Обоснование увеличения срока годности продуктов, хранящихся в пищевой пленке на основе коллагенсодержащей ихтиосубстанции

Введение: В последнее десятилетие пищевая промышленность вынуждена решать задачу продления сроков годности полуфабрикатов при одновременном сохранении их органолептических и микробиологических показателей. Параллельно растет устойчивый интерес к использованию биоразлагаемых упаковочных материалов, обеспечивающих безопасность потребителей и минимизирующих негативное воздействие на окружающую среду. Внедрение инновационных биоразлагаемых упаковок, способных продлевать свежесть пищевых продуктов, способствует снижению объемов пищевых отходов. Такой подход соответствует целям «Стратегии повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 г.», предусматривающим разработку и внедрение новых упаковочных решений для эффективного сохранения качества продуктов питания.

Цель: Комплексная оценка качества и безопасности мясных полуфабрикатов при использовании биоразлагаемой пленки из коллагенсодержащей ихтиосубстанции и хитозана в качестве антимикробного агента, а также определение степени биоразложения полученной пленки в почве. 

Материалы и методы: В отношении полученной пленки, проводилось органолептические (внешний вид, запах, цвет), микроскопическое исследования, определялась ее стабильность в процессе хранения и способность к биоразложению. В ходе испытаний были сформированы две группы полуфабрикатов массой 200 г контрольные образцы (в заводской упаковке) и опытные образцы; обе группы хранились в соответствии с требованиями ГОСТа и техническими условиями. В течение восьми недель регулярно контролировали микробиологические показатели безопасности (КМАФАнМ (ГОСТ 10444.15-94), БГКП (ГОСТ 31747-2012), дрожжи и плесневые грибы (ГОСТ 10444.12-2013), Listeria monocytogenes (ГОСТ 32031-2012), Salmonella (ГОСТ 31659-2012), S.aureus (ГОСТ 31746-2012). Оценка степени биоразлагаемости полученой пищевой биоразлагаемой пленки проводилась визуально, а также микроскопически. Для испытаний на биоразлагаемость полученные образцы пленки разрезали на равные полоски размером 5×2 см, помещали в контейнеры с садовой почвой влажностью 60 % в пределах ±5 % (в соответствии с требование п. 7.2.2.3 ГОСТ Р ИСО 11266-2016), предварительно закрепив на стерильном предметном стекле. Органолептические исследования включали в себя оценку: внешнего вида, запаха, вкуса в соответствии с ГОСТ 9959-2015 «Мясо и мясные продукты. Общие условия органолептической оценки» по пятибалльной шкале. Перекисное и кислотное число определяли соответствии с ГОСТ 34118-2017 и ГОСТ Р 55480-2013.

Результаты: Экспериментально установлено, что при хранении в полученной пищевой биоразлагаемой пленке мясных полуфабрикатов при температуре –10 ± 1 °C органолептические показатели сохраняли высокие оценки качества (≥ 4 баллов по 5‑балльной шкале) в течении 60 суток. Концентрация КМАФАнМ оставалась в пределах допустимых значений также на протяжении 60 суток и лишь к 72-м суткам превысила допустимую норму. В моделируемых условиях полученная пленка полностью разлагалась 

в течении двух недель, что демонстрирует её экологичность. Применение пищевой биоразлагаемой плёнки на основе коллагенсодержащей ихтиосубстанции и хитозана замедляет окислительные процессы в замороженных мясных полуфабрикатах. В течение всего срока хранения перекисное число в упакованных образцах оставалось в пределах допустимого уровня, тогда как в контрольной группе оно превышало норматив уже к 30-м суткам. Кислотное число в образцах с покрытием увеличивалось медленнее по сравнению с контролем, что также свидетельствует о защитных свойствах упаковки против жирового окисления.

Выводы: Исследование подтвердило, что пищевая биоразлагаемая плёнка на основе коллагенсодержащей ихтиосубстанции и хитозана эффективно продлевает срок годности мясных полуфабрикатов до 60 суток при –10 ± 1 °C, сохраняет их микробиологические и органолептические свойства и замедляет окисление жиров. Плёнка полностью разлагается в почве за восемь недель, что подтверждает её экологическую безопасность. Полученные результаты демонстрируют потенциал использования вторичных водных биоресурсов для экологически безопасного упаковочного материала. 

1. Антипова, Л. В., & Пискова, М. А. (2018). Перспектива применения рыбного коллагена в производстве пищевых продуктов. Актуальная биотехнология, 3(26), 535.

2. Антипова, Л. В., Сторублевцев, С. А., Болгова, С. Б., & Сухов, И. В. (2015). Получение, идентификация и сравнительный анализ рыбных коллагенов с аналогами животного происхождения. Фундаментальные исследования, (8-1), 9–13.

3. Антипова, Л. В., Сторублевцев, С. А., Пискова, М. А., & Химишев, Ю. З. (2018). Белковые ресурсы рыбного происхождения – источник здоровья и красоты. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий, 80(4), 138–144. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-138-144

4. Белоглазова, К.Е. (2020). Разработка пленочных покрытий на основе полисахаридов и перспективы их использования [Дис. на соиск. учен. степ. канд. биол. наук, Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова]. Саратов.

5. Глазачева, Е. Н., Воронова, А. А., & Успенская, М. В. (2018). Исследование биополимерной плёночной композиции на основе смеси хитозана и желатина. Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета), 45(71), 64–68.

6. Дышлюк, Л.C., Просеков, А.Ю., & Асякина, Л.К. (2019). Изучение свойств биоразлагаемых пленок из природных полисахаридов. Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология, 9(4), 703–711. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2019-9-4-703-711

7. Еремеева С.В., Сергазиева О.Д., Сопрунова О.Б., Жукова О.И., & Олдырев Д.В. (2023). Влияние биоразлагаемой ихтиожелатиновой пленки на качество мясных полуфабрикатов при хранении. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии, 11(3), 64-74. https://doi.org/10.14529/food230308

8. Зинина, О. В., Меренкова, С. П., Вишнякова, Е. А., & Галимов, Д. М. (2024). Исследование структуры и свойств пищевых биоактивных пленок на основе пектина. Вестник КрасГАУ, 1(202), 201–207.

9. Макарова Н.В., Еремеева Н.Б., Быков Д.Е., & Давыдова Я.В. (2018). Исследование органолептических, прочностных, физико-химических свойств многослойной съедобной пленки на основе яблочного сырья. Вестник Камчатского государственного технического университета, (46), 35-46. https://doi.org/10.17217/2079-0333-2018-46-35-46

10. Махкамова, Н. О., & Хаитбаев, А. Х. (2024). Физико‑химические свойства различных плёнок на основе хитозана. Universum: химия и биология, 2(116). https://doi.org/10.32743/UniChem.2024.116.2.16751

11. Махачева, Е. В., & Влощинский, П. Е. (2013). Физико-химические изменения в многокомпонентных мясных рубленых изделиях. Вестник КрасГАУ, (7), 259-264.

12. Олдырев, Д. В., Сергазиева, О. Д., Ярцева, Н. В. & Бахарева, А. А. (2023). Получение коллагенсодержащей ихтиосубстанции из вторичных рыбных ресурсов. Хранение и переработка сельхозсырья, (3), 181-197. https://doi.org/10.36107/spfp.2023.451

13. Ревуцкая, Н. М., & Насонова, В. В. (2020). Что относится к биоразлагаемой упаковке в России? Все о мясе, (5), 33–35. https://doi.org/10.21323/2071-2499-2020-5-33-35

14. Покусаева, О. А., Долганова, Н. В., & Якубова, О. С. (2015). Ихтиожелатин как основа съедобных пленочных покрытий для пищевых продуктов. Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Рыбное хозяйство, (2), 123-128.

15. Сергазиева, О. Д., & Долганова, Н. В. (2018). Применение пленок на основе желатина для сохранения качества пищевых продуктов. Техника и технология пищевых производств, 48(1), 156-163. http://doi.org/10.21603/2074-9414-2018-1-156-163

16. Соколова, Е. С., & Успенская, М. В. (2022). Биоразлагаемые пищевые пленки на основе хитозана. X Международная научно-практическая конференция «Культура, наука, образование: проблемы и перспективы», 443-450. https://doi.org/10.36906/KSP-2022/60

17. Суворов, О. А., Ипатова, Л. Г., Погорелова, М. А., Песоцкая, Д. А., Сафонов, М. С., & Погорелов, А. Г. (2023). Пленки из хитозана: модификация, применение и функционализация электрохимически активированным водным раствором. Хранение и переработка сельхозсырья, (3), 13-27. https://doi.org/10.36107/spfp.2023.448

18. Atiwesh, G., Mikhael, A., Parrish, C. C., Banoub, J., & Le, T. T. (2021). Environmental impact of bioplastic use: A review. Heliyon, 7(9), e07918. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e07918

19. Chen, Y., Liu, Y., Dong, Q., Xu, C., Deng, S., Kang, Y., Fan, M., & Li, L. (2023). Application of functionalized chitosan in food: A review. International journal of biological macromolecules, 235, 123716. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.123716

20. Coppola, D., Lauritano, C., Palma Esposito, F., Riccio, G., Rizzo, C., & de Pascale, D. (2021). Fish waste: From problem to valuable resource. Marine Drugs, 19(2), 116. https://doi.org/10.3390/md19020116

21. D’Almeida, A. P., & de Albuquerque, T. L. (2024). Innovations in food packaging: From bio-based materials to smart packaging systems. Processes, 12(10), 2085. https://doi.org/10.3390/pr12102085

22. Eranda, D. H. U., Chaijan, M., Panpipat, W., Karnjanapratum, S., Cerqueira, M. A., & Castro-Muñoz, R. (2024). Gelatin-chitosan interactions in edible films and coatings doped with plant extracts for biopreservation of fresh tuna fish products: A review. International Journal of Biological Macromolecules, 280(Pt 2), 135661. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.135661

23. Fakhreddin Hosseini, S., Rezaei, M., Zandi, M., & Ghavi, F. F. (2013). Preparation and functional properties of fish gelatin-chitosan blend edible films. Food Chemistry, 136(3-4), 1490–1495. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.09.081

24. Gulzar, S., Tagrida, M., Prodpran, T., Li, L., & Benjakul, S. (2023). Packaging films based on biopolymers from seafood processing wastes: Preparation, properties, and their applications for shelf-life extension of seafoods - A comprehensive review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 22(6), 4451–4483. https://doi.org/10.1111/1541-4337.13230

25. Jridi, M., Abdelhedi, O., Salem, A., Zouari, N., & Nasri, M. (2024). Food applications of bioactive biomaterials based on gelatin and chitosan. Advances in Food and Nutrition Research, 110, 399–438. https://doi.org/10.1016/bs.afnr.2024.03.002

26. Lionetto, F., & Esposito Corcione, C. (2021). Recent applications of biopolymers derived from fish industry waste in food packaging. Polymers, 13(14), 2337. https://doi.org/10.3390/polym13142337

27. Lipatova I.M.,Yusova A.A. & Makarova L.I. (2022). Functional films based on mechanoactivated starch with prolonged release of preservative. Food Bioscience, 47(3), 810-818, 100254. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2022.101694

28. Lou, L., & Chen, H. (2023). Functional modification of gelatin-based biodegradable composite films: a review. Food Additives & Contaminants. Part A, Chemistry, Analysis, Control, Exposure & Risk Assessment, 40(7), 928–949. https://doi.org/10.1080/19440049.2023.2222844

29. Moreira, M.delR., Ponce, A., Ansorena, R., & Roura, S. I. (2011). Effectiveness of edible coatings combined with mild heat shocks on microbial spoilage and sensory quality of fresh cut broccoli (Brassica oleracea L.). Journal of Food Science, 76(6), M367–M374. https://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2011.02210.x

30. Mujtaba, M., Morsi, R. E., Kerch, G., Elsabee, M. Z., Kaya, M., Labidi, J., & Khawar, K. M. (2019). Current advancements in chitosan-based film production for food technology; A review. International Journal of Biological Macromolecules, 121, 889–904. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.10.109

31. Muñoz-Tebar N, Pérez-Álvarez JA, Fernández-López J, Viuda-Martos M. (2023). Chitosan edible films and coatings with added bioactive compounds: Antibacterial and antioxidant properties and their application to food products: A review. Polymers, 15(2), 396. https://doi.org/10.3390/polym15020396

32. Periyasamy, T., Asrafali, S. P., & Lee, J. (2025). Recent advances in functional biopolymer films with antimicrobial and antioxidant properties for enhanced food packaging. Polymers, 17(9), 1257. https://doi.org/10.3390/polym17091257

33. Rathod, N.B., Bangar, S.P., Šimat, V. & Ozogul, F. (2023), Chitosan and gelatine biopolymer-based active/biodegradable packaging for the preservation of fish and fishery products. International Journal of Food Science and Technology, 58(2), 854-861. https://doi.org/10.1111/ijfs.16038

34. Roy, V. C., Islam, M. R., Sadia, S., Yeasmin, M., Park, J.-S., Lee, H.-J., & Chun, B.-S. (2023). Trash to treasure: An up-to-date understanding of the valorization of seafood by-products, targeting the major bioactive compounds. Marine Drugs, 21(9), 485. https://doi.org/10.3390/md21090485

35. Ruiz-Cruz, S., Valenzuela-López, C. C., Chaparro-Hernández, S., Ornelas-Paz, J. de J., Del Toro-Sánchez, C. L., Márquez-Ríos, E., López-Mata, M. A., Ocaño-Higuera, V. M., & Valdez-Hurtado, S. (2019). Effects of chitosan-tomato plant extract edible coatings on the quality and shelf life of chicken fillets during refrigerated storage. Food Science and Technology International, 39(1), 103–111. https://doi.org/10.1590/FST.23117

36. Soliman, A. M., Teoh, S. L., & Das, S. (2022). Fish gelatin: Current nutritional, medicinal, tissue repair applications, and as a carrier of drug delivery. Current Pharmaceutical Design, 28(12), 1019–1030. https://doi.org/10.2174/1381612828666220128103725

37. Zhan, Z., Feng, Y., Zhao, J., Qiao, M., & Jin, Q. (2024). Valorization of seafood waste for food packaging development. Foods, 13(13), 2122. https://doi.org/10.3390/foods13132122