Вплив активної упаковки та нанопокриттів на безпеку та термін придатності молочних продуктів

Карім Саттаров, Дільмурод Ешмуродов, Мохіра Маматкулова, Іброхім Джулбеков, Ірина Харсіка*

irynakharsika@hotmail.com

Анотація

Метою дослідження було визначення ефективних методів підтримки якості та безпеки молочної продукції шляхом використання активної упаковки та нанотехнологій. Методологія включала аналіз нормативних документів та сучасних тенденцій у технологіях упаковки, а також експериментальні дослідження з використанням контрольної та експериментальної груп. Дослідження показало, що молоко та сир, упаковані у стандартну картонну упаковку з внутрішнім шаром алюмінієвої фольги, показали середній вміст вологи 88,2 ± 0,5 % та окисно-відновний потенціал 185 ± 2 мВ. У групі з активною упаковкою, що містила антиоксидантні компоненти, вміст вологи становив 87,5 ± 0,4 %, а окислювальновідновний потенціал (ОВП) знизився до 175 ± 1 мВ. Найвищу ефективність показала упаковка з наночастинками срібла, де вміст вологи в молоці та сирі становив 86,7 ± 0,3 %, а ОВП досяг 170 ± 1,5 мВ, що свідчило про зниження рівня окислювальних процесів та покращене збереження продукту. Крім того, дослідження показало, що молоко та сир, що зберігалися в активній упаковці та упаковці з наноплівкою, демонстрували значно кращі органолептичні характеристики порівняно з контрольними зразками. Зокрема, смак, запах, текстура та колір отримали вищі бали за шкалою від 1 до 5. Для контрольної групи середня оцінка смаку становила 3,2 ± 0,3, для активної упаковки – 4,0 ± 0,2, а для наноплівки – 4,7 ± 0,1. Подібні результати були зафіксовані для запаху (3,2 ± 0,3, 4,1 ± 0,2 та 4,8 ± 0,1 відповідно), текстури (3,1 ± 0,4, 4,0 ± 0,3 та 4,6 ± 0,2) та кольору (3,0 ± 0,2, 4,2 ± 0,1 та 4,7 ± 0,1). Ці дані свідчили про значне покращення органолептичних характеристик молочних продуктів, що зберігалися в активній упаковці та упаковці з наноплівкою, порівняно з контрольними зразками. Практичне значення дослідження полягало в розробці рекомендацій для виробників молочної продукції щодо вибору пакувальних матеріалів залежно від строку придатності та умов продажу. Отримані результати можуть бути використані в харчовій промисловості для впровадження інноваційних технологій упаковки, а також слугувати основою для подальших досліджень у галузі безпеки харчових продуктів та розробки екологічно чистих пакувальних матеріалів

Ключові слова

інноваційні технології; промислова якість; наноматеріали; антиоксиданти; антимікробні властивості

