Упаковка является одним из важнейших процессов поддержания качества пищевых продуктов для хранения, транспортировки и конечного использования. Благодаря ученым появилась съедобная пищевая пленка или упаковка. Упаковочные пленки предотвращают ухудшение качества и облегчают продажу и маркетинг, но они еще могут быть сьедобные.
Основными функциями упаковки являются защита, сдерживание, информирование и удобство. Наиболее известными упаковочными материалами, отвечающими этим критериям, являются материалы на основе полиэтилена или сополимера, которые используются в пищевой промышленности уже более 50 лет. Однако многие из них являются вредными для человека веществами.
Проблемы загрязнения окружающей среды, вызванные неизбирательным использованием и сбросом этих пластиковых отходов, приобрели глобальный характер. Обычные пластмассы, синтетически полученные из нефти, не поддаются биологическому разложению и считаются экологически вредными отходами.
В дополнение к вышеуказанным экологическим проблемам в настоящее время потребители требуют, чтобы упаковочные материалы для пищевых продуктов были более натуральными, одноразовыми, биоразлагаемыми, а также пригодными для вторичной переработки.
Для удовлетворения растущего потребительского спроса на натуральные упаковочные материалы для более безопасных и качественных пищевых продуктов и варианта обращения с пластиковыми отходами является использование биоразлагаемых продуктов — биополимеров, разработанных из возобновляемых ресурсов, таких как полисахариды (т. е. крахмал, альгинаты, пектин, каррагинаны, хитозан/хитин), белки (казеин, сыворотка, коллаген, желатин, кукуруза, соя, пшеница и т. д.) и липиды, такие как жиры, воски или масла и т. д.
Полилактат или полиэфиры также могут быть синтезированы из биологически полученных мономеров, в то время как некоторые полимеры, такие как целлюлоза, ксантан, курдлан или пуллулан, могут быть получены различными микроорганизмами.
В настоящей обзорной статье подчеркиваются различные источники экологически чистых упаковочных материалов и преимущества использования этих полимеров для упаковки мяса и мясопродуктов.
Съедобные и биоразлагаемые пленки и покрытия
Съедобные пленки можно определить как тонкий слой материала, который может быть потреблен и обеспечивает барьер для влаги, кислорода и движения растворенных веществ для пищи. Они могут быть полным пищевым покрытием или могут быть расположены в виде непрерывного слоя между пищевыми компонентами. По своей сути съедобные пленочные и лакокрасочные материалы являются биоразлагаемыми. На самом деле биодеградируемость является одним из самых больших преимуществ съедобных пленок и покрытий.
Поскольку съедобные пленки считаются упаковкой, а также пищевым компонентом, они должны отвечать ряду требований, а именно: хорошим сенсорным качествам; высоким барьерным и механическим свойствам; биохимической, физико-химической, а также обладать микробиологической стабильностью, нетоксичностью, простотой, экологичностью и экономичностью.
Преимущества использования съедобных покрытий на мясе и мясопродуктах:
- Проблема уменьшения влажности при хранении мясных продуктов, приводящая к изменению текстуры, вкуса и цвета и, в конечном счете, веса продукта, может быть решена с помощью съедобного покрытия, обладающего хорошими свойствами барьера влаги.
- Необходимость в абсорбирующих прокладках а’ дно лотков устраняется; с использованием съедобных упаковок, которые удерживают в соках и предваряют накопление капель, тем самым повышая товарный вид продукции.
- Использование съедобных пленок с кислородопроницаемостью lo» может уменьшить такие проблемы, как oxida: прогорклость и окисление mea* пигмента.
- Съедобные покровные растворы, которые были нагреты при нанесении бефо’е, могли бы снизить микробиологическую нагрузку, инактивируя деградирующие протеолиты: ферменты на поверхности меа — и мясопродуктов.
- Съедобные покрытия могут ограничить потерю летучих ароматизаторов и посторонних запахов, улавливаемых mea: и мясными продуктами.
- В качестве активной упаковки пищевые покрытия, содержащие антиоксиданты (например, токоферолы) и/или антимикробные вещества (например, органические кислоты), могут быть использованы для замедления прогорклости и обесцвечивания мяса, а также для снижения микробной нагрузки.
Классификация съедобных пищевых пленок и покрытий
Полисахаридные пленки
Полисахариды, используемые в качестве пищевых пленок или покрытий, включают целлюлозу, производные крахмала, производные пектина, экстракты морских водорослей, камеди, хитин/хитозан.
Эти пленки и покрытия могут быть использованы для продления срока хранения мышечной пищи, предотвращая обезвоживание, окислительное прогоркание и потемнение поверхности. При нанесении на обертывание в мясных продуктах, подвергнутых копчению и испарению, полисахаридная пленка растворяется и интегрируется в поверхность мяса, что приводит к более высоким выходам, улучшенной структуре и текстуре, а также к снижению потерь влаги.
Крахмал и его производные
Известно, что амилоза, линейная фракция крахмала, образует когерентные, относительно прочные, свободно стоящие пленки. Амилоза была использована для производства биоразлагаемых пленок, чтобы частично или полностью заменить пластмассы из-за её низкой стоимости, возобновляемости и хороших механических свойств. Эти пленки, в основном, предназначались для использования на замороженных продуктах, включая замороженное мясо и птицу, для защиты при хранении в замороженном виде и впоследствии растворяются при оттаивании и приготовлении пищи.
Съедобная пищевая пленка на основе крахмала может замедлять рост микроорганизмов, снижая активность воды внутри упаковки, тем самым уменьшая капельные потери мясных продуктов.
Целлюлоза и ее производные
Целлюлоза, структурный полисахарид растений, состоит из D-глюкозных единиц, связанных между собой. Метилцеллюлоза, гидроксил пропилметилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза и карбоксиметилцеллюлоза обладают хорошей пленкообразующей способностью.
Пленки из производных целлюлозы, как правило, не имеют запаха и вкуса, эластичны и обладают умеренной прочностью, прозрачны, устойчивы к маслам и жирам, водорастворимы, умеренно пропускают влагу и кислород.
Пленки на основе целлюлозы, наносимые на мышечные продукты, могут минимизировать поглощение масла во время жарки, минимизировать сток во время приготовления пищи и уменьшить потерю влаги при нанесении в качестве глазури для птицы и морепродуктов. Целлюлозные оболочки также широко используются в производстве готовых к употреблению мясных и птицеводческих продуктов, в том числе сосисок, колбас, болонской колбасы и других мясопродуктов малого диаметра, подлежащих термической обработке.
Альгинат
Альгинаты, которые извлекаются из бурых морских водорослей класса Охрофитовые, представляют собой соли альгиновой кислоты, линейного сополимера мономеров D-маннуроновой и L — гулуроновой кислот. Альгинаты обладают хорошей пленкообразующей способностью.
Использование альгинатных покрытий в мышечной пище улучшает текстуру продукта, сочность и, в некоторых случаях, цвет, общий внешний вид, текстуру поверхности и запах сырых и вареных продуктов. Другое исследование показало, что альгинатные покрытия замедляют окислительные побочные ароматы, улучшают вкус и сочность разогретых свиных котлет.
Каррагинан
Полисахаридная камедь каррагинан, извлеченная из красных водорослей представляет собой сложную смесь различных полимеров. Из этих смесей каррагены используются в пищевой промышленности. Покрытия на основе каррагинана использовались для продления срока хранения различных мышечных продуктов, включая птицу и рыбу.
Агар
Агар-это камедь, полученная из различных красных водорослей класса Rhodophyceae, и, как и каррагинан, она является полимером галактозы. Комбинация антибиотиков с агаровыми покрытиями продлевала срок хранения покрытой птицы. Было сообщено, что добавление бактериоцина, низина к агаровым покрытиям в сочетании с пищевыми хелаторами (лимонная кислота) снижает уровень бактерий на поверхностях птицы.
Хитин/хитозан
Хитин является вторым по распространенности природным биополимером после целлюлозы и содержится в экзоскелете ракообразных, в клеточных стенках грибов и других биологических материалах.
Хитозан получают из хитина деацетилированием в присутствии щелочи. Пленки хитозана прочны, долговечны, гибки и очень трудно рвутся. Большинство из этих механических свойств сравнимы со многими средними по прочности коммерческими полимерами Кроме того, он образует пленки без добавления добавок, обладает хорошей проницаемостью для кислорода и углекислого газа. Хитозан и ламинированные хитозаном пленки, содержащие антимикробные агенты, обеспечивают тип активной упаковки, которая высвобождает консерванты из пленочного осадка на поверхности пищи и устраняют рост микроорганизмов.
Липидные (жиры и жироподобные) пленки
Покрытие пищевых продуктов жиром, практика, известная как «лардинг» имеет ряд преимуществ. Липиды не только придают гидрофобность, но и создают отличные барьеры для влаги. Свежесть, цвет, аромат, нежность и микробиологическая стабильность свежих говяжьих и свиных отрубов с липидной пленкой.
Карнаубский, пчелиный и канделильский воски также успешно используются для покрытия замороженных кусков мяса и продления срока хранения без существенного обезвоживания. Другие исследователи также продемонстрировали, что животные жиры или растительные масла могут использоваться в качестве носителей вкуса или непроницаемых для влаги покрытий для различных свежих, замороженных или приготовленных мышечных продуктов.
Напротив, гидрофобная характеристика липидов образует более толстые и хрупкие пленки. Следовательно, они должны быть связаны с пленкообразующими агентами, такими как белки или производные целлюлозы. При более высоких температурах хранения пленки на основе липидов могут демонстрировать более низкую проницаемость для газов, что приводит к потенциально анаэробным условиям, которые могут представлять проблемы безопасности пищевых продуктов. Пленки на липидной основе также могут подвергаться окислению, растрескиванию, отслаиванию, удержанию посторонних вкусов, а также горьким послевкусиям.
