Композиция для получения формованных изделий

Композиция для получения формованных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 591152 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено22 07.-72 (21) 1815203/05 (23) Приоритет - (32) 23.07.7 1 (31) 54579 (33) Япония (43) Опубликовано30.01.78 Бюллетень ¹4 (45) Дата опубликования описания 2 017о (51) М. Кл.е

С 08 В 31/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 477.469 (088. 8) (72) Авторы Иностранцы изобретения Хироми Хидзийя и Макото Сиосака (Япония) Иностранная фирма

"Хаяшибара Биокемикал Лабораториз Инкорпорейтед" (Япония) (71) Заявитель (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМОВАННЫХ

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области получения пленок на основе полисахаридов.

Известна композиция для получения пленок, содержащая целлюлозу и второй полимерный компонент, выбранный из группы амилоза, желатин и поливиниловый спирт.

С целью получения пленок, непроницаемых для атмосферного кислорода и пригодных для хранения пищевых продуктов, предложено использовать композиции на основе пучлулана и второго полимера (1) .

Пуллулан является полисахаридом, содержащим соединения мальтотриозы со связями -1,6.

Пуллулан — псевдотермопластический материал и может прессоваться в форме или выдавливанием при повыШенной температуре.

Пленки и листы пуллулана прозрачны и бесцветны, и свободные поверхности, полученные испарением воды из раствора пуллулана с хорошим глянцем. Прочность на разрыв сформированных конструкций пуллулана имеет величину такого же порядка, что и у регенерированной целлюлозы и может быть выше при низком содержании влаги.

Пленки и листы из пуллулана обладают гибкостью и высокостойки к двойному перегибу.

Механические и оптические свойства материала не ухудшаются при старении и хранении его в условиях очень высокой или низкой относительной влажности. Хотя материал растворим даже в холодной воде, он не становится ни клейким под воздействием на него атмосферной влажности, ни хрупким при температуре до -10 С, не взаимодействует с маслами и нерастворим во многих известных органических растворителях, не сохраняет заряды статического электричества и не поддерживает рост микроорганизмов.

Даже очень тонкие пленки пуллулана полностью непроницаемы для атмосферного кислорода. Материал относительно проницаем для водяного пара. В соответствии с выше перечисленными свойствами, пленки, покрытия, листы и другие предметы из пуллулана — ценI5 ные упаковочные материалы, особенно для материалов, нуждающихся в защите от атмосферного кислорода. Если также необходимо и защита от атмосферной влажности. ее можно легко осуществить повторным обвертыванием материалом из других полимеров, таких как полиэтилен.

Пуллулан совместим с другими растворимыми в воде пленкообразующими полимерами, такими как амилоза, поливиниловый спирт и

2а желати н.

591152

Тела, содержащие в основном пуллулаH или смеси пуллулана с амилозой, поливиниловым спиртом или желатином, могут приготовляться с помощью многоатомных спиртов. В то время, как любой многоатомный спирт считается эффективным пластификатором для сформированных тел пуллулана и его смесей; мультитол, сорбит и глицерин. как обнаружено недавно, более эффектиBHbI.

Водорастворимые сорта поливинилового спирта также действуют в качестве пластификаторов. Количество включенного пластификатора зависит от природы полимерных ингредиентов, от желаемого конечного продукта и от природы пластификатора.

Пленки и покрытия пуллулана превосходят пленки из амилозы по сопротивлению к старению, оптическим свойствам, непроницаемости к кислороду и их способности к более быстрому растворению в воде без остатка.

Пленка поллулана толщиной до 0,2 мм не вступает в контакт с водой при 30 С в течение 1 мин и степень растворения увеличивается с повышением температуры. Эти свойства существенно не снижаются при смешивании в специфических количествах с пленкообразуюшими материалами.

Пленка из пуллулана толщиной 0,1 мм в основном пропускает 95О/р падающего солнечного света, имеет прочность на разрыв

7 — 8 кг/мм, удлинение от 8 до 20 /II и стойкость к перегибанию до 800 — 900 циклов двойного перегибания.

