УПАКОВОЧНЫЕ ИЗДЕЛИЯ, ПЛЕНКИ И СПОСОБЫ, КОТОРЫЕ ОБЕСПЕЧИВАЮТ ИЛИ СОХРАНЯЮТ ЖЕЛАЕМЫЙ ЦВЕТ МЯСА
PACKAGING ARTICLES, FILMS AND METHODS PROVIDING OR PRESERVING DESIRABLE COLOUR OF MEAT

Настоящая заявка является продолжением заявки РСТ/US 2005/011387, поданной 4 апреля 2005 и имеющей приоритет предварительной заявки США Сер.№ 60/559350 от 2 апреля 2004, обе из которых включены сюда полностью путем ссылки.
Изобретение касается изделия для упаковывания пищевого продукта, содержащего агент, улучшающий цвет, пищевых упаковок и способов упаковывания пищевых продуктов в указанные упаковки.
Цвет мяса представляет собой важную характеристику мяса, которая влияет на его пригодность для продажи. Покупатели часто используют цвет как показатель качества и свежести мяса. Цвет мяса связан с количеством и химическим состоянием миоглобина в мясе. Миоглобин находится в мышечной ткани всех животных, и его функция заключается в хранении и доставке кислорода посредством обратимого связывания молекулярного кислорода с созданием при этом межклеточного источника кислорода для митохондрий. Свинина и мясо домашней птицы обычно содержат меньшее количество миоглобина, чем говядина и, следовательно, они по цвету светлее говядины.
2
Миоглобин включает связующий открытый участок, называемый гемом, который может связывать определенные небольшие молекулы, например молекулярный кислород (О или «кислород»), либо воду. Миоглобин без молекулы, связанной с гемовым участком, представляет собой молекулу пурпурного цвета, называемую деоксимиоглобином. Наличие и тип связанных лигандов у участка связывания миоглобина может привести к изменению цвета миоглобина. Цвет мясопродукта будет изменен на основании количества имеющегося миоглобина, а также количества и типа (типов) лигандной молекулы (молекул), связанной с гемовым связующим участком. Молекулярный кислород легко действует в качестве лиганда, который будет связан с гемовой группой, обеспечивая биологический перенос кислорода из потока крови к митохондриям внутри клеток. Когда кислород будет включен в гем, пурпурный деоксимиоглобин становится оксимиоглобином, отличающимся красным цветом. Когда с гемовой группой связана молекула воды, молекула миоглобина становится коричневой и ее называют метмиоглобином. Связь с оксидом углерода (СО) может привести к получению красного цвета, подобного тому, который получают посредством связи с кислородом. Оксид азота (NO) образует устойчивый розовый цвет у обработанного рассолом мяса.
Исторически сложилось так, что свежие мясопродукты, предназначенные для покупателей, подготавливают и упаковывают для конечного использования фактически на месте окончательного сбыта. Упаковывание продукта, которое обеспечивает сохранение желаемого цвета свежего мяса, может содействовать товарной пригодности и привлекательности мясопродукта для покупателя. Существующая технология упаковывания мяса может по различным причинам не обеспечить отвечающего требованиям сохранения его цвета. Обычный способ упаковывания, используемый розничными продавцами в отношении свежего мяса, заключается в растягивании тонкой пластиковой пленки вокруг выполненного из пены лотка, который поддерживает продукт. Пленка проницаема кислородом, так что цвет мяса быстро становится ярко красным. Однако в течение хранения цвет будет оставаться ярко-красным только около трех дней. Следовательно, такой способ упаковывания нежелателен, поскольку цвет часто становится неприемлемым до того, как мясо может быть показано или продано, хотя оно остается питательным и безопасным для употребления. В результате для выполнения централизованных упаковочных операций пытаются создать такой способ упаковывания, который позволит сохранять цвет свежего мяса в течение более продолжительного периода времени. Как вариант, мясо упаковывают в препятствующие проникновению кислорода вакуумные мешки, которые уплотняют посредством создания вакуума и которые препятствуют контакту кислорода с мясом, пока упаковка не будет открыта. Уплотненные посредством вакуума красные мясопродукты полезны, безопасны и имеют длительный срок хранения, однако в результате этого они могут приобрести нежелательный пурпурный цвет мяса в упаковке, которая не обеспечивает желаемый красный цвет, пока мясо не будет подвергнуто воздействию воздуха. Покупатель предпочитает мясо, имеющее пурпурный цвет в меньшей степени, чем мясо красного цвета. Чтобы обеспечить предпочитаемый покупателем красный цвет, мясо также упаковывают в упаковку с измененной атмосферой («МАР»), при этом мясо сохраняют в уплотненной упаковке, содержащей атмосферу, которая отличается от воздуха окружающей среды. Например, одна из таких доступных для приобретения МАР содержит атмосферу, обогащенную кислородом (до 80% объема), чтобы лучше сохранять предпочтительный красный цвет. В одном случае готовая МАР содержит мясо в углекислом газе с весьма незначительным содержанием кислорода непосредственно до показа, когда мясо будет подвергнуто воздействию кислорода для получения желаемого красного цвета. Как вариант, мясо может контактировать с МАР, причем имеющей такую атмосферу, которая содержит небольшую концентрацию оксида углерода (СО) (например, 0,4% объема), чтобы сохранить предпочтительный красный цвет мяса. Однако, хотя МАР, содержащие СО, могут обеспечивать срок хранения, сопоставимый со сроком хранения мяса, упакованного посредством вакуума, красный цвет, создаваемый за счет наличия СО, может быть воспринят как «ненатурально» яркий красный цвет. Кроме того, имеет место тенденция к распространению красного цвета, создаваемого СО, сквозь значительную часть мясопродукта, что приводит к долговременной «розоватости» внутренней части мяса, которая может оставаться даже после того, как мясо будет полностью подвергнуто тепловой обработке. Ярко-красный комплекс СО-миоглобин называют карбоксимиоглобином. Наличие оксида углерода также может неблагоприятно повлиять на объем продаж покупателям МАР, содержащих СО.
МАР также требуют наличия свободного пространства над продуктом для контакта измененной атмосферы с поверхностью мяса, чтобы воздействовать на нее для обеспечения желаемого цвета на протяжении определенного времени. Такое требование наличия свободного пространства над продуктом приводит к увеличению объема упаковки, повышает стоимость транспортирования и требования к хранению, а также ограничивает возможность показа внешнего вида продукта, делая его менее видимым вследствие высоких боковых стенок контейнера и зазора между пленкой и поверхностью мяса.
Необходимы упаковочные изделия, которые сохраняли бы благоприятный цвет мяса с обеспечением при этом требуемого или увеличенного срока хранения и свежести мяса.
Оn Food and Cooking
Для посола мяса часто используют нитритные или нитратные соли, например нитрит натрия, и они также могут повлиять на цвет мяса. Нитритные и нитратные добавки обычно считают безопасными для использования в пищевых продуктах, и они являются общеизвестными консервантами, используемыми в процессе посола таких продуктов, как окорок, колбасные изделия, болонская колбаса и «хот-доги». Нитраты и нитриты используют в мясной промышленности для посола и дезинфекции мясопродуктов, часто при выполнении процесса придавая красному цвету устойчивый розовый цвет. Например, в документе Великобритании GB 2187081А раскрыто погружение мяса в водный раствор хлорида натрия, а также действие ионов полифосфата и ионов нитрита для консервации мяса. См. также работу McGee «Meat», , Rev. Ed., 2004, глава 3, с.118-178 (Scribner, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк), которая введена сюда посредством ссылки на нее. Наличие кислорода может привести к окислению имеющегося оксида азота с получением нитрита, уменьшая таким образом его готовность объединения с молекулой миоглобина. Описаны упаковочные пленки, которые содержат нитритные или нитратные соединения в качестве влагопоглотителя, консерванта пищевого продукта, либо в качестве летучего замедлителя коррозии для упаковывания металлических изделий. Противогрибковые агенты, включающие консерванты для пищевых продуктов, например нитрит натрия, могут быть нанесены на различные типы упаковок для предохранения упаковки, разлагаемой биологическими организмами, от преждевременного опасного воздействия грибков, что раскрыто в документе Японии JP7-258467A. Кислородобарьерные пленки, которые предназначены для упаковывания пищевых продуктов, могут содержать нитратные соли в качестве агента, служащего для поглощения влаги, внутри барьерного материала EVOН или другого слоя многослойной пленки, что раскрыто в документе Японии JP-140344А и в патентах США 4407897 (на имя Farrell и др.), 4425410 (на имя Farrell и др.), 4792484 (на имя Moritani), 4929482 (на имя Moritani и др.), 4960639 (на имя Oda и др.) и 5153038 (на имя Koyama и др). Нитратные или нитритные продукты также описаны как включаемые в упаковочные пленки для поглощения влаги, например для подавления коррозии металлических изделий, что раскрыто в патентах США 2895270 (на имя Blaess), 5715945 (на имя Chandler), 5894040 (на имя Foley и др.), 5937618 (на имя Chandler), 6465109 (на имя Ohtsuka) и 6942909 (на имя Shirrell и др.), в опубликованной заявке на патент в США 2005/0019537 (на имя Nakaishi и др.), патенте Великобритании 1048770 (на имя Canadian Technical Tape, Ltd.), в европейских патентах ЕР 0202771В1 (на имя Aicerro Chemical Co. Ltd.), ЕР 0662527В1 (на имя Cortec Corp.) и ЕР 1138478А2 (на имя Aicello Chemical Co. Ltd.). Ни одна из этих барьерных пленок не указана в качестве части для контакта с мясом, содержащей нитритный или нитратный материал, предназначенный для сохранения желаемого цвета мясопродукта.
Для многих случаев упаковывания, например вакуумного упаковывания, желательны пленки для упаковывания пищевого продукта, уплотняемые под действием тепла. Упаковка может быть изготовлена из пленок, уплотняемых под действием тепла. Типичные мешки, пакеты или коробки, предназначенные для упаковывания пищевых продуктов, могут включать одну, две или три стороны, которые уплотняет изготовитель мешка, оставляя при этом одну или две открытых стороны для возможности введения продукта. Типичный контейнер для пищевого продукта может включать сформированный лоток с уплотняемой под действием тепла покрывающей пленкой, которую уплотняют по отношению к лотку. См., например, патенты США 5058761 (на имя Williams), 5558891 (на имя Lawless и др.) и 7017774 (на имя Haedt).
Усадочные пленки, мешки и коробки также используют для упаковывания свежего, замороженного и обработанного мяса с целью оптовой или розничной продажи, а также в качестве пленок для обработки в случаях выполнения в них процессов тепловой обработки и пастеризации после тепловой обработки. Мясо, обработанное нитритами и/или нитратами, упаковывают в термоусадочные пленки. См., например, патенты США 6815023 (на имя Tatarka и др.), 6777046 (на имя Tatarka и др.), 6749910 (на имя Georgelos и др.), 5759648 (на имя Idlas), 5472722 (на имя Burger), 5047253 (на имя Juhl и др.) и 4391862 (на имя Bornstein и др.).
Необходимы упаковочные изделия, например пленки для упаковывания пищевых продуктов, включающие часть для контакта с пищевым продуктом, содержащую материал, предназначенный для содействия обеспечению или для сохранения желаемого цвета пищевого продукта, содержащего миоглобин, и охватывающий пищевой продукт, главным образом свежего мяса.
В первом варианте осуществления изобретения создано изделие для упаковывания пищевого продукта. Это изделие содержит слой для контакта с пищевым продуктом, содержащий агент, улучшающий цвет миоглобина. Агент, улучшающий цвет миоглобина, выбирают из группы, содержащей соединения, служащие донором оксида азота, соединения, служащие донором оксида углерода, гетероциклические соединения азота, соединения, служащие донором оксида серы, и соединения, служащие донором закиси азота.
Во втором варианте осуществления изобретения создана упаковка для пищевого продукта. Упаковка включает миоглобинсодержащий пищевой продукт, при этом содержание в нем воды составляет по меньшей мере 5 вес.%, и контейнер, содержащий полимерную пленку, имеющую кислородобарьерный слой, и слой для контакта с пищевым продуктом, содержащий агент, улучшающий цвет миоглобина. Контейнер заключает в себе пищевой продукт в среде с пониженным содержанием кислорода, при этом слой для контакта с пищевым продуктом имеет контактную поверхность, по меньшей мере часть которой контактирует по меньшей мере с частью поверхности пищевого продукта, содержащего миоглобин. Миоглобинсодержащий пищевой продукт может представлять собой свежий мясопродукт. Агент, улучшающий цвет миоглобина, выбирают из соединений, служащих донором оксида азота, соединений, служащих донором оксида углерода, гетероциклических соединений азота и соединений, служащих донором оксида серы.
В третьем варианте осуществления изобретения создан способ содействия получению желаемого цвета на поверхности свежего мясопродукта, содержащего миоглобин. Способ содержит поставку контейнера, содержащего полимерную пленку, имеющую кислородобарьерный слой, и слой для контакта с пищевым продуктом, обеспечение свежего мясопродукта, содержащего миоглобин, содержание воды в котором составляет по меньшей мере 5%, и введение свежего мясопродукта, содержащего миоглобин, в контакт с агентом, улучшающим цвет миоглобина, чтобы получить свежий мясопродукт, содержащий миоглобин, который содержит менее 0,5 вес.% хлорида натрия. Агент, улучшающий цвет миоглобина, выбирают из соединений, служащих донором оксида азота, соединений, служащих донором оксида углерода, гетероциклических соединений азота и соединений, служащих донором оксида серы. Согласно некоторым аспектам способ дополнительно предусматривает удаление кислорода из среды, окружающей свежий мясопродукт, и хранение свежего мясопродукта в среде, фактически не содержащей кислород, в течение времени, которое достаточно для появления желаемого цвета. Согласно другим аспектам полимерная пленка содержит агент, улучшающий цвет миоглобина, при этом способ дополнительно предусматривает упаковывание свежего мясопродукта таким образом, чтобы он контактировал со слоем, предназначенным для контакта с пищевым продуктом.
Изделия, композиции, пленки, упаковки и способы, которые здесь созданы, могут быть использованы для получения упакованных свежих, замороженных, размороженных, обработанных и/или посоленных мясопродуктов, имеющих желаемый цвет поверхности, например красный для свежего говяжьего фарша.
Фиг.1 - схематичный вид в сечении первого варианта многослойной пленки.
Фиг.2 - схематичный вид в сечении второго варианта многослойной пленки.
Фиг.3 - схематичный вид в сечении третьего варианта многослойной пленки.
Фиг.4 - схематичный вид в сечении четвертого варианта многослойной пленки.
Фиг.5 - схематичный вид в сечении лотка, содержащего мясо, с внешней оберткой из барьерной пленки.
Фиг.6 - вид сверху мясного отруба, охваченного упаковочной пленкой, создающей вакуумную оболочку.
Фиг.7 - схематичный вид в сечении мяса в предварительно сформированном контейнере.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Согласно настоящему изобретению термин «упаковочное изделие» относится к изготавливаемому предмету, который может быть выполнен в форме полотна, например, однослойных или многослойных пленок, однослойных или многослойных листов, контейнеров, например, мешков, усадочных мешков, пакетов, коробок, лотков, покрытых лотков, лотков с наружной оберткой, упаковок с усадкой формы, упаковок с вакуумной оболочкой, упаковок с поточным обертыванием, упаковок с формированием под действием тепла, упаковочных вставок или их комбинаций. Квалифицированным специалистам в этой области будет понятно, что согласно настоящему изобретению упаковочные изделия могут включать гибкие, жесткие или полужесткие материалы и могут быть термоусадочными или нет либо ориентированными или неориентированными.
При обсуждении упаковок из пластиковых пленок здесь использованы акронимы различных полимеров, которые перечислены ниже. Кроме того, при ссылке на смеси полимеров будет использовано двоеточие (:) для указания того, что компоненты слева и справа от двоеточия перемешаны. При ссылке на структуру пленки будет использована косая черта «/» для указания того, что компоненты слева и справа от косой черты находятся в разных слоях, при этом относительное положение компонентов в слоях может быть указано посредством использования косой черты с целью указания границ слоев пленки. Как правило, используемые здесь акронимы включают в себя:
EAA - сополимер этилена и акриловой кислоты;
ЕАО - сополимеры этилена по меньшей мере с одним α-олефином;
ЕВА - сополимер этилена и бутилакрилата;
ЕЕА - сополимер этилена и этилакрилата;
ЕМА - сополимер этилена и метилакрилата;
ЕМАА - сополимер этилена и метакриловой кислоты;
EVA - сополимер этилена и винилацетата;
EVON - омыленный или гидролизованный сополимер этилена и винилацетата;
РВ - полибутилен-1 (гомополимер бутилена и/или сополимер большей части бутилена-1 с одним или более α-олефинами);
РЕ - полиэтилен (гомополимер этилена и/или сополимер большей части этилена с одним или более α-олефинами);
РР - гомополимер или сополимер полипропилена;
РЕТ - поли(этилентерефталат);
PETG - модифицированный гликолем полиэтилентерефталат;
PLA - поли(молочная кислота);
PVDC - поливинилиденхлорид ((также включает сополимеры винилиденхлорида, главным образом с винилхлоридом и/или метилакрилатом (МА)), также называемый сараном.
Термин «средний слой», который здесь использован, относится к слою, расположенному между по меньшей мере двумя другими слоями и контактирующему с ними.
Термин «наружный слой», который здесь использован, является относительным термином и необязательно должен относиться к поверхностному слою.
Термин «внешний слой» относится к слою, содержащему самую дальнюю поверхность пленки или продукта. Например, внешний слой может формировать внешнюю поверхность упаковки, которая контактирует с внешним слоем другой упаковки в течение совмещения теплового уплотнения двух упаковок.
Термин «внутренний слой» относится к слою, содержащему самую удаленную внутрь поверхность пленки или продукта. Например, внутренний слой формирует внутреннюю поверхность закрытой упаковки. Внутренний слой может представлять собой слой для контакта с пищевым продуктом и/или уплотняющий слой.
Используемые здесь термин «барьер» или фраза «барьерный слой», когда они применены к пленкам и/или к слоям пленки, касаются способности пленки или слоя пленки служить в качестве барьера для одного или более газов, либо для влаги.
Используемый здесь термин «целлюлоза» предполагает включение какого-либо натурального или синтетического материала, содержащего волокна бумаги, волокна древесины, древесную массу или порошок и тому подобное, а предпочтительно целлюлозные волокна, например гидратцеллюлозное волокно, лиофилизированную целлюлозу, ацетат целлюлозы, карбамат целлюлозы, деацетилированный ацетат целлюлозы и регенерированную целлюлозу, например целлофан. Термин «нетканый», который здесь использован, относится к нетканым бумагам, материи или текстильным изделиям и включает полотна, полученные посредством эжектирования высокоскоростным потоком воздуха, полотна, полученные посредством сухой укладки, и полотна, полученные посредством влажной укладки. Нетканые изделия изготавливают из натуральных или синтетических волокон, соединенных друг с другом в виде полотна.
Термин «нанокомпозит» будет означать смесь, которая включает полимер или сополимер, имеющий диспергированное в нем множество отдельных бляшек, которые могут быть получены из отслаивающейся модифицированной глины, и обладающий кислородобарьерными свойствами.
Термин «адгезивный слой» или «связующий слой» относится к слою или материалу, расположенному на одном или более слоях для содействия прилипанию этого слоя к другой поверхности. Предпочтительно, чтобы адгезивные слои были расположены между двумя слоями многослойной пленки для удерживания двух слоев в определенном положении относительно друг друга и предотвращения нежелательного расслаивания. Если не указано иначе, то адгезивный слой может иметь любую приемлемую композицию, которая обеспечивает желаемый уровень прилипания к одной или более поверхностям, находящимся в контакте с материалом адгезивного слоя. Как вариант, адгезивный слой, располагаемый между первым слоем и вторым слоем в многослойной пленке, может содержать компоненты как первого, так и второго слоя для содействия одновременному прилипанию адгезивного слоя как к первому, так и ко второму слою с противоположных сторон от адгезивного слоя.
Используемые здесь фразы «слой для уплотнения», «уплотняющий слой», «слой для уплотнения под действием тепла» или «слой уплотняющего материала» относятся к наружному слою пленки или к слоям, вовлеченным в уплотнение пленки по отношению к самой себе, по отношению к другому слою той же или другой пленки, и/или к другому изделию, которое не является пленкой, например по отношению к лотку. В общем, слой уплотняющего материала представляет собой внутренний слой любой приемлемой толщины, который обеспечивает уплотнение пленки по отношению к самой себе или к другому слою. Что касается упаковок, имеющих только уплотнения в виде ребер, что противоположно уплотнениям внахлест, то фраза «слой уплотняющего материала», в общем, относится к слою пленки внутренней поверхности упаковки. Слой, находящийся с внутренней стороны, также часто может служить в качестве слоя для контакта с пищевым продуктом при упаковывании таких продуктов.
Фразы «слой для контакта с пищевым продуктом», «часть для контакта с пищевым продуктом» или «поверхность для контакта с пищевым продуктом» относятся к той части упаковочного материала, которая контактирует с упаковываемым мясопродуктом. Предпочтительно, чтобы пленка для упаковывания пищевого продукта включала слой для контакта с пищевым продуктом, содержащий агент, улучшающий цвет, в количестве, эффективном для содействия получению или сохранения желаемого внешнего вида или цвета мясопродукта.
Широко используемый здесь термин «полиолефин» включает полимеры, например полиэтилен, сополимеры этилена и альфа-олефина (ЕАО), сополимеры полипропилена, полибутена и этилена, содержащие значительное количество этилена, полимеризованного меньшим количеством сомономера, такого как винилацетат, а также другие полимерные смолы, попадающие по классификации в семейство «олефинов». Полиолефины могут быть изготовлены посредством разнообразных способов, хорошо известных в этой области техники, включая порционные и непрерывные процессы с использованием одиночных, ступенчатых реакторов или реакторов непрерывного действия, процессов, в которых используют суспензию, раствор и псевдоожиженный слой, один или более катализаторов, включая, например, гетерогенные и гомогенные системы, а также катализаторы Ziegler, Phillips, металлоцены, и одноместные катализаторы с ограниченной геометрией для создания полимеров, имеющих разные сочетания свойств. Такие полимеры могут быть весьма разветвленными или фактически линейными, при этом их разветвление, степень дисперсности и средний молекулярный вес могут изменяться в зависимости от параметров и способов, выбранных для их изготовления согласно технологиям, используемым в областях, касающихся создания полимеров.
2
2
n
3
«Полиэтилен» - это название полимера, базовая структура которого отличается цепью -(СН-СН-). Полиэтиленовый гомополимер обычно описывают как твердое вещество, которое имеет частично аморфную фазу и частично кристаллическую фазу с плотностью 0,915-0,970 г/см. Относительная кристалличность полиэтилена, как известно, влияет на его физические свойства. Аморфная фаза придает гибкость и высокую ударную прочность, в то время как кристаллическая фаза обеспечивает высокую температуру размягчения и жесткость.
3
2
8
Незамещенный полиэтилен обычно считают гомополимером высокой плотности, при этом его кристалличность составляет 70-90%, а плотность около 0,96-0,97 г/см. Полиэтилены, в наибольшей степени используемые в коммерческих целях, не являются незамещенным гомополимером и вместо это имеют алкильную группу С-С, прикрепленную к основной цепи. Эти замещенные полиэтилены так же известны, как полиэтилены с разветвленной цепью. Кроме того, имеющиеся в продаже полиэтилены часто включают другие группы замещения, создаваемые посредством сополимеризации. Разветвление с алкильными группами обычно понижает кристалличность, плотность и точку плавления. Плотностью полиэтилена считают тесно связанной с кристалличностью. На физические свойства имеющихся в продаже полиэтиленов также влияют средний молекулярный вес и распределение молекулярного веса, длина разветвлений и тип заместителей.
Квалифицированные специалисты в этой области обычно относят к «полиэтилену» несколько обширных категорий полимеров и сополимеров. Расположение конкретного полимера в одной из этих категорий «полиэтилена» часто основано на плотности «полиэтилена», а также часто определено посредством дополнительной ссылки на способ, посредством которого он был изготовлен, поскольку способ часто определяет степень разветвления, кристалличность и плотность. В общем, используемая номенклатура не является специфичной для соединения и вместо этого относится к диапазону композиций. Этот диапазон часто включает как гомополимеры, так и сополимеры.
3
3
Например, полиэтилен «высокой плотности (HDPE), обычно используемый в технике, можно отнести (а) к гомополимерам, плотность которых составляет от 0,960 до 0,970 г/см, и (b) к сополимерам этилена и альфа-олефина (обычно 1-бутен или 1-гексен), которые имеют плотность 0,940-0,958 г/см. HDPE включает полимеры, изготавливаемые с помощью катализаторов типа Ziegler или Phillips, а также включают «полиэтилены» с высоким молекулярным весом. Противоположностью HDPE, полимерная цепь которого имеет некоторую разветвленность, являются «полиэтилены со сверхвысоким молекулярным весом», которые представляют собой по существу неразветвленные особые полимеры, имеющие значительно более высокий молекулярный вес, чем у обладающего высоким молекулярным весом HDPE.
Ниже термин «полиэтилен» будет использован (если не указано иначе) для указания этиленовых гомополимеров, а также сополимеров этилена и альфа-олефинов, причем этот термин будет использован без учета наличия или отсутствия замещающих групп разветвления.
3
Другой широкой группой полиэтилена является «полиэтилен высокого давления и низкой плотности» (LDPE). Эту формулировку используют для названия разветвленных гомополимеров, плотность которых составляет 0,915-0,930 г/см. LDPE обычно содержат длинные ответвления от основной цепи (часто называемой «позвоночником») с алкильными заместителями из 2-8 атомов углерода или более.
3
Линейные полиэтилены низкой плотности (LLDPE) представляют собой сополимеры этилена и альфа-олефина, имеющие плотность от 0,915 до 0,940 г/см. Используемый альфа-олефин обычно представляет собой 1-бутен, 1-гексен или 1-октен, при этом, как правило, используют катализаторы типа катализатора Ziegler (хотя для получения LLDPE, имеющего плотность с более высокого конца диапазона, также используют катализаторы Phillips, причем для получения других хорошо известных вариантов такого полиэтилена также используют металлоцены и другие типы катализаторов).
