Упаковочная рукавная пленка для пищевых продуктов, несущая жидкость на рельефной внутренней поверхности, и пищевой продукт, изготовленный в этой пленке
Владельцы патента RU 2317709:
Общество с ограниченной ответственностью производственно-коммерческая фирма "Атлантис-Пак" (RU)
Изобретение относится к упаковочным пленкам для пищевых продуктов, в частности к оболочкам для продуктов, предполагающих копчение колбас, сосисок, специальных сортов сыра, паштетов, в том числе рыбных и т.п. Синтетическая рукавная пленка обладает рельефной внутренней поверхностью, на которую нанесена жидкость, содержащая пищевой краситель и/или ароматизатор. Изобретение позволяет обеспечить контролируемый перенос указанной жидкости на поверхность пищевого продукта, приготовленного в ней, с обеспечением эффекта копчения и/или придания поверхности продукта однородной окраски или декоративного узора, соответствующего рельефу пленки. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 табл.
Настоящее изобретение относится к упаковочным пленкам для пищевых продуктов, в частности к оболочкам для продуктов, предполагающих копчение колбас, сосисок, специальных сортов сыра, паштетов, в том числе и рыбных, и др. Синтетическая рукавная пленка согласно настоящему изобретению обладает рельефной внутренней поверхностью и несет на ней жидкость, содержащую пищевой краситель и/или ароматизатор в ее заглубленной области, которая переносится на поверхность упакованных в нее продуктов в процессе термообработки.
Традиционное копчение колбас - длительный, трудоемкий и трудно управляемый процесс. Поэтому давно предпринимаются попытки создать пленку для упаковки пищевых продуктов, которая содержала бы в себе ароматные и вкусовые вещества дыма и обеспечивала эффект копчения без использования коптильных камер.
Известны методы обработки целлюлозных оболочек коптильной жидкостью с внутренней (патент США №3330669, опубл. 11.07.1967), внешней (патент США №4525397, опубл. 25.06.1985) поверхности или непосредственного введения «жидкого дыма» в их состав (патент США №6299917, опубл. 09.10.2001).
Так, метод, описанный в патенте США №3330669, предполагает применение загущенной коптильной жидкости путем разбрызгивания на внутреннюю поверхность материала упаковки. Нанесенный при этом равномерный слой должен прилипать к поверхности оболочки и удерживаться на ней. Создание такого слоя возможно распылением вязкой коптильной жидкости на колбасную оболочку непосредственно перед наполнением фаршевой эмульсией или наполнением оболочки таким раствором с последующим сливанием его избытка и сушкой. Однако, если для нанесения покрытия на внутреннюю сторону оболочки использовать удобный высокопроизводительный метод, заключающийся в «прогоне» рукавной оболочки с пузырем коптильной жидкости внутри через две пары прижимных валов, удерживающих этот пузырь, иначе называемый «методом жидкой пробки» или «методом зажатого пузыря», то такое вязкое покрытие потребует частого разрезания оболочки для пополнения пузыря коптильной жидкости. В результате неизбежно образуются короткие отрезки оболочки, что сделает неосуществимым непрерывное гофрирование. Кроме того, воздействие кислой коптильной жидкости приводит к уменьшению прочности целлюлозной оболочки, и, следовательно, к ее повреждению при гофрации и при наполнении мясным фаршем.
Целлюлозные оболочки отличаются способностью впитывать (абсорбировать) коптильные компоненты «жидкого дыма», удерживать их в своем объеме и передавать запакованному в них продукту при термообработке. Вместе с тем целлюлозные оболочки не обладают необходимыми газобарьерными свойствами для обеспечения длительного хранения в них пищевых продуктов и к тому же чрезмерно влагопроницаемы, что приводит к быстрому высыханию содержимого. Кроме того, технология их получения связана с выбросами экологически вредных веществ, таких как ксантогенаты и токсичные продукты их гидролиза или N-оксид морфолина.
Лишенные этих недостатков оболочки на базе синтетических полимеров, например ПВДХ или полиамида, обычно не способны в заметной степени впитывать жидкий дым, по крайней мере, большую часть его компонентов. Нанесение коптильной жидкости на такие оболочки приводило к тому, что она удерживалась на поверхности оболочки в недостаточном количестве и распределялась на ней крайне неравномерно. Неравномерность распределения обусловлена, в первую очередь, способностью жидкости перетекать в расположенные на более низком уровне области рулона или гофрированной куклы под действием силы тяжести.
Решить эту проблему пытались путем создания покрытий, содержащих жидкий дым, на поверхности синтетических оболочек. В состав покрытий входят также загустители, замедляющие вышеупомянутое перетекание, или вещества, обеспечивающие твердую консистенцию покрывного слоя после высыхания. Такие покрытия наносят в ходе операции гофрирования оболочки, что исключает возможность существования подобных оболочек в форме рулонов.
Так, например, в немецком патенте №19818358, опубл. 28.10.99, описан способ получения гофрированных искусственных оболочек с внутренним покрытием, содержащим жидкий дым и воскообразное вещество, смесь которых наносится распылением их расплава в ходе гофрации. Однако исходная эмульсия, содержащая жидкий дым и воск, является нестабильной, что создает большие затруднения при использовании этого метода. Расслоение эмульсии приводит к неоднородному покрытию, не способному обеспечить равномерный перенос коптильной жидкости при термообработке колбасного изделия.
Этого недостатка лишен способ, раскрытый в патенте США №6660315, опубл. 09.12.03, где для стабилизации эмульсии в ее состав дополнительно вводится эмульгатор, предпочтительно на базе лецитина. Покрытие в этом случае наносится на наружную сторону оболочки, которая затем выворачивается наизнанку. Очевидно, что такой метод слишком дорог и сложен в исполнении. Выворачивание рукавной оболочки предполагает ее предварительное гофрирование или нарезание небольшими отрезками, после чего практически невозможно, например, нанести на нее печатное изображение.
