Покрытый съедобный продукт и способ получения съедобного продукта, имеющего неорганическое покрытие

Покрытый съедобный продукт и способ получения съедобного продукта, имеющего неорганическое покрытие

Реферат

 

Изобретение относится к обработке пищевых и фармацевтических продуктов, в частности к покрытию их съедобными неорганическими пленками. По способу получают съедобный продукт, имеющий тонкое неорганическое покрытие толщиной от 0,0002 до 0,5 мкм по меньшей мере на части его поверхности. К съедобным продуктам относятся пищевые продукты и фармацевтические средства. К неорганическим материалам, используемым в покрытиях, относятся SiO₂, SiO, MgO, CaO, TiO₂ и MnO. Способ включает осаждение пленки неорганического материала на съедобную подложку путем напыления или осаждения из парообразной фазы. Покрытие образует барьер для влаги и кислорода, что обеспечивает покрытому съедобному продукту улучшенный срок годности при хранении и экономит упаковочные материалы. 2 с. и 18 з. п. ф-лы, 8 ил. , 1 табл.

Изобретение относится к съедобным продуктам, таким как пищевой продукт или фармацевтическая композиция, которые покрыты съедобными неорганическими пленками. Изобретение также относится к способу получения съедобного продукта, имеющего неорганическое покрытие, и к устройству для обработки съедобных продуктов, покрытых неорганической пленкой.

Изобретение также относится к снижению отходов от пищевых упаковок и к проблемам по их ликвидации, поскольку потребности во внешних упаковочных материалах могут быть снижены, если съедобный продукт сам по себе является более устойчивым при хранении.

Более того, изобретение также позволяет создавать новые пищевые продукты и продукты с низким содержанием жиров, требующие использование влаги, которая ранее ухудшала бы срок годности при хранении.

Описание известного уровня техники Во многих обычных пищевых продуктах влага, кислород или жир мигрируют, приводя к размягчению, окислению или поседению продуктов и ограничивая срок их годности при хранении. "Срок годности при хранении" - это время, которое проходит до того, как хранящиеся пищевые продукты становятся непригодными для применения вследствие разложения. Миграция влаги, кислорода или других компонентов в пищевых продуктах может вызвать отрицательные изменения вкуса, консистенции, запаха, питательной ценности, устойчивости при хранении и возможности сбыта продуктов. Под "консистенцией" понимается структура, осязательные свойства и внешний вид продукта, включая природу и расположение составляющих частиц на веществе. Может происходить перенос влаги между пищей и ее окружением и/или внутри различных компонентов негомогенной пищевой системы. Например, ухудшение консистенции сухих печеных материалов, таких как корки пирога с начинкой, происходит тогда, когда влага переносится из начинки с высоким содержанием влаги к корке. Одновременно изменяется и начинка вследствие потери влаги в корку или атмосферу, что приводит к клейкой или липкой консистенции.

В патенте США 4707365, выданному Haynes и др. , сообщается, что шоколадные крошки, используемые в печеньи, при старении теряют придание [продукту] шоколадного запаха. Было обнаружено, что эта потеря запаха обусловлена большей активностью воды в мякише печенья в сравнении с гораздо более низкой активностью воды в шоколадных крошках. Более конкретно, влага из мякиша печенья диффундирует в шоколадные крошки и десорбирует присутствующие в них соединения с запахом шоколада. Эти десорбированные соединения затем диффундируют обратно в мякиш печенья. Результатом является печенье с шоколадной крошкой, которое с течением времени имеет меньший запах шоколада. В настоящем изобретении данная проблема преодолена посредством создания на поверхности шоколадных крошек покрытия, являющегося барьером для влаги, для того чтобы предотвратить миграцию влаги.

Подобным образом, существуют проблемы, когда в продукты в виде печенья или мороженого добавляют кондитерские компоненты с сахарным покрытием вместо шоколадных крошек или вместе с ними. Было обнаружено, что с течением времени окраска сахарного покрытия часто исчезает, вызывая обесцвечивание печенья или мороженого. В настоящем изобретении данная проблема преодолена путем создания барьера на сахарном покрытии, чтобы предотвратить его исчезновение.

