Оболочка для пищевых продуктов (варианты), способ ее получения и способ улучшения удаляемости оболочки с вареной колбасы
Изобретение относится к пищевой промышленности. Оболочка включает пленку на полимерной основе, содержащую смесь полимера и регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе. Полимерную смолу смешивают с регулятором степени непроницаемости на кремниевой основе, предпочтительно полиэдрическим олигомерным силсесквиоксаном. Полученную смесь экструдируют с получением пленки на полимерной основе, затем ее ориентируют и получают оболочку для пищевых продуктов с соответствующей степенью непроницаемости. Способ улучшения удаляемости оболочки с вареной колбасы предусматривает впрыскивание в оболочку антиадгезива, который образует на внутренней стенке оболочки тонкое покрытие. Изобретение позволяет получить прочную оболочку на полимерной основе, характеризующуюся степенью непроницаемости, подходящей для конкретного типа пищевого продукта, подлежащего заключению в оболочку, и обеспечивающую увеличение срока хранения пищевого продукта. 4 н. и 68 з.п. ф-лы.
ПРИТЯЗАНИЕ НА ПРИОРИТЕТ
Данная заявка заявляет притязание на приоритет заявки на патент США № 10/255727, озаглавленной «Колбасная оболочка на полиамидной основе», поданной 26 сентября 2002 года, и заявке на патент США № 10/356837, озаглавленной «Колбасная оболочка на полимерной основе», поданной 3 февраля 2003 года, из которых обе во всей своей полноте тем самым включаются в настоящий документ для справки.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к оболочке на полимерной основе, подходящей для заключения в нее вареного и сырого колбасного фарша.
Колбасные оболочки из синтетических полимеров должны удовлетворять многочисленным требованиям, если нужно, чтобы они были пригодны для коммерческого использования. Данные требования различаются в зависимости от типа мяса, которое должно быть заключено в оболочку. Например, вареное мясо, такое как традиционные колбасы, приобретаемые в продовольственном магазине, сардельки, ветчины, салями и печеночные паштеты, заключают в оболочку в сыром пастообразном виде, а после этого варят либо подвергают копчению в оболочке. В зависимости от конкретного рынка данную продукцию в виде вареного мяса можно продавать при наличии оболочки либо в отсутствие ее, и зачастую ее хранят замороженной до температуры менее 4°С. Некоторые требования в случае данных типов вареного мяса заключаются в следующем:
1. Гофрируемость - пленка должна обладать способностью подвергаться гофрированию и оставаться гофрированной вплоть до проведения процесса заполнения.
2. Способность восстанавливаться - пленка должна оставаться облегающей без сминания, если предварительно нагретое упакованное в нее мясо будет охлаждаться либо терять массу вследствие испарения воды.
3. Прочность - пленка должна обеспечивать, чтобы высокое давление заполнения в основном приводило к возникновению упругой деформации трубчатой пленки без образования локализованных вздутий.
4. Удаляемость - пленка должна быть легко удаляемой с упакованного мяса без повреждения мясной продукции.
5. Температуростойкость - пленка должна быть способной выдерживать температуры, связанные с процессом варки.
6. Непроницаемость - пленка должна обладать хорошей непроницаемостью в отношении проникновения кислорода и водяных паров.
С другой стороны, испанские сырокопченые колбаски представляют собой тип сырого колбасного фарша из свежего мяса, который часто смешивают с уксусом и специями и хранят при комнатных температурах, таких как 20-25°С. В отличие от обсуждавшегося выше вареного мяса испанские сырокопченые колбаски и другие подобные продукты после изготовления подвергаются воздействию процесса ферментации либо дозревания, при котором мясо генерирует влагу и газообразный СО2. Подвергшиеся ферментации мясо и колбасы характеризуются наличием у них пикантного вкуса и в большинстве случаев консистенции, вязкой при жевании. Характерный пикантный вкус получается в результате протекания бактериальной ферментации, в ходе которой накапливаются молочная кислота и другие побочные продукты ферментации. Величина рН у подвергшихся ферментации колбас обычно находится в диапазоне от приблизительно 4,6 до приблизительно 5,3. Подвергшиеся ферментации виды колбасы включают как сухие, так и полусухие разновидности. Представительные подвергшиеся ферментации виды сухой колбасы включают генуэзскую салями, твердую салями и пепперони. Представительные подвергшиеся ферментации виды полусухой колбасы включают летнюю колбасу, деревенскую колбасу и испанские сырокопченые колбаски. Влага и газ, генерируемые в ходе процесса дозревания, должны иметь возможность проходить через пленку оболочки во избежание возникновения разрывов либо прорывов и во избежание нежелательных роста бактерий и формирования кислой среды, что в противном случае будет иметь место и приведет к ухудшению качества и вкуса мяса.
Испанские сырокопченые колбаски и другие подобные сырые продукты преимущественно заключают в оболочки из целлюлозы, но их производят также и с использованием коллагеновых оболочек либо натуральных свиных внутренностей. Трубчатые оболочки из целлюлозы хорошо известны на современном уровне техники в сфере изготовления оболочек для мяса, и различные производители широко их использовали в течение многих лет как для вареного, так и для сырого мяса. Основной способ изготовления оболочек из регенерированной целлюлозы реализуют посредством хорошо известного вискозного способа, при котором в щелочном жидком носителе формируют ожиженную коллоидную дисперсию целлюлозных волокон.
