BR112013015500B1 - método d preservação da cor da carne ou de frutos do mar - Google Patents

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(54) Título: MÉTODO D PRESERVAÇÃO DA COR DA CARNE OU DE FRUTOS DO MAR (51) Int.CI.: A23L 3/3409; A23L 3/3418; A23B 4/16 (30) Prioridade Unionista: 20/12/2010 US 12/973,321 (73) Titular(es): L'AIR LIQUIDE, SOCIÉTÉ ANONYME POUR L'ETUDE ET LEXPLOITATION DES PROCEDES GEORGES CLAUDE (72) Inventor(es): VASUHI RASANAYAGAM; MEENAKSHI SUNDARAM (85) Data do Início da Fase Nacional: 19/06/2013
1/22
MÉTODO DE PRESERVAÇÃO DA COR DA CARNE OU DE FRUTOS DO MAR
Antecedentes da invenção [001] Existem dois pigmentos geralmente relacionados à coloração da carne vermelha, à mioglobina e à hemoglobina. Estes dois pigmentos são arroxeados, com a hemoglobina presente no sangue e a mioglobina no tecido. Uma vez que um animal, tal como uma vaca, porco, ovelha, cabra ou galinha é sangrado durante o abate, a maior parte do pigmento que permanece na carcaça é a mioglobina. Carne vermelha fresca quando é cortada, apresenta uma cor caracteristicamente arroxeada, como resultado da presença da mioglobina. A exposição da mioglobina a um fornecimento adequado de oxigênio resulta na formação de oximioglobina, que fornece a cor vermelha desejável da carne. O mesmo tipo de reação e alteração na cor ocorre com a hemoglogina, nos peixes inteiros, que não são sangrados da mesma forma que uma vaca, porco, ovelha, cabra ou galinha, mas a exposição da mioglobina e da hemoglobina resulta na formação de oximioglobina e oxiemoglobina.
[002] Com um fornecimento inadequado de oxigênio, a mioglobina e a hemoglobina são convertidas em metamioglobina e metemoglobina. A metamioglobina e a metemoglobina apresentam uma coloração cinza amarronzada ou azul amarronzada, isto é, a cor comumente observada na superfície de carnes e peixes que não são frescos. Alguns filmes transparentes para embalagem de alimentos são relativamente impermeáveis ao oxigênio e a cor vermelha da oximioglobina e oxiemoglobina é gradualmente alterada para cinza ou azul amarronzada, e o carne ou peixe embalado se
2/22 torna impróprio para consumo, algumas vezes com 2 a 4 dias de armazenamento.
[003] O monóxido de carbono (CO) atua como um estabilizante da cor na carne vermelha através da ligação com mioglobina e hemoglobina criando carboximioglobina e carboxiemoglobina, respectivamente, que apresentam coloração vermelho -cereja. O CO não apresenta cheiro, é um gás incolor, ainda muito tóxico para humanos e animais. Nos Estados Unidos, o uso de CO (em quantidade até 0,4% ou 4000 ppm) foi aprovado para acondicionamento de carne fresca e para manter as condições de armazenamento.
[004] Existe uma crescente demanda nas indústrias alimentícias com relação ao uso de CO na estabilização da cor da carne. Entretanto as empresas de gás industrial podem se recusar a participar deste mercado em virtude dos problemas de segurança e confiabilidade existentes com relação ao manuseio e distribuição do CO em grandes quantidades. Isto é causado porque o CO relativamente puro utilizado combinado com outros gases apresenta um risco substancial de asfixia aos operadores durante o processo de mistura.
[005] O plasma é um gás no mínimo parcialmente ionizado, composto de íons, elétrons e dependendo do nível de ionização, partículas neutras. O plasma é o quarto estado da matéria diferente de sólido, líquido, gasoso e fluido supercrítico. Em comparação com o gás em seu estado natural, o plasma contém partículas carregadas livres, elétrons e íons, embora sejam eletronicamente neutros. Tipos diferentes de plasmas produzidos pelo homem podem ser divididos baseados na pressão: vácuo, baixa pressão e
3/22 pressão atmosférica. Eles podem também ser divididos baseados na existência de equilíbrio térmico entre os íons e elétrons. Em plasmas térmicos, a temperatura dos íons pesados é igual à temperatura dos elétrons.