Съедобные пленки необычайно важны вследствие их действия по устранению вышеуказанных проблем и увеличению срока годности пищевых продуктов при хранении. Съедобные пленки также расширяют возможности [создания] новых пищевых продуктов и увеличения стремлений потребителей в отношении разнообразных свежих пищевых продуктов путем снижения потребностей в антиоксидантах и консервантах. Также есть выгода в расширении каналов распределения вследствие увеличения срока годности пищевых продуктов при хранении. Кроме, того, [применение] съедобных пленок снижает количество упаковки, требуемой для того, чтобы сохранить съедобный продукт, так как пленка действует как барьер для влаги и/или кислорода и улучшает срок годности при хранении. Из-за снижения потребности в упаковке съедобные пленки благоприятны с точки зрения административных положений и проблем, связанных с защитой окружающей среды.

Применение съедобных барьеров на пищевых продуктах для сведения к минимуму вышеописанных вредных эффектов известно на уровне техники. Однако до сих пор развитие сьедобных барьеров для воды и кислорода было направлено на барьеры, содержащие органические материалы, в частности липиды и белки. Разработка барьеров для паров воды была сконцентрирована на барьерах, в основном содержащих целлюлозу, липид и белок. Как правило, барьеры, содержащие липид, являются менее проницаемыми для водяного пара, чем барьеры, содержащие белки. Однако барьеры, содержащие белки, не пригодны на практике для определенных продуктов, например, фруктов.

Для того, чтобы снизить хрупкость/ломкость, связанную с барьерами, содержащими липиды, требуется нелипидная подложка. В качестве пленки-подложки обычно используют целлюлозные пленки. Затем к ним добавляют пластификаторы для снижения хрупкости. Как в подложке, так и в барьере можно использовать белки, однако они часто являются не такими эффективными как липидный барьер.

Работы последнего времени были сконцентрированы на пленках из белков и углеводов. В центре внимания многих последних работ были белки, такие как коллаген, зеин, желатин, клейковина и различные белки молока. Также исследовали такие углеводы, как хитозан, модифицированная целлюлоза и метилцеллюлоза. Эти материалы пригодны в многих областях пищевой промышленности, где должна поддерживаться активность воды для того, чтобы сохранить качество продукта и микробную безопасность. До того, как эти технологии будут более широко приняты, необходимы дополнительные исследования.

Основная проблема, связанная с прототипными съедобными пленками, заключается в том, что для эффективности барьера требуется его большие количества. Эффективное количество непосредственно связано с толщиной покрытия. Более толстый барьер хуже принимается потребителями, так как он влияет на качество ощущения во рту вследствие различий в консистенции. Как правило, более эффективные покрытия имеют худшее ощущение во рту. Примером этого явления может служить барьер из восковой пленки. Воск является эффективным барьером, однако в этом случае необходимо добавлять такое его количество, что он становится жестким во рту и не плавится (то есть парафиновый воск). Иногда на фруктах создают восковые слои, чтобы увеличить срок годности при хранении, однако эти восковые слои ощущаются потребителями и, таким образом, являются нежелательными. Тем не менее, эти воски наполовину снижают потерю влаги.

Эффективными барьерами для влаги являются шеллаки, и они могут диспергироваться в воде или в растворителе. Хотя растворители являются наиболее эффективными диспергирующими агентами для шеллаков, они нежелательны, так как запах растворителя впитывается в пищу.

Не существует известных съедобных продуктов, в которых используются нерастворимые неорганические пленки, описанные в данном изобретении. Другие барьеры на основе воды обладают только долей эффективности в сравнении с описываемыми здесь нерастворимыми неорганическими покрытиями, например, покрытиями из SiO₂. До сих пор в пищевой промышленности в качестве барьеров в основном использовали жир, камеди или белки. Основным ограничением этих прототипных покрытий является то, что для эффективности требуется их большое количество, что изменяет вкус и ощущение продукта во рту. В некоторых случаях барьер для влаги в пище улучшается при кристаллизации белков или крахмалов на поверхности. В большинстве случаев эти компоненты растворимы в воде.

Таким образом, в идеальном случае оптимальный барьер может быть сверхтонким нетоксичным слоем, который не ощущается во рту и не растворим в воде. Такой барьер предотвратил бы миграцию кислорода и влаги в течение длительных периодов времени.

Состояние уровня техники раскрыто в следующих материалах, и в материалах, о которых говорится далее, каждый из которых включен сюда как ссылка.