Оба вышеописанных способа имеют еще и тот общий недостаток, что покрытие содержит значительную долю компонентов, не участвующих в копчении. Описанные в них составляющие эмульсии имеют выраженный гидрофобный характер и могут воспрепятствовать хорошему прилипанию колбасной эмульсии к материалу оболочки, что, в свою очередь, может стать причиной бульонных и жировых отеков на границе раздела оболочка/фарш. Кроме того, воск и/или подобный воску компонент частично или полностью мигрирует в колбасный фарш, что может ухудшать органолептические свойства колбас, вырабатываемых в рассматриваемых оболочках.
Следующий подход заключается в модификации полимерного материала пленки таким образом, чтобы он приобрел способность впитывать жидкий дым. В этих целях используют модифицированный полиамид или термопластичный материал, обладающий такой способностью.
Так, в немецком патенте №10147155, опубл. 17.04.03, раскрыты многослойные искусственные оболочки, содержащие крахмал и/или термопластичное производное крахмала в смеси с биоразлагаемыми полиэфирами или полиэфируретанами во внутреннем слое. Внутренний слой активно впитывает (абсорбирует) коптильную жидкость, содержащую согласно приведенным примерам около 80% воды или этанола, а затем в ходе термообработки передает коптильные вещества содержимому. Оболочка может изготавливаться однослойной, выполненной из смеси термопластичного крахмала и/или термопластичного производного крахмала и хотя бы одного дополнительного полимера, или многослойной, при этом ее наружный слой также выполнен из этой смеси. На наружную сторону оболочки наносят спиртовой раствор, содержащий «жидкий дым», специи и связующие вещества, затем покрытие высушивают и оболочку выворачивают так, чтобы наружная сторона оказалась внутренней.
Недостатки подхода, связанного с выворачиванием оболочки, уже обсуждались выше.
В патентной заявке США №2004/0146610, опубл. 29.07.04, раскрыта многослойная пленка с абсорбирующим коптильную жидкость внутренним слоем, содержащим гидрофильные, гигроскопичные и имеющие высокую паропроницаемость блок-сополиэфирэфиры или блок-сополиэфирамиды, и, по меньшей мере, одним наружным непроницаемым барьерным слоем, содержащим, в частности, полиамид. Нанесение коптильной жидкости производится путем замачивания оболочки в ней в течение минимум 48 часов, при котором происходит впитывание жидкого дыма и окрашивание оболочки в цвет от желтого до коричневого.
Очевидно, что такой способ нанесения коптильной жидкости характеризуется низкой производительностью и требует при массовом производстве значительных производственных площадей для емкостей, где замачиваются оболочки.
В опубликованной заявке WO 2005/046339 от 26.05.05, раскрыта многослойная рукавная пленка для переноса коптильной жидкости к продуктам питания, которая имеет внутренний слой, содержащий полиамидный термопластичный материал и сшитый поливинилпирролидон (далее - ПВП) в количестве от 1 до 50%. Кроме внутреннего слоя пленка содержит слои, барьерные по отношению к газам и парам воды. Для улучшения смачиваемости внутренний слой может быть обработан коронным разрядом.
Нанесение коптильной жидкости на внутреннюю поверхность рукавной пленки производится методом прогона рукава, содержащего пузырь коптильной жидкости внутри, при этом зазор между зажимными валами регулируется таким образом, чтобы на поверхности пленки оставался избыток жидкости. Затем оболочка наматывается на катушку. По изобретению коптильная жидкость дополнительно включает модификатор вязкости и поверхностно-активное вещество. Процесс поглощения оболочкой коптильной жидкости продолжителен по времени и завершается примерно через сутки за счет того, что жидкость полностью впитывается частицами сшитого ПВП. В конечном счете, это может привести к неравномерности распределения коптильной жидкости в оболочке.
В заявке WO 2005/002848, опубл. 13.01.05, раскрыта проницаемая для дыма и водяного пара оболочка для пищевых продуктов на основе алифатического полиамида и/или алифатического сополиамида, которая со стороны, обращенной к пищевому продукту, пропитана коптильной жидкостью.
Кроме полиамида полимерная смесь содержит гидрофильный и/или водорастворимый органический полимер, в том числе простой полиэфирамид, сложный полиэфирамид, полиамид на основе одновременно простого и сложного полиэфиров или полиамидуретан, сополимер α-олефина с винилацетатом, частично или полностью омыленный сополимер этилена с винилацетатом, частично или полностью омыленный поливинилацетат, поли-уретан на основе сложного полиэфира, полиуретан на основе простого полиэфира, поли-уретан на основе одновременно простого и сложного полиэфиров, полиалкиленгликоль, поливинилпирролидон или сополимер с единицами винилпирролидона и единицами других ненасыщенных α,β-олефиновых мономеров, (со)полимер с единицами N-винил-алкиламида или (со)полимер с единицами α,β-ненасыщенных карбоновых кислот или амиды α,β-ненасыщенных карбоновых кислот, в частности, с единицами (мет)акриловой кислоты и/или амида (мет)акриловой кислоты.
В некоторых воплощениях полимерная смесь может дополнительно содержать другие органические или неорганические наполнители, известные из достигнутого уровня техники как добавки, придающие синтетическим оболочкам натуральный внешний вид и шероховатость.
Однако характер поверхности оболочки по WO 2005/002848 несущественен для ее способности удерживать большие количества коптильной жидкости, поскольку последняя почти полностью диффундирует внутрь материала оболочки. В единственном приведенном примере воплощения данного изобретения оболочка удерживает массу коптильной жидкости, нанесенной в ходе гофрации, составляющую 25% от ее собственной массы, и обеспечивает равномерное копчение запакованного в нее продукта. Это означает, что диффузия «жидкого дыма» происходит чрезвычайно быстро, поскольку в противном случае жидкость выдавливалась бы из гофрированной «гусеницы» при ее сжатии или распределялась бы на поверхности оболочки крайне неравномерно.
