Упаковочныематериалы, применяемые для продуктов питания и их влияние на здоровье человека
Содержание
1. Бактерицидные упаковочные материалы
1.1 Активная упаковка для молока
2. Гофрокартонная упаковка
2.1 Амортизационные свойствапрокладки
2.2 Бумажная гофрированная прокладкадля коробок конфет
2.2.1 Вторичная упаковка
2.2.2 Дизайнерский гофрокартон
2.2.3 Жиронепроницаемые бумаги
2.2.4 Коррекс
2.2.5 Микрогофробумага
3. Экологичность упаковки
3.1 Видыопасностей
3.2Высокотоксичные мономеры
3.3 Санитарно-химическое исследование
Список литературы
Приложение № 1
1. Бактерицидныеупаковочные материалы
С развитием техники и технологииполучения упаковочных материалов расширяются функции упаковки. Из инертного,индифферентного барьера между пищевым продуктом и окружающей средой упаковка внастоящее время все больше превращается в фактор производства, поскольку с ее помощьюможно:
· направленноизменять состав продукта. В этом случае для изготовления упаковки применяютсябиологически активные материалы с иммобилизованными ферментами (добавка плотноудерживается в матрице полимерного материала);
· защищать продуктыпитания от микробиальной порчи, продлевая тем самым время их «жизни». Кпримеру, срок хранения колбасной продукции в «активной» оболочке увеличиваетсяв 2–3 раза;
· создаватьоптимальную газовую среду внутри оболочки, что широко используется при хранениипродуктов питания в модифицированной и регулируемой среде. Применение такойупаковки для розничной продажи нецелесообразно из-за довольно высокой цены,однако на западе широко используется метод складского хранения овощей и фруктовв больших мешках с окошечком из селективно-проницаемого материала. Фрукты,сохраненные таким образом, гораздо дольше остаются свежими, упаковка окупаетсяза счет устранения причин порчи и усыхания товара;
· регулироватьтемпературу обработки продуктов питания в условиях микроволнового нагрева(например, используя металлизированные полимерные материалы). Продукт вметаллизированной упаковке в СВЧ-печи может разогреваться до 200° С и выше. Вэтом случае большая часть тепла генерируется в покрытии, и продуктподжаривается как на сковородке, что недостижимо при микроволновом нагреве;
Такиеупаковки по праву носят название «активных». Это направление представляетнесомненный интерес, поскольку введение добавки не в пищу, а в матрицуполимерной оболочки позволяет пролонгировать действие добавки, регулируя скоростьее массопереноса в пищевой продукт. При этом обеспечивается необходимыйградиент концентрации добавки на поверхности защитной оболочки, непосредственноконтактирующей с пищевым продуктом. Важным преимуществом «активных» упаковокявляется то, что благодаря иммобилизации добавок миграция их в пищевой продуктсведена к минимуму (или оптимально регулируется), поскольку по последним данныммногие пищевые добавки таят в себе определенную угрозу здоровью. Например,известная всем лимонная кислота, часто вводимая в состав продуктов, несмотря насвою кажущуюся «безобидность», может оказаться вредной при избыточномпотреблении. Конечно, при нормальном питании такое воздействие будетнезаметным, однако для определенной группы людей, в рационе которых консервы иполуфабрикаты составляют значительную часть, такие пищевые добавки могут бытьдействительно вредными.
1.1 Активнаяупаковка для молока
Организмнекоторых людей не усваивает молоко, что генетически обусловлено дефицитомвыработки у них фермента, расщепляющего молочный сахар (лактозу). Введениелактазы — фермента, гидролизующего молочный сахар, в полимерную основуупаковочного материала позволяет получать диетический продукт — «безлактозноемолоко».
/>Высокоесодержание холестерола (неправильно называемого холестерином) в плазме кровичеловека обычно связывают с повышением риска сердечно-сосудистых заболеваний.Одним из путей снижения уровня холестерола в плазме может быть назначениебольным специальных препаратов. Вместе с тем, при необходимости, можноэффективно снижать содержание холестерола в молоке и молочных продуктах спомощью холестеролредуктазы, иммобилизованной в упаковочном полимерномматериале, который находится в непосредственном контакте с жидкими продуктами.
Для защиты пищевойпродукции от неблагоприятного воздействия патогенной микрофлоры и токсичныхпродуктов ее жизнедеятельности в последние годы применяют бактерицидныеупаковочные материалы. Примером реализации такого способа являетсяиспользование антимикробных защитных систем на основе гигиенически безопасныхлатексов (водных дисперсий синтетических полимеров). Путем создания латекснойкомпозиции оригинального состава на основе экологически безопасных водныхсистем, содержащих антимикробные добавки, и последующего формирования из них покрытийнепосредственно на продуктах питания разработан способ защиты мясных изделий исыров. Предложенный способ отличает сравнительная простота техническогорешения: нанесение на поверхность продукта многослойных полифункциональныхпокрытий, исключающих применение высоких температур, которое иногда негативновлияет на свойства продукта. При этом обеспечивается плотное и повсеместноеоблегание поверхности продукта, гарантирующее отсутствие микрополостей —областей потенциального развития нежелательной микрофлоры. В качествеантимикробных добавок используются отечественные оригинальные препараты — солидегидрацетовой кислоты с широким спектром действия на различную микрофлору(дрожжи, грибы, актиномицеты), а также комплексы этих добавок в сочетании соспециальными регуляторами жизнедеятельности микробных клеток (они защищаютглавным образом поверхность упакованного продукта, как известно, максимальноподверженную инфицированию). Защитные покрытия, формируемые непосредственно наповерхности пищевых продуктов (незрелых сыров, колбас, деликатесной и обычноймясной продукции) отличаются антимикробной активностью, обеспечивают снижениепотерь полезной массы, например, для сыра до 2% за период созревания, иэкологическую безопасность производства, ускоряют биохимические процессысозревания, улучшают условия труда по уходу за сыром за счет ликвидации стадиимойки, переупаковки, снижения негативного воздействия экотоксикантов на продукти обслуживающий персонал.