В патенте США 2093260, выданном Wilder и др. , описан отрицательный эффект соли в содержащих жир готовых к употреблению пищевых продуктов из злаков. Когда соль используют обычным образом для изготовления этих продуктов, ее присутствие приводит к значительным количествам свободной соляной кислоты. В патенте описан способ, посредством которого может быть достигнут вкус без ухудшения сохраняемости пищевого продукта с существенным содержанием жира, путем того, что избегают добавления соли к пищевому продукту до прекращения высокотемпературной обработки, которая приводит к разложению жира в пище (столбец 2, строки 49-56). После операции высокотемпературного приготовления тостов пищевые продукты покрывают раствором соли и сушат, получая пищевой продукт, имеющий существенный вкус соли без ее отрицательных эффектов.

В патенте США 4196219, выданному Shaw и др. , описан способ продления срока хранения замороженных кулинарных продуктов, таких как мясо, птица и рыба. Способ включает стадии кулинарной обработки пищи; покрытия кулинарного продукта съедобным покрытием, с композицией, которая содержит кальциевую соль каррагенана; замораживание пищевого продукта, покрытого кальциевой солью каррагенана и хранение покрытого пищевого продукта в замороженном состоянии. Покрытие наносят на пищевой продукт по существу равномерно толстым слоем.

В патенте США 4288460, выданном Ciliberto и др. , описаны гранулированные водорастворимые пищевые ингредиенты, которые портятся при воздействии атмосферы и которые защищают капсулированием в защитное покрытие, содержащее производное жирной кислоты и добавку для повышения текучести, то есть коллоидальную двуокись кремния или карбоксиметилцеллюлозу. Полученные покрытые частицы имеют улучшенный срок годности при хранении и все же могут по существу мгновенно растворяться в воде.

В патенте США 4504502, выданном Roland и др. , описан пищевой продукт с покрытием, образованный путем нанесения водной дисперсии, содержащей водорастворимый альгин, на поверхность пищевой подложки. Водная дисперсия имеет вязкость, эффективную для того, чтобы по существу равномерно покрыть поверхность пищевой подложки. После этого на покрытую альгином пищевую подложку наносят смесь для сухого желирования, в течение времени, достаточного для того, чтобы образовать по существу сплошную сьедобную альгинатную пленку на поверхности пищевой подложки. Пленка достаточна для того, чтобы эффективно замедлить миграцию влаги с поверхности пищевой подложки, замедляя таким образом дегидратацию. Пленка также образует барьер для кислорода с целью замедления окисления пищевой подложки и удержания запаха внутри указанной пищевой подложки.

В патенте США 4802924, выданном Woznicki и др. , описан способ покрытия фармацевтических таблеток, пищевых продуктов, кондитерских форм и т. п. , с помощью полидекстрозы или комбинации полидекстрозы и целлюлозного полимера, или же слоя полидекстрозы, покрытого сверху слоем целлюлозного полимера.

В патенте США 5286502, выданном Meyers и др. , описан способ продления срока годности при хранении для батончиков жевательной резинки путем покрытия обеих сторон водным раствором вещества, образующего сьедобную пленку, предпочтительно производного целлюлозы, которое при частичном высушивании служит в качестве склеивающего вещества. Затем на каждый слой вещества, образующего съедобную пленку, наносят слой воска.

В патенте США 5298273, выданном Ito, описаны съедобные емкости, подходящие для замороженных кондитерских изделий (например мороженого, замороженного йогурта и т. п. ) и других пищевых продуктов, получаемых путем первоначальной выпечки теста. Способ включает в себя расположение смеси мучнистой балтушки, содержащей сахар, масло и муку, между парой нагретых пластин с последующим нагревом и выпечкой смеси-болтушки для того, чтобы осуществить альфатизацию крахмала и испарить влагу. Таким образом, после первоначальной выпечки, будет получен обезвоженный съедобный лист выпеченной болтушки. После этого обезвоженный съедобный лист выпеченной болтушки повторно увлажняют (например путем распыления), формуют с образованием емкости и выпекают для образования хрустящей емкости для замороженных кондитерских изделий и других пищевых продуктов.

Цели изобретения Одна из целей настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить пищевой продукт, имеющий съедобное пленочное покрытие, которое приводит к удлиненному сроку годности пищевого продукта при хранении.

