ЛЕГКОСНИМАЕМАЯ РУКАВНАЯ КОЛБАСНО-СОСИСОЧНАЯ ОБОЛОЧКА Российский патент 1999 года по МПК A22C13/00 B32B27/34 

Изобретение относится к рукавным пленкам, в частности к колбасным, сосисочным или сарделечным оболочкам и может быть использовано в производстве продуктов, формируемых из пастообразного или вязкотекучего состояния, для которых существенным показателем качества является возможность легкого удаления оболочки без повреждения поверхности изделия.

В последнее время в качестве оболочек вареных колбасных изделий все шире используются искусственные однослойные и многослойные двухосноориентированные рукавные пленки на основе синтетических полиамидов, имеющие ряд преимуществ перед традиционно используемыми оболочками на основе природных материалов - целлюлозы и белков.

В патенте (EP 0 550833 A1, класс A 22 C 13/00, опубл. 24.07.1996 г.) заявлена однослойная, прозрачная, двухосноориентированная термофиксированная рукавная оболочка на базе полиамида и способ ее изготовления. Она содержит в основном смесь одного линейного алифатического полиамида, одного частично ароматического сополиамида, одного модифицированного кислотой полиолефина и одного пигмента размером частиц 0,01 - 15 мкм. Данная оболочка является малоусаживающейся, обладает улучшенными барьерными свойствами в отношении УФ-света без уменьшения прозрачности, характерной для чисто полиамидных оболочек и не затрагивает других важных преимуществ оболочек на базе полиамида, так как благодаря слабой усадке даже при высокой температуре она сохраняет плотное, без складок, прилегание к колбасе. Отличная адгезия полиамидной оболочки к фаршу исключает образование бульонных отеков и гелей.

Однако хорошая адгезия к фаршу является преимуществом только для колбас больших калибров, которые принято перед употреблением или нарезать вместе с оболочкой или частично удалять оболочку с колбасы так, чтобы сохранить ее целостность на оставшейся части. При этом для очистки существенно важной характеристикой является не адгезия фарша к оболочке, а ее способность рваться преимущественно в поперечном направлении при нарезании и счищаться по спирали при очистке. Последнее достигается (в заявке EP 0 758 527 A1, класс A 22 C 13/00, опубл. 19.02.1977 г.) при использовании многослойной оболочки с внутренним и наружным полиамидными слоями и определенным соотношением продольной и поперечной ориентации.

Вместе с тем, для порционных колбас малого калибра, сосисок и сарделек, которые перед употреблением очищаются целиком, совершенно неприемлемо то, что из-за сильной адгезии при удалении оболочки с колбасного изделия часть фарша остается на ней. Это особенно недопустимо в тех случаях когда требуется их автоматическая высокоскоростная очистка (например, перед вакуумной упаковкой).

Другим недостатком двухосноориентированных рукавных пленок на основе синтетических полиамидов является их высокая склонность к поверхностным повреждениям, вследствие механического ослабления в направлении, перпендикулярном осям ориентационной вытяжки. Подобные повреждения являются причиной разрывов оболочки при набивке сосисочно-колбасных изделий в особенности в тех случаях, когда набивка сопровождается перекруткой оболочки.

Кроме того, из двухосноориентированных рукавных пленок на основе синтетических полиамидов в отличие от оболочек на основе целлюлозы при гофрации получаются неустойчивые, склонные к разливанию "куклы", которые обычно помещают в специальные сетки, что делает их неприменимыми для фасовки в них сосисочно-колбасных изделий на высокоскоростных автоматах.

Вышеперечисленные недостатки рукавных пленок на основе синтетических полиамидов являются серьезным препятствием для их использования в качестве оболочек для порционных колбас малого калибра, сосисок и сарделек.

Известны различные варианты решения проблемы адгезии традиционно используемые для сосисочных целлюлозных и белковых оболочек.

В патенте EP N 0 462 393, класс A 22 C 13/00, опубл. 27.12.1991 г.) описано использование катализированных полисилоксанов, отверждаемых на месте, в качестве отделяющих добавок в оболочках, содержащих целлюлозу. Однако применение диметилполисилоксана даже в малых количествах в сочетании с дибутилоловодилауратом в качестве катализатора нежелательно, из-за его токсичности.

