Аннотация

Введение. Одной из основных экологических мировых проблем является нерациональное обращение с отходами, в том числе использование плохо разлагаемой полимерной упаковки. Одним из вариантов решений по утилизации полимерных отходов от упаковок пищевых продуктов является создание биоразлагаемых материалов на основе композиции нативных и модифицированных крахмалов, не наносящих при разложении вред окружающей среде и здоровью человека. Объекты и методы исследования. В работе исследовали сохранность кондитерских изделий студнеобразной консистенции, упакованных в биоразлагаемую и полипропиленовую пленку. Изучены процессы влагопереноса и динамика роста микробиоты в желейном мармеладе, глазированном кондитерской глазурью. Мармелад был упакован в пленку на основе ориентированного полипропилена с толщиной 40 мкм, а также в биоразлагаемую пленку толщиной 50 мкм. В процессе хранения в глазированном желейном мармеладе определяли массовую долю влаги, активность воды, жирнокислотный состав жировой фракции глазури, активную кислотность, микробиологические показатели, а также оценивали активность липазы образца. Результаты и их обсуждение. Активность воды в процессе хранения практически не изменилась. Удельная скорость влагопереноса для образцов, упакованных в полипропиленовую пленку, была больше в 1,4 раза, чем у образцов мармелада, упакованных в биоразлагаемую пленку, и составила для упаковки из полипропиленовой пленки 1,16×10–6 г/м2·с, а из биоразлагаемой упаковки – 0,83×10–6 г/м2·с. Динамика роста КМАФАнМ, плесеней и дрожжей не различалась у образцов мармелада, упакованных в полипропиленовую и в биоразлагаемую пленку, и после 12 недель хранения не превышала регламентируемых показателей микробиологической безопасности. Увеличение активности липазы при хранении образцов глазированного мармелада, упакованного в различные полимерные пленки, не наблюдалось. Замена полипропиленовой пленки на биоразлагаемую не оказывает существенного влияния на показатели безопасности кондитерских изделий. Выводы. Результаты исследований подтверждают возможность использования биоразлагаемой пленки для упаковки кондитерских изделий.

Ключевые слова

Мармелад, хранение, упаковка, массовая доля влаги, активность воды, липаза, микробиологические показатели

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. European Parliament and Council Directive 94/62/EC of 20 December 1994 on packaging and packaging waste [Internet]. – Available from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX%3A31994L0062. – Date of application: 11.06.2020.
2. Taking sustainable use of resources forward: A Thematic Strategy on the prevention and recycling of waste [Internet]. – Available from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:52005DC0666. – Date of application: 11.06.2020.
3. Closing the loop – An EU action plan for the circular economy [Internet]. – Available from: https://eur-lex.europa.eu/legalcontent/EN/TXT/?uri=CELEX:52015DC0614. – Date of application: 11.06.2020.
4. Directive (EU) 2018/852 of the European Parliament and of the Council of 30 May 2018 amending Directive 94/62/EC on packaging and packaging waste [Internet]. – Available from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=uriserv:OJ.L_.2018.150.01.0141.01.ENG&toc=OJ:L:2018:150:TOC. – Date of application: 11.06.2020.
5. A European strategy for plastics in a circular economy [Internet]. – Available from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?qid=1516265440535&uri=COM:2018:28:FIN. – Date of application: 11.06.2020.
6. Nestlé активизирует усилия по переработке пластиковых отходов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.nestle.ru/media/newscomp/plastic. – Дта обращения: 11.06.2020.
7. Coca-Cola sings ocean plastics charted at G7 meeting [Internet]. – Available from: https://www.coca-colacompany.com/news/coca-cola-signs-ocean-plastics-charter. – Date of application: 11.06.2020.
8. Danone aims to make 100% of packaging recyclable by 2025 [Internet]. – Available from: https://www.foodbev.com/news/danone-aims-to-make-100-of-packaging-recyclable-by-2025. – Date of application: 11.06.2020.
9. Billions of expenses await the Polish packaging industry [Internet]. – Available from: http://www.foodfrompoland.pl/article/art_id,28395-61/billions-of-expenses-await-the-polish-packaging-industry/place,1/. – Date of application: 11.06.2020.
