DE1470882A1 - Verfahren zur Herstellung von transparenten Folien zur Verpackung von Lebensmitteln - Google Patents

Description

Dr. Walter t5eü Alfred Iioeppener

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Dr. Haiis J·--him WoHi
Dr. Har : Chr. Bell

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Adelciistraile 58 - Tel. 3010 24

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Miles Italiana Derivat! Amidi

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Verfahren zur Herstellung von transparenten Folien zur Verpackung von Lebensmitteln.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von transparenten Folien zur Verpackung von Lebensmitteln, das dadurch, gekennzeichnet ist, daß man zu einer 2-50 <f» Protein und 5-70 $> eines Weichmachers enthaltenden wässrigen Proteinlösung ein Dialdehydpolysaccarid in einer Menge von 0,01 bis 20 Gew.^, bezogen auf die trockenen Substanzen, bei 25-55⁰C zugibt.

Es ist bekannt, daß Gelatine, Kasein und andere Proteine Folien bilden, die man falten kann, wenn sie in geeigneter Weise mit Glycerin, Polyalkoholen und Ölen als solchen oder im sulfonierten Zustand weich gemacht wurden. Die erhaltenen Produkte besitzen jedoch unbefriedigende physikalische Eigenschaften, sind gegenüber Feuchtigkeit sehr empfindlich und lösen sich bei niedrigen Temperaturen in Wasser. Es ist gleichfalls

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bekannt, daß die mechanischen Eigenschaften der Folien dadurch verbessert werden können, daß man Aldehyde, wie z.B. Chromsalze, verwendet. Der erhaltene Film besitzt eine gute mechanische Festigkeit und löst sich nicht in heißem Wasser, kann jedoch offensichtlich zur Verpackung von Lebensmitteln nicht verwendet werden.

Es wurde nun gefunden, daß es durch Zugabe von unterschiedlichen Mengen eines bei der Oxydation von Polysacchariden, wie z.B. Stärke und Zellulose, mit Perjodsäure erhaltenen Produkts, insbesondere des im Handel als Dialdehydstärke oder oxydierte Stärke bekannten Produkts zu einer Gelatinemß^chung möglich ist, eine dünne, beständige, transparente Folie zu erhalten, die gegenüber Feuchtigkeit unempfindlich ist und deren Löslichkeitsgrad in Wasser sich von vollständiger Löslichkeit bis zur vollständigen Unlöslichkeit erstreckt. Da die aus oxydierter Stärke oder Zellulose erhaltenen Produkte absolut ungiftig sind, ebenso wie Gelatine, Kasein und andere Proteine sowie die als Weichmacher verwendeten Polyalkohole (Glycerin, Sorbit, Xylit), kann die erhaltene Folie als Verpackung für Lebensmittel verwendbar angesehen werden.

Folien, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden, können als eine deutliche Verbesserung gegenüber Folien angesehen werden, die unter Verwendung der bisher bekannten Produkte erhalten wurden, da sie neben der Forderung, nicht toxisch zu sein, auch einen ausgezeichneten Schutz gegenüber Feuchtigkeit und anderen atmosphärischen Einflüssen bieten. Außerdem erlauben sie hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften eine leichte Handhabung der abgepackten Produkte, ohne daß die Hülle verzogen oder anderweitig nachteilig beeinflußt wird. Eine andere bedeutende Eigenschaft

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der auf diese Weise erhaltenen Filme besteht in ihrer unterschiedlichen Löslichkeit in Wasser. Durch Veränderung der Herstellungsbedingungen ist es möglich, Folien zu erhalten, die in Wasser löslich sind, dessen Temperatur zwischen 5O⁰C und dem Siedepunkt liegt. Ferner können auch Folien erhalten werden, die in siedendem Wasser vollständig unlöslich sind. Aufgrund dieser Tatsachen können die Folien in Abhängigkeit von den Erfordernissen beim Gebrauch vielseitig und häufig insbesondere beim Abpacken von Lebensmitteln verwendet werden. Als Beispiel kann das Abpacken von Bouillonwürfeln oder Gemüsen angeführt werden, da diese Produkte unmittelbar gekocht werden können, ohne daß die Umhüllung entfernt werden muß, so daß eine Verunreinigung vermieden wird und sich außerdem der Vorteil eines erhöhten Nährwertes ergibt, der durch die die Umhüllung bildenden Proteine erzielt wird. Ein anderes Beispiel betrifft Käse, Butter, Fleisch usw., wo nicht nur der Vorteil der Verwendung einer absolut unschädlichen Umhüllung, die frei von schädlichen Weichmachern ist, wie es bei anderen Kunststoffen der Fall ist, sondern daß auch das zufällige Mitessen von Teilchen einer Metallumhüllung (Silberpapier, Aluminium usw.), die oft an den Nahrungsmitteln haften bleiben, vermieden wird.

Es hängt von der Dosierung der die Vernetzung des Proteins bestimmenden Produkte, d.h. der oxydierten Stärke und Zellulose ab, ob Folien erhalten werden, die in warmen Wasser löslich oder unlöslich sind, wobei die Vernetzung sogar bei kleinen Mengen der Reagentien stattfindet, was eine wesentliche Verbesserung der physiko-mechanischen Eigenschaften und der Wasserbeständigkeit im Vergleich zu einfachen Gelatinefolien ist. Die bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Folien verwendeten Proteine bestehen hauptsächlich

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aus Gelatine und Kasein. Bei der Gelatine handelt es sich um die für Lebensmittel brauchbare Gelatine mit einem Gelierungsvermb'gen von 100 bis zu mehr als 300 Bloom, vorzugsweise 200 bis 300 Bloom. Die Gelatine löst sich leicht in warmem Wasser bei Temperaturen von über 30⁰C und ergibt klare, viskose Lösungen, die in Abhängigkeit von dem Gelierungsvermögen bei unterschiedlichen Temperaturen, im allgemeinen bei 20 bis 30⁰C gelieren. Das verwendete Kasein, das ein saures oder Chymosin-Kasein sein kann, ist schwieriger in Wasser zu lösen und erfordert daher die Zugabe von alkalischen Mitteln (Ätznatron oder Pottasche usw.). Seine außerordentlich kolloidalen Lösungen sind nicht vollständig klar und müssen vor der Verwendung sorgfältig filtriert werden. Als Weichmacher werden Polyalkohole, hauptsächlich Glycerin, Sorbit und Xylit in Mengen verwendet, die sich nach dem verwendeten Folientyp richten.

Die Vernetzung des Proteins wird durch die Gegenwart der vorstehend angegebenen Oxydationsprodukte und die Umsetzung zwischen einer der Aldehydgruppen, die in denselben enthalten sind und den freien Amingruppen der Proteine bestimmt. Oxydationsprodukte von Stärke (Mais, Getreide, Kartoffeln, Tapioka usw.) und von Zellulose, Dextrin, Inulin, Algin und ähnlichen Produkten, wie auch von Galactomannanen (Carruba-, Tara-, Guarmehl usw.) werden zur Bestimmung der Vernetzung verwendet. Das bekannteste dieser Produkte in der Technik ist Dialdehydstärke oder oxydierte Stärke. Es löst sich unmittelbar in Wasser bei über 100⁰C oder in warmem Wasser unter Zugabe einer kleinen Menge eines Puffers, wie z.B. Natriumacetat und Natriumbicarbonat.