Известны оболочки на основе целлюлозы с внешним покрытием, наносимым в виде раствора водорастворимых термореактивных композиций - мочевиноформальдегидных, меламиноформальдегидных, эпоксидных смол (патент США N 4 356 199, класс F 16 L 11/00, опубл. 26.10.1982 г.), однако такие покрытия выполняют функцию барьера по отношению к влаге и не обеспечивают ни достаточной поверхностной прочности, ни способности гофрироваться в устойчивую "куклу".

В патенте США N 3 898 348 (класс A 22 C 13/00, опубл. 05.08.1975 г.) внутреннюю поверхность колбасных оболочек из целлюлозы покрывают гомогенизированной смесью растворимого в воде эфира целлюлозы и добавкой, выбранной из растворимых в воде алкиленоксидных продуктов неполных сложных эфиров жирных кислот. Покрытие имеет состав, включающий добавку в количестве по крайней мере одной десятой от веса эфира целлюлозы, но не более чем 0,5 мг на квадратный дюйм поверхности оболочки. Оболочки, покрытые указанным составом, имеют, при хорошей снимаемости, низкую прочность в гофрированном состоянии, то есть подвержены изломам при наполнении.

Известно покрытие для внутренней поверхности оболочки из целлюлозы, представляющее собой смесь растворимого в воде эфира целлюлозы, неполного сложного эфира жирной кислоты и сорбита или маннита и растворимого в воде эфира полиалкиленгликоля (патент США N 4 137 947, класс F 16 L 11/02, A 22 C 13/00, опубл. 06.02.1979 г.). Жидкий состав покрытия наносится на внутреннюю поверхность оболочки перед операцией гофрирования. Однако необходимо очень точное соотношение компонентов, так как если содержание эфира целлюлозы ниже 0,01 г/дюйм², то оболочка снимается недостаточно свободно, а если превышает указанное количество, то поверхность оболочки становится нежелательно скользкой без улучшения отделимости. Аналогичное требование и к эфирам полиалкиленгликоля, недостаточное количество которого в смеси не улучшает сопротивление материала оболочки к образованию микротрещин, а избыток приводит к хрупкости оболочки и растрескиванию при наполнении колбасным фаршем.

Наиболее близким аналогом настоящего изобретения является двухслойная колбасная оболочка для любого типа колбасных изделий, выполненная из коллагенного материала, например, прошедших деппиляцию шкур животных и представляющего собой природный полиамид. Внутренняя поверхность колбасной оболочки покрыта слоем водорастворимого полимера, выбранного из группы, включающей альгинаты, поливинилпирролидон, карбоксиметилцеллюлозу или их смеси. Полученный гидрофильный слой имеет толщину 0,03 - 3,0 мкм (патент США N 2 988 451, класс НКИ 99-176, опубл. 13.06.1961 г.) Процесс получения указанной оболочки представляет собой следующее. Набухшая исходная волокнистая масса пропускается через кольцевые фильеры в виде рукава. Гидрофильный слой наносится путем введения 0,1 - 1,0% водного раствора водорастворимого полимера непосредственно в фильеры или после них.

Однако известная оболочка не обладает достаточно высокими барьерными и механическими характеристиками. Гофрирование этой оболочки не позволяет получить устойчивую "куклу", что ограничивает ее использование в случае применения высокосокростного набивочного оборудования. Производство данных оболочек в широком масштабе ограничено дефицитом и дороговизной сырья, являющегося продуктом животноводства.

Задачей настоящего изобретения является создание колбасно-сосисочной оболочки на основе полиамидов, обладающей низкой адгезией к фаршу, высокими механическими и барьерными характеристиками, уменьшенной склонностью к поверхностным повреждениям и способностью гофрироваться в устойчивую "куклу".

