СПОСОБ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ УПАКОВОЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ВАКУУМИРОВАННЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Название	СПОСОБ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ УПАКОВОЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ВАКУУМИРОВАННЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Разработчик (Авторы)	Кучменко Т.А., Родионова Н.С., Умарханов Р.У., Попов Е.С., Бахтина Т.И., Бердникова Е.В., Де-Соуза Леонард Делали Коджо
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2550962
Дата регистрации	16.05.2013
Правообладатель	Кучменко Татьяна Анатольевна, Родионова Наталья Сергеевна, Умарханов Руслан Умарханович, Попов Евгений Сергеевич, Бахтина Татьяна Ивановна, Бердникова Евгения Викторовна, Де-Соуза Леонард Делали Коджо
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Изобретение относится к аналитической химии пищевых производств, а именно к оценке безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов с применением массива пьезокварцевых резонаторов с предварительной модификацией их электродов сорбентами различной природы (система «пьезоэлектронный нос»).

Упаковочные полимерные материалы для пищевых продуктов контролируются на содержание органических растворителей, мономеров, однако, изменяющиеся технологии тепловой кулинарной обработки пищевых продуктов, в том числе предварительная вакуумная упаковка, могут приводить к загрязнению пищевых продуктов опасными веществами, выделяющимися в жестких производственных условиях, например, нагревание в вакууме, при котором возможна эмиссия из полимеров токсичных мономеров.

Технической задачей изобретения является разработка способа оценки безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов, позволяющего оценить уровень возможной эмиссии легколетучих соединений из полимерных материалов, которые могут вызвать загрязнение вакуумированных пищевых продуктов в процессе тепловой обработки, без сложной многостадийной подготовки пробы и сложного оборудования, обеспечивающего высокую производительность, правильность, точность, сокращение времени анализа и простоту определения.

Для решения технической задачи изобретения предложен способ оценки безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов, характеризующийся тем, что полимерный материал, сформированный в виде пакета, вакуумируют, герметизируют с последующей термической обработкой, после чего полимерный пакет термостатируют при комнатной температуре, вкалывают в него шприцем 5,0 см³ осушенного воздуха и через 5 мин, не вынимая шприца, отбирают 3,0 см³ воздуха, вводят в герметичную ячейку детектирования устройства «пьезоэлектронный нос», состоящего из массива семи масс-чувствительных пьезосенсоров на основе пьезокварцевых резонаторов ОАВ типа с базовой частотой колебаний 10,0 МГц с разнохарактерными пленочными сорбентами из растворов полидиэтиленгликоля себацината, дициклогексана-18-краун-6, полиэтиленгликоля, тритона Х-100, триоктилфосфиноксида, 4-аминоантипирина, азотнокислого цирконила массой 5,0-10,0 мкг на электродах, регистрируют изменение сигналов пьезосенсоров в парах равновесной газовой фазы пробы в течение 60 c с интервалом 1 с, причем наибольшие отклики пьезосенсоров формируют в виде суммарного сигнала всех сенсоров в масс-ароматограмму максимумов, рассчитывается площадь масс-ароматограммы, которая является количественной мерой содержания легколетучих веществ в воздушной пробе, в идентичных условиях анализируют пробу-стандарт полимерного материала, а оценку безопасности полимерного материала проводят путем сопоставления площади масс-ароматограмм пробы и пробы-стандарта, причем различие площади масс-ароматограмм более чем на 30,0±1,0%, свидетельствует о несоответствии пробы стандарту полимерной упаковки.

Технический результат изобретения заключается в оценке уровня возможной эмиссии легколетучих соединений из полимерных материалов, без сложной многостадийной подготовки пробы и сложного оборудования, обеспечивающего высокую производительность, правильность, точность, сокращение времени анализа и простоту определения.

Предлагаемый способ оценки безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов осуществляют следующим образом.

Подготовка детектирующего устройства «пьезоэлектронный нос» осуществляется следующим образом. Формируют массив семи пьезорезонаторов с базовой частотой колебаний 10,0 МГц. На электроды пьезорезонаторов с двух сторон микрошприцем равномерно наносят определенные объемы индивидуальных сорбентов из растворов полидиэтиленгликоля себацината (ПДЭГС), дициклогексана-18-краун-6 (ДЦГ-18-К-6), полиэтиленгликоля (ПЭГ-2000), тритона Х-100 (ТХ-100), триоктилфосфиноксида (ТОФО), 4-аминоантипирина (4ААП), азотнокислого цирконила (AZr) с последующим статическим испарением свободных растворителей в сушильном шкафу или эксикаторе над слоем осушителя. Модифицированные пьезорезонаторы охлаждают в эксикаторе над слоем осушителя до 20,0±2,0°С. Полноту удаления растворителя подтверждает постоянство частоты колебания пьезорезонаторов с пленками (пьезосенсоры). Пьезосенсоры неподвижно закрепляют в держателях на крышке ячейки детектирующего устройства «пьезоэлектронный нос».

Пробоподготовка. Упаковочный полимерный материал, сформированный в виде пакета, вакуумируют, герметизируют с последующей термической обработкой, после чего полимерный пакет термостатируют при комнатной температуре, вкалывают в него шприцем 5,0 см³ осушенного воздуха и через 5 мин, не вынимая шприца, отбирают 3,0 см³ воздуха, вводят в герметичную ячейку детектирования устройства «пьезоэлектронный нос».

Измерение аналитического сигнала «пьезоэлектронного носа». Пробу воздуха быстро инжектируют в ячейку детектирующего устройства. Одновременно фиксируют частоту колебания пьезосенсоров с интервалом 1 с в течение 60 с. Для восстановления модификаторов пьезосенсоры регенерируют в сушильном шкафу при рабочей температуре сорбентов в течение 2-5 мин или выполняют продувку ячейки детектирующего устройства в течение 5-7 мин.

Суммарный сигнал «пьезоэлектронного носа» формируется в виде масс-ароматограмм искусственного аромата. Алгоритм считывания сигналов и формирования масс-ароматограмм, а также количество пьезосенсоров в массиве оптимизированы для достижения максимального различия суммарного аналитического сигнала (масс-ароматограмм) для пробы-стандарта.

В качестве пробы-стандарта выбрана проба полимерного материала, соответствующая ГОСТ Р 12302-2003 «Пакеты из полимерных и комбинированных материалов. Общие технические условия».

Для пробы-стандарта строят стандартные масс-ароматограммы откликов массива семи масс-чувствительных пьезосенсоров, полученных в течение 60 с. В идентичных условиях анализируют пробы полимерных материалов различных производителей. Их масс-ароматограммы сравнивают со стандартной масс-ароматограммой. При несовпадении вида и площади масс-ароматограмм более чем на 30,0±1,0% проба отклоняется как несоответствующая требованиям нормативных документов.

Предложенный способ оценки безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов позволяет

- оценить уровень возможной эмиссии легколетучих соединений из полимерных материалов, без сложной многостадийной подготовки пробы;

- сократить продолжительность контроля и повысить производительность определения за счет многократного применения массива пьезосенсоров без обновления рабочих пленок-сорбентов;

- упростить стадию визуализации результатов в масс-ароматограммы, что существенно сокращает стадию принятия решения о качестве пробы без привлечения высококвалифицированного персонала.

Формула изобретения

Способ оценки безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов, характеризующийся тем, что полимерный материал, сформированный в виде пакета, вакуумируют, герметизируют с последующей термической обработкой, после чего полимерный пакет термостатируют при комнатной температуре, вкалывают в него шприцем 5,0 см³ осушенного воздуха и через 5 мин, не вынимая шприца, отбирают 3,0 см³ воздуха, вводят в герметичную ячейку детектирования устройства «пьезоэлектронный нос», состоящего из массива семи масс-чувствительных пьезосенсоров на основе пьезокварцевых резонаторов ОАВ типа с базовой частотой колебаний 10,0 МГц с разнохарактерными пленочными сорбентами из растворов полидиэтиленгликоля себацината, дициклогексана-18-краун-6, полиэтиленгликоля, тритона Х-100, триоктилфосфиноксида, 4-аминоантипирина, азотнокислого цирконила массой 5,0-10,0 мкг на электродах, регистрируют изменение сигналов пьезосенсоров в парах равновесной газовой фазы пробы в течение 60 c с интервалом 1 с, причем наибольшие отклики пьезосенсоров формируют в виде суммарного сигнала всех сенсоров в масс-ароматограмму максимумов, рассчитывается площадь масс-ароматограммы, которая является количественной мерой содержания легколетучих веществ в воздушной пробе, в идентичных условиях анализируют пробу-стандарт полимерного материала, а оценку безопасности полимерного материала проводят путем сопоставления площади масс-ароматограмм пробы и пробы-стандарта, причем различие площади масс-ароматограмм более чем на 30,0±1,0% свидетельствует о несоответствии пробы стандарту полимерной упаковки.

Изобретение "СПОСОБ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ УПАКОВОЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ВАКУУМИРОВАННЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ" (Кучменко Т.А., Родионова Н.С., Умарханов Р.У., Попов Е.С., Бахтина Т.И., Бердникова Е.В., Де-Соуза Леонард Делали Коджо) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога