RU2649981C1 - Composition of biodegradable polymer for food processing - Google Patents
Composition of biodegradable polymer for food processing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2649981C1 RU2649981C1 RU2017120355A RU2017120355A RU2649981C1 RU 2649981 C1 RU2649981 C1 RU 2649981C1 RU 2017120355 A RU2017120355 A RU 2017120355A RU 2017120355 A RU2017120355 A RU 2017120355A RU 2649981 C1 RU2649981 C1 RU 2649981C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- coating
- solution
- starch
- water
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 235000013305 food Nutrition 0.000 title claims abstract description 18
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 9
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 title claims description 3
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 title claims description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims abstract description 19
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims abstract description 19
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims abstract description 19
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims abstract description 19
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims abstract description 18
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims abstract description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 235000006886 Zingiber officinale Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 235000008397 ginger Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000000341 volatile oil Substances 0.000 claims abstract description 7
- 241000234314 Zingiber Species 0.000 claims abstract 3
- 235000012216 bentonite Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 claims description 5
- 235000012055 fruits and vegetables Nutrition 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 38
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 28
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 7
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 6
- 241000220225 Malus Species 0.000 description 5
- 235000021016 apples Nutrition 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 5
- 241000220324 Pyrus Species 0.000 description 4
- 244000273928 Zingiber officinale Species 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 3
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 3
- 239000002778 food additive Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 3
- 235000021017 pears Nutrition 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 2
- 244000281247 Ribes rubrum Species 0.000 description 2
- 235000002355 Ribes spicatum Nutrition 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 241000219094 Vitaceae Species 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 2
- 235000015173 baked goods and baking mixes Nutrition 0.000 description 2
- 239000011173 biocomposite Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 235000013332 fish product Nutrition 0.000 description 2
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 2
- 235000021021 grapes Nutrition 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 235000004252 protein component Nutrition 0.000 description 2
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 2
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYDQOEWLBCCFJZ-UHFFFAOYSA-N 4-(4-fluorophenyl)oxane-4-carboxylic acid Chemical compound C=1C=C(F)C=CC=1C1(C(=O)O)CCOCC1 CYDQOEWLBCCFJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000144730 Amygdalus persica Species 0.000 description 1
- 239000004135 Bone phosphate Substances 0.000 description 1
- 240000007124 Brassica oleracea Species 0.000 description 1
- 235000003899 Brassica oleracea var acephala Nutrition 0.000 description 1
- 235000011301 Brassica oleracea var capitata Nutrition 0.000 description 1
- 235000001169 Brassica oleracea var oleracea Nutrition 0.000 description 1
- 235000010523 Cicer arietinum Nutrition 0.000 description 1
- 244000045195 Cicer arietinum Species 0.000 description 1
- 241000675108 Citrus tangerina Species 0.000 description 1
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 1
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 1
- 244000000626 Daucus carota Species 0.000 description 1
- 235000002767 Daucus carota Nutrition 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010022355 Fibroins Proteins 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 241000221931 Hypomyces rosellus Species 0.000 description 1
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 1
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 1
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 235000006040 Prunus persica var persica Nutrition 0.000 description 1
- 244000097592 Ptelea trifoliata Species 0.000 description 1
- 235000010891 Ptelea trifoliata Nutrition 0.000 description 1
- 235000014443 Pyrus communis Nutrition 0.000 description 1
- 235000001537 Ribes X gardonianum Nutrition 0.000 description 1
- 235000001535 Ribes X utile Nutrition 0.000 description 1
- 240000001890 Ribes hudsonianum Species 0.000 description 1
- 235000016954 Ribes hudsonianum Nutrition 0.000 description 1
- 235000001466 Ribes nigrum Nutrition 0.000 description 1
- 235000016919 Ribes petraeum Nutrition 0.000 description 1
- 235000016911 Ribes sativum Nutrition 0.000 description 1
- 235000016897 Ribes triste Nutrition 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 description 1
- 241001092391 Sorbus Species 0.000 description 1
- 235000009754 Vitis X bourquina Nutrition 0.000 description 1
- 235000012333 Vitis X labruscana Nutrition 0.000 description 1
- 241001593968 Vitis palmata Species 0.000 description 1
- 240000006365 Vitis vinifera Species 0.000 description 1
