Пакувальні матеріали та їх безпечність

ЛАБОРАТОРНЕ заняття № 2

ТЕМА: Екобезпека тари і упаковки для харчових продуктів

МЕТА: Вивчити асортимент пакувальних матеріалів для харчових продуктів та шляхи утилізації використаної тари для харчових продуктів.

ЛІТЕРАТУРА:

1. Подрушняк А. Е., Проданчук Н. Г., Горцева Л.В., Шутова Т.В., Костюченко Т.П. Безопасность использования полимерных материалов для упаковки пищевых продуктов // Проблеми харчування. - 2004. - №1.- с. 32-38.

2. Киримова М.Т., Б.П.Суханов, Л.Л.Кочергина. Актуальные вопросы санитарного надзора и контроля за безопасностью применения полимерных материалов, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами // Вопросы питания. - 2001. - №1. - с. 36-41.

3. Запольський А.К., Українець А.І. Екологізація харчових виробництв –К.: Вища школа, 2005. - 423 с.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ:

При оцінюванні якості різних товарів повсякденного попиту, в тому числі і харчових продуктів, споживачі оцінюють упаковку вище, ніж це відповідає її частці в цінності виробу. Призначення упаковки в тому, щоб з моменту упакування до моменту споживання продукт зберігав свою кількість склад, якість та не змінювалися його споживчі властивості. Це передбачає захист продукту від механічних, фізичних, хімічних, кліматичних і біологічних впливів.

Захист продукту від хімічної дії полягає в запобіганні небажаним хімічним реакціям з навколишнім середовищем. Для харчових продуктів це передусім захист продукту від кисню повітря, дія якого призводить до небажаних хімічних змін. Залежно від терміну зберігання активність хімічної дії може зростати зі збільшенням його. Конкретні вимоги до захисту продукту встановлюються з урахуванням властивостей продукту і планованого терміну зберігання. Це в основному такі вимоги:

• харчові продукти, які нечутливі до дії кисню атмосферного повітря потрібно захищати від іншої шкідливої дії, наприклад вологи (зернові продукти, цукор, сіль та ін.);

• продукти, чутливі до кисню атмосферного повітря, потрібно захищати від проникнення повітря (кава в зернах, прянощі та ін.);

• потрібно видаляти з упаковки повітря, оскільки невидалене повітря може псувати якість продукту (мелена кава, різані м’ясні вироби та ін.);

• в окремих випадках доцільно застосовувати світлонепроникну упаковку, оскільки перебіг деяких хімічних реакцій пришвидшується під дією світла.

Серед фізичних дій виокремлюють ті, які пов’язані з атмосферним впливом:

• випаровування вологи із продукту, що супроводиться його висиханням;

• насичення продукту атмосферною вологою;

• видалення ароматичних речовин продукту в атмосферу;

• насичення продукту сторонніми запахами.

Пакувальні матеріали та їх безпечність

Асортимент пакувальних матеріалів досить великий і росте з кожним роком. Сьогодні для пакування харчової продукції застосовують різноманітні матеріали: скло, метал, тканину, дерево, папір, картон, ламіновані матеріали, полімерні матеріали.

Склотара. В тарообігу у великій кількості використовують скляну тару, яка є незамінною для упаковування та зберігання багатьох харчових продуктів і напоїв. Скло захищає продукти від забруднення, сорбції і десорбції вологи, сторонніх запахів, непроникне для жирів і олій, добре миється і дезінфікується. До складу скла не входять стабілізатори, пластифікатори і оксиданти. До недоліків скляної тари слід віднести невелику механічну міцність (особливо ударну) і відносно велику масу на одиницю затареної продукції.

Скляну тару з вузькою шийкою виготовляють із знебарвленого, напівбілого і забарвленого світлозахисного скла, з широкою — із знебарвленого, напівбілого і забарвленого скла. Скляна тара вважається найбільш безпечною для здоров’я споживачів, оскільки є хімічно інертною по відношенню до харчового продукту (немає міграції речовин тари в харчовий продукт). Європейські покупці віддають перевагу виробам в скляних упаковках.

Серед металів найбільшого поширення для пакування харчових продуктів набула алюмінієва фольга.

ЇЇ отримують прокаткою алюмінію чистотою не менше, ніж 99,5 % Аl.Товщина такої фольги становить 0,007 — 0,099 мм.