После того как сформирована оболочка из целлюлозы, ее обычно подвергают гофрированию в соответствии с хорошо известными способами, при которых большие длины рукавов, зачастую называемые «тяжами», сжимают и придают им гофрированность с получением более коротких сцепленных рукавов, зачастую называемых «гофрокуклами» либо «куклами». На современном уровне техники обычными являются высокоскоростные гофрировальные машины, такие как те, что описываются в патентах США №№ 2984574, 3451827, 3454981, 3461484, 3988804 и 4818551, которые включаются в настоящий документ для справки. Сцепленность гофрокуклы важна для того, чтобы она оставалась прямой и жесткой. Гофрированные оболочки небольшого диаметра для пищевых продуктов необходимо упаковать для распространения и реализации, и данное упаковывание является критическим моментом с точки зрения коммерчески значимых эксплуатационных характеристик, поскольку оболочка характеризуется толщиной в диапазоне от приблизительно 20 мкм до приблизительно 40 мкм, и поэтому она предрасположена к появлению повреждений. Хотя куклы должны быть жесткими, что предотвратит их деформирование и позволит им перенести транспортировку до производителя пищевых продуктов, куклы также должны обеспечивать и легкость дозирования без потерь при заполнении их мясным фаршем при использовании высокоскоростных начинконаполнителей.
Несмотря на то, что оболочки из целлюлозы и являются стандартными для изготовления испанских сырокопченых колбасок, им присущи и несколько недостатков. Наиболее существенный с коммерческой точки зрения недостаток заключается в том, что оболочки из целлюлозы обладают чрезмерной проницаемостью для влаги. Это делает возможными потерю массы реализуемой продукцией либо иногда возникновение противоположной проблемы - влага может поглощаться в оболочку из целлюлозы, тем самым, делая возможным рост грибков внутри оболочки. Кроме того, при печати с использованием более чем двух цветов, краска имеет тенденцию проникать сквозь оболочку из целлюлозы, тем самым, вступая в контакт с продуктом и окрашивая его.
Имеется другая "синтетическая" альтернатива оболочкам для испанских сырокопченых колбасок, которая представляет собой полиамидные пленки, ориентированные при двухосном растяжении. Полиамид, обычно называемый найлоном, представляет собой полукристаллический термопласт, который состоит из линейных алифатических сегментов, которые соединяются амидными соединительными звеньями. Полиамид можно получить в результате полимеризации либо лактама и аминокислоты, либо двухосновной кислоты и диамина. Широкое разнообразие вариантов, по которым можно получить полиамид, делает возможным проведение регулировки свойств основной цепи с целью удовлетворения конкретных потребностей. Различные типы полиамида идентифицируют по количественным показателям, которые представляют собой количество атомов углерода в каждом из исходных веществ. Например, найлон-6,6 получают из содержащего 6 атомов углерода гексаметилендиамина и содержащей 6 атомов углерода адипиновой кислоты. Все найлоны поглощают влагу из атмосферы, и вода, которая проникает в их структуру, приводит к изменению размеров и выступает в роли пластификатора. Данные факторы необходимо принимать во внимание при проектировании продукта, изготавливаемого из полиамида. В дополнение к этому для ориентирования кристаллов и упрочнения пленки можно использовать двухосное ориентирование - растяжение пленки в одном направлении, а затем под прямым углом к нему. Кроме того, полиамид стоит недорого и характеризуется превосходным пределом прочности при растяжении в сравнении с другими полимерами, что и составляет причины его широкого использования в качестве волокна. Не наполненный полиамид биологически инертен, и большинство марок получили одобрение от Управления США по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов на использование в контакте с пищевыми продуктами.
В общем случае однослойные полиамидные колбасные оболочки можно легко интегрировать в операции по гофрированию и заполнению, которые в настоящее время существуют для колбасных оболочек из целлюлозы. Несмотря на то, что их изготовление обходится дешевле, чем изготовление оболочек из целлюлозы, в сравнении с технологией для традиционных оболочек из целлюлозы оболочкам из чистого полиамида присущи несколько недостатков в случае как вареных, так и сырых колбасных фаршей. Например, оболочки из чистого полиамида нельзя подвергать копчению, нельзя эффективно удалить ни вручную, ни автоматически, и они не обеспечивают прохождение газа для сырых колбас, которые претерпевают ферментацию.
В случае вареного мяса зачастую используют несколько слоев из полиамидов и других полимеров для того, чтобы скомпенсировать некоторые неблагоприятные характеристики чистого полиамида. Например, для нескольких различных типов вареных мяса и колбас требуется использование материалов оболочек, которые характеризуются низкой проницаемостью для водяных паров. Непроницаемость для водяных паров предотвращает возникновение потерь массы вследствие испарения воды из содержимого, что уменьшило бы продажную ценность продукта. Это также обеспечивает то, что колбасная оболочка окружает мясо плотно и без складок, и даже по истечении относительно длительных периодов хранения между внутренней стенкой оболочки и колбасным фаршем не образуется свободных пространств, в которых могли бы сформироваться студнеобразные отеки. Для этой цели известен вариант комбинирования полиамидного слоя со вторым слоем другого полимера, проницаемость которого по водяному пару ниже проницаемости полиамидного слоя. Однако существует несколько типов мяса, для которых даже пониженная проницаемость данной двухслойной композитной оболочки все еще чрезмерно велика для того, чтобы оболочка была пригодной для использования. Например, некоторые типы вареного мяса в значительной степени изменяют окраску при воздействии даже самых незначительных количеств кислорода. На предшествующем уровне техники данную проблему разрешили в результате введения в оболочку дополнительных полимерных слоев, что обеспечивает великолепную непроницаемость по кислороду. В результате наличия данных нескольких слоев зачастую в жертву приносятся некоторые другие коммерчески важные характеристики, такие как прозрачность оболочки, восприимчивость оболочки к печати и согласованность, удобство и простота использования в ходе процессов гофрирования и заполнения. Соответственно этому желательно создать новую однослойную оболочку на полимерной основе, которая удовлетворяет всем упомянутым выше требованиям для упаковывания вареных мяса и колбас.