Такие свойства оболочки авторы заявки связывают с тем, что она обладает высокой дымо- и паропроницаемостью, а входящий в ее состав гидрофильный и/или водорастворимый органический полимер способен набухать под воздействием воды или водяного пара, но не связывают с наличием наполнителей, придающих ей шероховатость.
Для пропитки оболочки применяется водный раствор коптильной жидкости, содержащий вещества, снижающие поверхностное натяжение. Нанесение коптильной жидкости происходит в процессе гофрации, что создает определенные трудности с ее точным дозированием. Поглощение водосодержащей коптильной жидкости оболочкой может приводить к слипанию в складках гофры в процессе хранения.
Наиболее близкое к настоящему изобретению техническое решение раскрыто в заявке США №2004/0197583, опубл. 07.10.2004, где описывается пленка с нанесенной на ее внутреннюю поверхность жидкостью, в частности коптильной жидкостью, в предпочтительном варианте содержащей дополнительно, по крайней мере, один модификатор вязкости и поверхностно-активное вещество. Эта жидкость, по крайней мере, частично впитывается в поры на внутренней поверхности пленки, возникшие в результате ее коронной (плазменной, лучевой, химической и пр.) обработки. Поры, как видно из приведенных в данной заявке электронных микрофотографий, имеют микронный или субмикронный диаметр и глубину до 10 мкм.
Вместе с тем, описанная пленка предполагает весьма высокие уровни удельной поверхностной энергии коронной обработки (не менее 150 Вт-мин/м2), которые не могут быть достигнуты при помощи современных генераторов коронного разряда при коммерчески приемлемых скоростях производственной линии (100-150 м/мин).
Таким образом, задачей, решаемой в настоящем изобретении, является получение полимерной пленки, удерживающей на своей внутренней поверхности жидкость, содержащую пищевой краситель и/или ароматизатор, которая переносится на поверхность запакованного в нее продукта и контролируемо распределяется на ней. При этом такая жидкость не содержит загустителей и/или отверждающих добавок. В частном случае, жидкостью, содержащей одновременно красители и ароматизаторы, может быть коптильная жидкость - конденсат продуктов пиролиза древесины.
При этом как получение пленки, так и нанесение жидкости должно быть возможным при использовании простых в исполнении и высокопроизводительных методов.
Другой задачей, решаемой в настоящем изобретении, является получение пищевого продукта, приготовленного в пленке по настоящему изобретению, на поверхность которого контролируемо переносится жидкость, содержащая пищевой краситель и/или ароматизатор.
В результате интенсивных исследований неожиданно было обнаружено, что поставленные задачи решаются путем создания синтетической (со)экструдированной двухосно-ориентированной рукавной пленки, на внутреннюю поверхность которой нанесена жидкость, содержащая пищевой краситель и/или ароматизатор, при этом пленка обладает рельефной внутренней поверхностью, которая характеризуется:
i) линейным размером проекции элемента рельефа на плоскость пленки от 0,01 до 30 мм;
ii) приведенным к единице площади объемом заглубленной области ω, вычисляемым по формуле:
где L и D - соответственно длина и ширина образца в метрах,
Н - средняя толщина образца в микронах, измеренная толщиномером с плоским основанием,
V - истинный объем образца в кубических сантиметрах, измеренный волюмометрически,
n - количество рельефных поверхностей, при этом n=2 для однослойной пленки, n=1 - для многослойной,
при этом приведенный к единице площади объем заглубленной области составляет не менее 5 см3/м2,
а объем жидкости, содержащей пищевой краситель и/или ароматизатор, не превышает величину ωS, где S - площадь поверхности оболочки.
Приведенный к единице площади объем заглубленной области имеет также физический смысл средней толщины заглубленной области, измеренной в микронах (1 мкм = 1 см3/м2).
Элементами рельефа внутренней поверхности пленки в двух различных воплощениях настоящего изобретения являются отдельные выпуклости с линейным размером проекции выпуклости на плоскость пленки от 0,01 до 0,10 мм или отдельные впадины с линейным размером проекции впадины на плоскость пленки от 0,1 до 30 мм.
В зависимости от размера элементов рельефа внутренней поверхности пленки и при соблюдении условия, что объем жидкости, содержащей пищевой краситель и/или ароматизатор, не превышает величину ωS, при упаковке в пленку по настоящему изобретению могут быть получены продукты как с визуально однородно окрашенной поверхностью, так и с контролируемым декоративным узором, соответствующим этому рельефу. Если линейный размер проекции элементов рельефа на плоскость поверхности пленки имеет микронный масштаб, поверхность упакованного продукта имеет визуально однородную окраску, а если миллиметровый - узорную. Таким образом, в рамках настоящего изобретения под контролируемым распределением жидкости, содержащей краситель и/или ароматизатор, понимается такое распределение, при котором на поверхности продукта не формируются визуально заметные неоднородности геометрического масштаба, превышающего размеры проекции элемента рельефа внутреннего слоя на плоскость поверхности пленки. В первую очередь это относится к окраске поверхности пищевого продукта, в частности колбасного батона или колбасного сыра. Условие достижения такого распределения: объем жидкости, нанесенной на квадратный метр поверхности пленки, не должен превышать значение ω. Если это условие не соблюдается, избыток жидкости распределяется на поверхности пленки непредсказуемым образом, образуя отдельные пятна, потеки и т.п., которые затем воспроизводятся на поверхности упакованного в нее продукта, негативно сказываясь на его внешнем виде и привлекательности для потребителей.
Величина приведенного к единице площади объема заглубленной области (ω) не должна быть меньше 5 см3/м2, поскольку в противном случае эффект окрашивания и/или ароматизации поверхности пищевого продута будет недостаточным, в частности, при значениях ω меньше 5 см3/м2 не достигается необходимый эффект копчения при использовании жидкого дыма в качестве ароматизатора и красителя.