- 235000014787 Vitis vinifera Nutrition 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 235000021120 animal protein Nutrition 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 235000021028 berry Nutrition 0.000 description 1
- 235000012180 bread and bread product Nutrition 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- LDHQCZJRKDOVOX-NSCUHMNNSA-N crotonic acid Chemical compound C\C=C\C(O)=O LDHQCZJRKDOVOX-NSCUHMNNSA-N 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 210000002249 digestive system Anatomy 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- OPGYRRGJRBEUFK-UHFFFAOYSA-L disodium;diacetate Chemical compound [Na+].[Na+].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPGYRRGJRBEUFK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000000576 food coloring agent Substances 0.000 description 1
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 1
- 239000012767 functional filler Substances 0.000 description 1
- 235000013376 functional food Nutrition 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012994 industrial processing Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000009878 intermolecular interaction Effects 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 235000013622 meat product Nutrition 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 235000008345 mountainash Nutrition 0.000 description 1
- 235000014571 nuts Nutrition 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920006280 packaging film Polymers 0.000 description 1
- 239000012785 packaging film Substances 0.000 description 1
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 1
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 1
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 1
- 235000021018 plums Nutrition 0.000 description 1
- 235000007715 potassium iodide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 235000021067 refined food Nutrition 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 1
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000017454 sodium diacetate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001540 sodium lactate Substances 0.000 description 1
- 229940005581 sodium lactate Drugs 0.000 description 1
- 235000011088 sodium lactate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- LDHQCZJRKDOVOX-UHFFFAOYSA-N trans-crotonic acid Natural products CC=CC(O)=O LDHQCZJRKDOVOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23B—PRESERVING, e.g. BY CANNING, MEAT, FISH, EGGS, FRUIT, VEGETABLES, EDIBLE SEEDS; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES; THE PRESERVED, RIPENED, OR CANNED PRODUCTS
- A23B4/00—General methods for preserving meat, sausages, fish or fish products
- A23B4/10—Coating with a protective layer; Compositions or apparatus therefor
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Storage Of Fruits Or Vegetables (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения биодеградируемого и экологически чистого биополимерного защитного покрытия пищевых продуктов, таких как плоды овощей и фруктов, для продления их срока годности и сохранения товарного вида.The invention relates to the food industry and can be used to obtain biodegradable and environmentally friendly biopolymer protective coating of food products, such as fruits and vegetables, to extend their shelf life and preserve presentation.
В настоящее время использование в пищевой промышленности защитных и экологически чистых покрытий представляет высокий интерес в связи с повышением требований к условиям хранения и потребления продуктов питания, таких как плоды овощей и фруктов.Currently, the use of protective and environmentally friendly coatings in the food industry is of high interest due to the increasing requirements for storage and consumption of food products, such as fruits and vegetables.
Функциональное биодеградируемое полимерное покрытие для пищевой упаковки представляет собой пленочный материал на основе биополимеров с включением функциональных пищевых добавок, создающий барьерный слой между продуктом питания и окружающей средой с целью продления срока годности и товарного вида продукта. Для создания таких материалов могут быть использованы нетоксичные вещества, являющиеся биосовместимыми и инертными к организмам людей и животных, а также являющиеся съедобными и перерабатываемыми пищеварительной системой. К таким веществам, в основном, относятся белки, полисахариды и их производные, а также их смеси.Functional biodegradable polymer coating for food packaging is a film material based on biopolymers with the inclusion of functional food additives, which creates a barrier layer between the food product and the environment in order to extend the shelf life and presentation of the product. To create such materials, non-toxic substances that are biocompatible and inert to humans and animals, as well as edible and processed by the digestive system, can be used. Such substances mainly include proteins, polysaccharides and their derivatives, as well as mixtures thereof.
Для оптимизации свойств покрытий согласно их применению возможно введение в их состав различных пищевых наполнителей, например, таких как нетоксичные и биосовместимые пластификаторы, антиоксиданты, армирующие и антибактериальные агенты. Биополимерные покрытия могут защитить продукт от механического воздействия, микроорганизмов и замедлить потерю качества из-за массопереноса (влаги и газов).To optimize the properties of coatings according to their application, it is possible to introduce various food fillers into their composition, for example, such as non-toxic and biocompatible plasticizers, antioxidants, reinforcing and antibacterial agents. Biopolymer coatings can protect the product from mechanical stress, microorganisms and slow down the loss of quality due to mass transfer (moisture and gases).