В случае сырого мяса для полиамидных оболочек имеет место другая проблема. Как уже обсуждалось выше, для испанских сырокопченых колбасок и других сырых продуктов, для которых необходимо проводить процесс дозревания/ферментации (таких как мягкие сыры), требуется наличие оболочки, которая была бы проницаема для образующихся газов и влаги. Для оболочек из чистого полиамида характерна чрезмерно высокая степень непроницаемости по газам и влаге в случае данного конкретного приложения. С целью получения проницаемой пленки несколько производителей полиамидных оболочек в качестве альтернативы предприняли попытку смешивания полиамидов с другими полимерами, такими как сложный полиэфир, полипропилен и Surlyn®. Проблема, связанная с данным подходом, заключается в том, что гофрокукла, которая в результате получается из таких пленок, может оказаться чрезмерно жесткой, и ей могут быть свойственны проблемы, связанные с разглаживанием гофрирования перед использованием. По этим и другим причинам в настоящее время полиамидные оболочки не используются в промышленности изготовления испанских сырокопченых колбасок и сырого колбасного фарша. То, что будет требоваться в случае сырого мяса, представляет собой однослойную оболочку на полимерной основе, свойства которой можно будет регулировать с целью удовлетворения как требований к проницаемости продукта, так и коммерческих технологических требований к гофрированию и заполнению.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
С этой целью в настоящем изобретении предлагается способ получения оболочки, подходящей для использования в случае вареной либо сырой колбасы, где оболочка характеризуется степенью непроницаемости, подходящей для конкретного типа пищевого продукта, подлежащего заключению в оболочку. Полимерную смолу смешивают с регулятором степени непроницаемости на кремниевой основе, предпочтительно с полиэдрическим олигомерным силсесквиоксаном, в определенной концентрации и получают маточную смесь. После этого данную маточную смесь можно дополнительно подвергнуть смешению либо совместному экструдированию с дополнительным чистым полимером, а затем подвергнуть ориентированию при двухосном растяжении с получением оболочки на полимерной основе. Тип использованного регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе можно варьировать с целью получения в результате пленки, которая будет либо увеличивать, либо уменьшать степень непроницаемости пленки в сравнении с чистым полимером. Количество дополнительного чистого полимера, подвергаемого смешению либо совместному экструдированию с маточной смесью, можно варьировать с целью оказания влияния на величину увеличения либо уменьшения степени проницаемости у получающейся в результате пленки.
В еще одном варианте реализации настоящего изобретения предлагается однослойная колбасная оболочка на полимерной основе, подходящая для использования вместе с сырым мясом, таким как испанские сырокопченые колбаски. Полимерную смолу смешивают с регулятором степени непроницаемости на кремниевой основе, предпочтительно с полиэдрическим олигомерным силсесквиоксаном, для увеличения степени проницаемости колбасной оболочки, где концентрация полиэдрического олигомерного силсесквиоксана в смеси находится в диапазоне от приблизительно 0,2% до приблизительно 20% (мас.). Получающуюся в результате смесь можно ориентировать при двухосном растяжении и получить однослойную колбасную оболочку на полимерной основе, подходящую для использования вместе с сырым колбасным фаршем, таким как испанские сырокопченые колбаски, и особенно подходящую для обеспечения проницаемости по газу и влаге, необходимой во время проведения процесса дозревания для сырого колбасного фарша.
И в еще одном варианте реализации настоящего изобретения предлагается способ улучшения удаляемости оболочек для вареного мяса в результате впрыскивания в оболочку в ходе проведения процесса гофрирования антиадгезива без добавления поверхностно-активного вещества с получением тонкого покрытия. Предпочтительно антиадгезивом является раствор гидроксипропилметилцеллюлозы с концентрацией в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 20% (мас.) с получением в результате маловязкого антиадгезива с вязкостью в диапазоне от приблизительно 2 сП до приблизительно 100 сП. Данный вариант реализации настоящего изобретения предназначен для использования вместе с любым типом оболочки, но предпочтительно для использования вместе с оболочками на полимерной основе по настоящему изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем изобретении предлагается способ получения колбасной оболочки на полимерной основе, где пленка характеризуется непроницаемостью, подходящей для конкретного типа колбасного фарша, подлежащего заключению в оболочку. В настоящем изобретении также предлагаются композиции для пленок на полимерной основе, подходящих для использования в колбасных оболочках.
В предпочтительном варианте реализации полиамидную смолу смешивают с регулятором степени непроницаемости на кремниевой основе при определенной концентрации регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе и получают маточную смесь. Данную маточную смесь после этого можно подвергнуть смешиванию либо совместному экструдированию с чистым полиамидом, а затем ориентированию при двухосном растяжении с получением пленки на полиамидной основе. Тип используемого регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе можно варьировать для получения пленки с увеличенной либо уменьшенной степенью непроницаемости по отношению к чистому полиамиду. Количество чистого полиамида, подвергаемого смешиванию либо совместному экструдированию с маточной смесью, также можно варьировать для регулирования степени проницаемости пленки на полиамидной основе. Полиамиды в соответствии с тем, что предусматривает настоящее изобретение, включают все полиамиды, обсуждавшиеся ранее, но предпочтительно имеются в виду линейные алифатические полиамиды. Наиболее предпочтительно линейный алифатический полиамид, используемый в пленках настоящего изобретения, выбирают из группы, состоящей из найлона 6, найлона 6/6, найлона 12 или же любых их комбинаций либо сополимера.
Регуляторы степени непроницаемости на кремниевой основе, предусматриваемые настоящим изобретением, включают молекулы, содержащие, по меньшей мере, один атом кремния, и они дополнительно определяются четырьмя основными признаками. Во-первых, регулятор степени непроницаемости на кремниевой основе, используемый в настоящем изобретении, должен относиться к одному типу молекулы, а не к случайным образом подобранному набору молекул. Однако, предполагается, что регулятор степени непроницаемости на кремниевой основе может включать определенную смесь молекул при том условии, что каждый тип молекулы будет соответствовать требованиям, описанным в настоящем документе. Во-вторых, регуляторы степени непроницаемости на кремниевой основе, используемые в настоящем изобретении, должны характеризоваться полиэдрической геометрией с хорошо определенными трехмерными формами, то есть, представлять собой структуру клетки. Хорошими примерами являются кластеры, в то время как плоские углеводороды, дендримеры и частицы таковыми не являются. В-третьих, регуляторы степени непроницаемости на кремниевой основе, используемые в настоящем изобретении, должны иметь наноскопические размеры, которые попадают в диапазон от приблизительно 0,5 нм до приблизительно 7 нм. В-четвертых, регуляторы степени непроницаемости на кремниевой основе, используемые в настоящем изобретении, должны характеризоваться систематическим химизмом, который делает возможным точное регулирование их размера, стереохимии, реакционной способности и физических свойств, в том числе и тех, которые они будут придавать другим химическим системам, таким как полимерные системы.
