Новые направления экспертизы качества упаковки. (А.П. Корж)

[Главный технолог]

Автор: А. П. Корж – ТПП Р. Ф.

 

Аннотация: В статье рассмотрены основные научно-практические аспекты формирования новой квалиметрической модели проведения экспертизы качества полимерных упаковочных материалов для производства современных мясопродуктов.

 

Ключевые слова: товароведно-технологическая экспертиза, функционально-технологические свойства оболочек, показатели качества полимерных упаковочных материалов.

 

 

Формирование качества мясопродуктов обусловлено множеством товароведно-технологических факторов, в числе которых наиболее важными являются – исходное качество мясного сырья, ингредиентов и упаковочных материалов. Анализ критических контрольных точек на всех этапах производства, хранения и реализации колбасных изделий свидетельствует о том, что одной из существенных причин возникновения брака и снижения рентабельности производства является отсутствие общедоступных экспресс-методов мониторинга качества упаковки. А также универсальной модели проведения экспертизы качества и исследования функционально-технологических свойств колбасных оболочек и полимерных упаковочных материалов. Для пищевой промышленности сегодня актуальным является процесс инициирования разработки нового Технического регламента на полимерные упаковочные материалы. А также, обновленной Инструкции по обеспечению процессов входного контроля качества полимерных упаковочных материалов.

Поэтому, эмпирическое исследование новых методов товароведной экспертизы качества пищевых полимеров, детальное изучение всех возможных факторов, обусловливающих формирование качества мясопродуктов – это одно из приоритетных направлений развития НИОКР. Целью проведенного научно-практического исследования явилась разработка предложений по формированию новой квалиметрической модели проведения экспертизы качества упаковочных материалов, получаемых на основе биополимеров и синтетических материалов, разрешенных для контакта с пищевыми продуктами.

Известно, что физико-химические свойства природных биополимеров оказывают существенное влияние на формирование качественных характеристик мясопродуктов. Так, к примеру, сложная четвертичная структура коллагеновых биополимеров, обеспечивающая строго определенное расположение аминокислотных остатков в полипептидных цепях, влияет на их прозрачность, окрашиваемость, гигроскопичность, влагопроницаемость, прочность, эластичность, термоусадку,  самоусадку и другие важные характеристики оболочки.

Потребительские свойства оболочки, в свою очередь, прямо или косвенно влияют на формирование органолептических и физико-химических показателей качества готовых колбасных изделий, таких как:

 

• Аппетитный внешний вид, обусловленный наличием гладкой, глянцевой, слегка задубленной поверхности оболочки, получаемой в процессе обжарки или копчения колбас;

• Стойкий аромат копчения, обусловленный адсорбцией кетонов, альдегидов и других летучих соединений на всей поверхности коллагенового волокна, получаемый в результате копчения колбас;

• Ровная поверхность батонов без морщин, обусловленная аддитивностью коэффициента термического расширения мясного фарша и коллагенового волокна, а также термоусадкой и самоусадкой оболочки;

• Упругая консистенция сырокопченых колбас, обусловленная постоянством термовлагопереноса за счет достижения оптимальных значений паро-, газо-, влагопроницаемости колбасной оболочки.

 

Как мы видим, формирование ряда качественных показателей готовой продукции имеет закономерную зависимость не только от правильности проведения технологического процесса производства колбасных изделий, но и от некоторых потребительских свойств оболочек. Поэтому для грамотного построения системы управления качеством предприятиям мясной промышленности необходимо уделить серьезное внимание входному контролю качества упаковочных материалов. В этом как раз и сосредоточен огромный потенциал для повышения уровня качества и конкурентоспособности выпускаемой продукции.

