Американский Научный Журнал РАЗРАБОТКА МОДИФИЦИРОВАНОЙ ПОЛИМЕРНОЙ УПАКОВКИ НА ОСНОВЕ ПОЛИОЛЕФИНОВ ОБОГАЩЕННЫХ ПРИРОДНЫМИ АНТИМИКРОБНЫМИ И АНТИОКСИДАНТНЫМИ КОМПОНЕНТАМИ ДЛЯ МОЛОЧНОЙ И ПИЩЕВОЙ ПРОДУКЦИИ

Аннотация. В рамках данной работы проводятся исследования, связанные с разработкой модифицированой полимерной упаковки на основе полиолефинов обогащенных природными антимикробными и антиоксидантными компонентами с целью придания упаковке принципиально новых свойств для стабилизации в хранении расфасованной в нее молочной продукции. Результаты комплексного исследования образцов полимерной упаковки из полиолефинов и модифицирующей добавкой обладающей комплексом антимикробных и антиоксидантных свойств Скачать в формате PDF
American Scientific Journal № (2 8) / 2019 37

Список литературы:
1. Федотова, О.Б. Вопросы безопасности
упаковки для молочной продукции // О.Б. Федотова
/ От истоков к современности. Сборник материалов
Международной недели сыроделия и маслоделия,
посвящ енной 70 -летию ВНИИМС. -Углич,
ВНИИМС,2014, С.243 -249
2. Федотова, О. Б. Упаковка и хранение
молока и молочной продукции / О. Б. Федотова //
Переработка молока. – 2012. – № 1 . – С.10 -11.
3. Федотова О. Б. Безопасность упаковки, как
неотъемлемая часть безопасност и молочных
продуктов / О. Б. Федотова // Качество и
безопасность сельско хозяйственного сырья и
пищевых продуктов / Доклады научно -
практической конференции. – Углич, 8 – 9 сентября
2004. Ч. 2. С. 217 – 220.
4. Технический Регламент Таможенного
союза 005/2011 « О безопасности упаковки».
5. Коулз, Р. Упаковка пищевых продуктов / Р.
Коулз, Д. МакДауэлл, М. Дж. Кирван; пер. с англ.
под ред. Л. Г. Махотиной. – СПб.: Профессия, 2008.
– 416 с.
6. Федотова О.Б. «Активная упаковка» из
полимерных материалов [текст] / О.Б. Федот ова, Д.М.
Мяленко, А.В. Шалаева // Молочная промышленность
2010 №1 с 22 -23.
7. Инструкция по санитарно -химическому
исследованию изделий, изготовленных из
полимерных и других синтетических материалов,
предназначенных для контакта с пищевыми
продуктами №880 -71.
8. Клабукова И.Н. Экстракт бересты для
создания функциональных продуктов питания /
И.Н. Клабукова Н.Г. Преснухина, О.В.
Константинова, Л.И. Тарасова, Т.Г. Тагиева //
Масла и жиры 2008 №5(87), С.8 -10
9. Токсикология и гигиена применения
полимерных материалов в п ищевой
промышленности / под ред. В. Е. Ковшило. – М.:
Медиц ина, 1980. – 240 с.
10. Голиков И.В. Гигиенические проблемы
современных упаковочных материалов для молочных
продуктов // Голиков И.В., Ильин А.А., Крейцберг
Г.Н., Макарцев Д.В., Роздов И.А . // Молочная
промышленнос ть, №9, 2003. – С. 43 -46.
11. Кочергина Л.Л. Гигиенические аспекты
оценки полимерных упаковочных материало в и
изделий / Кочергина Л.Л. // Молочная
промышленность, №5, 2007. - С. 11 – 12.
12. Шевченко М.Г. Гигиенические требования
к полимерным материал ам, применяемым в
пищевой промышленности / Шевченко М.Г.,
Генель С.В., Феофанов В.Д. - М.: Медицина, 1972.
– 196 с .

РАЗРАБОТКА МОДИФИЦИР ОВАНОЙ ПОЛИМЕРНОЙ УП АКОВКИ НА ОСНОВЕ
ПОЛИОЛЕФИНОВ ОБОГАЩЕННЫХ ПРИРОДН ЫМИ АНТИМИКРОБНЫМИ И
АНТИОКСИДАНТНЫМИ КОМ ПОНЕНТАМ И ДЛЯ МОЛОЧНОЙ И ПИЩ ЕВОЙ ПРОДУКЦИИ

Мяленко Д.М.
«Всероссийский научно -исследовательский институт молочной промышленности, заведующий
сектором упаковки, к.т.н. (Россия, г. Москва)
Головань Н.С.
«Всероссийский научно -исследовательский институт молочной про мышленности, инженер.
(Россия , г. Москва )