В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения использованная молекула на кремниевой основе представляет собой полиэдрический олигомерный силсесквиоксан. Более предпочтительно полиэдрический олигомерный силсесквиоксан характеризуется следующей далее структурой:
где группы независимо можно выбирать из органических соединений, содержащих 1-30 атомов углерода. Предпочтительным аспектом настоящего изобретения является случай, когда группы R независимо можно выбирать из группы, состоящей из фенила, изооктила, циклогексила, циклопентила, изобутила, метила, трифторпропила и фенетила. Наиболее предпочтительно, когда группа R представляет собой изобутил, в результате чего будет получена молекула, которую можно обозначить как полиэдрический олигомерный октаизобутилсилсесквиоксан.
Полиэдрические олигомерные силсесквиоксаны удовлетворяют четырем требованиям, приведенным выше для регуляторов степени непроницаемости на кремниевой основе, и, в приложении к настоящему изобретению, обеспечивают достижение дополнительных преимуществ. Полиэдрические олигомерные силсесквиоксаны, определенные выше, имеют ядро, подобное Si-O-клетке, окруженное нереакционноспособными органическими группами. Это делает возможным совмещение неорганического ядра с органической матрицей, такой как полимерные системы, описанные в настоящем документе. Данная совместимость делает возможным смешивание с полимерами описанных выше полиэдрических олигомерных силсесквиоксанов с получением истинных нанокомпозитов с полностью молекулярным уровнем диспергирования. Именно данная уникальная способность диспергирования на молекулярном уровне обеспечивает значительное улучшение характеристик непроницаемости и проницаемости у полимеров. Такие полиэдрические олигомерные силсесквиоксаны представлены на рынке, например, компанией Hybrid Plastics Corporation, которая специализируется в химической технологии Nanostructured™, в том числе POSS® Molecular Silicas™.
Было определено, что пленку на полимерной основе в сочетании с регулятором степени непроницаемости на кремниевой основе, соответствующим настоящему изобретению, можно использовать для регулирования степени непроницаемости пленки. Например, предпочтительный аспект настоящего изобретения представляет собой случай, когда в смеси концентрация регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе составляет от приблизительно 0,1% до приблизительно 20% (мас.), более предпочтительно от приблизительно 0,1% до приблизительно 5% (мас.), а наиболее предпочтительно от приблизительно 0,2 до приблизительно 1% (мас.). Еще один аспект настоящего изобретения представляет собой способ регулирования концентрации регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе в пленке на полимерной основе в результате примешивания известного количества чистой полимерной смолы к маточной смеси полимера и регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе с известной концентрацией. Например, маточную смесь в виде 20% (мас.) регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе в полиамиде можно подвергнуть совместному экструдированию либо другому смешиванию с чистым полиамидом с получением пленки, которая имеет концентрацию, меньшую 20% (мас.).
Несмотря на то, что описание до данного момента фокусировалось на предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения с использованием полиамидной смолы, настоящее изобретение также включает и другие типы оболочек на полимерной основе. Полимеры, которые могут быть ориентированы, такие как сложный полиэфир, поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен и любые их комбинации либо сополимеры, в сочетании с регуляторами степени непроницаемости на кремниевой основе, соответствующими настоящему изобретению, обладают свойствами, подходящими для заключения в оболочку пищевых продуктов, таких как мясо и сыры. Соответственно этому преимущества настоящего изобретения характерны для широкого ассортимента полимеров, и последние в сочетании с регуляторами степени непроницаемости на кремниевой основе являются подходящими для получения оболочек, предназначенных для использования вместе с пищевыми продуктами, такими как вареная колбаса, сырая колбаса и сыр.
Оболочки на полимерной основе настоящего изобретения можно подвергнуть ориентированию при двухосном растяжении и получить однослойную колбасную оболочку на полимерной основе, подходящую для использования вместе с сырым колбасным фаршем, таким как испанские сырокопченые колбаски. Вплоть до появления настоящего изобретения для сырых колбасных фаршей использовали исключительно оболочки из целлюлозы, поскольку оболочки из целлюлозы дают возможность влаге и газам, генерируемым в ходе процесса дозревания, проходить через оболочку. Однако оболочки из целлюлозы зачастую обеспечивают наличие чрезмерно малого барьера для такого проникновения, тем самым, ограничивая «срок годности при хранении» для таких сырых продуктов, поскольку они высыхают чрезмерно быстро. Однослойные оболочки на полимерной основе, соответствующие настоящему изобретению, обеспечивают уровень проницаемости оболочек из целлюлозы, но также и предлагают средства регулирования проницаемости по газу и влаге, обусловленных протеканием процесса дозревания, для того, чтобы отрегулировать степень проницаемости для конкретных продуктов и потребностей потребителей. Более продолжительные сроки годности при хранении могут быть получены либо в результате выбора регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе, который позволит добиться меньшей степени проницаемости (то есть, большей степени непроницаемости), либо в результате эффективного уменьшения концентрации регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе в пленке на полиамидной основе, что, таким образом, уменьшит степень проницаемости. Данный вариант реализации настоящего изобретения впервые описывает недорогую однослойную колбасную оболочку, которая обеспечивает достижение наивысшего уровня гибкости при регулировании степени непроницаемости в соответствии с потребностями промышленности по переработке пищевых продуктов.
