Разработка модифицированного упаковочного материала с антиоксидантной направленностью и исследование его санитарно-гигиенических показателей

Введение: разработка и использование в качестве упаковочных материалов, наполненных модифицированных полиолефиновых пленок, является перспективным направлением развития и совершенствования современной упаковки для пищевой, в частности, молочной продукции. За счет целевой модификации, возможно создание, так называемой «активной упаковки», обладающей комплексом требуемых свойств. Актуальной является упаковка, в состав которой введены вещества, обладающие антимикробным и/или антиоксидантным действием, проявляющимся при ее контакте с упакованным продуктом.

Цель: Изучение влияния наполнения полиэтиленовой пленки карбонатом кальция и антиоксидантом-дигидрокверцетином на комплекс ее санитарно-гигиенических показателей

Материалы и методы: Объектами исследований были выбраны образцы разработанной пленки, наполненной карбонатом кальция (СаСО₃) и дигидрокверцетином (ДКВ). Разработку и получение материала осуществляли на экспериментальном участке с использованием лабораторного экструдера модели SJ-28. Производство образцов пленки осуществляли с использованием предварительно подготовленного суперконцентрата. Санитарно-химические и органолептические исследования проводили в соответствии с требованиями ТРТС 005/2011 «О безопасности упаковки» и ГОСТ 34174-2017 и инструкции Минздрава МИ 880-71.

Результаты: Использование методологии совмещения в расплаве полимерной основы, минерального и органических наполнителей, позволило получить модифицированный пленочный упаковочный материал. Предложен алгоритм технологии и отработаны режимы получения образцов при варьировании содержания вводимых веществ. Проведены органолептические и санитарно-химические исследования полученных образцов, подтвердившие их санитарно-гигиеническую безопасность при выбранных концентрациях наполнителей и режимах экструзии.

Выводы: Полученные данные по получению наполненной модифицированной пленки показали технологическую адекватность выбранного способа, режимов и ее компонентного состава. Проведенные комплексные органолептические и санитарно-химические исследования показали отсутствие сверхнормативного запаха и отсутствие миграции низкомолекулярных веществ и продуктов окисления в модельные среды.

1. Arif, H., Yasir, M., Ali, F., Nazir, A., Ali, A., Al Huwayz, M., Alwadai, N., & Iqbal, M. (2023). Photocatalytic degradation of atrazine and abamectin using Chenopodium album leaves extract mediated copper oxide nanoparticles. Zeitschrift Für Physikalische Chemie, 237(6), 689–705. https://doi.org/10.1515/zpch-2023-0224

2. Bartczak, Z., Argon, A. ., Cohen, R. ., & Weinberg, M. (1999). Toughness mechanism in semi-crystalline polymer blends: II. High-density polyethylene toughened with calcium carbonate filler particles. Polymer, 40(9), 2347–2365. https://doi.org/10.1016/S0032-3861(98)00444-3

3. Bhunia, K., Sablani, S. S., Tang, J., & Rasco, B. (2013). Migration of Chemical Compounds from Packaging Polymers during Microwave, Conventional Heat Treatment, and Storage. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 12(5), 523–545. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12028

4. Boutillier, S., Casadella, V., & Laperche, B. (2021). Economy – Innovation Economics and the Dynamics of Interactions. In Innovation Economics, Engineering and Management Handbook 1 (pp. 1–23). Wiley. https://doi.org/10.1002/9781119832492.ch1

5. Dopico-Garcı́a, M. S., López-Vilariño, J. M., & González-Rodrı́guez, M. V. (2003). Determination of antioxidant migration levels from low-density polyethylene films into food simulants. Journal of Chromatography A, 1018(1), 53–62. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2003.08.025

6. Fedotova, O. B., & Pryanichnikova, N. S. (2021). Research of the polyethylene packaging layer structure change in contact with a food product at exposure to ultraviolet radiation. Food Systems, 4(1), 56–61. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2021-4-1-56-61

7. Galotto, M. J., & Guarda, A. (2004). Suitability of alternative fatty food simulants to study the effect of thermal and microwave heating on overall migration of plastic packaging. Packaging Technology and Science: An International Journal, 17(4), 219-223. (n.d.) doi 10.1002/pts.660.

8. Hadal, R. S., & Misra, R. D. K. (2004). The influence of loading rate and concurrent microstructural evolution in micrometric talc- and wollastonite-reinforced high isotactic polypropylene composites. Materials Science and Engineering: A, 374(1–2), 374–389. https://doi.org/10.1016/J.MSEA.2004.03.035

9. Hahladakis, J. N., Velis, C. A., Weber, R., Iacovidou, E., & Purnell, P. (2018). An overview of chemical additives present in plastics: Migration, release, fate and environmental impact during their use, disposal and recycling. Journal of Hazardous Materials, 344, 179–199. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2017.10.014

10. Hansen, E., Nilsson, N. H., Lithner, D., & Lassen, C. (2013). Hazardous substances in plastic materials. COWI in cooperation with Danish Technological Institute, 7-8. (n.d.).