DEVELOPMENT OF MODIFIED POLYMER PACKAGE BASED ON POLYOLEFINS
ENRICHED WITH NATURAL ANTIMICROBIAL AND ANTIOXIDANT COMPONENTS FOR
DAIRY AND FOOD PRODUCTS

Myalenko D.M.
"All -Russian Research Institute of the dairy i ndustry, manager of the sector of packing, PhD in
Technological Sciences. (Russia, Moscow)
Golovan N.S.
"All -Russian Research Institute of the dairy industry, engineer. (Russia , Moscow )

Аннотация . В рамках данной работы проводятся исследования, связанные с разработкой
модифицированой полимерной упаковки на основе полиолефинов обогащенных природными
антимикр обными и антиоксидантными компонентами с целью придания упаковке принципиально новых
свойств для стабилизации в хранении расфасованной в нее молочной пр одукции. Результаты
комплексного исследования образцов полимерной упаковки из полиолефинов и модифицирую щей
добавкой обладающей комплексом антимикробных и антиоксидантных свойств.
Abstract . Within the framework of this work, research is being carried out o n the development of modified
polymer packaging based on polyolefins enriched with natural antimicrobial and antioxidant components in order
to give the packaging fundamentally new properties for stabilization in storage of dairy products packed in it.
Res ults of complex examination of samples of polymer package made of polyolefins and modifying additive wit h
complex of antimicrobial and antioxidant properties.
Ключевые слова: лента из полипропилена, упаковка, антимикробное воздействие, физико -
механические показатели, санитарно -гигиенические характеристики, микробиологические показатели.

38 American Scientific Journal № ( 28) / 2019
Keyworlds: Polypropylene tape, packaging, antimicrobial exposure, physical a nd mechanical properties,
sanitary and hygienic characteristics, microbiological properties.

Одним из приоритетов государственной
политики в области здорового питания в настоящее
время является обеспечение безопасности пищевых
продуктов на всех этапах их производства и при
хранении. Известно, что при воздействии факторов
окружающей среды в ней происходят процессы,
приводящие к ухудшению качества и безопасности.
То есть на современном уровне развития техники и
технологии, поставленные задачи невозможно
реш ить без рационального использования
современных упаковочных средств. Однако,
известно, что в процессе эксплуатации они могут
подвергаться вторичному обсеменению,
приводя щему к дальнейшей контаминации
расфасованного продукта [1,2,3].
В настоящее время в оте чественной молочной
про мышленности отсутствуют упаковочные
материалы, обладающие антимикробными
антиоксидантными и другими свойствами по
отношению к расфасованному проду кту,
способные стабилизировать его показатели
безопасности при хранении, а также,
ингиб ирующие развитие нежелательной
микрофлоры на поверхности упаковки при ее
возможном втор ичном обсеменении.
Во Всероссийском научно -исследовательском
институте молочной п ромышленности проводятся
работы по созданию новых видов
термоформованной упаковки модиф ицированной
природными компонентами с целью придать
упаковке принципиально новых свойст в для
стабилизации в хранении расфасованной в нее
молочной продукции. В качестве п риродных
модификаторов использовался экстракт коры
березы с основным действующим компон ентом –
бетулин (экстракт коры березы), и
дигидрокверцетин (экстракт коры лиственницы).
Экстракт коры березы, выбранный в качестве
антимикробной добавки, обладает всеми
необходимыми характеристиками для его
использования в процессе высокотемпературной
экст рузии: высокая температура плавления (240 –
260°С), стабильная формула, инертные свойст ва
молекулы. [4 -8]
Экстракт коры лиственницы представляет
собой порошок бледно -же лтого (кремового) цвета,
горьковатый на вкус, с древесным запахом и
массовой долей влаг и - до 10%. Температура
плавления ДКВ - 234 -236°С.
Это обеспечивает возможность подвергать его
термической обработке без изменения
первоначальных свойств.
Модифицирова ние полимерных изделий
обычно осуществляется за счет получения
композиции гранулы полим ера - модификатор и
дальнейшего процесса производства полимерной
упаковки. Обычно при в несении в полимерные
материалы различных добавок наблюдаются
технологические трудн ости. В связи с этим очень
важны температуры плавления используемых
компонентов - они д олжны быть достаточно близки
температуре плавления полимера, иначе в процессе
переработ ки возможна их деструкция.
Производство полимерной ленты,
модифицированной бетулин ом и
дигидрокверцетином, возможно без существенных
изменений технологических режимов пр оизводства
и на стандартном экструзионном оборудовании при
использовании суперконцентра тов. [9].
Для увеличения равномерности распределения
природных добавок нами был р азработан метод его
введения в массу полипропилена с применением
суперконцентрата на ос нове полиэтиленовой
матрицы.
Из -за высокой температуры плавления
экстракта по сравнению с полиэтиленом получение
суперконцентрата возможно только при
одновременном введе нии в состав композиции
термостабилизатора. В качестве
термостабилизаторов при производ стве
суперконцентрата были использованы следующие
добавки: Ирганокс 0,1 %, Иргафокс 0,4 % и стеарат
кальция 0,5 %.
В качестве основного полимера для
производства опытных образцов упаковки был
выбран полипропилен. Данные материалы
разрешены органами Роспот ребнадзора для
контакта с пищевыми продуктами.
Нами были выпущены опытные образцы
полимерной ленты из полипропилена в диапазоне
концентраций антимикро бной и антиоксидантной
добавки 0,5 % и 1,0%. Антимикробная и
антиоксидантная добавка вводилась в
контактир ующий с пищевым продуктом
полимерный слой через использование
суперконцентрата. Переработка указанных
комп озиций возможна на том же оборудовании и
без существенных изменений технологических
параметров, что и соответствующие полимерные
материалы без добавки . Технологический процесс
получения стабилен. Полимерная лента не
содержит инородных включений.
Разработанные опытные образцы полимерной
упаковки пре дназначены для изготовления и
упаковывания молочных и других пищевых
продуктов, сметаны, творога, йогуртов , домашнего
сыра, мороженого и др.
Модифицированные образцы полимерной
упаковки подвергались физико -механическим,
физико -химическим и микробиологическ им
исследованиям.
Комплекс физико -механических показателей
включает в себя следующие исследования):
разруш ающее напряжение при разрыве, МПа,
относительное удлинение при разрыве, %;
Стойкость к г орячей воде; Теплостойкость.
В микробиологических исследовани ях
использовался метод принудительного
обсеменения. Поверхность упаковочного
материала принудительно обсем еняли