Поскольку в настоящее время, в условиях постоянного роста цен на импортируемые упаковочные материалы, удельный вес затрат на оболочку в структуре прямых затрат предприятия в среднем составляет:

• на коллагеновые оболочки 5-7 %
• на вискозно-армированные оболочки 8-10 %

 

Необходимо оценить уровень их совокупного влияния на производственную и экономическую эффективность предприятия. Известно, что на рентабельность производства колбасных изделий напрямую влияют следующие потребительские характеристики оболочек:

• Фаршеемкость
• Процент перенаполнения оболочки фаршем
• Производственные потери в процессе наполнения оболочек
• Производственные потери при термообработке колбасных изделий
• Потери при хранении и реализации готовой продукции
• Уровень естественной убыли готового продукта в оболочке

 

В целях повышения рентабельности производства предприятиям необходимо постоянно проводить технологический мониторинг и расчет данных характеристик упаковки. Для этого необходимым инструментом может стать удобная квалиметрическая схема контроля качества наиболее важных потребительских свойств упаковки.

Рассмотрим основные элементы экспертизы качества полимерных упаковочных материалов:

Для оценки соответствия показателей фаршеемкости оболочки при приемке предприятиям следует обращать особое внимание на определение следующих измерительных показателей:

• Ширина вдвое сложенной оболочки в увлажненном состоянии;
• Толщина стенки оболочки;
• Поверхностная плотность оболочки;
• Модуль эластичности оболочки в увлажненном состоянии.

 

Проведенный анализ экспериментальных образцов искусственных и синтетических полимерных упаковочных материалов свидетельствует о том, что максимальное значение показателя ширина вдвое сложенной оболочки наблюдается у коллагеновых оболочек Фабиос (Польша). Минимальное значение этого показателя у коллагеновых оболочек Кутизин тип 014, однако, у данных оболочек (тип 014) наблюдается самое минимальное значение показателя модуль эластичности (Таб. 1), что обеспечивает их повышенную фаршеемкость и адаптивность к работе с подмороженным мясным фаршем. Максимальное значение показателя толщина стенки наблюдается у классических коллагеновых оболочек Натурин (Германия). Минимальное значение показателя толщина стенки – у нового поколения вискозно-армированных оболочек FLEX, производства компании ViskoTeepak (Финляндия, Бельгия).

 

Сравнительные характеристики коллагеновых оболочек (диаметр 45 мм).

 

Таб. 1.

 

Для оценки уровня производственных потерь в процессе наполнения оболочек фаршем необходимо провести одноосное механическое растяжение оболочек и провести экспертизу по следующим показателям качества:

-              Разрывное усилие оболочки (в продольном и поперечном направлении);

-              Относительное удлинение оболочки (в продольном и поперечном направлении);

-              Разностенность по толщине оболочки;

-              Коэффициент изотропности оболочки (по прочности и по удлинению)

 

  Максимальное значение коэффициента изотропности по прочности наблюдается у полиамидных оболочек с динамической проницаемостью (1,453). Минимальное значение – у вискозно-армированных оболочек (0,705). Коэффициент изотропности по удлинению имеет обратную закономерность. Максимальное его значение наблюдается у вискозно-армированных оболочек (1,614). Минимальное его значение наблюдается у оболочек «Амисмок» (0,612), что говорит об их высокой пластичности и сминаемости при клипсовании.

 

В целях прогнозирования уровня производственных потерь при термической обработке колбасных изделий технологам и экспертам по качеству необходимо проводить исследование основных теплофизических свойств упаковочных материалов. Таких как:

• Паропроницаемость оболочек;
• Гидротермическая устойчивость оболочек;
• Температура сваривания биополимера;
• Термоусадка (при температуре 80 градусов С)

 

Среди широкого ассортимента колбасных оболочек наименьшая гидротермическая устойчивость (ГТУ) и при этом максимальная паро-, газо-, влагопроницаемость наблюдается у коллагеновых оболочек Кутизин (тип 014), что делает их абсолютно не пригодными для производства вареных и варено-копченых колбас. Наибольшая гидротермическая устойчивость наблюдается практически у всех синтетических полимерных упаковочных пленок и пакетов предназначенных для запекания. Чуть ниже ГТУ у полиамидных оболочек, что обусловливает их широкое применение при производстве вареных колбас по ускоренной технологии.

