Пленка для упаковки пищевых продуктов
Изобретение относится к пленке, предназначенной для упаковки и копчения мясных продуктов, таких как ветчина и колбаса, молочных продуктов, таких как сыр, и других пищевых продуктов, которые упаковывают в пленку и подвергают обработке копчением. Пленка включает смесь поперечно сшитого поливинилпирролидона и полиамидной смолы. Отношение полиамидной смолы к поливинилпирролидону в смеси предпочтительно составляет от 50:50 до 99:1 по массе и более предпочтительно от 80:20 до 99:1 по массе. Пленка является умеренно проницаемой для водяного пара и умеренно непроницаемой для кислорода, кроме того, она может быть обработана дымом и сохранять запах, цвет и вкус копченого продукта. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 табл.
Область техники
Настоящее изобретение относится к пищевой упаковочной пленке для упаковки пищевых продуктов, которую используют для упаковки и копчения мясных продуктов, таких как ветчина и колбаса, и молочных продуктов, таких как сыр, а также для копченых пищевых продуктов, которые упаковывают, используя упаковочную пленку, и которые подвергают обработке копчением. Кроме того, настоящее изобретение относится к оболочечной пленке для пищевых продуктов, которую используют для приготовления сухой колбасы (мортаделла) или сухой ветчины путем умеренного удаления воды изнутри ветчины или колбасы, не подвергая их обработке копчением, а также для сухой колбасы (мортаделла) и сухой ветчины, упакованных с использованием пленки для упаковки пищевых продуктов.
Уровень техники
Для получения путем обработки копчением или тепловой обработки мясных продуктов, таких как ветчина и колбаса, сыра и т.п., обычно применяли натуральные оболочки, такие как кишки животных, волокнистые оболочки на основе вискозы и коллагеновые оболочки, изготовленные из коллагена. Такие оболочки имеют то преимущество, что они могут быть подвергнуты копчению, и их эффективность при этом высока.
Однако, они имеют ряд недостатков, таких как неоднородность натуральных оболочек по форме и прочности, крайнюю сложность приобретения больших количеств сырья за короткий период времени, точечные различия в прочности мембраны оболочки и наличие в них очень слабых частей, склонность к разрыву оболочек во время заполнения фаршем, что делает во многих случаях фаршировку затруднительной, и низкая эффективность фаршировки.
К другим недостаткам волокнистых и коллагеновых оболочек относятся большая потеря массы материала начинки из-за избыточной водопроницаемости оболочек, проблемы разложения начинки и развития плесени во время длительного хранения из-за избыточной проницаемости кислорода и необходимость предварительной обработки из-за плохого запаха и жесткости на ощупь.
Напротив, полиамидная пленка, такая как поликапрамид и полигексаметиленадипамид, которые используют в качестве синтетических пластиковых оболочек, имеют ряд достоинств, таких как определенная эффективность обработки копчением в условиях высокой влажности, высокий предел прочности при растяжении на разрыв, высокая ударопрочность, высокая геометрическая стабильность, высокая способность к блокированию кислорода и стабильность материала начинки при длительном хранении. Однако эффективность копчения такого типа пленки очень низка по сравнению с волокнистыми оболочками и они не пригодны в качестве оболочек для копчения.
Настоящее изобретение направлено на преодоление вышеупомянутых недостатков. Таким образом, цель настоящего изобретения - предложить способную к термоусадке оболочечную пленку для копчения, которая может быть подвергнута обработке копчением, эквивалентной получаемой с натуральными оболочками и волокнистыми оболочками, и которая может обеспечить хороший запах, цвет и вкус копченого продукта, и которая умеренно проницаема для водяного пара и, напротив, умеренно непроницаема для кислорода, а также обладает высокой прочностью и обеспечивает упаковку копченого пищевого продукта с использованием оболочечной пленки.
Следующая цель настоящего изобретения - предложить пищевую оболочечную пленку, которая может быть использована для некопченой сухой колбасы или сухой ветчины и которая является умеренно проницаемой для водяного пара и умеренно непроницаемой для кислорода, и предложить пищевой продукт, упакованный с использованием этой оболочечной пленки.
