Курсовая работа: Упаковочные материалы, применяемые для продуктов питания и их влияние на здоровье человека

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.

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.

2. Гофрокартонная упаковка

2.1 Амортизационные свойства прокладки

Использование бумажной гофрированной прокладки, которая накладывается на коррекс, является классическим способом фиксации шоколадных конфет в коробке. Однако в результате влияния ряда факторов (некачественная сборка коробок, воздействие окружающей среды на материал коробки, недостаточная толщина картона) не исключена возможность того, что конфеты все же могут переворачиваться в процессе транспортировки. Здесь и начинает сказываться различие в типе бумажных гофрированных прокладок. Прокладки точечной склейки, получаемые путем тиснения бумаги между нагретыми валами, вызывают в структуре бумаги сильные напряжения, вплоть до ее разрыва, так как бумага деформируется как вдоль, так и поперек бумажных волокон. Со временем воздействие комплекса факторов приводит к тому, что такая гофропрокладка теряет свои амортизационные свойства и перестает надежно фиксировать конфеты. Собственно гофрированная прокладка, внутренний слой которой гофрируется вдоль волокон бумаги без ее разрыва и амортизирует намного лучше, ведет себя значительно стабильнее, чему способствует большее число точек склейки.

Бирдекель (бирмат) - подставка под бокал с пивом. Производится из специального, пористого картона с высокой гигроскопичностью, плотность картона около 500 г/м кв., толщина 1,0 – 1,5 мм. Основное назначение – впитывать пролитое пиво.

Бирдекели могут быть самой разнообразной формы, но наиболее распространена круглая.

2.2 Бумажная гофрированная прокладка для коробок конфет

Имеет множество названий, самые распространенные среди которых - многослойная прокладка, амортизационная прокладка, демпферная прокладка, вкладыш, салфетка, пелеринка и др. Английское название - cushion pad. Выполняет одновременно несколько функций: эстетическую, информационно-маркетинговую за счет логотипа предприятия и защитную. Прокладка предохраняет кондитерские изделия от повреждения и переворачивания, "выбирая" расстояние между коррексом и крышкой коробки. Материал, из которого сделана прокладка, должен соответствовать гигиеническим требованиям на контакт с пищевыми продуктами.

Бумажная гофрированная прокладка бывает однослойная, двух-, трех- и т.д. до 11 слоев. Вес используемых бумаг от 20 до 40 г/м2. Верхний слой обычно запечатывается бронзовой краской, иногда используется металлическая фольга. Нижний слой, контактирующий с продукцией, может быть произведен из специальных бумаг: влаго- или жиростойких, бумаг с барьерным покрытием.

Различают бумажные прокладки точечной склейки (производятся в основном в континентальной Европе - Италия, Германия, Австрия, Польша) и собственно гофрированные (Великобритания, Бельгия). Первые, благодаря меньшему количеству точек склейки и расходу бумаги легче и сгибаются в любом направлении. Вследствие этого они обладают меньшей амортизационной способностью, для повышения которой увеличивают число слоев до 5 или 7.

Гофрированная прокладка кажется на ощупь жестче и сгибается только в одном направлении, вдоль гофр. Однако амортизационные свойства ее выше, и толщина постоянная (равна высоте профиля), что позволяет придать большую каркасную жесткость и уменьшить "парусность" готовой коробки, особенно больших размеров. К тому же этот способ гофрирования бумаги позволяет применять более дешевые двухслойные и однослойные прокладки.

Поскольку для производства этих типов прокладок применяются одни и те же материалы, а выполняемые функции одинаковы, выбор типа продукции скорее определяется силой привычки и ценовым фактором.
Встречается также так называемая техническая прокладка, которая укладывается под коррекс и прижимает упакованные конфеты к окошку крышки, закрытому полипропиленовой пленкой. Изготавливается на основе профилей В или С с высокими показателями амортизации.

2.2.1 Вторичная упаковка

Внутренняя упаковка, являющаяся дополнением внешней. Первичная (внешняя) упаковка имеет рекламно-маркетинговую и информационную функции, поэтому для ее производства используются средства полиграфии. Вторичная упаковка применяется для предохранения товара от повреждения при транспортировке и обычно не запечатывается. Чаще всего вторичная упаковка применяется для упаковки стеклянных изделий (парфюмерные флаконы и бутылки в тубусе). Фактически функцию вторичной упаковки выполняют поддоны под кондитерские изделия, имеющие вдобавок жиростойкие свойства.

2.2.2 Дизайнерский гофрокартон

Двуслойный гофрокартон (wave board; open wave) с открытой волной. Для его производства используется цветные или окрашенные с поверхности бумаги и картоны, а также специальные фигурные профили гофры, к примеру, S-профиль. Применяется для производства подарочной упаковки, для упаковки драгоценностей, конфет и шоколада, сигарет, розничных товаров, рекламной продукции. Распространен в Северной Америке, Германии, Китае.

2.2.3 Жиронепроницаемые бумаги

Бумаги, применяемые для производства упаковки пищевых продуктов, содержащих жир или масло. К жиронепроницаемым бумагам относят пергамент растительный, подпергамент и пергамин (в порядке уменьшения жиронепроницаемости).

2.2.4 Коррекс

Жесткая полимерная пленка, применяющаяся для упаковки конфет в шоколадных наборах и упаковки различных пищевых продуктов. Основные материалы, применяемые в производстве: ПЭТФ - полиэтилентерефталатная пленка, ПВХ - поливинилхлоридная пленка, а также ПС - полистирол. Данные виды жестких полимерных пленок хорошо поддаются термическому формованию и легко окрашиваются в различные цвета. Обладают различной степенью экологичности.

2.2.5 Микрогофробумага

По аналогии с микрогофрокартоном - материал, получаемый при склеивании хотя бы одного гофрированного слоя с одним или более плоским слоями. В отличие от микрогофрокартона в качестве склеиваемых слоев для получения микрогофробумаги применяются бумаги плотностью ниже 100 - 125 г/м2.

3. Экологичность упаковки

Пластические массы или полимерные материалы, используемые для производства различных изделий, в том числе тары и упаковки, содержат в своем составе химические соединения, которые в процессе их эксплуатации систематически выделяются в окружающую природу и другие контактирующие с ними среды, в том числе и продукты питания. При этом происходит загрязнение этих сред с нарушением экологического баланса или нанесением вреда здоровью человека.

Начинается этот процесс с синтеза полимеров, из которых наиболее распространенным для получения упаковочных материалов является полимеризация. Участвующие в нем химические соединения могут быть отнесены к следующим группам: