Pitportal
Все для общепита России

Психофизика упаковки

Поделиться в telegram
Поделиться в twitter
Поделиться в vk
Поделиться в whatsapp
Поделиться в facebook
Поделиться в pinterest
Поделиться в odnoklassniki

Как известно, товары покупают не только из-за их потреби­тельских качеств, но также из-за воздействия их на органы чувств. В последние десятилетия все большее значение при­обретает количественный подход. Эстетический дизайн остается более или менее субъективным, но органолептические свойства, взятые отдельно, все в большей степени измеряют и коли­чественно оценивают. Новая наука психофизика имеет дело с соотношением между физиологическим и сенсорным восприятием, с одной стороны, и соответствующими физическими характери­стиками, с другой.

Очевидно, что должно быть соотношение между стимулом и получаемым эффектом: более мощный свет воспринимается ярче; чем больше энергии несет звуковая волна, тем громче звук; чем больше концентрация пахучих веществ, тем сильнее запах. Существует много определений для этого простого утверждения, и количественные отношения далеко не просты. Корреляция со­бытий происходит (схематически) следующим образом: воздействие энергии — > стимул (не обязательно специфичес­кий) — » воздействие на орган чувств (глаз, ухо, нос) — * — * нервный импульс (определенного вида) — > мозговая клетка определенного вида — > распознавание мозгом.

Основной закон психофизики, который описывает это соот­ношение:

F= kIm

где Р— интенсивность получаемого сенсорного воздействия (определение см. ниже); /-количественный стимул (физический, химический, электрический); Ь-константа специфичности стимула (например, специфический химический, конкретная длина волны света); я- константа типа стимула (например, вкус, запах, цвет).

Самое высокое значение n = 3,5 относится к электрическому удару (возможно, это защитный механизм). Для чувств, опи­санных в этой «главе, типичными значениями n являются сле­дующие.

Зрение. Очень разные, зависят от специфических сти­мулов. Для яркости, например, n = 0,3 + 0,5, в то время как для освещенности и» 1,2 (отражение от серой бумаги). Суще­ствуют также большие различия между типами красителей (осо­бенно между пигментами и красками).

Слух.   Для громкости n = 0,5 + 0,6.

Осязание. Значение n колеблется в зависимости от стимула. Для ощущения твердости n приблизительно=0,8, для шероховатости n приблизительно=1,5, для вибрации n = 0,6+ 1,0 в зависимости от часто­ты. Для статического давления на кожу n достигает 1,1.

Вкус. Значение n сильно зависит от стимула: для са­харина n = 0,8, для сахарозы и соли и = 1,3.

Запах. Значение n = 0,5 * 0,6 (но много исключений в зависимости от усталости).

Существует еще несколько соотношений и правил, разрабо­танных по данному предмету, многие из них касаются конкрет­ных вопросов, таких как измерения некоторых ощущений, напри­мер закон Вебера 

По отношению к органолептическим свойствам полимерных пленок важно заметить следующее:

1) корреляции (даже если они и называются законами) не являются столь строгими, как законы классической физики и химии; они полезны для описания поведенческих реакций или являются основой для интерпретации экспериментальных данных, но не могут быть использованы для предсказывающих расчетов, как в случае уравнений миграции

2) в большинстве случаев  органолептические свойства, с которыми мы имеем дело, относятся к продуктам, контакти­рующим с полимерной пленкой, а не к самой пленке; более то­го, почти во всех случаях задачей является не получить ор-ганолептическое воздействие на продукт, а исключить измене­ние его органолептических свойств.

Таким образом, мы не будем касаться прикладной психофи­зики, которая имеет дело с улучшением качества продуктов или получением новых продуктов. Мы будем рассматривать здесь органолептические свойства полимерных пленок и их измерение, в основном касаясь уровней воздействия или приемлемости для применения (на уровне «да-нет»).

Шкалы ощущений

Из сказанного выше ясно, что органолептические свойства нельзя измерить так же объективно, как физические и хими­ческие явления, и что для этого требуются скорее психоло­гические и физиологические методы. В настоящее время стан­дартизована и утверждена классификация системы шкал (напри­мер, BS 5929 часть 1). Все шкалы соотносят F (полученный эффект) с I (стимулом). Существует четыре типа шкал, рас­положенных по мере возрастания количественных показателей.