[006] O plasma não térmico (também denominado como plasma frio ou plasma em não equilíbrio) é geralmente qualquer plasma que não está em equilíbrio termodinâmico, porque a temperatura do íon é diferente da temperatura do elétron, ou porque a distribuição da velocidade de uma das espécies não segue a distribuição de Maxwell-Boltzmann. Ao contrário do plasma térmico onde todas as partículas do meio (moléculas neutras, átomos e radicais, íons e elétrons) apresentam a mesma distribuição de energia (ou seja, uma temperatura comum), no plasma não térmico os elétrons apresentam uma energia média muito maior do que as espécies pesadas. Um limite para tal situação ocorre com o chamado plasma frio, quando a temperatura do gás (a energia média das espécies pesadas) está próxima ao do ambiente. Entretanto, alguns tipos de plasma podem ser não térmicos, mas não frios, com a temperatura das espécies pesadas menor do que uma ordem de grandeza abaixo da temperatura do elétron. Em geral, tais plasmas são mantidos por descargas elétricas em um gás próximo a pressão atmosférica, e podem ser diferenciados de outras tecnologias de plasma aplicadas industrialmente, tais como soldagem, corte e pulverização térmica.
[007] No plasma não térmico, os elétrons livres são ativados pela aceleração de um campo elétrico criado por um estímulo externo. Paralelamente a esta aceleração, os elétrons são submetidos a colisões elásticas frequentes com
4/22 as moléculas e íons, também denominadas partículas pesadas. Logo, os elétrons continuam a ganhar energia durante o tempo na forma de um movimento desordenado que é similar à agitação térmica, mas é forçado pela entrada de energia elétrica e com muito mais intensidade. A energia média do elétron corresponde a uma temperatura equivalente a ordem de dezenas de milhares de graus. A energia média dos elétrons é muito maior do que as das partículas pesadas. Se as colisões não são muito frequentes, no caso de um gás rarefeito, por exemplo, eles transferem pouca energia para as partículas pesadas e preservam seu movimento de agitação térmica correspondente ao ambiente. Se os elétrons adquirem uma temperatura muito alta (isto é, energia de agitação média) na ordem de 104K, eles produzem colisões inelásticas com as partículas pesadas que produzem excitação (em termos de nível eletrônico ou nível vibracional quantificado), ionização (que reabastecem constantemente a população de elétrons e íons para manter um plasma uniforme), ou dissociação em fragmentos menores, átomos e radicais. As partículas estimuladas escondem uma energia química muito alta, e são reativas o suficiente para tratar a superfície de um material, sem a necessidade de aquecê-lo.
[008] Embora o plasma de pressão atmosférica possa ser produzido através de diversos métodos diferentes, os mais comuns incluem descarga de corona, descarga de barreira dielétrica (DBD) e descarga capacitiva. Uma descarga de corona é uma descarga não térmica produzida através da aplicação de alta voltagem a superfícies relativamente duras das extremidades dos eletrodos. Eles são comumente utilizados em geradores de ozônio e precipitadores de
5/22 partículas. DBD é uma descarga não térmica produzida através da aplicação de altas voltagens em um pequeno espaço entre os eletrodos, mas ao contrário da descarga de corona, a DBD exige um material dielétrico para evitar que a descarga de plasma se torne um arco elétrico. DBD é comumente utilizada para funcionalização de superfícies de redes e filmes para maior aderência de tintas, pinturas e colas. A descarga capacitiva é um plasma não térmico gerado através da aplicação de energia de radiofrequência (RF) (por exemplo, 13,56 MHz) a um eletrodo próximo ao eletrodo terra. Descargas capacitivas são comumente estabilizadas com um gás nobre, tal como hélio ou argônio.
[009] A descarga de corona tem sido utilizada para sanitização por ozônio ou esterilização de uma grande variedade de produtos. O ozônio de tais aplicações é geralmente produzido remotamente da câmara onde o produto é tratado. Entretanto, tem sido sugerido o uso de uma combinação de formação de ozônio e câmara de tratamento do produto, onde o produto é colocado em uma câmara e o ozônio é produzido através de descarga de corona dentro da câmara.
[0010] Recentemente, o plasma atmosférico não térmico tem sido pesquisado para sanitização de alimentos. A contaminação bacteriana em alimentos, tais como espinafre embalado, tem sido evitada, através do tratamento com ozônio produzido de plasma não térmico no ar ou oxigênio. Paul A. Klockow, Kevin M. Keener, “Safety and quality assessment of packaged spinach treated with a novel ozonegeneration system”, LWT - Food Science and Technology (2009), doi:10.1016/j.lwt.2009.02.011. O ozônio é um oxidante potente e é conhecido por prejudicar a
6/22 estabilidade da cor em alimentos, devido a seu efeito de clareamento do pigmento. A inativação da superfície microbiana através de plasma de microondas foi também sugerida com o uso de hélio ou criptônio para reduzir a temperatura do plasma. N. Tran, M. Amidi e P. Sanguansri, “Cool plasmas for large scale chemical-free microbial inactivation, Food Australia 60 (8), PP. 344-347.
[0011] Estas tentativas de produção de plasmas para inativação microbiana de superfície têm utilizado quantidades substanciais de oxigênio (tal como ar ou oxigênio), porém, não demonstraram qualquer melhora na estabilidade da cor.
[0012] Logo, existe uma necessidade de obtenção de melhorias disponíveis para o processamento de alimentos com plasma não térmico, sem prejudicar a cor do alimento fresco.
[0013] Conforme mencionado acima, a produção de gás MAP contendo CO oferece risco de asfixia substancial aos operadores durante o processo de mistura.
[0014] Logo, existe uma necessidade de uma forma segura de fornecimento de CO para estabilização da cor da carne ou frutos do mar.
Sumário [0015] A presente invenção descreve um método de preservação da cor da carne e de frutos do mar compreendendo as seguintes etapas. A carne ou fruto do mar é armazenado em um recipiente fechado contendo um gás de acondicionamento com atmosfera modificada de CO2 e CO. Anteriormente, ou ao mesmo tempo da citada etapa de armazenamento, o CO2 e CO do gás de acondicionamento com
7/22 atmosfera modificada são produzidos através da aplicação de um campo elétrico ao gás de processamento compreendendo CO2, sob condições suficientes para gerar um plasma não térmico compreendendo CO2 e CO. O gás de processamento apresenta uma concentração menor do que 10% vol/vol de O2 e uma concentração de no mínimo 5% vol/vol de CO2.
[0016] O método descrito pode incluir um ou mais dos seguintes aspectos:
- o gás de processamento apresenta uma concentração de 5-10% vol-vol de CO2.
- o gás de processamento apresenta uma concentração de 10-20% vol-vol de CO2.
- o gás de processamento apresenta uma concentração de 20-30% vol-vol de CO2.
- o gás de processamento apresenta uma concentração de 30-40% vol-vol de CO2.
- o gás de processamento apresenta uma concentração de 40-50% vol-vol de CO2.
- o gás de processamento apresenta uma concentração de oxigênio inferior a 0,1%.
- o gás de processamento apresenta uma concentração de oxigênio inferior a 0,05%.
- o plasma não térmico apresenta uma pressão de 1-1,2 atm (101,32-121,59 kPa) e uma temperatura de 20-225°C.
- a carne ou frutos do mar são selecionados do grupo que consiste de carne bovina, carne de porco, carne de vitela, carne de cordeiro, carne de carneiro, carne de cabra e carne de caça.
- a carne é de ave.
- a carne é peixe.
8/22
- a carne é bovina.
- o gás de processamento ainda compreende 0-95% de um gás inerte.
- o gás inerte é selecionado do grupo que consiste de um gás nobre, N2, e suas misturas.
- o gás nobre é Ar, Kr, Xe ou He.
- o gás de processamento consiste essencialmente de CO2 e um gás inerte selecionado do grupo que consiste de um gás nobre, N2 e suas misturas.
- o plasma não térmico é produzido através de descarga de barreira dielétrica.
- o método ainda compreende as etapas de:
. preenchimento de um recipiente com a carne ou frutos dos mar;
. preenchimento de um recipiente com o gás de processamento, onde o campo elétrico é aplicado para gerar o plasma não térmico no interior do recipiente fechado; e . fechamento do recipiente após aplicação do campo elétrico ao gás de processamento.
- o método ainda inclui as etapas de:
. preenchimento do recipiente com a carne ou frutos do mar;
. preenchimento do recipiente com o gás de processamento; e . fechamento do recipiente que é preenchido com o gás de processamento e com a carne ou frutos do mar, onde o campo elétrico é aplicado no recipiente fechado para gerar o plasma não térmico no interior do recipiente.
- o método ainda compreende as etapas de:
9/22 . preenchimento do recipiente com a carne ou frutos do mar;
. liberação do CO2 e CO do plasma não térmico do campo elétrico, fornecendo dessa forma o gás de acondicionamento com atmosfera modificada;
. conversão do gás de acondicionamento com atmosfera modificada do exterior para o interior do recipiente com a carne ou frutos do mar, onde o plasma não térmico é produzido fora do recipiente.
- o método ainda compreende as etapas de:
. preenchimento do recipiente com a carne ou frutos do mar;
. liberação do CO2 e CO do plasma não térmico para sair do campo elétrico;
. mistura do CO2 e CO estimulados com um gás inerte, dessa forma produzindo o gás de acondicionamento com atmosfera modificada; e . preenchimento do recipiente com a carne ou frutos do mar com o gás de acondicionamento com atmosfera modificada, onde o plasma não térmico é produzido fora do recipiente.
- o plasma não térmico é produzido através de descarga de corona.
- o plasma não térmico é produzido através de descarga capacitiva.