В неблагоприятнойэкологической обстановке пища может стать источником и носителем потенциальноопасных для человека химических и биологически активных соединений, являющихсяпродуктами жизнедеятельности микроорганизмов. Соединения, опасные для здоровья,содержатся как в сырье, так и в пищевых продуктах на различных технологическихстадиях переработки, фасовки, хранения и реализации. В то же время,безопасность и качество пищи — одно из основных условий, определяющих здоровьенации. В России в последние годы из-за резкого спада производства продуктов питанияи оттока сельскохозяйственного сырья в сферу предприятий малой мощностивозрастает опасность микробного заражения и, как следствие, снижения качествапищевой продукции.
Для снижениясодержания влаги внутри упаковки в полимерный материал вводят специальные поглотители,в основном минеральные (например, цеолиты, пермутиты и т. п.) При этом процесспоглощения влаги может сопровождаться подавлением роста микроорганизмов.
В последниегоды в состав полимерных упаковочных материалов начали вводить ферментныедобавки. Особый интерес и социальную значимость имеют разработка ииспользование биологически активных упаковочных материалов с ферментами,иммобилизованными в полимерном материале. Такие материалы способны регулироватьсостав, биологическую и органолептическую (вкус, консистенция, цвет и запах)ценность продуктов питания, ускорять технологические процессы получения готовойпродукции. В России это направление еще недостаточно широко развито и находитсяв стадии становления.
Как показалиисследования, при иммобилизации на полимерном носителе определенные ферменты,сохраняя свою биологическую активность (на 70–80%), способны приобретатьнекоторые новые свойства. Так, для материалов с иммобилизованными ферментамихарактерно расширение диапазонов рабочих температур и рН, что весьмаположительно сказывается на скорости технологических процессов гидролизабиологических субстратов (белков, жиров, углеводов). Известно, что свободныеферменты и их смеси относятся к дорогостоящим препаратам, часто закупаемым поимпорту. Производственные испытания новых материалов с иммобилизованными ферментамина перерабатывающих предприятиях АПК показали возможность их многократногоиспользования. Так, биологически активный полимерный материал (БАПМ) симмобилизованным пепсином (фермент, расщепляющий протеины), выдержал свыше 90производственных циклов при проведении холодной ферментации молока передприготовлением сырного сгустка. Таким образом, применение БАПМ позволяет в 2–3раза сократить расход ферментов и ферментных смесей. Одновременно в результатеиспользования БАПМ повышается качество готовой продукции (сортность продуктаувеличивается на 20–30%) и достигается более эффективная переработка пищевогосырья (полнота использования пищевого сырья увеличивается на 50–80%).
Весьма перспективнымявляется также использование таких «активных» оболочек, как съедобные покрытия.Пленкообразующей основой в этом случае являются природные полимеры —полисахариды. Наибольшее распространение получили здесь производные крахмала ицеллюлозы. Свойства этих полимеров поистине уникальны: обладая прекраснойпленкообразующей способностью (съедобные пленки), они широко используются каккомпоненты пищевых продуктов, например, в качестве структурообразующих агентов(загустителей) в пастообразной молочной, кондитерской и плодоовощной продукции.Пленки на основе производных целлюлозы (например, карбоксиметилцеллюлоза и еенатриевая соль) и модифицированных крахмалов (например, карбоксиметилкрахмал,КМК) защищают пищевой продукт от потерь массы (за счет снижения скоростииспарения влаги) и создают определенный барьер проникновению кислорода и другихвеществ извне, замедляя тем самым процессы, обуславливающие порчу пищевогопродукта (окисление жира, денатурализация белка и т. д.) Съедобные пленки наоснове природных полимеров обладают высокой сорбционной способностью, чтопредопределяет их положительное физиологическое воздействие. Так, при попаданиив организм эти вещества адсорбируют и выводят ионы металлов, радионуклиды(продукты радиоактивного распада) и другие вредные соединения, выступая такимобразом в роли детоксиканта. Благодаря введению специальных добавок —ароматизаторов, красителей — в полимерную оболочку можно регулироватьвкусо-ароматические свойства собственно пищевого продукта в съедобной пленке.Таким образом, «активная» съедобная оболочка может изменять сенсорноевосприятие продукта потребителем, что особенно важно при приеме продуктовлечеб- но-профилактического действия, например, пищи с пониженным содержаниемжира, сахарозы, с добавлением растительного (например, соевого) белка. Крометого, способность съедобной пленки удерживать различные соединения позволяетобогащать продукты питания минеральными веществами, витаминами, комплексами микроэлементови т. п., компенсируя дефицит необходимых человеку компонентов пищи.
Примерамиобластей использования съедобных пленок на основе природных полимеров являютсяпокрытия на быстрозамороженной мясной продукции. Следует напомнить, чтоглубокое охлаждение признано лучшим способом хранения мяса (при –18° С говядинасохраняется в течение 1 года, при –30° С до 2 лет). Однако в неупакованном видезамороженное мясо в процессе хранения теряет от 1 до 3% массы (за счетвымораживания влаги), а также подвергается негативным качественным изменениям.Формирование же на блоках замороженного мяса покрытий на основекарбоксиметилеллюлозы существенно снижает действие перечисленных факторов.Кроме того, эти покрытия исключают загрязнение окружающей среды отходами использованнойупаковки, поскольку дальнейшая переработка мяса осуществляется вместе спокрытием. Аналогичные съедобные покрытия разработаны и используются для защитымясных и мясорастительных полуфабрикатов, выпускаемых заводамибыстрозамороженных блюд.