Решение поставленной задачи достигается тем, что рукавная колбасно-сосисочная оболочка, состоящая из слоя полиамидного материала и внутреннего антиадгезионного слоя, включающего водорастворимые пленкообразующие полимеры, дополнительно содержит внешний слой из водорастворимых пленкообразующих полимеров, слой полиамидного материала выполнен из смеси синтетических полиамидов, а внутренний антиадгезионный слой дополнительно содержит пищевую добавку, выбранную из класса карбоновых кислот и их производных, совместимую с водорастворимыми пленкообразующими полимерами в количестве не менее 5% и взятую в соотношении 1:3-1 по массе, при этом поверхностная плотность внешнего и внутреннего слоев оболочки составляет 0,2 - 2,0 г/м² и 0,5 - 5,0 г/м² соответственно.

Целесообразно слой полиамидного материала выполнить из смеси полиамида 6 и сополимера полиамида 6 и полиамида 66 в соотношении 100:8 - 8:100 (мас.ч. ), или из смеси полиамида 6, полиамида 6/66 и полиамида 66 в соотношении 90 - 100: 10 - 15:10 - 15 (мас.ч.), или из смеси полиамида 6, полиамида 6/66 и полиамида 612 в соотношении 90 - 100:10 - 15:10 - 15 (мас. ч.).

Целесообразно слой полиамидного материала выполнять в виде двухосноориентированного термостаибилизированного рукава.

Целесообразно в слой полиамидного материала ввести дополнительно красящий пигмент в количестве 0,1 - 3 мас.ч., что обеспечивает привлекательный внешний вид колбасного изделия.

Предпочтительно в качестве водорастворимых пленкообразующих полимеров использовать эфиры целлюлозы и/или декстрины, каррагенаны, альгиновые кислоты, казеинаты, альбумины, поливиниловый спирт, поливинилпирролидон или их смесь.

Предпочтительно в качестве пищевой добавки использовать вещество, выбранное из жидких карбоновых кислот жирного и непредельного ряда с 5 - 20 атомами углерода, жидких полно- и неполнозамещенных эфиров глицерина или полиглицеринов и карбоновых кислот жирного и непредельного ряда с 2 - 20 атомами углерода или их смесь.

Предпочтительно, чтобы поверхностная плотность внешнего покрытия составляла 0,8 - 1,5 г/см², а внутреннего - 1,8 - 3,0 г/см².

Колбасно-сосисочная оболочка изготавливается в виде рукавной гофрированной пленки, средний слой которой представляет собой двухосноориентированный рукав, выполненный из смеси синтетических полиамидов, а внутренний и внешний слои выполнены преимущественно из водорастворимых полимеров, причем внешний слой находится в твердом состоянии, а внутренний - кроме пленкообразующих водорастворимых полимеров содержит органическую пищевую добавку, обеспечивающую ее поддержание в невысыхающем состоянии. Пищевая добавка - маслорастворимое в воде, низколетучее вещество, совместимое с водорастворимыми пленкообразующими полимерами, с давлением насыщенных паров при 20^oC не более 3 мм. рт. ст. , растворимостью в воде не более 5 г/л. Под термином "пищевая добавка" имеется в виду и добавки, допущенные к контакту с пищевыми продуктами. /Болдаков А.С. "Пищевые добавки", справочник, Санкт-Петербург, 1996 г./
Прямое использование известных антиадгезионных составов для целлюлозных и белковых оболочек антиадгезионных составов невозможно для оболочек на основе синтетических полиамидов из-за их низкой водопроницаемости, которая препятствует переходу полимерного слоя в набухшее размягченное состояние при варке колбасного изделия. Поэтому снимаемость оболочки в этом случае зависит от такого непредсказуемого фактора, как способность фарша удерживать влагу. Для преодоления этой ситуации в состав антиадгезивного слоя и вводится предложенная добавка. Получающийся при этом вязкий невысыхающий внутренний слой в "кукле" обеспечивает ее дополнительную устойчивость и позволяет свободно разворачиваться без разрывов (подобно слою клея в рулоне скотча). При соприкосновении с фаршем он дополнительно размягчается и обеспечивает надежную антиадгенизию. Кроме соответствия вышеназванным требованиям эта добавка безусловно должна быть допущена к контакту с пищевыми продуктами, чем, главным образом, обусловлен выбор предпочтительных вариантов добавок. В конкретных примерах реализации изобретения будет показано его преимущество по сравнению с достигнутым уровнем техники.