ЦИТУВАТИ
Sattarov, K., Eshmurodov, D., Mamatkulova, M., Julbekov, I., & Kharsika, I. (2025). The impact of active packaging and nanocoatings on the safety and shelf life of dairy products. Animal Science and Food Technology, 16(2), 110-128. https://doi.org/10.31548/animal.2.2025.110
Використані джерела
  1. Bandera, L. (2025). Impact of packaging materials on food safety and shelf life. Retrieved from https://surl.lu/iksxia.
  2. Barukčić, I., Ščetar, M., Lisak Jakopović, K., Kurek, M., Božanić, R., & Galić, K. (2021). Overview of packaging materials for dairy packaging. Croatian Journal of Food Technology, Biotechnology and Nutrition, 16(3-4), 85-93. doi: 10.31895/hcptbn.16.3-4.5.
  3. Bazhal, M., & Koutchma, T. (2022). Ukraine as a food and grain hub: Impact of science and technology development on food security in the world. Frontiers in Food Science and Technology, 2, article number 1040396. doi: 10.3389/frfst.2022.1040396.
  4. Bińkowska, W., Szpicer, A., Stelmasiak, A., Wojtasik-Kalinowska, I., & Półtorak, A. (2024). Microencapsulation of polyphenols and their application in food technology. Applied Sciences, 14(24), article number 11954. doi: 10.3390/app142411954.
  5. Brandelli, A., Lopes, N.A., & Pinilla, C.M.B. (2023). Nanostructured antimicrobials for quality and safety improvement in dairy products. Foods, 12(13), article number 2549. doi: 10.3390/foods12132549.
  6. Burylo, Y., Malyshev, O., Seleznova, O., Lepish, N., & Samchenko, M. (2023). Legal regulation of materials and articles, intended for contact with food in the legislation of Ukraine and the EU. Management and Secretarial Journal, 14(10), 16402-16415. doi: 10.7769/gesec.v14i10.2777.
  7. Chawla, R., Sivakumar, S., Mishra, S.K., Kaur, H., & Anurag, R.K. (2021). Modified atmosphere packaging for milk cake: Assessment of ideal gas composition for extending shelf life. British Food Journal, 123(8), 2893-2906. doi: 10.1108/bfj-09-2020-0785.
  8. Code of Ethics of the American Sociological Association. (2018, June). Retrieved from https://www.asanet.org/wp-content/uploads/asa_code_of_ethics-june2018.pdf.
  9. Dankevych, A., Stoyanova-Koval, S., Polova, O., Los, Z., Burdeina, N., & Kazak, O. (2024). State of economic security and directions of restoration socioeconomic development and food security in the conditions of war. Financial and Credit Activity: Problems of Theory and Practice, 2(55), 441-460. doi: 10.55643/fcaptp.2.55.2024.4170.
  10. DSTU 3662:2019. (2019). Milk and dairy products. Technical conditions. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=77350.
  11. DSTU 4587:2006. (2007). Bakery products. General technical conditions. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=71241.
  12. El-Sayed, S.M., & Youssef, A.M. (2024). Emergence of cheese packaging by edible coatings for enhancing its shelf-life. Journal of Food Measurement & Characterization, 18(7), 5265-5280. doi: 10.1007/s11694-024-02564-0.
  13. Export to the USA: Basic FDA Requirements for Ukrainian Entrepreneurs in the Food and Cosmetics Industries. (2025). Retrieved from https://surl.lu/devwmq.
  14. Figueroa-Enríquez, C.E., Rodríguez-Félix, F., Ruiz-Cruz, S., Castro-Enriquez, D.D., GonzalezRios, H., Perez-Alvarez, J.Á., Tapia-Hernández, J.A., Madera-Santana, T.J., Montaño-Grijalva, E.A., & López-Peña, I.Y. (2024). Application of active packaging films for extending the shelf life of red meats: A review. Processes, 12(10), article number 2115. doi: 10.3390/pr12102115.
  15. Francis, D.V., Dahiya, D., Gokhale, T., & Nigam, P.S. (2024). Sustainable packaging materials for fermented probiotic dairy or non-dairy food and beverage products: Challenges and innovations. AIMS Microbiology, 10(2), 320-339. doi: 10.3934/microbiol.2024017.