Авторы настоящего изобретения провели широкие исследования для достижения вышеупомянутых целей и обнаружили, что пищевая оболочечная пленка, обладающая умеренной проницаемостью для водяного пара и умеренной непроницаемостью для кислорода, которая в то же время может подвергаться обработке копчением и может сохранить хороший запах, цвет и вкус копченого продукта, может быть получена смешением термопластичной смолы с поливинилпирролидоном, обеспечивая тем самым настоящее изобретение.
Описание изобретения
Настоящее изобретение направлено на получение оболочечной пленки для пищевых продуктов, которая включает смесь по меньшей мере поливинилпирролидона и термопластичной смолы. Термопластичной смолой предпочтительно является полиамидная смола. Отношение полиамидной смолы к поливинилпирролидону в смеси предпочтительно составляет от 50:50 до 99:1 по массе и более предпочтительно от 80:20 до 99:1 по массе. Предпочтительно полиамидной смолой является нейлон 6 или сополимерная смола нейлона 6 и нейлона 6.6. Пищевая оболочечная пленка может быть использована для копченых пищевых продуктов и для сухой колбасы (мортаделла) или сухой ветчины. Настоящее изобретение также предлагает пищевые продукты, упакованные с использованием этой пищевой оболочечной пленки.
Главные компоненты дыма включают фенолы, спирты, органические кислоты и карбонильные соединения; данные компоненты являются гидрофильными. Следовательно, оболочка должна отличаться гидрофильностью, пластичностью с водой и улучшенной проницаемостью для воды и водяного пара, чтобы компоненты дыма эффективно проникали через оболочку.
Для более эффективной обработки копчением начинки оболочки необходимо пропускать через оболочку увеличенные количества воды, содержащей компоненты запаха и вкуса дыма. Для этой цели важно, чтобы поверхность оболочки абсорбировала и впитывала увеличенное количество воды, содержащей компоненты запаха и вкуса дыма, и быстрее диффундировала воду во внутреннюю поверхность оболочки.
Напротив, если оболочка имеет избыточную проницаемость по воде и водяному пару, избыточное количество воды, содержащееся в покрытой оболочкой начинке, может выйти наружу из заполнения оболочки во время ряда стадий, включающих копчение, готовку и охлаждение. Это приводит к потере веса начинки и появлению морщин на конечных упакованных продуктах, порождая тем самым дополнительную проблему снижения выхода.
Настоящее изобретение направлено на получение пищевой оболочечной пленки, которая включает смесь по меньшей мере поливинилпирролидона и термопластичной смолы. Пленка является умеренно проницаемой для водяного пара и умеренно непроницаемой для кислорода и одновременно она дает возможность абсорбции и впитывания воды, содержащей запах и вкус копченой пищи. Таким образом, пленка пригодна для обработки копчением и имеет достаточную прочность для таких операций как обрезка, сборка и упаковка (начинка).
Для сухой колбасы или сухой ветчины, которые не подвергаются обработке копчением, важно удалить адекватное количество внутренней воды. Для этой цели требуется оболочка, которая имеет умеренную проницаемость для водяного пара и умеренную непроницаемость для кислорода. Оболочечная пленка, включающая смесь поливинилпирролидона и термопластичной смолы, удовлетворяет этому требованию.
В частности, термопластичная смола предпочтительно является полиамидной смолой. Отношение полиамидной смолы к поливинилпирролидону в смеси предпочтительно составляет от 50:50 до 99:1 по весу и более предпочтительно от 80:20 до 99:1 по весу. Предпочтительно оболочечная пленка является однослойной пленкой с толщиной от 5 до 90 микрометров.
Пленка такого состава имеет умеренную проницаемость по водяному пару, но умеренную непроницаемость по кислороду. Когда ее используют для упаковки содержимого, становится возможным умеренное выделение внутренней воды. При обработке копчением пленка также делает возможной абсорбцию, лизис и фильтрацию воды, содержащей запах и вкус копченого продукта без уменьшения массы начинки или образования морщин на конечных упакованных продуктах. Более того, пленка имеет улучшенные свойства, включающие высокий предел прочности на разрыв, высокую ударную вязкость, высокую геометрическую стабильность и высокую способность к блокированию кислорода.