American Scientific Journal № (2 8) / 2019 39

выбранными санитарно -показательными
микроорганизмами: БГКП, дрожжами и
плесневыми грибами.
Концентрация БГКП в суспензии 10 4 КОЕ/см 3,
дрожжей и плесневых грибов – 2‧10 4 КОЕ/см 3.
После нанесения суспензии с
микроорганизмами на поверхность исследуемых
образцов и выдержки в течение 2 часов,
рассчитывали антимикробнуюную эфф ективность
- уровень снижения микробной обсемененности
поверхности, выраженный в % как отношение
числа погибших микроорганизмов к их начальному
числу:
�бк = (1−ок)⋅100% (1)
где Nк – количество микроорганизмов на
поверхности контрольной ленты
после выдержки, КОЕ/см 3;
Nо - количество микроорганизмов на
поверхности модифицированной
полимерной неты после выдержки, КОЕ/см 3.
Все полученные опытные образцы
полимерной ленты из полипропилена с различным
содержанием антим икробной добавки были
подвергнуты комплексным испытаниям по
прочностным физико -механическим и физико -
химическим показателям в соответствии с
требованиями нормативной документации и
требованиям технического рег ламента
Таможенного союза ТР ТС 005/2011 «О
безопасности упаковки».
Полученные результаты свидетельству ют о
том, что введенная антимикробная и
антоксидантная добавка не оказывает влияния на
изменение прочностных показателей полимерной
ленты.
Стойкость к горячей воде :
Задача упаковки сохранить свою целостность
и механические свойства при процессе горячего
розлива или фасования продукта и, при дальнейшей
реализации товара.
После погружения полимерной ленты в воду
при температуре (70±5) ºС и выдержки 2 часа,
поверхность ленты осталась без видимых
изменений, а вода, после эксперимента, не
изм енила цвет.
Теплост ойкость:
Определение теплостойкости, как и
определение стойкости к горячей воде, являются
важными показателями, так как во время розлива
молоко и молочн ая продукция, упакованные в
данный модифицированный материал, находятся в
горячем состоянии.
Полимерная лента после выдержки в
климатической камере (сушильный шкаф) при
температуре (40±3) °С не изменились. Образцы не
деформировались и не начали растрескив аться,
сохранили внешний вид, окраску, параметры,
размеры и механические свойства.
Таблица 1
РЕЗУЛЬТАТЫ ФИЗИКО -МЕ ХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ .
Показатель
Фактическое значение
Метод
исследования
Полимерная
лента без
антимикробной
добавки
Полимерная
лента и 0,5 %
антимикробной
добавк и
Полимерная
лента и 1,0%
антимикробной
добавки
1 2 3 4 5
Разрушающее напряжение
при разрыве, МПа 34,7 35,1 38,1 ГОСТ 11262 -
2017
Относительное удлинение
при разрыве, % 1045,0 1025,0 940,0 ГОСТ 11262 -
2017
Результаты микробиологич еских
исследований показ ывают, что наибольший
антимикробный эффект антимикробная добавка
оказывает на БГКП и плесневые грибы и в меньшей
степени на дрожжи. Это может быть связано с
различной стойкостью микроорганизмов к БЭБ.
Результ аты проведенных микробио логических
исследований представлены на рисунке 2