Учитывая температуру сваривания биополимера коллагена, равную 61,5*С при использовании в технологическом процессе коллагеновых оболочек и пленок технологи обязаны неукоснительно соблюдать рекомендации завода-изготовителя по проведению режимов тепловой обработки мясопродуктов, упакованных в белковую оболочку.

Оболочки, обладающие хорошей термоусадкой и самоусадкой, препятствуют образованию морщинистости и бульонно-жировых отеков в готовых изделиях.

Непредвиденно высокий уровень брака и производственных потерь при термической обработке колбасных изделий, выпускаемых в коллагеновых оболочках, зачастую связан с деструктивными изменениями в третичной структуре переплетений коллагенового волокна. Это легко определить методом ИК-спектрометрии. Резкое снижение гидротермической устойчивости коллагеновой оболочки возникает, как правило, в четырех основных случаях:

• При недостаточном введении дубителя;
• При частичной денатурации коллагена под воздействием повышенной температуры;
• При использовании в производстве оболочек сырья высокой степени зрелости;
• При резком обезвоживании (подсыхании) рифлованного коллагенового материала, возникающем в результате нарушения температурно-влажностного режима при производстве белковой оболочки.

 

При проведении экспертизы качества оболочек с использованием методов ИК-спектроскопии легко определить стабильность альфа-спирали биополимера, наличие или отсутствие сшивающих молекул дубителя, а также наличие либо отсутствие следов необратимой денатурации белка коллагена, степень лигирования коллагенового волокна металлами переменной валентности и пр.

В данном случае вышеназванные нарушения можно определить, применив классическую схему проведения экспертизы качества оболочек по физико-химическим показателям. Для этого достаточным будет определить следующие показатели:

• Массовая доля дубильных веществ;
• Массовая доля амидного азота.

 

Потери при хранении и реализации колбасных изделий, как правило, обусловлены следующими основными потребительскими свойствами оболочек, которые необходимо регулярно контролировать:

• Биостойкость упаковочных материалов;
• рН – оболочки;
• Влагопроницаемость оболочки.

 

Устойчивость биополимеров к действию микроорганизмов и росту плесневых грибов (Таб. 2) значительно снижает риск возникновения плесени на поверхности колбасных батонов и защищает от возможной порчи готовой продукции. В ходе исследования было выявлено, что важными факторами сохранения качества колбасных изделий являются показатели буферной емкости и интенсивности смещения рН в щелочную сторону. А также, интенсивность накопления продуктов распада белка в результате жизнедеятельности остаточной микрофлоры. В специально обработанных оболочках и пленках, а также, в  биополимерах, иммобилизованных ионами серебра, значение данных показателей оптимально, что обусловливает повышенные сроки хранения готовой продукции в фунгицидных и асептических оболочках.

 

 

Сравнительная оценка роста плесени на поверхности оболочек в зависимости от продолжительности хранения колбасных изделий.

 

Таб. 2.

 

Высокие показатели влагопроницаемости целлюлозных и коллагеновых оболочек, в особенности оболочек Кутизин (тип 014) способствуют формированию капиллярно-пористой структуры мясного фарша и интенсификации процесса созревания сырокопченых колбас. Однако при резком понижении массовой доли влаги готового продукта в процессе хранения и реализации, наблюдается уплотнение консистенции колбас, и как следствие, возрастает усилие резания и давление пенитрации. Что, в свою очередь, снижает чувственное восприятие вкуса готового продукта при кусании и пережевывании. Это следует учитывать при проектировании новых типов бинарных упаковочных систем и использовании в производстве съедобных коллагеновых оболочек.

 

Таким образом, выстраивая систему управления качеством современного мясокомбината, технологам и экспертам по качеству следует учитывать приведенные в данном исследовании закономерности, возникающие между товароведно-технологическими свойствами упаковочных материалов и уровнем качества и рентабельности производства современных мясопродуктов. Представленные экспериментальные данные проведенного научно-практического исследования предлагается использовать при разработке новой квалиметрической модели проведения товароведно-технологической экспертизы качества колбасных оболочек и проекта нового Технического регламента на полимерные упаковочные материалы для производства мясопродуктов.