Наименование конкурса: "За успешное внедрение инноваций в сельское хозяйство"

Наименование номинации: "Инновационные разработки в области переработки и хранения сельскохозяйственной продукции"

Наименование работы: "За инновационную полимерную упаковку с комплексом антимикробных и антиоксидантных свойств для молочной и пищевой продукции"

Авторский коллектив:

Мяленко Дмитрий Михайлович – кандидат технических наук, заведующий сектором упаковки

Федотова Ольга Борисовна – доктор технических наук, заведующий лабораторией молочных консервов

Головань Никита Сергеевич – инженер сектора упаковки

Михайленко Павел Геннадиевич – младший научный сотрудник сектора упаковки

Результаты исследований:

Специалистами ФГАНУ «ВНИМИ» Сектора упаковки представлена на конкурс работа, содержащая следующие сведения:

1. Актуальность фундаментальных и прикладных исследований: Постоянное расширение ассортимента пищевых продуктов, а также общая тенденция увеличения их сроков годности предъявляют особые требования к используемым упаковочным материалам и изготовленной их них таре. Химический состав и структура упаковочных материалов определяют не только безопасность их использования при контакте с продуктом, но и обеспечивают комплекс требуемых функциональных свойств. В современных условиях особую актуальность приобретают вопросы безопасности пищевой, в частности, молочной продукции. В связи с этим, повышается роль упаковки и, все большое значение приобретают функциональные свойства упаковочных материалов. Одним из наиболее перспективных направлений развития упаковки для молочной и пищевой продукции твердообразной текстуры является создание, так называемой, «активной» упаковки из материалов, обеспечивающих бактериостатический либо антимикробный эффект.

Основные направления научной деятельности специалистов ФГАНУ "ВНИМИ" направлены на разработку новых видов упаковки и упаковочных материалов способных не только защитить молочную продукцию от влияния внешних векторов окружающей среды, но и обеспечить стабилизацию в хранении продукцию на всем ее жизненном цикле. Фундаментальные и прикладные исследования направлены на разработку полимерной упаковки обладающей комплексом антимикробных и антиоксидантных свойств и использованием методологии совмещения в расплаве базового полимера и природных модификаторов. 

2.  Инновационная разработка: В основу разработки новых полимерных материалов с комплексом антимикробных и антиоксидантных свойств положена предложенная нами методология совмещения в расплаве базовых полимеров на основе полиолефинов и природных компонентов растительного происхождения. Методология основывается на принципах модифицирования компонентов при использовании традиционной технологии производства полимерных материалов.

Модифицирование полимерных изделий обычно осуществляется за счет получения композиции гранулы полимера - модификатор и дальнейшего процесса термоформования упаковки. Обычно при внесении в полимерные материалы различных добавок наблюдаются технологические трудности. В связи с этим очень важны температуры плавления используемых компонентов - они должны быть достаточно близки температуре плавления полимера, иначе в процессе переработки возможна их деструкция. Производство упаковки, модифицированной бетулином и дигидрокверцетином, возможно без существенных изменений технологических режимов производства и на стандартном экструзионном оборудовании при использовании суперконцентратов. Также использование суперконцентрата увеличивает равномерность распределения антимикробных и антиоксидантных модификаторов в полимерной матрице.

Полученный СПК предназначен для изготовления опытных образцов упаковки и упаковочных материалов.

С использованием полученного суперконцентрата нами были разработаны:

- полимерные полиэтиленовые пленки с антимикробными свойствами, предназначенные для упаковывания молочной и пищевой продукции,

- полимерные многослойные пленки с антимикробными свойствами, на основе полиэтилена и полиамида, предназначенные для хранения широко ряда молочной и пищевой продукции, в том числе и в условиях вакуума и модифицированной газовой среды;

- полимерные выдувные изделия (бутылки) с антимикробными свойствами из полиэтилена, предназначенные для упаковывания жидких пищевых и молочных продуктов.

- полимерные термоформованные антимикробные контейнеры из полипропилена, предназначенные для упаковывания молочной и пищевой продукции различной структуры. 

Проведенные комплексные исследования опытных образцов антимикробной упаковки из полипропилена и модифицирующей добавкой обладающей комплексом антимикробных и антиоксидантных свойств по физико-механическим, физико-химическим и санитарно-гигиеническим показателям, а также проведены микробиологические исследования показывают разработанная упаковка соответствуют требованиям  нормативной и технической документации, требованиям технического регламента Таможенного союза «О безопасности упаковки» ТР ТС 005/2011, а также требованиям Роспотребнадзора к полимерным материалам, предназначенным для контакта с пищевыми продуктами.

Полученные результаты исследований показали, что исследуемые образцы упаковки обладают высокой антимикробной эффективностью по отношению к выбранным микроорганизмам (БГКП, дрожжи и плесневые грибы). При этом подобный эффект наблюдается даже при минимальном (0,5%) внесении модифицирующей добавки.

По результатам проведённых научных исследований были разработаны 4 комплекта технической документации, получен патент на изобретение, зарегистрировано авторское свидетельство на товарный знак.  Результаты исследований и разработок были доложены на более чем 10 научных конференциях. По материалам работы было опубликовано более 30 научных публикаций в российских и международных изданиях.

3. Практическая значимость: Разработанные упаковочные материалы обладают антимикробными свойствами и способны стабилизировать показатели безопасности молочной и пищевой продукции при хранении, а также, ингибирующие развитие нежелательной микрофлоры на поверхности упаковки при ее возможном вторичном обсеменении.

Это было подтверждено результатами исследований стойкости в хранении молочной продукции, проводимой специалистами, ВНИМИ в 2016-2019г на различных продуктах (творог 9,0%, масса творожная 23,0%, сметана 15,0% и жировой продукт, массовой долей жира 60,0%. По результатам проведенных исследований разработанная антимикробная упаковка имеют хорошие предпосылки для их применения в различных отраслях промышленности для обеспечения стойкости в хранении мясных, молочных и пищевых продуктов.

4. Награды: За инновационную упаковку с антимикробными свойствами сотрудники специалисты ФГАНУ «ВНИМИ» в области упаковки награждены дипломами и медалями, а также благодарностями как государственных учреждений, так и организаторов выставок и семинаров, включая международные. 

Тема работы, заявленной в рамках выставки «Золотая осень 2019»: «За инновационную полимерную упаковку с комплексом антимикробных и антиоксидантных свойств для молочной и пищевой продукции»