бактерицидная композиция на основе сложных эфиров целлюлозы для термоформованных изделий, контактирующих с пищевыми продуктами

Формула изобретения

Бактерицидная композиция для термоформованных изделий, контактирующих с пищевыми продуктами, на основе сложных эфиров целлюлозы, содержащая диацетат целлюлозы в количестве 100 мас.ч., пластификатор триацетин в количестве 35 мас. ч. , отличающаяся тем, что композиция содержит в качестве антимикробной добавки Юглон из группы нафтохинонов общей формулы C₁₀H₆O₃ в количестве 0,1-10 мас.ч.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к получению пластических масс, в частности эфироцеллюлозных пластиков (этролов), применяемых в производстве тароупаковочных материалов, обладающих антимикробной активностью, а том числе экструзионных пленок, рулонных материалов, потребительской тары (литьевой, термоформованной, экструзионно-раздувной) и других изделий, контактирующих с пищевыми продуктами, лекарственными препаратами.

В связи с ухудшением экологической ситуации в последнее десятилетие возникла проблема защиты пищевых продуктов от микробиальной обсемененности. Одним из возможных путей решения этой проблемы - создание упаковочных материалов, обладающих бактериостатическими или бактерицидными свойствами. Придавать указанные свойства полимерным материалам возможно путем введения в композицию специальных биоцидных добавок.

Известны композиции для пластических масс на основе сложных эфиров целлюлозы, допущенных для контакта с пищевыми продуктами органами здравоохранения (А.С. 1728260 A1, С 08 1/12, опубл. 23.04.92, БИ 15; А.С. 1659435 A1, С 08 1/12, опуб. 30.06.91, БИ 24; Тароупаковочные материалы на основе пищевых этролов. Вып. 11, М., 1995 г. "АгроНИИТЭИПП). Эти композиции содержат в своем составе пластификаторы, красители и другие технологические добавки. Этролы, обладая определенным комплексом свойств (технологических, эксплуатационных), используются для переработки прогрессивными методами в потребительскую тару различных типоразмеров.

Существуют публикации о создании материалов, содержащих в матрице полимера различные добавки, способные к уничтожению микробов (Андреева М.А. и др. Применение отечественных мембранных фильтров для стерилизации сыворотки. Биотехнология - 1990, 4, с. 46-48; Миронова С.Н. и др. Противогрибная активность некоторых пищевых консервантов, Вести AН БСCP, Сер. H-1990, 3, с. 112-114).

Введение в матрицу полимера добавок, обладающих антимикробной активностью, способствует получению упаковочных материалов и потребительской тары, позволяющих исключать введение консервантов в упаковываемый пищевой продукт с высокой степенью контаминации.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является композиция на основе сложного эфира целлюлозы, пластифицированного смесью триацетина (ТА) и различных по химической природе олигоэфиров на основе дикарбоновых кислот.

Композиция содержит в своем составе сложный эфир целлюлозы - диацетат (ДАЦ) или ацетопропионат (АПЦ) целлюлозы в количестве - 100, пластификатор - 15-35, стеарат кальция - 0,3, ультрамарин - 0,008 мас. ч. Для матирования этролов в композицию вводится двуокись титана в количестве 3 мас. ч. В качестве пластификатора используется смесь триацетина с дибутиловым эфиром полиэтиленгликольадипинатсебацината или полиэтиленгликольадипината (ППА-4) в соотношениях 2,5-350 (А. С. 1659435). (Технологический регламент технологических процессов изготовления ацетатцеллюлозного этрола Котовского завода "Пластмасс". Технические условия ТУ 6-05-221-938-87 "Этрол марки АЦЭ-35П". Технические условия ТУ 07510508.88-94 "Этрол пищевой". Прототип).

Однако такие композиции и изделия из них не обладают антимикробным действием по отношению к контактирующему пищевому продукту.

Задача изобретения - создание термоформуемой композиции на основе пластифицированного сложного эфира целлюлозы, изделия из которой обладают антимикробной активностью по отношению к патогенной микрофлоре.

Это достигается введением в состав композиции малых количеств антимикробной добавки (консерванта), допущенной для контакта с пищевыми продуктами.