Другая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить способ получения съедобного продукта, покрытого съедобной пленкой.

Еще одна цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить предварительно изготовленный лист съедобного материала, который можно отформовать и затем нанести в виде покрытия на съедобный продукт.

Краткое изложение сущности изобретения Настоящее изобретение относится к съедобной пленке, с помощью которой преодолеваются проблемы с консистенцией, связанные с покрытием съедобных продуктов, путем использования сплошной неорганической композиции в качестве барьерного слоя. Желательно получить слой, который является очень тонким (0.05 микрон или меньше) и аморфным, чтобы предотвратить растрескивание барьера, если продукт сгибают. Неорганическое вещество предпочтительно является нерастворимым.

Главная цель изобретения включает в себя улучшение срока годности пищевых продуктов при хранении и/или вкусового воздействия пищевых продуктов. Настоящее изобретение обладает несколькими преимуществами в сравнении с современной технологией барьеров для влаги. Основное преимущество заключается в том, что срок годности пищевых продуктов при хранении увеличивается без воздействия на вкус и консистенцию. К числу преимуществ также относится способность разрабатывать новые продукты с двойной консистенцией, подобные хрустящим кондитерским изделиям, заполненным желе, которые не размягчаются, так как пленка образует барьер между желейной частью и хрустящей частью. Кроме того, к числу преимуществ относится уменьшение упаковки. используемой для защиты пищевых продуктов, что таким образом снижает затраты и отходы в окружающую среду. Более того, все эти преимущества достигаются без большого воздействия на внешний вид, вкус, запах или осязательные свойства съедобного продукта.

Общий подход Нанесение неорганической пленки на съедобный продукт можно осуществить несколькими способами.

В одном предпочтительном способе продукт помещают в систему периодического или непрерывного действия, которая может образовывать плазму. Система может быть простым коронным разрядом или же быть такой сложной, как химическое осаждение в плазме. В любой системе большая доля успешных попыток достигается с использованием более сухого, термостойкого, гладкого продукта с меньшим содержанием жира и с большей плотностью.

Предпочтителен способ, который позволяет образовать тонкую неорганическую пленку недорого и быстро. Предпочтительный вариант изобретения включает в себя способ, в котором стадия покрытия представляет собой одну из ряда стадий непрерывного производства съедобных продуктов.

Полученное покрытие охватывает сьедобный продукт в той степени, которая необходима для улучшения срока годности при хранении путем поддержания активности воды или удерживания запаха. Этого можно достигнуть с покрытием на всем продукте или же на части неоднородного продукта. Например, тесто для пиццы, которое было выпечено, покрывают с одной поверхности, так чтобы нанесенный впоследствии соус с большим содержанием влаги не воздействовал на испеченное тесто, улучшая таким образом срок годности продукта при хранении. Изобретение также позволяет упаковывать в одной и той же упаковке пищевые продукты с различным запахом (т. е. крекеры) без вредного смешивания запахов.

В некоторых вариантах существует барьер для переноса влаги, но отсутствует барьер для передачи кислорода, или наоборот. Понижение проницаемости пищевых продуктов для кислорода уменьшает окисление липидов, неферментативное потемнение и рост микробов. Например, если съедобный продукт имеет большое содержание ненасыщенного полимерного жира, то желателен барьер, исключительно стойкий к проникновению кислорода. Наоборот, если съедобный продукт представляет собой свежие фрукты или овощи, необходимо поддерживать надлежащий баланс дыхания, чтобы избежать анаэробного дыхания, которое снижает приемлемость продукта потребителем. В соответствии с этим, выбранный неорганический барьер имеет требуемый характер, чтобы привести к покрытому съедобному продукту с желаемыми свойствами.

Съедобная неорганическая пленка является по существу сплошной по меньшей мере на части пищевого продукта или же на всем продукте. Кроме того, съедобная пленка является тонкой (0,0001-0,5 микрон), чтобы не было отрицательного воздействия на ощущение, внешний вид и вкус продукта. Выгодно, чтобы съедобная пленка была достаточно тонкой, и чтобы количество неорганического материала на пищевом продукте было достаточно мало, так чтобы конечный покрытый съедобный продукт соответствовал стандартам и предписаниям (таким как опубликованные в разделе 21 кодекса федеральных предписаний) для съедобных продуктов.