- o gás de acondicionamento com atmosfera modificada apresenta uma concentração de CO de 1.000 - 15.000 ppm vol/vol.
- o gás de acondicionamento com atmosfera modificada apresenta uma concentração de CO de 3.000 - 5.000 ppm
10/22 vol/vol.
- o gás de processamento consiste essencialmente de Ar de grau alimentício de 70% vol/vol e CO2 de grau alimentício de 30%.
- o gás de acondicionamento com atmosfera modificada consiste essencialmente de Ar de grau alimentício de 70% vol/vol, e CO2 de grau alimentício de cerca de 2 9,6%, e CO com cerca de 0,4%.
- o gás de processamento consiste essencialmente de CO2 e Ar;
- o gás de processamento apresenta uma concentração de CO2 de 20-40% vol/vol;
- o gás de processamento apresenta uma concentração de oxigênio inferior a 0,1%;
- a carne é bovina;
- o gás de acondicionamento com atmosfera modificada consiste essencialmente de CO2, Ar e CO.
Breve descrição das figuras [0017] Para uma melhor compreensão da natureza e dos objetivos da presente invenção, uma referência deve ser feita em relação à descrição detalhada a seguir, juntamente com as figuras em anexo, onde os elementos fornecidos receberam os mesmos números de referência, e onde [0018] A FIGURA é um gráfico que apresenta os níveis de CO em relação ao tempo de processamento das várias misturas de gás de processamento de CO2 e Ar.
Descrição das modalidades de preferência [0019] Um gás de acondicionamento com atmosfera modificada (MAP) contendo CO pode ser produzido com maior segurança através do fornecimento de um gás de
11/22 processamento dentro de um campo elétrico sob condições suficientes para gerar plasma. O gás de processamento inclui CO2, e opcionalmente um gás inerte. Sem estar ligado a nenhuma teoria em particular, acredita-se que o CO é gerado a partir do CO2 no plasma, de acordo com a reação (1) .
CO2 2 CO + O2 (1) [0020] Com a descontinuação do campo elétrico ou remoção do gás do campo elétrico, o CO permanece estável. O CO2 remanescente, o CO produzido e o gás inerte opcional, oferecem um gás MAP que pode ser utilizado para manter a estabilidade da cor na carne ou frutos do mar acondicionados. A pequena quantidade de CO produzida (por exemplo, cerca de 1.000 ppm a cerca de 15.000 ppm vol/vol) inibe a formação da coloração cinza amarronzada ou azul amarronzada da metamioglobina e metemoglobina na carne ou frutos do mar.
[0021] O gás de processamento inclui 5-100% vol/vol de CO2 e 95-0% vol/vol de um gás inerte. O CO2 é relativamente puro com uma concentração de no mínimo 99% vol/vol. Geralmente, o CO2 é industrialmente puro, contendo no mínimo 99,5% vol/vol de CO2 e não mais do que 50 ppm vol/vol de O2. O gás de processamento pode ser preparado pela mistura de CO2 com um gás inerte.
[0022] O gás inerte pode ser Ar, Xe, Kr, He ou uma mistura de dois ou mais. Geralmente, o gás inerte é um gás nobre (Ar, Xe, Kr, He). Tais gases nobres facilitam a geração e manutenção do plasma não térmico. Com o menor custo de N2 em mente, o gás inerte pode incluir uma menor quantidade (menos de 50% vol/vol do gás inerte) de N2. A
12/22 presença de um gás nobre facilita a obtenção e manutenção do plasma não térmico. Uma vez que N2 é o mais barato dos gases nobres, pode ser desejável utilizar uma mistura de N2 e um gás nobre. Se o gás de processamento incluir N2, geralmente ele é a menor porção do gás inerte (<50% vol/vol), e o gás nobre é a maior porção do gás inerte (> 50% vol/vol).
[0023] Para plasmas não térmicos produzidos de gases que contêm oxigênio, o ozônio (O3) é principalmente produzido a partir da ionização do oxigênio com participação de outras moléculas/íons. Logo, enquanto o gás de processamento pode incluir O2 em quantidades menores do que 10% vol/vol, os melhores resultados da preservação da cor são obtidos com os gases de processamento que apresentam níveis relativamente baixos de O2. Geralmente, o gás de processamento não contém mais de 0,1% vol/vol de O2. Em muitas modalidades, o gás de processamento contém menos do que 0,05% vol/vol de O2.