Поливинилпирролидон, используемый в настоящем изобретении, является сшитым (поперечно-сшитым) полимером N-винилпирролидона, который способен абсорбировать количество воды от 1 до 30 раз больше его собственного веса и, в свою очередь, выделять абсорбированную воду. Данный полимер также проявляет стабильную абсорбцию воды при различных концентрациях водного солевого раствора в широком интервале уровней рН.
В начинку оболочки добавляют соответствующее количество соли, а атмосферная среда для обработки копчением может быть кислотной или щелочной в зависимости от условий копчения. По этой причине вышеупомянутые свойства поливинилпирролидона являются важными и незаменимыми для настоящего изобретения. Так, абсорбирующие воду полимеры полиакриловой кислоты не подходят для обработки копчением из-за значительного снижения способности абсорбировать воду в водном растворе соли или в ненейтральной среде.
Предпочтительно в качестве полиамидной смолы могут быть использованы нейлон 6, нейлоновый сополимер, состоящий из нейлона 6 и нейлона 6.6, нейлон 11, нейлон 12, нейлоновый сополимер, состоящий из нейлона 6 и нейлона 12, и их смеси. Из них предпочтительным является нейлон 6 или нейлоновый сополимер, состоящий из нейлона 6 и нейлона 6.6.
Оболочечная пленка для копченых пищевых продуктов по настоящему изобретению может быть получена путем двуосного растяжения смеси поливинилпирролидона и полиамидной смолы, например расплавленной и экструдированной смеси, в примерно 1,5-3,5 раз и в продольном и в поперечном направлении. Полученная таким образом оболочечная пленка для копченых пищевых продуктов является гибкой и мягкой на ощупь.
Кроме того, оболочечная пленка имеет свойство сжиматься на 10-30% в и продольном и поперечном направлении, когда ее обрабатывают нагреванием, например, погружая в воду при 95°С на 30 с. Благодаря этому оболочка может плотно удерживаться на начинке даже после того, как копченый продукт остынет, давая тем самым конечный упакованный продукт без морщин и в результате выглядящий плотным.
Для получения копченого продукта по настоящему изобретению пищу набивают в трубчатую оболочку, описанную выше, и подвергают обработке копчением, используя обычный способ. Температура для копчения составляет от 20 до 100°C, предпочтительно от 50 до 90°С. Такая обработка копчением может быть проведена в присутствии воды или водяного пара до, во время или после тепловой обработки. Сухая тепловая обработка может быть проведена при 50-80°C перед обработкой водяным паром и дымом, и затем после обработки водяным паром и дымом может быть проведено охлаждение путем распыления холодной водой. Температуру для обработки копчением и нагревом выбирают так, чтобы получить конечный продукт с заранее определенной степенью готовности и с запахом дыма.
Копченый пищевой продукт, полученный с использованием пищевой оболочечной пленки по настоящему изобретению, сохраняет вес фарша после длительного хранения, демонстрирует сопротивляемость к грибкам, таким как плесень, и не дает морщин на упакованном пищевом продукте после замораживания. В результате могут быть получены продукты с хорошим запахом и внешним видом.
Поскольку оболочечная пленка для копченых пищевых продуктов по настоящему изобретению отличается умеренной проницаемостью по водяному пару и умеренной непроницаемостью по кислороду, она может также найти применение в качестве оболочечной пленки для сухой колбасы (мортаделла) или сухой ветчины. В таком случае пленку не подвергают обработке копчением, но используют только для того, чтобы удалить влагу из мясной начинки в оболочку. Так, пищу набивают в трубчатую оболочку, описанную выше, и подвергают сухой обработке, используя обычный способ. Предпочтительно температура сушки составляет от 5 до 50°С.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Настоящее изобретение глубже объясняется путем ссылки на нижеследующие примеры.