Сополимеры этилена и α-олефина представляют собой сополимеры, содержащие этилен в качестве основного компонента, сополимеризуемого с одним или более альфа-олефинами, например октеном-1, гексеном-1 или бутеном-1, в качестве второстепенного компонента. ЕАО включают полимеры, известные как LLDPE, VLDPE, ULDPE, а также пластомеры, и могут быть изготовлены посредством использования различных способов и катализаторов, включая металлоцены, одноместные катализаторы с ограниченной геометрией, а также катализаторы Ziegler-Natta и Phillips.
3
3
Полиэтилен весьма низкой плотности (VLDPE), который также называют «полиэтиленом сверхнизкой плотности» (ULDPE), содержит сополимеры этилена и альфа-олефинов, обычно 1-бутен, 1-гексен или 1-октен, при этом квалифицированные специалисты в этой области рассматривают его как имеющего высокую степень линейности структуры с коротким разветвлением, а не длинностороннюю характеристику разветвлений LDPE. Однако VLDPE имеют более низкую плотность, чем LLDPE. Квалифицированные специалисты в этой области считают, что плотность VLDPE находится в диапазоне 0,860-0,915 г/см. Способ изготовления VLDPE описан в европейском патентном документе, опубликованном под номером 120503, текст и фигуры которого введены в данный документ посредством ссылки на него. Иногда VLDPE, плотность которых составляет менее 0,900 г/см, называют «пластомерами».
Полиэтилены могут быть использованы сами по себе, в смесях и/или с сополимерами как в однослойных, так и в многослойных пленках в случаях упаковывания пищевых продуктов, таких как домашняя птица, свежее красное мясо и обработанное мясо.
Используемый здесь термин «модифицированный» относится к химической производной, например, к такой, которая обладает любым видом функциональности ангидрида, например ангидрида малеиновой кислоты, кротоновой кислоты, цитраконовой кислоты, итаконовой кислоты, фумаровой кислоты и т.д., независимо от того, привита ли она к полимеру, сополимеризована с полимером, либо иным образом функционально связана с одним или более полимерами, а также включает производные таких функциональных групп, как, например, кислоты, сложные эфиры и соли металлов, получаемые из них. Другие примеры обычных модификаций представляют собой полиолефины, модифицированные акрилатом.
Используемые здесь термины, идентифицирующие полимеры, например, такие как «полиамид» или «полипропилен», включают не только полимеры, содержащие структурные единицы, получаемые из мономеров, известных для выполнения полимеризации, чтобы сформировать полимер названного типа, но и сомономеры, а также немодифицированные и модифицированные полимеры, изготавливаемые, например, посредством получения производной полимера после его полимеризации для добавления функциональных групп или долей вдоль полимерной цепи. Кроме того, термины, идентифицирующие полимеры, также включают «смеси» таких полимеров. Следовательно, термины «полиамидный полимер» и «нейлоновый полимер» могут быть отнесены к гомополимеру, содержащему полиамид, к сополимеру, содержащему полиамид, или к их смесям.
n
Термин «полиамид» означает полимер с высоким молекулярным весом, имеющий амидные связи (-СОNН-), которые расположены вдоль молекулярной цепи, и включает «нейлоновые» полимеры, которые представляют собой хорошо известные полимеры, используемые во многих случаях, включая их использование в качестве упаковочных пленок, мешков и коробок. См., например, «Энциклопедия современных пластиков», 88, том 64, 10А, стр.34-37 и 554-555 (McGraw-Hill, Inc., 1987), которая введена сюда посредством ссылки на нее. Полиамиды предпочтительно выбирают из нейлоновых соединений, одобренных для использования при производстве изделий, предназначенных для обработки пищевого продукта, обращения с ним и его упаковывании.
Термин «нейлон», который здесь использован, точнее относится к синтетическим полиамидам как к алифатическим, так и к ароматическим, как с кристаллической, так и с полукристаллической или аморфной формой, отличающимся наличием амидной группы -СONH. Он может быть отнесен как к полиамидам, так и к сополиамидам.
Таким образом, термины «полиамид» или «нейлон» охватывают как полимеры, содержащие структурные единицы, получаемые из мономеров, например капролактам, который полимеризуют для образования полиамида, так и сополимеры, получаемые при сополимеризации капролактама с сомономером, который, при его полимеризации самого по себе, не приводит к образованию полиамида. Предпочтительно, чтобы полимеры были выбраны из композиций, считающихся безопасными для изготовления изделий, предназначенных для обработки пищевых продуктов, обращения с ними и их упаковывания, например, из нейлоновых смол, одобренных Управлением США по надзору за лекарственными препаратами и пищевыми продуктами в 21 «Своде федеральных нормативных актов», §177.1500 («Нейлоновые смолы»), который введен сюда посредством ссылки на него. Примеры нейлоновых полимерных смол, предназначенных для использования при упаковывании и обработке пищевых продуктов, включают в себя: нейлон 66, нейлон 610, нейлон 66/610, нейлон 11, нейлон 6, нейлон 66Т, нейлон 612, нейлон 12, нейлон 6/12, нейлон 6/69, нейлон 46, нейлон 6-3-Т, нейлон МXD-6, нейлон MXDI, нейлон 12Т и нейлон 6I/6T, раскрытые в 21 «Своде федеральных нормативных актов» §177.1500. Примеры полиамидов включают нейлоновые гомополимеры и сополимеры, например, те, которые выбирают из группы, состоящей из нейлона 4,6 (поли(тетраметиленадипамид)), нейлона 6 (поликапролактам), нейлона 6,6 (поли(гексаметиленадипамид)), нейлона 6,9 (поли(гексаметиленнонандиамид)), нейлона 6,10 (поли(гексаметиленсебацамид)), нейлон 6/12 (поли(гексаметилендодекандиамид), нейлона 6/12 (поли(капролактамкододекандиамид)), нейлона 6,6/6 (поли(гексаметиленадипамидкокапролактам)), нейлона 66/610 (например, изготавливаемого посредством конденсации смесей солей нейлона 66 и солей нейлона 610), смол нейлона 6/69 (например, изготавливаемых посредством конденсации эпсилон-капролактама, гесаметилендиамина и азелаиновой кислоты), нейлона 11 (полиундеканолактам), нейлона 12 (полилауриллактам) и их сополимеров или смесей.
При использовании фразы «аморфный нейлоновый сополимер» термин «аморфный» применен здесь для указания на отсутствие правильного трехразмерного расположения молекул или субъячеек из молекул, проходящих на расстояниях, которые значительны по отношению к атомным размерам. Однако упорядоченность структуры может существовать в локальном масштабе. См. Аморфные полимеры. Энциклопедия науки и техники полимеров, 2-е издание, стр.789-842 (J.Wiley & Sons, Inc. 1985). В частности, термин «аморфный нейлоновый сополимер» относится к материалу, который квалифицированные специалисты в области дифференциальной сканирующей калориметрии считают не имеющим измеряемой точки плавления (менее чем 0,5 кал/г) или не имеющим тепла плавления, измеряемого посредством дифференциальной сканирующей калориметрии, используя указания ASTM 3417-83 (ASTM-Американское общество специалистов по испытаниям материалов). Аморфный нейлоновый сополимер может быть изготовлен посредством конденсации гексаметилендиамина, терефталевой кислоты и изофталевой кислоты согласно известным способам. Аморфные нейлоны также включают такие аморфные нейлоны, которые получают при реакциях поликонденсации диаминов с дикарбоновыми кислотами. Например, алифатический диамин сочетают с ароматической дикарбоновой кислотой либо ароматический диамин сочетают с алифатической дикарбоновой кислотой для того, чтобы получить приемлемые аморфные нейлоны.
Используемое здесь название «EVOН» относится к сополимеру этилена и винилового спирта. EVOН иначе известен как омыленный или гидролизованный сополимер этилена и винилового спирта и относится к сополимеру с виниловым спиртом, имеющему этиленовый сомономер. EVOН получают посредством гидролиза (или омыления) сополимера этилена и винилацетата. Степень гидролиза предпочтительно составляет примерено от 50 до 100% молярного состава, более предпочтительно от около 85 до 100% молярного состава, а наиболее предпочтительно по меньшей мере 97%. Он хорошо известен в качестве весьма эффективной барьера для кислорода, при этом гидролиз-омыление должны быть выполнены почти полностью, то есть их степень должна составлять по меньшей мере 97%. EVOН имеется в продаже в виде смолы с различным процентным содержанием этилена, причем имеется прямая взаимосвязь между содержанием этилена и точкой плавления. Например, в том случае, если EVOН имеет точку плавления около 175°С или менее, то он характеризует собой материалы EVOН, содержание этилена в которых составляет около 38% молярного состава или более. EVOН, содержание этилена в котором составляет 38% молярного состава, имеет точку плавления около 175°С. При увеличении содержания этилена точка плавления понижается. Кроме того, полимеры EVOН, имеющие повышенное молярное процентное содержание этилена, обладают увеличенной газопроницаемостью. Точка плавления около 158°С соответствует содержанию этилена около 48% молярного состава. Также могут быть применены сополимеры EVOН, имеющие пониженное или повышенное содержание этилена. Следует полагать, что при повышенном содержании возможность обработки и ориентации будет облегчена, однако газопроницаемость, в частности в отношении кислорода, может стать нежелательно высокой в определенных случаях упаковывания, которые восприимчивы к росту микробов при наличии кислорода. Напротив, пониженное содержание может обеспечить пониженную газопроницаемость, однако возможности выполнения обработки и ориентации будут более затруднительны.
Используемый здесь термин «сложный полиэфир» относится к синтетическим гомополимерам и сополимерам, содержащим эфирные связи между элементами мономера, которые могут быть образованы посредством способов поликонденсации. Полимеры этого типа предпочтительно представляют собой ароматические сложные полиэфиры, а более предпочтительно гомополимеры и сополимеры полиэтилентерефталата, полиэтиленизофталата, полибутилентерефталата, полиэтиленнафталата и их смесей. Приемлемые ароматические полиэфиры могут иметь характеристическую вязкость 0,60-1,0, а предпочтительно 0,60-0,80.
Фраза «атмосфера с уменьшенным содержанием кислорода», если она относится к упакованному мясопродукту, предполагает уменьшение парциального давления кислорода, находящегося в контакте с упакованным мясопродуктом, по сравнению с парциальным давлением кислорода в атмосфере Земли при стандартных температуре и давлении на уровне моря. Упаковки с уменьшенным содержанием кислорода могут включать упаковки с измененной атмосферой, в которых парциальное давление кислорода меньше парциального давления атмосферы Земли при стандартных температуре и давлении на уровне моря, либо вакуумные упаковки с минимальным давлением газа, находящегося в контакте с упакованным мясом. В упаковке с измененной атмосферой может быть создана среда со значительно уменьшенным содержанием кислорода, при этом желательно, чтобы содержание кислорода в ней составляло по объему менее 3,0%, а предпочтительно менее 1,0%. В случае обработанного мяса желательно, чтобы содержание кислорода по объему составляло менее 0,5%.
Фраза «вакуумное упаковывание» относится к упаковыванию, в случае которого активно исключают нахождение внутри упаковки атмосферных газов, точнее кислорода, и уплотнение упаковки осуществляют таким образом, чтобы газ, находящийся снаружи упаковки, фактически не мог проникать в нее. В результате будет получена упаковка с минимальным количеством кислорода, остающимся в контакте с мясом, находящимся внутри упаковки. Удаление кислорода из среды, непосредственно окружающей продукт, замедляет процессы разрушения, вызываемые бактериями и окислением, позволяя тем самым сохранять мясо в более свежем виде в течение более продолжительного периода времени.
«МАР» - это аббревиатура «упаковки с измененной атмосферой». Это такая форма упаковывания, в случае которой в свободное пространство упаковки над продуктом перед ее уплотнением активно подают газ. Обычно газ изменяют, так чтобы он отличался от того газа, который в нормальном состоянии находится в земной атмосфере. В результате получают упаковку со значительным объемом газа, окружающего видимую поверхность продукта внутри упаковки. Для эффективного увеличения срока хранения может быть использована МАР, предназначенная для свежего мяса, которая либо обогащена кислородом, либо имеет атмосферу, не содержащую кислорода.
«RAP» - это аббревиатура «упаковки с уменьшенным содержанием атмосферы». Она может иметь форму МАР, в которой атмосферные газы находятся в минимальном количестве, так что упаковочный материал входит в физический контакт с внутренним содержимым. RAP также может представлять собой форму вакуумного упаковывания, в случае которого атмосферу не полностью откачивают изнутри упаковки. Примеры включают обычную упаковку для свежего мяса, например «лоток, обернутый растягиваемым поливинилхлоридом», а также обычную упаковку для домашней птицы в виде готовой оболочки, когда растягиваемая пленка или мешок герметично уплотнены вокруг лотка с мясом. Обычно свежее мясо в RAP имеет более высокий профиль, чем лоток, используемый для удерживания мяса, так что упаковочная пленка, окружающая продукт, входит в значительный физический контакт с поверхностью мяса.
Фраза «упаковка для покупателя» относится к какому-либо контейнеру, в который заключен мясопродукт с целью его показа и продажи покупателям, ведущим домашнее хозяйство.
Фраза «готовое в оболочке» мясо относится к предназначенной для покупателя упаковке со свежим мясом, которое предварительно пакуют и/или маркируют в централизованном месте, и доставляют на рынок, предназначенный для розничной торговли, в такой форме, посредством которой его легко немедленно показать и продать. Упаковка в виде готовой оболочки активно продлевает хранение свежего мясопродукта с требуемым качеством, чтобы обеспечить дополнительное время, которое занимает его упаковывание на централизованном оборудовании, доставка к продавцу, занимающемуся розничной торговлей, и последующий показ при освещении для выбора и приобретения покупателем.
Фраза «агент, улучшающий цвет миоглобина» относится к любому агенту (или его предшественнику), который соединяется или взаимодействует с какой-либо структурой, содержащей миоглобин (включая деоксимиоглобин, оксимиоглобин, метмиоглобин, карбоксимиоглобин и оксид-азотный миоглобин, но не ограничиваясь этим), естественные свойства которой не изменены, находящейся в свежем мясопродукте, для создания или сохранения желаемого цвета, например красного цвета, указывающего на свежесть мяса. Агент, улучшающий цвет миоглобина, также может взаимодействовать или вызывать взаимодействие с гемоглобином, находящимся в мясопродукте, чтобы обеспечить, сохранить или усилить, то есть «зафиксировать» желаемый цвет. Таким образом, агент, улучшающий цвета миоглобина, не является цветовой добавкой, а действует в качестве фиксатора цвета. Примеры агентов, улучшающих цвет, включают газы, например кислород и оксид углерода.
Термин «деоксимиоглобин» относится к миоглобину, в котором в гем включен кислород. Атом железа гема находится в состоянии восстановленного железа. Теоретически считают, что молекула воды в жидком состоянии представляет собой лиганд, включенный в гем. Деоксимиоглобин ассоциируется с непокрытым налетом пурпурным пигментом свежего мяса.
Термин «оксимиоглобин» относится к насыщенной кислородом форме деоксимиоглобина, где лиганд гема представляет собой молекулу газообразного кислорода. Оксимиоглобин ассоциируется с пигментом красного цвета свежего мяса.
Термин «метмиоглобин» относится к окисленной форме миоглобина, в которой железо гема находится в состоянии окисленного железа. Метмиоглобин может быть образован тогда, когда кислород покидает гем оксимиоглобина и забирает с собой электрон, оставляя атом железа гема в состоянии окисленного железа. Метмиоглобин приводит к созданию характерного окисленного коричневого пигмента свежего мяса.
Термин «карбоксимиоглобин» относится к не изменившей естественных свойств восстановленной форме карбоксилированного деоксимиоглобинного пигмента, в котором лиганд гема представляет собой оксид углерода. Карбоксимиоглобин имеет красный цвет.
Термин «нитроксимиоглобин» представляет собой восстановленную форму нитрозированного деоксимиоглобинного пигмента с неизмененными естественными свойствами. Лиганд гема представляет собой молекулу закиси азота (NO). Закись азота также называют оксидом азота. Нитроксимиоглобин, помимо прочего, также называют оксид-азотным миоглобином, нитрозогемахромагеном или нитрозомиоглобином. Нитроксимиоглобин имеет тот же самый красный цвет, что и оксимиоглобин и карбоксимиоглобин.
«Оксид-азотный метмиоглобин» представляет собой окисленную форму деоксимиоглобина с неизмененными естественными свойствами, когда присутствует нитрит. Его используют для описания коричневого цвета мяса, который обычно имеет место после добавления нитрита в течение процесс консервирования.
Термин «нитрозогемохром» относится к нитрозированному протопорфирину (гемовый комплекс), который отделен от белкового компонента глобина молекулы миоглобина. Нитрозогемохром придает устойчивый розовый оттенок красно-коричневому цвету приготовленного мяса, прошедшего консервационную обработку, при этом железо гема находится в восстановленном состоянии.
Термин «мясо» или «мясопродукт» относится к любой содержащей миоглобин или гемоглобин ткани скота, например к говядине, свинине, телятине, ягнятине, баранине, к мясу цыпленка или индейки, к мясу диких животных, например к оленине, к мясу перепела и утки, к рыбе, рыбным продуктам или морским продуктам. Мясо может иметь разнообразную форму, включая сортовой отруб, подсортовой отруб, розничный отруб, а также форму фарша, измельченную или перемешанную форму. Мясо или мясопродукт предпочтительно представляет собой свежее сырое, не подвергнутое тепловой обработке мясо, но оно также может быть замороженным, сильно охлажденным или размороженным. Кроме того, следует полагать, что мясо может быть подвергнуто другим видам обработки, таким как обработка излучением, биологическая, химическая или физическая обработка. Пригодность какой-то конкретной из таких обработок может быть определена без чрезмерного экспериментирования в свете того, что раскрыто в данном документе. Поскольку агент, улучшающий цвета миоглобина, эффективен в отношении содействия получению желаемого цвета, его развития, усиления или сохранения, он преимущественно может быть использован с этой целью. Предпочтительно, чтобы срок мяса после убоя составлял менее 20 дней. Более предпочтительно, чтобы срок после убоя составлял менее 12 дней или даже 6 дней, либо меньше.
Сортовые отрубы мяса также называют оптовыми отрубами, причем оба термина относятся к большим частям туши, которые обычно продают и/или доставляют к мясникам, которые выполняют дальнейшее разделение сортовой части на меньшие части и на отдельные куски для розничной разделки с целью продажи покупателям. Можно привести следующие примеры сортовой разделки: бедренная часть говяжьей туши, заднетазовая часть, поясничная часть, пашина, короткий филей, грудная часть, ребро, передняя часть, голень и шейная часть. Примеры сортовой разделки свинины включают спинную часть, окорок с ножкой, передний окорок и грудинку.
Отрубы при вторичной разделке являются промежуточными по размеру и могут быть далее разделены на куски для розничной продажи либо иногда их продают в качестве кусков для розничной продажи. Говядина, получаемая при вторичной разделке, включает переднюю ногу, ребра, грудинку, мякоть верхней части говяжьего бедра, мякоть нижней части говяжьего бедра, верхний толстый край поясничной части, нижний толстый край поясничной части, вырезку и верхний филей. Свинина, получаемая при вторичной разделке, включает плечевой край переднего свиного окорока, пикник, центральную вырезку, оковалок, лопаточный конец, бескостную свиную половинку и боковое ребро.
Розничная разделка мяса приводит к получению кусков, предназначенных для покупателя, при этом их получают посредством разделения оптовых отрубов на более мелкие куски. Примеры розничных кусков говядины включают порционные куски, например говяжье бедро, мякоть верхней части говяжьего бедра, нарезки в форме кубиков, оковалок, t-образную кость, филейную часть, малое филе, мясистую часть спины, реберную часть, пашину, бочок и верхушечную часть, мясо для жаркого, например из лопаточной мякоти, мясо для тушения в горшках и передок, грудинку для засолки, свежую грудинку, мясо для тушения, концы ребер, кебаб, сердцевину говяжьего бедра, свернутый кострец, поперечные отрубы голяшки, порционные рулеты, говяжий фарш и брикеты из говядины. Примеры того, что получают при розничной разделке свинины, включают плечевую мякоть и порционные куски, свиные ребра с тонким слоем мяса, бекон, свинину для засолки, ломтики окорока, вырезку, отбивные, свиной хребтовой шпик, колбасы, цепочки сосисок и свиной фарш.
Фраза «свежее мясо» означает мясо, которое не было подвергнуто тепловой обработке, консервированию, копчению и маринованию. «Свежее мясо» предполагает мясо после убоя, которое физически разделено, например, посредством разделки, измельчения или перемешивания. В свежем мясе, которое не усилено, нет добавленной соли. Естественным образом имеющийся натрий составляет менее 50 мг на 100 г мяса, при этом количество содержащейся соли составляет менее чем около 0,15 вес.%, а предпочтительно менее 0,128 вес.%. Значения натрия приведены в базе данных для пищевого состава мяса, называемой «Национальным банком данных, касающихся питательных веществ», при этом данные опубликованы в сельскохозяйственном справочнике №8 «Композиция пищевых продуктов - сырых, обработанных, приготовленных», и в этом «Справочнике 8» они относятся к промышленности, причем оба документа введены сюда посредством ссылки на них.
Термин «усиленное мясо» означает мясо, которое содержит добавленную к нему воду, перемешанную с другими ингредиентами, такими как хлорид натрия, фосфаты, антиоксиданты и вкусовые вещества, например, чтобы сделать мясо влажным, более нежным и содействовать повышению срока его хранения. Свежая говядина, свинина или мясо домашней птицы после «усиления» обычно будет содержать 0,3-0,6 вес.% соли (хлорида натрия).
Фраза «обработанное мясо» относится к мясу, которое было изменено посредством нагревания или химических процессов, например, посредством тепловой обработки или консервирования. Копченый окорок, «хот-доги» и закусочное мясо представляют собой примеры мяса, обработанного путем консервирования.
Фраза «неконсервированные обработанные мясопродукты» относится к обработанным мясопродуктам, которые не содержат нитритов или нитратов. Неконсервированные обработанные мясопродукты обычно содержат более 1,0 вес.% и обычно 1,2-2,0 вес.% хлорида натрия (соли). Примерами неконсервированного обработанного мяса являются прошедшие тепловую обработку говядина для ростбифа и братвурст.
Фраза «консервированное мясо» относится к мясу, которое сохраняют путем непосредственного добавления нитрита (или нитрата, который переходит в нитрит), причем при наличии по меньшей мере 50 ppm (миллионных долей) нитрита натрия и по меньшей мере 1 вес.% добавленной соли, то есть хлорида натрия, с целью консервирования путем замедления роста бактерий. В консервирующих композициях обычно находятся нитраты, нитриты или их смеси совместно с хлоридом натрия. «Неконсервированное мясо» не содержит добавляемых нитрита или нитрата. Мясопродукты, консервируемые во влажном состоянии, вымачивают в рассоле поваренной соли. В случае консервирования мясопродуктов в сухом состоянии соль наносят на поверхность. Мясопродукты, консервируемые посредством шприцевания, содержат консервирующие соли (консервант), вводимые в мясо посредством иглы.
Консервированные, обработанные мясопродукты часто содержат 2-3,5 вес.% соли. Содержание рассола около 3,5-4,0 вес.% (2,6-3,0 вес.% в обработанном мясе) как уровня хлорида натрия или соли (некоторую часть или все количество NaCl может заменить хлористый калий) необходимо в обработанном мясе для требуемого замедления роста бактерий, чтобы обеспечить срок хранения около 60-90 дней, хотя при уменьшенных уровнях соли для обеспечения срока хранения также могут быть применены и другие средства консервирования. Согласно Pegg R.B. and F. Shahidi, 2000, Nitrite Curing of Meat. Food & Nutrition Press, Inc., Trumbull, CT, консервированное мясо может иметь типичные содержания соли, составляющие около 1,2-1,8 вес.% в беконе, 2-3 вес.% в окороке, 1-2 вес.% в сосисках и 2-4 вес.% в вяленом мясе. Можно полагать, что свежее мясо, например говядина, свинина или мясо домашней птицы, не содержит присутствующих естественным образом либо добавленных нитратов или нитритов. Министерство сельского хозяйства США (USDA) допускает наличие нитрата и нитрита для консервированного и обработанного мяса, максимально доходящее до 625 ppm (миллионных долей, м.д.) нитрита натрия или 2187 ppm нитрата натрия в продуктах, полученных сухим консервированием. В других случаях уровни могут иметь разные пределы, например, в случае типичного, подвергнутого тепловой обработке мясопродукта из мышечной ткани предел нитрита натрия составляет 156 ppm, а в измельченных мясопродуктах 200 ppm. Максимальные допустимые уровни нитрита в «хот-догах» или в болонской колбасе обычно составляют 156 ppm, в то время как для бекона 120 ppm. В этих консервантах может присутствовать аскорбат натрия (или подобные соединения).
В Европе принято, что минимальный уровень соли и нитрита, требуемый по закону для консервирования, составляет соответственно 1,0 вес.% и 50 ppm. Министерство сельского хозяйства США утверждает: «Что касается проводимой политики, то Министерство требует, чтобы во всех консервированных продуктах «сохраняемых охлажденными», минимальное содержание входящего в них нитрита составляло 120 ppm, если предприятие не может продемонстрировать, что будет обеспечена безопасность посредством выполнения другого процесса предохранения от порчи, например тепловой обработки, с контролем при этом рН или влажности. Такая установка, касающаяся величины 120 ppm для входящего нитрита, основана на обеспечивающих безопасность данных, рассматривавшихся при разработке стандарта, касающегося бекона». (См. руководство «Processing Inspector's Calculation Handbook», Глава 3, стр.12, переработано в 1995). В руководстве также указано: «Нет нормативного минимума, касающегося уровня входящего нитрита, однако может быть использован нитрит в количестве 40 ppm, так как он оказывает некоторое консервирующее действие. Это количество также оказывается достаточным для закрепления цвета и для обеспечения ожидаемого внешнего вида консервированного мяса или домашней птицы».