Для получения вышеописанной трехслойной оболочки использован следующий способ: полиамидный гранулят загружают в бункер экструдера, из расплава формируют пластифицированный рукав, который подвергают двухосной ориентационной вытяжке, релаксационному отжигу, охлаждают до комнатной температуры и сматывают в рулон. Внешний и внутренний слои наносят на стадии гофрации путем распыления водного раствора полимера на внешнюю поверхность рукава, и эмульсии, содержащей растворенный в водной фазе пленкообразующий полимер и эмульгированную пищевую добавку, на внутреннюю поверхность рукава. Полученную в результате гофрирования "куклу" высушивают горячим воздухом при повышенной температуре.

Пример N 1. Смесь гранулятов ПА 6, ПА 6/6,6 и суперконцентрата коричневого железоокисного пигмента в соотношении 100:16:2 массовых частей загружают в бункер экструдера, из расплава с температурой 262 - 265^oC формируют первичный рукав, который при температуре 60^oC подвергают двухосной ориентационной вытяжке с коэффициентами продольного растяжения - 2,6, поперечного - 3,0, после чего рукав калибра 24 мм и толщиной 19 - 21 мкм подвергают релаксационному отжигу при температуре 160 - 180^oC в течение 15 секунд, охлаждают до 20^oC и сматывают в рулон. Внешний и внутренний слои наносят на стадии гофрации путем распыления соответственно водного раствора поливинилпирролидона (СММ = 40000) 6% концентрации на внешнюю поверхность рукава и водной эмульсии, содержащей поливинилпирролидон и эмульгированную олеиновую кислоту, на внутреннюю поверхность рукава.

Общий состав эмульсии для внутреннего слоя: поливинилпирролидон - 2,0%; олеиновая кислота - 10,0%; вода - 88,0%.

Расход состава для внешнего слоя составляет 50 - 80 г/м² (часть эмульсии теряется при распылении, значительная часть - стекает с "куклы"), а для внутреннего 20 - 30 г/м². Поверхностная плотность внешнего слоя составляет 1,0 - 1,2 г/м², а внутреннего - 2,2 - 2,8 г/ м².

Полученные в результате гофрирования "куклы" высушивают горячим воздухом при температуре 35 - 40^oC в течение 2 - 2,5 часов.

Высушенные "куклы" испытывают "на излом" по методике, сущность которой заключается в следующем. На штативе параллельно поверхности закрепляют металлический стержень, диаметром 12 мм. Сквозь сосисочную "куклу" продевают свободный конец нейлоновой нити и закрепляют на штативе. На другом конце нити закреплена коробка для гирь. На металлический стержень насаживают сосисочную "куклу" таким образом, чтобы она уперлась в штатив. Затем, выдвигая металлический стержень, освобождают отрезок "куклы", длина которого определяет рычаг излома. Нагружая коробку для гирь до излома "куклы", определяют предельную величину нагрузки при заданной длине рычага. Предельный момент сил, при котором происходит излом, принимают за характеристику прочности "куклы".

Полученную трехслойную оболочку набивают фаршем на лабораторной установке и изготавливают сосиски по технологии. После охлаждения оболочку снимают. Квадратный образец оболочки размером 30 х 30 мм взвешивают на лабораторных весах, затем тщательно очищают от остатков фарша и снова взвешивают. Адгезию оболочки оценивают как массу остаточного фарша, приходящуюся на единицу площади поверхности оболочки.

Полученную трехслойную оболочку испытывают в производственных условиях колбасного цеха на высокопроизводительном набивочном оборудовании для производства сосиски.

Результаты испытаний оболочки, полученной в этом и последующих примерах сведены в таблицу.

Пример N 2. Оболочка, полученная способом, описанным в примере 1, но в качестве смеси полиамидов взята смесь гранулятов ПА 66, ПА 6/66, ПА 66 и суперконцентрата коричневого железоокисного пигмента в соотношении 100:20: 10: 3 массовых частей, экструдируемая при температуре 265 - 270^oC калибра 32 мм и толщиной 23 - 25 мкм.

Пример N 3. Оболочка, полученная способом, описанным в примере 1, но в качестве смеси полиамидов взята смесь гранулятов ПА 6, ПА 6/66, ПА 612 и суперконцентрата коричневого железоокисного пигмента в соотношении 100:10: 10:2 массовых частей, экструдируемая при температуре 260 - 263^oC.

Пример N 4. Рукав получают согласно примеру 1.

В качестве водорастворимого полимера для наружного слоя используют поливиниловый спирт (СММ = 50000, степень гидролиза 90%), наносимый в виде 5%-ного водного раствора.

Состав эмульсии для внутреннего слоя: поливинилпирролидон (СММ = 15000) - 4,1%; поливиниловый спирт - 1,0%; переэтерификат (смесь однозамещенных эфиров глицерина и природных жирных кислот, как продукт переэтерификации подсолнечного масла глицерином, гидроксильное число которого 298 - 305 мг КОН на 1 г вещества) - 10,0%; вода - 85,0%.

Расход составов аналогичен примеру 1. Поверхностная плотность внешнего слоя составляет 0,8 - 1,2 г/м², а внутреннего - 2,0 - 2,6 г/ м².

Пример N 5. Рукав получают согласно примеру 2, но в качестве водорастворимого полимера для наружного слоя используют Na-карбоксиметилцеллюлозу (СММ = 300000), наносимую в виде 7%-ного водного раствора.

Состав эмульсии для внутреннего слоя: карбоксиметилцеллюлоза - 4,0%; эфир полиглицерина и растительных жирных кислот (торговая марка ADMUL PGE 1410 производства фирмы Ouest Internanional) - 10,0%; вода - 86,0%.

Расход состава для внешнего слоя составляет 40 - 60 г/м², а для внутреннего 20 - 30 г/м². Поверхностная плотность внешнего слоя составляет 1,0 - 1,2 г/м², а внутреннего - 2,2 - 2,8 г/м².

Пример N 6. Рукав получают согласно примеру 3.

В качестве водорастворимого полимера для наружного слоя используют декстрин (СММ = 10000), наносимый в виде 8%-ного водного раствора.

Состав эмульсии для внутреннего слоя: поливинилпирролидон - 6,0%; ацетилированный переэтерификат - 10,0%, вода - 84,0%.

Расход составов аналогичен примеру 1. Поверхностная плотность внешнего слоя составляет 0,9 - 1,2 г/м², а внутреннего - 2,2 - 2,6 г/м².

Пример сравнительный N 7. Оболочка, полученная способом, описанным в примере 1, но внутренний слой вместо пищевой добавки содержит вазелиновое масло.

Пример сравнительный N 8. Полиамидный рукав, полученный способом, описанным в примере 1, гофрированный, без внешних слоев.

Пример сравнительный N 9. Полиамидный рукав, полученный способом, описанным в примере 1, негофрированный, без внешних слоев.

Получаемая согласно изобретению легкоснимаемая рукавная оболочка отвечает требованиям, необходимым для использования ее, в частности, как колбасно-сосисочная оболочка.

Руавная колбасно-сосисочная оболочки остается достаточно прочной и при высоких температурах, примерно до 125^oC, имеет большую эластичность и мягка на ощупь. Оболочка стабильная по калибру и прочна при наполнении в процессе производства колбас. Заявляемая рукавная колбасно-сосисочная оболочка не образует бульонных отеков после полного охлаждения и имеет "нулевую" адгезию к колбасному фаршу.

Отличительной особенностью заявляемой многослойной рукавной оболочки является ее низкая водо-, паро- и кислородопроницаемость, что определяет высокую степень сохранности готового продукта.

Прочность оболочки сохраняется в процессе термообработки, процент испорченных при варке батонов составляет не более 1% на 1000 готовых изделий.

Прочность на излом гофрированных "кукол" позволяет их использовать для набивки на автоматическом высокоскоростном оборудовании.

Таким образом, заявляемая многослойная рукавная оболочка обладает за счет используемого состава: улучшенными механическими свойствами (большей устойчивостью к поверхностным и механическим повреждениям); улучшенными показателями паро- и газопроницаемости, вследствие чего увеличены сроки хранения колбасных изделий в этих оболочках; улучшенными характеристиками внешнего вида (отсутствует морщинистость, бульонные отеки).