Такимобразом, даже краткий обзор возможностей и перспектив использования «активной»упаковки в пищевых технологиях свидетельствует о том, что именно этим видамтароупаковочных материалов принадлежит будущее и наступивший век станет веком«активной» упаковки.
2.Гофрокартонная упаковка
/>2.1 Амортизационныесвойства прокладки
Использование бумажнойгофрированной прокладки, которая накладывается на коррекс, является классическимспособом фиксации шоколадных конфет в коробке. Однако в результате влияния рядафакторов (некачественная сборка коробок, воздействие окружающей среды наматериал коробки, недостаточная толщина картона) не исключена возможность того,что конфеты все же могут переворачиваться в процессе транспортировки. Здесь и начинаетсказываться различие в типе бумажных гофрированных прокладок. Прокладкиточечной склейки, получаемые путем тиснения бумаги между нагретыми валами,вызывают в структуре бумаги сильные напряжения, вплоть до ее разрыва, так какбумага деформируется как вдоль, так и поперек бумажных волокон. Со временемвоздействие комплекса факторов приводит к тому, что такая гофропрокладка теряетсвои амортизационные свойства и перестает надежно фиксировать конфеты.Собственно гофрированная прокладка, внутренний слой которой гофрируется вдольволокон бумаги без ее разрыва и амортизирует намного лучше, ведет себязначительно стабильнее, чему способствует большее число точек склейки.
Бирдекель (бирмат) — подставка под бокал с пивом. Производится изспециального, пористого картона с высокой гигроскопичностью, плотность картонаоколо 500 г/м кв., толщина 1,0 – 1,5 мм. Основное назначение – впитывать пролитое пиво.
Бирдекели могут быть самойразнообразной формы, но наиболее распространена круглая./>
2.2 Бумажнаягофрированная прокладка для коробок конфет
Имеетмножество названий, самые распространенные среди которых — многослойнаяпрокладка, амортизационная прокладка, демпферная прокладка, вкладыш, салфетка,пелеринка и др. Английское название — cushion pad. Выполняет одновременнонесколько функций: эстетическую, информационно-маркетинговую за счет логотипапредприятия и защитную. Прокладка предохраняет кондитерские изделия отповреждения и переворачивания, «выбирая» расстояние между коррексом икрышкой коробки. Материал, из которого сделана прокладка, долженсоответствовать гигиеническим требованиям на контакт с пищевыми продуктами.
Бумажнаягофрированная прокладка бывает однослойная, двух-, трех- и т.д. до 11 слоев.Вес используемых бумаг от 20 до 40 г/м2. Верхний слой обычно запечатываетсябронзовой краской, иногда используется металлическая фольга. Нижний слой,контактирующий с продукцией, может быть произведен из специальных бумаг: влаго-или жиростойких, бумаг с барьерным покрытием.
Различаютбумажные прокладки точечной склейки (производятся в основном в континентальнойЕвропе — Италия, Германия, Австрия, Польша) и собственно гофрированные(Великобритания, Бельгия). Первые, благодаря меньшему количеству точек склейкии расходу бумаги легче и сгибаются в любом направлении. Вследствие этого ониобладают меньшей амортизационной способностью, для повышения которой увеличиваютчисло слоев до 5 или 7.
Гофрированнаяпрокладка кажется на ощупь жестче и сгибается только в одном направлении, вдольгофр. Однако амортизационные свойства ее выше, и толщина постоянная (равнавысоте профиля), что позволяет придать большую каркасную жесткость и уменьшить«парусность» готовой коробки, особенно больших размеров. К тому жеэтот способ гофрирования бумаги позволяет применять более дешевые двухслойные иоднослойные прокладки.
Поскольку дляпроизводства этих типов прокладок применяются одни и те же материалы, авыполняемые функции одинаковы, выбор типа продукции скорее определяется силойпривычки и ценовым фактором.
Встречается также так называемая техническая прокладка, которая укладываетсяпод коррекс и прижимает упакованные конфеты к окошку крышки, закрытомуполипропиленовой пленкой. Изготавливается на основе профилей В или С с высокимипоказателями амортизации./>
2.2.1 Вторичнаяупаковка
Внутренняяупаковка, являющаяся дополнением внешней. Первичная (внешняя) упаковка имеетрекламно-маркетинговую и информационную функции, поэтому для ее производстваиспользуются средства полиграфии. Вторичная упаковка применяется дляпредохранения товара от повреждения при транспортировке и обычно незапечатывается. Чаще всего вторичная упаковка применяется для упаковкистеклянных изделий (парфюмерные флаконы и бутылки в тубусе). Фактически функциювторичной упаковки выполняют поддоны под кондитерские изделия, имеющие вдобавокжиростойкие свойства./>
2.2.2 Дизайнерскийгофрокартон
Двуслойныйгофрокартон (wave board; open wave) с открытой волной. Для его производстваиспользуется цветные или окрашенные с поверхности бумаги и картоны, а такжеспециальные фигурные профили гофры, к примеру, S-профиль. Применяется для производстваподарочной упаковки, для упаковки драгоценностей, конфет и шоколада, сигарет,розничных товаров, рекламной продукции. Распространен в Северной Америке,Германии, Китае. />
2.2.3 Жиронепроницаемыебумаги
Бумаги,применяемые для производства упаковки пищевых продуктов, содержащих жир илимасло. К жиронепроницаемым бумагам относят пергамент растительный, подпергаменти пергамин (в порядке уменьшения жиронепроницаемости)./>
2.2.4 Коррекс
Жесткаяполимерная пленка, применяющаяся для упаковки конфет в шоколадных наборах иупаковки различных пищевых продуктов. Основные материалы, применяемые впроизводстве: ПЭТФ — полиэтилентерефталатная пленка, ПВХ — поливинилхлориднаяпленка, а также ПС — полистирол. Данные виды жестких полимерных пленок хорошоподдаются термическому формованию и легко окрашиваются в различные цвета.Обладают различной степенью экологичности./>
2.2.5 Микрогофробумага
По аналогии смикрогофрокартоном — материал, получаемый при склеивании хотя бы одногогофрированного слоя с одним или более плоским слоями. В отличие отмикрогофрокартона в качестве склеиваемых слоев для получения микрогофробумагиприменяются бумаги плотностью ниже 100 — 125 г/м2. />
/>3. Экологичность упаковки
Пластические массы или полимерные материалы, используемые для производстваразличных изделий, в том числе тары и упаковки, содержат в своем составехимические соединения, которые в процессе их эксплуатации систематическивыделяются в окружающую природу и другие контактирующие с ними среды, в томчисле и продукты питания. При этом происходит загрязнение этих сред снарушением экологического баланса или нанесением вреда здоровью человека.