Белковые пленки
Различные виды белка были использованы в качестве съедобной пленки, включающие желатин, казеин, сывороточный белок, кукурузный зеин, пшеничную клейковину, соевый белок, белок бобов мунг и арахисовый белок. Молочные белки, особенно казеин и сыворотка, желательны в качестве компонентов этих пленок из-за их питательной ценности, превосходных механических и барьерных свойств, растворимости в воде и способности действовать как эмульгаторы.
Пленки на основе белка хорошо прилипают к гидрофильным поверхностям, создают барьеры для кислорода и углекислого газа, но не сопротивляются воде. Проблема, с которой можно столкнуться при использовании белковых покрытий на сыром мясе, птице и морепродуктах, заключается в ожидаемой восприимчивости белков к ферментам, присутствующим в этих продуктах. Кроме того, применение белковых пленок к мышечной пище может вызвать проблемы со здоровьем, особенно у людей с пищевой аллергией, связанной с молоком, яйцом, арахисом, соей или рисовыми белками.
Желатин/коллаген
Сообщалось, что желатин служит газовым и растворенным барьерами, тем самым улучшая качество и срок годности мышечной пищи. Желатин может быть использован для повышения стабильности цвета, сохранения аромата, вкуса и аромата пищевых продуктов при хранении в холодильнике или замороженном виде. Сочетание желатиновых пленок с натрием гексаметафосфат был использован в качестве системы доставки для нанесения антиоксидантов на поверхности мяса птицы или обработанного мяса, чтобы предотвратить рост микробов, соляную ржавчину, кровотечение жира, потерю влаги и адсорбцию масла во время жарки.
Использование съедобной пищевой пленки на основе коллагена было предложено для обработанного мяса, включая ветчину, сетчатое жаркое, ростбиф, рыбное филе и мясные пасты. Предполагалось, что эти коммерчески доступные коллагеновые пленки уменьшают потери усадки, повышают проницаемость дыма для мясного продукта, повышают сочность и поглощают жидкость.
Белковые покрытия, полученные из коллагена, также использовались в качестве газового и влажностного барьера в мясе и мясных продуктах.
Белки зерновых и масличных культур
Существует ограниченная информация об использовании белков зерновых и масличных культур в качестве съедобных пленок для мяса. Было предложено использовать кукурузный зеин (проламиновая фракция кукурузных белков) и пшеничную клейковину (смесь проламиновой и глютелиновой фракций пшеничных белков) в качестве пищевого покрытия или упаковочной пленки для вареного мяса и птицы. Кукурузные покрытия на предварительно приготовленных свиных отбивных не уменьшали потерю влаги, но уменьшали окисление липидов. При нанесении на предварительно приготовленную говядину покрытия из пшеничной клейковины или соевого белка так же эффективны, как и пленка из поливинилхлорида, в снижении потери влаги после 3 дней хранения в холодильнике. Оба белковых покрытия также контролировали окисление липидов в покрытых образцах по сравнению с непокрытыми контрольными.
Полимолочная кислота, получаемая из возобновляемых ресурсов, таких как кукуруза, древесные остатки или другая биомасса, представляет в настоящее время интерес не только из-за необходимости в конечном итоге заменить многие полимеры на нефтяной основе, но и из-за их потенциально полезных физико-механических характеристик. Особые характеристики полимолочной кислоты, такие как биодеградируемость и то, что он является биоресурсом, ставят его в уникальное положение для применения в пищевой промышленности. Антимикробная упаковочная система, основанная на полимолочной кислоте, будет превосходить другие антимикробные системы из-за ее сопоставимой стоимости, эффективной антимикробной активности, небольшого количества проблем с регулированием и экологичности. Полимеры полимолочной кислоты также устойчивы к продуктам на масляной основе, герметичны при более низких температурах и могут выступать в качестве вкусовых или запаховых барьеров для пищевых продуктов.
Выводы про съедобную пищевую пленку
Произвольное использование и захоронение пластмасс нарушило экологическую безопасность. Биоразлагаемая съедобная пищевая пленка в качестве упаковочного материала может быть потенциальным решением.
Концепция съедобных пленок и покрытий представляет собой стимулирующий путь для создания новых упаковочных материалов. Это происходит потому, что съедобные пленки и покрытия доступны с широким спектром свойств, которые могут помочь облегчить многие проблемы, возникающие с мышечной пищей.
Преимущества съедобной пищевой пленки могут быть многочисленными, но некоторые препятствия для коммерческой реализации еще предстоит преодолеть. Качественные характеристики пленок также нуждаются в дальнейшем совершенствовании для успешной реализации в коммерческих целях.
Кроме того, как и во всех новых разработках упаковки, предназначенных для потребителей, необходимо также учитывать токсикологические, безопасные и нормативные соображения.
