Подход к каждой из систем «пищевой продукт-упаковка» индивидуален. Выбор материала упаковки определяется составом упаковываемого продукта, условиями и сроком хранения. Зная биохимический состав продуктов можно сформулировать основные требования к упаковочным материалам и выбрать метод упаковывания. Необходимо учитывать тот факт, что в процессе хранения происходят сложные биохимические процессы в продукте, а также взаимодействие между продуктом и упаковкой с одной стороны, упаковкой и окружающей средой с другой. Поэтому при выборе упаковки для того или иного продукта важно учитывать барьерные свойства упаковочного материала, которые зависят от его проницаемости по отношению к различным средам (влага, пары, газы, жиры), свету, запахам.

Характеристики проницаемости упаковочного материала в сочетании с чувствительностью пищевых продуктов к комплексу факторов внешней среды позволяют установить расчетным путем срок хранения продукта в упаковке. При этом взаимодействие внешней среды с пищевым продуктом можно рассматривать как состоящую из компонентов: внешняя среда–внутренняя среда–пищевой продукт.

Пищевой продукт постоянно находится в непосредственном контакте со средой внутри упаковки, состав которой зависит от условий хранения и внешней средой, взаимодействие с которой определяется барьерными свойствами упаковочных материалов.

Выбор упаковки определяется несколькими критериями:

· биохимическим составом упаковываемого продукта;

· условиями хранения;

· свойствами упаковочного материала (барьерные, санитарно-гигиенические, физико-механические, технологические, устойчивость к старению и ряд др.);

· кинетикой изменения качества продукта и упаковки.

Физиолигическая безвредность – одно из важнейших требований к упаковочным материалам, находящимся в непосредственном контакте с пищевыми продуктами. Под физиологической безвредностью понимается невозможность перехода в пищевой продукт из материала упаковки посторонних (особенно низкомолекулярных веществ), изменяющих вкус и запах продукта и оказывающих вредное влияние на организм человека. В полимерном материале такими веществами могут быть низкомолекулярные продукты его синтеза (мономеры), а также применяемые при синтезе и недостаточно отмытые катализаторы, инициаторы, эмульгаторы, красители и другие вспомогательные компоненты.

В каждом конкретном случае применения полимерного материала для упаковки пищевого продукта должно быть получено разрешение специального органа здравоохранения в соответствии с утвержденным в каждой стране санитарно-гигиеническим законодательством. В Российской Федерации процесс санитарно-гигиенических исследований упаковочных материалов, поступающих на потребительский рынок, многоступенчатый и осуществляется в соответствии с ГОСТ 22648—92 «Пластмассы. Методы определений гигиенических показателей». Санитарно-гигиенические исследования составляют единый комплекс и включают три этапа: органолептическую оценку; санитарно-химические исследования; токсикологическую проверку на животных. Получение на любом из этих этапов отрицательных результатов является основанием для отклонения материала для контакта с пищевыми продуктами и запрета на использование его в качестве упаковочного.

Органолептические исследования основываются на высокой чувствительности вкусового и обонятельного аппарата человека и позволяют в ряде случаев не только определять посторонние привкус и запах, но даже идентифицировать их. Органолептическая оценка всегда предшествует санитарно-химической. Объектом ее может являться как полимерный материал, так и упаковываемый в него продукт. Органолептическая оценка позволяет по привкусу, запаху, внешнему виду выявить недопустимое воздействие исследуемого материала на пищевой продукт (или наоборот).

Санитарно-химические исследования осуществляют, как правило, аналитическими методами и сводят к количественной интегральной или специфической оценке миграции посторонних веществ из упаковки в пищевой продукт. Этими методами могут быть идентифицированы мономеры и вспомогательные вещества, используемые в процессе синтеза полимера. В отечественной практике используется метод санитарно-химических исследований, предусматривающий комплексное определение по определенной схеме посторонних веществ в трех фазах: твердой, жидкой и газообразной.

Токсикологические исследования проводятся с целью установления критерия токсичности.

Перечисленные выше требования, предъявляемые к контактирующим с продуктами питания полимерным материалам, в значительной степени ограничивают их число.[8]

Упаковочные картоны имеют многослойную структуру - она увеличивает толщину и жесткость материала. Основным сырьем для их изготовления служат беленая и небеленая целлюлоза, древесная масса, макулатура. В дальнейшем речь будет идти о мелованных упаковочных картонах.

Картоны, содержащие макулатуру, несколько дешевле, однако они, как правило, обладают меньшей жесткостью. Для увеличения жесткости, прочности и влагостойкости используется целлюлоза повышенной прочности (крафт). Качество того или иного сорта картона характеризует совокупность его потребительских свойств: печатных, жесткостных, барьерных. Важно выбрать марку картона с оптимальным сочетанием цены и перечисленных свойств. Рассмотрим группы картонов и попытаемся разобраться, чем они отличаются друг от друга.

Несмотря на то, что картоны из первичных волокон имеют существенные преимущества по жесткости и гладкости (даже без дополнительной обработки), у них есть один существенный недостаток - высокая цена. Поэтому, если к дизайну и прочностным характеристикам не предъявляется особых требований, использование материалов этой группы вряд ли оправдано. Скорее, они могут использоваться для упаковки товаров, которые позиционируются как дорогие и эксклюзивные, хотя, из любого правила существуют исключения.

К материалам из первичных волокон относятся и более дешевые картоны из крафт-целлюлозы. Они отличаются характерным коричневатым (кофе с молоком) цветом оборотной стороны и повышенными жесткостными и барьерными свойствами.

Учитывая, что крафт-картоны более жесткие и устойчивые к влаге, чем макулатурные, можно значительно расширить сферу их использования при изменении отношения к эстетическим свойствам «кофейного» оборота. Картоны из крафт-целлюлозы обходятся производителю упаковки дешевле, а значит, появляется возможность снизить цену конечного продукта.

