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

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