Упаковочный материал для пищевых продуктов

Изобретение относится к упаковке пищевых продуктов и может быть использовано в консервной, пиво - безалкогольной, хлебопекарной и пищеконцентратной промышленности. Упаковочный материал для пищевых продуктов включает, по меньшей мере, один наружный слой полимерной пленки, содержащей в качестве полимера полиэтилен низкого давления (50-80%), в качестве антисептика - эфирное масло из семян горчицы (0,5-5,0%), в качестве пластификатора - жирное масло из семян горчицы (7-30%), крахмал (2,5-6,0%) и гидроксиапатит (10-20%). Технический результат изобретения заключается в увеличении срока хранения упакованных продуктов и бактерицидной защите поверхности продукта от патогенной микрофлоры, в возможности биодеградации использованной пленки при попадании в почву. 1 таб.

 

Изобретение относится к упаковке пищевых продуктов и может быть использовано в консервной, пивобезалкогольной, хлебопекарной и пищеконцентратной промышленности.

Известен, например, упаковочный материал для пищевых продуктов, включающий однослойную пленку, содержащую полиэтилен высокого давления, пластификатор в виде подсолнечного или кукурузного масла и консервантов (в количестве 1-3%) в виде дегидрацетовой или пропионовой кислот (Упаковочная полиэтиленовая пленка с консервирующими добавками Касьянов Г.И. и др. - Тез. докл. 2 Всеросс. конф. 4.1 (с.238-УГЛИЧ; Россельхозакадемия, 1996-380. с.).

Недостатками данного упаковочного материала являются недостаточная бактерицидная защита от действия патогенной микрофлоры, малый срок хранения в нем пищевых продуктов, ингибирования ряда пищеварительных ферментов при употреблении продуктов, упакованных в данный упаковочный материал, и невозможность биодеградации использованного упаковочного материала при попадании в почву.

Наиболее близким к заявляемому является упаковочный материал для пищевых продуктов, включающий по меньшей мере один наружный слой полимерной пленки, содержащей мас.%: полиэтилен высокого давления 65,3-90,0; пластификатор - жирное масло из семян тмина 7-35; антисептик - эфирное масло из семян тмина 0,7-3,5 (Пат. 2133212 RU, кл. В 65 D 85/00; Касьянов Г.И., Маркелов А.В., Касьянова Е.Е., Сарапкина О.В., Мусатова Ю.С. "Упаковочный материал для пищевых продуктов", Бюл. №20, 1999 г.).

При использовании этого материала частично достигается увеличение срока хранения продуктов, но сохраняются остальные его недостатки.

Задачей изобретения является создание упаковочного материала для пищевых продуктов, позволяющего увеличить сроки хранения упакованных продуктов, обеспечить бактерицидную защиту поверхности продукта от патогенной микрофлоры, исключить ингибирующее воздействие ряда пищеварительных ферментов, а также позволяющего обеспечить возможность биодеградации использованной пленки при попадании в почву.

Решение такой задачи достигается тем, что в упаковочном материале для пищевых продуктов содержаться натуральные консерванты и жирные масла, кальциевые соли и пищевые натуральные полимеры.

Упаковочный материал для пищевых продуктов, включающий по меньшей мере один наружный слой полимерной пленки, содержащей полимер, антисептик и пластификатор, согласно изобретению в качестве полимера содержит полиэтилен низкого давления, в качестве антисептика - эфирное масло из семян горчицы, в качестве пластификатора - жирное масло из семян горчицы, и дополнительно содержит крахмал и гидроксиапатит, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полиэтилен низкого давления 50÷80

Антисептик эфирное масло из семян горчицы 0,5÷5,0

Пластификатор - жирное масло из семян горчицы 7÷30

Крахмал 2,5÷6,0

Гидроксиапатит 10÷20

Благодаря сочетанию компонентов в указанном соотношении возможно достижение поставленной задачи изобретения.

Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) составляет основную часть полимерной пленки. ПЭНД имеет плотность 920-930 кг/м³, используют в виде гранул.

ПЭНД получают полимеризацией этилена при среднем и низком давлении до 0,6 МПа.

В молекулах ПЭНД имеются разветвления в виде метальных групп:

Макромолекула имеет нерегулярное строение. Одна метальная группа может приходиться на цепочку из 29 углеродных атомов.