Die erfindungsgemäßen Folien werden wie folgt erhalten: Eine wässrige Lösung von Gelatine oder eines für

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Lebensmittel geeigneten Kaseins,^je nach den herkömmlichen Verfahren hergestellt/auf einem pH-Wert von 3-10 mit einem Optimalwert von 7 für Gelatine und

9 für Kasein gehalten wird, eine Konzentration von 2-50 °ß> mit einem Optimum von 10-15 # aufweist, und bei 25-55⁰C, optimal auf 30-4O⁰C gehalten wird, wird mit 5-70 Gewichtsteilen des Weichmachers, bezogen auf das Gewicht des Proteins, optimal etwa 40 Gewichtsteilen, behandelt. Die erhaltene Lösung wird dann mit einer

10 gew.^igen Dialdehydpolysaccharidlösung, vorzugsweise Dialdehydetärke, in einer Menge von 0,01 "bis 20 $, optimal 0,5 bis 5 $» bezogen auf die trockenen Substanzen, behandelt, wobei die Mengen nach dem gewünschten Löslichkeitsgrad der zu bildenden Folie in Wasser variiert werden können. Die ganze Masse wird heftig gerührt und bei 20-35⁰C je nach dem Gelierungsgrad und der Konzentration des verwendeten Proteins gekühlt. Die Paste wird dann in der geforderten Stärke, wobei man eine kontinuierlich arbeitende Aufstreichvorrichtung verwendet, auf eine durchgehende Metall- oder Kunststofffläche, die bei der Arbeitstemperatur beständig ist, aufgestrichen. Hierbei wird die Folie bei niedrigen Temperaturen vorgehärtet. Dann wird sie bei 40-100⁰C, optimal 60-80 C, erhitzt, wobei die Vernetzung zum Abschluß gebracht wird. Dadurch wird eine zusammenhängende Folie erhalten und nach Lösung von der als Unterlage zum Aufstreichen dienenden Fläche auf Spulen aufgerollt. Die Folien können mit Farbstoffen, die gesetzlich für Lebensmittel zugelassen sind, gefärbt werden. Das Färben der Folien verbessert das Aussehen der mit denselben abgepackten Produkte.

Beispiel 1:

50 g Gelatine mit einem Gelierungsvermögen von 180 Bloom wurden in 950 ecm entionisiertem Wasser bei 45⁰C unter

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heftigem Rühren gelöst, 100 g der Proteinlösung wurden mit 2 g Glycerin und 1,115 ecm einer 8,7 #igen Dialdehydstärkelösung behandelt. Die Paste wurde heftig gerührt und auf 23⁰C gekühlt. Sie wurde dann in einen Filmograph gegeben und ein Film mit einer Stärke von 508 Mikron wurde feucht ausgestrichen. Der Film wurde bei Haumtemperatur 4-5 Stunden getrocknet und dann etwa 1 Stunde ■ bei 80⁰C in einem Luftzirkulationsofen gehalten. Die ! dabei entstehende Folie wurde von der Unterlage gelöst und die physikalischen und chemischen Eigenschaften wurden bestimmt: Spezifische Zugfestigkeit =5,39 kg/mm ; Stärke = 0,04 mm; Prozentuale Dehnung = 32; Berstfestig- f keit = 3,65 kg/cm ; Beständigkeit bei siedendem Wasser = jj

positiv. I

Beispiel 2: \\

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50 g Kasein wurden in 450 ecm entionisiertem Wasser I

gelöst, 30-60 Minuten bei 70⁰C gehalten und in einen 'j

mit einem Rührwerk und Kühler versehenen Kolben ge- _;'

geben. Die Lösung wurde dann auf 60⁰C gekühlt und es ^

wurde Ammoniak zugegeben, bis der pH-Wert etwa bei 9 lag. Etwa 5 °ß> des konzentrierten ΝΗ,ΟΗ, berechnet auf das Kaaeingewicht, müssen zugegeben werden, um einen pH-Wert von 9,1 zu erzielen, wenn die Lösung des Kaseins vollständig ist. Die Kaseinlösung wurde durch einen Kieselgur enthaltenden Buchner-Trichter gegeben, um opaleszierende Spuren zu entfernen. 4 g Glycerin und 2,3 ecm Dialdehydstärke in einer 8,7 folgen wässrigen Lösung wurden zu der klaren Lösung zugegeben. Die erhaltene Folie ist in siedendem Wasser unlöslich.