Системы для нанесения покрытий К системам для нанесения покрытий, которые можно использовать для покрытия неорганическим материалом поверхности съедобных продуктов, относятся: (1) напыление или аналогичная термическая сублимация; (2) электронный пучок и (3) осаждение в плазме. В последние годы уровень развития технологии, относящийся к покрытию из неорганических материалов, был интенсивным. Технология затронула как биомедицину, так и электронику, поскольку неорганические пленки также широко используются в этих областях техники.

Поскольку для получения плазмы часто требуется большой нагрев и/или низкий вакуум, следует соблюдать осторожность, чтобы избежать изменения состава или консистенции продуктов, например, испарение влаги на поверхности, которую покрывают. Если работают при температуре окружающей среды или при низкой температуре, предпочтителен более низкий вакуум. Доля успешных попыток оказалась больше для более сухих пищевых продуктов, так как испарение на поверхности пищи минимально, если она имеет низкое содержание влаги. В определенных применениях, в зависимости от типа пищевого продукта, также можно заморозить пищевой продукт, чтобы предотвратить испарение.

В системах напыления или аналогичной термической сублимации используют композицию-мишень и бомбардируют ее ионами, которые ускорены в направлении мишени высокими радиочастотами или потенциалом постоянного тока. Импульс ударяющихся ионов переносит энергию к поверхностным атомам мишени и вызывают их эжекцию с большими скоростями на покрываемую подложку.

В способе с электронным пучком подается большое количество энергии, чтобы сублимировать подложку в вакууме. Однако температуры сублимации обычно слишком высоки для некоторых съедобных продуктов, а уровни энергии е-пучка составляют около 20-40 киловатт на электронную пушку и требуют ядерного экранирования. Хотя способ с электронным пучком можно использовать, он является более дорогим, что делает его менее привлекательным для применений в пищевой промышленности.

Усиленное плазмой химическое осаждение из парообразной фазы активируют с помощью электромагнитной энергии, которая должна быть достаточной для того, чтобы газ или жидкость разделились на электроны, ионы, свободные радикалы и другие частицы в возбужденном состоянии. "Плазма" является ионизированным газом, который содержит по существу равное число ионов и электронов. Соединение-предшественник испаряют и вводят в вакуумную камеру, где на нее воздействуют электронным разрядом. Электромагнитное поле вызывает эжекцию электронов, создает ионы и инициирует цепную реакцию для генерации еще большего количества заряженных частиц. Возбужденные частицы газа в тлеющей плазме притягиваются к поверхности пищи, где возбужденные и нейтральные частицы соединения осаждаются на поверхности подложки и выстраиваются атом за атомом, до тех пор пока не будет образован сплошной слой.

В усиленном СВЧ-плазмой химическом осаждении из парообразной фазы кроме вышеуказанного процесса используют СВЧ-энергию. Это приводит к созданию продукта, подобного описанному выше.

Частоты, которые обычно используют в химическом осаждении в плазме, находятся в интервале от примерно 10 кГц до примерно 1 ГГц, предпочтительно от 10 кГц до 100 МГц, и давления изменяются от примерно 0,00001 Торр (мм рт. ст. ) до примерно 50 Торр (мм рт. ст. ). Мощностная связь может быть емкостной, индуктивной или микроволновой.

Хотя можно использовать любой из вышеописанных способов нанесения покрытия, предпочтительным является способ покрытия съедобного продукта посредством химического осаждения в плазме (XOП), если требуется, чтобы продукты были очень равномерными. Наполнение является предпочтительным способом, когда не требуется высокая степень контроля, а важны меньшие производственные затраты. Основное преимущество ХОП заключается в том, что этот способ можно осуществить при более низком вакууме и температурах, чем напыление. Основное преимущество напыления заключается в том, что при нем снижается возможность побочных реакций, которые могут образовать загрязнения в покрытии. Как напыление, так и ХОП являются способами, которые были усовершенствованы и развиты в последние 15 лет в области электроники и биомедицины. Кроме того, пленки ХОП в настоящее время одобрены FDA для гибких упаковок на поверхностях контакта пищи.

При химическом осаждении в плазме, плазму для осаждения тонкой пленки образуют в камере путем введения по меньшей мере одного газообразного предшественника в зону с регулируемым электрическим полем. К параметрам процесса, которые обычно контролируют, относятся уровень внутреннего давления, характеристики электрического поля, состав газа и скорость его потока в плазму. Варьирование этих параметров будет изменять характеристики и свойства конечной пленки. Конечно, желательно регулировать эти переменные плазмы, чтобы получить пленочное покрытие с требуемыми свойствами пленки. Что касается настоящего изобретения, то необходимо регулировать параметр так, чтобы получить пленочное покрытие, которое является по существу сплошным, а также имеет равномерную толщину и состав.

Один из способов, описанный Felt и др. в патенте США 4888199, включает в себя процесс осаждения тонкой пленки на поверхность подложки с применением плазмы, причем отслеживают оптическое излучение плазмы, анализируют его и результаты используют для автоматического контроля природы плазмы для того, чтобы регулировать характеристики осажденной тонкой пленки.

Материал съедобной подложки Термин "съедобный продукт" относится либо к пищевому продукту, либо к фармацевтическому средству, которые могут потреблять люди или не люди (то есть домашние животные). К съедобному продукту также могут относиться пищевые продукты, которые используют только для демонстрации. Свойства покрываемого съедобного продукта, такие как его поверхностная гладкость, содержание влаги, термостойкость, содержание жира и плотность, имеют важное значение при выборе типов материала съедобных подложек и способа его применения. Оптимальные результаты достигаются тогда, когда поверхность пищи является гладкой и сухой. Обнаружено, что при более гладкой поверхности эффективно более тонкое покрытие. Поверхностная влага продукта также является важным фактором, так как труднее покрыть поверхность, которая испаряется. Более термостойкие продукты позволяют использовать процессы с более низким давлением или вакуумом и с более высокими рабочими температурами, чтобы поддерживать плазму с меньшими затратами на ее получение. Продукты с большим содержанием жира являются неполярными, что затрудняет прилипание покрытия к их поверхности. Поверхность будет изменяться вследствие полиморфной природы жиров. В течение времени жиры будут изменять кристаллическую структуру для достижения наинизшего термодинамического состояния. Полиморфные изменения обычно увеличивают размеры кристаллов. Это полиморфное расширение может вызвать растрескивание или неоднородности в покрытии. Эти проблемы устраняются путем применения съедобных продуктов, имеющих поверхность с малым содержанием жира.

Кроме того, продукты с большей плотностью реагируют лучше в процессе с вакуумом, так как они не будут расширяться. Продукты, которые расширяются, могут образовывать трещины в покрытии и уменьшать эффективность съедобных пленок. Многие из этих проблем могут быть уменьшены при замораживании продуктов перед процессом. Однако поскольку покрытия, образованные путем напыления и ХОП, являются аморфными и поэтому изначально гибкими, проблема трещин, вызванных расширением подложки, не является значительной.

В другом варианте осуществления изобретения наносят предварительно покрывающий съедобный барьер, который покрывает некоторые пустоты в съедобном продукте, что приводит к более гладкой поверхности. Этот продукт затем покрывают неорганическим слоем. Такой способ выгоден для съедобных продуктов, в которых ферментная или кислотно/основная реакция может привести к разложению предварительного покрытия. Когда это происходит, остается неорганический слой для защиты барьером. Этот способ важен с коммерческой точки зрения, так как при нем избегаются проблемы и затраты, связанные с осуществлением плазменного осаждения на заводе по производству пищевых продуктов.

К примерам некоторых возможных существующих типов съедобных продуктов, на которые может быть нанесено покрытие в соответствии с настоящим изобретением, относятся: пищевые продукты с малым содержанием влаги, для которых необходима дорогая барьерная защита для предотвращения их сырости; твердое кондитерское изделие, которое становятся липким при воздействии большей влажности; печенье и картофельные чипсы, которые также становятся сырыми или затхлыми, когда пакет открывают или хранят в течение продолжительного времени, и теряют свои хрустящие свойства; пищевые продукты, которые предназначены для демонстрации и поэтому требуют больших сроков годности при хранении; эти продукты со временем обесцвечиваются и растрескиваются вследствие потери влаги; покрытые сахаром конфеты/фармацевтические препараты, для того, чтобы предотвратить стирание цветного покрытия на руки; воздух и влажность солюбилизируют покрывающий сахар, который несет окраску; готовые к употреблению продукты из злаков, которые со временем становятся сырыми, когда их заправляют в молоко; печенье с желеобразным украшением из шоколадной крошки, которые становятся сырыми или теряют со временем запах шоколада, что таким образом, приводит к снижению срока годности при хранении или вкуса; системы с низким содержанием жира обычно снижено путем добавлением воды, и которые со временем высыхают, ограничивая срок годности при хранении.