В качестве пластификатора инициатором полимеризации предложено использовать горчичное жирное масло, полученное прессовым способом, что позволяет создать термопластичную экструзионную массу.

В момент экструзии под температурным воздействием пластификатор (перекисного типа) распадается с образованием свободных радикалов:

Образовавшийся свободный радикал взаимодействует с непредельным мономером, разрывается двойная связь и образуется новый свободный радикал с неспаренным электроном:

При столкновении двух микрорадикалов происходит замыкание цепочки.

В экспериментальных опытах установлено, что использование крахмала и гидрооксиапатита в качестве соэкструдатов позволяет внедрить в полимерную цепь натуральные полимеры, которые в заданных соотношениях подвергаются атаке почвенных микроорганизмов, в результате чего пленка распадается.

Использование в качестве антисептика горчичного эфирного масла (получаемого отгонкой эфирного масла из семян водяным паром) позволяет эффективно подавлять вредную микрофлору (плесени, дрожжи), находящуюся на поверхности хранящегося внутри упаковки продукта.

Установлено, что алилгорчичные масла обладают высоким бактерицидным эффектом. Это позволяет увеличить сроки хранения упакованных продуктов, придать им приятный (горчичный) аромат, исключить ингибирующее воздействие традиционных консервантов на пищеварительные ферменты и обеспечить бактерицидной защитой поверхности продукта от патогенной микрофлоры, но не исключает возможность биодеградации использованной пленки при попадании в почву.

Упаковочный материал может быть изготовлен путем экструдирования ПНД с добавкой в качестве наполнителя гидроксиапатита Са₅[РO₄]₃(ОН)₂, в качестве пластификатора - жирного масла горчицы, в качестве пищевого полимера-крахмала, в качестве антисептика - алилгорчичного масла в указанных массовых соотношениях.

Пример 1. Упаковочный материал содержит следующее количество компонентов, мас.%:

Полиэтилен низкого давления 70

Эфирное масло из семян горчицы 13

Жирное масло из семян горчицы 11

Крахмал 3,5

Гидроксиапатит 2,5

В пакеты из такой пленки и в пакеты из полиэтиленовой пленки, изготовленной согласно способу, описанному в прототипе, фасуют по 0,1 кг ветчины, запаивают пакеты и хранят при температуре плюс 5°С. Через 0,5 месяца хранения потери ветчины от микробиологической порчи составили: в бактерицидных пакетах - 5%, в обычных - 40%, что говорит о бактерицидной защите поверхности продукта от патогенной микрофлоры. Срок хранения ветчины в бактерицидных пакетах увеличивается на 37% по сравнению с ветчиной в контрольных пакетах.

При освобождении продукта от пленки последняя разрушалась в почве под действием почвенных микроорганизмов и дождевой влаги. Технологическая характеристика бактерицидной саморазрушающейся пленки отражена в таблице.

Пример 2. Упаковочный материал содержит следующее количество компонентов, мас.%:

Полиэтилен низкого давления 66,5

Эфирное масло из семян горчицы 11

Жирное масло из семян горчицы 15

Крахмал 4

Гидроксиапатит 3,5

В пакеты из такой пленки и в пакеты из полиэтиленовой пленки, изготовленной согласно способу, описанному в прототипе, фасуют по 0,1 кг ветчины, запаивают пакеты и хранят при температуре плюс 20°С. Через 1 месяц хранения потери ветчины от микробиологической порчи составили: в бактерицидных пакетах - 7%, в обычных - 55%, что говорит о бактерицидной защите поверхности продукта от патогенной микрофлоры. Срок хранения ветчины в бактерицидных пакетах увеличивается на 52% по сравнению с ветчиной в контрольных пакетах.

При освобождении продукта от пленки последняя разрушалась в почве под действием почвенных микроорганизмов и дождевой влаги. Технологическая характеристика бактерицидной саморазрушающейся пленки отражена в таблице.

Пример 3. Упаковочный материал содержит следующее количество компонентов, мас.%:

Полиэтилен низкого давления 52

Эфирное масло из семян горчицы 15

Жирное масло из семян горчицы 25

Крахмал 4,5

Гидроксиапатит 3,5

В пакеты из такой пленки и в пакеты из полиэтиленовой пленки, изготовленной согласно способу, описанному в прототипе, фасуют по 0,1 кг ветчины, запаивают пакеты и хранят в помещениях при неконтролируемых параметрах среды. Через 1,5 месяца хранения потери ветчины от микробиологической порчи составили: в бактерицидных пакетах - 11%, в обычных - 75%, что говорит о бактерицидной защите поверхности продукта от патогенной микрофлоры. Срок хранения ветчины в бактерицидных пакетах увеличивается на 72% по сравнению с ветчиной в контрольных пакетах.