Покрытия могут быть использованы для индивидуальной упаковки небольших порций продуктов, в частности, таких как яблоки, груши, ягоды, бобы и орехи и т.д. Производство биокомпозиционных съедобных покрытий может осуществляться из вторичного сырья и отходов пищевой и сельскохозяйственной промышленности, что значительно снижает экологическую нагрузку на окружающую среду.Coatings can be used for individual packaging of small portions of products, in particular, apples, pears, berries, beans and nuts, etc. The production of biocomposite edible coatings can be carried out from secondary raw materials and waste from the food and agricultural industries, which significantly reduces the environmental burden on the environment.
Известен состав защитного и съедобного покрытия для мяса и мясных продуктов, включающий сухую смесь на основе животных белков, диацетат натрия, лактат натрия, жидкий дым, пищевой краситель, поваренную соль и воду (Патент RU 2411738, публ. 2009 г.).The composition of the protective and edible coatings for meat and meat products is known, including a dry mixture based on animal proteins, sodium diacetate, sodium lactate, liquid smoke, food coloring, table salt and water (Patent RU 2411738, publ. 2009).
Указанный состав позволяет продлить срок годности продукта, но является нецелесообразным и не рентабельным по отношению к упаковке плодов овощей и фруктов, значительно модифицируя их свойства и товарный вид. Более того, влияние синтетических консервантов на организмы людей и животных до конца не изучено.The specified composition allows you to extend the shelf life of the product, but it is inappropriate and not cost-effective in relation to the packaging of fruits and vegetables, significantly modifying their properties and presentation. Moreover, the effect of synthetic preservatives on the organisms of humans and animals is not fully understood.
Известны составы защитной и съедобной композиции для тех же продуктов, содержащие сухой гранулированный сок красной или черной смородины, сахар и желатин (Патент RU 2501280, публ. 2012 г.) или картофельный крахмал (Патент RU 2415592, публ. 2009 г.) в качестве пленкообразующего и структурирующего компонента.The known protective and edible compositions for the same products containing dry granular juice of red or black currant, sugar and gelatin (Patent RU 2501280, publ. 2012) or potato starch (Patent RU 2415592, publ. 2009) as film-forming and structuring component.
Используемые в данных составах сухие экстракты смородины могут приводить к снижению микробиальной обсемененности обрабатываемого продукта, однако предполагают сильную неоднородность микроструктуры покрытия и, следовательно, ухудшение его защитных свойств.The dry currant extracts used in these compositions can lead to a decrease in the microbial contamination of the processed product, however, they suggest a strong heterogeneity of the coating microstructure and, therefore, a deterioration in its protective properties.
Известны составы биодеградируемой защитной и съедобной композиции для тех же продуктов, включающие хитозан, одно-, трехосновную органическую кислоту, желатин, или картофельный крахмал, или клетчатку в качестве структурообразователя и водоудерживающего агента (Патент RU 2352126, публ. 2005 г.).Known compositions biodegradable protective and edible compositions for the same products, including chitosan, mono-, tribasic organic acid, gelatin, or potato starch, or fiber as a structurant and water-retaining agent (Patent RU 2352126, publ. 2005).
Указанные покрытия обладают бактериостатическими свойствами и замедляют испарение влаги из продукта, но использование такого компонента, как хитозан, в их составе снижает рентабельность покрытия при промышленной обработке овощей и фруктов.These coatings have bacteriostatic properties and slow down the evaporation of moisture from the product, but the use of such a component as chitosan in their composition reduces the profitability of the coating in the industrial processing of fruits and vegetables.
Также известна биополимерная съедобная композиция для обработки рыбной продукции на основе хитозана с добавками пектина или альгината натрия в качестве структурообразователя и сополимера винилпирролидона и кротоновой кислоты в качестве антибактериального агента (Патент RU 2297151, публ. 2005 г.).Also known is a biopolymer edible composition for processing fish products based on chitosan with the addition of pectin or sodium alginate as a builder and a copolymer of vinylpyrrolidone and crotonic acid as an antibacterial agent (Patent RU 2297151, publ. 2005).
Данный состав также позволяет создавать высокоэффективные защитные покрытия для рыбной продукции, однако сложность состава и стоимость компонентов ограничивают его применение при обработке плодов овощей и фруктов в промышленных масштабах, значительно увеличивая себестоимость готовой продукции.This composition also allows you to create highly effective protective coatings for fish products, however, the complexity of the composition and the cost of the components limit its use in the processing of fruits and vegetables on an industrial scale, significantly increasing the cost of finished products.
Известна композиция для обработки хлеба и хлебобулочных изделий, включающая белковый компонент растительного происхождения, нутовую муку, а также соль, воду и рябиновый порошок (Патент RU 2539800, публ. 2013 г.).A known composition for processing bread and bakery products, including the protein component of vegetable origin, chickpea flour, as well as salt, water and mountain ash powder (Patent RU 2539800, publ. 2013).