  1. Номинальная, или классификация. Это качественная шка­-
    ла, сортирующая по заранее определенным категориям. Для по-­
    лимерных пленок оцениваться будет придание/непридание не­
    приятного   запаха   и   привкуса   и   допустимость/недопустимость
    применения.
  2. Ранжирование, или расположение по порядку. Эта шкала
    располагает образцы по порядку; если используются порядковые
    числительные, то они лишь указывают порядок расположения и
    не имеют количественного значения. Для полимерной пленки это
    будет последовательность от лучшей к худшей.
  3. Расположение через интервалы, или рейтинг. Эта шкала
    является цифровой с равными интервалами оценки. Хотя шкала
    имеет  цифровое  выражение,   описание  чисел  основывается  на
    органах   чувств,   например   для   полимерных   пленок:   отврати­
    тельная,   плохая,   умеренного  запаха,   легкого  запаха,   нет   за-­
    паха (оценивается произвольно).
  4. Относительная, или счет. Эта шкала схожа с третьей,  за
    исключением того, что интервалы определены количественно.

Все шкалы, а в особенности третья и четвертая, облегчают выведение соотношения между физическим стимулом (для поли­мерных пленок — концентрация красителя, микродобавок и т. д.) и полученным сенсорным эффектом (цвет, текстура, за­пах и т.д.). Хотя все шкалы, особенно четвертая, могут быть использованы для упакованного продукта, особенно пищи, для самой пленки и ее воздействия на продукт обычно достаточно использовать первую шкалу, а именно классификацию по при­емлемости и неприемлемости. Но для оценки приемлемости могут понадобиться и другие шкалы. Они всегда оказывали влияние на

  

 

рынок и являлись сугубо субъективными факторами. Зная свой рынок, производители могут оценить и скоррелировать его в соответствии с критериями, установленными их оценочными группами.

Однако в настоящий момент существуют также законодатель-­
ные требования, что создает серьезные трудности. Суды могут,
конечно, предпринять попытку ввести собственные критерии, но
они будут все же зависеть как от субъективного взгляда, так
и от оценочных групп.                                                               

ПРЯМЫЕ И НЕПРЯМЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

С точки зрения безопасности для здоровья существует два ос­новных пути органолептического воздействия полимерных пле­нок: прямой и непрямой. Прямой путь относится к самой плен­ке, непрямой — к воздействию пленки на упакованный продукт. Прямые органолептические свойства пленки имеют значение по трем соображениям: 1) когда имеют отношение к конкретному применению (например, цвет при использовании в полеводстве и садоводстве, строительстве и производстве мебели; цвет, восприятие на ощупь и на слух при применении заменителей бумаги); 2) привлекательность пленки для переработчика или упаковщика; 3) опасения упаковщика по поводу непрямых эф­фектов, особенно при упаковке пищевых продуктов. Последние два соображения важны для маркетинга, они основаны на субъ­ективном опасении возникновения непрямого воздействия (на­пример, страх, что пленка с довольно выраженным запахом передаст этот запах упаковываемому продукту — пище, косме­тике или парфюмерии, что возможно, но необязательно). Не­прямое воздействие на контактирующий с пленкой продукт имеет большее значение, особенно для упаковки ПЧТ.

Оба типа воздействия описаны в этой главе в разделах, посвященных конкретным органолептическим явлениям.

ЗРЕНИЕ

Существует два основных аспекта этого чувства — цвет; блеск и вид поверхности. Последний описан в гл. 10. Цвет является важным фактором и имеет большое значение, особенно для де­корирования (поверхностное покрытие).

Прямое воздействие

Прямое воздействие имеет смысл там, где цвет пленки как таковой имеет рыночное значение. Это в основном относится к толстым пленкам, применяемым в сельском хозяйстве, строи-

тельстве, к декоративным панелям, — заменителям бумаги, деко­ративным лентам и пленкам.