При производстве материалов этой группы наряду с целлюлозой и древесной массой значительную весовую долю составляет макулатура. Это снижает стоимость картона, но приводит к уменьшению жесткости материала. При одинаковой плотности, макулатурные картоны на 20-30% менее жесткие, чем картоны из первичных волокон. Следовательно, если из-за экономических или каких-либо других соображений производителю приходится переходить на макулатурный картон, то для сохранения прочностных свойств упаковки нужно будет выбирать более плотный по сравнению с чистоцеллюлозным материал.

Как правило, макулатурные картоны используются для массового производства, где требования к снижению стоимости упаковки особенно жесткие: продукты питания (чай, кофе, пельмени), пачки для недорогих табачных изделий, коробки для стиральных порошков, лекарственных препаратов, детских игр. Следует, правда, иметь в виду, что макулатурные слои упаковочных картонов не допускаются к прямому контакту с пищевыми продуктами. Решением проблемы может служить использование дополнительной упаковки (так называемого «пакета в коробке»). При этом сохраняется требуемая жесткость конструкции, а контакт картона с продуктом исключается.

Для изготовления красочной упаковки, как правило, используют мелованные (покрытые) картоны. Качество покрытия лицевой стороны играет важнейшую роль для полноцветной печати, в особенности, если предполагается лакирование или тиснение. В качестве показателей качества покрытия приводятся только белизна, глянец и гладкость поверхности.

Помимо качества мелованного покрытия, при производстве коробок существенны высечные свойства картонов. Стандартных измеряемых показателей этих свойств нет, поэтому приходится проверять их опытным путем.

· лучше ведут себя при высечке и биговке картоны из первичных волокон;

· чем выше пухлость картона, тем лучше он высекается и бигуется.

Жесткость картона является одной из его главных характеристик, так как упаковка должна, в первую очередь, выполнять функцию защиты содержимого. При одной и той же плотности картоны разных марок могут обладать различными жесткостными характеристиками.

Жесткость картона определяется его толщиной и упругими свойствами сырья, причем толщина влияет на жесткость нелинейно. Под жесткостью материалов обычно понимается их сопротивляемость деформациям, возникающим под воздействием внешних сил и нагрузок. Это определение, принятое в курсе сопротивления материалов, полностью применимо к листу бумаги или картона, а также изделиям из них.

Факторы, повышающие жесткость:

· увеличение веса, а следовательно, толщины;

· увеличение объемного веса картона, не содержащего в композиции минеральных наполнителей (без снижения толщины);

· проклейка связующими веществами;

· преобладание в бумажной композиции длинноволокнистой целлюлозы;

· высокая степень помола бумажной массы.

Факторы, понижающие жесткость:

· противоположные перечисленным;

· каландрирование.

Пухлость зависит от композиции бумажной массы, используемой для изготовления бумаги или картона. Значительное количество волокон предварительно высушенной или замороженной целлюлозы способствует получению пухлой бумаги. Коротковолокнистые материалы (например, целлюлоза из лиственных пород древесины) или материалы, склонные к укорочению в процессе размола волокон сульфитной целлюлозы, отбраковка от вискозной целлюлозы, большое количество макулатуры и сухого оборотного брака также увеличивают пухлость бумаги.

Связь между пухлостью материала и его жесткостью при этом выражена значительно слабее, чем для макулатурных картонов. Характерной чертой картонов с крафт-целлюлозой является меньшее значение толщины (и, следовательно, пухлости) при тех же значениях жесткости.

Ценовым ориентиром при выборе картона (без учета его остальных свойств) должна являться не стоимость тонны, а стоимость 1 м² при фиксированной (необходимой для данного вида упаковки) жесткости. Зная жесткостные характеристики картонов, можно сравнить ценовую привлекательность той или иной марки.

Барьерные свойства.

От правильного выбора барьерных свойств материала зависит не только внешний вид упаковки, но и срок хранения продукта и величина потерь на этапе его транспортирования.

Для упаковки замороженных продуктов должны использоваться картоны с низкой восприимчивостью к влаге. Этого требует цикл транспортировки и хранения продуктов глубокой заморозки. Если в таких случаях используются неспециальные картоны, то при неизбежных перепадах температуры влага как правило приводит к короблению и даже нарушению упаковки, что ухудшает внешний «товарный» вид и сохранность содержимого упаковки.

Важным показателем в данном случае является показатель стойкости к влаге. Устойчивость картона к влаге измеряется количеством воды, которое впитывается 1 м² какой-либо стороной картона в течении определенного времени. Для картонов без специального покрытия типичное значение составляет от 30 до 60 г/м². Измерения проводятся по методу Кобба. Время измерения - 60 сек. Для упаковки замороженных продуктов должны использоваться картоны с показателем впитываемости влаги оборотной стороны меньше 45 г/м² . Такой показатель может достигаться, к примеру, специальной пропиткой бумажной массы при изготовлении картона.

Требования европейских потребителей, предъявляемые к картону для упаковки различных продуктов питания указаны в таблице:

Таблица 7. Требования, предъявляемые к картону для упаковки различных продуктов питания

Выбранная марка картона:

TECTABase

Картон с дисперсионным покрытием для производства упаковки, требующей водо-, паро- и термопрочных свойств. Дисперсионное покрытие на водной основе не содержит соединений хлора, фтора и тяжелых металлов, а также смол. Изделия из картона TECTA могут скрепляться клеем, термоклеем или механически. Обладает избирательной способностью удерживать или высвобождать влагу и тепло.

Плотность 305 г/м²

Поставляется в листах формата: 62х94, 70х100 [10]