  16. Gadaieva, Y.S., Pylypenko, R.H., & Samoilenko, N.M. (2024). Ecological safety of food packaging. In Proceedings of the 3rd All-Ukrainian scientific conference of students and young scientists “Scientific achievements and discoveries of modern youth” (pp. 108-109). Lutsk: Donetsk National Technical University.
  17. Global Market Insight. (2025). Dairy packaging market size – by product type, by material, by application analysis, share, growth forecast, 2025-2034. Retrieved from https://surl.li/tvzyqi.
  18. Gogliettino, M., et al. (2020). Extending the shelf-life of meat and dairy products via PETmodified packaging activated with the antimicrobial peptide MTP1. Frontiers in Microbiology, 10, article number 2963. doi: 10.3389/fmicb.2019.02963.
  19. Harmankaya, S., Akalin, E.B., & İşbarali, K. (2022). The effect of packaging material on some quality properties and shelf life of yogurt. Harran Journal of Agricultural and Food Science, 26(2), 228-236. doi: 10.29050/harranziraat.1011541.
  20. Hortseva, L.V., Shutova, T.V., Martynova, O.S., Zavalna, V.V., & Kostiuchenko, T.P. (2020). Risk assessment of food packaging materials and ways to prevent these risks. Ukrainian Journal of Modern Problems of Toxicology, 84(4), 59-62. doi: 10.33273/2663-4570-2018-84-4-59-62.
  21. ISO 21528-2:2017. (2017). Microbiology of the food chain – horizontal method for the detection and enumeration of Enterobacteriaceae. Part 2: Colony-count technique. Retrieved from https://www.iso.org/standard/63504.html.
  22. ISO 22000:2019. (2019). Food safety management systems. Requirements for any organisation in the food chain. Retrieved from https://surl.li/jmurvr.
  23. ISO 4833-1:2013. (2013). Microbiology of the food chain – horizontal method for the enumeration of microorganisms. Part 1: Colony count at 30 °C by the pour plate technique. Retrieved from https://www.iso.org/standard/53728.html.
  24. Kapitala, P.A., & Khimicheva, G.I. (2020). Evaluation of the quality and safety of dairy products according to the requirements of HACCP principles and DSTU ISO 22000 standards. Logos. Online, 15. doi: 10.11232/2663-4139.15.04.
  25. Karnwal, A., Kumar, G., Singh, R., Selvaraj, M., Malik, T., & Tawaha, A.R.M.A. (2025). Natural biopolymers in edible coatings: Applications in food preservation. Food Chemistry X, 25, article number 102171. doi: 10.1016/j.fochx.2025.102171.
  26. Klein, M., Werner, C., Tacker, M., & Apprich, S. (2024). Influence of packaging design on technical emptiability of dairy products and implications on sustainability through food waste reduction. Sustainability, 16(15), article number 6335. doi: 10.3390/su16156335.
  27. Kucher, L., Kniaz, S., Pavlenko, O., Yavorska, N., Dzvonyk, V., Rozmaryna, A., & Yuzva, I. (2021). State and prospects of Ukraine’s implementation of HACCP to implement EU directives on food safety. European Journal of Sustainable Development, 10(3), 316-331.
  28. Kudrenko, I., & Hall, L. (2024). Adoption of reusable transit packaging in US industries: A framework for enhanced sustainability. Review of Managerial Science. doi: 10.1007/s11846024-00826-1.
  29. Kvasnii, L., Paslavska, V., Condra, O., & Sysyn, H. (2024). Features of the food market in the conditions of war in Ukraine. Scientific Bulletin of International Association of Scientists. Series: Economy, Management, Security, Technologies, 3(1). doi: 10.56197/2786-5827/2024-3-1-3.
  30. Li, Y., Weng, P., Wu, Z., & Liu, Y. (2023). Extending the shelf life of raw milk and pasteurized milk with plantaricin FB-2. Foods, 12(3), article number 608. doi: 10.3390/foods12030608.
  31. Mikus, M., & Galus, S. (2025). Extending the shelf life of apples after harvest using edible coatings as active packaging – a review. Applied Sciences, 15(2), article number 767. doi: 10.3390/app15020767.
