

Из гомогенной цельнотянутой целлюлозы

Первоначально для изготовления искусственных колбасных оболочек применяли целлюлозу, получаемую либо из хлопкового волокна, либо из лиственных пород деревьев. Из технической целлюлозы вырабатывается вискоза (гелеобразное вещество оранжевого цвета), которая затем направляется в экструдеры. В результате экструзии получается полый рукав, который приводится в твердое состояние посредством ряда химических реакций. Это собственно и есть оболочка из гомогенной цельнотянутой целлюлозы (чаще называемая просто - целлюлозная). Ее основное применение - сосиски, сардельки и колбаски малого калибра. В процессе изготовления оболочки на ее внутренние стенки иногда наносят специальные растворы, чтобы усилить или ослабить адгезию к готовому мясному изделию.

Целлюлозные оболочки отличаются высокой проницаемостью для газов, паров воды и дыма, большей стабильностью и равномерностью калибра, по сравнению с натуральными оболочками.

Вискозно-армированная

Однако целлюлозная оболочка имеет и ряд недостатков: слабую влагопрочность, недостаточную прочность на разрыв и недостаточное постоянство калибра в наполненном состоянии. Их устраняют включением каркасных волокон. Такую оболочку называют вискозно-армированной.

Из длинных волокон пеньки ткут волокнистый холст, который еще пропитывают специальными растворами, чтобы сделать более прочным. Затем этот холст нарезают на ленты определенной ширины, соответствующей в дальнейшем диаметру изготавливаемого рукава оболочки. Лента сворачивается в рукав (трубку) и края склеиваются продольным швом внахлест. Полученный рукав пропитывают вискозой, которую, как и в случае с целлюлозной оболочкой, переводят в твердое состояние посредством ряда химических реакций.

Вискозно-армированные оболочки, учитывая их высокую механическую прочность, изготавливают среднего и большого диаметра, и в настоящее время они применяются, в основном, для производства копченых колбас. Стенки оболочки можно дополнительно пропитывать растворами, усиливающими или ослабляющими адгезию к продукту.

Вискозно-армированная оболочка в сравнении с оболочками из натурального сырья, обладает высокой влаго- и механической прочностью, что особенно важно при изготовлении колбас среднего и большого диаметра, а также при использовании автоматического и полуавтоматического клипсующего оборудования.

Вискозно-армированная с дополнительным слоем ПВДХ-лака

Это наиболее ранняя разработка в области искусственных колбасных оболочек с барьерными свойствами. Раствор ПВДХ-лака наносится на внутреннюю или внешнюю сторону стенки уже готовой вискозно-армированной оболочки и равномерно распределяется.

Оболочка с внутренней лакировкой имеет определенные преимущества, поскольку не утрачивает способность к гидрофильной усадке - усадке в результате высушивания. Поскольку ПВДХ-слой не позволяет воде испаряться из продукта, то размер колбасного батона не изменяется, а оболочка усаживается, туго обхватывая содержимое.

Вискозно-армированные оболочки с ПВДХ-ламинированием практически не проницаемы, что обеспечивает незначительный уровень влагопотерь.

Белковая

К белковым (или коллагеновым) искусственным оболочкам относятся:

• оболочки из отвержденного соединительно-тканого белка (коллагена), относительно толстостенные, непригодные для потребления вместе с содержимым;
  
  
• съедобные белковые колбасные оболочки малого диаметра, тонкостенные, пригодные для потребления вместе с содержимым.

Сырьем для обоих вышеуказанных видов служит внутренняя часть животной кожи (мездра) или «спилок». Коллагеносодержащее сырье подвергают измельчению и обрабатывают рядом химических соединений, в результате чего коллаген переходит в гелеобразное состояние. Далее осуществляется экструзия оболочки. С целью повышения механической прочности и устойчивости оболочки к воздействию влаги и высокой температуры, ее подвергают дублению конденсатами древесного дыма или альдегидами (например, глиоксалем).

Исходя из того, что белковые (коллагеновые) оболочки биологически схожи с натуральной кишкой, так как состоят из соединительно-тканого белка, то и свойства, которыми они обладают, в большинстве своем схожи. Белковым оболочкам присущи:

• высокая степень сродства соединительно-тканого белка к белку фарша;
  
  
• способность к усвоению (для тонкостенных оболочек малого диаметра);
  
  
• высокая проницаемость для дыма, газов, паров воды;
  
  
• постоянство диаметра и большая, по сравнению с натуральными оболочками, механическая прочность.