После месячного хранения при 60 /р относительной влажности и 25 С, прочность на разрыв не изменилась, удлинение может снизиться до 8 — 11 /О, стойкость к перегибам может снизиться до 700 — 750 циклов при 30 С и до

550 — 600 циклов при -30 С. Эти ценные свойства превосходят свойства пленок из амилозы, только некоторые пленки, которые растворимы в воде по крайней мере до некоторой степени обладают сопротивляемостью к продуктам нефти и пригодны в пищу. Пропускание кислорода через тонкую пленку составляет — 2 мл/м в день при 29 1 С.

Равновесное содержание влаги в пленке из пуллулана изменяется в сущности на небольшую величину от изменений влажности окружающей атмосферы и материал не становится клейким при величине относительной влажности до 80ю/в

Когда поливиниловый спирт используется в смеси с пуллуланом как пленкообразующий агент, предпочтительно выбирать поливиниловый спирт, имеющий вязкость 10 — 27 сст в

4О/О-ном водном растворе при 20 С с числом омыления 87 — 98. Амилоза, смешанная с пуллуланом, в основном практически не содержит амилопектин. Желатин увеличивает коэффициент эластичности пленок из пуллулана, а относительно большое количество желатина может вызвать некоторую хрупкость, которая может быть преодолена путем применения пластификаторов: желательно использовать не более

ЗОО/О пластификатора в пленках, содержащих пуллулан, и равное или большее количество желатина. При других условиях количество пластификатора более 20О/О не благоприятствует получению лучших механических свойств.

Когда растворимость в воде, стабильность при продолжительных периодах времени и в широких пределах температур, особенно низких, высокая прочность и глянец, и непроницаемость к кислороду, которые характеризуют чистые пленки пуллулана, должны быть сохранены в их полном объеме: объединенное количество амилозы, поливинилового спирта ц и желатина в пленке не должно превышать

50О/р от веса пуллулана.

Пример 1. Водная питательная среда, содержащая по весу, /0. 10 сахарозы, 0,5 К НРО4, 0,1 NaCI, 0,02 MgSO4 7Н О, 0,06 (NH4) >SO4 и

0,04 /II экстракта дрожжей, стеризована в течение 20 мин при давлении 10 фунт/дюйм и затем охлаждена. Привита полной ветви культуры пуллуланов, Dematium (JF04464), предварительно полученных из культуры с 1,5О/о агара или же из другого состава в течение недели при 24 С. Привитая среда выдержана в течение недели до 27 С и периодическом встряхивании.

Микробиологические клетки затем удалены центрифугированием, и находящаяся на поверхности жидкость смешана с равным по весу количеством метанола с тем, чтобы осадить пулуллан, сформированный ферментацией.

Продукт белесоватый и легко восстанавливался декантацией (переливанием), промывается метанолом и осушивается, средний молекулярный вес около 250000, удельное вращение (а) 2 = 195 . По своему составу он был идентичен мальтотриозу. (Этот пуллулан обозначен, как пуллулан А).

Пример 2. Водная питательная среда, содержащая по весу,о/II. 3 глюкозы, 0,12 мочеви35 ны, 0,1 экстракта дрожжей, 0,5 К НРО„и 0,08

MgSO4.7Н О, стериализована, как описано выше. Привита к штамму пуллуланов Pullularia (JF06353) и выдержана в течение недели при

27 С и периодическом встряхивании, в результате чего преобразована в слизистую массу, из которой удалены микробиологические клетки, и пуллулан осажден с помощью метанола.

Продукт, полученный таким образом, имел молекулярный вес 60000 и оптический угол вращения (а) 2 = 171 . Он производил

4 мальтотриозу при разложении с помощью пуллуланоиза (пуллулан Вф.