Большинство цветовых эффектов несут эстетическую нагруз­ку, некоторые имеют технологическое значение. В качестве примеров можно привести черные пленки для защиты от УФ-излучения; серые, синие и коричневые для изменения или уменьшения освещения (например, окна в самолетах); иденти­фикация (например, продуктов в упаковке). Другой большой областью применения является обозначение сорта или магазина (многие крупные универмаги используют «фирменные» цвета для сумок покупателей).

Непрямое воздействие

Оно касается в основном упаковки. Часто это обусловлено протечками или расплыванием, в результате чего краситель попадает на продукт. В настоящее время это случается редко. Более распространенными являются слабые воздействия на чув­ствительные продукты — пищу, фармацевтические и медицинские препараты. Из пленки в продукт может происходить миграция вещества и прямо окрашивать его или изменять его свойства другим путем. Последнее может происходить из-за наличия бесцветных примесей в красителе. Окраска влияет на прони­цаемость пленки для света и других излучений, что, в свою очередь, может оказывать влияние на пищевые продукты и ле­карственные препараты

Оценка цвета

Видимый свет — это электромагнитное излучение, восприни­маемое человеческим глазом. Его основным параметром является длина волны (обратно пропорциональная частоте); видимая часть спектра лежит в области 380-750 нм. По мере возраста­ния длины волны цвет изменяется в следующем порядке: фио­летовый, синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый, крас­ный. Излучение с длиной волны ниже 300 нм называется ультра­фиолетовым, а выше красного — инфракрасным (переносит теп­ло). Смесь всех цветов, например солнечное излучение, со­ставляет белый цвет.

Часть  света,   падающего  на   полимерную   пленку,  проходит насквозь и в основном не изменяется.  Если это происходит со всем   спектром   излучения,   то   пленка   является   прозрачной   и неокрашенной.   Часть   света   отражается   в   зависимости   от   со­стояния  поверхности  пленки,   угла  отражения  и  окраски.   От-

  

 

раженный свет соответствует цвету красителя. Часть света поглощается, и оставшийся проходящий свет лишается погло­щенной длины волны, что изменяет цвет. Так в основном и действуют красители — удаляют определенную длину волны из широкого спектра света. Полученный цвет является суммой проходящих длин волн. Наконец, происходит рассеивание света. Это используют для окрашивания пленки неорганическими пиг­ментами; красители, как правило, поглощают свет.

Таким образом, суммарный эффект окрашивающей добавки является сложным. Свет, исходящий от полимерной пленки, яв­ляется сложной смесью длин волн, к тому же разной интен­сивности. Сенсоры человеческого глаза различают три цвета: красный, зеленый и голубой, ни один из которых не соответ­ствует конкретной длине волны. Мозг анализирует световые сигналы и создает образ цвета.

Для описания этого созданы различные системы. Большинство из них используют «координату цвета» по трем переменным. К ним относят оттенок, который является цветом, оцененным субъективно (например, розовый, коричневый, равно как и чистые цвета спектра); качество цвета (светлый или темный) и его хроматичность, которая описывает чистоту и насыщенность цвета.

На практике простейший способ описать цветную пленку -рассмотреть ее образец, помня о следующем: 1) полученный цвет зависит от толщины пленки: чем тоньше становится плен­ка, тем больше проходит через нее света, тем меньше она рассеивает свет; 2) полученный цвет зависит от источника света; лучше использовать стандартный свет, хотя может быть использован и дневной свет. Использование источника света с ограниченным спектром (например, флюоресцентного) может дать неверный результат. Цвет некоторых красителей сильно зависит от источника света. Этот феномен называют метамеризмом, а, красители, которые придают окраску, не зависящую от источ­ника света, называют неметамерическими. Практически нет красителей, которые бы были неметамерическими при всех источниках света, но приемлемым приближением можно считать неметамеричность при использовании двух источников света: света ламп накаливания и дневного света. И последнее: базо­вый полимер, используемый для производства концентрата кра­сителя, должен быть тем же, что использован и для производ­ства пленки.

Измерения

В настоящее время существует большое количество приборов, позволяющих измерить различные аспекты окрашивания. Они мо­гут помочь в определении состава красителя, в предваритель­ной оценке, в контроле качества. Однако человеческий глаз очень чувствителен, и процессы, происходящие в глазу и в мозге, являются такими сложными, что невозможно измерить их какими-либо приборами. Поэтому человеческий глаз остается последним судьей.