Beispiel 3;

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung von in heißem Wasser löslichen Folien. 100 g der nach Beispiel 1

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erhaltenen Gelatinelösung wurden mit 2 g Glycerin und 0,1 ecm einer 10 #igen Dialdehydstärkelösung behandelt. Die Folie hatte die folgenden Eigenschaften: Spezifische Zugfestigkeit =3,35 kg/mm²; Stärke = 0,052 mm; #tuale Dehnung = 40; Berstwiderstand =2,20 kg/cm ; er löste sich in siedendem Wasser. Die Folie ist, wie eindeutig nachgewiesen wurde, in siedendem Wasser löslich, obgleich sie gute physikalische Eigenschaften aufweist.

Beispiel 4:

Dieses Beispiel erläutert die Verwendung eines anderen Weichmachers als Glycerin. 100 g einer 15 $igen Gelatinelösung wurden mit 6 g Xylit und 1,5 ecm einer 10 $igen Dialdehydstärkelösung behandelt. Die erhaltene Folie hatte die folgenden physikalischen Eigenschaften: Spezifische Zugfestigkeit =4,7 kg/mm ; Stärke = 0,05 mm; prozentuale Dehnung = 26; Berstwiderstand =2,70 kg/cm ; Anhubhöhe = 21 mm. Wie deutlich ersichtlich ist, insbesondere durch den Wert der Anhubhöhe, ist die Wirkung des Weichmachers auf den Film bei der Verwendung von Xylit anstelle von Glycerin gleichbleibend gut.

Beispiel 8t

Dieses Beispiel erläutert die Möglichkeit, die die erfindungsgemäßen Folien für verschiedene Weichmachertypen bieten. 200 g einer 5 $igen Gelatinelösung wurden mit 2,30 ecm einer 8,7 %igen Dialdehydstärkelösung gemischt. 100 g dieser Paste wurden mit 3 g (60 Teilen) Glycerin behandelt, miteinander gemischt und dann wurde der Film ausgestrichen. Weitere 100 g der Gelatine-Dialdehydstärkelösung wurden statt dessen mit 1 g (20 Teilen) Glycerin gemischt und der Filme wird ausgestrichen. Die physikalsichen Eigenschaften der beiden dabei erhaltenen Folien werden nachstehend angegeben:

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Spezifische Zugfestigkeit 20 60 icg/mm²

3,5 1,2

Prozentuale Dehnung 18 41 Anhubhöhe bei dem Test in

dem Berstdruckmesser 3,05 32 mm

20 und 60 zeigen an, daß die jeweilige Folie mit 20 bzw. 60 Teilen Glycerin bei gleicher Stärke behandelt wurde. Wie ersichtlich ist, sinkt der Elastizitätsgrad bei der Herabsetzung der Menge des Weichmachers ab.

Beispiel 6:

Dieses Beispiel erläutert die Verwendung von anderen Stärke- und Zelluloseoxydationsprodukten bis zu den Aldehyden, die nicht zu den in den vorstehenden Beispielen verwendeten Maisdialdehydstärken gehören. 100 g einer 15 ^igen Gelatinelösung wurden mit 6 g Glycerin und 3 ecm einer 10 folgen, aus Kartoffelstärke erhaltenen Dialdehydlösung gemischt. Der Film wird ausgestrichen und bei 80⁰C getrocknet. Es wurde gefunden, daß die dabei erhaltene Folie in siedendem Wasser unlöslich ist.

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ORIGINAL INSPECTED

Claims (1)

1. -9- U70882

   Patentanspruch;

   Verfahren zur Herstellung von transparenten Folien zur Verpackung von Lebensmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man zu einer 2-50 fo Protein und 5-70 fo eines Weichmachers enthaltenden wässrigen Proteinlösung ein Dialdehydpolysaccharid in einer Menge von 0,01 bis 20 Gew.^, bezogen auf die trockenen Substanzen, bei 25-55°C zugibt.

   Für

   Miles Italiana Derivati Amidi

   M.J.D.A. S.p.A.

   Rechtsanwalt

   909823/0979

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