Компоненты данного состава позволяют создать съедобное защитное покрытие, совместимое с поверхностями хлебобулочных изделий и продлевающее срок их годности. При этом наличие в составе покрытия указанного белкового компонента может приводить к неоднородности покрытия и его пониженным эксплуатационным, в частности механическим, свойствам.The components of this composition allow you to create an edible protective coating that is compatible with the surfaces of bakery products and prolongs their shelf life. Moreover, the presence of the specified protein component in the coating composition can lead to heterogeneity of the coating and its reduced operational, in particular mechanical, properties.
Анализ указанных изобретений показывает, что в основном покрытия или упаковочные пленки для обработки пищевых продуктов являются сложными по структуре многокомпонентными материалами, свойства которых зависят как от структурообразующих компонентов, так и от функциональных наполнителей, чаще всего бактериостатических. Повышенная технологичность изобретений и их широкий компонентный состав в большинстве случаев не подходят для обработки плодов овощей и фруктов с целью продления срока годности и сохранения их товарного вида.An analysis of these inventions shows that basically coatings or packaging films for food processing are multicomponent materials with complex structure, whose properties depend on both structure-forming components and functional fillers, most often bacteriostatic. The increased manufacturability of inventions and their wide component composition in most cases are not suitable for processing fruits and vegetables in order to extend shelf life and preserve their presentation.
Известно покрытие на основе фиброина - белка, лежащего в основе паутины и коконов насекомых, в частности шелка. Данное покрытие практически невидимо, не имеет запаха, а процесс его производства основан на воде (www.geektimes.ru).Fibroin-based coating is known - the protein underlying the cobweb and cocoons of insects, in particular silk. This coating is virtually invisible, odorless, and its production process is based on water (www.geektimes.ru).
Свойства фибриона позволяют ему стабилизироваться в виде покрытия и защищать другие поверхности, оставаясь при этом биоразлагаемым и экологичным. Однако это покрытие пока не тестировано в отношении изменения свойств пищевых продуктов.The properties of the fibrion allow it to stabilize in the form of a coating and protect other surfaces, while remaining biodegradable and environmentally friendly. However, this coating has not yet been tested against changes in the properties of food products.
Известен состав для покрытия фруктов и овощей, содержащий йод, калий йодистый, крахмал, гидрокарбонат натрия и воду (Авторское свидетельство №858733, публ. 1982 г.).A known composition for coating fruits and vegetables containing iodine, potassium iodide, starch, sodium bicarbonate and water (Copyright certificate No. 858733, publ. 1982).
Данный состав обладает бактерицидными свойствами и пригоден для обработки яблок, слив, винограда, персиков, мандаринов, помидор, моркови, капусты и т.д. Однако перед употреблением в пищу эти фрукты и овощи необходимо тщательно мыть.This composition has bactericidal properties and is suitable for processing apples, plums, grapes, peaches, tangerines, tomatoes, carrots, cabbage, etc. However, these fruits and vegetables must be washed thoroughly before eating.
Задачей предлагаемого изобретения является создание защитного и съедобного состава биокомпозиции для покрытия пищевых продуктов, таких как фрукты и овощи, обеспечивающего продление срока их годности и сохранение товарного вида. В рамках изобретения состав полимерной композиции реализуется физически в виде приготовленного по составу пленкообразующего раствора, позволяющего сформировать покрытие на поверхности обрабатываемого продукта.The objective of the invention is the creation of a protective and edible composition of the biocomposition for coating food products, such as fruits and vegetables, ensuring the extension of their shelf life and preservation of presentation. In the framework of the invention, the composition of the polymer composition is realized physically in the form of a film-forming solution prepared according to the composition, which makes it possible to form a coating on the surface of the processed product.
