Исследователи Университета Решетнева (СибГУ, Красноярск) изучили влияние различных пластификаторов на функциональные свойства биоразлагаемых плёнок из полилактида (PLA). В результате учёные установили, что плёнка PLA с добавлением трибутилацетилцитрата (TBAC) обеспечивает хранение охлаждённого куриного филе до 7 суток без ухудшения органолептических показателей. При этом миграция пластификатора в продукт остаётся в пределах международных нормативов безопасности.
Сравнительный анализ пластификаторов для PLA-плёнок
Научная группа СибГУ провела комплексное исследование трёх биосовместимых пластификаторов. Прежде всего, специалисты оценили их влияние на морфологию и эксплуатационные характеристики плёнок из полилактида. Кроме того, учёные выбрали соединения с учётом их допуска для контакта с пищевыми продуктами согласно действующим регламентам.
Исследованные пластификаторы
- Триацетин (TA) — глицерина триацетат, E1518
- Триэтилцитрат (TEC) — сложный эфир лимонной кислоты, E1505
- Трибутилацетилцитрат (TBAC) — ацетилированный эфир лимонной кислоты
Влияние на морфологию плёнок
Структурный анализ выявил существенные различия в формировании поверхности материала. В частности, триацетин и триэтилцитрат формируют пористую структуру, тогда как TBAC сохраняет однородность плёнки.
| Пластификатор | Морфология поверхности | Совместимость с полимерной матрицей |
|---|---|---|
| Триацетин (TA) | Пористая, неоднородная | Умеренная |
| Триэтилцитрат (TEC) | Пористая, неоднородная | Умеренная |
| Трибутилацетилцитрат (TBAC) | Однородная, близкая к исходной | Высокая |
Таким образом, TBAC практически не изменяет исходную морфологию PLA. Следовательно, этот пластификатор демонстрирует оптимальную совместимость с полимерной матрицей и обеспечивает лучшие барьерные свойства готового материала.
Миграция пластификаторов в модельных средах
Для оценки стабильности упаковочного материала исследователи провели испытания в модельных средах. Эти среды имитируют реальные условия хранения различных типов продуктов.
Условия тестирования
- Водная среда — имитация продуктов с высокой влажностью
- Солевой раствор — имитация посолочных сред и маринадов
- Кислотная среда — имитация продуктов с низким pH
Результаты миграционных испытаний
Во всех модельных средах исследователи зафиксировали постепенную миграцию пластификатора из плёнки. Однако наиболее интенсивный переход наблюдается в кислых растворах. Поэтому при упаковке маринованных мясных полуфабрикатов необходимо учитывать этот фактор.
Помимо этого, миграция сопровождается умеренным снижением механических свойств материала со временем. Соответственно, этот аспект следует учитывать при определении сроков годности упакованной продукции.
Практические испытания на охлаждённом курином филе
После лабораторных тестов исследователи провели испытания плёнки PLA с добавлением TBAC в условиях, приближённых к производственным. В качестве объекта испытаний учёные выбрали охлаждённое куриное филе.
Результаты хранения
- Срок хранения: до 7 суток в охлаждённом состоянии
- Органолептические показатели: без ухудшения на протяжении всего периода
- Миграция пластификатора: в пределах международных нормативов безопасности
Для сравнения: срок годности охлаждённого куриного филе в стандартной упаковке под вакуумом по ГОСТ 31962-2013 составляет 5 суток при температуре от 0 до +2°C. Следовательно, полученный результат в 7 суток демонстрирует преимущество новой упаковки. Тем не менее, эти данные требуют подтверждения по полному комплексу микробиологических показателей согласно ТР ТС 021/2011.
Регуляторные аспекты применения биоразлагаемой упаковки
При внедрении PLA-плёнок на производстве технологам необходимо учитывать требования действующей нормативной базы.
Применимость для мясоперерабатывающих предприятий
Результаты исследования открывают перспективы для замены традиционных полиэтиленовых и полипропиленовых плёнок. В первую очередь, это касается сегмента охлаждённой продукции.
Потенциальные области применения
- Упаковка охлаждённого мяса птицы — исследователи подтвердили эффективность испытаниями
- Фасовка порционных отрубов — требует дополнительных испытаний
- Упаковка полуфабрикатов с нейтральным pH — потенциально применимо
Ограничения
- Повышенная миграция в кислых средах — ограничивает применение для маринованных продуктов
- Снижение механических свойств со временем — требует контроля при длительном хранении
- Необходимость промышленной апробации — лабораторные данные требуют масштабирования
Выводы для производственной практики
Исследование СибГУ предоставляет конкретные данные по выбору пластификатора для биоразлагаемых упаковочных плёнок. Подводя итог, выделим ключевые результаты:
- TBAC обеспечивает лучшую совместимость с PLA-матрицей и минимизирует миграцию в продукт
- Плёнка PLA/TBAC позволяет хранить охлаждённое куриное филе до 7 суток
- Применение для продуктов с низким pH требует дополнительной оценки миграционных рисков
Учёные выполнили работу в рамках государственного задания Минобрнауки России. Вместе с тем, для промышленного внедрения потребуется расширенная программа испытаний. В частности, она должна включать микробиологический мониторинг и оценку барьерных свойств по кислороду и водяному пару.
Источники
- Пресс-служба Университета Решетнева (СибГУ им. академика М.Ф. Решетнева) — официальный релиз об исследовании биоразлагаемых плёнок. sibsau.ru