Начинаетсяэтот процесс с синтеза полимеров, из которых наиболее распространенным дляполучения упаковочных материалов является полимеризация. Участвующие в немхимические соединения могут быть отнесены к следующим группам:
· основныехимические вещества — мономеры;
· вещества, имеющиевспомогательное значение при полимеризации;
· вещества,введение которых нужно для придания получаемому полимерному материалунеобходимых в последующей переработке свойств — пластификаторы, стабилизаторы,порофоры, мягчители, красители, наполнители, антистатические добавки.
Вредностьполучаемых полимеров, в первую очередь, определяется количеством мигрирующегоиз него мономера, который, как указывалось выше, может обладать высокойтоксичностью, канцерогенностью или другими вредными свойствами. Происходит этопотому, что мономеры, используемые при синтезе полимеров, обладаютфункционально-активными химическими группами, весьма реактивными и биологическиагрессивными. В некоторых случаях токсичность мономеров определяется наличием вних загрязняющих примесей вследствие плохой очистки. Такие примеси могут даже внебольшом количестве придавать продукту и питьевой воде характерный неприятныйзапах, что является недопустимым для упаковочного материала.
Катализаторами являются вещества, которые изменяют скорость химическойреакции, образуя промежуточный комплекс с реагирующими веществами, но невходящий в состав конечного продукта. Обычно таковыми являются щелочные ищелочноземельные металлы, минеральные соли, основания или кислоты. О наличииостатков катализатора в полимерном материале судят по его зольности.
Инициаторами полимеризации служат перекиси, персульфаты, алкильныесоединения металлов — весьма агрессивные соединения, требующие тщательнойотмывки из получаемых полимеров. Их вводят для возбуждения свободнорадикальныхполимеризационных процессов.
В качестве регуляторов используют меркаптаны, а в качестве растворителей — метиловый или изопропиловый спирт — соединения весьма вредные и также требующие тщательной очистки или отмывки.
Стабилизаторы или антиоксиданты, а также ингибиторы старения вводят в полимерную композициюс целью предотвращения деструкции (разложения) при переработке в изделия и впроцессе их эксплуатации. Их вводят в небольшом количестве (от долей донескольких процентов), чаще всего до 3%. Они связаны с базовым полимероммеханически и поэтому легко мигрируют на поверхность полимерного материала,откуда переходят в контактирующие с ним среды (вода, воздух, пищевые продукты).В качестве стабилизаторов чаще всего используют амины, фенолы, сложные эфирыразличных кислот и другие соединения, токсичность которых достаточно хорошоизучена.
Пластификаторы вводят в полимерные композиции от 10% и более с цельюоблегчения ее переработки в изделия и достижения оптимальных технологическихрежимов. Как правило, пластификаторами могут быть низкомолекулярные иливысокомолекулярные соединения (даже полимеры), которые не вступают с базовымпродуктом в химическое соединение. Пластификатор, главным образомнизкомолекулярный, должен легко мигрировать на поверхность материала, поэтомув качестве таковых чаще всего используют сложные эфиры жирных кислот (фосфорной,фталевой, адипиновой, себациновой)с низким давлением паров и высокойтемпературой кипения.
Пластификаторыобладают хорошей способностью растворяться в жирах и маслах, из-за чегомигрирующий на поверхность пластификатор может легко перейти в продукты,содержащие жиры, а таковых в нашем ежедневном рационе всегда значительноеколичество. Кроме того, наличие в пластмассах пластификатора значительнооблегчает миграцию других низкомолекулярных соединений, которые нередкоявляются более токсичными, чем сам пластификатор.
Красители и пигменты применяют для окраски пластических масс. Они обладаютспособностью выпотевать в значительных количествах в окружающую среду. Дляпредотвращения этого при производстве упаковки нужно подбирать неорганические иорганические соединения, которые не обладают способностью растворяться вполимере и поэтому немобильны.
Наполнители представляются неотъемлемой частью полимерной композиции иих содержание доходит до 90%. Они вводятся с целью уменьшения материалоемкостиполимера, то есть его экономии, и для придания некоторых свойств получаемымизделиям. В качестве наполнителей используют как низкомолекулярные, так ивысокомолекулярные соединения. Ассортимент наполнителей весьма разнообразен.
Вопрос о правильном выборе упаковочного материала для конкретного продуктапитания не является риторическим еще и потому, что полимерные материалы, изкоторых в процессе синтеза и переработки получают упаковку, представляют собоймногокомпонентную систему, содержащую, в том числе, и вредные для человеческогоорганизма продукты. Даже в композиции монопленок присутствует не только базовыйполимер, но и низкомолекулярные продукты его синтеза: остаточные мономеры,катализаторы, инициаторы и др. Кроме того, в ней могут содержаться различныецелевые добавки, вводимые в процессе переработки: пластификаторы,стабилизаторы, ингибиторы, наполнители, красители, мягчители, а такжесоединения тяжелых металлов.