Для м’якої упаковки використовують м’яку, стерильну, нешкідливу для здоров’я алюмінієву фольгу. Вона має надзвичайно високу теплопровідність, захищає від світла і затримує значну частину теплового випромінювання, надійно захищає від проникнення води, водяної пари, жирів, олії, газів та ароматичних речовин. Проте в процесі виготовлення може утворюватися пара, яка зменшує проникність фольги. Безпориста плівка утворюється лише за товщини 0,015—0,030 мм.

Останнім часом за кордоном алюміній все частіше застосовується для виготовлення консервних банок, призначених для зберігання безалкогольних напоїв, посуду, фольги, еластичних упаковок. У пиві і безалкогольних напоях, що містяться тривалий час в алюмінієвих банках, концентрація алюмінію складала 10 міліграм/л. Наголошується, що при використанні алюмінієвого посуду деякі пігменти, що містяться в продуктах, втрачають забарвлення. В процесі приготування їжі в алюмінієвому посуді вміст алюмінію в ній може збільшитися в 2 рази. Р озчинність алюмінію зростає в кислому або лужному середовищі. До речовин, що підсилюють розчинення алюмінію, відносять антоціанові пігменти з овочів і фруктів, аніони органічних кислот, кухонну сіль.

Алюмінієва фольга слабко протистоїть механічній дії, реагує з окремими харчовими продуктами, не піддається термозварюванню. Тому часто її комбінують з іншими матеріалами. Покриття лаком з одного або двох боків підвищує хімічну стійкість, герметичність фольги, сприяє термічному зварюванню.

Для захисту продуктів від підвищених механічних навантажень алюмінієву фольгу комбінують з папером або синтетичною плівкою (переважно із поліетилену). Комбінація алюмінієва фольга — поліетилен термічно зварюється, має непогану механічну міцність і хімічну стійкість, що сприяє використанню її в найрізноманітніших галузях. Застосування поліпропілену значно підвищує термічну стійкість, що дає змогу використовувати таку упаковку для стерилізації. Тонкий алюмінієвий лист, каширований поліпропіленом, використовують для виготовлення напівжорстких стерильних упаковок для глибокозаморожених виробів.

Інші метали застосовують як пакувальні матеріали у вигляді оцинкованих і лакованих сталевих листів, які використовують у консервній промисловості для виробництва банок і закупорювальних засобів. В якості захисного покриття для жерстяних листів використовується олово. Під впливом кислот та інших речовин зі складу консервів олово, а також мідь і свинець, що є природними супутниками олова, розчиняються і забруднюють консервовану продукцію.

Розширюються області застосування металізованих полімерних матеріалів, таких як ламінат целофан-металізований целофан і ламінат металізований целофан-поліетилен. Упаковки, у складі яких використовується алюмінієва фольга, отримані шляхом поєднання з поліетилентерефталатом і поліетиленом, володіють механічною міцністю, термозварюваністю, газонепроникністю, непроникністю для водної пари. Вони широко використовуються для розфасовки кондитерських виробів, кави, харчових напівфабрикатів, молочних продуктів.

Борошно, цукор, круп’яні та деякі інші вироби можуть фасувати і зберігати в полотняних мішках. Сумнівів щодо екологічності такої тари не виникає. На жаль така тара не захищає продукт від вологи та має низьку механічну стійкість.

Певні види продукції (квашені, солоні овочі, вина та інші алкогольні вироби) можуть зберігатися в дерев’яних діжках чи бочках. За умови доброякісності деревини продукти, що зберігаються в такій тарі, шкідливими речовинами не забруднюються.

Значного поширення набули папір і картон. Продукцію паперової промисловості щільністю до 180 г/м² називають папером, щільністю 180 — 400 г/м² — картоном. Папір дляупаковки має бути жорстким, міцним і добре сприймати друк. Із цією метою використовують спеціальний пакувальний папір і картон.

Для упаковування продуктів з умістом рослинних олій і тваринного масла та жирів застосовують спеціальний жиростійкий папір і пергамент. Останній є напівпрозорим, має високу міцність, в’язкість і щільність 30 — 150 г/м². Останнім часом використання пергаменту для упаковки зменшується, а дедалі більше застосовують папір з нанесенням розплаву «холт-мелт» і полівінілдихлориду. Для поліпшення властивостей пакувального матеріалу папір просочують (імпрегнують) парафіном і воском, що значно підвищує його паро- і вологостійкість.

Разом з тим встановлено, що парафін містить ПАВ, які здатні легко переходити у продукти, особливо у молочний жир. Крім того, відомо, що папір та картон містять поліхлоровані біфеніли, що накопичуються в процесі відбілення целюлози.