Изобретение может быть использовано в производстве продуктов, формируемых из пастообразного или вязкотекучего состояния, в частности колбас, сосисок или сарделек. Рукавная колбасно-сосисочная оболочка состоит из слоя полиамидного материала, внутреннего антиадгезионного слоя, включающего водорастворимые пленкообразующие полимеры, и внешнего слоя из водорастворимых пленкообразующих полимеров. Слой полиамидного материала выполнен из смеси синтетических полиамидов. Внутренний антиадгезионный слой дополнительно содержит пищевую добавку, выбранную из класса карбоновых кислот и их производных, совместимую с водорастворимыми пленкообразующими полимерами, в количестве не менее 5% и взятую в соотношении 1:3-1 по массе. Поверхностная плотность внешнего и внутреннего слоев оболочки составляет 0,2-2,0 г/м² и 0,5-5,0 г/м² соответственно. Целесообразно слой полиамидного материала выполнить из смеси полиамида 6 и сополимера 6 и полиамида 66 или из смеси полиамида 6, полиамида 6/66 и полиамида 66 или из смеси полиамида 6, полиамида 6/66 и полиамида 612, взятых в определенных соотношениях. В качестве водорастворимых пленкообразующих полимеров используют эфиры целлюлозы и и/или декстрины, карраненаны, альгиновые ксилоты, казенаинаты, альбумины, поливиниловый спирт, поливинилпирролидон или их смесь. В качестве пищевой добавки используют вещество, выбранное из жидких карбоновых кислот жирного и непредельного ряда с 5-20 атомами углерода, жидких полно- и неполнозамещенных эфиров глицерина или полиглицеринов и карбоновых кислот жирного и непредельного ряда с 2-20 атомами углерода или их смесь. За счет используемого состава многослойная рукавная оболочка обладает низкой адгезией к фаршу, высокими механическими и барьерными характеристиками, меньшей склонностью к поверхностным повреждениям и способностью гофрироваться в устойчивую "куклу", что позволяет использовать ее на высокоскоростном набивочном оборудовании. 7 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Рукавная колбасно-сосисочная оболочка, состоящая из слоя полиамидного материала и внутреннего антиадгезионного слоя, включающего водорастворимые пленкообразующие полимеры, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит внешний слой из водорастворимых пленкообразующих полимеров, слой полиамидного материала выполнен из смеси синтетических полиамидов, а внутренний антиадгезионный слой дополнительно содержит пищевую добавку, выбранную из класса карбоновых кислот и их производных, совместимую с водорастворимыми пленкообразующими полимерами, в количестве не менее 5% и взятую в соотношении 1:3-1 по массе, при этом поверхностная плотность внешнего и внутреннего слоев оболочки составляет 0,2 - 2,0 г/м² и 0,5 - 5,0 г/м² соответственно. 2. Оболочка по п.1, отличающаяся тем, что слой полиамидного материала выполнен из смеси полиамида 6 и сополимера полиамида 6 и полиамида 66 в соотношении 100:8 - 8:100 (мас.ч). 3. Оболочка по п.1, отличающаяся тем, что слой полиамидного материала выполнен из смеси полиамида 6, полиамида 6/66 и полиамида 66 в соотношении 90 - 100 : 10 - 15 : 10 - 15 (мас.ч.)
4. Оболочка по п.1, отличающаяся тем, что слой полиамидного материала выполнен из смеси полиамида 6, полиамида 6/66 и полиамида 612 в соотношении 90 - 100 : 10 - 15 : 10 - 15 (мас.ч). 5. Оболочка по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что слой полиамидного материала выполнен в виде двухосноориентированного термостабилизированного рукава. 6. Оболочка по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит красящий пигмент в количестве 0,1 - 3 мас.ч. 7. Оболочка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве водорастворимых пленкообразующих полимеров используют эфиры целлюлозы и/или декстрины, каррагенаны, альгиновые кислоты, казеинаты, альбумины, поливиниловый спирт, поливинилпирролидон или их смесь. 8. Оболочка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве пищевой добавки используют вещество, выбранное из жидких карбоновых кислот жирного и непредельного ряда с 5 - 20 атомами углерода, жидких полно- и неполнозамещенных эфиров глицерина или полиглицеринов и карбоновых кислот жирного и непредельного ряда с 2 - 20 атомами углерода или их смесь.