Термопластичными материалами, составляющими основу однослойной пленки или внутреннего слоя многослойной пленки по настоящему изобретению, могут быть полиолефины, сополимеры олефинов с виниловыми эфирами или ненасыщенными карбоновыми кислотами, иономеры, (со)полиэфиры или (со)полиамиды.
Предпочтительно таким материалом является полиамидный материал, выполненный на основе алифатического (со)полиамида, который обеспечивает хорошую адгезию пленки к пищевому продукту.
В случае использования иных материалов предпочтительно производить активационную обработку внутреннего слоя пленки, например коронным разрядом, способом, раскрытым в патенте США №5296170, опубл. 22.03.1994.
(Со)полиамиды, применяемые в производстве пленок для упаковки пищевых продуктов, хорошо известны из достигнутого уровня техники. К ним относятся, например, полиамид 6, полиамид 66, полиамид 9, полиамид 12, полиамид 612, сополиамид 6,66. В состав пленки и/или ее внутреннего слоя могут также входить частично ароматические полиамиды, в частности ПА 6I, 6T, ПА MXD6 и другие полимеры, известные из достигнутого уровня техники.
В одном из воплощений настоящего изобретения рельефность поверхности внутреннего контактирующего с пищевым продуктом слоя обусловлена присутствием выпуклостей на этой поверхности, что обеспечивается наличием в ней в целом или в ее внутреннем слое от 3 до 20 мас.% от массы пленки или слоя соответственно грубодисперсного наполнителя с размерами частиц от 5 до 70 мкм. Наполнители могут быть органическими и неорганическими. Неорганическими наполнителями являются карбонат кальция, сульфат бария, гипс, кварцевая мука, диоксид титана, тальк, слюда и другие алюмосиликаты, стекловолокно и другие минеральные волокна и/или стеклянные микрошарики. Наиболее предпочтительными наполнителями являются органические наполнители, выбранные из группы, включающей крахмал, декстрин, простые и сложные эфиры крахмала.
Поверхность продукта, приготовленного в оболочке по такому воплощению настоящего изобретения, окрашена равномерно и однородно.
В другом воплощении настоящего изобретения рельефность поверхности внутреннего контактирующего с пищевым продуктом слоя обусловлена присутствием впадин на внутренней поверхности пленки и достигается тем, что в экструдируемый материал внутреннего слоя вводится вспенивающий агент. При этом используют такую композицию, 1 грамм которой выделяет при температуре экструдируемого расплава от 20 до 50 микромолей газа (объем этого газа, измеренный при нормальных условиях, составляет примерно от 0,45 до 2,25 см3), который на выходе из экструдера создает впадины в объеме названного слоя. В качестве вспенивающего агента могут использоваться вещества, разлагающиеся при температурах от 180 до 250°С, включая многие карбонаты, гидрокарбонаты, производные мочевины, а также жидкости, совместимые с материалом слоя и кипящие при температурах ниже температуры расплава, например совместимые с полиамидом низкокипящие гликоли (1,2-пропиленгликоль и др.). Вспенивающие агенты хорошо известны из достигнутого уровня техники и используются для получения вспененных полимерных материалов и изделий. Конкретная химическая природа вспенивающих агентов несущественна для задач, решаемых в настоящем изобретении. В качестве полимерного материала предпочтительно используется материал, имеющий адгезию к белку животного происхождения. При использовании материалов, не обладающих такой адгезией, предпочтительно производить активационную обработку внутреннего слоя пленки, например, коронным разрядом. В предпочтительном случае полимерный материал выполнен из, по меньшей мере, одного, алифатического (со)полиамида, (со)полиэфира, иономера, полиолефина, сополимера олефина с виниловым эфиром и/или ненасыщенной карбоновой кислотой. В зависимости от состава полимерного материала и от количества добавленного вспенивающего агента возможно создание рельефной поверхности, элементы которой будут варьироваться по размеру (быть более мелкими или более крупными); коэффициенты вытяжки влияют на форму впадин. Так можно влиять на рельеф внутренней поверхности пленки и, следовательно, на количество жидкости, содержащей пищевой краситель и/или ароматизатор, нанесенной на пленку.
При реализации последнего воплощения на поверхность пищевого продукта переносится не только ароматизатор и/или краситель, но и видимый невооруженным глазом декоративный узор, соответствующий рельефу внутреннего слоя пленки, который создает дополнительную эстетическую привлекательность пищевому продукту, приготовленному в пленке по настоящему воплощению. При этом узор, соответствующий выпуклой части рельефа, окрашен светлее участков, соответствующих впадинам, а участки, соответствующие впадинам, - темнее.
Кроме того, пленка по настоящему изобретению может быть проницаемой по отношению к парам воды. В этом случае она имеет всего один слой, содержащий помимо алифатического полиамида и грубодисперсных наполнителей гидрофильные добавки в количестве 4-50 мас.% от общего веса пленки, раскрытые в Российском патенте №2182107 (опубл. 10.05.2002), которые обеспечивают повышенную паропроницаемость такой пленки. Эти добавки, образующие в полиамидной матрице высокодисперсную фазу, выбираются из поливиниловых спиртов со степенью гидролиза от 68 до 90% и поливинилпирролидонов с молекулярной массой 8000-15000 Дальтон. Такая пленка обрабатывается жидким дымом и используется предпочтительно для упаковки колбас, предполагающих копчение и сушку. Колбасное изделие, полученное в такой пленке путем бездымной обжарки, не только обладает вкусом, цветом и запахом копчения, но и имеет на своей поверхности плотную корочку, более твердую консистенцию батона.