11. Illarionova, E. E., Turovskaya, S. N., & Radaeva, I. A. (2020). To the question of increasing of canned milk storage life. Actual Issues of the Dairy Industry, Intersectoral Technologies and Quality Management Systems, 225–230. https://doi.org/10.37442/978-5-6043854-1-8-2020-1-225-230

12. Kirsh, I., Frolova, Y., Bannikova, O., Beznaeva, O., Tveritnikova, I., Myalenko, D., Romanova, V., & Zagrebina, D. (2020). Research of the Influence of the Ultrasonic Treatment on the Melts of the Polymeric Compositions for the Creation of Packaging Materials with Antimicrobial Properties and Biodegrability. Polymers 2020, Vol. 12, Page 275, 12(2), 275. https://doi.org/10.3390/POLYM12020275

13. Maurer, F. H. J., Kosfeld, R., & Uhlenbroich, T. (1985). Interfacial interaction in kaolin-filled polyethylene composites. Colloid & Polymer Science, 263(8), 624–630. https://doi.org/10.1007/BF01419886

14. Nowaczyk, G., Głowinkowski, S., & Jurga, S. (2004). Rheological and NMR studies of polyethylene/calcium carbonate composites. Solid State Nuclear Magnetic Resonance, 25(1–3), 194–199. https://doi.org/10.1016/J.SSNMR.2003.07.003

15. Rothon, R. N. (1999). Mineral fillers in thermoplastics: Filler manufacture and characterisation. Advances in Polymer Science, 139, 68–107. https://doi.org/10.1007/3-540-69220-7_2/COVER

16. Thio, Y. S., Argon, A. S., Cohen, R. E., & Weinberg, M. (2002a). Toughening of isotactic polypropylene with CaCO3 particles. Polymer, 43(13), 3661–3674. https://doi.org/10.1016/S0032-3861(02)00193-3

17. Thio, Y. S., Argon, A. S., Cohen, R. E., & Weinberg, M. (2002b). Toughening of isotactic polypropylene with CaCO 3 particles. Polymer, 43(13), 3661–3674. https://doi.org/10.1016/S0032-3861(02)00193-3

18. Tiemprateeb, S., Hemachandra, K., & Suwanprateeb, J. (2000). A comparison of degree of properties enhancement produced by thermal annealing between polyethylene and calcium carbonate–polyethylene composites. Polymer Testing, 19(3), 329–339. https://doi.org/10.1016/S0142-9418(98)00099-3

19. Zobkova, Z. S., Fursova, T. P., & Zenina, D. V. (2018). Protein ingredients selection, enriching and modifying the oxidum drinks structure. Aktualnye Voprosy Industrii Napitkov, 64–69. https://doi.org/10.21323/978-5-6041190-3-7-2018-2-64-69

20. Зобкова.З.С. (2006). Пороки молока и молочных продуктов. причины возникновения и меры предотвращения. Москва. 2006. P. 99

21. Мяленко, Д. М., Федотова О.Б. (2022). Surface morphology of polyethylene film samples filled with titanium dioxide. Food Processing Industry, 3, 56–59. https://doi.org/10.52653/PPI.2022.3.3.013

22. Тимошков, П.Н., & Коган, Д. И. (2013). Современные технологии производства полимерных композиционных материалов нового поколения. Труды ВИАМ, №4. С 1- 21 https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennye-tehnologii-proizvodstva-polimernyh-kompozitsionnyh-materialov-novogo-pokoleniya

23. Хатко, З.Н. & Аршинова, А. А. (2016). Полимерные композиции для пленок пищевого назначения (обзор). Новые Технологии, №1. С 1 - 6 https://cyberleninka.ru/article/n/polimernye-kompozitsii-dlya-plenok-pischevogo-naznacheniya-obzor

24. Пряничникова Н.С. (2020a). Защитные покрытия для пищевых продуктов. Современные Достижения Биотехнологии. Техника, Технологии и Упаковка Для Реализации Инновационных Проектов На Предприятиях Пищевой и Биотехнологической Промышленности Материалы VII Международной Научно-Практической Конференции. Пятигорск, 2020, 86–89. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44488632

25. Пряничникова Н.С. (2020b). Съедобная упаковка: транспорт для функциональных и биоактивных соединений. Молочная Река, 4 (80), 32–34. https://elibrary.ru/item.asp?id=44597968

26. Розалёнок, Т.А. & Сидорин.Ю.Ю (2014). Исследование и разработка антимикробной композиции для пищевых упаковок. Техника и Технология Пищевых Производств, 2 (33). https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-i-razrabotka-antimikrobnoy-kompozitsii-dlya-pischevyh-upakovok

27. Федотова.О.Б., Мяленко Д.М., & Шалаева А.В. (2010). “активная упаковка” из полимерных материалов. Пищевая Промышленность, 1. 22 - 23. https://cyberleninka.ru/article/n/aktivnaya-upakovka-iz-polimernyh-materialov

28. Федотова, О. Б. (2008). Упаковка для молока и молочных продуктов. Качество и безопасность. Издательство Россельхозакадемии, 98.

29. Фильчакова С.А. (2008). Микробиологическая чистота упаковки для молочных продуктов. Молочная Промышленность, 7, 44–46. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=13794014

30. Чеботарь, А.М., Бомина, О.В. Перегудов, М.Г., Снежко, А.Г., Кузнецова, Л.С., Кулаева, Г.В., Борисова, З.С., Донцова, Э.П. (1999). Пленки с антимикробными свойствами. Сыроделие, 3, 16–18.

31. Юрова Е.А. (2019). Оценка качества и хранимоспособности молочных продуктов функциональной направленности. Milk Branch Magazine, 10, 6–11. https://doi.org/10.33465/2222-5455-2019-10-6-10