Полагают, что его низкий молекулярный вес вызывается амилозой, получаемой при использовании микробиологического штамма культуры и более длительный период выращиso вания бактерий произвел бы пуллулан даже с более низкой степенью полимеризации.

Пример 8. Пуллулан с мол. вес. 250000 диспергируют в воде при 90 С и периодическом перемешивании, чтобы получить 5 /о-ный раствор. Раствор охлаждают до 50 С, из него под действием вакуума удаляют воздух, разливают на чистый стальной лист с постоянной толщиной слоя раствора и сушат потоком воздуха с 70 С.

Полученная таким образом пленка имеет толщину в 0,02 мм, прозрачна, бесцветна, 591152 глянцевая, гибкая, нелипкая и твердая. Небольшие кусочки пленки, помещенные в воду, сразу же разбухают, разрушаются и исчезают, растворяясь, в течение около 20 сек.

Ее прочность на разрыв равняется

7,1 кг/мм, относительное удлинение составляет

10 /q и пленка выдерживает 700 циклов перегибания при стандартных условиях. После хранения в течение месяца при 60 /р относительной влажности не замечено никаких заметных изменений величины удлинения и стойкости к перегибанию.

Прочность на разрыв слегка улучшается и составляет величину. 7,2 кг/мм2.

Пример 4. Пуллулан с мол. вес. 60000 диспергируют с перемешиванием в горячей воде в течение 20 мин с тем, чтобы получить бо/о-ный гомогенный раствор.

2 /р мальтита по отношеению к весу поллулана добавляют к раствору при перемешивании. Из раствора удаляют пузырьки воздуха.

Раствор разливают на чистую металлическую плиту при 60 С и сушат потоком воздуха при температуре 80 С с тем, чтобы получить мягкую пленку толщиной 0,02 мм. Ее прозрачность и глянцевая поверхность хорошего качества и только слегка хуже, чем у пленки, полученной в примере 1, в то же время она имеет лучшую растворимость в воде.

Ее прочность на разрыв составляет

6,5 кг/мм, относительное удлинение 21О/р и стойкость к перегибам 780 циклов двойного перегиба.

Свойства не изменяются после хранения пленки в течение месяца при относительной влажности 60 /О. Увеличение концентрации мальтита до 5О/О снижает жесткость и твердость пленки, увеличивая ее растяжимость.

Пример 5. Водный 7О/0-ный раствор пуллулана с мол. вес 250000 готовят при перемешивании с ингредиентами при 100 С. Водную

7О/р-ную суспензию -желатина нагревают при

80 С до образования однородной среды. Смешивают 3 части раствора пуллулана и 1 часть раствора желатина и добавляют мальтит и сорбит в количестве 1О/о каждый по отношению к весу пленкообразующих ингредиентов пуллулана и желатина. Из раствора удаляют пузырьки воздуха, разливают на металлическую плиту при 70 С и сушат потоком воздуха с температурой 80 С.

Пленка, получе ная таким образом, имеет толщину 0,02 мм, п зрачность 92О/р по сравнению с 95О/р в IlpHME. ". 4, и хороший глянец.

Растворяется в воде г. 30 С в течение 20—

21 сек, имеет относите о высокую прочность на разрыв около 7,5 кг/i в соединении с относительным удлинение в 13 /р и стойкости к перегибам 560 циклов

Эти свойства изм ются незначительно после хранения пленкг течение месяца при температуре 25 С, о .ительной влажности

60 /ю.

Пример б. Ами, совый крахмал, гидролизованный с изг зой (70 /р содержания амилозы), наг в воде до 130 С в течение 10 мин для ния 5О/о-ного раствора.

Четыре части 5 /р-ного раствора пуллула. на с мол вес 250000, приготовленного по примеру 3, и одну часть раствора амилозы смешивают еще в горячем состоянии и добавляют

5 мальтит в количестве 1 /0 от веса пленкообразующих ингредиентов. Из раствора удаляют пузырьки воздуха и пленка образуется быстрой сушкой разлитого слоя раствора.