40 American Scientific Journal № ( 28) / 2019
Рисунок 1. Изменение количества микроорганизмов дрожжей и плесневых грибов в смыве с поверхности
полимерной ленты, модифицированной природными антимикробными компонентами в различной
концентрации

Из пр едста вленных данных видно, что
наиболее сильный ингибирующий эффект
достигается среди групп микроорганизмов
бактерии группы кишечных палочек (БГКП). При
этом подобный эффект н аблюдается даже при
минимальном (0,5%) введении экстракта в массу
полимера.
Получ енные результаты исследований
показали, что исследуемые образцы материала
обладают высокой антимикробной
эффективностью по отношению к выбранным
микроорганизмам.
Основные выв оды: Проведены комплексные
исследования опытных образцов полимерной
ленты из поли олефинов и модифицирующей
добавкой обладающей комплексом антимикробных
и ант иоксидантных свойств по физико -
механическим. Результаты исследований
показывают, что все полученные опытные образцы
соответствуют нормативной документации и
требованиям техническог о регламента
таможенного союза «О безопасности упаковки» ТР
ТС 005/2011.
Полученные упаковки имеют хорошие
предпосылки для их применения в различных
отраслях промышленности дл я обеспечения
стойкости в хранении мясных, молочных и
пищевых продуктов.

СПИСОК ЛИТЕР АТУРЫ
1. Килессо, С. А. Технический регламент
Таможенного союза «О безопасности упаковки» /
С. А. Килессо // Молочная промышленность. –
2012. – №6. – С. 18 -19.
2. Додонов, А. М. Современная техника и
технология упаковывания пищевых продуктов / А.
М. Додоно в, Я. Г. Муравин, Т. Л. Гайдым. – М.:
АгроНИИТЭИПП, 1995. – 46 с.
3. Свириденко, Г. М. Проблемы
хранимоспосбности продуктов сыроделия и
маслоделия / Г. М. Свириденко, Ю. Я. Свир иденко,
М. Б. Захарова, В. А. Мордвинова, Е. В. Топникова,
Н. Ю. Соколова // Пере работка молока. – 2012. – №
4. – С. 24 -28.
4. Лобанова А.А. Изучение биологически
активных флавоноидов в экстрактах из
растительного сырья. А.А. Лобанова, В.В. Будаева,
Г.В. Сак ович. Химия растительного сырья. 2004,
№1,.С. 47 –52.
5. Лупинская С.М. Изучение биол огически
активных липы, крап ивы и душицы и
сывороточных экстрактов на их основе. С.М.
Лупинская, С.В. Орехова, О.Г. Васильева. Химия
растительного сырья. 2010, №3, С. 143 –145
6. Базарнова Ю.Г. Исследование
флавоноидного состава фитоэкстрактов
спектральными ме тодами / Ю.Г. Базарнова //
Вопросы питания, 2006, №1, С.12 -16.
7. Клабукова И.Н. Обогащение плавленых
сыров экстрактом бересты / И.Н. Клабукова, Н.Г.
Преснухина, О.В. Константин ова, Л.А. Забодалова
//Переработка молока 2008 № 5 с24 -25
8. Клабукова И.Н. Экстракт бересты для
создания ф ункциональных продуктов питания /
И.Н. Клабукова Н.Г. Преснухина, О.В.
Константинова, Л.И. Тарасова, Т.Г. Тагиева //
Масла и жиры 2008 №5(87), С.8 -10
9. Мж ачих, Е. И. Модификация полимеров в
производстве тароупаковочных материалов / Е. И.
Мжачих, В. Н. Иванова, Л. А. Сухарева, В. В.
Яковлев, В. С. Яковлев. – М.: ДеЛ и принт, 2009. –
496 с.
y = -1,175x + 12,667
R² = 0,9998
y = -1,22x + 8,66
R² = 0,9718
0
2
4
6
8
10
12
0 0,5 1
Количество микроорганизмов на поверхности полимерных пленок, модифицированной природным антимикробным компонентом,
Log
КОЕ,см3
Концентрация антимикробной добавки,%Дрожжи, КОЕ/см3 Плесневые грибы, КОЕ/см3