[0024] Na carne ou frutos do mar acondicionados, o CO2 pode ser facilmente adsorvido ou dissolvido dentro do tecido de muitos tipos de carne ou frutos do mar, causando a redução da pressão dentro do recipiente fechado durante o tempo. Isto pode levar ao rompimento do recipiente e/ou a formação de perfurações, com posterior vazamento de fluidos. Logo, algumas vezes é desejável apresentar uma quantidade relativamente menor de CO2 dentro do gás MAP. Isto pode ser obtido através da limitação do conteúdo de CO2 no gás de processamento até no máximo 50% vol/vol, no máximo 40% vol/vol ou no máximo 30% vol/vol. Uma lista não limitada de alguns gases de processamento adequados para
13/22 tais condições inclui: Ar 70% vol/vol e 30% vol/vol de CO2, 80% vol/vol de Ar e 20% vol/vol de CO2 e 90% vol/vol de Ar e 10% vol/vol de CO2.
[0025] A quantidade de CO gerada a partir de CO2 no plasma não térmico está relacionada à densidade do elétron no plasma, às propriedades dielétricas do recipiente (se o plasma não térmico for produzido diretamente dentro do recipiente), a quantidade de CO2 no gás de processamento, e ao tempo de processamento no qual o gás de processamento é submetido ao plasma não térmico gerando um campo elétrico. Logo, para baixas densidades plasmáticas do elétron e/ou tempo de processamento mais curto, pode ser desejável utilizar um gás de processamento que apresente um nível relativamente alto de CO2. Uma lista não limitada de alguns gases de processamento adequados para tais condições inclui: gás nobre 60% vol/vol e 40% vol/vol de CO2, gás nobre 50% vol/vol e 50% vol/vol de O2, gás nobre 40% vol/vol e 60% vol/vol de CO2, gás nobre 30% vol/vol e 70% vol/vol de CO2, gás nobre 20% vol/vol e 80% vol/vol de CO2, gás nobre 10% vol/vol e 90% vol/vol de CO2, gás nobre 5% vol/vol e 95% vol/vol de CO2 e 100% de CO2.
[0026] Três técnicas bem conhecidas são utilizadas para produzir plasmas não térmicos: descarga de barreira dielétrica (DBD), descarga de corona, ou descarga capacitiva. A seleção da técnica de geração de plasma não térmico para uma determinada aplicação irá depender das considerações do projeto, tais como tamanho, geometria, custo, utilização da energia, etc.
[0027] Inicialmente, o plasma não térmico gerado por DBD pode ser produzido pela colocação do gás de
14/22 processamento em uma câmara feita de um material dielétrico. Nos lados da câmara opostos ao gás de processamento são colocados dois eletrodos onde uma alta voltagem AC ou DC é aplicada. O material dielétrico isola o eletrodo, limitando dessa forma as densidades para abaixo do limiar no qual um arco é criado entre os eletrodos. Alternativamente, o recipiente de carne ou frutos do mar pode ser feito de um material dielétrico e ser utilizado como uma câmara produzida de um material dielétrico. Neste caso, ambos os eletrodos podem ser mantidos separados do recipiente ou um dos eletrodos pode ser fixado a uma superfície externa do recipiente.
[0028] Posteriormente, o plasma não térmico, gerado por DBD, pode ser produzido pela colocação do gás de processamento em uma câmara que ainda inclui um eletrodo revestido dielétrico. Uma energia em kHz é aplicada aos dois eletrodos fora do recipiente, que estão ligados ao eletrodo dieletricamente revestido dentro do recipiente, para acionar uma DBD na superfície do eletrodo dentro do recipiente. O revestimento do material dielétrico isola o eletrodo interno, limitando dessa forma as densidades para abaixo do limiar no qual um arco é criado entre os eletrodos. Alternativamente, o recipiente de carne ou frutos do mar pode ser produzido de um material dielétrico e atuar como uma câmara feita deste material.
[0029] Dois tipos de plasmas não térmicos, produzidos por DBD, são de descarga em filamentos e de descarga difusa. Um plasma não térmico em filamentos se refere a uma estrutura que exibe muitos filamentos curtos (por exemplo, < 100 ns) e estreitos (por exemplo, cerca de 200 gm) ou
15/22 flutuações. Descargas em filamentos produzem uma densidade relativamente baixa de espécies ativas, onde a maior parte dos átomos e radicais são produzidos dentro dos filamentos e são rapidamente perdidos por recombinação. Pesquisadores da Universidade de Purdue desenvolveram uma técnica relativamente simples para produzir plasma não térmico do tipo filamentoso. Com uma descarga difusa, nenhuma estrutura em filamentos é observada. Foi demonstrado que descargas difusas oferecem um tratamento de superfície mais homogêneo e eficiente do que a DBD em filamentos. Um exemplo da descarga difusa inclui emissão da pressão atmosférica (APG). Okazaki et al., J. Phys. D: Appl. Phys. 26 (1993) 889-892. Outro tipo inclui plasma de descarga de emissão uniforme da atmosfera (OAUGPD). Roth et al., J. Phys. D: Appl. Phys. 38 (2005) 555-567. Ainda outro tipo inclui descarga de barreira de superfície coplanar difusa (DCSBD) . Cernak et al., Eur. Phys. J. Appl. Phys. 47 2 (2009) 22806.