Другим вариантом пленки, проницаемой по отношению к парам воды, является двухслойная пленка, внешний слой которой выполнен из паро- и дымопроницаемой композиции на основе полиамида, содержащего вышеупомянутые гидрофильные добавки, находящиеся в высокодисперсной фазе, а внутренний рельефный слой - из вспененного полиамидного материала.
Если пленка по настоящему изобретению не является проницаемой по отношению к парам воды, то пищевой продукт, запакованный в нее, в частности колбасное изделие, полученное путем бездымной обжарки и/или варки, обладает необходимым цветом и запахом, но плотной корочки не имеет.
В еще одном воплощении пленка по настоящему изобретению может содержать несколько слоев. В этом случае ее внутренний прилагающий к мясной эмульсии слой может иметь либо выпуклости, обусловленные наличием в этом полимерном слое грубодисперсных наполнителей, либо впадины, полученные в результате разложения вспенивающего агента и резкого расширения пузырьков газа на выходе из экструзионной дюзы. Остальные слои предпочтительно содержат полимерные материалы, обеспечивающие необходимые барьерные свойства пленки по отношению к кислороду и водяному пару, а также ее механическую прочность и требуемую эластичность.
Такие полимерные материалы, включающие, например, полиолефины, полиамиды, сополимеры этилена и винилового спирта, сополимеры винилиденхлорида и винилхлорида, хорошо известны из достигнутого уровня техники. Термопластичный полимерный материал, барьерный по отношению к кислороду, предпочтительно выбирают из группы, включающей алифатические (со)полиамиды, частично ароматические (со)полиамиды, сополимеры этилена и винилового спирта и сополимеры винилиденхлорида и винилхлорида. Термопластичный полимерный материал, барьерный по отношению к парам воды, предпочтительно выбирают из группы, включающей гомо- и сополимеры олефинов, сополимеры олефинов с виниловыми эфирами, сополимеры олефинов с непредельными карбоновыми кислотами и иономеры. Кроме того, пленка может содержать слои, обеспечивающие склеивание между собой слоев, не обладающих взаимной адгезией. Такие слои содержат, например, продукты прививки малеинового ангидрида на полиолефины или сополимеры олефинов, и также хорошо известны из достигнутого уровня техники. Материалы, обеспечивающие склеивание слоев, предпочтительно выбирают из группы, включающей малеинезированные полиолефины, сополимеры олефинов с непредельными карбоновыми кислотами, терполимеры, содержащие мономерные единицы олефинов, непредельных карбоновых кислот и виниловых эфиров.
В предпочтительном варианте как однослойные, так и многослойные пленки по настоящему изобретению являются двухосно ориентированными. Кроме того, пленки по изобретению могут быть изготовлены в форме кольца, спирали, известными из уровня техники методами. Они могут быть окрашенными или бесцветными, с печатным изображением и без него.
Для нанесения на внутреннюю поверхность пленки может использоваться коптильная жидкость на водной или масляной основе, однако в наиболее предпочтительном воплощении используется концентрированный жидкий дым, такой как, например, Scansmoke SEF 1000 компании Broste, поскольку такой продукт наиболее полно воспроизводит аромат натурального копчения. Как пищевые красители, кроме жидкого дыма, могут использоваться любые окрашивающие агенты, одобренные органами, осуществляющими контроль за безопасностью и качеством сырья и вспомогательных материалов и имеющие соответствующий допуск в качестве таковых, например сахарные колеры (карамели), каротины, куркумины, рибофлавины, маслосмолы паприки и т.п. В качестве ароматизаторов могут также использоваться эфирные масла пряностей, экстракты перцев, лука и чеснока. При этом для корректировки интенсивности цвета и запаха предпочтительно использовать подходящие нелетучие и безвкусные пищевые жидкости. В частности, для разбавления жидкого дыма удобно использовать глицерин или жидкий полиэтиленгликоль (ПЭГ). Кроме того, наносимая жидкость может содержать пищевые поверхностно-активные вещества (ПАВ).
Обработка жидкостью, содержащей ароматизаторы и/или красители, внутренней поверхности пленки по настоящему изобретению может быть осуществлена любым известным высокопроизводительным способом, например прогоном рукава с помещенной во внутрь жидкостью между двумя парами зажимных валов или напылением этой жидкости на его внутреннюю поверхность в ходе гофрации пленки. Наиболее предпочтительный способ - прогон рукава, поскольку он лучше позволяет регулировать количество жидкости, остающейся на поверхности пленки. Пленки для упаковки пищевых продуктов, полученные методом прогона рукава, могут поставляться потребителям в виде рулона или подвергаться последующей гофрации. Для обеспечения равномерности распределения жидкости по поверхности пленки необходимо, чтобы внутри рукавной пленки не оставался ее избыток. Под избытком жидкости понимается ее объем, находящийся внутри рукава, за вычетом той части, которая помещается в заглубленной области рельефа внутреннего слоя. Удаление избытка жидкости достигается при любом способе нанесения - как при прогонке рукава благодаря прижимным валам, так и в ходе гофрации из-за сжатия «гусеницы» («куклы»). Норма уноса коптильной жидкости (то есть масса жидкости, оставшаяся на единице площади упаковочной пленки) - τ рассчитывается по формуле
где М0 и Mtr - масса рулона в граммах до и после обработки соответственно,
В и L - ширина сложенного рукава и его длина в метрах.
По всей видимости, в пленках по настоящему изобретению унос и распределение наносимой жидкости происходят за счет рельефности внутренней поверхности. Если в качестве ароматизатора и красителя используется коптильная жидкость, возможна абсорбция ее компонентов в материал пленки, поскольку дым обычно содержит низшие спирты и карбоновые кислоты, легко диффундирующие в полиамид или в композицию на его основе. Однако эта абсорбция, видимо, протекает слишком медленно, чтобы играть заметную роль с точки зрения равномерного распределения и удерживания коптильной жидкости. Иными словами скорость такой абсорбции слишком мала по сравнению со скоростью механического перераспределения жидкости под действием силы тяжести. Поэтому независимо от состава и паропроницаемости пленки, если параметры процесса нанесения подобраны таким образом, что внутри пленки остается избыток жидкости, она распределяется неравномерно, и даже если коптильные вещества со временем диффундируют в материал внутреннего слоя (пленки), то эта неравномерность сохраняется. В любом случае наличие такого избытка «жидкого дыма» приводит к его неконтролируемому распределению и, как следствие, к неравномерному копчению упакованного продукта.