Задача достигается за счет того, что состав полимерной композиции для обработки пищевых продуктов, таких как овощи и фрукты, содержащий крахмал и воду, дополнительно содержит пищевой желатин, глицерин, бентонит и эфирное масло имбиря при следующем соотношении компонентов, г/100 г:The objective is achieved due to the fact that the composition of the polymer composition for processing food products, such as vegetables and fruits, containing starch and water, additionally contains edible gelatin, glycerin, bentonite and ginger essential oil in the following ratio, g / 100 g:
Предлагаемый состав полимерной композиции содержит в качестве основного пленко- и структурообразующего, а также влагоудерживающего компонента пищевой желатин. Желатин, являясь продуктом гидролиза животного белка коллагена, обладает высокими пленкообразующими свойствами и сравнительно низкой температурой растворения в воде, что делает его наиболее привлекательным для использования в качестве компонента матрицы биокомпозиционного покрытия.The proposed composition of the polymer composition contains as the main film and structure-forming, as well as a water-retaining component of edible gelatin. Gelatin, being a product of hydrolysis of animal collagen protein, has high film-forming properties and a relatively low dissolution temperature in water, which makes it most attractive for use as a component of a biocomposite coating matrix.
Дополнительный структурообразующий компонент, крахмал, являясь дешевым, растительным и водорастворимым полисахаридом, также является влагоудерживающим агентом. Данная добавка стабилизирует эксплуатационные характеристики готового покрытия, в частности проницаемость паров воды и механические свойства, а также снижает растворимость покрытия в воде.An additional structure-forming component, starch, being a cheap, plant-based and water-soluble polysaccharide, is also a water-retaining agent. This additive stabilizes the performance of the finished coating, in particular the permeability of water vapor and mechanical properties, and also reduces the solubility of the coating in water.
Глицерин в составе пленкообразующего раствора используется в качестве биосовместимого и инертного к организму человека полярного пластификатора, значительно увеличивая эластичность покрытия, а также совместителя, усиливая межмолекулярное взаимодействие между желатином и крахмалом.Glycerin in the composition of the film-forming solution is used as a biocompatible and inert to the human body polar plasticizer, significantly increasing the elasticity of the coating, as well as a compatibilizer, enhancing the intermolecular interaction between gelatin and starch.
В качестве дополнительного агента, армирующего биополимерную матрицу, используется эмульсия микрочастиц глинистого минерального наполнителя бентонита, также являющегося природным энтеросорбентом. В пищевой промышленности бентонит зарегистрирован в качестве пищевой добавки E 558, препятствующей слеживанию и комкованию. В предлагаемом составе наличие данного компонента обуславливает повышенные механические и защитные свойства покрытия. Более того, изменение степени дисперсности микрочастиц в матрице композиционного покрытия позволяет контролировать процессы паро- и газопереноса между упакованным объектом и окружающей средой.As an additional agent, reinforcing the biopolymer matrix, an emulsion of microparticles of clay mineral filler of bentonite, which is also a natural enterosorbent, is used. In the food industry, bentonite is registered as a food additive E 558, which prevents caking and clumping. In the proposed composition, the presence of this component determines the increased mechanical and protective properties of the coating. Moreover, changing the degree of dispersion of microparticles in the matrix of the composite coating allows you to control the processes of vapor and gas transfer between the packed object and the environment.
Водная эмульсия эфирного масла имбиря в составе пленкообразующего раствора используется в качестве бактериостатической добавки, предотвращающей преждевременную микробиальную обсемененность упакованного продукта.An aqueous emulsion of ginger essential oil in a film-forming solution is used as a bacteriostatic additive to prevent premature microbial contamination of the packaged product.
Пределы представленных значений ингредиентов композиции являются необходимыми и достаточными. Так, при значениях меньше указанных - состав покрытия не даст заявляемого эффекта, при значениях выше указанных появляются дополнительные затраты и снижается качество покрытия за счет увеличения его толщины и появления неоднородности структуры.The limits of the presented values of the ingredients of the composition are necessary and sufficient. So, at values less than those indicated - the composition of the coating will not give the claimed effect, at values above those additional costs appear and the quality of the coating decreases due to an increase in its thickness and the appearance of heterogeneity of the structure.
Изобретение предлагаемого состава полимерной композиции реализуется посредствам приготовления пленкообразующих растворов для дальнейшего получения конечного покрытия. Нижеперечисленные примеры описывают технологию приготовления 100 г пленкообразующих растворов с разными концентрациями компонентов, реализующих предлагаемый состав.The invention of the proposed composition of the polymer composition is implemented through the preparation of film-forming solutions to further obtain the final coating. The following examples describe the technology for the preparation of 100 g of film-forming solutions with different concentrations of components that implement the proposed composition.
Пример 1. Приготавливается 2% пленкообразующий раствор на основе желатина и крахмала общей массой биополимеров 2 г на 100 мл дистиллированной воды с добавлением 30 масс. % глицерина от общей массы желатина и крахмала (0,6 г). Для этого навеску картофельного крахмала 10 масс. % от общей массы желатина и крахмала (0,2 г) растворяют в 100 мл дистиллированной воды при температуре 90°C в течение 10 мин при постоянном перемешивании. Раствор крахмала подвергают ультразвуковому диспергированию с использованием ультразвуковой ванны при 60°C в течение 25 мин, после чего в раствор вводят навеску глицерина. После того как крахмал и глицерин образуют гомогенный раствор, в него медленно вводят навеску желатина 90 масс. % от общей массы желатина и крахмала (1,8 г) с последующим ультразвуковым диспергированием при 60°C в течение 50 мин. Затем в полученный раствор медленно вводят навеску микрочастиц бентонита 3 масс. % от общей массы желатина и крахмала (0,06 г) при температуре раствора 60°C и постоянном перемешивании, избегая их агрегации. Далее в раствор вводят эфирное масло имбиря в количестве 5 масс. % от общей массы желатина и крахмала (0,1 г). Полученную систему эмульгируют с использованием погружного механического диспергатора при скорости вращения ротора 6000 об/мин до получения стабильной суспензии, избегая вспенивания. В завершение полученный раствор дегазируют с использованием ультразвуковой ванны в течение 10 мин при температуре 60°C. Готовый пленкообразующий раствор возможно наносить на поверхность обрабатываемого продукта, используя методы окунания в раствор и распыления раствора под давлением. Свойства конечного покрытия сильно зависят от метода нанесения покрытия, параметров метода нанесения и режима температурной обработки (сушки) раствора.Example 1. Preparing a 2% film-forming solution based on gelatin and starch with a total mass of biopolymers of 2 g per 100 ml of distilled water with the addition of 30 mass. % glycerol of the total mass of gelatin and starch (0.6 g). For this, a portion of potato starch 10 mass. % of the total mass of gelatin and starch (0.2 g) is dissolved in 100 ml of distilled water at a temperature of 90 ° C for 10 min with constant stirring. The starch solution is subjected to ultrasonic dispersion using an ultrasonic bath at 60 ° C for 25 minutes, after which a portion of glycerol is introduced into the solution. After the starch and glycerin form a homogeneous solution, a weighed portion of gelatin of 90 mass is slowly introduced into it. % of the total mass of gelatin and starch (1.8 g), followed by ultrasonic dispersion at 60 ° C for 50 minutes Then, a sample of 3-mass bentonite microparticles is slowly introduced into the resulting solution. % of the total mass of gelatin and starch (0.06 g) at a solution temperature of 60 ° C and constant stirring, avoiding their aggregation. Next, ginger essential oil in the amount of 5 masses is introduced into the solution. % of the total mass of gelatin and starch (0.1 g). The resulting system is emulsified using a submersible mechanical dispersant at a rotor speed of 6000 rpm to obtain a stable suspension, avoiding foaming. Finally, the resulting solution is degassed using an ultrasonic bath for 10 min at a temperature of 60 ° C. The finished film-forming solution can be applied to the surface of the processed product using the methods of dipping into the solution and spraying the solution under pressure. The properties of the final coating strongly depend on the coating method, the parameters of the coating method and the temperature treatment (drying) of the solution.
Наиболее экономически эффективным способом нанесения покрытия является распыление раствора под давлением на поверхность обрабатываемого продукта. В связи с этим для реализации указанного по примеру состава 2 кг яблок обрабатывали 100 г раствора. В результате в течение часа на поверхности яблок формировалось покрытие толщиной до 100 мкм. Последующее хранение обработанных яблок в течение трех месяцев не выявило сильных изменений их газового состава и товарного вида.The most cost-effective way to apply the coating is to spray the solution under pressure onto the surface of the processed product. In this regard, to implement the composition indicated in the example, 2 kg of apples were treated with 100 g of solution. As a result, a coating with a thickness of up to 100 μm was formed on the surface of apples within an hour. Subsequent storage of processed apples for three months did not reveal strong changes in their gas composition and presentation.