Мясопродукт может представлять собой любое мясо, пригодное для его употребления человеком, которое содержит молекулу, подобную миоглобину. Ссылки на суммарный миоглобин в мясопродукте относятся к количеству молекул, подобных миоглобину, которые физиологически присутствуют в мясной ткани до заготовки с целью употребления человеком. Конкретные мясопродукты содержат уровни миоглобина, достаточные для обеспечения характерного для них цвета. Примеры надлежащих нарезаемых кусков свежего мяса включают говядину, телятину, свинину, домашнюю птицу, баранину и ягнятину. В этих разных типах мясопродуктов концентрация миоглобина изменяется. Например, говядина обычно содержит около 3-20 мг миоглобина на грамм мяса, свинина содержит около 1-5 мг миоглобина на грамм мяса, цыпленок содержит менее чем около 1 мг миоглобина на грамм мяса. Таким образом, концентрация суммарных соединений миоглобина в описанных выше мясопродуктах обычно составляет 0,5-25 мг на грамм мясопродукта.
В свежем мясе (мышечная ткань после убоя) кислород может быть непрерывно связан и разъединен с гемовым комплексом молекулы миоглобина с неизмененными естественными свойствами. Существует относительная совокупность трех форм мышечного пигмента с неизмененными естественными свойствами, который определяет видимый цвет свежего мяса. Они включают пурпурный деоксимиоглобин (восстановленный миоглобин), красный оксимиоглобин (насыщенный кислородом миоглобин) и коричневый метмиоглобин (окисленный миоглобин). Форма деоксимиоглобина обычно преобладает непосредственно после убоя животного. Следовательно, свежее разделанное мясо может иметь пурпурный цвет. Этот пурпурный цвет может существовать продолжительное время, если пигмент не подвергают воздействию кислорода. При резке или измельчении пигмент будет подвергнут воздействию кислорода атмосферы, при этом пурпурный цвет может быстро перейти в ярко-красный цвет (оксимиоглобин) или в коричневый цвет (метмиоглобин). Таким образом, хотя деоксимиоглобин технически указывает на более свежее мясо, главным критерием для оценки свежести, который использует покупатель, является красный или «природный» цвет мяса. Можно полагать, но не ограничиваясь этим мнением, что предпочтительный красный цвет свежего мяса имеется тогда, когда по меньшей мере 50% молекул деоксимиоглобина будут насыщены кислородом до состояния оксимиоглобина. Изменения относительного процентного содержания каждой из этих форм могут продолжать происходить, когда свежее мясо подвергают воздействию кислорода за более продолжительный период времени. Непосредственный переход пурпурного цвета в желаемый ярко-красный цвет или нежелательный коричневый цвет может зависеть от парциального давления кислорода у поверхности. Пурпурному цвету может благоприятствовать весьма низкий уровень кислорода, и он может преобладать при уровнях кислорода, составляющих по объему 0-0,2%. Коричневому цвету может благоприятствовать лишь несколько более высокий уровень кислорода (0,2-5,0%). Покупатель обычно начинает делать различие, когда относительное количество метмиоглобина составляет 20%. Отчетливо коричневый цвет будет ясно виден при 40% метмиоглобина, что обычно приводит к невозможности продажи мяса, хотя оно остается питательным и полезным для употребления.
Некоторые биохимические реакции, которые происходят в мышечной ткани после убоя, также могут повлиять на цвет свежего мяса, например, вследствие наличия гликолитических энзимов, которые преобразуют кислород в двуокись углерода. Восстанавливающие коэнзимы, называемые восстановителями метмиоглобина, находящиеся в мясе, преобразуют метмиоглобин обратно в деоксимиоглобин и их активность называют «MRA», что представляет собой аббревиатуру «активности по восстановлению метмиоглобина». MRA может быть описана как способность мышечной ткани восстанавливать метмиоглобин для его обратного перехода в естественное состояние деоксимиоглобина. MRA будет прекращена, когда окисляемые субстраты будут истощены, либо когда тепло или кислота изменяют естественные свойства энзимов. Когда энзимы прекращают свою активность или изменяют естественные свойства, железо гемового пигмента автоматически будет окислено до формы метмиоглобина, при этом коричневый цвет будет устойчивым и преобладающим. MRA продолжается в течение периода времени после убоя, который зависит от степени воздействия кислорода на мышечную ткань мяса. В течение этого периода будет происходить непрерывное потребление кислорода мышечной тканью мяса. Скорость потребления кислорода называют «OCR». Когда мясо, которое имеет высокую OCR, подвергают воздействию кислорода, напряженное состояние кислорода будет уменьшено настолько быстро, что метмиоглобин благоприятным образом оказывается ниже видимой поверхности. Если он находится вблизи от видимой поверхности, это будет оказывать влияние на воспринимаемый цвет мяса. MRA важна в целях доведения до минимума этого слоя метмиоглобина, который образуется между цветной поверхностью и пурпурной внутренней частью. Когда происходит истощение MRA, коричневый слой метмиоглобина становится более толстым и мигрирует к поверхности, что приводит к окончанию демонстрационного срока. Когда MRA высока, слой метмиоглобина будет тонким и иногда невидимым невооруженным взглядом.
Такие характеристики, как MRA и OCR, касаются определения типов упаковок, наилучшим образом пригодных для розничной торговли, чтобы по возможности на более длительный срок продлить желаемый внешний вид мяса. Упаковки, герметично уплотненные посредством кислородобарьерных пленок, приводят к низкому воздействию кислорода на поверхность мяса. Итак, когда происходит образование метмиоглобина, видимая поверхность изменяется с приданием ей нежелательного коричневого цвета. Однако, если OCR довольно высока для сохранения ее более высокой, чем у кислорода, который мигрирует через упаковочную пленку, а MRA достаточна для восстановления метмиоглобина, который образуется на поверхности, то естественный деоксимиоглобин заменяет метмиоглобин. После определенного периода времени воспринимаемый цвет будет изменен с коричневого на пурпурный. Оба этих цвета неприемлемы для покупателя. По этой причине вакуумное упаковывание само по себе исторически является неприемлемой формой для готового свежего мяса в оболочке, хотя его и используют для транспортирования подсортового отруба и других больших кусков мяса от бойни к рубщикам, осуществляющим розничную разделку, с целью дальнейшей обработки и повторного упаковывания. С другой стороны, вакуумное упаковывание представляет собой такую форму упаковывания, которую выбирают для мясопродуктов, прошедших тепловую обработку и консервирование, в которых естественные свойства пигмента миоглобина изменены посредством нагревания. Тепло при обработке вызывает изменение естественного состояния глобиновой части молекулы нитрозированного миоглобина и отделение от гемовой части. Характерный цвет консервированному и обработанному мясу придает диссоциированный нитрозированный гемовый комплекс. Когда кислород исключен из упаковки с подвергнутым обработке консервированным мясом, цвет и вкус продукта могут стать незначительно хуже, чем в том случае, когда присутствует кислород. В настоящем изобретении кислород должен быть удален из среды, окружающей свежее сырое мясо, перед тем как сможет быть проявлен предпочтительный цвет. После убоя и приготовления в мясо проникает некоторое количество кислорода. Этот кислород исключают посредством OCR/MRA активности. Эта активность также способствует преобладанию молекулы миоглобина в форме деоксимиоглобина. Можно полагать, но не ограничиваясь этим мнением, что активность OCR/MRA, кроме того, способствует восстановлению нитрита до оксида азота, когда нитрит натрия используют в качестве агента, улучшающего цвет миоглобина. В этом случае формирование деоксимиоглобина и оксида азота обеспечивает возможность проявления нитроксимиоглобина. Кислород сам по себе является агентом, улучшающим цвет, поскольку он вызывает формирование оксимиоглобина, что было описано здесь ранее. Однако кислород мешает реакциям, которые формируют деоксимиоглобин и окись азота. Следовательно, он создает помеху для проявления получаемого цвета при наличии нитрита. Таким образом, предпочтительный аспект настоящего изобретения заключается в том, чтобы был выбран кислородобарьерный слой, а также была выбрана его конфигурация, чтобы защитить поверхность мяса от доступа атмосферного воздуха в течение формирования желаемого цвета мяса.
АГЕНТЫ, УЛУЧШАЮЩИЕ ЦВЕТ МИОГЛОБИНА
В первом варианте осуществления изобретения созданы агенты, улучшающие цвет миоглобина. «Агент, улучшающий цвет миоглобина» относится к любому агенту (или к его предшественнику), который может быть связан или взаимодействует с какой-либо структурой, содержащей миоглобин с неизмененными естественными свойствами (включая деоксимиоглобин, оксимиоглобин, метмиоглобин, карбоксимиоглобин и оксид-азотный миоглобин, но не ограничиваясь этим), имеющийся в свежем мясопродукте, для получения или сохранения желаемого цвета, например красного цвета, указывающего на свежесть мяса. Агент, улучшающий цвет миоглобина, также может взаимодействовать с гемоглобином, имеющимся в мясопродукте, или вызывать взаимодействие с ним для получения, сохранения или усиления, то есть «закрепления», желаемого цвета. Таким образом, агент, улучшающий цвет миоглобина, не является цветовой добавкой, а действует в качестве закрепителя цвета.
3
2
3
2
3
2
+
+
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения агентом, улучшающим цвет миоглобина, является «соединение, служащее донором оксида азота» («донор NO»), обеспечивающее молекулу оксида азота (NO), которая будет связана с миоглобином, имеющимся в мясопродукте, чтобы сохранить или активизировать покраснение или придание этого цвета либо другое благоприятное окрашивание мясопродукта. Соединение, служащее донором оксида азота, выделяет окись азота или является предшественником, например, нитратом, который действует в качестве промежуточного соединения, приводящего к формированию оксида азота, который будет связан с молекулой миоглобина в мясопродукте. Примеры компонентов, служащих донором оксида азота, включают нитрозодисульфонаты, включая, например, соль Fremy (NO(SO)Na) или NO(SOK)), неорганические нитраты (MNO), где соответствующие противоположно заряженные ионы (М) включают щелочные металлы (например, натрий, калий), щелочноземельные металлы (например, кальций), переходные металлы, протонированные первичные, вторичные или третичные амины, либо четвертичные амины, либо аммоний, и включают в себя, например, селитру, а также неорганические нитриты (MNO), где соответствующие противоположно заряженные ионы (М) включают щелочные металлы (например, натрий, калий), щелочноземельные металлы (например, кальций), переходные металлы, протонированные первичные, вторичные или третичные амины, либо четвертичные амины, либо аммоний.
Другие соединения, служащие донором оксида азота, которые могут действовать в качестве агентов, улучшающих цвет миоглобина, раскрыты в патентах США 6706274 на имя Herrmann и др. (подан на рассмотрение 18 января 2001), 5994444 на имя Trescony и др. (подан на рассмотрение 16 октября 1997), и 6939569 на имя Green и др. (подан на рассмотрение 18 июня 1999), а также в опубликованной заявке на патент США US2005/0106380 на имя Gray и др. (подана на рассмотрение 13 ноября 2003), все из которых введены сюда посредством ссылки на них. Как вариант, агент, улучшающий цвет миоглобина, может содержать материалы, которые способствуют преобразованию других материалов в NO, например, каталитические агенты в виде нитратредуктазы или нитрозотиолредуктазы, включая материалы, описанные в публикации Всемирной организации по охране интеллектуальной собственности (ВОИС) WO 02/056904 на имя Meyerhoff и др. (подана на рассмотрение 16 января 2002, которая введена сюда посредством ссылки на нее.
2
2
Другие примеры соединений, служащих донором оксида азота, включают органические нитрозосоединения (содержащие функциональную группу NO, прикрепленную к углероду), включая 3-этил-3-нитрозо-2,4-пентандион, органические нитросоединения (содержащие функциональную группу -NO, прикрепленную к углероду), включая нитроглицерин и 6-нитробензо(α)пирен, органические нитраты (-О-NO), включая этилнитрат, глицерилмононитрат, глицерилдинитрат или грицерилтринитрат, пентаэритритолтетранитрат, эритритилтетранитрат, изосорбидмононитрат или изосорбиддинитрат, и тролнитрат.
Еще одни примеры соединений, служащих донором оксида азота, включают О-нитрозированные соединения (-О-NO), включая алкилнитриты, например бутилнитрит, амилнитрит, додецилнитрит и дициклогексиламиннитрит, S-нитрозированные соединения (-S-NO), также известные как нитрозотиолы, включая S-нитрозотиоглицерин, S-нитрозопеницилламин, S-нитрозоглутатион, глутатион, S-нитрозированные производные каптоприла, S-нитрозированные протеины, S-нитрозированные пептиды, S-нитрозированные олигосахариды и S-нитрозированные полисахариды, а также N-нитрозированные соединения (-N-NO), включая N-нитрозамины, N-гидрокси-N-нитрозоамины и N-нитрозимины.
Дополнительные примеры соединений, служащих донором оксида азота, включают оксид-азотные соединения, которые содержат функциональную группу -N(O)-NO (также называемую в этой области N-оксо-N-нитрозосоединениями, N-гидрокси-N'-диазениумоксидами, диазениумдиолатами и NONO-соединениями), включая 3,3,4,4-тетраметил-1,2-диазетин 1,2-диоксид.
Другие примеры соединений, служащих донором оксида азота, включают комплексы из переходного металла/нитрозосоединения, включая нитропруссид натрия, комплексы из динитрозила, железа и тиола, нитрозилы со скоплением железа-серы, нитрозилы рутения, комплексы из нитрозосоединения/гема/переходного металла и нитрозоферропротопорфириновые комплексы, фуроксаны, включая N-оксид 1,2,5-оксадиазола, бензофуроксаны, оксатриазол-5-имины, включая 3-арил-1,2,3,4-оксатриазол-5-имин, сиднонимины, включая молсидомин, оксимы, включая циклогексаноноксим, гидроксиламины, N-гидроксигуанидины и гидроксиуреазу.
x
Соединения, служащие донором оксида азота, могут отдавать одну молекулу или большое количество молекул оксида азота. Согласно некоторым аспектам соединения, служащие донором оксида азота, могут представлять собой полимерный материал, который содержит несколько мест передачи оксида азота и, следовательно, может выделять большое количество молекул оксида азота. Предпочтительно, чтобы окись азота была выделена из полимерной цепи. Например, в патенте США 5525357, который введен сюда посредством ссылки на него, описан полимер с функциональной группой, выделяющей оксид азота, связанной с полимером. В патенте США № 5770645, который введен сюда посредством ссылки на него, описан полимер, в котором NO ковалентно связана с полимером посредством связующей группы. В патенте США №6087479, который введен сюда посредством ссылки на него, описаны полученные синтетически полимерные материалы, которые производят с целью введения продукта присоединения оксида азота. Следует иметь в виду, что полимерные материалы, которые содержат соединение, служащее донором оксида азота, или функциональную группу, служащую донором оксида азота, химически связанные с полимером, находятся в объеме настоящего изобретения.
В одном из вариантов осуществления изобретения соединение, служащее донором оксида азота, отличается от нитрата натрия или нитрита натрия.
В одном из вариантов осуществления изобретения соединение, служащее донором оксида азота, отличается от неорганического нитрата или неорганического нитрита.
Еще в одном варианте осуществления изобретения соединение, служащее донором оксида азота, представляет собой неорганический нитрат или неорганический нитрит, отличающиеся от нитрата натрия, нитрата калия, нитрита натрия и нитрита калия.
Еще в одном варианте осуществления изобретения соединение, служащее донором оксида азота, отличается от нитрозодисульфоната.
+
+
Другие агенты, улучшающие цвет миоглобина, которые находятся в объеме настоящего изобретения, включают в себя неорганические цианиды (MCN), в которых соответствующие противоположно заряженные ионы (М) включают щелочные металлы (например, натрий, калий), щелочноземельные металлы (например, кальций), переходные металлы, протонированные первичные, вторичные или третичные амины, либо четвертичные амины, либо аммоний; неорганические фториды (MF), в которых соответствующие противоположно заряженные ионы (М) включают щелочные металлы (например, натрий, калий), щелочноземельные металлы (например, кальций), переходные металлы, протонированные первичные, вторичные или третичные амины, либо четвертичные амины, либо аммоний; изотиоцианаты, включая горчичное масло; бактериальные культуры, которые закрепляют азот для создания источника оксида азота, включая ксантиноксидазу, нитратредуктазы, нитритредуктазы; бетанин; эритроцин; экстракты кошинеля.
Другие агенты, улучшающие цвет миоглобина, включают гетероциклические соединения и производные азота. Примеры приемлемых гетероциклических соединений азота включают пиридины, пиримидины (например, дипиридамол), пиразины, триазины, пурины (например, никотинамид), никотинаты, никотинамиды, ниацин (также известный как никотиновая кислота), изохинолины, имидазолы, а также их производные и соли. Следует иметь в виду, что эти гетероциклические соединения могут быть замещенными или незамещенными. Для пиридинов и изохинолинов предпочтительны 3-карбонильные замещенные соединения. Предпочтительно, чтобы гетероциклическое соединение азота представляло собой пиридин, пиримидин или имидазол. Более предпочтительно, чтобы гетероциклическое соединение азота представляло собой соль щелочного или щелочноземельного металла либо сложный эфир никотиновой кислоты, который может включать такие сложные эфиры, как метилникотинат, этилникотинат, пропилникотинат, бутилникотинат, пентилникотинат, гексилникотинат, метилизоникотинат, изопропилизоникотинат и изопентилизоникотинат. Более предпочтительно, чтобы гетероциклическое соединение азота представляло собой соль щелочного металла или щелочноземельного металла, либо эфир никотинамида или имидазол. Согласно еще одному аспекту гетероциклическое соединение азота представляет собой пиридин, пиримидин, гистидин, N-ацетилгистидин, 3-бутирилпиридин, 3-валероилпиридин, 3 капроилпиридин, 3-гептоилпиридин, 3-каприлоилпиридин, 3-формилпиридин, никотинамид, N-этилникотинамид, N,N-диэтилникотинамид, гидразид изоникотиновой кислоты, 3-гидроксипиридин, 3-этилпиридин, 4-винилпиридин, 4-бромоизохинолин, 5-гидроксиизохинолин или 3-цианопиридин.
2
3
Агенты, улучшающие цвет миоглобина, также включают любое соединение, которое действует в качестве лиганда для миоглобина и приводит к образованию желаемого цвета, либо какое-то соединение, которое действует в качестве основы, приводящей к формированию такого лиганда. Например, агент, улучшающий цвет миоглобина, может представлять собой соединение, служащее донором оксида углерода. Оксид углерода известен как образующий комплексное соединение с гемом миоглобина для формирования желаемого внешнего вида мяса. Соединение, служащее донором оксида углерода, представляет собой любое соединение, которое выделяет оксид углерода или действует в качестве основы, приводящей к образованию оксида углерода. Как вариант, агент, улучшающий цвет, может представлять собой соединение, служащее донором оксида серы (SO), соединение, служащее донором закиси азота (NO), соединение, служащее донором аммиака (NH), или соединение, служащее донором сероводорода. Такие соединения отдают определенный лиганд или действуют в качестве основы, приводящей к образованию определенного лиганда. Соединения включают комплексы из лиганда/гема/переходного металла и комплексы из протопорфирина железа и лиганда, включая, например, комплексы из оксида углерода/гема/переходного металла и комплексы из протопорфирина железа и оксида углерода. Соединения, служащие донором оксида углерода, соединения, служащие донором оксида серы, соединения, служащие донором закиси азота, и соединения, служащие донором сероводорода, включают полимерные материалы с соответствующей функциональной группой, служащей донором, химически связанной с полимерной цепью.
Агент, улучшающий цвет миоглобина, предпочтительно присутствует в желаемой концентрации в контакте с мясопродуктом. Слой упаковочной пленки для контакта с пищевым продуктом предпочтительно содержит агент, улучшающий цвет, концентрация которого достаточно высока, чтобы обеспечить или сохранить желаемый внешний вид мясопродукта. Предпочтительно, чтобы агент, улучшающий цвет, присутствовал в слое, контактирующем с пищевым продуктом, в концентрации, достаточной для преобразования по меньшей мере 50% молекул миоглобина на контактирующей с мясом поверхности в желаемое состояние связи лигандов. Концентрацию агента, улучшающего цвет, предпочтительно выбирают так, чтобы связать лиганды, обеспечивающие желаемый внешний вид или цвет мяса, с молекулами миоглобина максимально на ¼ дюйма мясопродукта или менее. Например, желательно, чтобы улучшающий цвет миоглобина агент, служащий донором оксида азота, находился в концентрации, достаточной для преобразования по меньшей мере 50% молекул миоглобина на поверхности, контактирующей с мясом, в оксид-азотный миоглобин.
Когда агентом, улучшающим цвет, является ниацин, концентрацию ниацина выбирают большей, чем концентрация ниацина, естественным образом находящегося в мясе. Согласно Richardson и др. (1980, Состав пищевых продуктов. Мясо для колбасы и закусок (сырое, обработанное, приготовленное) Руководство № 8-7, Министерство сельского хозяйства США, Управление Науки и Образования, Вашингтон, федеральный округ Колумбия) ниацин естественным образом присутствует в домашней птице и в красном мясе в количестве около 0,05-0,09 мг/г. В настоящем изобретении, если в качестве агента, улучшающего цвет, использован ниацин, и он введен в мясопродукт, его обычно используют в количествах, составляющих более 0,1 мг/г мяса.
Агент, улучшающий цвет миоглобина, может быть нанесен на внутренний слой полимерной пленки с помощью напыления или опудривания либо путем применения другого средства или этот агент может быть введен во внутренний слой.
Согласно другим аспектам агент, улучшающий цвет миоглобина, вводят в свежий мясопродукт, содержащий миоглобин, либо наносят на поверхность свежего мясопродукта, содержащего миоглобин. Агент, улучшающий цвет миоглобина, может быть нанесен на свежий мясопродукт, содержащий миоглобин, до упаковывания посредством напыления, опудривания, погружения или путем применения другого способа. Агент, улучшающий цвет миоглобина, может быть введен в свежий мясопродукт, содержащий миоглобин, посредством перемешивания этого агента непосредственно с мясом, например, с мясным фаршем. Как вариант, может быть приготовлена и перемешана с мясом водная композиция агента, улучшающего цвет. Водная композиция может представлять собой суспензию агента, улучшающего цвет миоглобина, с водой или раствор этого агента в воде.
К агенту, улучшающему цвет, могут быть добавлены другие присадки, известные квалифицированным специалистам в этой области. Эти присадки могут быть добавлены непосредственно к пищевому продукту либо к упаковочной пленке, причем как посредством введения внутрь, так и путем напыления на поверхность или ее опудривания. Примеры других присадок включают мононатриевый глутамат, соль, мучную пасту, соевую муку, концентрат протеина сои, лактозу, сухой остаток кукурузного сиропа, противогрибковые средства (которые подавляют рост дрожжей и плесени), антибиотики, сахар, глицерин, молочную кислоту, аскорбиновую кислоту, эриторбиновую кислоту, α-токоферол, фосфаты, экстракт розмарина и бензоат натрия.
Агенты, улучшающие цвет миоглобина, либо их растворы или дисперсии могут быть бесцветными, например, как нитрат натрия или, например, как нитрит натрия, могут иметь присущий им тусклый цвет (то есть могут и не быть полностью бесцветными), но этот цвет сам по себе обычно не является достаточно ярким, чтобы действовать в качестве значимого красителя или окрашивающей добавки. Однако это не мешает использованию окрашенных агентов, улучшающих цвет миоглобина, которые придают свойственный цвет, или сочетания агента, придающего цвет, с одним или более естественными и/или искусственными красителями, пигментами, окрашивающими веществами и/или ароматизирующими веществами, такими как аннатто, биксин, норбиксин, свекольная пудра, карамель, кармин, кошинель, куркума, паприка, коптильная жидкость, эритрозин, бетанин, один или более из красителей согласно закону о пищевых продуктах, лекарственных веществах и косметических средствах и т.д.
Можно полагать, что агент, улучшающий цвет миоглобина, будет взаимодействовать с миоглобином в мясопродуктах, при этом сохраняя, поддерживая или усиливая желаемый цвет мяса. Миоглобин включает небелковую часть, называемую гемом, и белковую часть, называемую глобином. Гемовая часть включает атом железа в плоском кольце. Часть, являющаяся глобином, может создавать трехразмерную структуру, которая окружает гемовую группу и стабилизирует молекулу. Гемовая группа создает открытое место связи, которое может связывать определенные лиганды, обладающие надлежащей формой и расположением электронов атома железа. Когда происходит захождение лиганда и его связь с гемом, расположение электронов лиганда может изменить форму глобиновой части молекулы таким образом, что обеспечивает слабые абсорбционные характеристики гемовой группы. Следовательно, наличие или отсутствие лиганда, например, кислорода в геме и самого лиганда может привести к видимым изменениям цвета миоглобина.
2
2+
3+
Когда в геме лиганд отсутствует, миоглобин называют деоксимиоглобином, который имеет пурпурный цвет (который иногда характеризуют как пурпурный, насыщенно-красный, темно-красный, ало-голубой или голубовато-красный). Молекулярный кислород, О («кислород») легко действует в качестве лиганда, который будет связан с гемовой группой, обеспечивая биологический перенос кислорода из потока крови к митохондриям внутри клеток. Когда происходит связь кислорода с гемом, пурпурный деоксимиоглобин становится оксимиоглобином, отличающимся красным цветом. При отделении кислородного лиганда от оксимиоглобина происходит окисление атома железа, оставляя при этом железо в состоянии трехвалентного железа. Окисление атома железа приводит к неспособности молекулы к нормальной связи, касающейся кислорода. Когда химическое состояние железа может быть изменено с железистого (Fe) на железное (F), трехразмерная структура глобиновой части может быть изменена таким образом, что обеспечивает возможность связи молекул воды с гемом. Связь молекулы воды с трехвалентным железом, содержащимся в геме, приводит к слабой адсорбции гема. Окисленную форму миоглобина с молекулой воды в гемовой группе называют метмиоглобином, который имеет коричневый цвет. Можно полагать, что к получению коричневого цвета приводит окисление атома железа. Оказывать влияние на цвет мяса также могут другие гемовые лиганды, отличающиеся от кислорода и воды. Например, наличие оксида углерода (СО) может обеспечить наличие у свежего мяса ярко-красного цвета, подобно получаемому в случае кислорода. Хотя следует полагать, что окись азота (NO) может вызвать появление тусклого красного цвета или устойчивого розового цвета в случае консервированного мяса, которое также содержит хлорид натрия, обнаружено, что при отсутствии кислорода NO может обеспечить получение желаемого ярко-красного цвета, подобного тому, который вызывает кислород, в невареном мясе, главным образом в свежем, сыром, не подвергнутом технологической обработке или неконсервированном мясе. Установлено, что проявление такого желаемого ярко-красного цвета может занимать много часов, а обычно занимает от 1 до 5 дней и что первоначально цвет мяса в вакуумной упаковке, имеющей кислородобарьерные свойства, может быть изменен на нежелательный коричневый цвет, пока не произойдет неожиданный переход к желаемому красному цвету.
