Для защиты пищевой продукции от неблагоприятного воздействия патогенной микрофлоры и токсичных продуктов ее жизнедеятельности в последние годы применяют бактерицидные упаковочные материалы. Примером реализации такого способа является использование антимикробных защитных систем на основе гигиенически безопасных латексов (водных дисперсий синтетических полимеров). Путем создания латексной композиции оригинального состава на основе экологически безопасных водных систем, содержащих антимикробные добавки, и последующего формирования из них покрытий непосредственно на продуктах питания разработан способ защиты мясных изделий и сыров. Предложенный способ отличает сравнительная простота технического решения: нанесение на поверхность продукта многослойных полифункциональных покрытий, исключающих применение высоких температур, которое иногда негативно влияет на свойства продукта. При этом обеспечивается плотное и повсеместное облегание поверхности продукта, гарантирующее отсутствие микрополостей — областей потенциального развития нежелательной микрофлоры. В качестве антимикробных добавок используются отечественные оригинальные препараты — соли дегидрацетовой кислоты с широким спектром действия на различную микрофлору (дрожжи, грибы, актиномицеты), а также комплексы этих добавок в сочетании со специальными регуляторами жизнедеятельности микробных клеток (они защищают главным образом поверхность упакованного продукта, как известно, максимально подверженную инфицированию). Защитные покрытия, формируемые непосредственно на поверхности пищевых продуктов (незрелых сыров, колбас, деликатесной и обычной мясной продукции) отличаются антимикробной активностью, обеспечивают снижение потерь полезной массы, например, для сыра до 2% за период созревания, и экологическую безопасность производства, ускоряют биохимические процессы созревания, улучшают условия труда по уходу за сыром за счет ликвидации стадии мойки, переупаковки, снижения негативного воздействия экотоксикантов на продукт и обслуживающий персонал.

О безопасности пищи

В неблагоприятной экологической обстановке пища может стать источником и носителем потенциально опасных для человека химических и биологически активных соединений, являющихся продуктами жизнедеятельности микроорганизмов. Соединения, опасные для здоровья, содержатся как в сырье, так и в пищевых продуктах на различных технологических стадиях переработки, фасовки, хранения и реализации. В то же время, безопасность и качество пищи — одно из основных условий, определяющих здоровье нации. В России в последние годы из-за резкого спада производства продуктов питания и оттока сельскохозяйственного сырья в сферу предприятий малой мощности возрастает опасность микробного заражения и, как следствие, снижения качества пищевой продукции.

Для снижения содержания влаги внутри упаковки в полимерный материал вводят специальные поглотители, в основном минеральные (например, цеолиты, пермутиты и т. п.) При этом процесс поглощения влаги может сопровождаться подавлением роста микроорганизмов.

В последние годы в состав полимерных упаковочных материалов начали вводить ферментные добавки. Особый интерес и социальную значимость имеют разработка и использование биологически активных упаковочных материалов с ферментами, иммобилизованными в полимерном материале. Такие материалы способны регулировать состав, биологическую и органолептическую (вкус, консистенция, цвет и запах) ценность продуктов питания, ускорять технологические процессы получения готовой продукции. В России это направление еще недостаточно широко развито и находится в стадии становления.

Как показали исследования, при иммобилизации на полимерном носителе определенные ферменты, сохраняя свою биологическую активность (на 70–80%), способны приобретать некоторые новые свойства. Так, для материалов с иммобилизованными ферментами характерно расширение диапазонов рабочих температур и рН, что весьма положительно сказывается на скорости технологических процессов гидролиза биологических субстратов (белков, жиров, углеводов). Известно, что свободные ферменты и их смеси относятся к дорогостоящим препаратам, часто закупаемым по импорту. Производственные испытания новых материалов с иммобилизованными ферментами на перерабатывающих предприятиях АПК показали возможность их многократного использования. Так, биологически активный полимерный материал (БАПМ) с иммобилизованным пепсином (фермент, расщепляющий протеины), выдержал свыше 90 производственных циклов при проведении холодной ферментации молока перед приготовлением сырного сгустка. Таким образом, применение БАПМ позволяет в 2–3 раза сократить расход ферментов и ферментных смесей. Одновременно в результате использования БАПМ повышается качество готовой продукции (сортность продукта увеличивается на 20–30%) и достигается более эффективная переработка пищевого сырья (полнота использования пищевого сырья увеличивается на 50–80%).