Частный случай искусственной белковой оболочки - оболочка из покрытой белком ткани. Процесс ее изготовления можно разбить на два этапа:

• собственно изготовление полого текстильного рукава;
  
  
• пропитка текстильного рукава коллагеновой массой и высушивание.

Такая оболочка обладает большей механической прочностью, чем обычная белковая благодаря ткани, которая выступает в роли каркасного волокна. Остальные свойства у них идентичны.

Пластиковые

Предпосылкой для изготовления пластиковой колбасной оболочки стало, во-первых, создание во второй половине XX столетия способных к экструзии полимерных материалов и развитие подходящего экструзионного метода. Во-вторых, в этот же период времени происходит укрупнение предприятий, увеличение объемов производства, соответственно, и меняется сбытовая политика производителей колбасных изделий. Ведется поиск новых, более отдаленных рынков сбыта и одновременно возникает вопрос сохранности мясных изделий в течение всего срока транспортировки, хранения и реализации.

Решение вопроса сохранности продукции шло двумя путями: разрабатывались методы консервации продуктов (например, холодом) и создавались оболочки и упаковки, которые позволили бы увеличить стойкость продукции в процессе хранения, препятствуя развитию микроорганизмов и окислительных процессов.

Наиболее подходящими для этой задачи оказались как раз пластиковые колбасные оболочки и пакеты для вакуумной упаковки, обладающие барьерными свойствами по отношению, прежде всего, к кислороду и парам воды. Немаловажным оказалось и такое свойство, как непроницаемость для ультрафиолета.

В производстве пластиковой оболочки доминируют три типа полимеров:

• полиамид;
  
  
• поливинилиденхлорид (ПВДХ);
  
  
• полиолефины.

Исходные материалы для пластиковых оболочек производятся химической и нефтеперерабатывающей промышленностью. Упомянутые полимерные материалы имеют общий признак - способность при нагреве становиться пластичными и плавиться, что очень важно при изготовлении пластиковых оболочек.

Для производства многослойной пластиковой оболочки были разработаны методы, позволяющие выполнять совместную экструзию (коэкструзию). В результате получают оболочки, которые совмещают различные свойства отдельных типов пластиковых материалов.

В настоящее время использование однослойной оболочки из ПВДХ постепенно сокращается. Основная причина в том, что ПВДХ - это хлоросодержащее вещество и при его утилизации выделяется много токсичных веществ, оказывающих губительное воздействие на окружающую среду.

Эволюция полиамидных оболочек начиналась с однослойной неориентированной оболочки. Она характеризуется высокими барьерными свойствами для паров воды и газов по сравнению с вискозно-армированными, белковыми и натуральными оболочками, но вместе с тем, отсутствием термоусадочных свойств, невысокой механической прочностью на разрыв и растяжение.

Следующим этапом было создание так называемой ориентированной однослойной полиамидной оболочки, которая стала способной к термической усадке. Барьерные свойства ориентированной оболочки стали на порядок выше, чем неориентированной, значительно улучшились и механические.

Затем появились многослойные оболочки. Возможность использовать свойства различных полимеров в совокупности позволила намного повысить барьерные свойства, даже в сравнении с непроницаемыми однослойными оболочками. Кроме того, варьируя состав используемых полимеров, стало возможным выпускать узкоспециализированные типы оболочек под отдельные мясные продукты, например, для прессованных ветчин в оболочке или стерилизованных колбас.

Одним из основных направлений развития рынка пластиковых колбасных оболочек сегодня является использование однослойных проницаемых пластиковых оболочек. Они уже находят применение в производстве сосисок и колбас. Основные свойства таких оболочек - это дымопроницаемость и низкие потери веса продукта в процессе хранения. Высокая дымопроницаемость достигается в процессе термической обработки колбас и позволяет получать желаемые органолептические свойства. В процессе хранения, напротив, уровень проницаемости для паров воды и газов снижается, что значительно увеличивает срок годности продукта и позволяет мясному изделию долгое время оставаться привлекательным на вид.