Достигнутое распределение нанесенной жидкости сохраняется во время операции гофрирования и заправки фарша. Присутствие на поверхности пленки коптильной жидкости не влияет на эластичность, необходимую при ее наполнении фаршем, и на усадку во время термической обработки готового изделия, например колбасы или колбасного сыра, а также не ухудшает адгезию пленки к мясному продукту.
Краткое описание перечня фигур, поясняющих сущность изобретения:
Фиг.1. Оптическая микрофотография поверхности пленки, изготовленной в соответствии с примером 4, в отраженном свете. Темные области соответствуют выпуклостям, светлые - заглубленной зоне.
Фиг.2. Оптическая микрофотография микросреза пленки в соответствии с примером 4 в проходящем свете.
Фиг.3. Оптическая микрофотография поверхности пленки, изготовленной в соответствии с примером 6, в отраженном свете.
Фиг.4. Оптическая микрофотография микросреза пленки в соответствии с примером 6 в проходящем свете.
Фиг.5. Фотография поверхности очищенной колбасы, сваренной в пленке в соответствии с примером 16.
Определение приведенного к единице площади объема заглубленной области рельефа.
Измеряют геометрические параметры образца пленки: длину и ширину при помощи линейки, а толщину - толщиномером с плоским основанием. Затем измеряют широко известным методом истинный объем образца по объему вытесненной жидкости, при этом используют жидкость, заведомо пренебрежимо мало впитывающуюся в материал пленки, например полиэтиленгликоль со средней молекулярной массой 300 Дальтон (ПЭГ-300).
Приведенный к единице площади объем заглубленной области ω (см3/м2) вычисляют по формуле
где L и D - соответственно длина и ширина образца в метрах, Н - толщина в микронах, V - его истинный объем в кубических сантиметрах, n - количество рельефных поверхностей (n=2 для однослойной пленки, n=1 - для многослойной).
Нижеприведенные примеры иллюстрируют, но не исчерпывают суть настоящего изобретения.
Примеры 1-4. Однослойные пленки.
Каждую из композиций, состав которых приведен в таблице 1, загружают в экструдер, экструдируют при 200-220°С через кольцевую головку и формируют первичный рукав диаметром 15 мм и толщиной стенки 158 мкм. Затем при температуре 60-70°С его подвергают двухосной ориентационной вытяжке с раздувом, при этом коэффициент продольного растяжения составляет 2,6, а поперечного - 3,0; после чего раздутый воздухом рукав подвергают релаксационному отжигу при температуре 160-170°С в течение 15 секунд, охлаждают до 20°С и сматывают в рулон. В результате получаются рукавные пленки диаметром 45 мм.
Характеристики пленок приведены в табл.1.
| Таблица 1 | ||||||
| Пример, № | Состав, мас.% | Толщина1, мкм | ω, см3/м2 | |||
| ПА 6,66 | CM | ПВС | КР | |||
| 1 (сравн.) | 98 | 2 | - | - | 18-22 | 0,1 |
| 2 (сравн.) | 73 | 2 | 25 | - | 19-23 | 0,1 |
| 3 | 95 | - | - | 5 | 33-37 | 5,1 |
| 4 | 70 | - | 25 | 5 | 32-35 | 5,0 |
| 1 Примечание: Толщина измеряется толщиномером с плоским основанием. |
В табл.1 использованы следующие условные обозначения материалов (в скобках приведены марки материалов и фирмы-изготовители):
ПА 6,66 - полиамид 6,66 («Ultramid C35», BASF)
CM - суперконцентрат карбоната кальция в полиамиде 6 (50 мас.% ПА 6 и 50 мас.% СаСО3), («50-15 FT», Wilson)
ПВС - гранулированная смесь 90 мас.% поливинилового спирта (марка «Mowiol 5-88», Clariant) и 10 мас.% глицерина
КР - гранулированная смесь 70 мас.% кукурузного крахмала и 30 мас.% глицерина
Примеры 5-6. Многослойные пленки.
Композиции для соэкструзии слоев пленки, приведенные в табл.2, загружают в экструдеры и экструдируют через многослойную головку в виде первичного рукава диаметром 15 мм и толщиной 355 мкм. Дальнейшие операции проводят в соответствии с примерами 1-4.
| Таблица 2. | ||||||||
| Пример, № | Параметры | Слои1 | Толщина2, мкм | ω, см3/м2 | ||||
| А | В | С | D | Е | ||||
| 5 (сравн.) | Состав | ПА 6 | Адг | ПЭ | Адг | 95% ПА 6 + 5% аПА | 43-47 | 0 |
| Мас. доля, % | 20 | 2 | 16 | 2 | 60 | |||
| 6 | Состав | 99,3% ПА 6 + 0,7% СВ | Адг | ПЭ | Адг | 95% ПА 6 + 5% аПА | 92-96 | 33 |
| Мас. доля, % | 20 | 2 | 16 | 2 | 60 | |||
| Примечание:1 Слои приведены в последовательности от внутреннего (А) к внешнему (Е) 2 Толщина измеряется толщиномером с плоским основанием. |
В табл.2 использованы следующие условные обозначения материалов (в скобках приведены марки материалов и фирмы-изготовители):
ПА 6 - полиамид 6 («Ultramid B4», BASF)
СВ - суперконцентрат вспенивающего агента с нормой газовыделения 100-110 см3/г, измеренной при нормальных условиях (4500-5000 микромоль/г) («Corducell ЕТ 9520», Nemetz Additive Plastic GmbH)
Адг - адгезив - малеинезированный полиэтилен низкой плотности («Bynel 623», E.I.Du Pont de Nemours & Co)
ПЭ - полиэтилен высокого давления («ПЭВД», Оргнефтесинтез)
аПА - аморфный частично ароматический полиамид (Selar® PA 3426, E.I.Du Pont de Nemours & Co)
Примеры 7-16. Оболочки с нанесенной коптильной жидкостью.