Придлительном контакте упаковки с продуктом все вышеперечисленные компоненты могутмигрировать в продукт, а из него — в желудок человека. Последствия такоймиграции, к сожалению, могут проявляться только через длительное время. И чтобычувствовать себя в безопасности, необходимо знать о влиянии компонентовупаковки на физиологию человека. Это особенно важно при выборе упаковки дляпродуктов, являющихся экстрагентами для низкомолекулярных соединений, как,например, жиросодержащие продукты.
В этомконтексте санитарно-гигиенические и токсикологические требования, предъявляемыек упаковочному материалу, являются наиважнейшими. Тестирование материаловдолжно проходить с обязательной оценкой биологической активности химическихвеществ, которые могут мигрировать в пищевые продукты. Одной из главных задачбиологических исследований таких веществ является установление факта возможногоотдаленного влияния на организм человека. И результаты этих исследований должныиметь решающее влияние на гигиеническую регламентацию материала упаковки дляконкретного продукта. Каким же должен быть упаковочный материал с точки зрениягигиены?
Гигиенические требования, предъявляемые к полимерной упаковкеконтактирующей с пищевыми продуктами, определяются различными факторами.
· Токсичностью. В рецептуру полимерного упаковочного материала не должнывходить вещества, обладающие высокой токсичностью.
· Кумулятивными свойствами и специфическим действием на организм человека(канцерогенным, мутагенным, аллергенным и др.)
· Химически инертным по отношению к продукту упаковочнымматериалом (он не должен изменять органолептических свойств продукта ивыделять химических веществ в дозах, превышающих допустимые уровни).Санитарно-гигиенические исследования новых упаковочных материаловмногоступенчаты.
Рассмотримосновные этапы.
Органолептическая оценка. Предварительную информацию о возможностииспользования упаковочного материала для контакта с пищевым продуктом можнополучить достаточно быстро на основании его физико-химических свойств:растворимости в различных средах, летучести, запахе и цвете. Такаяэкспресс-оценка (органолептическая проба) позволяет по привкусу, запаху,внешнему виду, консистенции, однородности определить возможность нежелательноговлияния упаковочного материала на пищевой продукт. Объектом органолептическойоценки могут быть упаковочные полимерные и комбинированные материалы, а такжесам пищевой продукт.
Чтобыобеспечить необходимую объективность такой оценки, используют научноразработанные нормы ее проведения, включающие метод закрытой дегустации,наличие необходимой квалификации у дегустаторов, их количественного состава, атакже современные способы обработки результатов эксперимента. Результаторганолептических исследований оценивается в «баллах» в соответствии с ГОСТамиили ТУ на полимерный материал, рекомендуемый для упаковки пищевых продуктов.
Санитарно-химические исследования. Основную опасность при использованииполимерной упаковки, непосредственно контактирующей с пищевыми продуктами,представляют содержащиеся в ней низкомолекулярные соединения, которые могутвыделяться в окружающую среду и мигрировать в упаковываемый продукт. Поэтому вкомплексе гигиенических испытаний важное место занимают санитарно-химическиеисследования. Они позволяют оценить характер и количество химических веществ,выделяемых из самого полимерного композиционного материала в модельную среду илипродукт. Объектами таких исследований являются также мономеры, катализаторы,инициаторы и ускорители полимеризации, и конечно, технологические добавки(стабилизаторы, пластификаторы, красители, наполнители и некоторые другие).
Санитарно-химическиеисследования проводят химико-аналитическими методами, оценивая интегральную(суммарную) и специфическую (индивидуальную) миграции посторонних веществ впищевой продукт. Определяют их наличие в пищевом продукте чаще всего вискусственных средах, моделирующих природу продукта. Сами пищевые продукты малопригодны для проведения подобных исследований, поскольку они являются сложнойсистемой, в которой трудно или невозможно определить микроколичества отдельныххимических соединений, входящих в его состав. Среды, используемые длясанитарно-химических анализов, называются «модельными». В каждой стране дляпроведения таких испытаний разрабатываются и внедряются свои модельные среды,условия экстракции и соответствующая нормативная документация, поскольку покане согласована Единая Международная Унифицированная методика проведениясанитарно-химических исследований упаковочных материалов.
Критериемоценки качества исследований является предельно допустимая концентрация (ПДК — по старой НД в нашей стране) или предельно допустимая величина интегральноймиграции вещества. Такие данные об упаковочном материале включаются в «Переченьматериалов, изделий, оборудования, прошедших экспертизу в Научно-практическомцентре гигиенической экспертизы Госкомсанэпиднадзора России и разрешенных дляконтакта с пищевыми продуктами и средами». Он выпускается Минздравом РФ в видесправочного издания.
Токсикологическая оценка на животных. Заключительным этапом гигиеническихисследований упаковочных материалов, контактирующих с продуктами питания, являютсятоксикологические испытания. Они проводятся на животных (крысах, морскихсвинках, обезьянах) путем введения в их организм растворов мигрирующих веществ.Для оценки токсичности вещества используют два основных критерия в соответствиисо шкалой токсичности:
· LD50 — доза,вызывающая летальный исход не менее чем у 50% подопытных животных привнутримышечном введении среды в течение определенного времени наблюдения,например 90 суток, измеряемая в граммах или миллиграммах на 1 кг массы животного (мг/кг);
· LC50 — аналогичный показатель, определяемый при введении в организм животного веществв газообразном состоянии через дыхательные пути, который измеряется в весовыхчастях паров вещества на объемную единицу воздуха (мг/м3).