Также предполагается, что пленки на полимерной основе настоящего изобретения могут быть использованы и при упаковывании мягких сыров. На современном уровне техники хорошо известно, что мягкие сыры можно упаковывать в упаковочный материал в виде пленки из целлюлозы, что обуславливается ее превосходной проницаемостью, как это проиллюстрировано в патенте США № 4276340, который включается в настоящий документ для справки. Мягкие сыры, такие как камамбер и бри, упаковывают до того, как сыр полностью дозреет. Процесс дозревания продолжается после упаковывания в результате протекания процесса динамической бактериальной ферментации, в ходе которого сыр поглощает кислород из атмосферы и высвобождает диоксид углерода, таким образом, обуславливая необходимость использования упаковочной пленки, которая обеспечит достаточную степень проницаемости для газа. Поскольку мягкие сыры характеризуются высоким уровнем содержания влаги, существенным моментом также будет и наличие у упаковочного материала проницаемости в отношении прохождения водяного пара, содержащегося в продукте, образуемом сыром, но при этом не настолько большой проницаемости, чтобы сыр высох. Оболочка на полимерной основе настоящего изобретения превосходно подходит для таких приложений, что обуславливается точным регулированием степени непроницаемости оболочки по газу и влаге, как это было описано выше для приложения с сырым мясом, таким как испанские сырокопченые колбаски.
И в еще одном варианте реализации настоящего изобретения колбасные оболочки на полимерной основе настоящего изобретения могут быть использованы вместе с колбасным фаршем, который будет подвергнут варке либо копчению в оболочке, и где оболочка надлежащим образом предотвратит проникновение влаги и газов в оболочку. В случае вареных колбас, таких как сосиски для бутербродов с горячей сосиской либо сардельки, рыночные соображения определяют ту степень непроницаемости по газу, которая будет необходима для рентабельного продукта. Например, для предварительно очищаемых от оболочки сосисок для бутербродов с горячей сосиской высокая степень непроницаемости для газов не требуется по двум причинам. Во-первых, предварительно очищаемые от оболочки сосиски для бутербродов с горячей сосиской будут очищать от оболочки на высокоскоростных машинах для удаления оболочки вскоре после варки, тем самым, будет устранена необходимость в защите от проникновения кислорода сквозь оболочку. Во-вторых, для предварительно очищаемых от оболочки сосисок для бутербродов с горячей сосиской, которые будут подвергать копчению, а не варке, желательно иметь более высокую степень проницаемости по газу, такую, чтобы дым мог проникать сквозь оболочку. Однако, на рынках не очищаемых от оболочки сосисок для бутербродов с горячей сосиской, таких как в Мексике, важно иметь возможность регулирования степени проницаемости по газу для того, чтобы оптимизировать срок годности продукта при хранении. Колбасные оболочки на полимерной основе настоящего изобретения обеспечивают достижение коммерческой гибкости, необходимой для каждого типа продукта. Более продолжительные сроки годности при хранении для оболочек у не очищаемых от оболочки сосисок для бутербродов с горячей сосиской могут быть получены либо в результате выбора регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе, который позволит добиться меньшей степени проницаемости (то есть, большей степени непроницаемости), либо в результате эффективного уменьшения концентрации регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе в пленке на полимерной основе, что, таким образом, уменьшит степень проницаемости. Подобный анализ может быть сделан и для других типов вареных колбас. Регуляторы степени непроницаемости на кремниевой основе можно тщательно выбирать с целью либо увеличения, либо уменьшения степени проницаемости по газу и влаге по отношению к степени проницаемости оболочек на основе либо целлюлозы, либо чистого полиамида. Концентрацию регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе можно тщательно выбирать для обеспечения достижения уровня проницаемости, оптимального для требований к данному продукту. Данный вариант реализации настоящего изобретения впервые описывает недорогую однослойную колбасную оболочку, которая обеспечивает достижение наивысшего уровня гибкости при регулировании степени непроницаемости в соответствии с потребностями промышленности по изготовлению вареной колбасы.
Также было установлено, что пленки на полимерной основе, содержащие описанный выше регулятор степени непроницаемости на кремниевой основе, можно эффективно использовать для получения колбасных оболочек небольшого диаметра при толщине пленки в диапазоне от приблизительно 6 микронов до приблизительно 80 мкм, а более предпочтительно в диапазоне от приблизительно 20 мкм до приблизительно 30 мкм. Такие оболочки, получаемые в соответствии с настоящим изобретением, надлежащим образом обеспечивают наличие способности восстанавливаться, прочности и температуростойкости, которые необходимы для коммерчески приемлемых колбасных продуктов. Фактически, толщина пленки в диапазоне 10-20 мкм в соответствии с настоящим изобретением представляет собой значительное уменьшение толщины пленки в сравнении с колбасными оболочками из целлюлозы и пластика современного уровня техники, толщины которых обычно в среднем составляют приблизительно 28 мкм. Данное уменьшение толщины пленки даст возможность производителям оболочек изготавливать гофрокуклу, которая включает большее число оболочек на одну куклу, что, тем самым, уменьшает эксплуатационные расходы как для производителя оболочек, так и для расположенного дальше на технологической цепочке производителя колбасы. Данное преимущество при изготовлении в сочетании с низкой стоимостью полимерных оболочек в сравнении с оболочками из целлюлозы и гибкое регулирование степени непроницаемости делают настоящее изобретение привлекательной альтернативой технологиям современного уровня техники.