При освобождении продукта от пленки последняя разрушалась в почве под действием почвенных микроорганизмов и дождевой влаги. Технологическая характеристика бактерицидной саморазрушающейся пленки отражена в таблице.

При выборе состава полимерной композиции следует увеличивать относительное содержание эфирного масла горчицы при изготовлении упаковки для скоропортящихся продуктов промежуточной влажности, например сыров мягких, вяленых фруктов, хлеба, вяленого мяса и рыбы.

Относительное увеличение содержания жирного масла (пластификатора) целесообразно в случае изготовления многослойного упаковочного материала для специальных продуктов длительного срока хранения, например чая, для увеличения времени синерезиса антисептика совместно с пластификатором. Относительное увеличение содержания ПЭНД целесообразно при изготовлении однослойного упаковочного материала для повышения его прочности. Изготовление многослойных упаковочных материалов может быть осуществлено путем соэкструзии нескольких полимерных пленок, ламинирования или лакирования однослойной пленки.

Для проверки сохранности различных видов продукции в новых бактерицидных пленках изготовили опытные партии упакованных пищевых продуктов по аналогам и предлагаемым материалам. Для упаковывания использовали продукты с различными сроками хранения. Проверку усвояемости основных питательных веществ пищевых продуктов после хранения осуществляли с использованием микроорганизмов вида Tetrahimena pyriformis по скорости и объему накопления биомассы.

В результате опытной проверки установлено, что при хранении в однослойном упаковочном материале твердых сыров в нерегулируемых температурных условиях можно увеличить сроки хранения с использованием в пленке (в качестве антисептика) эфирного масла из семян тмина на 60%, эфирного масла из семян горчицы на 75%, в охлаждаемой до плюс 7-10°С камере в среднем на 110 и 145% соответственно. То же, при хранении вяленных груш на 27 и 40% и вяленой тарани на 75 и 92% соответственно. При использовании упаковочного материала типа фольга - ПЭВД - полипропилен с горчичным маслом срок хранения в нерегулируемых условиях сухого лечебно-профилактического чая увеличен на 30%, смесей сухих пряностей типа “карри” на 35%, усвояемость питательных веществ и органолептическая оценка всех перечисленных выше продуктов, отобранных непосредственно перед окончанием сроков хранения, оказались выше у пищевых продуктов, хранившихся в предлагаемом упаковочном материале, в случае использования однослойного материала с горчичным маслом.

Технологическая характеристика бактерицидной саморазрушающейся пленки
Испытание	Примеры
1	2	3
Толщина, мкм	52	56	58
Плотность, г/м2	72	74	76
Удлинение, %	220	240	260
Предел прочности на разрыв, МПа	12	14	16
Светопроницаемость, % (300-800 нм)	25	28	32
Паропроницаемость, г Н2О/м2, 24 ч, RH 85%, 23°С	0,9	1,1	1,2
Время деградации в почве, дни	120	150	180

Таким образом, предлагаемый упаковочный материал позволяет увеличить сроки хранения различных пищевых продуктов, исключает ингибирующее воздействие на пищеварительные ферменты частично переходящего в упакованный продукт антисептика, а при освобождении продукта от пленки последняя разрушалась в почве в течение 5-6 месяцев под действием почвенных микроорганизмов и дождевой влаги.

Упаковочный материал для пищевых продуктов, включающий по меньшей мере один наружный слой полимерной пленки, содержащей полимер, антисептик и пластификатор, отличающийся тем, что в качестве полимера содержит полиэтилен низкого давления, в качестве антисептика - эфирное масло из семян горчицы, в качестве пластификатора - жирное масло из семян горчицы и дополнительно содержит крахмал и гидроксиапатит при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Полиэтилен низкого давления 50-80

Антисептик - эфирное масло из семян горчицы 0,5-5,0

Пластификатор - жирное масло из семян горчицы 7-30

Крахмал 2,5-6,0

Гидроксиапатит 10-20