Порезультатам оценки этих показателей определяют коэффициент кумуляции — Ккум.,под которым понимают отношение суммарной дозы, вызвавшей гибель 50% животныхпри многократном введении (ЛД50(м)), к дозе, вызвавшей гибель 50% животных приоднократном воздействии яда ЛД50(1), то есть:
Ккум.=ЛД50(м)/ЛД50 (1)
В зависимостиот получаемых значений данных показателей определяется степень токсичностивредных веществ и порог их миграции в продукт питания из упаковки. Исследованиятоксичности веществ, содержащихся в упаковочном материале или продукте питания,позволяют устанавливать основной критерий токсикологической оценки — допустимоеколичество миграции, или ДКМ. Эта величина представляет собой отношениемаксимально допустимой суточной дозы данного вещества — Дм (мг/кг) — припересчете с животного на человека к количеству пищевых продуктов, потребляемыхв среднем человеком в течение суток (обычно эта цифра составляет 2–3 кг) — V,то есть:
ДКМ = Дм/V(2)
ПоказательДКМ является гигиеническим нормативом для и должен гарантировать безопасностьдля здоровья людей при неограниченно продолжительном контакте с пищевымипродуктами упаковки, содержащей данное вещество. Критерий ДКМ позволяетучитывать не только токсичность и кумуляцию, но и другие воздействия на организмчеловека, такие как аллергенность, бластомогенность, мутагенность,тератогенность, эмбриотоксичность (см. авторскую справку на с. 48).
3.1 Виды опасностей
По характеру опасности патогенного воздействия на организм человекаисходных, вспомогательных и других соединений с учетом их биологическойактивности и степени миграции из полимера, полимерные упаковочные материалыможно разделить на две основные группы.
· Допустимые. Использование этой группы материалов разрешается дляизготовления полимерной упаковки. Химические соединения в таких материалах неизменяют органолептических показателей продуктов питания, находящихся вупаковке, что доказано многолетними исследованиями. К этой группе относитсябольшинство соединений, используемых при получении полимеров — мономеры,пластификаторы, наполнители, стабилизаторы, красители и другие добавки, чтоконтролируется величиной ДКМ.
· Недопустимые. Их использование не разрешается для получения полимернойупаковки. В группу недопустимых соединений входят те, ктоторые обладают высокойтоксичностью или другими видами неблагоприятного воздействия на организм ипредставляющие значительную опасность в случае миграции в окружающую среду.
В качествепримера рассмотрим некоторые регламентации по наиболее токсичным мономерам исоединениям тяжелых металлов.
3.2 Высокотоксичные мономеры
Жесткие требования по физиологической безвредности предъявляются кполимерным упаковкам для жиросодержащих продуктов, которые обладают повышеннойэкстракционной способностью к низкомолекулярным соединениям. Для характеристикиустойчивости упаковочных материалов к действию масел и жиров используют дваосновных показателя: жиростойкость и жиропроницаемость, чтобы оценить иправильно выбрать необходимый для упаковки данного продукта материал в соответствиис требованиями ГОСТа. Ассортимент жиростойких материалов не очень велик. К нимотносятся ПВХ, ПС и их сополимеры (поливинилиденхлорид — ПВХД и ударопрочныепластики на основе ПС, акрилонитрила и других эластопластов, используемых впроизводстве полужесткой тары). В последнее время группу этих полимеровпополнили ПЭТ и некоторые другие более безвредные для организма и окружающейсреды полимеры.
В последнейчетверти прошлого века остаточное содержание мономеров винилхлорида,акрилонитрила и стирола в полимерах было значительно снижено. Это произошло врезультате изменения технологии их синтеза, переработки и более высокой очисткииспользуемых мономеров и технологических добавок. Данные мономеры в то времябыли предметом пристального внимания со стороны здравоохранительных органовмногих стран мира из-за предполагаемого канцерогенного воздействия винилхлоридаи акрилонитрила на организм человека, а также высокой токсичности стирола.Проведенные исследования и принятые регламентации обеспечили безопасность примененияподобных упаковок для пищевых продуктов, и позволили установить непригодностьтары из акрилонитрильных сополимеров для фасования алкогольной продукции.
Полимеры для упаковки хлеба должныбыть термоустойчивы, поскольку хлеб зачастую упаковывают еще теплым.
Вопросу о правильном выборе упаковочного материала для конкретногопищевого продукта должен предшествовать вопрос о правильном выборе полимерногосырья для изготовления упаковочного материала. Для изготовления материалов иизделий, предназначенных для использования в контакте с пищевыми продуктами,следует использовать только разрешенные для этих целей Минздравом России маркиполимерного сырья. Разрешенное полимерное сырье — это сырье, прошедшеенеобходимую оценку, включая токсикологические исследования (токсикологическиеисследования новых видов полимерных материалов обязательны); разрешенные маркиполимерного сырья — это согласованные службами здравоохранения рецептурыстабилизации.
Следуетпояснить, что в полимерное сырье, предназначенное для изготовления изделий,контактирующих c пищевыми продуктами, допускается введение веществ — добавок(стабилизаторов, антиоксидантов, пластификаторов, наполнителей и др.),относящихся только к IV (вещества малоопасные) или III (вещества умеренноопасные) классам опасности по ГОСТ 12.1.007-76, то есть нетоксичным веществам.
Другим важнымвопросом являются физико-химические свойства конкретного полимерного материала.Например, полиэтилен высокой плотности — материал не жиростойкий, поэтомуизделия из него будут не пригодны для упаковки продуктов с высоким (более 30%)содержанием жира.
Использованиеразрешенного сырья гарантирует соблюдение требований, предъявляемых к готовымизделиям по санитарно-эпидемиологической безопасности, однако является условиемнеобходимым, но не достаточным.
В процессепереработки полимерного сырья возможно, при неблагоприятных факторах (слишкомвысокой температуре переработки и др.), образование и накопление в готовомизделии продуктов термоокислительной деструкции, способных переходить вконтактирующий пищевой продукт и оказывать негативное действие на гигиеническиепоказатели изделия. Поэтому тестирование готовых упаковочных материалов иизделий по гигиеническим показателям обязательно.