Коптильные жидкости наносят на внутреннюю поверхность оболочек, полученных в соответствии с примерами 1-6, прогонкой рукава с пузырем жидкости внутри через пару сжимающих валов и определяют норму уноса коптильной жидкости. Для этого взвешенный рулон рукавной пленки определенной длины помещают на отдающий вал, пропускают рукавную пленку между первой парой активных зажимных валов, наливают внутрь рукава избыток жидкости, зажимают получившийся пузырь второй парой активных зажимных валов, синхронизированной с первой по скорости вращения, и прогоняют рукав, наматывая обработанную пленку на шпулю. Оставшуюся жидкость сливают, а готовый рулон взвешивают.
В случае небольшого объема пузыря возможен вариант нанесения коптильной жидкости без использования второй пары валов, когда пузырь жидкости расположен между отдающим валом и единственной парой активных зажимных валов.
Норма уноса коптильной жидкости τ, рассчитываемая по формуле (2), регулируется давлением сжатия валов. Затем обработанную пленку подвергают гофрации в «гусеницу». Данные по уносу коптильной жидкости приведены в табл.3.
В примерах 7-14 пленки выполненные согласно примерам 1-4, набивают колбасным фаршем для полукопченых колбас. Полученную колбасу выдерживают (осаживают) 24 часа при температуре 3°С, подсушивают и обжаривают (без дыма) 1 час при температуре 95°С. Затем ее варят 40 минут при 100°С, после чего сушат при температуре 11°С в течение 36 часов.
В примерах 15-17, пленки, выполненные согласно примерам 5-6, набивают колбасным фаршем для вареных колбас. Полученную колбасу осаживают 2 часа и варят в термокамере до достижения температуры 72°С в центре батона, после чего сушат при температуре 11°С в течение 36 часов.
Результаты испытаний приведены в табл.3.
| Таблица 3 | ||||||
| Пример, № | Пленка, изготовленная согласно примеру № | Состав копт. жидкости, (мас.%) | τ, г/м2 | Характеристики копчения | ||
| Равномерность | Вкус, запах и цвет | Корочка | ||||
| 7 (сравн.) | 1 (сравн.) | Д1+П(50/50) | 1 | неуд2 | неуд | нет |
| 8 (сравн.) | 2 (сравн.) | -«- | 1 | неуд2 | неуд | нет |
| 9 (сравн.) | 2 (сравн.) | -«- | 5 | неуд2 | уд | нет |
| 10 (сравн.) | 2 (сравн.) | Д2 | 3 | неуд1 | ||
| 11 | 3 | Д1+П(50/50) | 5,2 | уд | уд | нет |
| 12 | 3 | Д2 | 5,1 | уд | уд | нет |
| 13 | 4 | -«- | 5 | уд | уд | есть |
| 14 (сравн.) | 4 | -«- | 10 | неуд2 | хор | есть |
| 15 (сравн.) | 5 (сравн.) | Д1+П+К(15/70/5) | 2 | неуд2 | неуд | нет |
| 16 | 6 | -«- | 33 | хор | хор | нет |
| 17 (сравн.) | 6 | -«- | 40 | неуд3 | хор | нет |
| Примечание:1 Набить колбасу в эту пленку не удалось, т.к. она слиплась в складках «гусеницы». 2 Коптильная жидкость переносится в виде отдельных пятен и полос. 3 Узор, соответствующий рельефу внутреннего слоя оболочки, смазан и нечеток, накладываются отпечатки посторонних пятен и полос. |
В табл.3 использованы следующие условные обозначения материалов (в скобках приведены марки материалов и фирмы-изготовители):
Д1 - концентрированный жидкий дым («Scansmoke SEF 1000», Broste)
Д2 - жидкий дым на водной основе («Red Arrow», Smoke Co)
П - полиэтиленгликоль марки «ПЭГ-300» (Clariant)
К - пищевой краситель карамель Р 13 L E150с (Sicena s.r.l).
При сравнении таблиц 1 и 2 с одной стороны и таблицы 3 с другой, можно легко убедиться, что контролируемый перенос жидкости, содержащей ароматизатор и/или краситель на поверхность пищевого продукта, в частности равномерность его копчения, достигается только тогда, когда норма уноса этой жидкости имеет численное значение, близкое к приведенному объему заглубленной области ω. Такое совпадение неслучайно, поскольку плотности коптильных жидкостей, измеренные в г/см3, близки к единице. Это означает, что именно рельефность внутренней поверхности пленки позволяет добиться равномерного распределения на ней коптильной жидкости в количествах, достаточных для обеспечения эффекта копчения, и ее контролируемого переноса на поверхность пищевого продукта, приготовленного в ней.
1. Синтетическая (со)экструдированная двухосноориентированная рукавная пленка для упаковки пищевых продуктов с нанесенной на ее внутреннюю поверхность жидкостью, содержащей пищевой краситель и/или ароматизатор, отличающаяся тем, что внутренняя, контактирующая с пищевым продуктом поверхность является рельефной и характеризуется i) линейным размером проекции элемента рельефа на плоскость пленки от 0,01 до 30 мм; ii) приведенным к единице площади объемом заглубленной области ω, вычисляемым по формуле
,
где L и D - соответственно длина и ширина образца, м;
Н - средняя толщина пленки, мкм;
V - истинный объем образца, см3;
n - количество рельефных поверхностей,
который составляет не менее 5 см3/м2, и объем нанесенной жидкости не превышает величину ωS, где S - площадь поверхности оболочки.