[0030] Muitos dispositivos diferentes de descarga de corona estão disponíveis comercialmente. Geralmente, a descarga de corona produz ozônio que é operado sob condições para inibir a produção de ozônio. Em outras palavras, e conforme descrito acima, níveis inaceitáveis de O2 nos gases de processamento são evitados.
[0031] O plasma não térmico acoplado capacitivamente é produzido a partir de dois eletrodos cuidadosamente separados, sendo um deles conectado a fonte de energia de radio frequência RF, e o outro aterrado. O gás de processamento é fornecido entre os eletrodos.
16/22 [0032] A temperatura e a pressão do gás de processamento (exceto a temperatura do eletrodo), antes da formação do plasma não térmico, permanecem em torno de 2025°C e 1,0-1,2 atm (101,32 - 121,59 kPa). Durante a formação do plasma não térmico, o aumento da temperatura do gás (exceto para a temperatura do elétron) é devido a energia liberada e ao tempo de permanência do gás no plasma. Este aumento da temperatura de um gás nas técnicas convencionais de formação de plasma não térmico é geralmente menor do que 200°C. Para aplicações de processamento de alimentos, o aumento da temperatura deve ser menor do que 50°C.
[0033] O tempo do processamento é definido como o tempo que o plasma não térmico é produzido a partir do gás de processamento. O tempo do processamento está relacionado à quantidade de CO desejada no gás MAP, a quantidade de CO2 presente no gás de processamento a qual o plasma não térmico está submetido, a densidade do elétron, e a presença de gases iniciadores do plasma, tais como gases nobres. Quando o tempo de processamento atua como um gargalo para o processo total de preenchimento dos recipientes de carne ou frutos do mar com o gás de processamento ou gás MAP, a quantidade de CO2 deve ser menor, a densidade do elétron pode ser maior, e um gás nobre pode ser incluído no gás de processamento. Geralmente, o tempo de processamento não ultrapassa 5 minutos. Mais tipicamente, não ultrapassa 1 minuto.
[0034] O nível de CO produzido a partir de CO2 no gás de processamento e o nível de CO2 remanescente dependem da densidade do elétron no plasma, do tempo de processamento e
17/22 da presença de um gás nobre com uma espécie iniciador de plasma. Geralmente, o conteúdo de CO no gás MAP é de cerca de 1.000-1.500 ppm vol/vol. Mais especificamente, o conteúdo de CO no gás MAP é de cerca de 3.000-5.000 ppm vol/vol. Se um gás de processamento incluindo um gás nobre for utilizado, acredita-se que nenhuma espécie molecular de longa duração, incluindo átomos de Ar, Kr, Xe ou He, seja formada. Logo, acredita-se que o nível de qualquer gás nobre no gás MAP é determinado pelo conteúdo do gás nobre no gás de processamento.
[0035] Enquanto, uma lista não limitada de materiais adequados para o recipiente inclui polímeros (por exemplo, na forma de bolsas ou recipientes rígidos) e recipientes de vidro, basicamente qualquer recipiente que apresente propriedades dielétricas pode ser utilizado.
[0036] O gás MAP pode ser gerado dentro do recipiente de carne ou frutos do mar ou afastado do recipiente que é subsequentemente preenchido com o gás MAP.
[0037] No primeiro caso, o recipiente é preenchido com o gás de processamento e uma quantidade de carne ou frutos do mar. O recipiente pode ser fechado antes da aplicação do campo elétrico e formação do plasma não térmico. Com o término do tempo de processamento desejado, a aplicação do campo elétrico é descontinuada e o recipiente é fechado caso não tenha sido fechado anteriormente. O gás MAP contendo CO resultante dentro do recipiente ajuda a manter a cor desejada nos alimentos durante um longo período de tempo em comparação com o gás MAP sem incluir CO. Para melhores resultados, antes do preenchimento do recipiente com o gás de processamento, ele é submetido inicialmente a
18/22 um vácuo para remoção de algum oxigênio presente na atmosfera dentro do recipiente ou dentro do tecido da carne e fruto do mar.
[0038] No segundo caso, a carne ou fruto do mar é colocado dentro do recipiente não lacrado. Fora do recipiente, um campo elétrico é aplicado no gás de processamento em uma câmara sob condições suficientes para produzir o plasma não térmico. Isso pode ser realizado em lote ou de forma contínua. No modo em lote, quando o tempo de processamento é finalizado, a aplicação do campo elétrico é descontinuada e o gás MAP resultante é transmitido diretamente para o recipiente para preenchimento. No modo contínuo, um campo elétrico é aplicado a uma corrente do gás de processamento. O gás MAP resultante que é liberado do campo elétrico flui para um recipiente de armazenamento/tampão para posterior preenchimento do recipiente ou flui diretamente no interior do recipiente com a carne ou frutos do mar. A corrente do gás MAP pode ser desviada para diferentes recipientes com o uso de uma tubulação de gás apropriada, tal como um equipamento de acondicionamento com atmosfera modificada. Independente da escolha da forma, se em lote ou contínua, um vácuo pode ser aplicado ao recipiente para remover uma quantidade de oxigênio no tecido da carne ou fruto do mar, e aumentar o fluxo do gás MAP para o recipiente. A aplicação do vácuo pode ser realizada enquanto o recipiente está no equipamento de acondicionamento. Um sistema adequado para este processamento é descrito no Pedido U.S. No. 12/651.409, depositado em 31 de dezembro de 2009, cujo conteúdo é incorporado em sua totalidade na presente
19/22 invenção como referência. Opcionalmente, o gás contendo CO resultante do processamento do plasma não térmico, pode ser
misturado com um gás inerte após a formação do plasma não
térmico, para a produção do gás MAP que é utilizado no
preenchimento do recipiente. Novamente, isso pode ser
realizado na forma em lote ou contínua e o gás MAP
armazenado temporariamente em um recipiente de
tampão/armazenamento ou deixado fluir diretamente para o recipiente.
[0039] Muitos tipos de carnes ou frutos do mar podem ser tratados com a invenção. Uma lista não limitante de carnes inclui carne bovina, carne de porco, carne de vitela, carne de cordeiro, carne de carneiro, carne de cabra, carne de caça ou carne de ave. A medida que a carne bovina contém níveis mais altos de mioglobina, a aplicação da invenção é especialmente vantajosa. Embora qualquer tipo de peixe possa ser tratado com a invenção, a sua aplicação é especialmente vantajosa para peixes com pigmentos vermelhos e/ou peixes inteiros que contêm níveis relativamente maiores de hemoglobina do que as porções cortadas ou preparadas em filés.
Exemplo 1 [0040] Misturas diferentes de CO2 com um gás de equilíbrio de N2 ou Ar foram preparadas utilizando controladores do fluxo de massa para oferecer vários gases de processamento, conforme demonstrado na Tabela 1.
Tabela 1: gases de processamento do exemplo 1
Exemplo % vol/vol de CO2 % vol/vol de Ar
1A 50 50
1B 70 30
20/22
1C 90 10
[0041] Um volume de 4,5 litros de cada gás de processamento foi preenchido em uma bolsa de armazenamento de alimentos Ziplock® de 1 galão (3,79 litros). Cada bolsa preenchida com gás de processamento, por sua vez, foi colocada entre dois eletrodos, com um espaço constante entre eles. Uma alta voltagem foi aplicada aos eletrodos para produzir e manter o plasma não térmico por 5 minutos. Uma amostra de gás dentro da bolsa (representando o gás MAP) foi analisada para ozônio e CO.
[0042] Uma marcação da concentração de CO em relação ao tempo de processamento para os exemplos 1A-1C é demonstrada na figura.
[0043] Conforme demonstrado na figura, a obtenção de níveis significativos de CO, com um tempo razoável de processamento, é possível com um gás de processamento contendo CO2 e um gás Ar em equilíbrio. Mais particularmente, 50-90% de CO2 vol/vol em um gás de processamento (com um gás de equilíbrio de Ar) ocasiona no mínimo 4.000 ppm de CO em menos de 90 segundos. Além disso, quase 15.000 ppm vol/vol de CO é possível em 5 minutos.
Exemplo 2 [0044] Um exemplo foi realizado para avaliar a retenção da cor com gases de atmosferas diferentes. Sete porções de carne bovina foram colocadas em bandejas múltiplas em um equipamento MAP. Após a aplicação do vácuo, um deles (exemplo 2A) foi embalado a vácuo. Os seis remanescentes (exemplos 2B-2F) foram preenchidos com um dos gases MAP ou gás de processamento, listados na tabela II. Fora essas seis, três (exemplos 2E-2G) foram submetidas ao tratamento
21/22 de plasma não térmico, colocando-as entre um par de eletrodos, com a aplicação de uma alta voltagem com baixo consumo. Todas as seis foram refrigeradas. No final de 48 h, a concentração dentro da embalagem foi medida conforme necessário, e a cor da carne observada. Os detalhes são fornecidos na tabela II.