Безусловно,любой полимерный материал и изделия из него способны выделять в окружающуюсреду (воду, воздух, пищевые продукты) вредные химические вещества-мигранты.Установлено, что нельзя осуществлять оперативный гигиенический контроль,проводя токсикологические испытания каждого нового изделия (такие исследованияпродолжительны во времени), это и не требуется при использовании разрешенногосырья. Актуальным вопросом гигиены полимеров является гигиеническаярегламентация уровней выделения вредных веществ. Таким образом, отсевнепригодных для использования в контакте с пищевыми продуктами полимерныхизделий должен производиться и производится по результатам санитарно-химическихисследований.
3.3 Санитарно-химическоеисследование
Санитарно-химическоеисследование — это процедура, проводимая в установленном порядкеаккредитованными органами и учреждениями государственнойсанитарно-эпидемиологической службы и другими аккредитованными организациями,по определению уровня миграции химических веществ, выделяющихся из материалов иизделий при заданных условиях эксплуатации (продолжительности контакта,температурного и других факторов). Порядок проведения санитарно-химическихисследований определяется документами Министерства здравоохранения РФ.
Санитарно-химическомуисследованию предшествует органолептическая оценка материала, изделия. Они недолжны изменять органолептических свойств пищевых продуктов (запаха, вкуса,цвета). В случае же их изменения, материал (изделие) признается непригодным дляиспользования по назначению без дальнейших исследований.
Санитарно-химическиеисследования проводятся на модельных средах (дистиллированной воде, слабыхрастворах кислот и других растворах и средах), имитирующих свойства пищевыхпродуктов.
Обязательнымиусловиями проведения санитарно-химических исследований являются:
· использованиевсех модельных сред, имитирующих свойства предполагаемого ассортиментаконтактирующих пищевых продуктов;
· воспроизведениереальных условий эксплуатации материалов и изделий, или максимальное к нимприближение (температурно-временных режимов и других значимых факторов);
· использованиеметодов и методик измерений, утвержденных Министерством здравоохранения РФ.
Оценкаколичественного перехода веществ-мигрантов осуществляется по гигиеническимнормативам (ДКМ — допустимые количества миграции, ПДК — предельно допустимыеконцентрации, ОБУВ — ориентировочно безопасные уровни воздействия) — предельнымзначениям, установленным для химических веществ, которые при периодическомвоздействии и на протяжении всей жизни человека не оказывают на него вредноговоздействия, включая отдаленные последствия (ГН 2.3.3.972-00 «Предельнодопустимые количества химических веществ, выделяющихся из материалов, контактирующихс пищевыми продуктами»). Гигиенические нормативы содержатся в специальныхдокументах Минздрава России.
Такимобразом, санитарно-эпидемиологическая экспертиза устанавливает соответствие илине соответствие тестируемой продукции государственным гигиеническим нормативам(ГОСТы и ОСТы и Технические условия таковыми не являются).
Материалы иизделия признаются гигиенически безопасными, если при заданных условиях ихприменения они не выделяют вредных химических веществ в количествах,превышающих установленные гигиенические нормативы, и не являются опаснымизагрязнителями пищевых продуктов.
Основныекритерии экологичности упаковки — безопасность для человека при ееиспользовании, способность к загрязнению окружающей среды и возможностьвторичной переработки. Бумажно-картонная, стеклянная и полимерная тара являютсянаиболее распространенными видами упаковки. И если первые два вида достаточноэкологичны, то использование полимерной упаковки вызывает различныеэкологические проблемы. Возьмем, к примеру, материал, из которогоизготавливаются коррексы. Пленка ПВХ безвредна для пищевых продуктов, но при еесжигании выделяется хлор, а также смертельный яд — диоксин.
Отказ отсжигания тоже не решает проблемы, так как она разлагается с выделением яда впочву. Известно, что в Германии запрещено использование ПВХ для изготовленияупаковки, ввиду невозможности его утилизации без нанесения вреда окружающейсреде. Существуют ограничения и на применение полистирола для пищевой упаковки.Даже при кратковременном хранении продуктов в полистирольной упаковке (вчастности шоколадных конфет в коррексах) начинается процесс эмиссии стирола:шоколад активно, особенно при повышенной температуре, впитывает стирол,являющийся вредным для здоровья человека.
Поэтомуприменение таких полимерных пленок, как ПВХ и полистирол для изготовленияпищевой упаковки ограничивается требованиями Законодательств ряда стран Европы.Что касается более дорогостоящего ПЭТФ, получаемого поликонденсациейтерефталевой кислоты или ее диметилового эфира с этиленгликолем, то он вменьшей степени наносит вред окружающей среде при разложении, однако не являетсясовершенно безопасным.
Упаковка израстительных полимеров безвредна для человека, быстро разлагается в природе ине загрязняет окружающую среду, легко перерабатывается в виде макулатуры. Естьеще один аргумент в пользу использования такой упаковки — в отличие от пористойбумажной тары продукт в коррексе «задыхается» и быстрее портится.
Европейцы не пьют из пластиковых бутылок. Только из алюминиевых истеклянных, потому что они серьезно относятся к своему здоровью. А между тем,из вредного для здоровья ПВХ делают упаковки для пищевых продуктов!Добросовестные изготовители на донышке бутылки ставят маркировку, указывающую,из какого пластика она сделана. Если вы увидите треугольник, внутри которогоизображена тройка (03) в окружении стрелок или написано PVC или Vinyl, значит,бутылка из ПВХ. Она имеет синеватый или голубой цвет.
Вредную емкость можно распознать и по наплыву на донышке. Он бывает ввиде линии или копья о двух концах. Но самый верный способ — нажать на бутылкуногтем. Если емкость опасная, то на ней образуется белесый шрам. Бутылка избезопасного полимера остается гладкой.