И еще один вариант реализации настоящего изобретения заключается в одновременном использовании антиадгезива вместе с описанными в настоящем документе оболочками на полимерной основе для обеспечения получения коммерчески приемлемых характеристик по удаляемости оболочки в случае колбас, которые на рынке распространяются предварительно очищенными от оболочки. Предварительно очищенные от оболочки колбасы, такие как сосиски для бутербродов с горячей сосиской либо сардельки, которые помещаются в вакуумные упаковки в ходе последующих операций на технологической цепочке, обычно очищают от оболочки с использованием высокоскоростных автоматических машин для удаления оболочки, таких как описанные в патентах США №№ 2424346, 2514660, 2686927, 2757409, 3312995, 3487499 и 3608973, которые включаются в настоящий документ для справки. Для таких машин требуется наличие минимального сопротивления отделению оболочки от вареного колбасного фарша, в противном случае продукт будет закупоривать машину либо проходить через машину без очищения от оболочки, что приведет к увеличению эксплуатационных расходов. Колбасы и сосиски для бутербродов с горячей сосиской, которые будут продаваться неочищенными от их оригинальной оболочки, также должны легко очищаться от оболочки потребителем.
Традиционно полиамидные оболочки в сравнении с оболочками из целлюлозы были менее популярны в колбасной промышленности вследствие их худших характеристик по удаляемости оболочки, а также их худшей степени проницаемости по газу. Предпочтительный аспект настоящего изобретения включает нанесение покрытия на внутреннюю стенку оболочки при использовании антиадгезива, который будет улучшать удаляемость оболочки. На предшествующем уровне техники проблему удаляемости оболочки разрешали при использовании антиадгезивов, содержащих целлюлозный материал в сочетании с поверхностно-активным веществом, которое обеспечивает равномерное распределение композиции покрытия на поверхности оболочки. Вариант реализации настоящего изобретения заключается в предложении целлюлозного антиадгезива, который будет образовывать покрытие на внутренней стенке любого типа оболочки для пищевых продуктов при использовании антиадгезива, который не содержит поверхностно-активного вещества. Говоря более конкретно, антиадгезивом, предпочтительным для использования вместе с оболочками, является маловязкая гидроксипропилметилцеллюлоза фармацевтической категории, предпочтительно для использования вместе с оболочками на полимерной основе настоящего изобретения. Гидроксипропилметилцеллюлоза фармацевтической категории поступает от производителей в виде белого порошка, который разбавляют водой либо другим растворителем и получают маловязкий раствор. Одной из коммерчески доступных марок гидроксипропилметилцеллюлозы фармацевтической категории является Demacol 2910 HE, которую на рынке распространяет компания Demacsa.
В предпочтительном аспекте настоящего изобретения антиадгезив разбавляют растворителем с соотношением в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 20%, а более предпочтительно с соотношением в диапазоне от приблизительно 3,5% до приблизительно 8%. В случае гидроксипропилметилцеллюлозы фармацевтической категории, разбавленной в соответствии с тем, что описано выше, может быть достигнута вязкость в диапазоне от приблизительно 2 до приблизительно 100 сП, а предпочтительно от приблизительно 5 до приблизительно 6 сП. Именно данная низкая вязкость отчасти обеспечивает формирование надлежащего покрытия на внутренней стенке колбасных оболочек без использования поверхностно-активного вещества.
Предпочтительный аспект настоящего изобретения также заключается в нанесении антиадгезива без использования поверхностно-активного вещества во время проведения процесса гофрирования для того, чтобы нанести равномерное покрытие на внутреннюю поверхность оболочки в гофрокукле. Оборудование, предназначенное для добавления жидкости в ходе проведения процесса гофрирования, представляет собой обычное оборудование для оболочек из целлюлозы современного уровня техники, проиллюстрированное в патентах США №№ 4374871 и 4818551, которые включаются в настоящий документ для справки. Степень нанесения покрытия на оболочку обычно будет находиться в диапазоне от приблизительно 0,5 мг/дюйм2 до приблизительно 50 мг/дюйм2, а более предпочтительно в диапазоне от приблизительно 3,5 мг/дюйм2 до приблизительно 10 мг/дюйм2. Было установлено, что данное покрытие, образованное антиадгезивом, описанным в настоящем изобретении, позволяет получить гофрокуклу, которая будет рентабельна, то есть, будет достаточно жесткой для транспортирования до производителей колбасы и обеспечит наличие достаточного сопротивления преждевременному разглаживанию гофрирования и разрыванию в ходе процесса заполнения.
На современном уровне техники в общем случае хорошо известно добавление в антиадгезив жидких вкусовых добавок и красителей для того, чтобы придать колбасному фаршу другие вкус и окраску. При добавлении жидких красителей и вкусовых добавок тонкое покрытие, образуемое антиадгезивом на внутренней поверхности гофрированной оболочки, служит для переноса красителя либо вкусовой добавки к заключенному в оболочку колбасному фаршу, а конкретно, к поверхности заключенного в оболочку колбасного фарша. Использование жидких вкусовых добавок и красителей, как было установлено, в особенности эффективно в случае маловязких антиадгезивов настоящего изобретения, описанных в настоящем документе.
На современном уровне техники хорошо известна печать на колбасных оболочках из целлюлозы слов, цифр и графических изображений. В общем случае при традиционной печати на оболочках из целлюлозы невозможно пользоваться более чем двумя цветами вследствие наличия тенденции к проникновению типографской краски сквозь оболочку, что, тем самым, приведет к попаданию краски в контакт с пищевым продуктом и к окрашиванию последнего. В случае однослойных колбасных оболочек на полиамидной основе настоящего изобретения оболочка представляет собой превосходную поверхность для печати с использованием вплоть до десяти цветов без какого-либо проникновения типографской краски сквозь оболочку. С коммерческой точки зрения на тех рынках, где либо вареное, либо сырое мясо продают в неочищенном от оболочки виде, возможность использования нескольких цветов и детализированных графических изображений позволяет избежать использования наклеек либо наружных упаковок с целью идентифицирования продукта и улучшения у продукта внешнего вида и привлекательности.
Несмотря на то, что аппаратура, композиции и способы данного изобретения были описаны с отнесением к предпочтительным либо иллюстративным вариантам реализации, специалисту в соответствующей области должно быть очевидно, что без отклонения от объема и сущности изобретения способ, описанный в настоящем документе, может быть подвергнут различным модификациям. Все такие подобные замещения и модификации, очевидные специалистам в соответствующей области, предполагаются включенными в объем и сущность изобретения, сформулированного в следующей далее формуле изобретения.
1. Оболочка для пищевых продуктов, включающая пленку на полимерной основе, содержащую смесь полимера и регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе.
2. Оболочка по п.1, где смесь экструдируют, а затем ориентируют при двухосном растяжении с получением пленки на полимерной основе.
3. Оболочка по п.1, где регулятором степени непроницаемости на кремниевой основе является полиэдрический олигомерный силсесквиоксан.
4. Оболочка по п.3, где полиэдрический олигомерный силсесквиоксан описывается структурой
где R выбирают из группы, включающей органические соединения, имеющие 1-30 атомов углерода.
5. Оболочка по п.4, где R представляет собой изобутил.
6. Оболочка по п.4, где полиэдрическим олигомерным силсесквиоксаном является полиэдрический олигомерный октаизобутилсилсесквиоксан.
7. Оболочка по п.1, где полимер выбирают из группы, состоящей из полиамида, сложного полиэфира, поливинилхлорида, полиэтилена, полипропилена и их любых комбинаций или любых сополимеров.
8. Оболочка по п.1, где полимер выбирают из группы, состоящей из найлона 6, найлона 6/66, найлона 6,6 и найлона 12.
9. Оболочка по п.1, где оболочка пригодна для заключения в нее мяса, которое должно оставаться сырым в течение времени, и где оболочка дает возможность влаге и газам проникать сквозь нее.
10. Оболочка по п.1, где оболочка пригодна для заключения в нее мягких сыров, которые не полностью дозрели, и где оболочка дает возможность влаге и газам проникать сквозь нее.
11. Оболочка по п.1, где оболочка пригодна для заключения в нее мяса, которое должно быть подвергнуто варке либо копчению в оболочке, и где оболочка предотвращает проникновение сквозь нее влаги и, по меньшей мере, газов, но делает возможным проникновение сквозь оболочку, по меньшей мере, дыма.
12. Оболочка по п.1, где концентрация регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе в смеси находится в диапазоне от приблизительно 0,1 мас.% до приблизительно 20 мас.%.
13. Оболочка по п.12, где концентрация регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе в смеси находится в диапазоне от приблизительно 0,1 мас.% до приблизительно 5 мас.%.
14. Оболочка по п.13, где концентрация регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе в смеси находится в диапазоне от приблизительно 0,2 мас.% до приблизительно 1 мас.%.
15. Оболочка по п.1, где концентрация регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе в смеси достаточна для того, чтобы сделать возможной печать на внешней поверхности оболочки с использованием вплоть до десяти цветов без проникновения типографской краски сквозь оболочку.
16. Оболочка по п.1, где пленка характеризуется толщиной пленки в диапазоне от приблизительно 6 мкм до приблизительно 80 мкм.
17. Оболочка по п.16, где пленка характеризуется толщиной пленки в диапазоне от приблизительно 20 мкм до приблизительно 30 мкм.
18. Оболочка по п.1, дополнительно включающая антиадгезив, нанесенный в виде покрытия на внутреннюю стенку оболочки.
19. Оболочка по п.18, где антиадгезив содержит гидроксипропилметилцеллюлозу и растворитель.
20. Оболочка по п.19, где растворителем является вода.
21. Оболочка по п.19, где в антиадгезиве концентрация гидроксипропилметилцеллюлозы находится в диапазоне от приблизительно 1 мас.% до приблизительно 20 мас.%.
22. Оболочка по п.21, где в антиадгезиве концентрация гидроксипропилметилцеллюлозы находится в диапазоне от приблизительно 3,5 мас.% до приблизительно 8 мас.%.
23. Оболочка по п.18, где антиадгезив характеризуется вязкостью в диапазоне от приблизительно 2 сП до приблизительно 100 сП.
24. Оболочка по п.23, где антиадгезив характеризуется вязкостью в диапазоне от приблизительно 5 сП до приблизительно 6 сП.
25. Оболочка по п.19, где антиадгезив дополнительно содержит жидкую вкусовую добавку.
26. Оболочка по п.19, где антиадгезив дополнительно содержит жидкий краситель.
27. Колбасная оболочка, включающая пленку на полиамидной основе, содержащую смесь линейного алифатического полиамида и полиэдрического олигомерного силсесквиоксана, описываемого структурой
где R выбирают из группы, включающей органические соединения, имеющие 1-30 атомов углерода, а после этого ориентируют при двухосном растяжении с получением пленки.
28. Оболочка по п.27, где полиэдрическим олигомерным силсесквиоксаном является полиэдрический олигомерный октаизобутилсилсесквиоксан.
29. Оболочка по п.27, где линейный алифатический полиамид выбирают из группы, состоящей из найлона 6, найлона 6,6, найлона 12 и их любых комбинаций или любых сополимеров.
30. Оболочка по п.27, где концентрация полиэдрического олигомерного силсесквиоксана в смеси находится в диапазоне от приблизительно 0,1 мас.% до приблизительно 5 мас.%.
31. Оболочка по п.27, где где концентрация полиэдрического олигомерного силсесквиоксана в смеси достаточна для того, чтобы сделать возможной печать на внешней поверхности оболочки с использованием вплоть до десяти цветов без проникновения типографской краски сквозь оболочку.
32. Оболочка по п.27, где пленка характеризуется толщиной пленки в диапазоне от приблизительно 20 мкм до приблизительно 30 мкм.
33. Оболочка по п.27, дополнительно включающая антиадгезив, нанесенный в виде покрытия на внутреннюю стенку оболочки.
34. Оболочка по п.33, где антиадгезив содержит гидроксипропилметилцеллюлозу и растворитель.