10. Отходы пищевой промышленности АПК – перспективное сырье для биоразлагаемых упаковочных композиций / В. В. Колпакова, Г. Н. Панкратов, А. А. Чевокин [и др.] // Пищевая промышленность. – 2008. – № 6. – С. 16–19.
11. Физико-химические свойства полимерных композиций с использованием крахмала / С. В. Краус, Н. Д. Лукин, Т. В. Иванова [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2011. – № 1. – С. 8–11.
12. Лукин, Н. Д. Технология получения термопластичных крахмалов / Н. Д. Лукин, И. С. Усачев // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. – 2015. – Т. 66, № 4. – С. 156–159.
13. Пат. 2645677C1 Российская Федерация, C08L23/06, C08L3/02, C08K5/053. Биологически разрушаемая термопластичная композиция / Лукин Н. Д., Ананьев В. В., Колпакова В. В. [и др.]; заявитель и патентообладатель ФГБНУ «Федеральный научный центр пищевых систем им. В. М. Горбатова» РАН – № 2016151141; заявл. 26.12.2016; опубл. 27.02.2018; Бюл. № 6. – 6 с.
14. Degradation and recycling of films based on biodegradable polymers: A short review / R. Scaffaro, A. Maio, F. Sutera [et al.] // Polymers. – 2019. – Vol. 11, № 4. DOI: https://doi.org/10.3390/polym11040651.
15. Razavi, S. M. A. Structural and physicochemical characteristics of a novel water-soluble gum from Lallemantia royleana seed / S. M. A. Razavi, S. W. Cui, H. Ding // International Journal of Biological Macromolecules. – 2016. – Vol. 83. – P. 142–151. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2015.11.076.
16. Almasi, B. Physicochemical properties of starch-CMC-nanoclay biodegradable films / H. Almasi, B. Ghanbarzadeh, A. A. Entezami // International Journal of Biological Macromolecules. – 2010. – Vol. 46, № 1. – P. 1–5. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2009.10.001.
17. Biodegradability and mechanical properties of starch films from Andean crops / F. Torres, O. P. Troncoso, C. Torres [et al.] // International Journal of Biological Macromolecules. – 2011. – Vol. 48, № 4. – P. 603–606. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2011.01.026.
18. Суворова, А. И. Биоразлагаемые полимерные материалы на основе крахмала / А. И. Суворова, И. С. Тюкова, Е. И. Труфанова // Успехи химии. – 2000. – Т. 69, № 5. – С. 494–504. DOI: https://doi.org/10.1070/RC2000v069n05ABEH000505.
19. Development and characterization of sugar palm starch and poly(lactic acid) bilayer films / M. L. Sanyang, S. M. Sapuan, M. Jawaid [et al.] // Carbohydrate Polymers. – 2016. – Vol. 146. – P. 36–45. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.03.051.
20. Development and characterization of cassava starch films incorporated with blueberry pomace / C. L. Luchese, T. Garrido, J. C. Spada [et al.] // International Journal of Biological Macromolecules. – 2018. – Vol. 106. – P. 834–839. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.08.083.
21. Green development of biodegradable films based on native yam (Dioscoreaceae) starch mixtures / P. S. Hornung, S. Ávila, K. Masisi [et al.] // Starch-Stärke. – 2018. – Vol. 70, № 5–6. DOI: https://doi.org/10.1002/star.201700234.
22. Study of the behavior of biodegradable starch/polyvinyl alcohol/rosin blends / D. Domene-López, M. M. Guillén, I. Martin-Gullon [et al.] // Carbohydrate Polymers. – 2018. – Vol. 202. – P. 299–305. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2018.08.137.
23. Nogueira, G. F. Extraction and characterization of arrowroot (Maranta arundinaceae L.) starch and its application in edible films / G. F. Nogueira, F. M. Fakhouri, R. A. de Oliveira // Carbohydrate Polymers. – 2018. – Vol. 186. – P. 64–72. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2018.01.024.
24. Soluble soybean polysaccharide: A new carbohydrate to make a biodegradable film for sustainable green packaging /S. Tajik, Y. Maghsoudlou, F. Khodaiyan [et al.] // Carbohydrate Polymers. – 2013. – Vol. 97, № 2. – P. 817–824. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.05.037.
