PL247620B1 - Sposób wytwarzania folii trójwarstwowej - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia są roztwory do wytwarzania folii trójwarstwowej, sposób wytwarzania roztworów do wytwarzania folii trójwarstwowej i folia trójwarstwowa. Roztworami do wytwarzania folii trójwarstwowej są roztwory furcellaranu (1 g FUR/99 ml H₂O) oraz 1% chitozanu (1 g CHIT/99 ml 2% kwasu octowego), do których, na 100 ml roztworu furcellaranu oraz chitozanu dodano 1 ml gliceryny. Do tak przygotowanego roztworu furcellaranu w ilości 250 ml dodano 0,75 g hydrolizatu żelatynowego, a powstały roztwór użyto do uformowania pierwszej warstwy folii trójwarstwowej. Roztwór do wytworzenia środkowej warstwy otrzymano z zakwaszonej porcji roztworu furcellaranu w ilości 250 ml, do którego dodano 10 kropel 10% kwasu solnego i mieszano przez 10 minut. Roztwór furcellaranu z kwasem solnym użyto do uformowania środkowej warstwy po wylaniu go na wcześniej przygotowaną pierwszą warstwę żelową furcellaranu i pozostawiono na 20 minut. Roztworem do wytworzenia trzeciej warstwy był roztwór chitozanu (CHIT), do którego dodano hydrolizat żelatynowy (HGEL), w ilości 0,75 g HGEL na 100 ml 1% CHIT, i pozostawiono na mieszadle na 30 minut przy temperaturze 40°C.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania folii trójwarstwowej z pierwszą warstwą z furcellaranem i glicerolem przeznaczony do pakowania produktów żywnościowych.

Zmiana w kierunku zastosowań opakowań z tworzyw sztucznych jest związana z coraz większą świadomością konsumentów, którzy potrzebują alternatywy dla tego typu opakowań. Rozwój jadalnych opakowań na bazie biopolimerów jest podyktowany przede wszystkim potrzebą zapobiegania problemom zdrowotnym oraz środowiskowym. Biopolimery pozyskiwane są ze źródeł naturalnych, często nazywanych źródłami odnawialnymi, w przeciwieństwie do polimerów syntetycznych produkowanych z nieodnawialnego źródła jakim jest ropa naftowa. Folie na bazie biopolimerów, białek lub polisacharydów, są konkretną odpowiedzią na zalegające odpady z tworzyw sztucznych. Otrzymane folie na bazie biopolimerów charakteryzują się dobrą biokompatybilnością, biodegradacją oraz są nietoksyczne. Folie biopolimerowe mogą też być aktywnym nośnikiem substancji przeciwdrobnoustrojowych, zapachowych, witamin lub przeciwutleniaczy. Folie białkowe otrzymuje się z surowców zwierzęcych to jest kolagenu, żelatyny, kazeiny oraz roślinnych na przykład zeiny kukurydzy, glutenu pszenicy czy białka soi. Wśród występujących naturalnie polimerów do najczęściej wykorzystywanych należy zaliczyć chitozan, żelatynę czy skrobię. Jednakże, folie białkowe, polisacharydowe lub białkowo-polisacharydowe posiadają bardzo wysokie wartości przepuszczalności wobec gazów oraz niedostateczne właściwości mechaniczne. Poprawę tych właściwości można osiągnąć poprzez wytworzenie wielowarstwowych folii biopolimerowych. Warstwa biopolimeru przylegająca bezpośrednio do innej warstwy biopolimeru może stanowić duże utrudnienie w przenikaniu np. pary wodnej, tym samym tworząc trudniejszą ścieżkę przenikania.

Znane są aktywne powłoki zawierające chitozan oraz karagenian. Znane są ponadto jadalne, aktywne powłoki zawierające furcellaran, jednakże brak jest informacji dotyczących powłok albo roztworów z kompleksem furcellaran-polisacharyd. Brak jest również informacji dotyczących powłok albo roztworów z kompleksem furcellaranu i hydrolizatu białkowego z otrąb sojowych. W znanych przykładach wykonania w celu otrzymania roztworu powłokotwórczego furcellaran mieszano z białkiem serwatkowym (Pluta-Kubica, Jamróz, Kawecka, Juszczak, & Krzyściak, 2019), żelatyną (Jamróz, Kulawik, Krzyściak, Talaga-Ćwiertnia, & Juszczak, 2019) czy hydrolizatem żelatynowym (Jamróz et al., 2021), który wykorzystywano do otrzymywania folii biopolimerowych.

Znane są jadalne, aktywne powłoki zawierające hydrolizaty białkowe, które wykazywały skuteczność w hamowaniu patogennych mikroorganizmów i utleniania lipidów w żywności. Według danych znanych z literatury, po dodaniu hydrolizatu białkowego występują zmiany we właściwościach mechanicznych i morfologii powierzchni powłoki. Kierunek tych zmian zależy jednak od zastosowanego hydrolizatu. Hydrolizaty białkowe stanowią obiecującą alternatywę dla syntetycznych konserwantów i składników aktywnych powłok biopolimerowych.

Znane jest zastosowanie bioaktywnych peptydów w celu poprawy jakości przechowywanej żywności. W zależności od rodzaju zastosowanego peptydu powłoka może wykazywać różne właściwości bioaktywne, w tym: antyoksydacyjne, antymikrobiologiczne lub też wpływające na zdrowie człowieka. Różne peptydy cechuje też różny mechanizm wykazywanej aktywności, a co za tym idzie, różna skuteczność podczas ich aplikacji na produkty spożywcze (Jamróz et al., 2021).

Znane są wielowarstwowe folie biopolimerowe, w których każda z warstw przylega do siebie powodując eliminację wad, takich jak: zbyt mocna przepuszczalność wobec pary wodnej czy słabe właściwości mechaniczne. Ponadto, każda z tych warstw może być wzbogacona w aktywne dodatki. Otrzymano folie furcellaran-hydrolizat żelatynowy, które stanowiły pierwszą warstwę. Na nią naniesiono drugą warstwę roztworu peptydu Alanina-Tyrozyna o wysokim potencjale antyoksydacyjnym. W ten sposób otrzymane folie pełniły funkcję aktywnego materiału opakowaniowego, który skutecznie hamował proces utleniania lipidów, a także rozwój mikroorganizmów, tym samym przedłużając przydatność do spożycia zapakowanego produktu żywnościowego.

Podążając za trendami konsumenckimi związanymi z eliminacją sztucznych konserwantów z żywności oraz zmniejszeniem ilości marnowanej żywności, wciąż poszukuje się nowych składników pochodzenia naturalnego, które będą wykazywać skuteczność zarówno jako dodatki aktywne do żywności funkcjonalnej, ale także jako substancje konserwujące oraz składniki aktywne biodegradowalnych opakowań. Takim składnikiem może być hydrolizat białkowy ze skór karpia o właściwościach antyoksydacyjnych. Hydrolizat otrzymuje się z odpadów z przetwórstwa karpi, co wiąże się z jego pozytywnym wpływem na środowisko poprzez zagospodarowanie odpadów z przetwórstwa spożywczego. Hydrolizat żelatyny ze skór karpia posiada wysoką aktywność antyoksydacyjną.

Hydrolizat żelatyny, zgodnie ze stanem techniki, może być wytwarzany z żelatyny. Sposobami wytwarzania żelatyny, z której pozyskiwany jest hydrolizat, są sposoby opisane w publikacji pt. „Characterization of carp (Cyprinus carpio) skin gelatin extracted using different pretreatments method”, Food Hydrocolloids 81 (2018). Zgodnie z tą publikacją, w jednym ze sposobów bazujących na przedstawionej metodzie, partię częściowo rozmrożonej skóry o temperaturze około 0°C potraktowano 2,6% roztworem chlorku sodu, przy czym stosunek wagi skór do objętości NaCl wynosił 1 : 6 (wag./obj.). Proces był kontynuowany przez 10 minut w temperaturze nieprzekraczającej 16°C, z intensywnym mieszaniem na mieszadle magnetycznym. Po ekstrakcji mieszaninę pozostawiono na 10 minut do sedymentacji. Następnie górną warstwę roztworu, zawierającą tłuszcz znajdujący się na powierzchni, zebrano i usunięto. Pozostałą część roztworu przelano przez tkaninę o średnicy oczek 72 μm i wirowano przez 5 minut przy obrotach 1000 x g, a supernatant usunięto. Powyższą procedurę przeprowadzono dwukrotnie. Potem pozostały surowiec zmieszano z wodą wodociągową w stosunku 6 : 1 (obj./wag.) i mieszano przez 10 minut w temperaturze nieprzekraczającej 18°C, i odwirowywano przez 5 minut przy obrotach 1000 x g, a supernatant usunięto. Krok ten został powtórzony trzy razy. Następnie materiał został dodany do ciepłej wody destylowanej o temperaturze około 45°C, w stosunku 1 : 3 (wag./obj.). Ekstrakcję żelatyny prowadzono przez 60 minut, z ciągłym mieszaniem w temperaturze 45°C ±1,5°C. Po zakończeniu ekstrakcji roztwór żelatyny oddzielono od nierozpuszczalnego materiału za pomocą filtracji, przy użyciu podwójnej tkaniny o średnicy oczek 72 μm. Wreszcie, roztwór ponownie przesączono przez jakościowy papier filtracyjny o średniej prędkości i wysuszono za pomocą liofilizatora. Ekstrakcje przeprowadzano trzykrotnie.

Inny sposób wytwarzania żelatyny znany ze wspomnianej publikacji został oparty na metodzie opisanej przez Duana i wsp. (2011). Zgodnie z tym sposobem skóry zmieszane z 0,1 M NaOH mieszano przez 6 godzin w sposób ciągły, przy stosunku próbka/roztwór alkaliczny wynoszącym 1 : 3 (wag./poj.), w celu usunięcia białek niekolagenowych. Roztwór alkaliczny był wymieniany co 3 godziny. Następnie próbki przemyto zimną wodą destylowaną, aż do uzyskania obojętnego odczynu pH wody przemywającej, to jest pH 7. Po czym skóry namoczono przy użyciu etanolu spożywczego (95,6%), przy stosunku ciało stałe/rozpuszczalnik wynoszącym 1 : 2 (wag./obj.), pozostawiono na noc w celu usunięcia tłuszczu i kilkakrotnie przemyto zimną wodą destylowaną. Wszystkie procedury przeprowadzono przy temperaturze około 4°C. Żelatynę ekstrahowano ze wstępnie obrobionych skór, przy stosunku frakcja stała/woda destylowana wynoszącym 1 : 3 (wag./obj.), przez 4 godziny w temperaturze 45°C ±1,5°C. Następnie żelatynę zebrano przez filtrację i liofilizowano podobnie jak opisano dla wyżej wspomnianego sposobu. Ekstrakcje przeprowadzano w trzech powtórzeniach.

W jeszcze innym sposobie, znanym ze wspomnianej publikacji, żelatynę otrzymano przy użyciu rozcieńczonych alkaliów i obróbki wstępnej kwasami organicznymi i nieorganicznymi. Ten sposób został oparty na metodzie opisanej przez Grossmana i Bergman (1992) z modyfikacjami. Zgodnie z tym sposobem skóry były moczone w 0,2% NaOH przez 2 godziny, przy stosunku próbka/roztwór alkaliczny wynoszącym 1 : 6 (wag./obj.). Potem skóry potraktowane alkaliami przemywano wodą destylowaną w temperaturze 10°C, do osiągnięcia odczynu pH 7, i moczono w 0,2% H2SO4 przez 2 godziny, przy stosunku próbka/roztwór kwasu wynoszącym 1 : 6 (wag./obj.). Następnie skóry potraktowane kwasem mineralnym przemywano wodą destylowaną w temperaturze 10°C, aż do momentu, gdy popłuczyny miały odczyn pH 7, i nasączano 1,0% wodnym roztworem kwasu cytrynowego przez 2 godziny, przy stosunku próbka/roztwór kwasu cytrynowego wynoszącym 1 : 6 (wag./obj.). Po czym skóry potraktowane kwasem cytrynowym ponownie przemywano wodą destylowaną w temperaturze 10°C, aż popłuczyny osiągnęły odczyn pH 7, i poddano je końcowemu przemyciu wodą destylowaną w celu usunięcia wszelkich pozostałości soli. Wstępnie przygotowane skóry umieszczono w naczyniu zawierającym wodę destylowaną i ekstrahowano w temperaturze 45°C ±1,5°C. Po całonocnej ekstrakcji, mieszaninę przesączono, a następnie liofilizowano w celu całkowitego usunięcia wilgoci, jak opisano dla wyżej wspomnianych sposobów. Ekstrakcje przeprowadzono w trzech powtórzeniach.

Z publikacji opisu zgłoszeniowego P.424604 wynalazku pt. „Produkt hydrolizy żelatyny pozyskanej ze skóry karpia i sposób jego otrzymywania” znany jest sposób wytwarzania produktu hydrolizy żelatyny pozyskanej ze skóry karpia, zawierający aktywny peptyd o właściwościach przeciwutleniających, zidentyfikowany jako Alanina-Tyrozyna, cechujący się wysoką rozpuszczalnością w wodzie w szerokim zakresie odczynu pH. Zgodnie ze wspomnianą publikacją, hydrolizat żelatyny ze skóry karpia uzyskiwano przez dodatek enzymu proteolitycznego subtylizyny, otrzymywanego, przykładowo z Bacillus subtilis, w ilości 2% masy liofilizowanej żelatyny o zawartości białka 82%. Otrzymany hydrolizat żelatyny wykazywał aktywność przeciwutleniającą określoną w oparciu o siłę redukującą jonów żelaza (III) zgodnie z metodą FRAP na poziomie 5,14-3,70 μΜ troloksu na mg liofilizatu.

Wytworzony hydrolizat żelatyny zawierał między innymi białko w ilości 80,09 ±0,43% wagowo całkowitej masy i tłuszcz w ilości 0,93% wagowo całkowitej masy, jako składniki odżywcze. Na profil aminokwasów w białku składała się głównie alanina, arginina, kwas asparaginowy, kwas glutaminowy, glicyna, lizyna, metionina, prolina + hydroksyprolina, seryna, treonina i walina.

Znany z wyżej wymienionej publikacji i dostępnej literatury sposób otrzymywania hydrolizatu żelatyny polegał na tym, że skóry z karpia (Cyprinus carpio), będące produktem ubocznym w procesie filetowania ryb, poddawane były moczeniu w 0,1 M NaOH przez 6 godzin, następnie w alkoholu etylowym przez 12 godzin, w temperaturze 4°C. Żelatynę ekstrahowano w wodzie przez 4 godziny w temperaturze 45°C ±1°C. Otrzymany roztwór poddawany był procesowi liofilizacji. W jednym z przykładów wykonania 12,25 g liofilizowanej żelatyny o zawartości białka 82% rozpuszczano w 150 ml wody destylowanej o temperaturze 50°C, jednocześnie dodając 1 M HCl, w takiej ilości, aby doprowadzić odczyn pH roztworu do wartości 7. Dodawanie HCl do roztworów w celu uzyskania żądanego odczynu pH roztworu jest dobrze znane ze stanu techniki. Z różnych publikacji wynika, że po dodaniu HCl do roztworu sprawdza się odczyn pH roztworu i dodaje się tyle HCl, ciągle sprawdzając wartość odczynu pH, aż doprowadzi się odczyn pH roztworu do żądanej wartości odczynu pH. Pomiary odczynu pH roztworu są łatwiejsze aniżeli obliczenie, ile HCl należy dodać, aby doprowadzić odczyn pH roztworu do żądanej wartości odczynu pH.

Hydrolizę enzymatyczną rozpoczynano przez dodatek enzymu proteolitycznego subtylizyny, otrzymywanego, przykładowo z Bacillus subtilis, w ilości 2% w stosunku do substratu. Proces hydrolizy prowadzono przez 180 minut w temperaturze 50°C, utrzymując stale odczyn pH roztworu o wartości 7 poprzez dodatek 1 M NaOH w ilości pozwalającej na ciągłe utrzymywanie odczynu pH roztworu na poziomie o wartości pH 7. Reakcję hamowano poprzez ogrzewanie hydrolizatu w temperaturze 90°C przez 15 minut, po czym otrzymany roztwór chłodzono w łaźni z lodem przez 10 minut, a następnie wirowano przy obrotach 1000 x g przez 15 minut w temperaturze 4°C. Wyrażenie 1000 x g opisuje siłę przyspieszenia przykładaną do próbki w wirówce, którą mierzy się wielokrotnością, w tym przypadku 1000 razy, standardowego przyspieszenia z powodu grawitacji na powierzchni Ziemi albo przyspieszenia wywołanego grawitacją Ziemi. W przypadku energicznego mieszania można je prowadzić do 10000 x g. W celu otrzymania hydrolizatu żelatyny produkt wirowania poddawano liofilizacji.

Za właściwości przeciwutleniające otrzymywanej powłoki odpowiada hydrolizat żelatyny ze skór karpia, zawierający biologicznie aktywne peptydy definiowane jako fragmenty białek, które pozostają nieaktywne w sekwencji swoich prekursorów, natomiast po uwolnieniu przez enzymy proteolityczne mogą oddziaływać z odpowiednimi receptorami, wykazując działanie przeciwutleniające. Hydrolizaty białkowe, które zawierają peptydy przeciwutleniające, można stosować jako składnik bioaktywny w powłokach biopolimerowych. W skład omawianej powłoki wchodzi hydrolizat żelatyny ze skór karpia, będący źródłem między innymi przeciwutleniającego peptydu o sekwencji Alanina-Tyrozyna oraz wykazujący działanie antymikrobiologiczne.

Dotychczas została opracowana technologia produkcji powłok aktywnych o właściwościach przedłużających trwałość łatwopsującej się żywności. W skład tych powłok wchodził polisacharyd oraz białko pochodzenia zwierzęcego, na przykład hydrolizat żelatyny rybnej (Jamróz et al., 2021; Tkaczewska et al., 2021).

Furcellaran znany ze stanu techniki jest anionowym polisacharydem pozyskiwanym z czerwonych alg (Furcellaria lumbricalis), a jego właściwości strukturalne i funkcjonalne są zbliżone do K-karagenianu. Stanowi on bazę dla wielu aktywnych materiałów opakowaniowych (Jamróz et al., 2020; Jamróz, Kulawik, Guzik, & Duda, 2019; Jamróz, Kulawik, Kopel, et al., 2019; Jancikova, Jamróz, Kulawik, Tkaczewska, & Dordevic, 2019).

Chitozan jest polisacharydem, który nadaje foliom właściwości przeciwdrobnoustrojowe. Przy pozyskiwaniu chitozanu z chityny otrzymuje się biodegradowalny polimer o szerokim zastosowaniu w medycynie, weterynarii, kosmetyce, a także w ochronie środowiska. Ma również właściwości nawilżające.

Celem niniejszego wynalazku jest udostępnienie sposobu sporządzania folii trójwarstwowej z pierwszą warstwą z furcellaranem i glicerolem.

Istotą wynalazku jest sposób wytwarzania folii trójwarstwowej do pakowania produktów żywnościowych z pierwszą warstwą z furcellaranem i glicerolem osuszoną przez odparowanie wody z roztworu do wytwarzania pierwszej warstwy zawierającego furcellaran i glicerol, ze środkową warstwą osuszoną przez odparowanie wody z roztworu do wytwarzania środkowej warstwy nałożonego na pierwszą warstwę, i z trzecią warstwą z chitozanem i glicerolem osuszoną przez odparowanie wody z roztworu do wytwarzania trzeciej warstwy zawierającego chitozan i glicerol i nałożonego na środkową warstwę, chrakteryzujący się tym, że przygotowując roztwór furcellaranu służący do wytworzenia pierwszej warstwy, furcellaran rozpuszcza się w wodzie destylowanej w ilości od 0,98% do 1,01%, korzystnie 0,99% wagowo użytej wody destylowanej i pozostawia do spęcznienia przez od 0,9 godziny do 1,1 godziny, korzystnie przez 1 godzinę, i następnie rozpuszcza się dalej w trakcie mieszania w czasie od 18 minut do 25 minut w temperaturze od 125°C do 140°C, korzystnie w temperaturze 130°C, aż do całkowitego rozpuszczenia, a otrzymany roztwór furcellaranu schładza się do temperatury od 48°C do 52°C, korzystnie do temperatury 50°C, do którego dodaje się glicerol w ilości od 0,98% do 1,00%, korzystnie 0,99% masy roztworu furcellaranu, w ilości od 0,986% do 0,988%, korzystnie 0,987% całkowitej masy roztworu do wytwarzania pierwszej warstwy z furcellaranem i glicerolem, i miesza się podczas mieszania w temperaturze pokojowej z roztworem furcellaranu w czasie od 8 minut do 15 minut, korzystnie przez 10 minut, przy obrotach od 800 x g do 1000 x g, korzystnie przy obrotach 900 x g, a do roztworu furcellaranu z glicerolem dodaje się hydrolizat żelatynowy (HGEL) ze skóry karpia w ilości od 0,29% do 0,31%, korzystnie 0,30%, całkowitej masy roztworu do wytwarzania pierwszej warstwy folii z furcellaranem i glicerolem, otrzymany po rozpuszczeniu hydrolizatu żelatynowego (HGEL) ze skóry karpia w wodzie destylowanej w ilości od 1,5% do 7,5% wagowo użytej wody destylowanej, po czym otrzymany roztwór do wytwarzania pierwszej warstwy wlewa się do formy i pozostawia się aż roztwór przyjmie postać żelu, przygotowując natomiast wodny roztwór z furcellaranem w ilości od 99,75% do 99,85%, korzystnie 99,80%, całkowitej masy roztworu do wytwarzania środkowej warstwy i służący do wytworzenia środkowej warstwy, furcellaran rozpuszcza się w wodzie destylowanej w ilości od 0,98% do 1,01%, korzystnie 0,99% wagowo użytej wody destylowanej i pozostawia do spęcznienia przez od 0,9 godziny do 1,1 godziny, korzystnie przez 1 godzinę, i następnie miesza się w czasie od 18 minut do 25 minut w temperaturze od 125°C do 140°C, korzystnie w temperaturze 130°C, aż do całkowitego rozpuszczenia, a otrzymany wodny roztwór z furcellaranem schładza do temperatury od 48°C do 52°C, korzystnie do temperatury 50°C, a następnie dodaje się 10% kwas solny w ilości od 0,15% do 0,25%, korzystnie 0,20%, całkowitej masy roztworu do wytwarzania środkowej warstwy z furcellaranem, i miesza się go z wodnym roztworem furcellaranu w czasie od 9 minut do 12 minut, korzystnie przez 10 minut, przy obrotach od 800 x g do 1000 x g, korzystnie przy obrotach 900 x g, po czym otrzymany roztwór do wytwarzania środkowej warstwy wlewa się do formy na żel powstały z roztworu do wytwarzania pierwszej warstwy i pozostawia się aż roztwór do wytwarzania środkowej warstwy przyjmie postać żelu, zaś przygotowując roztwór do wytwarzania trzeciej warstwy z chitozanem i glicerolem w ilości od 98,25% do 98,27%, korzystnie 98,26% całkowitej masy roztworu do wytwarzania trzeciej warstwy, do roztworu chitozanu uzyskanego po rozpuszczeniu chitozanu w 2% kwasie octowym w ilości od 0,98% do 1,01%, korzystnie 1,00% wagowo użytego 2% kwasu octowego i jego mieszaniu z 2% kwasem octowym przez 5 do 6 godzin z tolerancją ±15 minut, w temperaturze do 78°C do 82°C, korzystnie w temperaturze 80°C, przy obrotach od 800 x g do 1000 x g, korzystnie przy obrotach 900 x g, w temperaturze 35°C, dodaje się podczas mieszania glicerol w ilości od 0,98% do 1,00%, korzystnie 0,99% całkowitej masy 2% kwasu octowego i chitozanu, w ilości od 0,986% do 0,988%, korzystnie 0,987% całkowitej masy roztworu do wytwarzania trzeciej warstwy, i jego mieszaniu z 2% kwasem octowym z chitozanem w czasie od 8 minut do 15 minut, korzystnie przez 10 minut, przy obrotach od 800 x g do 1000 x g, korzystnie przy obrotach 900 x g, w temperaturze 35°C, a następnie do wytworzonego roztworu do wytwarzania trzeciej warstwy z chitozanem i glicerolem, dodaje się hydrolizat żelatynowy (HGEL) ze skóry karpia w ilości od 0,73% do 0,75%, korzystnie 0,74% całkowitej masy roztworu do wytwarzania trzeciej warstwy folii, otrzymany po rozpuszczeniu hydrolizatu żelatynowego (HGEL) ze skóry karpia w wodzie destylowanej w ilości od 1,5% do 7,5% wagowo użytej wody destylowanej, dodanego podczas mieszania na mieszadle w czasie od 25 minut do 35 minut, korzystnie przez 30 minut, przy obrotach od 800 x g do 1000 x g, korzystnie przy obrotach 900 x g, w temperaturze 40°C, po czym otrzymany roztwór do wytwarzania trzeciej warstwy wlewa się do formy na żel powstały z roztworu do wytwarzania środkowej warstwy i pozostawia się aż roztwór do wytwarzania trzeciej warstwy przyjmie postać żelu.

Hydrolizat żelatynowy do wytwarzania folii trójwarstwowej można pozyskiwać z liofilizowanej żelatyny wytworzonej ze skóry z karpia (Cyprinus carpio), którą poddaje się moczeniu najpierw w 0,1 M NaOH przez 6 godzin, a następnie w 96% alkoholu etylowym przez 12 godzin, w temperaturze 4°C, po czym żelatynę ekstrahuje się w wodzie przez 4 godziny w temperaturze 45°C ±1°C, a otrzymany roztwór poddaje się procesowi liofilizacji.

Korzystnie, hydrolizat żelatynowy pozyskuje się z 12,25 g liofilizowanej żelatyny o zawartości białka 82%, którą rozpuszcza się w 150 ml wody destylowanej o temperaturze 50°C, jednocześnie dodając 1 M HCl w takiej ilości, aby doprowadzić odczyn pH roztworu do wartości pH 7, po czym rozpoczyna się hydrolizę enzymatyczną przez dodatek enzymu proteolitycznego subtylizyny, otrzymywanego z Bacillus subtilis, w ilości 2% w stosunku do substratu i proces hydrolizy prowadzi się przez 180 minut w temperaturze 50°C, przy czym proces hydrolizy hamuje się poprzez ogrzewanie hydrolizatu w temperaturze 90°C przez 15 minut, po czym otrzymany roztwór chłodzi się w łaźni z lodem przez 10 minut, a następnie odwirowuje się przy obrotach 1000 x g przez 15 minut w temperaturze 4°C i w celu otrzymania hydrolizatu żelatynowego produkt wirowania poddaje się liofilizacji.

Wynalazek, jak wykazały badania, a mianowicie wytworzona według zgłaszanego sposobu folia trójwarstwowa, wykazująca aktywność przeciwdrobnoustrojową oraz fakt, iż ulega szybkiej biodegradacji, nawet w przeciągu 3 tygodni, może znaleźć zastosowanie w przemyśle spożywczym jako sposób utrwalania łatwopsujących się produktów spożywczych, po ich zawinięciu w folię utworzoną zgodnie ze zgłaszanym sposobem.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym Fig. 1A i 1B przedstawiają schemat blokowy jednego ze sposobów przygotowania wodnego roztworu furcellaranu, Fig. 2 przedstawia schemat blokowy kontynuacji wytwarzania środkowej warstwy z roztworu furcellaranu z kwasem solnym, a na Fig. 3A i 3B przedstawiono schemat blokowy jednego ze sposobów przygotowania roztworu chitozanu z glicerolem i hydrolizatem żelatynowym i formowania trzeciej warstwy i Fig. 4 przedstawia schematycznie folię trójwarstwową do pakowania produktów żywnościowych, zgodnej z wynalazkiem.

Na Fig. 1A i 1B przedstawiono schemat blokowy jednego ze sposobów przygotowania roztworu furcellaranu z glicerolem i hydrolizatem żelatynowym służącego do wytworzenia pierwszej warstwy folii trójwarstwowej, w którym, w kroku 10 furcellaran dodaje się do wody destylowanej. W jednym przykładzie furcellaran miesza się w ilości 0,98% wagowo użytej wody destylowanej, w innym przykładzie furcellaran miesza się w ilości 1,01% wagowo użytej wody destylowanej, korzystnie w ilości 0,99% wagowo użytej wody destylowanej. Po tym w kroku 11 furcellaran pozostawia się do spęcznienia, w jednym przypadku przez 0,9 godziny, w innym przypadku przez 1,1 godziny, korzystnie przez 1 godzinę. Następnie w kroku 12 rozpuszcza się furcellaran w trakcie mieszania w cz asie od 18 minut do 25 minut, w jednym przykładzie w temperaturze 125°C, w innym przykładzie w temperaturze 140°C, korzystnie w temperaturze 130°C, aż do całkowitego rozpuszczenia, po czym w kroku 13 roztwór wodny furcellaranu schładza się, w jednym przypadku do temperatury 48°C, w jeszcze innym przypadku do temperatury 52°C, korzystnie do temperatury 50°C. W kroku 14 do uprzednio przygotowanego roztworu furcellaranu, w ilości od 98,69% do 98,71%, korzystnie 98,70% całkowitej masy pierwszego roztworu powłokotwórczego, podczas mieszania roztworu furcellaranu, dodaje się glicerol w ilości od 0,98% do 1,00%, korzystnie 0,99% masy roztworu furcellaranu, w ilości od 0,986% do 0,988%, korzystnie 0,987% całkowitej masy roztworu do wytwarzania pierwszej warstwy z furcellaranem i glicerolem, po czym całość miesza się w kroku 15 w czasie od 8 minut do 15 minut, korzystnie przez 10 minut, przy obrotach od 800 x g do 1000 x g, korzystnie przy obrotach 900 x g. Następnie w kroku 16 do roztworu zawierającego furcellaran i glicerol dodaje się hydrolizat żelatynowy w ilości od 0,29% do 0,31%, korzystnie 0,30%, całkowitej masy roztworu do wytwarzania pierwszej warstwy folii, otrzymany po rozpuszczeniu hydrolizatu żelatynowego (HGEL) ze skóry karpia w wodzie destylowanej w ilości od 1,5% do 7,5% wagowo użytej wody destylowanej, po czym w kroku 17 otrzymany roztwór miesza się w temperaturze pokojowej. W celu wytworzenia pierwszej warstwy folii trójwarstwowej, pierwszy roztwór powłokotwórczy zawierający roztwór furcellaranu, glicerol i hydrolizat żelatynowy w kroku 18 wylewa się do formy aż do osiągnięcia w formie wysokości roztworu w granicach od 0,1 mm do 1,5 mm. Pierwszy roztwór powłokotwórczy suszy się do przyjęcia formy żelu, w temperaturze pokojowej wynoszącej od 20°C do 22°C oraz wilgotności od 40% do 45% w czasie 18 minut w jednym przykładzie wykonania, a 22 minut w innym przykładzie wykonania, korzystnie 20 minut w jeszcze innym przykładzie wykonania.

Fig. 2 przedstawia schemat blokowy kontynuacji wytwarzania środkowej warstwy z roztworu furcellaranu z kwasem solnym, po wcześniejszym wytworzeniu roztworu furcellaranu podobnie jak to przedstawiono na Fig. 1A. W kroku 20 do roztworu roztworu furcellaranu dodaje się 10% kwas solny w ilości 0,15% w jednym przykładzie wykonania, a 0,25% w innym przykładzie wykonania, korzystnie

0,20%, całkowitej masy roztworu do wytwarzania środkowej warstwy z furcellaranem. Następnie w kroku 21 miesza się roztwór furcellaranu z kwasem solnym w czasie od 9 minut do 12 minut, korzystnie przez 10 minut, przy obrotach od 800 x g do 1000 x g, korzystnie przy obrotach 900 x g. Natomiast w kroku 22 z otrzymanego roztworu formuje się środkową warstwę folii trójwarstwowej, wylewając roztwór foliotwórczy na wcześniej przygotowaną pierwszą warstwę i pozostawia na 20 minut, aż do uformowania środkowej warstwy folii trójwarstwowej.

Na Fig. 3A i 3B przedstawiono schemat blokowy jednego ze sposobów przygotowania roztworu chitozanu i formowania trzeciej warstwy, co kończy wytwarzanie folii trójwarstwowej. W kroku 30 chitozan dodaje się do 2% kwasu octowego albo do 1,9% kwasu octowego, albo do 2,1% kwasu octowego, po czym w kroku 31 chitozan rozpuszcza się w kwasie octowym. W jednym z przykładów w kwasie octowym o jednym ze stężeń podanych powyżej rozpuszcza się chitozan w ilości 0,98% wagowo użytego kwasu octowego. W innym z przykładów w kwasie octowym o jednym ze stężeń podanych powyżej rozpuszcza się chitozan w ilości 1,01% wagowo kwasu octowego, a w jeszcze innym z przykładów w kwasie octowym o jednym ze stężeń podanych powyżej rozpuszcza się chitozan w ilości wybranej z przedziału od 0,98% do 1,01% wagowo kwasu octowego. Następnie w kroku 32 roztwór ten miesza się przez 5 do 6 godzin z tolerancją ±15 minut, w jednym przykładzie w temperaturze 78°C, w innym przykładzie miesza się w temperaturze 82°C, korzystnie miesza się w temperaturze 80°C, tak jak to pokazano na Fig. 3A. Po czym w kroku 33 do otrzymanego roztworu chitozanu dodaje się glicerol w ilości od 0,98% do 1,00%, korzystnie 0,99% całkowitej masy kwasu octowego o jednym ze stężeń podanych powyżej i chitozanu, a otrzymany roztwór miesza się w kroku 34 w czasie od 8 minut do 15 minut, korzystnie przez 10 minut, przy obrotach od 800 x g do 1000 x g, korzystnie przy obrotach 900 x g, w temperaturze 35°C. Do tak przygotowanego roztworu chitozanu z glicerolem w kroku 35 dodaje się hydrolizat żelatynowy (HGEL) w ilości od 0,73% do 0,75%, korzystnie 0,74% całkowitej masy roztworu do wytwarzania trzeciej warstwy folii, otrzymany po rozpuszczeniu hydrolizatu żelatynowego (HGEL) ze skóry karpia w wodzie destylowanej w ilości od 1,5% do 7,5% wagowo użytej wody destylowanej, aby następnie w kroku 36 roztwór zmieszał się na mieszadle w czasie od 25 minut do 35 minut, korzystnie przez 30 minut, przy obrotach od 800 x g do 1000 x g, korzystnie przy obrotach 900 x g, w temperaturze 40°C. W celu wytworzenia trzeciej warstwy folii trójwarstwowej, trzeci roztwór powłokotwórczy zawierający roztwór chitozanu, glicerol i hydrolizat żelatynowy w kroku 37 wylewa się do formy na uprzednio wylane warstwy, suszy się, aż do przyjęcia formy żelu w kroku 38, w temperaturze pokojowej wynoszącej od 20°C do 24°C, korzystnie w temperaturze 22°C oraz wilgotności od 40% do 45% w czasie 18 minut w jednym przykładzie wykonania, a 22 minut w innym przykładzie wykonania, korzystnie 20 minut w jeszcze innym przykładzie wykonania.

Fig. 4 przedstawia schematycznie zgodną z wynalazkiem folię trójwarstwową 40 do pakowania produktów żywnościowych. Przedstawiona folia trójwarstwowa 40 zawiera pierwszą warstwę 41 folii trójwarstwowej powstałą z opisanego wyżej roztworu furcelleranu, glicerolu i hydrolizatu żelatynowego w ilości 1,4 l/m² w pierwszym przykładzie wykonania, a 1,45 l/m² w innym przykładzie wykonania, środkową warstwę 42 folii trójwarstwowej powstałą z opisanego wyżej roztworu furcellaranu, kwasu solnego w ilości 1,16 l/m² w pierwszym przykładzie wykonania, a 1,165 l/m² w innym przykładzie wykonania, i trzecią warstwę 43 folii trójwarstwowej powstałą z opisanego wyżej roztworu chitozanu rozpuszczonego kwasie octowym, glicerolu i hydrolizatu żelatynowego w ilości 1,16 l/m² w pierwszym przykładzie wykonania, a 1,165 l/m² w innym przykładzie wykonania. Tak przygotowana folia trójwarstwowa miała grubość do 1,7 mm.

Przykładowo, chcąc otrzymać folię o grubości 1,12 mm z pierwszą warstwą o grubości 0,4 mm, drugą warstwą o grubości 0,4 mm i z trzecią warstwą o grubości 0,32 mm, do pojemnika prostopadłościennego o wymiarach dna 25,0 cm χ 37,5 cm wlano roztwór do wytwarzania pierwszej warstwy, który zawierał wodny roztwór furcellaranu w ilości 249,96 g uzyskany po rozpuszczeniu 2,46 g furcellaranu w wodzie destylowanej w ilości 247,5 g i pozostawiony początkowo do spęcznienia przez 1,0 godzinę, i następnie rozpuszczony w trakcie mieszania w jednym przypadku w czasie 18 minut, a w innym przypadku w czasie 25 minut, w temperaturze w jednym przypadku 125°C, a w innym przypadku 140°C, korzystnie w temperaturze 130°C, aż do całkowitego rozpuszczenia, następnie schłodzony w jednym przypadku do temperatury 48°C, a w innym przypadku do 52°C, korzystnie do temperatury 50°C, glicerol dodany do otrzymanego roztworu furcellaranu w ilości od 2,5 g i mieszany z roztworem furcellaranu w jednym przypadku w czasie 8 minut, a w innym przypadku 15 minut, korzystnie przez 10 minut, przy obrotach 900 x g oraz hydrolizat żelatynowy (HGEL) ze skóry karpia w ilości 0,75 g otrzymany po rozpuszczeniu hydrolizatu żelatynowego (HGEL) ze skóry karpia w wodzie destylowanej w ilości 4,0% wagowo użytej wody destylowanej, dodany podczas mieszania w temperaturze pokojowej do roztworu do wytwarzania pierwszej warstwy z furcellaranem i glicerolem. Pierwszy roztwór powłokotwórczy został poddany osuszaniu w temperaturze pokojowej 22°C oraz wilgotności 45% w czasie 22 minut, aż do przyjęcia formy żelu. Do wspomnianego pojemnika na żel został wlany roztwór do wytwarzania środkowej warstwy z furcellaranem, który zawiera wodny roztwór furcellaranu w ilości 249,5 g, uzyskany po rozpuszczeniu furcellaranu w wodzie destylowanej w ilości 0,99% wagowo użytej wody destylowanej i pozostawiony początkowo do spęcznienia przez 1,0 godzinę, i następnie rozpuszczony w trakcie mieszania w jednym przypadku w czasie 18 minut, a w innym przypadku w czasie 25 minut, w temperaturze w jednym przypadku 125°C, a w innym przypadku 140°C, korzystnie w temperaturze 130°C, aż do całkowitego rozpuszczenia, następnie schłodzony do temperatury w jednym przypadku 48°C, a w innym przypadku 52°C, korzystnie do temperatury 50°C, korzystnie przez 10 minut, zawiera 10% kwas solny w ilości 0,5 g dodany do roztworu furcellaranu i mieszany z roztworem furcellaranu w jednym przypadku przez 9 minut, a w innym przypadku przez 12 minut, przy obrotach 900 x g. Drugi roztwór powłokotwórczy został poddany osuszaniu w temperaturze pokojowej 22°C oraz wilgotności 45% w czasie 20 minut, aż do przyjęcia formy żelu. Do wspomnianego pojemnika na żel wytworzony z drugiego roztworu został wlany roztwór do wytwarzania trzeciej warstwy, który zawierał roztwór chitozanu w ilości 200,0 g uzyskany po rozpuszczeniu chitozanu w ilości 2,0 g w 2% kwasie octowym w ilości 198,0 g i jego mieszaniu z 2% kwasem octowym przez 5 do 6 godzin z tolerancją ±15 minut, w temperaturze w jednym przypadku 78°C, a w innym przypadku 82°C, przy obrotach 900 x g, glicerol dodany podczas mieszania do otrzymanego roztworu chitozanu w ilości 2,0 g i mieszany z 2% kwasem octowym z chitozanem w czasie w jednym przypadku 8 minut, a w innym przypadku 15 minut, przy obrotach 900 x g, i hydrolizat żelatynowy (HGEL) ze skóry karpia w ilości 1,5 g, otrzymany po rozpuszczeniu hydrolizatu żelatynowego (HGEL) ze skóry karpia w wodzie destylowanej w ilości w jednym przypadku 1,5%, a w innym przypadku 7,5% wagowo użytej wody destylowanej, dodanego podczas mieszania na mieszadle w czasie w jednym przypadku 25 minut, a w innym przypadku 35 minut, przy obrotach 900 x g, w temperaturze 40°C, do roztworu do wytwarzania trzeciej warstwy. Folię trójwarstwową, po wlaniu roztworu do wytwarzania trzeciej warstwy do pojemnika, pozostawiono do wyschnięcia pod digestorium przez 24 godziny w temperaturze pokojowej 22°C.

Przedmiot wynalazku został ponadto opisany w przykładach wykonania przedstawionych poniżej.

Przykład 1

W celu otrzymania roztworu służącego do wytworzenia pierwszej warstwy folii trójwarstwowej przygotowuje się roztwór wodny furcellaranu w ten sposób, że 2,5 g furcellaranu rozpuszcza się w 247,5 ml wody destylowanej. W pierwszej kolejności roztwór furcellaranu pozostawia się początkowo do spęcznienia przez 1,1 godziny i następnie rozpuszcza się go w trakcie mieszania w czasie 20 minut w temperaturze 130°C, aż całkowicie się rozpuści, a następnie temperaturę roztworu obniża się do 50°C. Następnie podczas mieszania roztworu furcellaranu dodaje się 2,5 g glicerolu, po czym całość miesza się przez 10 minut, przy obrotach 800 x g. Potem do roztworu zawierającego furcellaran i glicerol dodaje się 0,75 g hydrolizatu żelatynowego, po czym otrzymany roztwór miesza się w temperaturze pokojowej. Aby wytworzyć pierwszą warstwę folii trójwarstwowej, pierwszy roztwór powłokotwórczy zawierający roztwór furcellaranu, glicerol i hydrolizat żelatynowy w kroku 18 wylewa się do formy aż do osiągnięcia w formie wysokości roztworu w pierwszym przykładzie wykonania 0,1 mm, a w innym 1,5 mm. Pierwszy roztwór powłokotwórczy suszy się do przyjęcia formy żelu, w temperaturze pokojowej 20°C oraz wilgotności 40% w czasie 20 minut.

Aby otrzymać roztwór do wytwarzania środkowej warstwy folii trójwarstwowej 250 ml porcję roztworu furcellaranu zakwasza się kwasem solnym. W tym celu dodaje się 10 kropel 10% kwasu solnego, co odpowiada 0,5 ml, i miesza przez 10 minut. Tak przygotowany roztwór furcellaranu z kwasem solnym wylewa się na wcześniej przygotowaną pierwszą warstwę żelową furcellaranu i pozostawia na 20 minut, formując środkową warstwę folii trójwarstwowej.

Ostatnim etapem procesu wytwarzania folii trójwarstwowej jest przygotowanie roztworu chitozanu i formowania trzeciej warstwy. Roztwór do wytwarzania trzeciej warstwy zawiera chitozan, glicerol oraz hydrolizat żelatynowy, do wytworzenia którego 2,0 g chitozanu rozpuszcza się w 198,0 ml 2% kwasu octowego i miesza się przez 6 godzin z tolerancją ±15 minut, w temperaturze 80°C, przy obrotach od 800 x g do 1000 x g. Następnie podczas mieszania roztworu chitozanu z kwasem octowym dodaje się 2,0 ml glicerolu, po czym całość miesza się przez 10 minut, przy obrotach 800 x g. Potem do roztworu chitozanu dodaje się 1,5 g hydrolizatu żelatynowego i pozostawia na mieszadle na 30 minut, w temperaturze 40°C, po czym otrzymany roztwór wylewa się na drugą warstwę żelową furcellaranu. W ten sposób przygotowaną folię trójwarstwową pozostawia się do wyschnięcia pod digestorium przez 24 godziny w temperaturze pokojowej.

Przykład 2

W celu otrzymania roztworu służącego do wytworzenia pierwszej warstwy folii trójwarstwowej przygotowuje się roztwór wodny furcellaranu w ten sposób, że 2,5 g furcellaranu rozpuszcza się w 247,5 ml wody destylowanej. W pierwszej kolejności roztwór furcellaranu pozostawia się początkowo do spęcznienia przez 1 godzinę i następnie rozpuszcza się go w trakcie mieszania w czasie 18 minut w temperaturze 140°C, aż całkowicie się rozpuści, a następnie temperaturę roztworu obniża się do 48°C. Następnie podczas mieszania roztworu furcellaranu dodaje się 2,4 g glicerolu, po czym całość miesza się przez 15 minut, przy obrotach 900 x g. Potem do roztworu zawierającego furcellaran i glicerol dodaje się 0,735 g hydrolizatu żelatynowego, po czym otrzymany roztwór miesza się w temperaturze pokojowej. Aby wytworzyć pierwszą warstwę folii trójwarstwowej, pierwszy roztwór powłokotwórczy zawierający roztwór furcellaranu, glicerol i hydrolizat żelatynowy wylewa się do formy aż do osiągnięcia w formie wysokości roztworu w pierwszym przykładzie wykonania 0,1 mm, a w innym 1,5 mm. Pierwszy roztwór powłokotwórczy suszy się do przyjęcia formy żelu, w temperaturze pokojowej 22°C oraz wilgotności 45% w czasie 22 minut.

Aby otrzymać roztwór do wytwarzania środkowej warstwy folii trójwarstwowej 250 ml porcję roztworu furcellaranu zakwasza się kwasem solnym. W tym celu dodaje się 9 kropel 10% kwasu solnego, co odpowiada 0,45 ml, i miesza przez 9 minut. Tak przygotowany roztwór furcellaranu z kwasem solnym wylewa się na wcześniej przygotowaną pierwszą warstwę żelową furcellaranu i pozostawia na 20 minut, formując środkową warstwę folii trójwarstwowej.

Ostatnim etapem procesu wytwarzania folii trójwarstwowej jest przygotowanie roztworu chitozanu i formowania trzeciej warstwy. Roztwór do wytwarzania trzeciej warstwy zawiera chitozan, glicerol oraz hydrolizat żelatynowy, do wytworzenia którego 2,0 g chitozanu rozpuszcza się w 200,0 ml 2,1% kwasu octowego i miesza się przez 5 godzin z tolerancją ±15 minut, w temperaturze 82°C, przy obrotach od 800 x g do 1000 x g. Następnie podczas mieszania roztworu chitozanu z kwasem octowym dodaje się 2,05 ml glicerolu, po czym całość miesza się przez 12 minut, przy obrotach 900 x g. Potem do roztworu chitozanu dodaje się 1,55 g hydrolizatu żelatynowego i pozostawia na mieszadle na 35 minut, w temperaturze 40°C, po czym otrzymany roztwór wylewa się na drugą warstwę żelową furcellaranu. W ten sposób przygotowaną folię trójwarstwową pozostawia się do wyschnięcia pod digestorium przez 24 godziny w temperaturze pokojowej.