Другие переменные, которые влияют на устойчивость глобиновой части, также влияют на сродство гемовой группы, касающееся кислорода, и на тенденцию к окислению химического состояния атома железа. Кислотность и высокая температура, например такая, которая связана с варкой, может изменить естественные свойства глобиновой части, приводя тем самым к неустойчивости гемовой группы. При отсутствии стабилизирующих лигандов окисление железа гема происходит автоматически, когда глобин изменяет естественные свойства.
ПОЛИМЕРНЫЕ УПАКОВОЧНЫЕ ПЛЕНКИ ДЛЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
2
В настоящем изобретении разработаны кислородобарьерные изделия, служащие для упаковывания пищевых продуктов, которые могут включать поверхности для контакта с пищевым продуктом, содержащие агент, улучшающий цвет миоглобина. Фраза «поверхность, контактирующая с пищевым продуктом» относится к части упаковочного материала, которая предназначена для контакта с поверхностью упакованного мясопродукта. Предпочтительно, чтобы изделие, предназначенное для упаковывания пищевого продукта, включало поверхность для контакта с пищевым продуктом, которая содержит агент, улучшающий цвет миоглобина, в количестве, эффективном для содействия получению или для сохранения желаемого цвета после контакта с мясопродуктом. Агент, улучшающий цвет миоглобина (МВА), предпочтительно будет контактировать с поверхностью мяса в количестве, достаточном для получения желаемого красного цвета, который предпочтительно не проникает на нежелательную глубину по толщине пищевого продукта в условиях уменьшенного количества кислорода (развитие этого цвета может занимать, например, от 1 до 5 дней). Предпочтительно, чтобы МВА мог находиться на поверхности пленки, контактирующей с пищевым продуктом (либо на поверхности пищевого продукта, содержащего миоглобин), в количестве от около 0,01 до 3, до 5, до 10 микромолей/дюйм и с приращениями около 0,1 микромоля. Могут быть использованы бóльшие или меньшие количества МВА, при этом яркость цвета может быть изменена в зависимости от относительного присутствия или отсутствия миоглобина.
Таким образом, поверхность упаковочного изделия, контактирующая с пищевым продуктом, предпочтительно содержит агент, улучшающий цвет миоглобина, в концентрации, достаточно высокой, чтобы создать и/или сохранить желаемую окраску поверхности свежего мясопродукта, но достаточно низкую, чтобы предотвратить нежелательное распространение цвета в массу мясопродукта. Предпочтительно, чтобы агент, улучшающий цвет миоглобина, присутствовал на поверхности, контактирующей с пищевым продуктом, в концентрации, которая достаточна, чтобы при контакте с поверхностью мяса преобразовать по меньшей мере 50% молекул миоглобина, являющихся целью, в желаемое состояние связывания лиганда. Приемлемое количество или концентрацию агента, улучшающего цвет миоглобина, предпочтительно выбирают так, чтобы связать лиганды, обеспечивающие желаемое окрашивание мяса, с молекулами миоглобина самое большее на ¼ дюйма или на 1/6, 1/8, 1/10, 1/12, 1/16, 1/20 дюйма или менее мясопродукта, хотя при желании может быть обеспечено более глубокое проникновение. Например, желательно, чтобы агент, улучшающий цвет миоглобина, служащий донором оксида азота, присутствовал в концентрации, достаточной для преобразования по меньшей мере 50% молекул миоглобина на поверхности, контактирующей с мясом, в оксид-азотный миоглобин. Агент, улучшающий цвет миоглобина, может быть нанесен на однослойную пленку или на внутренний слой многослойной пленки, либо он может быть введен в нее.
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Агент, улучшающий цвет миоглобина, распределяют на поверхности, контактирующей с пищевым продуктом, предпочтительно равномерно либо неравномерно. Минимальное количество, требуемое для того, чтобы обеспечить желаемую окраску, зависит от концентрации миоглобина, находящегося в пищевом продукте. Например, продукты из говядины, содержание миоглобина в которых составляет 10 мг/г, могут потребовать такое количество агента, которое в 10 раз больше, чем в случае продуктов из домашней птицы, содержание миоглобина в которых составляет 1 мг/г. Кроме того, если желаемая глубина проникновения составляет 0,25 дюйма, то для воздействия на все молекулы миоглобина (молекулярный вес миоглобина составляет около 17000 г/моль) на одном квадратном дюйме говядины на глубине 0,25 дюйма необходимы по меньшей мере 2,4 ммоля (микромоля) агента, улучшающего цвет миоглобина, для переноса через поверхность пленки в 1 квадратный дюйм ((один квадратный дюйм говядины при глубине 0,25 дюйма составляет около 4,1 грамма мяса (удельный вес около 1 г/см)). Нитрит натрия, как предпочтительный агент, улучшающий цвет миоглобина, имеет молекулярный вес около 69 г/моль. Таким образом, 2,4 микромоля NaNO весят 0,166 мг и общее количество миоглобина в 4,1 грамма мяса, содержащего 10 мг миоглобина на грамм, составляет 41 мг. Говядина обычно содержит миоглобин на уровне около 3-10 мг/г. Предпочтительное количество агента, улучшающего цвет миоглобина, которое должно присутствовать на изделии, составляет 0,72-2,4 микромолей/дюйм. Подобным образом, свинина содержит миоглобин на уровне около 1-3 мг/г. Упаковочное изделие в этом случае должно обеспечивать 0,24-0,72 микромолей/дюйм. В случае домашней птицы, содержащей миоглобин в количестве менее 1 мг/г, предпочтительно следует использовать упаковочное изделие, обеспечивающее менее 0,24 микромоля/дюйм, например 0,12 микромоля/дюйм. Изделие, в котором в качестве агента, улучшающего цвет миоглобина, используют нитрит натрия (молекулярный вес равен 69 г/моль) предпочтительно должно обеспечивать 0,050-0,166 мг/дюйм для мясопродуктов из говядины, 0,017-0,050 мг/дюйм для мясопродуктов из свинины и менее 0,017 мг/дюйм для мясопродуктов из домашней птицы. Изделие, в котором обеспечено 0,17 мг/дюйм, будет пригодно для разнообразных видов свежего мяса.
Повышенное количество агента, улучшающего цвет миоглобина, может оказаться предпочтительным для мышечной ткани с более темной окраской, которая может иметь более высокие уровни миоглобина. Если агент, улучшающий цвет миоглобина, вводят в полимерную матрицу, которая содержит для контакта с пищевым продуктом слой однослойной или многослойной упаковочной пленки, лишь часть его способна эффективно мигрировать от поверхности пленки к поверхности продукта для взаимодействия с миоглобином. Можно ожидать появления пленок с уровнями агента в них, превышающими в 20 раз или более то количество, которое требуется для эффективной фиксации цвета.
2
2
2
2
2
Следовательно, количество агента, улучшающего цвет миоглобина, на единицу площади поверхности, контактирующей с пищевым продуктом, может быть выбрано таким образом, чтобы обеспечить желаемую окраску поверхности упакованного свежего мясопродукта. Например, слой для контакта с пищевым продуктом, может включать от около 0,005 до 0,900 мг/дюйм агента, улучшающего цвет миоглобина, например, нитрита натрия, предпочтительно от около 0,010 до 0,400 мг/дюйм, а наиболее предпочтительно от около 0,100 до 0,300 мг/дюйм. В случае продуктов из говядины слой для контакта с пищевым продуктом может включать в себя, например, около 0,200-0,250 мг/дюйм агента, улучшающего цвет миоглобина, в виде нитрита натрия, в то время как меньшие концентрации, например, около 0,100-0,150 мг/дюйм могут быть использованы для продуктов из свинины.
Желательно равномерное рассеивание или покрытие, имеющее размер частиц около 35 микрон (мкм) или менее, а предпочтительно 10 мкм. Хотя также могут быть использованы бóльшие размеры частиц, пленка до ее применения в этом случае будет иметь меньшую привлекательность с эстетической точки зрения. Если размер частиц весьма значителен, это может привести к первоначальному пятнистому внешнему виду, хотя имеется тенденция к выравниванию и по прошествии времени однородность становится еще большей, причем такая желаемая однородность цвета (то есть отсутствие пятнистости или дефектов поверхности) часто имеет место при переходе с коричневого цвета на красный. Предпочтительно, чтобы агент, улучшающий цвет миоглобина, мог быть нанесен способом увлажнения поверхности слоя пленки, которая должна контактировать с пищевым продуктом, используя для этой цели агенты, формирующие пленку, поверхностно-активные вещества, связующие агенты и другие соединения. Например, согласно настоящему изобретению агент, улучшающий цвет миоглобина, может быть распылен на поверхность пленки, которая должна контактировать с пищевым продуктом. Трубчатые пленки и оболочки также могут быть покрыты, но с использованием других средств (включая хорошо известные способы погружения и осаждения). Типичные агенты, улучшающие цвет миоглобина, нелегко проходят через пленочную стенку и поэтому предпочтительно осаждать такой агент с внутренней стороны рукава и/или наносить агент на внутреннюю поверхность рукава (например, в течение закладывания складок) путем распыления, поскольку наружное нанесение (например, погружением) потребовало бы сложной и более дорогостоящей операции выворачивания наружу внутренней стороны рукава для обеспечения контакта между агентом, улучшающим цвет миоглобина, и поверхностью, которая должна контактировать с мясом. Нанесение других добавок и покрывающих композиций посредством распыления раствора в течение или после закладывания складок является обычным и экономичным способом, и содействует обеспечению правильно рассчитанного распределения покрытия на внутренней поверхности рукава. Например, смазки и другие композиции наносят с помощью различных способов, таких как осаждение, распыление или контактное покрытие внутренней поверхности трубчатой полимерной оболочки посредством оправки для закладывания складок, причем такие средства хорошо известны ((см., например, патенты США 3378379 (на имя Shinter), 3451827 (на имя Bridgeford), 4397891 (на имя Kaelberer и др.), 5256458 (на имя Oxley и др.), 5573800 (на имя Wilhoit) и 6143344 (на имя Jon и др.), все из которых введены сюда посредством ссылки на них)). Упаковки по изобретению могут быть покрыты обладающим признаками изобретения агентом, улучшающим цвет миоглобина, посредством осаждения, чтобы получить равномерно толстое покрытие.
Нанесение на трубчатые или нетрубчатые формы (например, на лист или полотно) пленки для упаковывания пищевого продукта может быть осуществлено с помощью сухого или влажного распыления, или напыления, либо посредством покрытия роликом или покрытия посредством использования пластины Майера или ракельного ножа, либо с помощью печатных средств (например, используя глубокую печать или флексографскую печать), либо посредством электростатического переноса. Кроме того, при выполнении процесса изготовления может происходить нанесение в разных местах, например, посредством смешивания, введения в маточную смесь или добавления к полимерному слою перед экструзией, либо посредством напыления, распыления или покрытия в течение или после экструзии, либо в течение формирования пузыря или рукава, либо в течение наматывания или изготовления мешка, например на стадии напыления или опудривания.
В одном из вариантов осуществления изобретения предполагается, что слой, предназначенный для контакта с пищевым продуктом, может содержать от около 1000 ppm (0,1%) до 50000 ppm (5,0%) агента, улучшающего цвет миоглобина, более предпочтительно от около 5000 до 25000 ppm, а наиболее предпочтительно от около 7500 до 20000 ppm. Обычно слой, предназначенный для контакта с пищевым продуктом, содержит от около 1,5 до 2,0 вес.% или менее (15000-20000 ppm) нитритной соли для упаковывания свежего продукта в виде говяжьего фарша либо от около 0,75 до 1,5 вес.% нитритной соли для упаковывания свежего мясопродукта из свинины. Для различных видов мяса предпочтительно использовать количества, находящиеся в диапазоне от 0,75 до 2,25 вес.%.
TM
4
Согласно изобретению могут быть созданы однослойные пленки для упаковывания пищевого продукта, содержащие агент, улучшающий цвет миоглобина. В другом варианте пленка для упаковывания пищевого продукта также может представлять собой многослойную пленку. Обладающие признаками изобретения пленки для упаковывания пищевого продукта могут иметь любую приемлемую композицию или конфигурацию. Предпочтительно, чтобы пленки отвечали большому количеству функциональных требований, которые могут быть предъявлены к одному или более слоям либо к сочетанию слоев. Например, однослойная пленка может сочетать кислородобарьерные функции и контакта агента, улучшающего цвет миоглобина, совместно с одной или более дополнительными функциями, такими как стойкость к прокалыванию, стойкость к неправильному использованию, пригодность для печатания, создание влагобарьера, возможность уплотнения под действием тепла, прозрачность, высокий глянец, низкая токсичность, стойкость к высокой температуре, гибкость при низкой температуре и т.д. Как вариант, для добавления функциональных возможностей может быть использовано большое количество слоев. Настоящее изобретение предназначено для использования в широком разнообразии имеющихся в продаже упаковочных пленок, например таких, продажу которых осуществляет Curwood, Inc. c товарными знаками ABP, Clear-Tite, Cook-Tite, Perflex, Pro-Guard, Pro-Tite, Curlam, Curlon и Surround, и других, например, таких, которые поставляют на рынок Alcan, Asahi, Cryovac, Kureha, Vector, Pactiv, Printpack, Viskase и Wipak с товарными знаками или фабричными марками Cryovac, T-Series, Cryovac E-Seal Materials, Alcan Q Series, Alcan Peel Rite Peel Systems, Alcan Q Forming Films, Krehalon, Alcan Mara Flex Non-Forming Films, Wipak Combitherm, Wipak Bialon, Wipak Biaxer и WipaK Biaxop. Типичная, обеспечивающая получение полезных результатов пленка для упаковывания пищевых продуктов, выполненная согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, может иметь внутренний слой для контакта с поверхностью пищевого продукта, который также служит в качестве уплотняющего слоя, а также обладающий теплостойкостью и стойкостью к неправильному обращению наружный поверхностный слой, со средним слоем между ними, который содержит кислородобарьерный материал. Другая обычная приемлемая пленка имеет адгезивные слои с каждой стороны от среднего кислородобарьерного слоя для соединения с поверхностными слоями.
Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения упаковка для пищевых продуктов может включать миоглобинсодержащий пищевой продукт, например, свежее мясо, содержание воды в котором составляет по меньшей мере 5 вес.%, а также может быть создан контейнер, содержащий термопластичную кислородобарьерную пленку и имеющую полимерный слой для контакта с пищевым продуктом, и лоток, при этом контейнер охватывает пищевой продукт, находящийся в среде с уменьшенным содержанием кислорода; пищевой продукт также сохраняют в измененной атмосфере, содержащей газообразный агент, улучшающий цвет миоглобина, который содержит азот или серу либо их смеси. В этом варианте осуществления изобретения также могут быть использованы МВА, представленные в этом описании. Кроме того, можно полагать, что в различных вариантах осуществления изобретения могут быть использованы газообразные или негазообразные МВА, а также их сочетания.
Варианты осуществления многослойных пленок для упаковывания пищевых продуктов по изобретению могут иметь наружную поверхность и внутреннюю поверхность и включать 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или более полимерных слоев.
Толщина пленки
Изделие для упаковывания пищевого продукта может быть выполнено в форме однослойной или многослойной пленки, полная толщина которой составляет менее чем около 10 мил (тысячных долей дюйма), но более предпочтительно, чтобы пленка имела полную толщину от около 0,5 до 10 мил (12,7-254 микрона (мкм)). Толщина пленки во многих вариантах осуществления изобретения преимущественно составляет от около 1 до 5 мил, а в некоторых типичных вариантах от около 1,5 до 3 мил. Например, все однослойные или многослойные пленки либо какой-то один слой многослойной пленки могут иметь любую приемлемую толщину, включая 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 мил, или какое-то приращение между ними, составляющее около 0,1 или 0,01 мил. Также могут быть созданы более толстые или более тонкие пленки. Хотя могут быть изготовлены приемлемые пленки для упаковывания пищевых продуктов, толщина которых достигает 4 мил (101,6 микрона) или более, либо с утонением до 1 мил (25,4 микрона) или менее, следует полагать, что толщина наиболее типичных пленок будет находиться около 1,5-3 мил (38-76 микронами). Особенно предпочтительными для использования в качестве пленок для пищевых продуктов являются пленки в таком исполнении, когда многослойная пленка имеет толщину от около 2 до 3 мил (50,8-76,2 микрона). Такие пленки обеспечивают удовлетворительную стойкостью к неправильному обращению и возможность их обработки.
Изделие для упаковывания пищевого продукта может быть выполнено в форме однослойного или многослойного листа, имеющего полную толщину по меньшей мере 10 мил, более предпочтительно листа с полной толщиной от около 10 до 50 мил и наиболее предпочтительно листа, полная толщина которого составляет от около 10 до 30 мил.
Слои для контакта с пищевым продуктом и для уплотнения под действием тепла
Важно то, чтобы пленка для упаковывания пищевых продуктов, выполненная по изобретению, имела слой, предназначенный для контакта с пищевым продуктом. Этот слой также может функционировать в качестве слоя, который создает уплотнение под действием тепла или обеспечивает возможность уплотнения под действием тепла, хотя трубчатые пластиковые оболочки могут быть использованы и уплотнены, например, посредством использования зажимов, что известно в этой области. В предпочтительных пленках согласно настоящему изобретению используют слой для контакта с пищевым продуктом, который обладает уплотняющими свойствами.
Термин «слой для уплотнения под действием тепла» или «уплотняющий слой» можно использовать взаимозаменяемым образом для указания слоя, который обеспечивает уплотнение под действием тепла, то есть способен к соединению плавлением с помощью обычных нагревательных средств непрямого действия, которые создают достаточное тепло по меньшей мере на одной контактной поверхности пленки, чтобы передать его к граничной контактной поверхности пленки и сформировать соединение между ними без потери целостности пленки. Соединение между граничными внутренними слоями предпочтительно обладает достаточной физической прочностью для выдерживания упаковочного процесса, а также последующего обращения с ним, включая, например, напряжения, создаваемые сопровождающими такие процессы растягиваниями и стягиваниями при наличии массы продукта, запечатываемого внутри упаковки посредством использования пленки, имеющей слой, уплотняемый под действием тепла. Предпочтительно, чтобы соединяемая область контакта была достаточно теплостойкой, чтобы предотвратить утечки через нее газа или жидкости, когда ее подвергают воздействию температур, которые выше или ниже температуры окружающей среды, например, в течение одного или более из следующих случаев: упаковочных операций, хранения, погрузки-выгрузки, транспортирования, показа или обработки пищевого продукта. Уплотнения под действием тепла могут быть спланированы таким образом, чтобы они отвечали различным условиям ожидаемого использования, при этом в данной области известны различные виды уплотнений, создаваемых под действием тепла, и они могут быть применены совместно с настоящим изобретением. В случае некоторых вариантов уплотнения, создаваемые под действием тепла, могут быть подвергнуты действию температур и условий, при которых происходит пастеризация или тепловая обработка, например, в уплотненном мешке, в упаковке в виде вакуумной оболочки или в упаковке в виде уплотненного лотка. При использовании в случаях тепловой обработки внутри упаковки такие уплотнения должны противостоять температурам, повышенным до около 160-180°F (71-82°C) или выше, например, до 212°F (100°С), в течение продолжительного периода времени, например, до 4-12 часов в окружающих средах, которые могут изменяться от состояния нагретого влажного воздуха или пара до состояния погружения в горячую воду. Предпочтительно, чтобы слой, служащий для контакта с пищевым продуктом или для уплотнения под действием тепла, не только обеспечивал возможность уплотнения по отношению к самому себе, но и мог быть уплотнен по отношению к другим предметам, пленкам или слоям, например, к лотку, когда его используют в качестве пленки, выполняющей роль крышки, или к наружному слою в случае уплотнения внахлест, либо в определенных вариантах для внешней обертки лотка. Кроме того, в некоторых вариантах нет необходимости в выполнении уплотнения под действием тепла в отношении слоя, предназначенного для контакта с пищевым продуктом и содержащего агент, улучшающий цвет миоглобина.
Уплотняющий слой предпочтительно располагают у внутренней поверхности упаковочной пленки или вблизи от этой поверхности, при этом он может представлять собой внутренний поверхностный слой, который обеспечивает возможность формирования однослойной или многослойной пленки для получения упаковки, например, при использовании в качестве прижимного контейнера, уплотненного по отношению к лотку, например, когда его используют в качестве пленки, служащей крышкой, либо уплотненного по отношению к пленке, служащей крышкой, например, когда его используют в качестве лотка. Уплотняющий слой может содержать агент, улучшающий цвет миоглобина, и подходящий полимер, уплотняемый под действием тепла, например сополимер этилена и α-олефина, смеси нейлона или иономер. Внешний слой также может представлять собой слой, уплотняемый под действием тепла, и может быть использован для этой цели вместо внутреннего слоя или в дополнение к нему.
4-8 или выше
Слой для контакта с пищевым продуктом может содержать уплотняющий слой, а также может содержать полимерный материал, уплотняемый под действием тепла, например, полиолефин или его смесь, например, полиэтилены, такие как полиэтилен низкой плотности (LDPE), полиэтилен высокой плотности (HDPE), сополимеры этилена и α-олефина, включая, например, пластомеры, полиэтилен весьма низкой плотности (VLDPE) и линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) или полипропиленовые гомополимеры, полипропиленовые сополимеры или гомогенные полиолефиновые полимеры, например, такие, которые изготавливают в катализаторах с ограниченной геометрией или в металлоценовых одноместных катализаторах, включая, например, сополимеры этилена или пропилена по меньшей мере с одним из Сα-олефинов (например, бутеном-1, гексеном-1 или октеном-1, либо их сочетаниями), с большей частью полимерных элементов, получаемых из этилена или пропилена. Сополимеры этилена и винилацетата (ЕVА), сополимеры этилена и бутилацетата (ЕВА), сополимеры этилена и метилацетата (ЕМА), сополимеры этилена и метакриловой кислоты (ЕМАА) или сополимеры этилена и этилакрилата (ЕЕА) также являются приемлемыми материалами для формирования внутреннего поверхностного слоя, уплотняемого под действием тепла. Слой, служащий для уплотнения и/или контакта с пищевым продуктом, также может содержать иономер, который фактически представляет собой нейтрализованный солью металла сополимер этилена и акриловой или метракриловой кислоты. Подходящие материалы слоя, служащего для уплотнения/контакта с пищевым продуктом, часто включают иономеры, полиолефины или их смеси, например, такие, которые раскрыты в патентах США 6964816, 6861127, 6815023, 6773820, 6682825, 6316067, 5759648, 5663002, а также в опубликованных заявках на патент США №№ 2005/0129969 (на имя Schell и др.) и 2004/0166262 (на имя Busche и др.), которые введены сюда посредством ссылки на них. Слои, служащие для уплотнения или контакта с пищевым продуктом, также могут содержать нейлон, сложные полиэфиры, например полиэтилентерефталат (РЕТ), поликарбонаты, сополимеры циклических олефинов, полиакрилонитрил, либо их сополимеры или смеси. Слой для контакта с пищевым продуктом может иметь 100% толщины всей структуры. Слои для контакта с пищевым продуктом или для уплотнения в многослойных структурах могут иметь любую толщину, при этом их толщина в многослойных структурах может доходить до 1, до 5, до 15, до 50% или более полной предполагаемой толщины. Предпочтительные примеры таких уплотняемых полимеров, содержащих слой, служащий для контакта с пищевым продуктом или для уплотнения, включают сополимеры этилена и α-олефина, которые могут быть приобретены у Dow Chemical Company c торговыми наименованиями “AFFINITY”, “ATTANE” или “ELITE” (включая октен-1 в качестве α-олефина), а также у ExxonMobil Co. с торговым наименованием “EXACT” (включая гексен-1, бутен-1 и октен-1 в качестве сомономера); иономеры могут быть получены от DuPont Company с торговым наименованием Surlyn.
Барьерные слои
Могут быть изготовлены барьерные слои, содержащие агент, улучшающий цвет миоглобина. Барьерный слой предпочтительно функционирует в качестве газобарьерного слоя, хотя другие типы барьеров, например, влагобарьерные слои, также могут включать агент, улучшающий цвет миоглобина. Газобарьерный слой предпочтительно представляет собой кислородобарьерный слой, и он предпочтительно является средним слоем, расположенным между первым и вторым слоями. Например, кислородобарьерный слой может контактировать с первым поверхностным слоем и адгезивным слоем либо может быть расположен между двумя связующими слоями и/или между двумя поверхностными слоями.
Чтобы добиться всех выгод, обеспечиваемых настоящим изобретением, важно, чтобы пленка с агентом, улучшающим цвет миоглобина, была использована в упаковке в сочетании с атмосферой, в которой уменьшено содержание кислорода. Барьерный слой может создать требуемый барьер для кислорода, чтобы желаемым образом сохранить тот предмет, который должен быть упакован в ожидаемых условиях хранения. Согласно одному из аспектов кислородный барьер используют в случае упаковки для мяса или упаковочной пленки, которую сохраняют в атмосфере с уменьшенным содержанием кислорода. Кислородный барьер предпочтительно выбирают таким образом, чтобы обеспечить достаточно пониженную проницаемость кислородом для возможности получения или сохранения желаемой окраски внутри упакованного мяса. Например, пленка может содержать кислородный барьер, имеющий проницаемость для кислорода, которая достаточно низка для снижения активности, касающейся восстановления миоглобина, тех энзимов в мясе, которые восстанавливают метмиоглобин, и/или для сохранения атмосферы с уменьшенным содержанием кислорода, находящейся в контакте с мясом, с целью уменьшения кислорода, связываемого с миоглобином на поверхности упакованного свежего мяса.