Через неделю, как залито содержимое, емкость из ПВХ начинает выделятьвредное вещество – винилхлорид, который вызывает рак. Через месяц в содержимомскапливается несколько миллиграммов винилхлорида.
В пластик, из которого изготавливают одноразовую посуду, для прочностидобавляют стабилизаторы — полистирол и полипропилен.
Полистироловая посуда (PS) (хрустит и легко ломается) к холодным блюдамравнодушна. Часто используются в летних кафе под шашлык и алкоголь. И клиент,вместе с горячим мясом и с кетчупом и «запивоном» получает еще и дозу токсинов,которые накапливаются в печени, почках. Вот и цирроз...
У нас принято класть вторые горячие блюда, салаты в одноразовую посуду. Этотакже недопустимо!
Полипропиленовый стакан (РР) (не ломается – мнется) выдерживаеттемпературу до +100oС. Но при контакте с алкоголем выделяет формальдегид илифенол. И тогда страдают не только почки, но и глаза – не дурак выпитьпостепенно слепнет. Формальдегид к тому же считается канцерогенным веществом.
Наиболееупотребляемые для производства одноразовой посуды сополимеры полистирола (ПС)показывают при испытаниях еще более высокие санитарно-гигиеническиехарактеристики. Однако из этого не следует, что ПС полностью лишен опасныхкомпонентов.
Лимитирующимивеществами в сополимерах ПС могут быть мономеры стирола и акрилонитрила. Первыйобладает наркотическими и раздражающими свойствами, действует на кроветворныеорганы, функцию печени, репродуктивную функцию. Допустимая норма миграциистирола в водных вытяжках равна 0,01 мг/л. Акрилонитрил в 20 раз более ядовит,чем стирол, поражая нервную, сердечно-сосудистую и дыхательную системы. Егодопустимая концентрация в водных вытяжках — 0,05 мг/л. Все это означает, что далеконе каждая марка ПМ и ни каждый его сополимер могут быть допущены допроизводства одноразовой посуды и столовых приборов, а во избежание ошибок натакого ряда изделиях требуется нанесение условных обозначений (клейм) илиспециальных надписей типа «Для пищевых продуктов», «Для сухих пищевыхпродуктов», «Для холодной воды».
Списоклитературы
1. Иванова Т.,Розанцев Э. Активная упаковка: реальность и перспектива 21 века.// журнал«Пакет».- № 1.-2000.
2. Любешкина Е.Упаковка с дополнительными функциями.// журнал «Пакет».- № 4.-2000.
3. Федотова О. В. Забезопасность связей с упаковочным материалом.// журнал «Пакет».- № 5.-2004.
Приложение№ 1
Гигиеническая классификация компонентов полимерных материаловпо основным критериям вредности
Токсичность. Сильнодействующие и высокотоксичныесоединения обладают ЛД50 до 200 мг/кг, средней токсичности — 200–1000 мг/кг,малотоксичные — выше 1000 мг/кг.
Кумуляция — способность к накоплению медленно выводящихся илиразлагающихся веществ. Оценивается по коэффициентусверхвыраженной кумуляции, который на смертельном уровне имеет значениеот 1 до 3, умеренном — от 3 и более, слабовыраженный — более 5. При отсутствиигибели животных могут наблюдаться функциональные и морфологические изменения ворганизме.
Аллергические свойства. Сильные аллергены способны вызывать аллергию у людей.Аллергические свойства веществ оцениваются в эксперименте на животных ивыражаются следующим образом: умеренные аллергены вызывают положительныеаллергические реакции не менее чем у 50% подопытных животных, а слабыеаллергены — только у 20–40% животных.
Бластомогенность (от медицинского названия опухоли — «бластома»). Такимисвойствами обладают канцерогенные вещества, которые содержатся в продуктахразложения дополнительных веществ, вводимых в процессы полимеризациинизкомолекулярных веществ, и в некоторых мономерах. Канцерогенность тех илииных веществ устанавливается в опытах на животных. Канцерогенные вещества,приводящие к образованию опухолей, подразделяются на сильно канцерогенные,канцерогенные и слабо канцерогенные, а также подозрительные набластомогенность.
Мутагенность — способность к изменению наследственной структуры,ответственной за хранение генетической информации. Существуют супермутагенныевещества, которые вызывают 100% и более мутаций (за 100% принимают 100 мутацийна 100 хромосом), мутагенные — 5–100% мутаций и слабо мутагенные — менее 5%мутаций.
Тератогенность — способность вызывать уродства у людей. По тератогенностивещества подразделяются: на явные тератогены, которые вызывают различныеуродства, воспроизводимые экспериментально на животных, и подозрительные натератогенность, что подтверждается экспериментальными данными только наживотных.
Эмбриотоксичность — способность веществ отрицательно воздействовать на развитиеэмбриона в чреве матери. Избирательная эмбриотоксичностьпроявляется в дозах, не токсичных для материнского организма, а умеренная эмбриотоксичность проявляется наряду сдругими токсическими эффектами.
Исходя изстепени опасности развития возможных патогенных влияний на организм человека сучетом их биологической активности и степени миграции различных веществ изполимерных упаковочных материалов, все используемые при получении композициисоединения (сам базовый полимер, исходные, вспомогательные и др.)подразделяются на допустимые, использованиекоторых разрешено санитарными органами в производстве пищевой упаковки, и недопустимые. К первой группе относятся соединения,которые не изменяют органолептических показателей продуктов, а также те, безвредностькоторых доказана многолетней практикой. Это большинство соединений, применяемыхпри получении полимеров и полимерных материалов (мономеры, пластификаторы,стабилизаторы и др. добавки), использование которых регламентируетсягигиеническими нормативами, такими как ДКМ.
В группунедопустимых входят соединения, использование которых для получения полимерныхупаковочных материалов полностью запрещается по различным причинам.