Пример 1
Смесь 96 мас.% сополимерной смолы 85:15 нейлона 6 и нейлона 6.6 (плотность 1,14, температура плавления 198°С) и 4 мас.% N-винилпирролидонового сшитого полимера (PolyPlusdone XL10, ISP) пропускали через плавильный экструдер с литьевой формой, имеющей круглое выходное отверстие на конце мундштука, для формования рукавной пленки, которую затем вытягивали в 2,5 раза по продольной оси и в 3,0 раза по поперечной оси. Таким образом получали оболочку, состоящую из рукавной пленки с волнистостью шириной 60 мм и толщиной 25 микрометров. Процент сжатия данной оболочки, замеренный после вымачивания оболочки в воде при 95°C в течение 30 с, составлял 25% в продольном направлении и 30% в поперечном направлении.
Пример 2
Смесь 90 мас.% сополимерной смолы 85:15 нейлона 6 и нейлона 6.6 (плотность 1,14, температура плавления 198°С) и 10 мас.% N-винилпирролидонового сшитого полимера, который использовали в примере 1, пропускали через плавильный экструдер с литьевой формой, имеющей круглое выходное отверстие на конце мундштука, для формования рукавной пленки, которую затем вытягивали в 2,5 раза по продольной оси и в 3,0 раза по поперечной оси. Таким образом получали оболочку, состоящую из рукавной пленки с волнистостью шириной 60 мм и толщиной 25 микрометров. Процент сжатия данной оболочки, замеренный после вымачивания оболочки в воде при 95°С в течение 30 с, составлял 25% в продольном направлении и 30% в поперечном направлении.
Пример 3
Смесь 80 мас.% сополимерной смолы 85:15 нейлона 6 и нейлона 6.6 (плотность 1,14, температура плавления 198°С) и 20 мас.% N-винилпирролидонового сшитого полимера, который использовали в примере 1, пропускали через плавильный экструдер с литьевой формой, имеющей круглое выходное отверстие на конце мундштука, для формования рукавной пленки, которую затем вытягивали в 2,5 раза по продольной оси и в 3,0 раза по поперечной оси. Таким образом получали оболочку, состоящую из рукавной пленки с волнистостью шириной 60 мм и толщиной 25 микрометров. Процент сжатия данной оболочки после вымачивания оболочки в воде при 95°C в течение 30 с составлял 20% в продольном и поперечном направлении.
Пример 4
Смесь 96 мас.% смолы нейлона 6 (плотность 1,14, температура плавления 220°С) и 4 мас.% N-винилпирролидонового сшитого полимера, который использовали в примере 1, пропускали через плавильный экструдер с литьевой формой, имеющей круглое выходное отверстие на конце мундштука, для формования рукавной пленки, которую затем вытягивали в 2,5 раза по продольной оси и в 3,0 раза по поперечной оси. Таким образом получали оболочку, состоящую из рукавной пленки с волнистостью шириной 60 мм и толщиной 25 микрометров. Процент сжатия данной оболочки, замеренный после вымачивания оболочки в воде при 95°С в течение 30 с, составлял 15% в продольном направлении и 20% в поперечном направлении.
Пример 5
Смесь 50 мас.% сополимерной смолы 85:15 нейлона 6 и нейлона 6.6 (плотность 1,14, температура плавления 198°С) и 50 мас.% N-винилпирролидонового сшитого полимера, который использовали в примере 1, пропускали через плавильный экструдер с литьевой формой, имеющей круглое выходное отверстие на конце мундштука, для формования рукавной пленки, которую затем вытягивали в два раза и по продольной оси и по поперечной оси. Таким образом получали оболочку, состоящую из рукавной пленки с волнистостью шириной 60 мм и толщиной 25 микрометров. Процент сжатия данной оболочки после вымачивания оболочки в воде при 95°c в течение 30 с составлял 10% и в продольном и в поперечном направлении.
Сравнительный пример 1
Использовали имеющуюся в продаже волокнистую оболочку с волнистостью шириной 90 мм и толщиной 85 микрометров.