35. Оболочка по п.34, где в антиадгезиве концентрация гидроксипропилметилцеллюлозы находится в диапазоне от приблизительно 3,5 мас.% до приблизительно 8 мас.%.
36. Оболочка по п.33, где антиадгезив характеризуется вязкостью в диапазоне от приблизительно 5 сП до приблизительно 6 сП.
37. Оболочка по п.34, где антиадгезив дополнительно содержит жидкую вкусовую добавку.
38. Оболочка по п.34, где антиадгезив дополнительно содержит жидкий краситель.
39. Способ получения оболочки для пищевых продуктов по пп.1-26, включающий
смешивание регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе с полимером с получением маточной смеси;
экструдирование маточной смеси с получением пленки на полимерной основе; и
ориентирование пленки на полимерной основе с получением оболочки с соответствующей степенью непроницаемости.
40. Способ по п.39, где стадия экструдирования включает добавление чистого полимера к маточной смеси до получения пленки на полимерной основе.
41. Способ по п.39, где стадия ориентирования включает ориентирование пленки при двухосном растяжении.
42. Способ по п.39, где полимер выбирают из группы, состоящей из полиамида, сложного полиэфира, поливинилхлорида, полиэтилена, полипропилена и любых их комбинаций или любых их сополимеров.
43. Способ по п.42, где полимер выбирают из группы, состоящей из найлона 6, найлона 6/66, найлона 6,6 и найлона 12.
44. Способ по п.39, где регулятором степени непроницаемости на кремниевой основе является полиэдрический олигомерный силсесквиоксан.
45. Способ по п.44, где полиэдрический олигомерный силсесквиоксан описывается структурой
где R выбирают из группы, включающей органические соединения, имеющие 1-30 атомов углерода.
46. Способ по п.45, где R независимо выбирают из группы, состоящей из фенила, изооктила, циклогексила, циклопентила, изобутила, метила, трифторпропила и фенетила.
47. Способ по п.44, где полиэдрическим олигомерным силсесквиоксаном является полиэдрический олигомерный октаизобутилсилсесквиоксан.
48. Способ по п.39, где оболочка пригодна для заключения в нее мяса, которое должно оставаться сырым в течение времени, и где оболочка дает возможность влаге и газам проникать сквозь нее.
49. Способ по п.39, где оболочка пригодна для заключения в нее мягких сыров, которые не полностью дозрели, и где оболочка дает возможность влаге и газам проникать сквозь нее.
50. Способ по п.39, где оболочка пригодна для заключения в нее мяса, которое должно быть подвергнуто варке либо копчению в оболочке, и где оболочка предотвращает проникновение сквозь нее влаги и, по меньшей мере, газов, но делает возможным проникновение сквозь оболочку, по меньшей мере, некоторого количества дыма.
51. Способ по п.39, где в пленке на полимерной основе концентрация регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе находится в диапазоне от приблизительно 0,1 мас.% до приблизительно 20 мас.%.
52. Способ по п.51, где в пленке на полимерной основе концентрация регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе находится в диапазоне от приблизительно 0,1 мас.% до приблизительно 5 мас.%.
53. Способ по п.52, где в пленке на полимерной основе концентрация регулятора степени непроницаемости на кремниевой основе находится в диапазоне от приблизительно 0,2 мас.% до приблизительно 1 мас.%.
54. Способ по п.39, где пленка на полимерной основе характеризуется толщиной в диапазоне от приблизительно 6 мкм до приблизительно 80 мкм.
55. Способ по п.54, где пленка на полимерной основе характеризуется толщиной в диапазоне от приблизительно 20 мкм до приблизительно 30 мкм.
56. Способ по п.39, дополнительно включающий нанесение покрытия антиадгезива на внутреннюю стенку оболочки.
57. Способ по п.56, где антиадгезив содержит гидроксипропилметилцеллюлозу и растворитель.
58. Способ по п.57, где растворителем является вода.
59. Способ по п.57, где в антиадгезиве концентрация гидроксипропилметилцеллюлозы находится в диапазоне от приблизительно 1 мас.% до приблизительно 20 мас.%.
60. Способ по п.59, где в антиадгезиве концентрация гидроксипропилметилцеллюлозы находится в диапазоне от приблизительно 3,5 мас.% до приблизительно 8 мас.%.
61. Способ по п.56, где антиадгезив характеризуется вязкостью в диапазоне от приблизительно 2 сП до приблизительно 100 сП.
62. Способ по п.61, где антиадгезив характеризуется вязкостью в диапазоне от приблизительно 5 сП до приблизительно 6 сП.
63. Способ по п.57, где антиадгезив дополнительно содержит жидкую вкусовую добавку.
64. Способ по п.57, где антиадгезив дополнительно содержит жидкий краситель.
65. Способ улучшения удаляемости оболочки по пп.1-26 или 27 с вареной колбасы, включающий получение антиадгезива и впрыскивание антиадгезива в оболочку, где антиадгезив образует тонкое покрытие на внутренней стенке оболочки.
66. Способ по п.65, где антиадгезив содержит гидроксипропилметилцеллюлозу и растворитель.
67. Способ по п.65, где стадию впрыскивания проводят во время процесса гофрирования.
68. Способ по п.66, где растворителем является вода.
69. Способ по п.66, где в антиадгезиве концентрация гидроксипропилметилцеллюлозы находится в диапазоне от приблизительно 1 мас.% до приблизительно 20 мас.%.
70. Способ по п.69, где в антиадгезиве концентрация гидроксипропилметилцеллюлозы находится в диапазоне от приблизительно 3,5 мас.% до приблизительно 8 мас.%.
71. Способ по п.65, где антиадгезив характеризуется вязкостью в диапазоне от приблизительно 2 сП до приблизительно 100 сП.
72. Способ по п.71, где антиадгезив характеризуется вязкостью в диапазоне от приблизительно 5 сП до приблизительно 6 сП.