Пример 2. Приготовление раствора по примеру 1. Концентрация раствора желатина и крахмала 3,5%. Процентное соотношение массовых долей наполнителей в растворе по примеру 1. Содержание компонентов в пленкообразующем растворе по примеру указано в таблице 1. Указанный по примеру состав обеспечивает повышение вязкости раствора по сравнению с составом по примеру 1, что позволяет варьировать толщину покрытия и снижать его парогазопроницаемость. Данный состав может реализовываться при покрытии продуктов с повышенным влагосодержанием, например, спелых груш. На 2 кг плодов спелых груш напылением наносили 100 г раствора состава по указанному примеру. В результате сформированное в течение двух часов покрытие имело небольшую толщину в среднем 150 мкм. Образцы груш с нанесенным покрытием по примеру сохраняли свое влагосодержание и товарный вид в течение двух месяцев.Example 2. The preparation of the solution according to example 1. The concentration of the gelatin and starch solution is 3.5%. The percentage of mass fractions of fillers in the solution of example 1. The content of components in the film-forming solution of the example is shown in table 1. The composition indicated in the example provides an increase in the viscosity of the solution compared to the composition of example 1, which allows you to vary the thickness of the coating and reduce its vapor and gas permeability. This composition can be implemented when coating products with high moisture content, for example, ripe pears. For 2 kg of ripe pear fruit, 100 g of a solution of the composition according to the specified example was applied by spraying. As a result, the coating formed within two hours had a small thickness of an average of 150 microns. Samples of coated pears according to the example retained their moisture content and presentation for two months.
Пример 3. Приготовление раствора по примеру 1. Концентрация раствора желатина и крахмала 5%. Процентное соотношение массовых долей наполнителей в растворе по примеру 1. Содержание компонентов в пленкообразующем растворе по примеру указано в таблице 1. Указанный по примеру состав позволяет сильно увеличить вязкость раствора, что приводит к облегчению процесса его нанесения на обрабатываемый пищевой продукт. При использовании данного состава возможно значительно повысить механические свойства поверхности продукта. Данный состав является эффективным при сохранении товарных свойств растительных продуктов с повышенным влагосодержанием и тонкой кожурой поверхности. В качестве примера реализации данного состава 1 кг красного винограда обрабатывали 100 г пленкообразующего раствора состава по примеру. Обработанные раствором грозди винограда сушили при комнатных условиях в течение трех часов. Образцы винограда с покрытием сохраняли свой товарный вид, плотность и влагосодержание в течение полутора месяцев в комнатных условиях с момента нанесения покрытия.Example 3. Preparation of the solution according to example 1. The concentration of a solution of gelatin and starch 5%. The percentage of mass fractions of fillers in the solution according to Example 1. The content of the components in the film-forming solution according to the example is shown in Table 1. The composition indicated in the example allows to greatly increase the viscosity of the solution, which facilitates the process of applying it to the processed food product. When using this composition, it is possible to significantly increase the mechanical properties of the product surface. This composition is effective while maintaining the marketable properties of plant products with high moisture content and a thin peeled surface. As an example of the implementation of this composition, 1 kg of red grapes was treated with 100 g of a film-forming solution of the composition according to the example. The grapes treated with the solution were dried at room conditions for three hours. Coated grape samples retained their presentation, density and moisture content for a month and a half in room conditions from the moment of coating.
Отсутствие токсичности состава по изобретению к живым организмам обуславливается использованием природных, в основном водорастворимых компонентов, усваиваемых или инертных для организма человека. Все используемые компоненты являются хорошо зарекомендовавшими себя в пищевой промышленности пищевыми добавками, соответствующими нормам СанПиН 2.3.2.1293-03. Нанесенное покрытие формирует защитный слой от механических повреждений и обеспечивает оптимальный контроль процессов паро- и газопроницаемости, препятствуя эффектам порчи и спиртового брожения во всем объеме обработанного плода.The absence of toxicity of the composition according to the invention to living organisms is caused by the use of natural, mainly water-soluble components, digestible or inert to the human body. All components used are well-proven food additives in the food industry that comply with SanPiN 2.3.2.1293-03. The applied coating forms a protective layer against mechanical damage and provides optimal control of the processes of vapor and gas permeability, preventing the effects of spoilage and alcohol fermentation in the entire volume of the processed fruit.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017120355A RU2649981C1 (en) | 2017-06-09 | 2017-06-09 | Composition of biodegradable polymer for food processing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017120355A RU2649981C1 (en) | 2017-06-09 | 2017-06-09 | Composition of biodegradable polymer for food processing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2649981C1 true RU2649981C1 (en) | 2018-04-06 |
Family