Сухая пленка имеет толщину 0 02 мм, прозрачность 93О/р и очень хороший глянец.

Она растворяется в воде при 30 С течение 20—

23 сек и имеет прочность на разрыв 6,8 кг/мм, относительное удлинение 15О/р и стойкость к перегибам 680 циклов. Ее механические свой-. ства не изменились после хранения в течение месяца при относительной влажности 60О/р.

is Пример 7. Водные 8О/р-ные растворы пуллулана с мол. вес 60000 и амилозы с низкой степенью полимеризации смешивают в отношении 0,1 — 1 при повышенной температуре и, практически чисткую смесь, из которой удалены пузырьки воздуха, разливают на металлическую плиту.

Пленка, полученная путем сушки, имеет толщину 0,02 мм, прозрачность 93 /р, хороший глянец и растворяется в воде при температуре 30 С в течение 18 сек. Ее прочность на

25 разрыв, составляющая 6,5 кг/мм за месяц хранения при температуре 25 С и относительной влажности 60/о снижается до 6,1 кг/мм но относительное удлинение и стойкость к перегибам, составляющие 11 /0 и 650 циклов соответственно, не изменяются. зо Пример 8. 5О/О-ный раствор пуллулана с мол. вес 250000 в горячей воде смешивают с

15/р амилозы по отношению к весу пуллулана.

О

Смешанный раствор затем нагревают и перемешивают до получения однородности и в качестве пластификатора добавляют мальтит и

З сорбит в количествах 1о/о соответственно от веса пленкообразующих ингредиентов. Из раствора удаляют пузырьки воздуха и разливают на металлическую плиту, сушат, как в предшествующих опытах.

Г1ленка толщиной 0,02 мм имеет прозрачность 93 /р, хороший глянец и растворимость в воде при 30 С (20 — 22 сек), прочность на разрыв 6,5 кг/мм, относительное удлинение

20 /q и стойкость к перегибам 720 циклов. Хранение при 60 /ц относительной влажности в те4 чение месяца не воздействует на ее механические свойства.

Пример 9. Поливиниловый спирт (PVA), имеющий вязкость в 20 сст и число омыления 88 смешивают с 4 /О-ным водным раствором пуллулана с мол. вес 250000 в количестве 30 /О от О веса пуллулана. Гомогенный раствор образовывают нагреванием и перемешиванием. Затем из него удаляют пузырьки воздуха, разливают на металлическую плиту и сушат до образования пленки толщиной 0,02 мм.

Пленка имеет прозрачность 94О/р, высокий глянец поверхности и растворяется в воде при 30 С за 20 — 22 сек. Ее прочность на разрыв

6,6 кг/мм и относительное удлинение 16 /о изменились незначительно при хранении в тече6о ние месяца с относительной влажностью 60О/II, 591152

Форму,га изобретения

Составитель Т. Мартинская

Редактор Л. Герасимова Техрез О. Луговая Корректор H. Янемирская

Заказ 255 2 Тиражвч1 Подпис ное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проекгная, 4 но стойкость к перегибам увеличивается с 670 до 750 циклов.

Благодаря своей растворимости смесь поливинилового спирта (PvA) и пуллулана пригодна для приготовления раствор" для покрытия, в который опускаются орехи и затем осушиваются. Покрытые орехи сохра ня1от свои вкусовые качества, консистенцию и запах длительный период времени.

Пример 10. Водный 5%-ный раствор пуллу., а с мол. вес 70000 смешивают с поливиниловым спиртом, имеющим вязкость 28 сст и число омыления 89; в количестве 10% от веса пуллулана; После того, как PVA полностью растворен с помошью нагревания и перемешивания, добавляют мальтит в количестве 1% от веса пленкообразуюших ингредиентов и затем из раствора удаляют пузырьки воздуха и разливают на металлическую плиту.