Настоящее изобретение позволяет создавать неосуществимые в других случаях продукты с низким содержанием жира/высоким содержанием влаги, путем образования пленки барьера для влаги на пищевых продуктах с высоким содержанием влаги, чтобы предотвратить дегидратацию продукта. Соответственно, достигаются пищевые продукты с высоким содержанием влаги, такие как системы с низким содержанием жира, с большим сроком годности при хранении.

Чувствительные к кислороду системы, содержащие орехи или молочный жир, которые со временем становятся прогорклыми, так как по настоящему изобретению снижается миграция кислорода и, следовательно, окисление липидов.

Другими продуктами, для которых выгодно настоящее изобретение, являются сильно ароматизированные сухие завтраки с различным запахом. В настоящее время их необходимо упаковывать в различные емкости, иначе произойдет обмен запахами, что изменит качество продукта. В случае барьерного покрытия по настоящему изобретению, их можно упаковывать вместе. Например, на таких продуктах, как чипсы, или других продуктах, покрытых неорганической пленкой, будет образовывать барьер для запаха, что делает возможным упаковывать в одном и том же контейнере чипсы с множеством запахов.

Состав неорганического покрытия Композиция покрытия может быть любым неорганическим материалом. Предпочтительно, чтобы материал покрытия был сертифицирован как GRAS (Generally Recognized as Safe) (общепринятый как безопасный) Администрацией по пище и лекарствам, или мог быть легко сертифицирован как GRAS. Более предпочтительно, чтобы материал покрытия образовывал барьер против миграции влаги и/или кислорода. К предпочтительным соединениям для покрытия относится SiO₂, SiO, CaO, ZnO, TiО₂ и MnO. Желателен SiO₂, так как он сертифицирован как GRAS, образует хороший барьер и использовался как сверхтонкое покрытие в других областях, таких как электроника. CaO также желателен, вследствие его хорошо известной питательной ценности. Особенно предпочтительно наносить на поверхности пищевых продуктов покрытия из SiO₂. MnO, CaO и TiO₂, так как эти соединения являются либо одобренными добавками, одобренными диетическими добавками, либо одобренными цветовыми добавками. Кроме того, на поверхность пищевых продуктов можно наносить другие укрепляющие минеральные вещества.

Кроме того, предпочтительно, чтобы композиция неорганического покрытия была нерастворимой или способной диспергироваться в воде. Термин "способная диспергироваться" определен как фаза дисперсной системы, состоящей из частиц или капелек одного вещества, распределенных в другой системе. Это нужно для гарантии того, что полученные пленки образуют долговременный эффективный барьер для влаги, так чтобы улучшить срок годности продукта при хранении.

Чистоту покрытия следует контролировать для того, чтобы гарантировать безопасность полученного съедобного продукта. "Чистота" определяется как по существу отсутствие содержания любого [вещества] , которое фальсифицирует или портит съедобный продукт. В частности, это термин относится к композиции покрытия, не содержащей загрязняющих веществ, которые могут влиять на безопасность продукта. Как правило, композиция покрытия должна иметь чистоту на по меньшей мере 80%, предпочтительно по меньшей мере 90%, более предпочтительно по меньшей мере 95%, еще более предпочтительно по меньшей мере 99% и наиболее предпочтительно - по меньшей мере 99,9%. Особенно выгоден SiO₂, поскольку он является одобренным ингредиентом-добавкой, которую можно использовать в пище до 2,0 вес. %. Кроме того, порошки SiО₂ уже используют в обычной практике как ингибиторы слеживания. Вдобавок, SiO и SiO₂ в настоящее время используют в покрытиях на пластиках и стеклах для того, чтобы улучшить барьерные свойства по отношению к кислороду. Полагая, что они являются возвращаемыми и поддающимися повторному использованию СВЧ-барьерами, стеклянные материалы на пластиках наносили на упаковки, чтобы обеспечить высокий барьер для кислорода на пленках пластиковых упаковок или бутылках, которые были прозрачны для СВЧ-энергии. См. [работу] Brody, А. L. , "Glass-coated Flexible Films for Packaging: An Overview" (Покрытые стеклом гибкие пленки для упаковок: Обзор), Packaging Technology & Engineering, февраль 1994, стр. 44-47, которая включена сюда как ссылка.