Найбільш використовуваними полімерними матеріалами для упаковки харчових продуктів є: поліолефіни, полістирол, полівінілхлорид, регенерована целюлоза (целофан), поліефіри, поліетилентерефталат, поліамід і ін., в які часто вводять неполімерні складові, такі як: фольга, папір, тканина.

При отриманні багатошарових пакувальних матеріалів, вибір окремих складових визначається конкретним призначенням упаковки: природа харчового продукту, терміни і умови його зберігання і ін., що досягається при правильному поєднанні різних матеріалів, що володіють високою і виборчою здатністю не пропускати молекули газів, рідин або жирів крізь шари упаковки.

Так, шляхом поєднання поліетилену, поліпропілену, полікарбонату з поліамідом, етиленвініловим спиртом, полівінілхлоридом отримують матеріали з комплексом властивостей, що дозволяють використовувати їх для вакуумної упаковки м’ясних напівфабрикатів, сиру, заморожених продуктів.

До складу пластикових упаковок входить компонент бісфенол А (ВРА). Цей компонент, за твердженнями багатьох вчених, мігрує в харчові продукти і наносить значну шкоду організму людини. У піддослідних самців виявлено зменшення вироблення сперми, а у самок прискорений процес статевого дозрівання. Бісфенол А виявлено навіть у пляшечках для годування малят.

Багатошарові пакувальні матеріали можуть служити джерелом забруднення харчових продуктів за допомогою міграції в продукти як самих компонентів рецептури полімерних матеріалів, так і інших забруднювачів, присутність яких може бути викликана використанням неякісної сировини, недотриманням умов зберігання полімерних матеріалів, порушенням технології їх отримання і рядом інших чинників. У країнах ЄС допускається загальна міграція близько 60 мг на 1 кг продукту, для невеликих упаковок (менше ніж 250 мл) — 10 мг/дм².

Слід враховувати також, що мігруючі компоненти упаковки можуть вступати у взаємодію з компонентами харчових продуктів і утворювати нові хімічні сполуки, відмінні від початкових. Так, нітрит, зазвичай використовуваний для приготування м’ясних продуктів, може вступати у взаємодію з амінами, що входять в рецептуру полімерних матеріалів, утворюючи нітрозоаміни.

При контакті пакувальних матеріалів з продуктами, що містять білок, існує вірогідність утворення комплексу важких металів з білками, дія яких на організм людини істотно відрізняється від дії важких металів.

Існує також потенційна можливість завдання шкоди здоров’ю людини стабілізаторами і компонентами друкарської фарби, мігруючими з полімерних пакувальних матеріалів. Так, при використанні полотна, наперед віддрукованого пакувального матеріалу, можлива небезпека переходу компонентів фарби з одного витка матеріалу, намотанного в рулон, на інший виток, але вже з внутрішньої сторони, унаслідок чого токсичні компоненти можуть потрапляти всередину упаковки і переходити в харчовий продукт. Крім того, друкарські фарби і лаки, що наносяться на упаковку для додаткового захисту, можуть змінювати органолептичні характеристики продуктів харчування, додавати їм сторонній запах і присмак.

Існує небезпека проникнення компонентів клеїв, що використовуються для виготовлення упаковки харчових продуктів (чіпси, печиво, сухарики, цукерки і т.д.). Дослідження, проведені в інституті екогігієни і токсикології ім. Л.Медведя, показали, що ціанідні сполуки (вони ж ароматичні діаміни, вони ж токсини), що містяться в клеях, можуть мігрувати через шар упаковки і потрапляти в продукти харчування. Вступаючи в реакцію з жирами, що містяться в продуктах, токсини стають в багато разів небезпечнішими для здоров’я споживача.

Все це може несприятливо впливати не тільки на смакові якості харчових продуктів, але і створювати реальну загрозу для здоров’я людини.

Для вирішення питання про можливість застосування полімерного матеріалу для упаковки конкретного харчового продукту проводять санітарно-гігієнічні і токсикологічні дослідження. На сьогодні в Україні немає законодавчих актів, що регламентують якість полімерних матеріалів, призначених для упаковок харчових продуктів.

Доречно відзначити, що, не дивлячись на бурхливе зростання в промисловому випуску пакувальних матеріалів для харчової промисловості, за кордоном практично не зареєстровані випадки масового отруєння людей, оскільки регламентуючі органи встигають забезпечити належний контроль за якістю полімерних матеріалів, призначених для упаковок харчових продуктів.