Ostatnim etapem procesu wytwarzania folii trójwarstwowej jest przygotowanie roztworu chitozanu i formowania trzeciej warstwy. Roztwór do wytwarzania trzeciej warstwy zawiera chitozan, glicerol oraz hydrolizat żelatynowy, do wytworzenia którego 2,0 g chitozanu rozpuszcza się w 198,0 ml 2% kwasu octowego i miesza się przez 5 godzin z tolerancją ±15 minut, w temperaturze 80°C, przy obrotach od 800 x g do 1000 x g. Następnie podczas mieszania roztworu chitozanu z kwasem octowym dodaje się 2,0 ml glicerolu, po czym całość miesza się przez 10 minut, przy obrotach 800 x g. Potem do roztworu chitozanu dodaje się 1,5 g hydrolizatu żelatynowego i pozostawia na mieszadle na 30 minut, w temperaturze 40°C, po czym otrzymany roztwór wylewa się na drugą warstwę żelową furcellaranu. W ten sposób przygotowaną folię trójwarstwową pozostawia się do wyschnięcia pod digestorium przez 24 godziny w temperaturze pokojowej.

Przykład 3

W celu otrzymania roztworu służącego do wytworzenia pierwszej warstwy folii trójwarstwowej przygotowuje się roztwór wodny furcellaranu w ten sposób, że 2,45 g furcellaranu rozpuszcza się w 247,55 ml wody destylowanej. W pierwszej kolejności roztwór furcellaranu pozostawia się początkowo do spęcznienia przez 0,9 godzinę i następnie rozpuszcza się go w trakcie mieszania w czasie 22 minut w temperaturze 135°C, aż całkowicie się rozpuści, a następnie temperaturę roztworu obniża się do 52°C. Następnie podczas mieszania roztworu furcellaranu dodaje się 2,4 ml glicerolu, po czym całość miesza się przez 12 minut, przy obrotach 900 x g. Potem do roztworu zawierającego furcellaran i glicerol dodaje się 0,755 g hydrolizatu żelatynowego, po czym otrzymany roztwór miesza się w temperaturze pokojowej. Aby wytworzyć pierwszą warstwę folii trójwarstwowej, pierwszy roztwór powłokotwórczy zawierający roztwór furcellaranu, glicerol i hydrolizat żelatynowy wylewa się do formy aż do osiągnięcia w formie wysokości roztworu w pierwszym przykładzie wykonania 0,1 mm, a w innym 1,5 mm. Pierwszy roztwór powłokotwórczy suszy się do przyjęcia formy żelu, w temperaturze pokojowej 22°C oraz wilgotności 45% w czasie 22 minut.

Aby otrzymać roztwór do wytwarzania środkowej warstwy folii trójwarstwowej 250 ml porcję roztworu furcellaranu zakwasza się kwasem solnym. W tym celu dodaje się 11 kropel 10% kwasu solnego, co odpowiada 0,45 ml, i miesza przez 11 minut. Tak przygotowany roztwór furcellaranu z kwasem solnym wylewa się na wcześniej przygotowaną pierwszą warstwę żelową furcellaranu i pozostawia na 20 minut, formując środkową warstwę folii trójwarstwowej.

Ostatnim etapem procesu wytwarzania folii trójwarstwowej jest przygotowanie roztworu chitozanu i formowania trzeciej warstwy. Roztwór do wytwarzania trzeciej warstwy zawiera chitozan, glicerol oraz hydrolizat żelatynowy, do wytworzenia którego 1,99 g chitozanu rozpuszcza się w 200,0 ml 1,9% kwasu octowego i miesza się przez 6 godzin z tolerancją ±15 minut, w temperaturze 79°C, przy obrotach od 800 x g do 1000 x g. Następnie podczas mieszania roztworu chitozanu z kwasem octowym dodaje się 1,95 g glicerolu, po czym całość miesza się przez 14 minut, przy obrotach 900 x g. Potem do roztworu chitozanu dodaje się 1,52 g hydrolizatu żelatynowego i pozostawia na mieszadle na 32 minuty, w temperaturze 38°C, po czym otrzymany roztwór wylewa się na drugą warstwę żelową furcellaranu. W ten sposób przygotowaną folię trójwarstwową pozostawia się do wyschnięcia pod digestorium przez 24 godziny w temperaturze pokojowej.

Przykład 4

W celu otrzymania roztworu służącego do wytworzenia pierwszej warstwy folii trójwarstwowej przygotowuje się roztwór wodny furcellaranu w ten sposób, że 2,55 g furcellaranu rozpuszcza się w 247,45 ml wody destylowanej. W pierwszej kolejności roztwór furcellaranu pozostawia się początkowo do spęcznienia przez 1,1 godzinę i następnie rozpuszcza się go w trakcie mieszania w czasie 21 minut w temperaturze 137°C, aż całkowicie się rozpuści, a następnie temperaturę roztworu obniża się do 51°C. Następnie podczas mieszania roztworu furcellaranu dodaje się 2,35 ml glicerolu, po czym całość miesza się przez 15 minut, przy obrotach 1000 x g. Potem do roztworu zawierającego furcellaran i glicerol dodaje się 0,745 g hydrolizatu żelatynowego, po czym otrzymany roztwór miesza się w temperaturze pokojowej. Aby wytworzyć pierwszą warstwę folii trójwarstwowej, pierwszy roztwór powłokotwórczy zawierający roztwór furcellaranu, glicerol i hydrolizat żelatynowy wylewa się do formy aż do osiągnięcia w formie wysokości roztworu w pierwszym przykładzie wykonania 0,1 mm, a w innym 1,5 mm. Pierwszy roztwór powłokotwórczy suszy się do przyjęcia formy żelu, w temperaturze pokojowej 21°C oraz wilgotności 41% w czasie 21 minut.

Aby otrzymać roztwór do wytwarzania środkowej warstwy folii trójwarstwowej 250 ml porcję roztworu furcellaranu zakwasza się kwasem solnym. W tym celu dodaje się 10 kropel 10% kwasu solnego, co odpowiada 0,5 ml, i miesza przez 12 minut. Tak przygotowany roztwór furcellaranu z kwasem solnym wylewa się na wcześniej przygotowaną pierwszą warstwę żelową furcellaranu i pozostawia na 20 minut, formując środkową warstwę folii trójwarstwowej.

Ostatnim etapem procesu wytwarzania folii trójwarstwowej jest przygotowanie roztworu chitozanu i formowania trzeciej warstwy. Roztwór do wytwarzania trzeciej warstwy zawiera chitozan, glicerol oraz hydrolizat żelatynowy, do wytworzenia którego 2,1 g chitozanu rozpuszcza się w 200,0 ml 2,1% kwasu octowego i miesza się przez 5 godzin z tolerancją ±15 minut, w temperaturze 79°C, przy obrotach od 800 x g do 1000 x g. Następnie podczas mieszania roztworu chitozanu z kwasem octowym dodaje się 2,0 g glicerolu, po czym całość miesza się przez 12 minut, przy obrotach 900 x g. Potem do roztworu chitozanu dodaje się 1,48 g hydrolizatu żelatynowego i pozostawia na mieszadle na 30 minut, w temperaturze 38°C, po czym otrzymany roztwór wylewa się na drugą warstwę żelową furcellaranu. W ten sposób przygotowaną folię trójwarstwową pozostawia się do wyschnięcia pod digestorium przez 24 godziny w temperaturze pokojowej.

Folie trójwarstwowe powstałe według sposobu opisanego w zgłaszanym wynalazku, jak wykazały badania, nadają się na materiał opakowaniowy, na przykład dla pomidorów koktajlowych. Jednakże nie pełnią identycznej funkcji opakowaniowej jak folie syntetyczne, gdyż mają większe parametry przepuszczalności pary wodnej.

Claims (4)

1. Sposób wytwarzania folii trójwarstwowej do pakowania produktów żywnościowych z pierwszą warstwą z furcellaranem i glicerolem osuszoną przez odparowanie wody z roztworu do wytwarzania pierwszej warstwy zawierającego furcellaran i glicerol, ze środkową warstwą osuszoną przez odparowanie wody z roztworu do wytwarzania środkowej warstwy nałożonego na pierwszą warstwę, i z trzecią warstwą z chitozanem i glicerolem osuszoną przez odparowanie wody z roztworu do wytwarzania trzeciej warstwy zawierającego chitozan i glicerol i nałożonego na środkową warstwę znamienny tym, że przygotowując roztwór furcellaranu służący do wytworzenia pierwszej warstwy, furcellaran rozpuszcza się w wodzie destylowanej w ilości od 0,98% do 1,01%, korzystnie 0,99% wagowo użytej wody destylowanej i pozostawia do spęcznienia przez od 0,9 godziny do 1,1 godziny, korzystnie przez 1 godzinę, i następnie rozpuszcza się dalej w trakcie mieszania w czasie od 18 minut do 25 minut w temperaturze od 125°C do 140°C, korzystnie w temperaturze 130°C, aż do całkowitego rozpuszczenia, a otrzymany roztwór furcellaranu schładza się do temperatury od 48°C do 52°C, korzystnie do temperatury 50°C, do którego dodaje się glicerol w ilości od 0,98% do 1,00%, korzystnie 0,99% masy roztworu furcellaranu, w ilości od 0,986% do 0,988%, korzystnie 0,987% całkowitej masy roztworu do wytwarzania pierwszej warstwy z furcellaranem i glicerolem, i miesza się podczas mieszania w temperaturze pokojowej z roztworem furcellaranu w czasie od 8 minut do 15 minut, korzystnie przez 10 minut, przy obrotach od 800 x g do 1000 x g, korzystnie przy obrotach 900 x g, a do roztworu furcellaranu z glicerolem dodaje się hydrolizat żelatynowy (HGEL) ze skóry karpia w ilości od 0,29% do 0,31%, korzystnie 0,30%, całkowitej masy roztworu do wytwarzania pierwszej warstwy folii z furcellaranem i glicerolem, otrzymany po rozpuszczeniu hydrolizatu żelatynowego (HGEL) ze skóry karpia w wodzie destylowanej w ilości od 1,5% do 7,5% wagowo użytej wody destylowanej, po czym otrzymany roztwór do wytwarzania pierwszej warstwy wlewa się do formy i pozostawia się aż roztwór przyjmie postać żelu, przygotowując natomiast wodny roztwór z furcellaranem w ilości od 99,75% do 99,85%, korzystnie 99,80%, całkowitej masy roztworu do wytwarzania środkowej warstwy i służący do wytworzenia środkowej warstwy, furcellaran rozpuszcza się w wodzie destylowanej w ilości od 0,98% do 1,01%, korzystnie 0,99% wagowo użytej wody destylowanej i pozostawia do spęcznienia przez od 0,9 godziny do 1,1 godziny, korzystnie przez 1 godzinę, i następnie miesza się w czasie od 18 minut do 25 minut w temperaturze od 125°C do 140°C, korzystnie w temperaturze 130°C, aż do całkowitego rozpuszczenia, a otrzymany wodny roztwór z furcellaranem schładza do temperatury od 48°C do 52°C, korzystnie do temperatury 50°C, a następnie dodaje się 10% kwas solny w ilości od 0,15% do 0,25%, korzystnie 0,20%, całkowitej masy roztworu do wytwarzania środkowej warstwy z furcellaranem, i miesza się go z wodnym roztworem furcellaranu w czasie od 9 minut do 12 minut, korzystnie przez 10 minut, przy obrotach od 800 x g do 1000 x g, korzystnie przy obrotach 900 x g, po czym otrzymany roztwór do wytwarzania środkowej warstwy wlewa się do formy na żel powstały z roztworu do wytwarzania pierwszej warstwy i pozostawia się aż roztwór do wytwarzania środkowej warstwy przyjmie postać żelu, zaś przygotowując roztwór do wytwarzania trzeciej warstwy z chitozanem i glicerolem w ilości od 98,25% do 98,27%, korzystnie 98,26% całkowitej masy roztworu do wytwarzania trzeciej warstwy, do roztworu chitozanu uzyskanego po rozpuszczeniu chitozanu w 2% kwasie octowym w ilości od 0,98% do 1,01%, korzystnie 1,00% wagowo użytego 2% kwasu octowego i jego mieszaniu z 2% kwasem octowym przez 5 do 6 godzin z tolerancją ±15 minut, w temperaturze do 78°C do 82°C, korzystnie w temperaturze 80°C, przy obrotach od 800 x g do 1000 x g, korzystnie przy obrotach 900 x g, w temperaturze 35°C, dodaje się podczas mieszania glicerol w ilości od 0,98% do 1,00%, korzystnie 0,99% całkowitej masy 2% kwasu octowego i chitozanu, w ilości od 0,986% do 0,988%, korzystnie 0,987% całkowitej masy roztworu do wytwarzania trzeciej warstwy, i jego mieszaniu z 2% kwasem octowym z chitozanem w czasie od 8 minut do 15 minut, korzystnie przez 10 minut, przy obrotach od 800 x g do 1000 x g, korzystnie przy obrotach 900 x g, w temperaturze 35°C, a następnie do wytworzonego roztworu do wytwarzania trzeciej warstwy z chitozanem i glicerolem, dodaje się hydrolizat żelatynowy (HGEL) ze skóry karpia w ilości od 0,73% do 0,75%, korzystnie 0,74% całkowitej masy roztworu do wytwarzania trzeciej warstwy folii, otrzymany po rozpuszczeniu hydrolizatu żelatynowego (HGEL) ze skóry karpia w wodzie destylowanej w ilości od 1,5% do

7,5% wagowo użytej wody destylowanej, dodanego podczas mieszania na mieszadle w czasie od 25 minut do 35 minut, korzystnie przez 30 minut, przy obrotach od 800 x g do 1000 x g, korzystnie przy obrotach 900 x g, w temperaturze 40°C, po czym otrzymany roztwór do wytwarzania trzeciej warstwy wlewa się do formy na żel powstały z roztworu do wytwarzania środkowej warstwy i pozostawia się aż roztwór do wytwarzania trzeciej warstwy przyjmie postać żelu.

2. Sposób wytwarzania folii trójwarstwowej według zastrz. 1 znamienny tym, że hydrolizat żelatynowy pozyskuje się z liofilizowanej żelatyny wytworzonej ze skóry z karpia (Cyprinus carpio), którą poddaje się moczeniu najpierw w 0,1 M NaOH przez 6 godzin, a następnie w 96% alkoholu etylowym przez 12 godzin, w temperaturze 4°C, po czym żelatynę ekstrahuje się w wodzie przez 4 godziny w temperaturze 45°C ±1°C, a otrzymany roztwór poddaje się procesowi liofilizacji.

3. Sposób wytwarzania folii trójwarstwowej według zastrz. 1 znamienny tym, że hydrolizat żelatynowy pozyskuje się z 12,25 g liofilizowanej żelatyny o zawartości białka 82%, którą rozpuszcza się w 150 ml wody destylowanej o temperaturze 50°C, jednocześnie dodając 1 M HCl w takiej ilości, aby doprowadzić odczyn pH roztworu do wartości pH 7, po czym rozpoczyna się hydrolizę enzymatyczną przez dodatek enzymu proteolitycznego subtylizyny, otrzymywanego z Bacillus subtilis, w ilości 2% w stosunku do substratu i proces hydrolizy prowadzi się przez 180 minut w temperaturze 50°C, przy czym proces hydrolizy hamuje się poprzez ogrzewanie hydrolizatu w temperaturze 90°C przez 15 minut, po czym otrzymany roztwór chłodzi się w łaźni z lodem przez 10 minut, a następnie odwirowuje się przy obrotach 1000 x g przez 15 minut w temperaturze

4°C i w celu otrzymania hydrolizatu żelatynowego produkt wirowania poddaje się liofilizacji.