Композиция покрытия по настоящему изобретению могут содержать смесь SiO и SiO₂. Композицию покрытия можно обозначить как SiO_x, так как композиция является смесью, где 1х2.

К различным соединениям, используемым в качестве источника Si для химического осаждения из парообразной фазы (ХОПФ) /химического осаждения из плазмы (ХОП) относятся сложные кремнийорганические эфиры, ангидриды (часто называемые органосиликатами), силан (SiH₄), дисилан (Si₂Н₆) и хлорсиланы. Кроме того, к ним относится тетраэтоксисилан (Si(OC₂H₅)₄), также известный как тетраэтилортосиликат (ТЭОС). См. [работу] Tedder и др. , "Mechanistic Studies of Dielectric Thin Film Growth by Low Pressure Chemical Vapor Deposition: The reaction of tetraethoxysilane with SiO₂ Surfaces" (Механистические исследования роста тонких диэлектрических пленок за счет химического осаждения из разреженной парообразной фазы: реакция тетраэтоксисилана с поверхностями (SiO₂), Journal, оf Applied Physics, том 69 (10), 15 мая 1991 г. , стр. 7037-49, которая включена сюда как ссылка.

К другому известному предшественнику для применения в осаждении в плазме относится смесь ГМДСО (гексаметилендисилоксана). О₂ и Не.

Низкотемпературное ХОПФ пленок SiO₂ описано в работе Desu и др. , "Low temperature CVD of SiO₂ Films Using Novel Precursors" (Низкотемпературное ХОПФ пленок SiO₂ с использованием новых предшественников), J. Electrochem. Soc. , т. 139, N 9, сентябрь 1992 г. , которая включена сюда как ссылка. Говорится о новых предшественниках, гидридосферосилоксанах, а именно НТ8 (Oh-H₈Si₈O₁₂) и НТ10 (D₅h-H₁₀S₁₀O₁₅), в применении для осажденин SiO₂, с высокими выходами, исходя из НSiСl₃. Эта методика приводит к тонкой пленке, из SiO₂ превосходного качества, осажденной на монокристаллической кремниевой подложке. Пленки растят при 500^oС и при атмосферном давлении, с использованием влажного кислорода как сореагента.

Покрытие Конечное покрытие должно быть по существу сплошным. Термин "по существу сплошное" определяется как сплошное по меньшей мере на 80%, предпочтительно как сплошное на 90%, более предпочтительно как сплошное на 95% и наиболее предпочтительно - как сплошное на 99%. Хотя растрескивание, обкалывание, или неполное нанесение покрытия может снизить эффективность барьера. при таком покрытии все еще достигается снижение влияния миграции влаги и/или кислорода на пищевой продукт. Однако, оптимально, чтобы было образовано сплошное покрытие, так как чем менее сплошным является покрытие, тем менее эффективно [действие] барьерного механизма. Неорганическое покрытие должно быть сплошным на по меньшей мере значительной части съедобного продукта и предпочтительно на всей поверхности съедобного продукта. Покрытие должно быть тонким для того, чтобы уменьшить риск растрескивания или обкалывания.

Покрытия, образованные путем напыления и ХОП, являются аморфными, что обеспечивает гибкость для дальнейшего предотвращения растрескивания или обкалывания. Гибкий характер покрытий можно увеличить путем прибавления добавок во время процесса нанесения покрытия.

Важным фактором является также толщина покрытия. Толщина покрытия пропорциональна весовому процентному содержанию покрывающей композиции по отношению к весу съедобного продукта. Из-за соображений безопасности или требований административных положений часто предпочтительно или необходимо поддерживать минимальное содержание покрывающей композиции. Кроме того, также важна толщина покрытия, так как она может влиять на свойства съедобного продукта, включая вкус, консистенцию и запах продукта. Толщина покрытия также в конечном счете определяет эффективно