Выбор биоцида (консерванта) и оптимальных соотношений полимера (ДАЦ), пластификатора (ТА) обусловлен следующим: согласно изобретению в качестве антимикробной добавки используется юглон в таких количествах, чтобы обеспечить необходимую концентрацию на поверхности упаковываемого продукта, наиболее подверженной микробиальному обсеменению. Иммобилизация на полимерной матрице обеспечивает пролонгирование ее действия, исключает введение консерванта непосредственно в пищевой продукт за счет обеспечения максимальной его концентрации на наиболее подверженной микробиальному обсеменению внешней поверхности продукта. В качестве органической добавки, выполняющей роль биоцида, использован Юглон - природное соединение из группы нафтохинонов, который содержится в виде глюкозидов в листьях (около 1%), коре, кожуре орехов (около 2%), цветках и цветочных почках грецкого ореха (до 8%) и др. видов растений рода Yuglons (C₁₀H₆O₃)

(Технические условия "Консервант "Юглон" ТУ 6-13264918-1-92). По физико-химическим показателям юглон должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.

Юглон обладает антимикробным действием и К-витаминной активностью, оказывает выраженный консервирующий эффект в безалкогольных напитках, а также некоторых продуктах переработки плодов и ягод, позволяя увеличить сроки хранения напитков и плодово-ягодных консервов до 6-8 месяцев. Антимикробное (бактерицидное и бактериостатическое) действие юглона проявляется активнее в отношении дрожжей, бактерий.

Юглон по данным широких медико-биологических исследований является безвредным для здоровья человека в концентрациях, в сто раз превышающих применяемые консерванты.

C привлечением современных инструментальных методов (реологического, физико-механического, диффузионного и др.) установили, что в этрольных композициях юглон играет роль не только биоцида, но и термостабилизатора и красителя. В связи с этим отпадает необходимость использования термостабилизатора - стеарата кальция и отбеливателей ультрамарина, лимонной кислоты в композициях, принятых в качестве аналога.

Таким образом, материалы, полученные из модифицированных юглоном этрольных композиций, имеют лучшие реологические показатели, высокие прочностные и деформационные свойства, санитарно-химические показатели. Материалу присуще новое свойство - антимикробная активность.

Использование юглона в малых до 1% концентрациях в композициях наиболее выгодно (по сравнению с другими антимикробными добавками), т.к. он одновременно является биоцидом, красителем и модификатором.

Предлагаемое изобретение осуществляется следующим образом.

Пример 1. 100 мас. ч. диацетата целлюлозы с содержанием связанной уксусной кислоты 56,4% смешивают в скоростном турбосмесителе с 0,1 мас. ч. юглона (время смешения сухих компонентов - 8 минут) при температуре до 70^oС с 35 мас. ч. пластификатора триацетина (время смешения - 12 минут).

Полученную смесь гомогенизируют в экструдере при температуре расплава на выходе из головки экструдера 160^oС. Полученные жгуты охлаждают и разрезают на гранулы, из которых на экструдере со щелевой головкой формуют образцы для испытаний в виде ленты шириной 10-15 см, толщиной 0,04 см. Температура формования ленты по зонам экструдера: 1 - 180^oС, 2 - 150^oС.

Пример 2. Осуществляется по примеру 1, при этом количество биоцида (юглона) разно 0,5 мас. ч.

Пример 3. Осуществляется по примеру 1, при этом количество юглона равно 1 мас. ч.

В качестве исходных компонентов согласно изобретению используют:

- диацетат целлюлозы для этрола,

- триацетат глицерина (триацетин),

- юглон.

В таблице 2 приведены методы определения свойств, обеспечивающих цель изобретения.

Как видно из приведенных данных, модифицированные юглоном этрольные композиции обладают более низким значением эффективной вязкости, при этом на 20^oС снижается температура переработки, чем у прототипа.

Изделие из этрола, модифицированного юглоном, обладают высокой антимикробной активностью (бактерицидными и бактериостатическими свойствами) по отношению к патогенной микрофлоре, плесеням, дрожжам.

Таким образом, использование предлагаемых материалов на основе диацетата целлюлозы, применяемых в производстве тароупаковочных материалов, обладающих антимикробной активностью по сравнению с традиционной пищевой маркой этрола (прототип), обеспечивает следующие преимущества:

- получаются пластины, обладающие антимикробной активностью, изделия из которых могут эксплуатироваться в контакте с пищевыми продуктами, подверженными высокой степени контаминации, а также для упаковки лекарственных препаратов и медицинских изделий;

- понижается энергоемкость процесса за счет понижения вязкости перерабатываемого материала и температуры переработки расплава в изделия;

- упрощается технологический процесс приготовления композиции за счет исключения применяемых в прототипе технологических добавок (стабилизатор - стеарат кальция, отбеливатель - ультрамарин, краситель - двуокись титана).