Весьма перспективным является также использование таких «активных» оболочек, как съедобные покрытия. Пленкообразующей основой в этом случае являются природные полимеры — полисахариды. Наибольшее распространение получили здесь производные крахмала и целлюлозы. Свойства этих полимеров поистине уникальны: обладая прекрасной пленкообразующей способностью (съедобные пленки), они широко используются как компоненты пищевых продуктов, например, в качестве структурообразующих агентов (загустителей) в пастообразной молочной, кондитерской и плодоовощной продукции. Пленки на основе производных целлюлозы (например, карбоксиметилцеллюлоза и ее натриевая соль) и модифицированных крахмалов (например, карбоксиметилкрахмал, КМК) защищают пищевой продукт от потерь массы (за счет снижения скорости испарения влаги) и создают определенный барьер проникновению кислорода и других веществ извне, замедляя тем самым процессы, обуславливающие порчу пищевого продукта (окисление жира, денатурализация белка и т. д.) 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 таким образом в роли детоксиканта. Благодаря введению специальных добавок — ароматизаторов, красителей — в полимерную оболочку можно регулировать вкусо-ароматические свойства собственно пищевого продукта в съедобной пленке. Таким образом, «активная» съедобная оболочка может изменять сенсорное восприятие продукта потребителем, что особенно важно при приеме продуктов лечеб- но-профилактического действия, например, пищи с пониженным содержанием жира, сахарозы, с добавлением растительного (например, соевого) белка. Кроме того, способность съедобной пленки удерживать различные соединения позволяет обогащать продукты питания минеральными веществами, витаминами, комплексами микроэлементов и т. п., компенсируя дефицит необходимых человеку компонентов пищи.

Активная упаковка в России

Несмотря на очевидные преимущества, активная упаковка все еще не нашла широкого применения в России. Отчасти виной тому сложная экономическая ситуация. Поставщики материалов из-за рубежа стараются выбирать для продажи в России то, что подешевле. Что уж там говорить о новейших активных материалах! Однако, по нашему мнению, главная причина — не недостаток средств (российские товаропроизводители находят средства для инвестиций), а дефицит информации об этом направлении в упаковочной индустрии. Кроме того, материалы для активной упаковки совсем не обязательно приобретать за рубежом. Уже имеются вполне перспективные отечественные разработки в этой области. Проблема лишь в том, что спрос на эту упаковку пока еще скрыт, потенциальные потребители продукции такого рода либо мало знают об отечественных технологиях, либо еще не осознали, какую выгоду могут принести инвестиции в это направление. Имея возможность сравнивать импортные и отечественные продукты питания, мы убедились, что российская продукция не уступает импортной в качестве, а во многих случаях даже превосходит ее. На наш взгляд, отечественные продукты питания в активной упаковке могли бы найти своего покупателя как в России, так и за ее пределами. Возможно, это один из путей выхода российских продуктов на мировой рынок.

Примерами областей использования съедобных пленок на основе природных полимеров являются покрытия на быстрозамороженной мясной продукции. Следует напомнить, что глубокое охлаждение признано лучшим способом хранения мяса (при –18° С говядина сохраняется в течение 1 года, при –30° С до 2 лет). Однако в неупакованном виде замороженное мясо в процессе хранения теряет от 1 до 3% массы (за счет вымораживания влаги), а также подвергается негативным качественным изменениям. Формирование же на блоках замороженного мяса покрытий на основе карбоксиметилеллюлозы существенно снижает действие перечисленных факторов. Кроме того, эти покрытия исключают загрязнение окружающей среды отходами использованной упаковки, поскольку дальнейшая переработка мяса осуществляется вместе с покрытием. Аналогичные съедобные покрытия разработаны и используются для защиты мясных и мясорастительных полуфабрикатов, выпускаемых заводами быстрозамороженных блюд.

Таким образом, даже краткий обзор возможностей и перспектив использования «активной» упаковки в пищевых технологиях свидетельствует о том, что именно этим видам тароупаковочных материалов принадлежит будущее и наступивший век станет веком «активной» упаковки.