Кислородобарьерный слой может содержать любой приемлемый материал, например, нейлон, EVOH, PVOH, поливинилиденхлорид, полиамид, сложный полиэфир, полиалкиленкарбонат, полиакрилонитрил, нанокомпозит, металлизированную пленку, например, с осаждением алюминиевых паров на полиолефине и т.д., что известно квалифицированным специалистам в этой области. Слой пленки, создающий кислородный барьер, предпочтительно может содержать EVOН, хотя также предпочтительны кислородобарьерные слои, содержащие сополимер поливинилиденхлорида - винилхлорида (PVDC или VDC-VC), либо сополимер винилхлорида и метилакрилата (VDC-МА), а также могут быть предпочтительными их смеси. Барьерный слой также может обеспечивать желаемые оптические параметры, когда он ориентирован при растяжении, включая прозрачность и низкое помутнение, а также поведение при растяжении, совместимое с окружающими его слоями. Желательно, чтобы толщина барьерного слоя была выбрана таким образом, чтобы обеспечить желаемое сочетание искомых эксплуатационных свойств, например, касающихся проницаемости кислородом, величины усадки, главным образом при низких температурах, легкости ориентации, сопротивления отслаиванию и оптических свойств. Приемлемые толщины этого слоя в многослойных пленках составляют менее 15%, например, от 3 до 13% полной толщины пленки, а предпочтительно менее чем около 10% полной толщины многослойной пленки. Могут быть использованы бóльшие толщины, однако при этом имеется тенденция к относительному удорожанию полимеров, создающих кислородный барьер, и поэтому можно полагать, что в других слоях будут использованы менее дорогостоящие полимеры для придания желаемых свойств, когда использована приемлемая толщина, чтобы обеспечить такое свойство, как создание газобарьера, для сочетания слоев пленки. Например, толщина среднего кислородобарьерного слоя преимущественно может составлять менее чем около 0,45 мил (10,16 микрона) и более около 0,05 мил (1,27 микрона), включая толщину около 0,10, 0,20, 0,25, 0,30, 0,40 или 0,45 мил.
Предпочтительно, чтобы многослойные пленки включали средний кислородобарьерный слой. Могут быть использованы любые приемлемые материалы для формирования слоя, создающего кислородный барьер. Такой слой пленки предпочтительно может содержать EVOH, хотя также могут оказаться предпочтительными кислородобарьерные слои, которые содержат сополимер поливинилиденхлорида-винилхлорида (PVDC или VDC-VC) или сополимер винилиденхлорида-метилакрилата (VDC-МА), а также их смеси. Одним из предпочтительных барьерных материалов EVOH является полимер Е151В, где молярный состав этилена равен 44%, который продает Eval Company of America с торговым наименованием Eval LC-Е151B. Другие примеры EVOH, которые могут оказаться приемлемыми, можно приобрести у Nippon Gohsei (или Soarus, LLC в США) с торговым наименованием Soarnol AT (EVOН с 44% молярного состава этилена) или Soarnol ET (EVOН с 38% молярного состава этилена). Кислородобарьерные пленки для упаковывания пищевых продуктов, содержащие EVOН, которые включают агент, улучшающий цвет миоглобина, могут быть образованы посредством способов, раскрытых в патентах США 7018719, 6815023, 6777046, 6511688, 5759648, 5382470, 4064296, все из которых введены сюда во всей их полноте посредством ссылки на них.
Для придания кислородобарьерных свойств также могут быть использованы нейлоны или нейлоновые смеси. Кроме того, могут быть использованы сочетания барьерных материалов. Например, большое количество барьерных слоев из нейлона и EVOH часто используют для придания приемлемых барьерных свойств в случае упаковывании пищевого продукта и мяса, при этом слои представляют собой смеси EVOH и нейлона. Эти и другие известные материалы могут быть использованы для формирования слоя, создающего кислородный барьер.
2
2
2
3
2
3
2
3
2
В случае скоропортящихся продуктов проницаемость кислородом (О) желательно довести до минимума. Для типичных пленок, создающих кислородный барьер, проницаемость О будет составлять менее чем около 310 см/м за период, составляющий 24 часа, при 1 атмосфере, 0% относительной влажности и 23°С, предпочтительно менее 75 см/м/день, а еще более предпочтительно менее 20 см/м/день. Барьерные полимеры, например, PVDC или EVOH в среднем слое можно регулировать посредством примешивания совместимых полимеров для изменения ориентационных параметров пленки или ее проницаемости газом, например О. Толщину среднего слоя можно изменять, и для получения положительных результатов она может составлять от около 0,05 до 0,30 мил (1,3-7,62 микрона).
Наружный слой, стойкий к неправильному обращению
Как в случае однослойных, так и многослойных упаковочных пленок согласно вариантам осуществления изобретения, поскольку их будет осматривать пользователь/покупатель, внешняя поверхность пленки должна усиливать ее оптические свойства, при этом может оказаться предпочтительным, чтобы она имела сильный глянец. Кроме того, она должна противостоять контакту с острыми предметами и обеспечивать стойкость к истиранию, и по этим причинам ее внешний слой часто называют слоем, стойким к неправильному обращению. Этот стойкий к неправильному обращению внешний слой также можно, либо нет, использовать в качестве слоя, уплотняемого под действием тепла. Являясь внешним поверхностным слоем пленки, этот слой наиболее часто также служит внешним слоем какой-либо упаковки, мешка, сумки, лотка или другого контейнера, изготавливаемого из пленки, обладающей признаками изобретения, и поэтому подвергаемого различным манипуляциям и неправильному обращению, например, со стороны оборудования в течение упаковывания, либо истиранию о другие упаковки и транспортировочные контейнеры, а также о полки для хранения в течение транспортирования и хранения. Такой контакт приводит к созданию сил истирания, напряжений и давлений, которые могут вызвать обдирание пленки, приводя к дефектам того, что напечатано, ухудшению оптических характеристик или даже к проколам, либо нарушениям целостности упаковки. Поэтому внешний поверхностный слой обычно изготавливают из материалов, выбираемых таким образом, чтобы они противостояли силам истирания и прокалывания, а также другим напряжениям и неправильному обращению, которым упаковка может быть подвергнута в течение ее использования. Внешний поверхностный слой должен обеспечивать возможность легкого выполнения машинной обработки (то есть обеспечивать возможность легкой подачи и манипулирования машинами, например, для транспортирования, упаковывания, печатания или на части процесса изготовления пленки или мешка). Он также должен способствовать ориентации при растяжении, когда желательна пленка со значительной усадкой, в частности, при низких температурах, составляющих, например, 90°С и ниже. Посредством соответствующего выбора материалов во внешних слоях часто обеспечивают требуемые жесткость, гибкость, стойкость к растрескиванию при изгибе, модуль упругости, предел прочности при растяжении, коэффициент трения, пригодность для печатания и оптические свойства. Этот слой может быть выбран таким, чтобы он имел характеристики, приемлемые для создания желаемых уплотнений под действием тепла, которые могут обладать стойкостью к сквозному прогоранию, например, при использовании машин для импульсной сварки, либо в некоторых вариантах упаковок он может быть использован в качестве поверхности для уплотнения под действием тепла, например, при использовании уплотнений внахлест.
Внешний слой может быть образован из смеси, подобной смеси для внутреннего слоя. В одном из вариантов по меньшей мере для одного, а предпочтительно как для внутреннего, так и для внешнего слоев используют полиолефиновые полимеры, а предпочтительно такую композицию, как (i) EVA, (ii) EAO (например, VLDPE) и (iii) сополимер этилена и гексена-1, имеющий точку плавления около 80-98°С, а предпочтительно 80-92С°. Каждый из трех полимеров обычно составляет 20-40 вес.% слоя. EVA, когда его используют в наружном слое, предпочтительно содержит от 3 до 18% винилацетата для обеспечения оптимальной усадочности, если желательна усадочность. В наружном слое для получения полезных результатов также могут быть использованы смеси EAO.
Толщина внешнего слоя обычно составляет 0,5-1,0 мил. Слои меньшей толщины могут оказаться менее эффективными в отношении стойкости к неправильному обращению, в то время как более толстые слои, хотя они и являются более дорогостоящими, могут быть предпочтительным образом использованы для создания пленок, обладающих уникальными, весьма желательными свойствами, заключающимися в стойкости к прокалыванию и/или стойкости к неправильному обращению. Пленки большой толщины, обычно составляющей 5-7 мил или более, необходимы в требуемых случаях применения, которые обычно могут быть обеспечены посредством весьма дорогостоящих и сложных слоистых пленочных структур, и/или для вспомогательных упаковочных материалов, таких как защитные средства для костных частей, подкладки и внешняя обертка.
В одном из барьерных слоев согласно варианту этого изобретения внешний термопластичный слой охватывающей многослойной пленки находится с противоположной стороны от среднего слоя по отношению к внутреннему слою и в непосредственном контакте с окружающей средой. В приемлемом варианте с тремя слоями этот внешний слой непосредственным образом прилипает к среднему слою, который предпочтительно представляет собой кислородобарьерный слой.
Промежуточные слои
Промежуточный слой представляет собой любой слой между внешним слоем и внутренним слоем и может включать кислородобарьерные слои, связующие слои или слои, обладающие функциональными свойствами, полезными для структуры пленки или случаев ее предполагаемого использования. Промежуточные слои могут быть использованы для повышения, придания или какого-либо изменения большого числа характеристик, например пригодности к печатанию для структур, воспринимающих печатную краску, усадочности, ориентируемости, технологичности, обрабатываемости, свойств, касающихся возможности растяжения, драпируемости, гибкости, жесткости, модуля упругости, предполагаемого расслаивания, особенностей, касающихся легкости открывания, свойств, касающихся разрыва, прочности, удлинения, оптических свойств, влагобарьерных свойств, кислородо- или других газобарьерных свойств, селекции излучения или создания барьера для излучения, например, для длин волн ультрафиолетового излучения, и т.д.
Связующие слои
Наряду с внешним слоем, внутренним слоем и промежуточным слоем, таким как барьерный слой, многослойная упаковочная пленка может дополнительно содержать один или более адгезивные слои, также известные в этой области как «связующие слои», которые могут быть выбраны для содействия прилипанию смежных слоев друг к другу в многослойной пленке и для предотвращения нежелательного расслаивания. Предпочтительно формируют многофункциональный слой для содействия прилипанию одного слоя к другому слою без необходимости использования отдельных адгезивных веществ путем совместимости материалов этого слоя с первым и вторым слоями. В некоторых вариантах адгезивные слои содержат материалы, находящиеся как в первом, так и во втором слоях. Адгезивный слой может, соответственно, составлять менее 10%, а предпочтительно от 2% до 10% общей толщины многослойной пленки. Адгезивные смолы часто являются более дорогостоящими, чем другие полимеры, поэтому толщину связующего слоя обычно сохраняют на том минимуме, который соответствует желаемому положительному результату. В одном из вариантов многослойная пленка содержит трехслойную структуру с адгезивным слоем, расположенным между первым и вторым слоем, и в контакте с ними. В другом варианте многослойная пленка содержит многослойную структуру, состоящую из первого адгезивного слоя, расположенного между внешним слоем и средним кислородобарьерным слоем, и в непосредственном контакте с ними, и предпочтительно, но необязательно, имеет второй связующий слой между тем же самым средним кислородобарьерным слоем, и внутренним слоем и в непосредственном контакте с ними для создания пятислойной пленки.
Многослойные пленки могут содержать любое приемлемое количество связующих или адгезивных слоев с любой приемлемой композицией. Различные адгезивные слои изготавливают с определенным составом и располагают таким образом, чтобы обеспечить желаемый уровень прилипания между определенными слоями пленки согласно композиции слоев, находящихся в контакте со связующими слоями.
3
Например, адгезивные слои, находящиеся в контакте со слоем, содержащим сложный полиэфир, такой как РЕТ (полиэтилентерефталат), предпочтительно содержат соответствующую смесь полиолефинов с другими адгезивными полимерами. Одним из предпочтительных компонентов адгезивного слоя, находящегося в контакте с полиэфирным слоем из РЕТ, является EMAC SP 1330 (который по сообщениям имеет плотность 0,948 г/см, показатель расплава 2,0 г/10 мин, точку плавления 93°С, точку размягчения 49°С и содержание метилакрилата (МА) около 22%).
Внутренний, внешний, промежуточный или связующий слои могут быть образованы из любого приемлемого термопластичного материала, например из полиамидов, полистиролов, стироловых сополимеров, например сополимеров стирола и бутадиена, полиолефинов, в частности, элементов полиэтиленового семейства, таких как LLDPE, VLDPE, HDPE, LDPE, сополимера этилена и винилового эфира или сополимера этилена и алкилакрилата, полипропиленов, сополимеров этилена и пропилена, иономеров, полибутиленов, альфа-олефиновых полимеров, сложных полиэфиров, поликарбонатов, циклических олефиновых сополимеров, полиуретанов, полиакриламидов, полимеров, модифицированных ангидридами, полимеров, модифицированных акрилатами, полимеров молочной кислоты, либо из различных смесей двух или более из этих материалов.
В другом варианте внешний, внутренний и/или один или более промежуточные слои могут содержать композиции с нейлоновой смесью или фактически состоять из нее. Предпочтительно, чтобы композиция с нейлоновой смесью содержала по меньшей мере аморфный нейлон, такой как сополимер нейлона 6I/6Т, в сочетании по меньшей мере с одним полукристаллическим нейлоновым гомополимером или сополимером, например, из нейлона 6/12, нейлона 6/69, нейлона 6/66, нейлона MXD6, нейлона 6, нейлона 11 или нейлона 12.
Еще в одном варианте осуществления изобретения один или более из внешнего, внутреннего и/или одного или более промежуточных слоев содержит по меньшей мере один полимер сложного полиэфира. Предпочтительные полимеры сложного полиэфира содержат ароматические полиэфиры, а более предпочтительно представляют собой гомополимеры или сополимеры полиэтилентерефталата (РЕТ), полиэтиленнафталата и их смеси. Приемлемые сложные полиэфиры могут иметь характеристическую вязкость, составляющую от около 0,6 до 1,2, а предпочтительно 0,60-0,80. Сложный полиэфир может представлять собой алифатическую полиэфирную смолу, но предпочтительно ароматическую полиэфирную смолу. Материалы со сложным полиэфиром могут быть получены, например, из компонентов дикарбоновых кислот, включая терефталевую кислоту и изофталевую кислоту в качестве предпочтительных примеров, а также димеры ненасыщенных алифатических кислот. Примеры диолового компонента в качестве другого компонента для синтезирования сложного полиэфира могут включать в себя полиалкиленгликоли, например этиленгликоль, пропиленгликоль, тетраметиленгликоль, неопентилгликоль, гексаметиленгликоль, диэтиленгликоль, полиэтиленгликоль и политетраметиленоксидгликоль, 1,4-циклогександиметанол и 2-алкил-1,3-пропандиол. Точнее, примеры дикарбоновых кислот, образующих полимерные смолы, могут включать терефталевую кислоту, изофталевую кислоту, фталевую кислоту, 5-t-бутилизофталевую кислоту, нафталиндикарбоновую кислоту, дифенилэфирдикарбоновую кислоту, циклогександикарбоновую кислоту, адипиновую кислоту, щавелевую кислоту, малоновую кислоту, янтарную кислоту, азелаиновую кислоту, себациновую кислоту и димерные кислоты, содержащие димеры ненасыщенных жирных кислот. Эти кислоты могут быть использованы сами по себе или как сочетание двух или более видов. Диолы могут быть использованы сами по себе или как сочетание двух или более видов.
Согласно некоторым аспектам могут оказаться предпочтительными композиции сложных полиэфиров, которые содержат ароматические полиэфирные смолы, содержащие компонент в виде ароматической дикарбоновой кислоты, включая, например, сложные полиэфиры между терефталевой кислотой (в качестве дикарбоновой кислоты) и диолами, имеющие самое большее 10 атомов углерода, например полиэтилентерефталат и полибутилентерефталат. Особенно предпочтительные их примеры могут включать сополиэфиры, получаемые посредством замены части, причем предпочтительно самое большее 30% молярного состава, а более предпочтительно самое большее 15% молярного состава, терефталевой кислоты на другую дикарбоновую кислоту, например, на изофталевую кислоту, сополимеры, получаемые посредством замены части диолового компонента, например этиленгликоля, другим диолом, таким как 1,4-циклогександиметанол (например «Voridian 9921», изготавливаемым подразделением «Voridian» компании Eastman Chemical Co.), и сополимеры сложного полиэфира и полиэтилена, содержащие сложный полиэфир в качестве преобладающего компонента (например, сложный полиэфир-простой эфир между компонентом в виде дикарбоновой кислоты, главным образом содержащим терефталевую кислоту и/или ее эфирную производную, и диоловым компонентом, главным образом содержащим тетраметиленгликоль и тетраметиленоксидгликоль, причем с предпочтительным содержанием остатка из политетраметиленоксидгликоля в соотношении около 10-15 вес.%). Также можно использовать в смеси две или более различных смолы из сложного полиэфира. Примеры предпочтительных сложных полиэфиров, которые могут быть приобретены, это такие, которые имеют товарные знаки Voridian 9663, Voridian 9921 и EASTAR Copolyester 6763, причем все из них выпускает компания Eastman Chemical Company, Кингспорт, штат Теннесси, США. В патентах США 6964816 на имя Schell и др., и 6699549 на имя Ueyama, которые введены сюда во всей их полноте посредством ссылки на них, раскрыты многослойные структуры, содержащие слой из сложного полиэфира и полиамидный слой.
Присадки к слоям, используемые по усмотрению
В полимеры, используемые в одном или более из внешнего, внутреннего и промежуточного или связующего слоев упаковки для пищевого продукта, которая их содержит, могут быть введены различные присадки. Например, слой может быть покрыт антиадгезивным порошком. Кроме того, к одному или более слоям пленки могут быть добавлены обычный антиоксидант, антиадгезивные присадки, полимерные пластификаторы, кислота, поглотители влаги или газа (например, кислорода), агенты, обеспечивающие скольжение, красители, красящие вещества, пигменты, органолептические агенты, либо пленка может не содержать таких добавочных ингредиентов. Если внешний слой обработан коронным разрядом, может быть использован либо нет агент, обеспечивающий скольжение, но он будет содержать антиадгезивный порошок или агент, например кремнезем или крахмал, либо будет покрыт им. Технологические добавки обычно используют в количествах, составляющих менее 10%, предпочтительнее менее 7%, а еще предпочтительнее менее 5% веса слоя. Предпочтительная технологическая добавка для использования в наружном слое пленки включает одну или более из таких добавок, как фторкаучуки, стеариновые арамиды, эрукамиды и силикаты.
Предпочтительные пленки также могут обеспечивать выгодное сочетание одного или более либо всех свойств, включая слабое помутнение, сильный глянец, высокие или низкие значения усадочности при 90°С или менее, оптимальную обрабатываемость, оптимальную механическую прочность и оптимальные барьерные свойства, включая обеспечение значительного барьера для проникновения кислорода и влаги.
СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
Обладающая признаками изобретения однослойная или многослойная упаковочная пленка может быть изготовлена посредством обычных процессов, которые модифицированы, чтобы обеспечить введение агента, улучшающего цвет миоглобина. Такие способы, служащие для создания гибких пленок, могут включать в себя, например, процессы литья или выдувания пленок. Однослойные или многослойные пленки могут быть изготовлены посредством способов, известных в этой области, которые изменены так, как здесь описано, для введения агента, улучшающего цвет миоглобина. Описание приемлемых способов изготовления и ориентации пленок описаны, например, в патентах США 5759648, 6316067 и 6773820, а также в публикации заявки на патент США 2004/0166262 (на имя Busche и др.), озаглавленной «Легко открываемая термоусадочная упаковка», все из которых введены сюда во всей их полноте посредством ссылки на них.
Могут быть использованы различные способы изготовления, которые будут очевидны квалифицированным специалистам в этой области в свете предложенной идеи. Например, в патенте США 4448792 (на имя Schirmer и др.) раскрыт способ, содержащий стадии совместной экструзии, ориентации по двум осям и облучения, а в патенте США 3741253 (на имя Brax и др.) раскрыт способ экструзии, облучения, наслаивания/покрытия посредством экструзии и ориентации по двум осям, при этом оба патента включены сюда во всей их полноте посредством ссылки на них. Процессы могут быть изменены для исключения ориентации по одной оси или по двум осям или для добавления последующей стадии отжига для формирования безусадочной пленки.
В случае предпочтительного процесса изготовления пленок смолы и какие-либо добавки вводят в экструдер (обычно один экструдер на слой), где смолы пластифицируют, обеспечивая их плавление посредством нагревания, после чего их перемещают к головке для экструзии (или совместной экструзии) с целью формирования рукава или плоского листа. Температуры экструдера и головки, в общем, будут зависеть от конкретной смолы или содержащих смолу смесей, подлежащих обработке, причем приемлемые температурные диапазоны для имеющихся в продаже смол обычно хорошо известны в этой области либо их указывают в технических сводках, доступ к которым обеспечивают изготовители смол. Температуры при обработке могут изменяться в зависимости от других выбираемых параметров процесса. Однако можно ожидать изменений, которые могут зависеть от таких факторов, как изменение выбора полимерной смолы, использование других смол, например, посредством смешивания или в отдельных слоях в многослойной пленке, используемый процесс изготовления и конкретное оборудование, либо иные используемые параметры процесса. Следует полагать, что фактические параметры процесса, включая температуры процесса, будут заданы квалифицированными специалистами в этой области без чрезмерного экспериментирования в свете того, что раскрыто в данном документе.
В этой области, в общем, известно, что свойства смол могут быть дополнительно изменены посредством смешивания друг с другом двух или более смол, причем можно полагать, что различные смолы, включая, например, гомополимеры и сополимеры, могут составлять отдельные слои многослойной пленки или быть примешаны к ним либо могут быть добавлены в качестве дополнительных слоев, при этом такие смолы включают полиолефины, например, смолы в виде сополимеров этилена и ненасыщенного сложного эфира, главным образом сополимеры винилового эфира, например EVA, либо другие эфирные полимеры, полиэтилен весьма низкой плотности (VLDPE), линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE), полиэтилен низкой плотности (LDPE), полиэтилен высокой плотности (HDPE), иономеры, полипропилены либо их смеси. Другие полимеры, которые могут быть включены в качестве отдельных слоев или в виде сочетания, включают полиамиды, например нейлон, PVDC, EVOH и РЕТ. Эти и другие смолы могут быть перемешаны посредством хорошо известных способов, используя имеющиеся в продаже барабаны для нанесения покрытий, смесители или блендеры.
Кроме того, если желательно, в пленку могут быть введены хорошо известные присадки, такие как антиоксиданты, технологические добавки, агенты, обеспечивающие скольжение, антиадгезивные и антивуалентные агенты, пигменты и т.д., а также их смеси. Например, слой, содержащий агент, улучшающий цвет миоглобина, и/или другие слои могут дополнительно содержать антиоксидант, агент, обеспечивающий скольжение, антиадгезивный агент, краситель, усилитель цвета, агент для придания вкуса, агент для придания запаха, органолептический агент, агент для изменения коэффициента трения, смазку, поверхностно-активное вещество, инкапсулирующий агент, поглотитель кислорода, агент для изменения рН, агент для формирования пленки, эмульсификатор, полифосфат, увлажнитель, осушающий агент, антимикробный агент, хелатообразователь, связующее вещество, крахмал, стабилизатор, буфер, фосфолипид, масло, жир, протеин, полисахарид, агент передачи цепи, либо их комбинацию. Примеры конкретных композиций, которые могут быть добавлены, включают α-токоферол, спирт, аннато, аскорбиновую кислоту, свекольный порошок, ВНА, ВНТ, биксин, карамель, кармин, каротиновый пигмент, казеин, кошинель, циклодекстрин, декстрин, этоксилированные мондиглицериды, фторкаучук, масло пищевого класса, глицерин, лицетин, коптильную жидкость, низин, норбиксин, педиоцин, полисорбат, хлористый калий, розмариновый экстракт, шеллак, хлорид натрия, эритробат натрия, крахмал, тринатрийполифосфат, куркуму, воду, растворимый в воде простой эфир целлюлозы и зеин. Примеры окрашивающих агентов включают метонин, цистеин и пигменты для прошедшего тепловую обработку консервированного мяса. Пигменты для прошедшего тепловую обработку консервированного мяса содержат оксид-азотный комплекс протопорфирина Fe (II). Пигменты прошедшего тепловую обработку консервированного мяса могут быть образованы посредством реакции эритроцитов с нитрозирующим агентом и восстановителем при повышенных температурах, как описано в патентах США 5230915, 5443852 и 5425956, которые введены сюда посредством ссылки на них.
Могут быть введены различные модификаторы полимеров с целью повышения ударной вязкости, ориентируемости, удлиняемости и/или других свойств пленки. Другие модификаторы, которые могут быть добавлены, включают в себя такие, которые повышают ударную вязкость при низких температурах или придают прочность, а также модификаторы, которые уменьшают модуль упругости или жесткость. Примеры модификаторов включают сополимеры стирола и бутадиена, стирола и изопрена, а также этилена и пропилена.
Используемые здесь фраза «машинное направление» и ее аббревиатура «МН» относятся к направлению «по длине пленки», то есть к направлению пленки, когда ее формируют в течение экструзии и/или покрытия. Используемые здесь фраза «поперечное направление» и ее аббревиатура «ПН» относятся к направлению поперек пленки, перпендикулярному машинному или продольному направлению.
Обычно пленку изготавливают термоусадочной посредством ориентации при растяжении. Ориентация при растяжении может быть обеспечена с помощью различных известных способов, например, ориентацию в машинном направлении (МН) предпочтительно обеспечивают посредством использования групп зажимных валков, вращающихся с разными скоростями для растяжения или протягивания пленки, листа или рукава в машинном направлении, обеспечивая при этом удлинение в машинном направлении, которое устанавливают посредством охлаждения. Другие способы включают ширение, которое обычно применяют для ориентации листов, или хорошо известную технологию захваченного пузыря или сдвоенного пузыря для ориентации рукавов, например, описанную в патенте США 3456044 (Pahlke), который включен сюда полностью путем ссылки. В случае технологии получения пузыря выдавленный первичный рукав оставляет головку для экструзии рукава охлажденным и сплющенным, и затем предпочтительно будет ориентирован посредством повторного нагревания и надува для формирования расширенного вторичного пузыря, который вновь будет охлажден и сплющен. Эта сплющенная, растянутая пленка может быть намотана на барабан в виде рукава, либо разрезана на листы или полотна и намотана, либо она может быть подвергнута дальнейшей обработке, например, посредством отжига и облучения, как описано выше.
