СПОСОБ ДЕКОРИРОВАНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДУЖНЫХ ГОЛОГРАММ И МНОГОРАКУРСНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
FOOD DECORATING METHOD USING RAINBOW HOLOGRAMS AND MULTI-ASPECT IMAGES

Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности, к способам маркировки и декорирования пищевых продуктов.
Производители пищевых продуктов, в том числе кондитерских изделий, создают в настоящее время продукты с привлекательным внешним видом, для чего используют различные способы маркировки и декорирования (придание особой формы, окрашивание, создание рисунков на поверхности).
Так, среди многочисленных способов создания цветных изображений на поверхности пищевых продуктов известен способ, исключающий использование красителей и основанный на формировании на поверхности дифракционных структур (Торопова А.П., Фокина М.И., Позднякова С.А. Особенности нанесения дифракционных решеток на поверхность шоколада// Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 2018 г., т. 18. номер 1, стр. 166-168). Дифракционные структуры (радужные голограммы и многоракурсные элементы) позволяют создавать изображения, меняющиеся в зависимости от угла обзора. Радужная голограмма придает изображению многоцветную окраску при освещении дифракционной структуры белым светом.
В патенте Японии № JP 2005253340, 2005 г. описано изготовление шоколада с голографическим изображением, где шоколад с голографическим изображением на поверхности имеет рельефную структуру с глубиной 10 мкм - 2 мм, а способ включает раздельную загрузку жидкого шоколада в форму, имеющую микрорельеф, для затвердевания шоколада.
Известна маркировка изделий (патент РФ №2413962, 2011 г.), где описан твердый фармацевтический продукт, изготовленный путем прессования порошкообразного или гранулированного материала. При этом, фармацевтический продукт или его поверхность являются не полностью прозрачными, но поглощающими или рассеивающими, а способ изготовления содержит формирование дифракционной микроструктуры на поверхности фармацевтического продукта во время стадии прессования посредством предоставления негатива оригинала на пресс-форме.
Однако, в перечисленных патентах не рассматривается время жизни и дифракционная эффективность голографических решеток (микроструктур), их устойчивость к воздействию температуры и влажности окружающей среды и к механическим воздействиям, что влияет на яркость изображения на поверхности изделий. Проблема обеспечения сохранности голографического изображения может быть решена путем использования особенностей тектоники материалов, создания особой конструкции формы, содержащей дифракционный микрорельеф, и применения соответствующей упаковки.
Наиболее близким к настоящему изобретению по технической сущности и достигаемому результату является голографический продукт (патент США №4668523, 1987 г.), который предполагает создание голографического элемента путем заливки водного раствора биополимера в пластиковую или металлическую форму с дифракционным рельефом высокого разрешения, сушки и извлечения изделия после отверждения. Под высоким разрешением в данном случае понимается дифракционная решетка с периодом выше 400 линий/мм. Голографический элемент может быть изготовлен из любого из множества подходящих материалов, модифицированных или не модифицированных, которые обладают способностью сохранять дифракционные рельефы с высоким разрешением. Подходящие вещества включают органические полимеры, такие как углеводы (моносахариды, дисахариды и полисахариды), аминокислотные полимеры или их смеси. Полисахариды включают экстракты целлюлозы, такие как экстракт морских водорослей, экстракт пектина, растительные камеди и тому подобное.
Однако, современные технологии позволяют значительно расширить этот диапазон, увеличив значения до 200 линий/мм для растрового микрорельефа и до 2000 линий/мм для голографического микрорельефа. В прототипе растровый микрорельеф не используется как способ создания многоракурсного изображения для передачи иллюзии движения или чередование рисунков.
Задачей изобретения является получение безопасного в применении многоракурсного и голографического изображения на продукте с защитой его от механических повреждений при упаковке и транспортировке.
Поставленная задача решается способом декорирования пищевых продуктов с использованием радужных голограмм и многоракурсных изображений, заключающемся в формировании на поверхности пищевого продукта микрорельефа на поверхности или в толще пищевого биополимера в жидком или вязкотекучем состоянии, при том, что в качестве формообразующих материалов для изготовления микрорельефов используют карамель, шоколад, кондитерскую плитку, кондитерскую глазурь, для декорирования материалов, не способных передавать и сохранять дифракционный микрорельеф, используют биополимерные пленки в качестве вспомогательного прозрачного пищевого материала, нанесенного на поверхность пищевого продукта, сформированные из пищевых биополимеров, таких как трагакантовая, ксантановая или гуаровая камеди, гуммиарабик, пчелиный воск, пищевой шеллак, хитозан, желатин, коллаген, гилауроновая кислота, пектин, агар, крахмал, альгинат натрия, мальтодекстрин, при этом микрорельеф создается заливкой расплава или раствора биополимера в силиконовую форму с микрорельефом будущего изображения и извлечением из формы после отверждения биополимера за счет изменения агрегатного состояния вещества или испарения растворителя.
Помимо этого, при расположении изображения ниже уровня основной поверхности продукта создают бортик, который защищает дифракционный микрорельеф от соприкосновения с упаковкой.
Формирование многоракурсного изображения происходит за счет наборов штрихов, расположенных под углами друг к другу, период решетки выбирается из диапазона от 10 до 200 линий/мм. Полученное изображение представляет собой набор ахроматических композиций, сменяющих друг друга в зависимости от изменения угла наблюдения. Такая система изображений позволяет создавать иллюзию движения или разные рисунки на одной поверхности.
Формирование голографического изображения происходит за счет наборов штрихов, период дифракционной решетки выбирается из диапазона от 400 до 2000 линий/мм. Полученное изображение представляет собой полихромную композицию, меняющую цвета в зависимости от изменения угла наблюдения в белом свете, который расщепляется в спектр, попадая на микрорельеф дифракционной решетки. При изменении угла зрения цвета на поверхности биополимера меняются, как в радужной голограмме, выполненной на традиционных материалах. Дифракционная эффективность оценивается как отношение интенсивности дифрагированной волны первого порядка к интенсивности излучения, освещающего голограмму. Например, дифракционная эффективность, измеренная в проходящем свете, составила 27% для образцов из желатина, 8% - из трагакантовой камеди, 21% - из шеллака, 13% - из карамели. Дифракционная эффективность, измеренная в отраженном свете, составила 20% для образцов из шоколада. Визуально эти значения дифракционной эффективности можно соотнести с яркостью голографического изображения на поверхности биополимера.
Формирование комбинированного изображения происходит на счет сочетания многоракурсного и голографического изображений.
Таким образом, получаемое изображение позволяет создавать различные оптические иллюзии на поверхности пищевого материала - смены композиций, смены цветов, иллюзии движения, иллюзии глубины пространства. Получаемое изображение можно назвать общим словом «съедобная голограмма» и использовать как способ декорирования и маркировки пищевых продуктов.
Сущность изобретения и возможность его осуществления поясняются следующими примерами.
Пример 1. Создание изделия с голографическим изображением способом наноимпринта. Из литьевой леденцовой карамели отливают изделия с ровной поверхностью, после отверждения ее покрывают 15% водным раствором желатина, сверху помещают силиконовую форму с дифракционным микрорельефом, подвергают сушке вследствие чего происходит испарение растворителя, после отверждения желатина форму удаляют. Период дифракционной решетки составляет 600 линий/мм. Дифракционная эффективность - 18%. В результате получают карамель с разноцветным изображением, представляющим собой радужную голограмму на прозрачной биополимерной пленке. Время жизни 6 месяцев в условиях хранения при температуре 20°С и относительной влажности 50%.
Пример 2. Создание изделия с многоракурсным изображением способом литья жидкого биополимера в форму. Литьевую леденцовую карамель варят в соответствии с рецептурой, в горячем виде заливают в форму с дифракционным микрорельефом, после отверждения извлекают из формы. Микрорельеф состоит из двух решеток с периодами 20, 30 линий/мм. Их комбинация обеспечивает монохромное двухракурсное изображение, где композиции меняются в зависимости от угла наблюдения. В результате получают карамель с двумя чередующимися изображениями. Время жизни 7 дней в условиях хранения при температуре 20°C и влажности 50%.
Пример 3. Создание изделия с голографическим изображением способом тиснения по размягченному биополимеру. Поверхность кондитерской плитки нагревают кондитерской горелкой до температуры размягчения, затем сверху помещают силиконовую форму с дифракционным микрорельефом будущего изображения, после отверждения массы форму удаляют. Период дифракционной решетки составляет 600 линий/мм. Дифракционная эффективность - 20%. В результате получают кондитерское изделие с разноцветным изображением, представляющим собой радужную голограмму. Время жизни 12 месяцев в условиях хранения при температуре 20°C и относительной влажности 50%. Время жизни решетки соответствует сроку годности продукта 12 месяцев.
Пример 4. Создание изделия с голографическим изображением способом тиснения по биополимеру в жидком состоянии. Пористая поверхность марципана покрывается слоем шеллака, сушится, затем наносится спиртовой раствор шеллака, сверху размещают силиконовую форму с дифракционным микрорельефом будущего изображения, изделие подвергают сушке, шеллак затвердевает за счет испарения растворителя, затем форма удаляется. Период дифракционной решетки 2000 линий/мм. Дифракционная эффективность - 2%. В результате получают марципан с радужным голографическим изображением. Время жизни 6 месяцев в условиях хранения при температуре 20°C и относительной влажности 50%. Время жизни решетки соответствует сроку годности продукта 6 месяцев.
Пример 5. Создание изделия с голографическим изображением способом литья раствора биополимера в форму. Водный раствор трагакантовой камеди залили в силиконовую форму с дифракционным микрорельефом будущего изображения, подвергли сушке, в результате которой растворитель испарился, образовавшаяся тонкая пленка была извлечена из формы. Период дифракционной решетки 600 линий/мм. Дифракционная эффективность - 8%. Пленка хранилась в течение двух лет при температуре 20°C и относительной влажности 50%, ее дифракционная эффективность уменьшилась до 3%, однако радужный эффект сохранился и различим глазом.
Применение способа позволило создать пищевые изделия с голографическим и многоракурсным изображением без использования пищевых красителей.
Технический результат заключается в расширении ассортимента пищевых изделий, стойких к механическим повреждениям, а также расширении круга пищевых биополимеров.