2. Синтетическая пленка по п.1, отличающаяся тем, что элементами рельефа ее внутренней поверхности являются отдельные выпуклости с линейным размером проекции на плоскость пленки от 0,01 до 0,10 мм.
3. Синтетическая пленка по п.1, отличающаяся тем, что элементами рельефа ее внутренней поверхности являются отдельные впадины с линейным размером проекции на плоскость пленки от 0,1 до 30 мм.
4. Синтетическая пленка по п.1, отличающаяся тем, что жидкость, нанесенная на внутреннюю, контактирующую с пищевым продуктом рельефную поверхность, содержит, по крайней мере, один компонент, выбранный из группы, включающей конденсат продуктов пиролиза древесины, красящие карамели, эфирные масла пряностей, сахарные колеры, каротины, куркумины, рибофлавины, маслосмолы паприки, экстракты перцев, лука и чеснока.
5. Синтетическая пленка по п.2, отличающаяся тем, что содержит один слой.
6. Синтетическая пленка по п.5, отличающаяся тем, что содержит, по меньшей мере, один алифатический (со)полиамид, выбранный из группы, включающей ПА 6, ПА 66, ПА 6,66, ПА 9, ПА 12, ПА 612.
7. Синтетическая пленка по п.6, отличающаяся тем, что содержит грубодисперсный наполнитель с линейными размерами частиц от 5 до 70 мкм в количестве от 3 до 20% от массы пленки.
8. Синтетическая пленка по п.7, отличающаяся тем, что грубодисперсный наполнитель предпочтительно выбран из группы, включающей крахмал, декстрин, простые и сложные эфиры крахмала.
9. Синтетическая пленка по п.7, отличающаяся тем, что дополнительно содержит гидрофильные добавки, обеспечивающие ее высокую проницаемость по отношению к парам воды, в количестве 4-50% от массы пленки.
10. Синтетическая пленка по п.9, отличающаяся тем, что добавки, обеспечивающие высокую паропроницаемость, выбраны из группы, включающей поливиниловые спирты и поливинилпирролидоны.
11. Синтетическая пленка по п.2, отличающаяся тем, что содержит более одного слоя.
12. Синтетическая пленка по п.11, отличающаяся тем, что ее внутренний слой содержит, по меньшей мере, один алифатический (со)полиамид, выбранный из группы, включающей ПА 6, ПА 66, ПА 6,66, ПА 9, ПА 12, ПА 612.
13. Синтетическая пленка по п.12, отличающаяся тем, что ее внутренний слой содержит грубодисперсный наполнитель с линейными размерами частиц от 5 до 70 мкм в количестве от 3 до 20% от массы слоя.
14. Синтетическая пленка по п.11, отличающаяся тем, что грубодисперсный наполнитель предпочтительно выбран из группы, включающей крахмал, декстрин, простые и сложные эфиры крахмала.
15. Синтетическая пленка по п.3, отличающаяся тем, что содержит более одного слоя.
16. Синтетическая пленка по п.15, отличающаяся тем, что внутренний слой получен экструзией композиции из полимерного материала и вспенивающего агента, добавленного в таком количестве, что 1 г этой композиции выделяет при температуре экструдируемого расплава от 20 до 50 микромолей газа.
17. Синтетическая пленка по п.16, отличающаяся тем, что полимерный материал предпочтительно выполнен из, по меньшей мере, одного алифатического (со)полиамида, (со)полиэфира, иономера, полиолефина, сополимера олефина с виниловым эфиром и/или ненасыщенной карбоновой кислотой.
18. Синтетическая пленка по пп.11 и 15, отличающаяся тем, что дополнительно включает, по меньшей мере, один слой, содержащий, по меньшей мере, один термопластичный полимерный материал, барьерный по отношению к кислороду, выбранный из группы, включающей алифатические (со)полиамиды, частично-ароматические (со)полиамиды, сополимеры этилена и винилового спирта и сополимеры винилиденхлорида и винилхлорида.
19. Синтетическая пленка по пп.11 и 15, отличающаяся тем, что дополнительно включает, по меньшей мере, один слой, содержащий, по меньшей мере, один термопластичный полимерный материал, барьерный по отношению к парам воды, выбранный из группы, включающей гомо- и сополимеры олефинов, сополимеры олефинов с виниловыми эфирами, сополимеры олефинов с непредельными карбоновыми кислотами и иономеры.
20. Синтетическая пленка по пп.11 и 15, отличающаяся тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, один слой, выполненный преимущественно из материала, способного склеивать материалы, не обладающие взаимной адгезией, и выбранный из группы, включающей малеинезированные полиолефины, сополимеры олефинов с непредельными карбоновыми кислотами, терполимеры, содержащие мономерные единицы олефинов, непредельных карбоновых кислот и виниловых эфиров.
21. Синтетическая пленка по пп.11 и 15, отличающаяся тем, что дополнительно включает один внешний слой на основе полиамида, содержащий гидрофильные добавки, обеспечивающие ее высокую проницаемость по отношению к парам воды, в количестве 4-50% от массы пленки.
22. Синтетическая пленка по п.21, отличающаяся тем, что добавки, обеспечивающие высокую паропроницаемость, выбраны из группы, включающей поливиниловые спирты и поливинилпирролидоны.
23. Синтетическая пленка для упаковки пищевых продуктов и переноса пищевых красителей и/или ароматизаторов на поверхность этих продуктов в процессе их термообработки, отличающаяся тем, что выполнена по любому из пп.1-22.
24. Пищевой продукт, приготовленный в пленке по п.2, поверхность которого имеет однородную окраску.
25. Пищевой продукт, изготовленный в пленке по п.3 и имеющий на своей поверхности декоративный узор, соответствующий рельефу пленки.