Термоусадочные пленки обычно являются растягиваемыми по двум осям. Ориентацию в поперечном направлении (ПН) осуществляют посредством упомянутого выше надува для радиального расширения нагретой пленки, которую охлаждают для застывания пленки в расширенной форме, или посредством вытягивания пленки в поперечном направлении в течение расширения. Ориентация может быть выполнена в любом или в обоих направлениях. Предпочтительно, чтобы первичный рукав был одновременно подвергнут растяжению по двум осям в радиальном направлении (поперечном направлении) и в продольном направлении (машинном направлении), чтобы создать многослойную пленку, которая является термоусадочной при температурах ниже точек плавления большей части полимерных соединений, например, при 90°С или ниже. Степень растяжения в течение ориентации должна быть достаточной для создания пленки с общей толщиной порядки 10 мил или менее, при этом полная толщина предпочтительных пленок будет составлять менее 5 мил, а обычно от 1,0 до 4 мил. Степень растяжения в МН обычно составляет 2,5-6, а в ПН обычно также 2,5-6. Общая или полная степень растяжения (растяжение в МН, умноженное на растяжение в ПН), составляющая около 6,25-36, является приемлемой.
Обычный процесс отжига, посредством которого растянутые по двум осям термоусадочные пленки нагревают при контролируемом натяжении для уменьшения или исключения величин усадки, хорошо известен в этой области. Если желательно, пленки могут быть подвергнуты отжигу для обеспечения пониженных значений усадки, которые желательны для конкретной температуры. Соответственно, используя процесс отжига, термоусадочные пленки могут быть изготовлены в виде пленок, не дающих усадку, для их использования в некоторых вариантах, которые здесь описаны.
Как вариант, пленки по изобретению могут быть подвергнуты разнообразным обработкам посредством облучения. В процессе облучения пленку подвергают обработке сильным облучением, например коронному разряду, действию плазмы, пламени, ультрафиолетового излучения, рентгеновских лучей, гамма-лучей, бета-лучей и обработке электронами высокой энергии. Такие обработки облучением могут быть выполнены по различным причинам, включая, например, изменение характеристик поверхности для повышения прилипания поверхности к разнообразным веществам, например к мясу или печатной краске, или для повышения прилипания внутреннего слоя, чтобы улучшить прилипание слоя, находящегося с внутренней стороны и избежать нежелательного отслаивания. Важное известное использование облучения заключается в обеспечении поперечных связей между молекулами облученных материалов. Облучение полимерных пленок для получения благоприятных свойств, таких как образование поперечных связей, хорошо известно в этой области и раскрыто в патентах США 4737391 (Lustig и др.) и 4064296 (Bornstein и др.), которые введены сюда во всей их полноте посредством ссылки на них. В патенте на имя Bornstein и др. раскрыто использование ионизирующего излучения для образования поперечных связей полимера, имеющегося в пленке. В некоторых предпочтительных вариантах предпочтительно образовывать поперечные связи во всей пленке для расширения диапазона теплового уплотнения. Это предпочтительно осуществляют посредством облучения пучком электронов с уровнями дозирования, составляющими по меньшей мере около 2 мегарада (MR), а предпочтительно находящимися в диапазоне от 3 до 8 мегарад, хотя могут быть применены и более высокие дозы. Облучение может быть выполнено в отношении первичного рукава с наносимыми на него дополнительными слоями либо без них, или после ориентации по двум осям. Последний случай, называемый последующим облучением, описан в патенте США 4737391 (Lusting и др.). Преимущество последующего облучения заключается в том, что обработке подвергают относительно тонкую пленку вместо относительно толстого первичного рукава, снижая при этом энергию, требуемую для данного уровня обработки.
Как вариант, образование поперечных связей может быть обеспечено посредством добавления служащего для этого химического агента или посредством использования облучения в сочетании с модификатором для образования поперечных связей, добавленным к одному или более слоям, как, например, описано в патенте США 5055328 (Evert и др.).
Основой настоящего изобретения является введение агента, улучшающего цвет миоглобина, с кислородобарьерной пленкой. Упаковочные пленки могут иметь любую приемлемую структуру, однако важно то, чтобы агент, улучшающий цвет миоглобина, мог находиться на поверхности пленки, контактирующей с пищевым продуктом, внутри этой поверхности или мог мигрировать к ней.
Если агентом, улучшающим цвет миоглобина, покрывают внутренний слой для контакта с пищевым продуктом или такой агент вводят внутрь этого слоя, то он может быть нанесен посредством любого приемлемого способа, например, так, как описано выше, включая сухое или влажное распыление, напыление, смешивание, покрытие, например посредством переносящих вальцов, отстаивание, введение в маточную смесь, печатный способ и т.д. Предпочтительно, чтобы агент, улучшающий цвет миоглобина, был равномерно распределен по контактной поверхности слоя и/или по всему слою для гарантии того, чтобы любая длина пленки, заключающей в себе слой, содержала приблизительно подобные количества соединения внутри уплотняющего слоя с целью равномерного переноса к мясу через поверхность контакта.
Если агентом, улучшающим цвет миоглобина, покрывают поверхность слоя пленки для контакта с пищевым продуктом, то он обычно может быть нанесен в разное время. Так, агент может быть нанесен на поверхность мяса, например посредством погружения или распыления непосредственно перед упаковыванием или в течение операции по изготовлению мешка, причем с добавлением или без добавления крахмала, который используют как средство, способствующее последующему открыванию мешка. Он может быть нанесен в течение намоточных операций, сопутствующих операциям резки, либо в течение изготовления пакетов или в течение изготовления рукавов. Он может быть нанесен совместно с крахмалом или вместо него, используя облучение электронным лучом и/или обработку коронным разрядом, как дополнительно описано в патенте США 5407611 (Wilhoit и др.), который введен сюда посредством ссылки на него. Многие агенты, улучшающие цвет миоглобина, растворимы в воде или спирте, при этом растворы такого агента могут быть нанесены на пленку сами по себе, либо могут быть объединены с другими агентами, такими как агенты, формирующие пленку и/или увлажняющие агенты, либо с другими материалами, такими как зеин, казеин, декстрин, крахмал или шеллак и т.д., используемыми, например, для переноса биксина, как описано в патенте США 6143344 (Jon и др.), который введен сюда посредством ссылки на него. Агент также может быть нанесен в виде водного раствора на пленку, поверхность которой для контакта с пищевым продуктом изменяют так, чтобы она была гидрофильной, либо приспосабливают или изменяют иным образом в отношении адсорбции или абсорбции жидкостей на основе воды или масел, содержащих агент, улучшающий цвет миоглобина. Согласно одному из аспектов настоящего изобретения пленки, содержащие переносимый модификатор, могут быть использованы для переноса агента, улучшающего цвет миоглобина, используя, например, такие пленки, которые имеют в своем составе слой для контакта с пищевым продуктом, пригодный для эффективного переноса, как описано в патентах США 5288532 (Juhl и др.), 5374457 (Juhl и др.), 5382391 (Juhl и др.) и 6667082 (Bamore и др.), все из которых введены сюда посредством ссылки на них.
Если агент, улучшающий цвет миоглобина, вводят во внутренний слой, он может быть добавлен к базовому полимеру до или в течение экструзии пленки. Базовый полимер может представлять собой любой приемлемый полимер, например полиолефин, такой как полиэтилен, и может представлять собой полиэтилен с весьма низкой плотностью (VLDPE или ULDPE), линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE), полиэтилен низкой плотности (LDPE), EVA, полипропилен, иономер, нейлон, PVDC, PET и т.д. Смешивание расплава представляет собой приемлемый способ перемешивания базового полимера и агента, улучшающего цвет миоглобина. Материалы отдельных компонентов могут быть объединены в смешивающем устройстве высокой интенсивности, таком как экструдер. Базовый полимер подвергают плавлению, чтобы сформировать вязкую жидкость или «расплав». Агент, улучшающий цвет миоглобина, может быть объединен с полимером перед, в течение или после плавления. Смесительное устройство высокой интенсивности используют с целью равномерного распределения соединения, улучшающего цвет миоглобина, внутри базового полимера. Количество и функциональность рассеиваемого агента могут зависеть от выбора агента, улучшающего цвет миоглобина, от композиции базового полимера и от смесительного устройства. Желательно добиться оптимального перемешивания для равномерного рассеивания агента, улучшающего цвет миоглобина, внутри расплава, при этом наличие скоплений из плохо смоченных частиц нежелательно. Может оказаться желательным включение в смесь присадок, например антиоксидантов, антиадгезивов или агентов, обеспечивающих скольжение.
Агент, улучшающий цвет миоглобина, может быть добавлен к базовому полимеру непосредственным образом либо может быть обеспечен в растворе, например в растворе на основе воды или масла, который добавляют к полимеру перед расплавленным состоянием полимера или в течение такого состояния. В случае непосредственного добавления плотного, гранулированного или порошкообразного агента следует ожидать, что измельчение плотного агента для создания уменьшенных частиц позволит обеспечить его более равномерное рассеивание. Также следует ожидать, что в случае материала, растворимого в воде, создание агента, улучшающего цвет миоглобина, в виде водного раствора, может обеспечить лучшее рассеивание соединения внутри полимера по отношению к добавлению нерастворенного агента. Водный раствор может быть приготовлен из растворимого в воде агента, улучшающего цвет миоглобина, причем предпочтительно ближе к насыщенной концентрации водного раствора, при этом он может включать от около 20 до 42 вес.% соединения, которое действует в качестве агента, улучшающего цвет миоглобина. Водный раствор может быть непосредственным образом введен в расплав полимера, например, в экструдер, нагретый до температуры выше 300°F, чтобы содействовать перемешиванию для формирования смеси. Если добавка представляет собой раствор, то должны быть обеспечены средства для вентиляции паров воды из экструдера. Полимерная смесь, содержащая агент, улучшающий цвет миоглобина, может быть выдавлена в виде шариков или непосредственно в виде пленки. Агент, улучшающий цвет миоглобина, может быть перемешан с несущей смолой или базовым полимером для формирования маточной смеси. Шарики из маточной смеси могут быть удобны для последующего использования с целью изготовления изделий. Шарики из маточной смеси далее могут быть перемешаны с базовым полимером или с другим полимером в течение процесса формирования пленки.
При использовании с целью создания маточной смеси достаточное количество раствора может быть введено в расплав полимера для получения смеси с высокой концентрацией агента, улучшающего цвет миоглобина, например, от около 2 до 10 вес.% соединения, улучшающего цвет миоглобина, и предпочтительно от около 4 до 6 вес.%.
Однослойные барьерные пленки
В одном из вариантов осуществления изобретения разработаны однослойные упаковочные кислородобарьерные пленки, которые содержат слой для контакта с пищевым продуктом и включающий агент, улучшающий цвет миоглобина. Агент может быть нанесен на поверхность однослойной пленки или он может быть введен в нее, например, в течение процесса экструзии. Такая пленка создает барьер для кислорода и может иметь агент, улучшающий цвет миоглобина, нанесенный на нее или введенный в нее.
Многослойные барьерные пленки
Многослойные кислородобарьерные пленки, имеющие агент, улучшающий цвет миоглобина, который входит в контакт с поверхностью мясопродукта, могут, если желательно, способствовать получению умеренного красного цвета миоглобина, сохранять этот цвет или усиливать его.
Согласно одному из аспектов варианта осуществления изобретения агент, улучшающий цвет миоглобина, вводят в слой для контакта с пищевым продуктом, который предпочтительно представляет собой уплотняющий слой. В многослойных пленках преимущественно могут быть использованы один или более дополнительные слои для обеспечения полезных свойств пленки. Многослойные пленки обладают повышенной гибкостью их использования по отношению к однослойным пленкам за счет того, что могут быть созданы специальные слои для введения определенных отличительных признаков. Иногда материалы, которые могут оказаться неприемлемыми сами по себе, могут быть предпочтительным образом использованы в многослойной конструкции. Например, EVOH обладает кислородобарьерными свойствами, но весьма восприимчив к влаге и подвержен ее вредному влиянию, однако когда обеспечена защита от контакта с влагой посредством смежных влагобарьерных слоев, EVOН позволяет получить пленку, превосходным образом создающую барьер для кислорода. Кислородобарьерные слои могут быть расположены между слоем, стойким к истиранию, или слоем, стойким к неправильному обращению, и слоем для контакта с пищевым продуктом и содержащим агент, улучшающий цвет миоглобина, для защиты барьерного слоя и возможности использования более тонких кислородобарьерных слоев. Когда в качестве барьерных материалов используют EVOH, следует полагать, что в контакте с материалом EVOН, как вариант, может находиться слой, содержащий полиамид. Не налагающие ограничений примеры различных предпочтительных конфигураций многослойных пленок включают следующие слои:
стойкий к неправильному обращению (внешний)/ кислородобарьерный/ контактирующий с пищевым продуктом и уплотняющий (внутренний);
стойкий к неправильному обращению (внешний)/средний/кислородобарьерный/ средний/ уплотняющий (внутренний);
стойкий к неправильному обращению (внешний)/ связующий/ средний/кислородобарьерный/ средний/ уплотняющий (внутренний);
стойкий к неправильному обращению (внешний)/связующий/ средний/кислородобарьерный/ средний /связующий /уплотняющий (внутренний);
стойкий к неправильному обращению (внешний/ средний/ связующий/кислородобарьерный/ связующий/ средний/ уплотняющий (внутренний);
стойкий к неправильному обращению (внешний)/ связующий/кислородобарьерный/связующий/ уплотняющий (внутренний);
стойкий к неправильному обращению (внешний)/нейлоновый средний/кислородобарьерный/ средний/ уплотняющий (внутренний);
стойкий к неправильному обращению (внешний)/ нейлоновый средний/кислородобарьерный/ нейлоновый средний/ уплотняющий (внутренний);
стойкий к неправильному обращению (внешний)/ связующий/ средний/кислородобарьерный/ нейлоновый средний/ уплотняющий (внутренний);
стойкий к неправильному обращению (внешний)/ связующий/ средний/кислородобарьерный/ нейлоновый средний/ связующий/ уплотняющий (внутренний).
В некоторых вариантах создают пленки с получаемыми посредством совместной экструзии 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или более слоями с желаемыми уровнями стойкости к неправильному обращению и кислородобарьерными свойствами в структуре многослойной пленки.
Теперь обратимся к фиг.1, на которой показан пример варианта пленки с трехслойной структурой по изобретению, в целом обозначенной позицией 10. Этот вариант относится к многослойному композиту, содержащему наружный слой 12, который представляет собой внешний слой 102, содержащий такой материал, как полиолефин, РЕТ или нейлоновую композицию, и наружный слой 14, который представляет собой уплотняющий слой 122, подсоединенные к противоположным сторонам среднего связующего и кислородобарьерного слоя 112, содержащего, например EVOH. Уплотняющий слой 122 содержит агент, улучшающий цвет миоглобина. Многослойную пленку 10, которая может быть термоусадочной или нет, конструируют для использования при упаковывании пищевых продуктов, при этом она может быть использована, например, для обертывания лотка или в упаковке из вакуумированной пленки на подложке.
Как показано на фиг.2, поперечное сечение взятой в качестве примера пятислойной кислородобарьерной пленки 20 содержит внешний поверхностный слой 22, который представляет собой слой 102, стойкий к неправильному обращению, подсоединенный посредством первого связующего слоя 112 к среднему и барьерному полиамидному слою 26, содержащему один или более нейлоновые полимеры 104, при этом другая сторона среднего слоя 26 посредством второго связующего слоя 114 подсоединена к слою 24 внутренней поверхности, который представляет собой уплотняющий слой 122, содержащий агент, улучшающий цвет миоглобина.
Расположение одного или более средних нейлоновых слоев в контакте со слоем из EVOH, кислородобарьерным, может обеспечить создание многослойной пленки с улучшенной обрабатываемостью. В некоторых вариантах нейлон может быть смешан с EVOH или может быть введен в качестве смежного слоя, например, когда материалы EVOH, кислородобарьерные, имеют содержание этилена около 44% молярного состава или менее, причем по меньшей мере один, а предпочтительно два полиамидных средних слоя могут быть введены в контакт со слоем из EVOH для содействия обработке.
Теперь обратимся к фиг.3, на которой показано поперечное сечение семислойной пленки 30. Пленка 30 содержит внешний слой 32, который представляет собой стойкий к неправильному обращению слой 102, обладающий повышенным глянцем и оптимальной пригодностью к печатанию и который находится в непосредственном контакте с первым связующим слоем 112 и подсоединен посредством него к первому среднему полиамидному слою 36, содержащему один или более нейлоновые полимеры 104. Нейлоновый слой 36 находится в непосредственном контакте со слоем 35, кислородобарьерным. Подобным же образом, другая сторона слоя 35, кислородобарьерного и содержащего EVOH 130, соединена со вторым средним полиамидным слоем 38, содержащим один или более нейлоновых полимеров 104, другая сторона которого соединена со вторым связующим слоем 116. Внутренний слой 34 представляет собой слой 122 для контакта с пищевым продуктом, который также может быть термосвариваемым и который содержит полиэтилен, например ULDPE, и агент, улучшающий цвет миоглобина. Уплотняющий слой для контакта с пищевым продуктом подсоединен ко второму связующему слою 116. Предпочтительно, чтобы все семь слоев были получены посредством совместной экструзии, однако они также могут быть образованы посредством дисперсионного покрытия, эмульсионного покрытия, раствора, нанесения покрытия или послойного формирования, например экструзионного послойного формирования, термического послойного формирования, адгедионного послойного формирования, послойного формирования с сухим сцеплением, послойного формирования без растворимости, послойного формирования нанесением, либо экструзионного нанесения, или посредством их сочетания.
Первый связующий слой 112 содействует адгезии или обеспечивает адгезию между слоем 102, стойким к неправильному обращению, который является внешним слоем 32, и средним полиамидным слоем 104. Подобным же образом, связующий слой 116 способствует адгезии или обеспечивает адгезию между вторым полиамидным слоем 38 и слоем 122, контактирующим с пищевым продуктом, который представляет собой внутренний слой 34. Связующие слои 112 и 116 могут быть идентичны, либо могут отличаться друг от друга, и могут включать широкий диапазон ангидридов, привитых полиолефинов, включая те, которые основаны на сополимере этилена и винилацетата, полипропилене, полипропилене низкой плотности, линейном полипропилене низкой плотности и полипропилене весьма низкой плотности. Предпочтительно, чтобы композиции связующих слоев были основаны на линейном полиэтилене низкой плотности или на пластомерах, таких как полиэтилен, катализированный металлоценами. Смолы связующих слоев, которые можно привести в качестве примера, изготавливает Equistar Chemical Company с торговым наименованием Plexar.
В некоторых вариантах разрабатывают многослойную, легко открывающуюся, кислородобарьерную оболочку или пленку для покрытия сверху упаковки с пищевым продуктом, формируемую из таких многослойных пленок, которые предпочтительно получают посредством по меньшей мере частичной, а более предпочтительно полной совместной экструзии. Как вариант, хотя это и не показано, пленка согласно фиг.3 может быть термически или посредством адгезивной способности наслоена на полипропиленовый полужесткий или жесткий монослой, используемый для формирования полужесткого или жесткого лотка. Многослойная пленка придает монослою соответствующие характеристики, касающиеся кислородобарьерных свойств и термосваривания. Другие примеры таких полужестких и жестких лотков раскрыты Lischefski и др. в содержании совместно рассматриваемого документа, озаглавленного «Жесткие и полужесткие упаковочные изделия», который введен сюда посредством ссылки на него.
Если обратиться к фиг.4, то на ней представлен вид в поперечном сечении примера жесткой или полужесткой пленки 40 с пятислойным ламинированием, предназначенной для использования в кислородобарьерной упаковке, содержащей внешний поверхностный слой 42, предпочтительно представляющий собой слой 202 из сложного полиэфира, который прижимают при ламинировании к загрунтованному адгезивным веществом барьерному слою 46, который предпочтительно представляет собой слой 212 из PVDC. Слой 212 из PVDC посредством экструзии наносят на трехслойную пленку, полученную посредством раздува. Пленка, полученная способом совместной экструзии с раздувом, включает наружный слой 45, предпочтительно содержащий полиолефин 230, например, смесь полиэтиленов ULDPE и LLDPE, средний слой 47, предпочтительно содержащий смесь EVA и PB, и уплотняющий поверхностный слой 44, предпочтительно содержащий смесь EVA, LLDPE и агента, улучшающего цвет миоглобина. Внутренний поверхностный слой 44, содержащий агент, улучшающий цвет миоглобина, представляет собой уплотняемый под действием тепла слой 222.
Еще в одном варианте осуществления изобретения полученная раздувом трехслойная пленка варианта согласно фиг.4 с покрытием из PVDC заменена шестислойной структурой, имеющей кислородобарьерный слой из EVOH, при этом она включает структуру, содержащую наружный слой/связующий слой/EVOH/связующий слой/средний слой/уплотняющий слой, как описано в отношении представленных выше ламинированных пленок.
Примеры пленочных изделий для упаковывания пищевого продукта, которые согласно разработанным идеям могут быть объединены с агентом, улучшающим цвет миоглобина, приведены в патентах США 6514583, 4801486, Re 35285, 4755403, 6299984, 6221470, 6858275, 4755419, 5834077, 6610392, 6287613, 6074715, 6511568, 6753054, 4610914, 4457960, 6749910, 6815023, 5593747, 5382470 и 6565985, а также в опубликованной заявке на патент США 2005/0129969, которые введены сюда посредством ссылки на них. Предпочтительно, чтобы агент, улучшающий цвет миоглобина, был введен в контактирующий с пищевым продуктом слой упаковочной пленки, который предпочтительно представляет собой слой, уплотняемый под действием тепла.
Формообразующие пленки
Термоформуемые многослойные пленки используют для формирования устойчивых в отношении размеров конструкций для упаковывания пищевых продуктов или других изделий. Конструкции или контейнеры изготавливают посредством размягчения части пленки путем нагревания, деформирования размягченной пленки для придания желаемой формы и охлаждения пленки до получения застывшей формы. Обычно «хот-доги» упаковывают в контейнеры, изготавливаемые из термоформуемых пленок. Термоформуемые пленки, которые здесь описаны, могут быть использованы согласно настоящему изобретению посредством введения агента, улучшающего цвет миоглобина, во внутренний слой, который должен контактировать с пищевым продуктом.
Термоформуемые пленки могут быть изготовлены посредством одиночной или совместной экструзии с использованием плоской головки, одиночной или совместной экструзии для щелевого литья, или совместной экструзии для выдувания одиночного пузыря. Пленки, изготавливаемые посредством этих процессов, могут быть неориентированными или ориентированными посредством расширения или удлинения пузыря в такой степени, которая обеспечивает возможность дальнейшего выполнения ориентации/растягивания. Приемлемые формируемые пленки, отличающиеся тем, что являются неориентируемыми, могут иметь величину термоусадки, меньшую около 5 при 90°С в любом из машинного (МН) и поперечного (ПН) направлений, если выполнить измерения перед термоформованием.
Типичная термоформуемая пленка может включать в себя наружный слой, содержащий смесь полиолефина весьма низкой плотности, этиленвинилацетата и компонента, служащего для совместимости; промежуточный слой, содержащий смесь нейлонового сополимера и аморфного нейлона; внутренний слой, содержащий полиолефиновый или иономерный полимер; по меньшей мере, один адгезивный компонент, который связывает наружный, промежуточный и внутренний слои друг с другом. Примеры таких пленок раскрыты в патенте США 6861127 Glawe и др., который введен сюда посредством ссылки на него.
Другая термоформуемая пленка может включать первый слой из полиэфира, при этом полиэфир выбирают из группы, состоящей из гомополимера или сополимера этилентерефталата, этиленнафталата и их смесей, второй слой из адгезивного вещества и третий слой, содержащий нейлоновую смесь, при этом третий слой предпочтительно представляет собой смесь от около 100 до 71 вес.% нейлона, выбранного из группы, содержащей нейлон 4,6 (поли(тетраметиленадипамид)), нейлон 6 (поликапролактам), нейлон 6,6 (поли(гексаметиленадипамид)), нейлон 6,9(поли(гексаметиленнонандиамид)), нейлон 6,10 (поли(гексаметиленсебацамид)), нейлон 6,12 (поли(гексаметилендодекандиамид), нейлон 6/12 (поли(капролактамкододекандиамид)), нейлон 6,6/6 (поли(гексаметиленадипамидкокапролактам)), нейлон 11 (полиундеканлактам), нейлон 12 (полилауриллактам) и их сплавы или смеси, и от около 0 до 29 вес.% аморфного нейлона, причем первый слой, второй слой и третий слой формируют в виде гибкой пленки посредством процесса совместной экструзии, чтобы образовать пленку, которая имеет значение термической усадки, измеряемое перед термоформованием, составляющее менее чем около 5% в машинном направлении при 90°С и менее чем около 5% в поперечном направлении при 90°С, и относительное удлинение в случае разрыва при комнатной температуре, составляющее более 250 в машинном направлении и более 250 в поперечном направлении. Как вариант, второй слой и третий слой имеют объединенную толщину около 10 мил или менее. Примеры таких пленок раскрыты в патенте США 6964816 Schell и др., который введен сюда посредством ссылки на него.