25. The study of rheological behavior and safety metrics of natural biopolymers / L. K. Asyakina, V. F. Dolganyuk, D. D. Belova [et al.] // Foods and Raw Materials. – 2016. – Vol. 4, № 1. – P. 70–78. DOI: https://doi.org/10.21179/2308-4057-2016-1-70-78.
26. How performance and fate of biodegradable mulch films are impacted by field ageing / F. Touchaleaume, H. Angellier-Coussy, G. César [et al.] // Journal of Polymers and the Environment. – 2018. – Vol. 26, № 6. – P. 2588–2600. DOI: https://doi.org/10.1007/s10924-017-1154-7.
27. Muller, J. Combination of poly(lactic) acid and starch for biodegradable food packaging / J. Muller, C. Gonzalez-Martinez, A. Chiralt // Materials. – 2017. – Vol. 10, № 8. DOI: https://doi.org/10.3390/ma10080952.
28. Wang, X.-L. Properties of starch blends with biodegradable polymers / X.-L. Wang, K.-K. Yang, Y.-Z. Wang // Journal of Macromolecular Science. Polymer Reviews. – 2003. – Vol. 43, № 3. – P. 385–409. DOI: https://doi.org/10.1081/MC-120023911.
29. Influence of starch composition and molecular weight on physicochemical properties of biodegradable films / D. Domene-López, J. C. Garcia-Quesada, I. Martin-Gullon [et al.] // Polymers. – 2019. – Vol. 11, № 7. DOI: https://doi.org/10.3390/polym11071084.
30. Совершенствование технологии применения термопластичного крахмала для биоразлагаемой полимерной пленки / В. В. Колпакова, И. С. Усачев, А. С. Сарджвеладзе [и др.] // Пищевая промышленность. – 2017. – № 8. – С. 34–38.
31. Гатин, И. М. Нетривиальные подходы снижения накопления отходов упаковочных полимерных материалов / И. М. Гатин, О. В. Иванова, Р. М. Халиков // NovaInfo.Ru. – 2017. – Т. 62, № 1. – С. 1–6.
32. Взаимосвязь активности липазы и скорости влагопереноса в пряниках, глазированных кондитерской глазурью на основе жиров лауринового типа / О. С. Руденко, Н. Б. Кондратьев, М. А. Пестерев [и др.] // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. – 2019. – Т. 81, № 4 (82). – С. 62–70. DOI: https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-4-62-70.
33. Влияние свойств упаковки на изменение влажности сырцовых пряников с фруктовой начинкой / Н. Б. Кондратьев, Е. В. Казанцев, Н. А. Петрова [и др.] // Пищевая промышленность. – 2019. – № 7. – С. 16–18. DOI: https://doi.org/10.24411/0235-2486-2019-10096.
34. Кондратьев, Н. Б. Оценка качества кондитерских изделий. Повышение сохранности кондитерских изделий / Н. Б. Кондратьев. – М. : Перо, 2015. – 250 с.
35. Исследование процесса влагопереноса в сырцовых пряниках с фруктовой начинкой, изготовленных с использованием различных видов модифицированного крахмала / Н. Б. Кондратьев, Е. В. Казанцев, М. В. Осипов [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2019. – № 4. – С. 35–46. DOI: https://doi.org/10.36107/spfp.2019.187.
36. Galić, K. Packaging and the shelf life of bakery goods – A review / K. Galić, D. Ćurić, D. Gabrić // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. – 2009. – Vol. 49, № 5. – P. 405–426. DOI: https://doi.org/10.1080/10408390802067878.
37. Shelf life and safety concerns of bakery products – A review / J. P. Smith, D. P. Daifas, W. El-Khoury [et al.] // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. – 2004. – Vol. 44, № 1. – P. 19–55. DOI: https://doi.org/10.1080/10408690490263774.
38. Microbial lipases and their industrial applications: A comprehensive review / P. Chandra, Enespa, R. Singh [et al.] // Microbial Cell Factories. – 2020. – Vol. 19, № 1. DOI: https://doi.org/10.1186/s12934-020-01428-8.
39. Microbial lipases / O.-M. Lai, E.-T. Phuah, Y.-Y. Lee [et al.] // Food lipids. Chemistry, nutrition, and biotechnology / C. C. Akoh. – Boca Raton : CRC Press, 2017. – Р. 853–898. DOI: https://doi.org/10.1201/9781315151854.