Производство окрашенной пленки

Полимерные пленки окрашивают путем введения в их состав пигментов или красителей. Первые из них более или менее не­растворимы в полимере и в основном рассеивают или отражают свет. Большинство из них неорганического происхождения, часто встречаются сульфоселениды кадмия (желтые, красные, коричневые тона), диоксид титана (белый), оксиды железа (коричневый цвет) и сажа (черный цвет). Многие имеют орга­ническое или смешанное происхождение, такие, как фтало-цианиды (зеленый или голубой).

Красители растворимы или частично растворимы, и их дей­ствие основано на абсорбции света. Они являются сложными органическими соединениями, часто содержащими азот.

Вводят красители обычно в две стадии. Сначала краску (смесь пигментов и/или красителей), иногда смоченную или эмульгированную в жидкости в высокой концентрации, смешивают с полимером (в гранулах или порошке). Смесь экструдируют обычно специальным смешивающим экструдером для получения концентрата (мастербатч, или маточная смесь). Полимер с введенным в него концентратом красителя (в количестве не­скольких процентов) экструдируют с получением конечного окрашенного продукта.

Можно использовать и одну стадию окрашивания, но, как правило, требуется более качественное смешение. Сухой кра­ситель и полимер (предпочтительно в виде порошка) переме­шивают смесительным экструдером, имеющим по крайней мере многоступенчатый шнек со смесительным отделением и возмож­ность возвратно-поступательного движения. В последние годы стало популярным использовать высоковязкие жидкие дисперсии для предварительного смешения перед экструзией.

На окончательный цвет существенно влияет процесс смеше­ния. Не только уровень дисперсии красителя, но и температура экструзии может влиять на цвет. На самом деле, температура

 

процесса намного превосходит температуру, при- которой окра­шенную пленку применяют, и подходящее окрашивающее вещество найти трудно, к тому же немногие красители приемлемы для использования в пищевой промышленности.

Поверхность пленки

Как уже упоминалось, качество поверхности пленки влияет на ее цвет. Более того, блеск поверхности пленки придает до­полнительную привлекательность для упаковочного продукта. Это относится к упаковочным пленкам в розничной торговле, для других областей применения (фотопленки, игрушки) может требоваться матовая поверхность. В гл. 10 подробно описаны методы измерения блеска поверхности.

Светорассеяние

Для упаковки некоторых товаров (текстиль, пищевые продукты) большое значение имеет прозрачность пленки, в других слу­чаях, наоборот, требуется низкая прозрачность, например для пленок, применяемых для мульчирования, производства мешков для мусора, для предохранения от ультрафиолетового и види­мого излучения. Светорассеяние — величина, обратная свето-пропусканию, измеряют ее так же, как прозрачность.

Нанесение печати

На большинство упаковочных пленок наносят печать. Существует много способов ее нанесения — от шелкографии до офсетной литографии. Нанесение печати может происходить на разных стадиях производства.

Компоненты состава для печати (обычно это растворители) могут иметь запах, который передается пленке и упакованному в нее продукту. Производители красок для печати знают об этом и выпускают краски, не обладающие этими свойствами при правильном их применении. Однако при неправильном применении (слишком толстый слой краски, большое количество раствори­теля) или при плохой сушке могут появиться проблемы. Это бывает при использовании УФ-отвердевающих красок, так как в этом случае подводится мало тепла для удаления остаточных летучих веществ. В случае перегрева при сушке также может возникать запах. Это пример того, как достижение одного по­ложительного органолептического свойства (внешний вид) ведет к появлению другого, отрицательного — запаха. Обычно можно уменьшить вредное явление до минимального уровня, но если это невозможно, то приходится выбирать меньшее из зол.

12.4. СЛУХ

 

12.6. ВКУС И ЗАПАХ

 

 

 

Прямое воздействие

Звуковые эффекты не имеют большого значения. Приятным яв­ляется хрустящий звук при упаковке текстильных изделий в розничной продаже (рубашки), а примером неприятного звука может служить звук хлопающей на ветру пленки, применяемой в строительстве. В общем замечено, что более кристаллизованная пленка (особенно БОПП) производит больше шума, а более аморфная — меньше (например, обычный ПЭНП).

Непрямое воздействие

Для некоторых видов пищи, таких, как хлопья для завтрака, свежие овощи для салата, воздушная кукуруза, слуховые ощу­щения являются очень важными. К тому же это связано с тек­стурой продукта (см. ниже). Хотя упаковка в пленку может по-разному воздействовать на слуховые ощущения, основное воздействие обусловлено возможностью пропускать пары воды. Большинство пищевых продуктов имеют максимально хрустящие свойства в сухом состоянии или при оптимальном содержании влаги, следовательно для этих продуктов необходима мини­мальная паропроницаемость пленки.

ОСЯЗАНИЕ

Прямое воздействие

В некоторых случаях привлекательность товара для потребителя может быть связана с поверхностью упаковки. К тому же кон­такт с поверхностью может иметь большое значение при произ­водстве пленки, что часто связано с проблемой статического электричества. Обычно требования к поверхности пленки со стороны потребителя и со стороны производителя совпадают, но когда этого не происходит, требуется найти разумный компро­мисс. Осязательные ощущения создаются в основном наполни­телями (мел, тальк, крахмал и т.д.). Так как их все чаще используют для технологических нужд (из экономии), то и их влияние на осязательные ощущения (так же, как и на внешний вид) становится все более значительным.

 Непрямое воздействие

Непрямые осязательные эффекты рассматриваются как компонент текстуры

  

 

Из сказанного ясно, что некоторые сенсорные ощущения оце­ниваются мозгом суммарно. Особенно это справедливо для вкуса и запаха, что нередко и называют органолептикой. Что ка­сается воздействия самой пленки, то можно оценить лишь ее запах, это же справедливо и для непрямого воздействия на некоторые упакованные продукты, такие, как парфюмерия, кос­метика и т. д. У небольшого числа пищевых продуктов (сахар, соль) можно оценить лишь вкус, но нет пищевых продуктов, для которых может быть оценен только запах. Несмотря на эти примеры, вкус и запах оценивают совместно по сходной мето­дологии, и в этом разделе они описаны вместе.

Прямое воздействие

Некоторые виды полимеров имеют характерный запах. Полимер в виде пленки пахнет меньше, чем в виде слитка, так как чем больше отношение поверхности к массе, тем быстрее испаряются летучие микрокомпоненты, создающие запах. Запахом не следует пренебрегать. Упаковщик и потребитель могут избегать запаха как по причине субъективной оценки, так и потому, что они могут считать, что этот запах перейдет на упакованный про­дукт. Теперь эти опасения подкрепляются законодательными ограничениями

Непрямое воздействие

Большинство проблем возникает из-за контактного воздействия на восприимчивые продукты, в основном пищевые, но также и на парфюмерные, косметические, бытовые и медицинские изделия, и, что очень редко, на другие продукты, такие, как ткани и игрушки. В дальнейшем рассмотрены в основном непрямые воз­действия, но все изложенное, включая методологию, касается и прямых эффектов.

Физиологические основы вкуса и запаха

Вкус воспринимается специальными образованиями языка, из­вестными как вкусовые сосочки. Они различаются по чувстви­тельности к различным вкусовым ощущениям и группируются на разных частях языка, отвечая за разную степень восприятия или за разные вкусовые ощущения. Спектр вкусовых ощущений суммарно передается в головной мозг.

Запах распознают специализированные нервные обонятельные

окончания, которые располагаются частично в носу, а частично на поверхности задней части глотки. Ощущение запаха также передается в мозг в виде спектра. Распознавание запаха может происходить при концентрации молекул, находящихся за пре­делами возможности химического анализа.

Одним из обычных требований к полимерным пленкам, кон­тактирующим с пищей, является отсутствие их влияния на запах и вкус этой пищи. Если вкусовые качества пищи изменяются, то это в любом случае считают неблагоприятным; если же эти из­менения существенны, то этот результат называется «привку­сом». Для удобства термин «привкус» будет использован для описания всех случаев ухудшения запаха или вкуса пищи из-за контакта с ней полимерной пленки.

Существует в основном два типа распознавания мозгом вкуса и запаха. Первый тип включает в себя инстинктивные и на­следственные реакции; в основном это защитные механизмы, которые определяют некоторые примитивные вкусы и запахи (запах цветов, вкус пищи) как привлекательные, а другие, обычно связанные с гниением и разложением (например, серо­водород), как отталкивающие. Такие типы воздействия рождают павловские или рефлекторные реакции, такие, как слюнотече­ние, перехватывание дыхания или тошноту. Неприятные в этом смысле ощущения и будут воплощением привкуса. Второй тип оценок зависит от привычек, приобретенных в результате лич­ного опыта с момента рождения. Там, где эти привычки про­тиворечат инстинктам, мы говорим о приобретенном вкусе. Су­ществует огромное количество вариаций пищевых пристрастий, большое влияние оказывает и социальный фактор.

Исторически под появлением привкуса пищи понимали ис­порченность ее и, следовательно, небезопасность для упот­ребления; в наше время под этим имеют в виду восприятие не­приятного запаха или вкуса из внешнего источника. В послед­нее время под привкусом понимают все случаи, когда потре­бители проявляют выраженную реакцию (обычно неблагоприятную) по отношению к запаху (вкусу) пищи; это обусловливает опре­деление, данное выше.

Важно отметить, что ранее даваемые определения привкуса обусловлены знанием его причин (гниение пищи, физический перенос запаха на пищу извне), чего нельзя сказать в усло­виях современной технологии. Возникновение привкуса, на са­мом деле, действительно часто зависит от миграции, но су­ществует слишком много других причин, чтобы ограничиться лишь этой причиной.

В дальнейшем обсуждается исключительно появление привкуса пищевых продуктов, что очень важно с точки зрения потреби-

 

 

теля. Однако хотя обладающая привкусом пленка обычно пере­дает свой привкус пищевому продукту, это бывает не всегда. С другой стороны, довольно обычно для полимерных пленок, не имеющих уловимого привкуса, все же придавать привкус пищевым продуктам (вследствие изменения состава или взаимодействия с внешней средой). Но даже если имеющая привкус пленка не передает его пищевым продуктам, она будет непривлекательной для покупателя пленки (прямой эффект). В дальнейшем при изучении и оценке привкуса необходимо иметь в виду как привкус самой полимерной пленки, так и привкус пищевого продукта, контактирующего с ней. Нормы для пищевых продуктов были приведены выше. Нормой для полимерной пленки, по идее, должно быть отсутствие вкуса и слабый запах.

       Для завершения постановки проблемы необходимо добавить, что исследования на экспериментальных животных бесполезны в отличие от токсикологических исследований. Отсюда следует, что исследования должны проводиться на людях и относиться, к конкретной ситуации. К счастью, это допустимо, так как обыч­но речи о токсичности и опасности для здоровья нет, хотя это должно быть предварительно подтверждено. При исследовании в этой области возникают значительные проблемы, так как реак­ции людей, находящихся даже в одной социологической группе, сильно различаются. Таким образом, любые исследования по возникновению привкуса должны быть проведены в тщательно отобранной группе и на определенных видах пищи (или по крайней мере на стандартных продуктах), контактирующих с конкретным видом пленки и при конкретных условиях хранения (температура, время, влажность и т.д.).

Из сказанного выше следует: 1) хотя желателен очень точ­ный анализ, еще нет доступных аналитических средств, позво­ляющих моделировать органолептические явления; все иссле­дования должны быть в основном проведены на группах людей или в оценочных группах; 2) нет и в ближайшем будущем не предвидится полностью объективных стандартов для органо-лептических свойств и, следовательно, для оценки воздействия полимерных пленок на возникновение привкуса; 3) не может быть установлено никаких априорных правил, оценивающих при­сутствие или отсутствие привкуса, хотя основы этой оценки можно определить, исходя из опыта.

 

 

Сокирянский Федор
Сокирянский Федор
Главный редактор Pitrportal.ru «Все для общепита России».

Оставьте комментарий

Подписывайся на нашу
группу VK:

 

листать вверх
Adblock
detector