Пленка, полученная после осушения, имеет прозрачность 94%, хороший глянец и легко растворяется в теплой воде. Ее прозрачность на разрыв составляет 6,5 кг/мма, относительное удлинение 14% и стойкость к перегибам

620 циклов. Эти свойства не изменяются при хранении пленки в течение- месяца с относительной влажностью 60%. Пленка имеет в основном низкую проницаемость для атмосферного кислорода.

Пример 11. 5%-ный раствор пуллулана с мол. вес 250000 в воде смешивают с поливиниловым спиртом в количестве 20% от веса пуллулана. Пленка толщиной 0,02 мм, приготовленная из этого раствора, имеет прозрачность

93о/о, хороший глянец и растворяется в воде при 30 С в течение 18 — 20 сек. Ее прочность на разрыв составляет 6,0 кг/мм, относительное удлинение 13% и стойкость к перегибанию

720 ци кл о в.

После хранения в течение месяца с относительной влажностью 60% значительных изменений механических свойств не произошло.

Пример 12. Водный 5%-ный раствор пуллулана с мол. вес 60000 смешивают при температуре 80 С с водным раствором поливинилового спирта, взятого в количестве 50% по отношению к весу пуллулана.

Достаточно гомогенный раствор получают ь течение 3 мин, из него удаляют пузырьки воздуха и преобразовывают в пленку толщиной 0,02 мм способами, описанными в предыдуших опытах и имеющую подобные свойства.

Когда 2% мальтита по отношению к весу пленкообразуюших ингредиентов добавляют в раствор пере разливанием, получают мягкую прозрачную и глянцевую пленку.

Пример 13. Однородную смесь готовят по весу из 4 частей пудры пуллулана, содержащей

15% влаги и 1 части желатины (8% влаги) и также 0,5% мальтита по отношению к объедипенному весу вуллуаллана и желатина. На лабораторном процессе получают листы толшиной 3 мм из смеси при температуре 120 С. Они имеют белый цвет, полупрозрачные, не взаимодействуют с продуктами нефти, но.растворяются в воде.

Пример 14. Пуллулан С, имеющий несколько меньший молекулярный вес в отличие от пуллулана В и меньшую вязкость, получен способом, аналогичным примеру 3, растворен в воде для образования жидкого 10%-ного раствора. Отдельно был приготовлен 10%-ный водный раствор амилозы из крахмала, содержашего 70% амилозы, и этот 10%-ный раствор желатинизирован при 130 С и затем гидролизован с показателем концентрации водородных

1> ионов рН 4 при помощи изоамилазы, выделенной из псевдоминозы (псевдомоносахарида) .

При охлаждении гидролизационной смеси амилоза выпадает в осадок и используется для приготовления горячего водного 10%-ного раствора, 1 часть которого смешана с 3 частями раствора пуллулана С. К раствору добавлен сорбит в количестве 2% от веса пленочнообразуюших инградиентов.

Раствор, по.""ченный таким способом, разбрызгивался из воздушного пульверизатора для покрытия свежих пищевых продуктов лекарственных препаратов, ферментных частиц, обезвоженных продуктов и других продуктов, способных к окислению, пленкой практически непроницаемой для атмосферного кислорода и достаточно крепкой, чтобы защитить покрытые зо вещества от механических повреждений. Водорастворимые капсулы для лекарственных препаратов получены из того же раствора путем погружения металлических стержней, имеюших сферическо-закругленные концы, в раствор и осушением жидкой пленки, образованной на стержнях при вынимании их из раствора при

40 С.

Композиция для получения формованных изделий, состояшая из полисахарида или смеси полисахарида и второго полимера, выбранного из группы состоящей из амилозы, поливинилового спирта и желатина, отличающаяся

45 тем, что, с целью получения формованных изделий, непроницаемых для атмосферного кислорода, в качестве полисахарида композиция содержит пуллулан в виде 3 — 10%-ного водного раствора или порошка при содержании

50 второго полимера 10 — 150% от веса пуллулана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Великобритании № 1144759, кл. С 3 F, 1969.