  32. Mirza Alizadeh, A., Masoomian, M., Shakooie, M., Zabihzadeh Khajavi, M., & Farhoodi, M. (2022). Trends and applications of intelligent packaging in dairy products: A review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 62(2), 383-397. doi: 10.1080/10408398.2020.1817847.
  33. Nath, D., R, S., Pal, K., & Sarkar, P. (2021). Nanoclay-based active food packaging systems: A review. Food Packaging and Shelf Life, 31, article number 100803. doi: 10.1016/j.fpsl.2021.100803.
  34. Nestlé. (n.d.). Nestlé packaging. Retrieved from https://surl.li/zubroi.
  35. Niaz, T., Shabbir, S., Noor, T., & Imran, M. (2022). Active composite packaging reinforced with nisin-loaded nano-vesicles for extended shelf life of chicken breast filets and cheese slices. Food and Bioprocess Technology, 15(6), 1284-1298. doi: 10.1007/s11947-022-02815-2.
  36. Rechun, O., & Peredriy, О. (2021). Active and reasonable food packaging. Commodity Bulletin, 14(1), 65-77. doi: 10.36910/6775-2310-5283-2021-14-7.
  37. Regulation (EC) No. 1935/2004 of the European Parliament and of the Council “On Materials and Articles Intended to Come into Contact with Food”. (2004, October). Retrieved from https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2004/1935/oj/eng.
  38. Regulation (EU) No. 1169/2011 of the European Parliament and of the Council “On the Provision of Food Information to Consumers”. (2011, October). Retrieved from https://eurlex.europa.eu/eli/reg/2011/1169/oj/eng.
  39. Remizova, N., Korsun, А., Kalashnyk, О., & Moroz, S. (2024). Comprehensive assessment of the quality of Ukrainian-made sour-milk cheese. Commodity Bulletin, 17(1), 44-54. doi: 10.62763/ef/1.2024.44.
  40. Semenenko, O., Marko, I., Chernyshova, I., Koverga, V., & Pekuliak, R. (2021). Methodological aspects of the military-economic significance of agriculture and modern problems of military food resources in Ukraine. Scientific Horizons, 24(8), 81-97. doi: 10.48077/scihor.24(8).2021.81-97.
  41. Shebanina, O., Poltorak, A., & Chorniy, D. (2024). Global food security: Challenges in achieving the sustainable development goals. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 28(4), 9-20. doi: 10.56407/bs.agrarian/4.2024.09.
  42. TetraPak. (n.d.). Packaging design and ordering in My Tetra Pak. Retrieved from https://www.tetrapak.com/en-ua/my-tetra-pak/packaging-design-ordering.
  43. Uzenbaev, R.A., Mardalieva, L.A., Abdiev, M.Z., Umarov, S.T., & Ergeshov, K.A. (2019). Prospects for development of Kyrgyzstan’s food market in the conditions of integration in the EAEU. Studies in Computational Intelligence, 826, 859-869. doi: 10.1007/978-3-030-13397-9_88.
  44. Vandana, & Sinha, K. (2019). The influence of packaging and technology on shelf-life of milk and milk products: An overview. Think India Journal, 22(10), 2462-2475.
  45. Vasuki, M.T., Kadirvel, V., & Narayana, G.P. (2023). Smart packaging – an overview of concepts and applications in various food industries. Food Bioengineering, 2(1), 25-41. doi: 10.1002/fbe2.12038.
  46. Verbytskyi, S., Patsera, N., & Kozachenko, O. (2024). Safe shelf life of dairy products and innovative solutions to ensure it. In Proceedings of the 5th All-Ukrainian scientific and practical correspondence conference “Innovative technologies and increasing the efficiency of food production” (pp. 45-48). Uman: Uman National University of Horticulture.
  47. Verkhivker, Y., Okulicz-Kozaryn, W., & Myroshnichenko, O. (2023). Use of consumer polymer C-PET containers in food production technologies. Technology Audit and Production Reserves, 1(3(69)), 27-30. doi: 10.15587/2706-5448.2023.275074.
  48. Volpe, S., Valentino, M., Khan, M.R., & Torrieri, E. (2022). Application of releasing systems in active packaging for dairy products. In S.M. Jafari & A. Sanches Silva (Eds.), Releasing systems in active food packaging: Preparation and applications (pp. 353-372). Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3-030-90299-5_12.