ID=61867258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017120355A RU2649981C1 (en) | 2017-06-09 | 2017-06-09 | Composition of biodegradable polymer for food processing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2649981C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2693776C1 (en) * | 2018-09-24 | 2019-07-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) | Composition for producing biodegradable polymer film based on natural materials |
| RU2694956C1 (en) * | 2018-10-10 | 2019-07-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Майкопский государственный технологический университет" | Film-forming composition for food purpose |
| RU2812462C1 (en) * | 2023-05-16 | 2024-01-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный университет генетики биотехнологии инженерии имени Н.И. Вавилова" | Composition of biodegradable food coating that ensures prolongation of quality and shelf life of animal products |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2297151C2 (en) * | 2005-06-27 | 2007-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по развитию и эксплуатации флота "ГИПРОРЫБФЛОТ" | Method for creating of protective coating for storage of fish product |
| RU2501280C1 (en) * | 2012-07-18 | 2013-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО Орел ГАУ) | Method for production of edible protective coating for meat products |
| RU2539800C2 (en) * | 2013-03-01 | 2015-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" | Edible film-forming coating composition for bread and bakery products |
-
2017
- 2017-06-09 RU RU2017120355A patent/RU2649981C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2297151C2 (en) * | 2005-06-27 | 2007-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по развитию и эксплуатации флота "ГИПРОРЫБФЛОТ" | Method for creating of protective coating for storage of fish product |
| RU2501280C1 (en) * | 2012-07-18 | 2013-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО Орел ГАУ) | Method for production of edible protective coating for meat products |
| RU2539800C2 (en) * | 2013-03-01 | 2015-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" | Edible film-forming coating composition for bread and bakery products |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2693776C1 (en) * | 2018-09-24 | 2019-07-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) | Composition for producing biodegradable polymer film based on natural materials |
| RU2694956C1 (en) * | 2018-10-10 | 2019-07-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Майкопский государственный технологический университет" | Film-forming composition for food purpose |
| RU2812462C1 (en) * | 2023-05-16 | 2024-01-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный университет генетики биотехнологии инженерии имени Н.И. Вавилова" | Composition of biodegradable food coating that ensures prolongation of quality and shelf life of animal products |
| RU2822267C1 (en) * | 2023-10-31 | 2024-07-03 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОФИЛМ-АГРО" (ООО "ЭКОФИЛМ-АГРО") | Biodegradable composition for mulching film |
| RU2822033C1 (en) * | 2023-11-23 | 2024-06-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" (ННГУ) | Method of producing biodegradable composite material with bactericidal properties based on modified starch and polyhexamethylene guanidine chloride |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kocira et al. | Polysaccharides as edible films and coatings: Characteristics and influence on fruit and vegetable quality—A review | |
| Raghav et al. | Edible coating of fruits and vegetables: A review | |
| Dhall | Advances in edible coatings for fresh fruits and vegetables: a review | |
| Šuput et al. | Edible films and coatings–sources, properties and application | |
| Lin et al. | Innovations in the development and application of edible coatings for fresh and minimally processed fruits and vegetables | |
| Leyva-Jiménez et al. | Comprehensive review of natural based hydrogels as an upcoming trend for food packing | |
| Erginkaya et al. | Use of antimicrobial edible films and coatings as packaging materials for food safety | |
| Chhikara et al. | Edible coating and edible film as food packaging material: A review | |
| JP2020506988A (en) | Food coating | |
| Kore et al. | Application of edible coatings on fruits and vegetables | |
| CN103284280A (en) | Technology for keeping freshness of fresh wet noodles through coating with chitosan/corn starch film | |
| Kapetanakou et al. | Application of edible films and coatings on food | |
| Menezes et al. | Report on edible films and coatings | |
| Nadarajah | Development and characterization of antimicrobial edible films from crawfish chitosan | |
| Saberi et al. | Postharvest application of biopolymer-based edible coatings to improve the quality of fresh horticultural produce | |
| RU2649981C1 (en) | Composition of biodegradable polymer for food processing | |
| Vargas et al. | Edible chitosan coatings for fresh and minimally processed foods | |
| Pereira et al. | Rheological characterization and influence of different biodegradable and edible coatings on postharvest quality of guava | |
| Santacruz Terán | Edible coatings based on cassava starch, salicylic acid and essential oils for preservation of fresh-cut mango | |
| López-Díaz et al. | Mucilage-based films for food applications | |
| Rojas-Graü et al. | 11 Use of Edible Coatings | |
| Ruggeri et al. | Edible biopolymers for food preservation | |
| Chacon et al. | Gums-Based Coatings Applied to Extend the Shelf Life of Foods: A Review | |
| Toliba et al. | Extending the shelf-life of cold stored strawberry by chitosan and carnauba coatings | |
| Badawy et al. | Current applications in food preservation based on marine biopolymers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20201125 |