Еще одни термоформуемые пленки включают семислойную структуру со слоями, которые последовательно содержат нейлон, адгезив, нейлон, адгезив, нейлон, адгезив и полимерный уплотняющий материал. Предпочтительно, чтобы полимерный уплотняющий материал был выбран из группы, состоящей из полиэтилена низкой плотности, линейного полиэтилена низкой плотности, полиэтилена весьма низкой плотности, сополимера этилена и винилацетата, сополимера этилена и метакриловой кислоты, сополимера этилена и метилакрилата, сополимера этилена и акриловой кислоты, иономера, а также из их сочетаний. Предпочтительно, чтобы пленка не включала средний слой из EVOH. Пленка может иметь толщину от 5 до около 10 мил. Примеры таких пленок раскрыты в патентах США 6068933 и 6562476 Shepard и др., которые введены сюда посредством ссылки на них. Если такие пленки должны включать средний слой из EVOH, то предпочтительно, чтобы многослойная структура включала последовательные слои, содержащие нейлон, адгезив, нейлон, EVOH, нейлон, адгезив и нейлоновую смесь, полимер, уплотняемый под действием тепла. Нейлоновые слои могут включать два или более слоя из нейлона, полученные посредством совместной экструзии для формирования единого слоя из нейлона. Пленка может включать слой из иономера между полимером, уплотняемым под действием тепла и слоем адгезива. Пленка может включать наружный слой, содержащий полиолефин, модифицированный ангидридом. Примеры таких пленок раскрыты в патенте США 6942927 Shepard и др., который введен сюда посредством ссылки на него.
Хотя термоформуемые пленки могут сохранять гибкость после придания им формы, некоторые пленки также могут обладать достаточной жесткостью после их формования, чтобы служить в качестве упаковочных лотков. Такие жесткие лотки часто имеют гибкие пленки с возможностью отслаивания, уплотненные по отношению к фланцам, проходя от верхней части лотков. Для изготовления глубоких лотков могут быть использованы такие технологии термоформования, как вакуумное формование, формование давлением, процессы формования с помощью оправки или механическое формование. Для эффективного размягчения многослойного листа таким образом, чтобы он мог быть легко подвергнут термоформованию для преобразования в контейнер, имеющий равномерную толщину боковых стенок, пленки часто предварительно нагревают до температуры от около 375 до 425°F. Примеры таких лотков и отслаивающихся пленочных крышек раскрыты в патенте США 4810541 Newman и др., который введен сюда посредством ссылки на него.
Упаковочные лотки также изготавливают из композитов, создаваемых из картона и полученных посредством экструзии термоформуемых многослойных пленок, при этом пленочные крышки уплотняют по отношению к фланцам вокруг верхней части лотка. Примеры таких лотков раскрыты в патенте США 6651874 Pedersen и др., который введен сюда посредством ссылки на него. Такие упаковки могут быть использованы для упаковывания с измененной атмосферой (МАР), когда воздух в уплотненной упаковке заменен или дополнен газом, например оксидом углерода. Согласно настоящему изобретению будет понятно, что указанные выше формообразующие пленки могут быть использованы сами по себе или в сочетании с другими пленочными субстратами, например с ориентированным полиэтилентерефталатом, в качестве неформообразующих пленок. Не налагающие каких-либо ограничений примеры различных конфигураций неформообразующих пленок, которые могут быть использованы в качестве крышечных пленок, включают следующие слои:
ОРЕТ (ориентированный полиэтилентерефталат) (внешний)/ связующий/ФОЛЬГА/связующий/РЕ (внутренний);
ОРЕТ (внешний)/PVDC/связующий/PE или иономер (внутренний);
OPET (внешний)/связующий/PE/связующий/EVOH/связующий/ уплотнитель (внутренний);
металлизированный OPET (внешний)/связующий/PE (внутренний);
ориентированный PP (внешний)/связующий/PE/связующий/ EVON /связующий/уплотнитель (внутренний);
ориентированный по двум осям нейлон (внешний)/ связующий/ PE/связующий/EVON/связующий/уплотнитель (внутренний);
ориентированный по двум осям нейлон (внешний)/ PVDC/связующий/полиэтилен или иономер (внутренний).
Упаковывание пищевых продуктов
Еще в одном варианте изобретения созданы упаковки для пищевых продуктов, которые содержат свежий мясопродукт, содержащий миоглобин. Упаковки для пищевых продуктов предпочтительно включают полимерную пленку, содержащую агент, улучшающий цвет, и барьер для кислорода.
Свежий мясопродукт может представлять собой любое мясо, пригодное для его употребления человеком, которое включает молекулу, содержащую миоглобин. Ссылки на суммарный миоглобин в мясе предполагают включение в них любой структуры, содержащей миоглобин, включая какой-либо лиганд, имеющийся в структуре миоглобина (например, деоксимиоглобина, оксимиоглобина, метмиоглобина, карбоксимиоглобина и оксид-азотного миоглобина). Предпочтительно, чтобы уровень миоглобина в мясопродукте был достаточным для обеспечения или сохранения желаемого внешнего вида или цвета. Примеры приемлемых разделок мяса включают говядину, телятину, свинину, баранину, ягнятину, домашнюю птицу - цыпленка, индейку, утку, гуся, а также дичь, рыбу и продукты моря. В разных типах мясопродуктов концентрация миоглобина изменяется, однако предпочтительно, чтобы содержание миоглобина в мясопродукте было достаточно высоким, чтобы обеспечить желаемый цвет, когда около 50% структур миоглобина в мясе будут преобразованы в состояние связывания лиганда, которое обеспечивает желаемый цвет. Обычно говядина содержит около 3-10 мг миоглобина на грамм мяса, свинина содержит около 1-3 мг миоглобина на грамм мяса, а цыпленок содержит менее чем около 1 мг миоглобина на грамм мяса. Концентрация суммарных соединений миоглобина в мясопродукте может находиться, например, от около 0,1 мг до 25 мг соединений миоглобина на грамм мясопродукта. Предпочтительно, чтобы концентрация суммарных соединений миоглобина могла находиться от около 3 до 20 мг на грамм свежего мясопродукта. В других вариантах концентрация суммарных соединений миоглобина может находиться от около 1 до 5 мг на грамм свежего мясопродукта. Еще в одних вариантах концентрация суммарных соединений миоглобина может составлять по меньшей мере 1 мг на грамм свежего мясопродукта. Еще в одних вариантах концентрация суммарных соединений миоглобина составляет менее 1 мг на грамм свежего мясопродукта.
Желательно, чтобы не подвергнутый тепловой обработке мясопродукт представлял собой свежий мясопродукт, сберегаемый в такой период времени после убоя, который позволяет обеспечить желаемый уровень свежести и безопасности. Предпочтительно, чтобы миоглобинсодержащий пищевой продукт, был упакован менее чем через 20 дней после убоя, а более предпочтительно менее чем 14, 12, 10, 6, 5, 4, 3, 2 или 1 день. Обычно пищевой продукт представляет собой свежее мясо, упакованное в течение от около 2 до 14 дней после убоя, а более предпочтительно от около 2 до 12 дней.
Обычно мясо содержит влагу (воду), белок и жир. Свежее мясо может включать от около 60 до 80% влаги, причем в постном мясе содержание влаги обычно еще больше. В свежих мясопродуктах, таких как говяжий, куриный и свиной фарш, содержание влаги составляет от около 68 до 75%, что зависит от содержания в мясе жира (мясо с повышенным содержанием жира имеет склонность к меньшему содержанию влаги и наоборот). Консервированное мясо часто имеет более высокое содержание влаги вследствие впрыска консервирующих соединений на основе воды. Продукты в виде колбас могут иметь пониженное содержание влаги. Например, содержание влаги в свиной колбасе может составлять около 40% или выше. Предпочтительно, чтобы в упакованном мясопродукте содержание влаги составляло по меньшей мере около 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 или более.
Упаковка для пищевого продукта предпочтительно включает полимерную кислородобарьерную пленку, содержащую агент, улучшающий цвет миоглобина, но она также может включать пленку, объединяемую с пищевым продуктом, которая имеет поверхность, покрываемую агентом, улучшающим цвет миоглобина, до упаковывания. Упаковка для пищевого продукта может дополнительно содержать кислородобарьерный слой, в качестве части пленки, формирующей такую упаковку. Кислородобарьерный слой, может содержать любой приемлемый материал и в многослойном варианте он предпочтительно будет расположен между внешним слоем, стойким к неправильному обращению, и внутренним слоем для контакта с пищевым продуктом. Кислородобарьерный слой может представлять собой сополимер этилена и винилового спирта (EVOH) или поливинилиденхлорид (PVDC). Газобарьерный слой упаковки для пищевого продукта описан выше со ссылкой на многослойные упаковочные пленки. Также могут быть введены один или более связующие слои. Связующие слои упаковки для пищевых продуктов описаны выше со ссылкой на многослойные упаковочные пленки.
Предпочтительно, чтобы упаковка для пищевого продукта представляла собой мясопродукт в готовой оболочке, содержащей свежий мясопродукт, который включает миоглобин. Мясопродукты в готовой оболочке, в общем, могут быть определены как свежее мясо, которое предварительно упаковано, на которое, как вариант, в централизованном месте предварительно нанесена этикетка, и которое доставлено на розничный рынок подготовленным для окончательной продажи. Все больше и больше мясопродуктов, таких как говяжий фарш, продукты из индейки и курятины поставляют для розничной торговли в супермаркеты, находящиеся в США, в упаковках в виде готовой оболочки. Во многих супермаркетах, главным образом в так называемых «бакалейных мегамагазинах», мясопродукты в готовых оболочках не только обеспечивают экономию средств, получаемую за счет доведения до минимума или исключения затрат на выполнение по месту разделки и упаковывания, но улучшают санитарию и снижают вероятность порчи продуктов.
Упаковка продукта, которая сохраняет желаемый цвет мяса, особенно свежего мяса, может содействовать пригодности мясопродукта для продажи и его привлекательности для покупателей. Чтобы отвечать повышенным требованиям, касающимся мясопродуктов в готовых оболочках, предпочтительно, чтобы они обеспечивали заданный вес и/или объем обычного мясопродукта, например грудки цыпленка или говяжьего фарша. Мясопродукт в готовой оболочке может включать полимерную пленку для сохранения свежести, например пленку, которая здесь описана. Мясопродукт может быть поставлен свежим, замороженным, сильно охлажденным, размороженным, усиленным, обработанным или подвергнутым тепловой обработке, при этом пленки преимущественно обеспечивают защиту при различных температурах. Выбор пленки для упаковывания пищевых продуктов может включать учет таких критериев, как барьерные свойства, стоимость, долговечность, стойкость к прокалыванию, стойкость к растрескиванию при изгибе, соответствие правилам упаковывания пищевых продуктов, например, утвержденным Управлением США по контролю за продуктами и лекарствами (FDA), обрабатываемость, оптические свойства, такие как глянец и помутнение, пригодность к печатанию, возможность уплотнения, усадочность, сила усадки, жесткость и прочность. Упаковка, которая позволяет сохранять желаемый цвет мяса, может содействовать пригодности мясопродуктов для продажи.
Согласно еще одному аспекту упакованный пищевой продукт включает свежее мясо, контактирующее с тонкой пластиковой пленкой, которая содержит агент, улучшающий цвет миоглобина на поверхности, контактирующей с продуктом, и растянута вокруг лотка из пенного материала, который поддерживает продукт. Пленка предпочтительно представляет собой многослойную пленку, которая в достаточной степени непроницаема кислородом, так что цвет мяса может быть сохранен с обеспечением при этом желаемого цвета (например, красного) в течение более трех дней, а предпочтительно в течение 5, 7, 10, 15 или более дней. Предпочтительно, чтобы мясопродукт был упакован в вакуумные контейнеры, например, в термоусадочные или нетермоусадочные сумки или мешки, сформированные пакеты, лотки или зажатые оболочки, которые уплотнены посредством вакуума и препятствуют контакту кислорода с мясом, пока не будет открыта оболочка. Вакуумный контейнер включает поверхность для контакта с пищевым продуктом, которая содержит агент, улучшающий цвет миоглобина.
В известных случая применения готовых оболочек мясопродукт иногда упаковывают в упаковку с измененной атмосферой («МАР»), при этом мясо сохраняют в запечатанном пакете, содержащем свободное пространство над продуктом с атмосферой, которая отличается от окружающего воздуха. Так, МАР может сохранять красное мясо в углекислом газе с весьма низким содержанием кислорода, например, в групповой упаковке, где основную упаковку впоследствии открывают и содержащиеся отдельные упаковки в проницаемых кислородом пленках подвергают воздействию атмосферы, чтобы таким образом обеспечить красный цвет мяса. Кроме того, обеспечению предпочтительного цвета мяса можно содействовать и его можно поддерживать посредством использования МАР, имеющей повышенное содержание кислорода. Подобным же образом МАР, имеющая небольшую концентрацию оксида углерода (СО), может быть использована для того, чтобы обеспечить и сохранить предпочтительный красный цвет свежего мяса. Также разработаны способы обработки свежего мяса оксидом углерода до упаковывания для случаев упаковывания в готовую оболочку. Ярко-красный комплекс СО-миоглобин называют карбоксимиоглобином. Наличие оксида углерода может неблагоприятным образом повлиять на возможность продажи покупателям мясопродуктов, содержащих СО.
Можно полагать, что настоящее изобретение может быть использовано в сочетании с МАР. Например, в упаковке в виде лотка, в которой пленка контактирует со значительной частью видимой поверхности пищевого продукта, но не со всей этой поверхностью, атмосфера, содержащая СО, может быть использована для обеспечения желаемого цвета на тех зонах поверхности продукта, которые не находятся в непосредственном контакте с упаковочной пленкой. Этот вариант может быть с выгодой использован, например, в некоторых типах лотка с оберткой и упаковки с лотком, где пленка обычно может контактировать с верхней поверхностью пищевого продукта, но не во всех местах вдоль боковой стороны, либо в упаковках с лотком или без лотка с неоднообразно сформированными отдельными предметами при наличии зазоров между смежными поверхностями мяса, что, например, может иметь место в случае таких продуктов, как целиковые птицы или фасонные продукты, например ребра в виде короны, предназначенные для жарки.
Упаковки для пищевых продуктов обычно содержат многослойную полимерную пленку. Упаковки предпочтительно включают один или более полиамидные средние слои, контактирующие с кислородобарьерным слоем первого варианта многослойной структуры EVOH-полиамид. Упаковки для пищевых продуктов могут включать трехслойный кислородный барьер, образуемую из слоя EVOH в контакте с первым полиамидным слоем с одной стороны и со вторым полиамидным слоем с противоположной стороны. Упаковка для пищевого продукта также может включать теплостойкий слой, уплотняющий слой и один или более адгезивные слои, имеющие любую приемлемую композицию, как описано применительно ко второму варианту. Полиамидные слои, находящиеся в контакте с барьерным слоем из EVOH, могут содержать или фактически содержат полиамид или составленную полиамидную композицию, описанную применительно к первому варианту. Предпочтительно, чтобы полиамидные слои имели ту же самую композицию, что и внешний теплостойкий слой, содержащий составленную нейлоновую композицию.
Предпочтительно, чтобы теплостойкий слой мог содержать или чтобы он фактически содержал смесь из аморфного нейлонового сополимера, низкотемпературного полиамида и высокотемпературного полиамида. Теплостойкий слой предпочтительно располагают у внешней поверхности упаковочной пленки или вблизи от нее, при этом он может представлять собой внешний слой, а также может формировать полиамидный слой. В некоторых вариантах упаковка для пищевого продукта может дополнительно содержать уплотняющий слой, расположенный у внутренней поверхности упаковки или вблизи от нее, например, в качестве внутреннего слоя. Уплотняющие слои упаковки для пищевого продукта описаны выше применительно к многослойным упаковочным пленкам.
Уплотняющий слой предпочтительно располагают у внутренней поверхности упаковки или вблизи от нее, например в качестве внутреннего слоя. Адгезивные слои также могут быть введены между теплостойким внешним слоем и первым полиамидным слоем или между уплотняющим слоем и вторым полиамидным слоем. В некоторых вариантах упаковка для пищевого продукта может представлять собой упаковку для выполнения в ней тепловой обработки, причем предпочтительно тогда, когда упаковка содержит уплотняющий слой, образованный из материала, который совместим с условиями выполнения тепловой обработки.
Если желательно, упаковки для пищевых продуктов могут быть термоусадочными. Упаковки предпочтительно включают многослойный компонент, создающий кислородный барьер, а если они являются термоусадочными, то имеют полную свободную усадку, измеряемую при 90°С, составляющую по меньшей мере 30, 40 или 50% по меньшей мере в одном из машинного или поперечного направлений. Упаковки для пищевых продуктов предпочтительно имеют свободную усадку, составляющую по меньшей мере 30% при 90°С в одном направлении, а более предпочтительно по меньшей мере 30% в двух направлениях, при этом каждое направление представляет собой либо машинное направление, либо поперечное направление. Даже более предпочтительно, если упаковки для пищевых продуктов имеют свободную усадку, составляющую по меньшей мере 40% в первом направлении и по меньшей мере 50% во втором направлении. Предпочтительно, чтобы упаковки для пищевых продуктов были ориентированы по двум осям или были термоусадочными, либо были как ориентированными по двум осям, так и термоусадочными. Предпочтительно, чтобы упаковки имели полную свободную усадку при 90°С, составляющую по меньшей мере 80%. Например, упаковки для пищевых продуктов могут иметь свободную усадку при 90°С от около 80 до 120%. В некоторых вариантах упаковки могут иметь полную свободную усадку при 90°С, составляющую по меньшей мере около 90%, более предпочтительно по меньшей мере около 95%, а еще более предпочтительно по меньшей мере около 100% и даже более предпочтительно по меньшей мере около 105%.
Упаковки для пищевых продуктов предпочтительно содержат по меньшей мере один теплостойкий слой, который может содержать смесь сополимера аморфного нейлона, низкотемпературного полиамида и высокотемпературного полиамида, либо фактически состоит из этой смеси. Теплостойкий слой может быть расположен у внешней поверхности упаковочной пленки или вблизи от нее и может представлять собой внешний слой. Теплостойкий слой может быть ориентирован по двум осям. В некоторых вариантах могут быть созданы пятислойные термоусадочные и теплостойкие упаковки или пакеты для пищевых продуктов, формируемые из многослойных пленок посредством совместной экструзии. Упаковки для пищевых продуктов также могут быть сформированы из семи слоев, которые могут представлять собой термоусадочные или нетермоусадочные и теплостойкие пленки, полученные совместной экструзией. В некоторых вариантах термоусадочная упаковка для пищевого продукта может представлять собой упаковку для проведения в ней тепловой обработки, причем предпочтительно тогда, когда упаковка не содержит уплотняющего слоя. «Упаковка для тепловой обработки» - это термин, который используют для указания пленки или мешка, в которых пищевой продукт подвергают тепловой обработке или пастеризации. Такие пленку или мешок используют для совместного удерживания и защиты пищевых продуктов и/или для придания им формы теми, кто занимается обработкой пищи (изготовителем) в течение выполнения процесса варки или пастеризации, после чего пленка может быть удалена (иногда говорят «содрана») либо она может быть оставлена в качестве защитного барьера при транспортировании и, как вариант, даже может быть оставлена в течение розничной продажи.
Здесь можно предположить выполнение упаковок для пищевых продуктов, образованных из многослойных пленок, которые имеют от двух до четырнадцати слоев, при этом каждый слой выбирают из группы, состоящей из слоев, содержащих теплостойкую композицию с нейлоновой смесью, адгезивных слоев, слоев, создающих кислородный барьер, влагобарьерных слоев, объемных слоев и уплотняющих слоев. Предпочтительно, чтобы слой, обеспечивающий внешнюю поверхность, содержал композицию с нейлоновой смесью, имеющую аморфный нейлоновый сополимер и низкотемпературный полиамид. Также предпочтительно, чтобы слой, обеспечивающий внутреннюю поверхность, представлял собой уплотняющий слой.
Обратимся к фиг.5, на которой представлен схематический вид в поперечном сечении лотка 50, содержащего мясо. Лоток 51 имеет донную часть 52, за одно с которой выполнены боковые стенки 52а и 52b, удерживающую предназначенный для розничной продажи отрезанный кусок мяса 53, например из свинины. Пленка 54 уплотняет верхнюю часть лотка 51 и обеспечивает герметичное уплотнение 55а и 55b повсюду вдоль непрерывных фланцев боковых стенок 52а, 52b. Пленку 54 уплотняют либо в условиях вакуума, либо в измененной атмосфере, при этом поверхность 57, контактирующая с пищевым продуктом и содержащая агент, улучшающий цвет миоглобина, находится в тесном контакте с поверхностью 58 мяса. Поверхности 59а и 59b боковой стороны мяса не находятся в контакте со слоем 57 и вместо этого подвержены воздействию атмосферы 56, измененной посредством газа, например оксида углерода. Лоток имеет внутреннюю поверхность 60, которая также может быть покрыта агентом, улучшающим цвет миоглобина, для фиксации цвета на нижней поверхности 61 мяса.
Теперь обратимся к фиг.6, на которой представлен вид сверху упаковки 62, при этом содержащий миоглобин пищевой продукт 63, например кусок мяса с костью внутри него, находится на подложке и покрыт упаковочной пленкой 64 в качестве вакуумной оболочки, имеющей поверхность, контактирующую с мясом, на которую нанесен агент, улучшающий цвет миоглобина. Пленка прозрачна для возможности восприятия цвета и характеристик поверхности мяса.
Теперь обратимся к фиг.7, на которой представлен схематический вид в поперечном сечении образованного контейнера 70, содержащего мясо, при этом содержащий миоглобин кусок свежего мяса 71 расположен в термоотформованном пакете 72, который уплотнен под действием тепла по отношению к неориентированной пленке 73 вокруг куска мяса у теплового уплотнения 74а, которое является непрерывным и соединяется с тепловым уплотнением 74b для формирования герметичной вакуумной упаковки, имеющей атмосферу с пониженным содержанием кислорода при тесном контакте между поверхностями пленки 72 и пленки 73, содержащими агент, улучшающий цвет миоглобина.
Упаковывание в вакуумную оболочку
Упаковывание в вакуумную оболочку (VSP) представляет собой другой способ, хорошо известный в этой области, в котором используют термопластичный упаковочный материал для охватывания продукта. Различные устройства и способы описаны в патентах США 3835618, 3950919 и в переиздании 30009, все из которых выданы Perdue. Способ упаковывания в вакуумную оболочку в определенном смысле представляет собой такой тип способа термоформования, в котором предмет, подлежащий упаковыванию, служит в качестве формы для термоформования. Предмет может быть упакован на опорном элементе, пластине, жесткой или полужесткой либо на другой донной части, после чего удерживаемый предмет пропускают в камеру, где находящуюся сверху пленку тянут вверх к нагретому куполу, а затем налагают ее поверх предмета. Перемещением находящейся сверху пластиковой пленки управляют посредством вакуума и/или давления воздуха, при этом в случае устройства для упаковывания посредством вакуумной оболочки во внутренней части контейнера будет осуществлена откачка перед окончательным уплотнением верхней пленки по отношению к опоре. Термоформуемый материал может быть использован как в качестве верхней пленки, так и донной опоры совместно с промежуточной опорой для продуктов, удерживаемых на другой стороне опоры, как показано, например, в патенте США 3966045.
В случае упаковывания посредством вакуумной оболочки продукт, подлежащий упаковыванию, размещают на опорном элементе. Продукт служит в качестве формы для термоформуемой полимерной пленки. Термоформуемую пленку формуют вокруг продукта посредством перепада давления воздуха. Однако термин «упаковывание в вакуумную оболочку» (далее «VSP») относится не только к тому обстоятельству, что термоформуемую пленку формуют вокруг продукта посредством вакуума или перепада давления воздуха, но и к тому, что продукт упаковывают под действием вакуума и при этом в объеме, содержащем продукт, в течение упаковывания производят откачку.
При выполнении процессов упаковывания в вакуумную оболочку обычно используют вакуумную камеру с открытым верхом. Продукт (на непроницаемой панели с задней стороны, через которую вакуум не может быть создан) помещают на платформу внутри вакуумной камеры. Верхнюю часть камеры покрывают листом пленки, который плотно прижимают к камере для формирования воздухонепроницаемого покрытия. В камере выполняют откачку, в то время как пленку нагревают до температуры ее формирования и размягчения. Затем платформу поднимают, чтобы подвести продукт к размягченной пленке, при этом воздух, вновь вводимый в камеру, может быть использован вокруг пленки для ее плотного прилегания вокруг продукта.
При упаковывании в вакуумную оболочку также известен сброс вакуума и обеспечение возможности впуска окружающего воздуха в камеру, после того как в камере была произведена откачка, и продукт был подведен к размягченной посредством тепла пленке или наоборот. При этом термопластичная пленка в большей или меньшей степени образует форму поверх продукта и относительно него, поскольку внутри упаковки создан вакуум, а непосредственно снаружи упаковки действует воздух под давлением окружающей среды, либо под давлением, большим давления окружающей среды.
При упаковывании в вакуумную оболочку обычно используют жесткий лоток, например, изготавливаемый из термоформуемой пленки, чтобы поддерживать продукт. Прозрачную верхнюю пленку, например, изготавливаемую из термоформуемой пленки, которая может или не может быть ориентирована по двум осям, формуют или налагают вокруг продукта в течение процесса вакуумного упаковывания. Пленка формирует оболочку вокруг всей видимой поверхности продукта. Предпочтительно, чтобы слой верхней прозрачной пленки, который контактирует с пищевым продуктом, включал агент, улучшающий цвет. Как вариант, лоток также может включать агент, улучшающий цвет, в слое, контактирующем с пищевым продуктом. Примеры лотков, пленок и способов, используемых для упаковывания в вакуумную оболочку, раскрыты в патентах США 4611456 Gillio-tos и др. 5846582 Mayfield и др., и 5916613 Stockey III, которые введены сюда посредством ссылки на них.
Способы упаковывания
Согласно еще одному аспекту изобретения созданы способы упаковывания пищевого продукта, содержащего миоглобин. В варианте осуществления изобретения может быть создан способ изготовления вакуумной упаковки для свежего мясопродукта, который содержит поставку контейнера, содержащего пленку, имеющую слой, содержащий агент, улучшающий цвет миоглобина, при этом пленка фактически непроницаема кислородом; расположение куска мяса, предназначенного для розничной торговли, внутри контейнера; удаление атмосферы, находящейся внутри контейнера; обеспечение непосредственного контакта прозрачной части пленки по меньшей мере с частью поверхности мяса; герметичное уплотнение контейнера для охватывания свежего мяса и предотвращения контакта с ним кислорода, находящегося снаружи контейнера; создание компактной упаковки, имеющей достаточно уменьшенный внутренний уровень кислорода, чтобы способствовать благоприятствующим поверхности мяса деоксимиоглобину или метмиоглобину и соответствующей пурпурной и коричневой окраскам, связанным с ними, на протяжении образования оксимиоглобина; хранение упаковки в состоянии охлаждения за достаточное время для возможности снижения активности охваченного мяса с целью благоприятного образования нитроксимиоглобина на поверхности мяса в той степени, что будет образована соответствующая красная окраска, связанная с ним, для обеспечения видимой красной поверхности мяса.