Сравнительный пример 2
Смолу нейлона 6 (плотность 1,14, температура плавления 220°С) пропускали через плавильный экструдер с литьевой формой, имеющей круглое выходное отверстие на конце мундштука, для формования рукавной пленки, которую затем вытягивали в 2,5 раза по продольной оси и в 3,0 раза по поперечной оси. Таким образом получали оболочку, состоящую из рукавной пленки с волнистостью шириной 60 мм и толщиной 25 микрометров. Процент сжатия данной оболочки, замеренный после вымачивания оболочки в воде при 95°C в течение 30 с, составлял 15% в продольном направлении и 20% в поперечном направлении.
Эксперимент по копчению
Материал начинки готовили смешением 70 мас.% молотой свинины, 20 мас.% воды, 7 мас.% крахмала и 3 мас.% соли и тонкой нарубкой смеси до образования пасты. Каждую из оболочек, описанных в примерах 1-4 и сравнительных примерах 1 и 2, начиняли 300 г материала, закрывали скобкой и подвергали обработке копчением в условиях, описанных ниже:
| (1) Вызревание | 10 мин при 50°C |
| (2) Сушка | 20 мин при 60°C |
| (3) Ввод дыма | 20 мин при 60°C |
| (4) Высвобождение дыма и сушка | 20 мин при 60°C |
| (5) Повторный ввод дыма | 20 мин при 60°C |
| (6) Готовка нагреванием паром | 20 мин при 80°C |
| (7) Охлаждение | Обрызгивание охлаждающей водой в течение 8 мин при примерно 10°С |
Материал начинки готовили смешением 70 мас.% молотой свинины, 20 мас.% воды, 7 мас.% крахмала и 3 мас.% соли и тонкой нарубкой смеси до образования пасты. Каждую из оболочек, описанных в примере 5, начиняли 300 г материала, закрывали скобкой и подвергали обработке сушкой в условиях, описанных ниже:
| (1) Вызревание | 10 мин при 50°C |
| (2) Сушка | 20 мин при 60°C |
| (3) Готовка нагреванием паром | 20 мин при 80°C |
| (4) Охлаждение | Обрызгивание охлаждающей водой в течение 8 мин при примерно 10°С |
| (5) Сушка | Оставляли выстаиваться в течение 2 мес при 15°C |
Исходя из условия, что каждая оценка запаха, вкуса и цвета копченого пищевого продукта, полученного с использованием имеющейся в продаже волокнистой оболочки, описанной в сравнительном примере 1, составляет 10 по шкале от 1 до 10, ряд экспертов в данной области проводили сенсорную оценку копченого пищевого продукта, полученного с использованием оболочек, описанных в примерах 1-4 и сравнительных примерах 1 и 2. Результаты этой сенсорной оценки приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||
| Оболочка | Запах | Вкус | Цвет | Глубина копченой шкурки |
| Пример 1 | 8 | 8 | 7 | 2,0 |
| Пример 2 | 9 | 9 | 7 | 2,0 |
| Пример 3 | 9 | 9 | 8 | 2,2 |
| Пример 4 | 8 | 8 | 7 | 2,0 |
| Сравнительный пример 1 | 10 | 10 | 10 | 2,5 |
| Сравнительный пример 2 | 5 | 5 | 4 | 0,5 |
В таблице "глубина копченой шкурки" относится к толщине области копченого цвета (порыжение), вызванной проникновением дыма с поверхности копченых колбас в их внутренность (показана в мм).
Как видно из табл. 1, хотя оболочки из примеров 1-4 показали почти равные эффекты копчения с эффектами оболочки из сравнительного примера 1, которую обычно применяют в качестве оболочки для копчения, оболочка из сравнительного примера 2, которая состоит только из полиамида, показала неудовлетворительный эффект копчения.
Для каждой оболочечной пленки, описанной в примерах 1-4 и сравнительных примерах 1 и 2, табл. 2 показывает количество проникшего кислорода, проникшего водяного пара и потери веса фарша сразу после обработки дымом с использованием оболочечной пленки. Табл. 2 показывает также количество проникшего кислорода, проникшего водяного пара и потери веса фарша спустя 2 мес после обработки сушкой для оболочечной пленки, описанной в примере 5.
| Таблица 2 | |||||
| Оболочка | Количество проникшего кислорода [куб.см/м2·24 ч. атм] | Количество проникшего водяного пара [г/м2·24 ч] | Потеря веса, % | ||
| 10oC×40% RH | 15oC×30% RH | ||||
| 23oC×65%RH | 40oC×90%RH | Сразу после копчения | Спустя 15 сут | Спустя 2 мес | |
| Пример 1 | 45 | 1000 | 5,7 | 11,0 | - |
| Пример 2 | 45 | 1600 | 5,7 | 14,2 | - |
| Пример 3 | 55 | 2000≤ | 6,3 | 23,0 | - |
| Пример 4 | 45 | 1000 | 5,6 | 10,4 | - |
| Пример 5 | 60 | 2000≤ | - | - | 41,0 |
| Сравнительный пример 1 | 2000≤ | 2000≤ | 6,7 | 42,0 | - |
| Сравнительный пример 2 | 38 | 400 | 2,2 | 5,4 | - |
Как видно из табл. 2, когда использовали оболочки из примеров 1-4 и сравнительного примера 2, потеря веса была меньше даже спустя 15 сут, и поверхность сохраняла тугой внешний вид без морщин. Когда использовали оболочку из сравнительного примера 1, вес сильно уменьшался спустя 15 сут и на поверхности развивалась плесень, в результате чего серьезно снижалась коммерческая ценность. Когда использовали оболочку из примера 5, вес фарша сильно уменьшался и по всей поверхности появлялись тонкие морщины спустя два месяца. Однако на поверхности не развивалась плесень, и пищевой продукт выглядел красновато-коричневым и был полностью высушен.
Табл.1 и 2 показывают, что оболочки из примеров 1-4, которые получены из смесей полиамида и поливинилпирролидона, являются наилучшими оболочками для копчения в отношении проницаемости кислорода и водяного пара и снижения веса. Они также показывают, что оболочка из примера 5 может быть применена в качестве оболочки для сухой колбасы.
В настоящем изобретении нет ограничений, налагаемых на толщину пленки, и может быть выбрано любое значение толщины.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение направлено на получение оболочечной пленки для пищевых продуктов, которая может быть получена из смеси по меньшей мере поливинилпирролидона и термопластичной смолы. Оболочечная пленка является умеренно проницаемой для водяного пара и умеренно непроницаемой для кислорода. Кроме того, пленка отличается тем, что она может обрабатываться дымом и сохранять запах, цвет и вкус копченого продукта. Такая оболочечная пленка может найти широкое применение в таких областях, как получение копченых пищевых продуктов, сухой ветчины и сухой колбасы.
1. Пленочная оболочка для пищевых продуктов, характеризующаяся тем, что она включает смесь поперечно сшитого поливинилпирролидона и по меньшей мере одну полиамидную смолу, выбранную из группы, состоящей из нейлона 6, сополимера нейлона 6 и нейлона 6.6, нейлона 11, нейлона 12 и сополимера нейлона 6 и нейлона 12.
2. Пленочная оболочка для пищевых продуктов по п.1, в которой поперечно сшитый поливинилпирролидон содержится в количестве от 50 до 1 мас.% и полиамидная смола содержится в количестве от 50 до 99 мас.%.
3. Пленочная оболочка для пищевых продуктов по п.2, в которой поперечно сшитый поливинилпирролидон содержится в количестве от 20 до 1 мас.% и полиамидная смола содержится в количестве от 80 до 99 мас.%.
4. Пленочная оболочка для пищевых продуктов по п.1 или 2, которую используют для получения копченых пищевых продуктов.
5. Пленочная оболочка для пищевых продуктов по п.1 или 2, которую используют для получения сухой колбасы (мортаделла) или сухой ветчины.
6. Пищевой продукт, упакованный с применением пленочной оболочки для мясных продуктов, молочных продуктов или копченых продуктов по п.1 или 2.