При выполнении изменений приведенного выше варианта может быть использован широкий выбор МВА, полимеров, пленок, свойств и параметров, которые здесь раскрыты, что будет понято квалифицированными специалистами в этой области в свете предложенной идеи.
2
2
3
2
3
2
3
2
3
2
2
Мясопродукт может быть упакован в подходящую упаковку и/или упаковочную пленку, например в упаковки и пленки, которые здесь описаны. Предпочтительно, чтобы с мясопродуктом контактировала поверхность упаковки, предназначенная для контакта с пищевым продуктом, содержащая агент, улучшающий цвет миоглобина. Предпочтительно, чтобы агент, улучшающий цвет миоглобина (МВА), контактировал с поверхностью мяса в количестве, достаточном для создания желаемого красного цвета, который предпочтительно не проникает на нежелательную глубину по толщине продукта в условиях пониженного содержания кислорода (этот цвет может проявляться в течение, например, 1-5 дней). Выгодно, чтобы МВА мог находиться на поверхности пленки, контактирующей с пищевым продуктом (или на поверхности продукта с миоглобином) в количестве от около 0,05, до 3, до 5, до 10 микромолей/дюйм и с приращениями около 0,1 микромоля. Могут быть использованы бóльшие или меньшие количества МВА, при этом яркость окраски может быть изменена в зависимости от относительного наличия или отсутствия миоглобина. Слой для контакта с пищевым продуктом содержит агент, улучшающий цвет миоглобина, например NaNO, в количестве от около 0,001 до 0,9 мг/дюйм. Кроме того, упаковка должна сохранять пищевой продукт в среде с уменьшенным содержанием кислорода, имеющей пониженное парциальное давление газообразного кислорода. Упаковка с уменьшенным содержанием кислорода может содержать слой, создающий кислородный барьер, имеющий скорость пропускания кислорода, составляющую менее чем около 310, 200, 100, 75, 50, 40, 30, 20, 10, 5 или 3 см/м/24 часа, измеренную при относительной влажности 0% и 23°С. Предпочтительно, чтобы слой, создающий кислородный барьер, имел скорость пропускания кислорода, составляющую менее чем около 310 см/м/24 часа, измеренную при относительной влажности 0% и 23°С, более предпочтительно менее чем около 75 см/м/24 часа и еще более предпочтительно менее 20 см/м/24 часа. Кроме того, может оказаться желательным довести упаковку с заключенным в ней пищевым продуктом до температуры около 4°С (40°F) или выше для содействия обеспечению цвета, после чего температура может быть отрегулирована до желаемого оптимального значения для хранения, транспортировки или для витрины.
Во многих случаях упаковывания, например при вакуумном упаковывании, желательны упаковочные пленки для пищевых продуктов, уплотняемые под действием тепла. Мешки и пакеты могут быть изготовлены из слоев, уплотняемых под действием тепла. Типичный упаковочный пакет для пищевого продукта может включать три стороны, уплотненные под действием тепла изготовителем пакета, и оставляемую открытой одну сторону для возможности введения в него продукта. Гибкие упаковочные контейнеры для пищевых продуктов, например мешки или пакеты, могут быть изготовлены посредством поперечного резания трубчатой заготовки из однослойной или многослойной пленки и обрезки части трубки, содержащей уплотненный конец, посредством создания большого количества отстоящих друг от друга поперечных уплотняющих швов на трубчатой заготовке и открывания посредством разрезания боковой стороны трубки, посредством наложения друг на друга плоских листов пленки и их уплотнения по трем сторонам либо посредством сгибания плоского листа и его уплотнения по двум сторонам. После этого может быть введен предполагаемый продукт, например свежее, замороженное, охлажденное, размороженное, сырое, усиленное, консервированное или обработанное мясо, окорок, домашняя птица, мясные отрубы, получаемые при первичной или вторичной разделке, говяжий фарш и другие продукты, содержащие миоглобин, с выполнением окончательного уплотнения для герметичного охватывания продукта в мешке. Это окончательное уплотнение предпочтительно следует за откачкой газа (например, посредством вакуумного удаления). Гибкие контейнеры для упаковывания пищевых продуктов, например мешки или пакеты, могут быть изготовлены посредством поперечного уплотнения трубчатой заготовки из однослойной или многослойной пленки и обрезки части трубки, содержащей уплотненный конец, посредством выполнения двух отстоящих друг от друга поперечных уплотняющих швов на трубчатой заготовке и открывания путем разрезания боковой стороны трубки, посредством наложения друг на друга плоских листов пленки и их уплотнения по трем сторонам либо посредством сгибания плоского листа и его уплотнения по двум сторонам. Окончательное уплотнение после введения пищевого продукта может быть осуществлено посредством зажима, но обычно используют тепловой уплотняющий шов, подобно первоначальным уплотняющим швам, создаваемым изготовителем мешка, хотя фактически используемое уплотняющее оборудование может быть изменено. Для выполнения тепловых уплотняющих швов обычно используют стержни накаливания или импульсные уплотняющие устройства.
Пленка для упаковывания пищевого продукта также может быть использована в тех вариантах, в которых применяют лотки, например в качестве крышечной пленки или для обертывания лотка. Для упаковывания домашней птицы, например цыпленка, или мяса другого вида может быть использовано такое оборудование, как уплотнители лотков, которые изготавливает Ossid Corporation, Роки-Маунт, Северная Каролина, США, либо ULMA Packing, Inc., Вудсток, Джорджия, США. Как вариант, упаковывание с использованием лотков может включать замену газообразной среды внутри упаковки на один или более газы для обеспечения некоторого преимущества, например, в отношении содействия консервированию продукта, но для получения предпочтительных полезных результатов согласно настоящему изобретению по меньшей мере часть пленки, создающей кислородный барьер, должна контактировать с поверхностью пищевого продукта в условиях пониженного содержания кислорода для закрепления цвета в этой контактной зоне таким образом, чтобы потребитель или потенциальный покупатель мог видеть поверхность мяса с закрепленным цветом через прозрачную часть пленки.
Соответственно по меньшей мере 10%, более предпочтительно по меньшей мере 20%, а еще более предпочтительно по меньшей мере 30% или 50% или более поверхности пленки, создающей кислородный барьер, является прозрачной для возможности визуальной оценки сквозь нее цвета пищевого продукта после его упаковывания. Можно полагать что мясо, имеющее ярко-красный цвет, видимо в большей степени и обеспечивает бóльшую четкость различия физической топографии, структуры и изменений цвета мяса, например, так, как это определяют в случае выполнения отделки под мрамор. Также можно полагать, но не ограничиваясь этим мнением, что светлые компоненты мяса, например жиры, кожа и светлые мышечные волокна, будут более отчетливыми вследствие близости границы миоглобина благодаря агентам, улучшающим цвет миоглобина, закрепляющим ярко-красный цвет, который противопоставляют багрянистому, голубоватому или коричневатому цветам. Таким образом, белые части выглядят более белыми как в домашней птице, так и в других видах мяса, включая говядину и свинину. Это, в свою очередь, позволяет покупателям получить более ясное представление о поверхности мяса, что повышает доверие покупателя при покупке по сравнению с мясом, имеющим худшие характеристики, касающиеся видимости поверхности.
ПРИМЕРЫ
Ниже приведены примеры и сравнительные примеры.
Результаты экспериментов и приведенные свойства, касающиеся представленных далее примеров, основаны на указанных далее способах испытаний или на фактически подобных способах испытаний, если не указано другое:
2
скорость прохождения газообразного кислорода (О GTR): ASTM D-3985-81;
скорость проникновения паров воды (WVTR): ASTM F 1249-90;
размер: ASTM D-2103;
3
индекс расплава: ASTM D-1238, Условие Е (190°С) ((за исключением полимеров на основе пропена (с содержанием С >50%), испытываемых при Условии TL (230°С));
точка плавления: ASTM D-3418 при скорости нагревания 5°С/мин.
Значения усадки: значения усадки определяют как значения, получаемые посредством измерения свободной усадки образца площадью 10 квадратных сантиметров, погруженного в воду при 90°С (или при указанной температуре, если она иная) за пять секунд. Четыре испытуемых образца отрезают от заданного образца пленки, подлежащей испытаниям. Образцы вырезают в виде квадратов длиной 10 см в машинном направлении и 10 см в поперечном направлении. Каждый образец полностью погружают на 5 секунд в водяную ванну при 90°С (или при указанной температуре, если она иная). Затем образец удаляют из ванны и измеряют расстояние между концами усевшего образца как в МН, так и в ПН. Разность измеренного расстояния для усевшего образца и первоначальной 10-сантиметровой стороной умножают на десять, чтобы получить процент усадки для образца в каждом направлении. Усадку четырех образцов усредняют для получения значения усадки данного образца пленки в МН, а также усадку четырех образцов усредняют для получения значения усадки в ПН. Используемый здесь термин «термоусадочная пленка при 90°С» означает пленку, имеющую значение свободной усадки около по меньшей мере 10% в одном направлении.
Сила усадки: сила усадки пленки представляет собой силу или напряжение, требуемые для предотвращения сокращения длины пленки, и ее определяют посредством образцов, которые берут от каждой пленки. Нарезают четыре образца пленки шириной 1" (2,54°см) и длиной 7" (17,8 см) в машинном направлении, и шириной 1" (2,54 см) и длиной 7" (17,8 см) в поперечном направлении. Определяют и записывают среднюю толщину образцов пленки. После этого каждый образец пленки закрепляют между двумя зажимами, отстоящими друг от друга на 10 см. Один зажим находится в фиксированном положении, а другой зажим соединяют с тензометрическим датчиком напряжения. Затем закрепленный образец пленки и зажимы погружают в ванну с силиконовым маслом, удерживаемую при постоянной повышенной температуре, на период около пяти секунд. В течение этого времени записывают силу в граммах, проявляющуюся вследствие напряжения усадки пленки при повышенной температуре. По окончании этого времени образец пленки извлекают из ванны и обеспечивают его охлаждение при комнатной температуре, сразу после чего также записывают силу в граммах при комнатной температуре. Затем силу усадки образца пленки определяют из приведенного далее уравнения в граммах на мил толщины пленки (г/мил).
Сила усадки (г/мил)=F/T, где F сила в граммах, а Т - средняя толщина пленки в милах.
В отношении других приемлемых испытаний можно сделать ссылку на указанные далее документы, которые введены сюда во всей их полноте: заявка США Сер.№ 09/652591, озаглавленная «Облученная пленка, ориентированная по двум осям», Scott Idlas, и патенты США 6777046 и 5759648.
Ниже приведены не налагающие ограничений примеры раскрытых здесь композиций, пленок и упаковок. Во всех следующих далее примерах, если не указано иначе, композиции пленок обычно создают посредством использования устройства и способа, описанных в патенте США 3456044 (Pahlke), в котором описан осуществляемый посредством совместной экструзии способ двойного пузыря, а также в соответствии с приведенным выше подробным описанием. Все процентные величины, если не указано иначе, представляют собой весовое содержание в процентах.
Однослойные и многослойные трубчатые пленки изготавливают посредством процесса ориентации с растяжением по двум осям. Могут быть разработаны пленки с пятью или более слоями. Содержащие признаки изобретения многослойные пленки могут включать дополнительные слои или полимеры для добавления или изменения различных свойств желаемой пленки, например уплотнения под действием тепла, прилипания слоев друг к другу, прилипания к поверхности пищевого продукта, усадочности, силы усадки, стойкости к сморщиванию, стойкости к прокалыванию, пригодности для печатания, ударной вязкости, газо- и влагобарьерных свойств, стойкости к истиранию и оптических свойств, например, глянца, помутнения, отсутствия линий, полосок или загустений. Эти слои могут быть образованы посредством любого приемлемого способа, включая совместную экструзию, покрытие посредством экструзии и ламинирование.
ПРИМЕР 1
Раствор желаемого агента, обеспечивающего цвет миоглобина (МВА), такого, который описан выше, приготовлен посредством растворения соответствующего количества такого агента в растворителе. Приемлемая концентрация агента, улучшающего цвет, приблизительно составляет 0,60 молей агента в 60 граммах растворителя. Раствор приготавливают при комнатной температуре путем плавного перемешивания смеси растворителя и МВА.
VLDPE (полиэтилен весьма низкой плотности) Dow ATTANE 4201-G (получаемый от Dow Chemical Company, Midland, MI) загружают в бункер гравитационного дозирующего агрегата, который предназначен для подачи полимера в основное подающее отверстие экструдера APV Extrusion System MP 2050 с 50-миллиметровым, вращающимся в одном направлении сдвоенным шнеком. Питатель сконструирован так, чтобы обеспечивать дозирование ATTANE со скоростью около 41 кг/час. Перемешивающие элементы экструдера со сдвоенным шнеком расположены таким образом, чтобы обеспечивать подачу и плавление VLDPE, впрыск и перемешивание раствора, состоящего из растворителя и МВА, удаление растворителя, повышение давления в головке и формирование непрерывных прядей из однородной смеси VLDPE/MBA.
Экструдер с двойным шнеком нагревают электрически, при этом зона подачи находится при 200°F, а остальная часть экструдера при 330°F. Когда зоны экструдера достигают заданных температур, приводной двигатель вводят в зацепление для вращения шнеков экструдера со скоростью около 578 об/мин. VLDPE ATTANE дозируют в основное питающее отверстие со скоростью 41 кг/час. Как только будет получен устойчивый, однородный экструдат, смесь из растворителя и агента, улучшающего цвет миоглобина, вводят в расплавленный VLDPE через вводное отверстие. Для подачи к вводному отверстию раствора, состоящего из растворителя и агента, улучшающего цвет, используют шестеренный насос. Вводное отверстие располагают в том участке экструдера, который сконструирован таким образом, чтобы он имел большой свободный объем и низкое давление. Скорость подачи раствора вычисляют по изменению по времени массы смеси из растворителя и агента, улучшающего цвет. Предполагаемую концентрацию около 5% достигают посредством регулирования скорости насоса. Приемлемая скорость насоса составляет около 33 об/мин. Скорость подачи растворителя и агента, улучшающего цвет миоглобина, составляет около 5,4 кг/час.
Смесительные элементы экструдера скомпонованы таким образом, чтобы было предотвращено движение раствора, состоящего из растворителя и агента, улучшающего цвет миоглобина, ближе по ходу от основного подающего отверстия. Для предотвращения нежелательной миграции в ближнем по ходу направлении используют дроссели свободного сечения.
После впрыска происходит быстрое повышение температуры раствора, состоящего из растворителя и агента, улучшающего цвет миоглобина. Фракция раствора, составляющая растворитель, испаряется и в итоге выкипает. Получаемый в результате растворитель будет выделен через выпускное отверстие, находящееся под атмосферным давлением. Некоторая часть растворителя также может быть выделена через основное подающее отверстие. После смесительного участка смесь VLDPE и MBA перемещается к участку повышения давления и, наконец, поступает к головке с восемью отверстиями для создания пряди. При выходе из головки получаемые непрерывные пряди охлаждают в водяной ванне. На выходе из водяной ванны воздушный нож удаляет некоторую влагу, прилипшую к поверхности прядей. После выхода прядей из-под влияния воздушного ножа их разрезают на желаемые гранулы посредством гранулятора типа вращающегося ножа. Эти гранулы затем осушают в обычной печи около при 50°С, упаковывают в мешки, содержащие алюминиевую фольгу, и хранят для использования, при этом их называют маточными гранулами. Не налагающие ограничений примеры различных технологий приготовления маточных смесей описаны в одновременно рассматриваемой заявке США Сер. № 11/408221, озаглавленной «Способы введения присадок в расплав полимера», Nelson и др., которая включена сюда путем ссылки.
Пленки изготавливают из маточных гранул. Уровень загрузки маточных гранул изменяют, чтобы создать пленки из VLDPE с эффективной концентрацией агента, улучшающего цвет, а упаковки изготавливают посредством использования пленки в качестве внутреннего слоя. Пищевые продукты, в частности мясопродукты, упаковывают внутри упаковок с созданием вакуума и наблюдают за ними в течение определенного периода времени.
ПРИМЕР 2
Используют маточные гранулы согласно примеру 1 с базовым полимером в виде VLDPE ATTANE 4201 для изготовления внутреннего слоя термоформуемой многослойной пленки. Пленка имеет слой c 85% нейлона 6-15% нейлона 6I/6Т (11% веса)/связующий слой (20% веса)/слой из 85% нейлона 6-15% нейлона 6I/6Т (8,5% веса)/слой из EVOH (9,4% веса)/слой из 85% нейлона 6-15% нейлона 6I/6Т (8,5% веса)/связующий слой (20% веса)/слой из 70% VLDPE - 30% маточной смеси (22,6% веса). Пленку изготавливают способом получения одиночного пузыря, чтобы создать неориентированную термоформуемую пленку.
ПРИМЕРЫ 3а, 3b и 3с
Был забит бычок и через три дня после убоя из его мяса была образована рубленая лопаточная часть. Приблизительно пять фунтов этой рубленой лопаточной части были уложены порциями в вакуумные мешки, при этом мясо было сплюснуто до толщины 0,75 дюйма. После 7 дней хранения в охлажденном состоянии мясо было нарезано в виде прямоугольных образцов размером 2,5 на 3,5 дюйма. Для примера 3а диетическая таблетка в 300 мг, произведенная Vitamin World, содержащая 10 мг никотиновой кислоты в сочетании с дикальцийфосфатом, целлюлозой, растительной стеариновой кислотой, кремнеземом и растительным стеаратом магния была помещена на один из образцов мяса, после чего образец был упакован в оболочку на машине Multivac T200, используя пленку для упаковывания в вакуумную оболочку, полученную на основе полиолефина и имеющую слой из EVOH, чтобы создать кислородный барьер, и слой из полиэтилена для контакта с пищевым продуктом. Обеспечиваемый цвет красного мяса начал распространяться от мяса, находящегося вблизи от таблетки, после 24 часов хранения в охлажденном состоянии.
Для примера 3b второй прямоугольный образец рубленой лопаточной части был опрыскан водным раствором ниацина и упакован так, как описано в примере 3а. Раствор ниацина был получен посредством растворения подобной ниациновой таблетки в воде. Обеспечиваемый красный цвет проявился на поверхности образца мяса. Однако яркость красного цвета была меньшей, чем яркость красного цвета, образованного вокруг таблетки.
В случае примера 3с контрольный пример был создан посредством упаковывания третьего образца из сформированной рубленой говядины так, как описано выше для примера 3а, но без добавления ниацина. Цвет на поверхности образца оставался пурпурным без образования красного цвета, который можно было наблюдать в примерах 3а и 3b.
Все три упаковки, изготовленные в примерах 3а, 3b и 3с, были открыты и осмотрены через 15 дней после упаковывания. После открывания упаковок цвет мяса в каждой упаковке представлял собой равномерный красный цвет. Тепловая обработка на открытом гриле для обжарки посредством газа привела к получения для трех образцов таких результатов, которые не отличались друг от друга. Внутренний цвет как обработанных, так и необработанных образцов имел розоватый оттенок.
ПРИМЕРЫ 4а, 4b и 4с
Постная лопаточная часть, содержащая приблизительно 5% видимого жира, была измельчена через 4 дня после убоя. Рубленое мясо было помещено порциями в гибкие мешки, создающие кислородный барьер, и упаковано на машине с камерой Коха. Цвет мяса был преобразован из красного в темно-пурпурный в пределах 4 часов. В случае примера 4а после 24 часов хранения в охлажденном состоянии одна из вакуумных упаковок с рубленой постной говядиной была открыта, и с частью мяса был смешан ниацин для получения рубленной говядины, содержащей 0,025 вес.% ниацина. Затем эта смесь была помещена на белый полипропиленовый, создающий кислородный барьер лоток, содержащий барьерный слой из EVOH. Подобным же образом, в случае примера 4b другая часть упакованного мяса была открыта и помещена на лоток такого же типа без какого-либо добавления ниацина. Оба лотка с рубленной лопаточной частью были упакованы в вакуумную оболочку на машине Multivac T200 c использованием пленки для упаковывания в вакуумную кислородобарьерную оболочку (VSP), содержащую в качестве такого барьера EVOH. В случае примера 4с еще одна часть упакованного мяса была открыта и помещена на лоток без какого-либо добавления ниацина. После этого лоток был упакован на машине Multivac T200 посредством пленки VSP, содержащей уплотнитель с 2% веса нитрита натрия. После 24 часов хранения в охлажденном состоянии образец мяса, обработанный ниацином, пример 4а, был окрашен в предпочтительный красный цвет, в то время как необработанный образец мяса, пример 4b, демонстрировал тусклую пурпурную цветовую характеристику свежего мяса, упакованного посредством вакуума. Мясо на третьем лотке с пленкой, содержащей нитрит, пример 4с, приобретало сероватый пурпурный цвет в течение первых 24 часов, после чего цвет перешел в ярко-красный цвет.
Цвет мяса, обработанного ниацином, был темнее, чем мяса в упаковке с пленкой, содержащей нитрит. Нижняя сторона и центральные части мяса, обработанного ниацином, имели такой же насыщенный красный цвет, что и поверхность. Красный цвет мяса в пленке, содержащей нитрит, проникал около на 1/16-1/8 дюйма от поверхности мяса.
После хранения в охлажденном состоянии в течение 1 недели все три образца мяса были распакованы. После этого образцы мяса были помещены на открытый гриль для обжарки посредством газа. Они были подвергнуты медленной тепловой обработке при 200-250°F приблизительно за 45 минут с переворачиванием каждые 5-10 минут, чтобы добиться оптимального уровня тепловой обработки. Цвет подвергшихся тепловой обработке поверхностей и внутренних частей мяса, обработанного ниацином, упакованного в VSP кислородобарьерную пленку, и необработанного мяса, упакованного в VSP кислородобарьерную пленку, был одним и тем же. Красный цвет продолжал существовать на видимой сверху, контактирующей с пленкой поверхностью мяса, не имеющего добавленного ниацина, которое было упаковано в пленку, содержащую нитрит, пример 4с, причем с той же самой глубиной проникновения, которую можно было наблюдать в сыром продукте. Цвет противоположной поверхности и центральной части образца был таким же, как у контрольного образца, пример 4b, и у образца, обработанного ниацином, пример 4а.
ПРИМЕР 5
3
Порошок никотиновой кислоты (полученный от Sigma Aldrich Chemical Company, Milwaukee, WI) был смешан с гранулами VLDPE Dow ATTANE 4203 (0,5 дециграмма/мин; 0,912 г/см; сополимер этилена и октена, полученный от Dow Chemical Company, Midland, MI) посредством перемешивания в барабане до тех пор, пока порошок равномерно не покрыл поверхности гранул. Количество было выбрано таким образом, чтобы содержание никотиновой кислоты составляло около 5 вес.% (14,25 кг VLDPE и 0,75 кг никотиновой кислоты). Смесь была загружена в бункер гравитационного дозирующего узла, установленного таким образом, чтобы подавать полимер в основное питающее отверстие экструдера APV Extrusion System MP 2050 с 50-миллиметровым сдвоенным шнеком, вращающимся в одном направлении. Питатель сконструирован таким образом, чтобы обеспечивать дозированную подачу смеси никотиновой кислоты и VLDPE со скоростью около 36 кг/час. Смесительные элементы экструдера со сдвоенным шнеком скомпонованы таким образом, чтобы обеспечивать подачу смеси никотиновой кислоты и VLDPE, интенсивно перемешивая никотиновую кислоту для ее проникновения в VLDPE, с созданием при этом давления в головке и формированием непрерывных прядей из однородной смеси.
Экструдер со сдвоенным шнеком электрически нагревают, так что зона подачи находится при около 200°F, а остальная часть экструдера при около 320°F. Дозированная подача в основное питающее отверстие перемешанных в барабане никотиновой кислоты и VLDPE составляет около 36 кг/час. Как только получен устойчивый однородный экструдат, непрерывные пряди охлаждают посредством их пропускания через водяную ванну. На выходе из водяной ванны воздушный нож удаляет влагу, прилипшую к поверхности прядей. После ухода прядей из-под влияния воздушного ножа их разрезают на отдельные гранулы посредством гранулятора типа вращающегося ножа. Полученные гранулы имеют несколько рыжевато-коричневый цвет. По прошествии времени на выходе каждого из отверстий головки можно заметить нарастание порошка.
ПРИМЕР 6
Повторен пример 5, за исключением того, что никотиновая кислота заменена никотинамидом (получен от Sigma Aldrich Chemical Company, Milwaukee, MI). Можно видеть, что получаемые гранулы имеют коричневый цвет.
ПРИМЕР 7
Повторен пример 6, за исключением того, что скорость вращения шнеков экструдера уменьшена до около 200 об/мин. Таблетки имеют весьма яркий желто-коричневый цвет, а их поверхности обладают высоким глянцем. Пряди устойчивы, а эффективность изготовления значительно выше по сравнению с примером 6.
ПРИМЕР 8
Повторен пример 5, за исключением того, что скорость вращения шнеков экструдера уменьшена до около 200 об/мин. Как и в примере 7, цвет гранул значительно светлее. Скорость нарастания порошка вокруг отверстий головки значительно ниже скорости, фиксируемой в примере 5.
Все полимеры согласно примерам 5-8, содержащие МВА, могут быть использованы для формирования контейнеров, пригодных для упаковывания пищевого продукта, содержащего миоглобин, чтобы сохранить в нем желаемый цвет поверхности.
В пленках, мешках или упаковках также могут быть использованы сочетания характеристик, которые описаны в одном или более вариантах.
Приведенные выше примеры носят лишь иллюстративный характер и их не следует рассматривать как налагающие ограничения, поскольку в свете предложенной идеи изобретения для квалифицированных специалистов в этой области будут очевидны дополнительные модификации раскрытых здесь вариантов. Следует полагать, что все такие модификации должны находиться в объеме раскрытых здесь вариантов.