Tabela II: Condições para comparação de gases MAP e embalagem a vácuo
Exemplo Gás MAP/processamento Plasma tratado Conc. CO (vol/vol) Cor da carne
2A Embalado a vácuo Não n/a Cinza amarronzada
2B 0,3% vol/vol de CO com N2 em equilíbrio Não 3078 ppm Vermelho brilhante
2C 30% vol/vol de CO2 com Ar em equilíbrio Não n/a Escura
2D 30% vol/vol de CO2 com N2 em equilíbrio Não n/a Escura
2E 30% vol/vol de CO2 com Ar em equilíbrio Sim 3651 ppm Vermelho
2F 30% vol/vol de CO2 com N2 em equilíbrio Sim 686 ppm Vermelho escuro
2G 30% vol/vol de CO2 com N2 em equilíbrio Sim 1425 ppm Vermelho escuro
22/22 [0045] Conforme observado na tabela II, a cor da carne armazenada sob um gás MAP contendo CO, produzido de acordo com o método descrito, foi comparável à cor da carne armazenada sob o gás MAP contendo CO convencional. Por outro lado, a cor inicial da carne bovina fresca embalada a vácuo e a cor da carne bovina armazenada sob CO2/Ar ou CO2/N2 não foram observadas, através do tratamento com plasma não térmico. O armazenamento da carne sob gás MAP contendo CO, produzido submetendo um gás de processamento de CO2/N2 a um tratamento de plasma não térmico, ocasionou a formação de mais de uma cor de carne curada. Sem estar ligado a qualquer teoria em particular, acredita-se que isso provavelmente é causado pela produção de NO/NOx durante o tratamento com plasma não térmico.
[0046] Os processos e dispositivos de preferência para prática da presente invenção foram descritos. Deve ser compreendido e prontamente claro para os especialistas na área que muitas alterações e modificações podem ser feitas às modalidades descritas acima, sem se afastar do espírito e escopo da presente invenção. A descrição acima é somente ilustrativa e outras modalidades dos processos e dispositivos integrados podem ser empregadas sem se afastar do verdadeiro escopo da invenção definido nas reivindicações abaixo.
1/5

Claims (5)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método de preservação da cor da carne e de frutos do mar, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de:
    armazenamento da carne ou frutos do mar em um recipiente fechado contendo um gás de acondicionamento com atmosfera modificada compreendendo CO2 e CO; e anteriormente ou simultaneamente com a citada etapa de armazenamento, o CO2 e CO do gás de acondicionamento com atmosfera modificada são produzidos através da aplicação de um campo elétrico a um gás de processamento compreendendo CO2, sob condições suficientes para gerar plasma não térmico compreendendo CO2 e CO, onde o gás de processamento apresenta uma concentração de oxigênio menor do que 10% vol/vol de O2 e uma concentração de CO2 de pelo menos 5% vol/vol.
    2 . Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o gás de processamento apresenta uma concentração de CO2 de 5-50 % vol/vol. 3 . Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o gás de processamento apresenta uma concentração de oxigênio inferior a 0,1%. 4 . Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o gás de processamento apresenta uma concentração de oxigênio inferior a 0,05%. 5. Método, de acordo com a reivindicação 1,
    CARACTERIZADO pelo fato de que a carne ou fruto do mar é de ave ou peixe.
  2. 2/5
    6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o gás de processamento ainda compreende 0-95% de um gás inerte.
    7 . Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o gás inerte é selecionado do grupo que consiste em Ar, Kr, Xe, He, N2 e suas misturas. 8 . Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o gás de processamento consiste essencialmente em CO2 e um gás inerte selecionado do grupo que consiste em um gás nobre, N2 e suas misturas. 9. Método, de acordo com a reivindicação 1,
    CARACTERIZADO pelo fato de que o plasma não térmico é gerado através de uma descarga de barreira dielétrica, descarga de corona, ou descarga capacitiva.
    10. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda compreende as etapas de:
    preenchimento de um recipiente com a carne ou frutos dos mar;
    preenchimento do recipiente com o gás de processamento, onde o campo elétrico é aplicado ao recipiente preenchido com gás de processamento para gerar o plasma não térmico em um interior do recipiente fechado; e fechamento do recipiente após aplicação do campo elétrico ao gás de processamento.
    11. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda as etapas de:
  3. 3/5 preenchimento de um recipiente com a carne ou frutos do mar;
    preenchimento do recipiente com o gás de processamento; e fechamento do recipiente que é preenchido com o gás de processamento e com a carne ou frutos do mar, onde o campo elétrico é aplicado no recipiente fechado para gerar o plasma não térmico em um interior do recipiente fechado.
    12. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda as etapas de:
    preenchimento de um recipiente com a carne ou frutos do mar;
    liberação do CO2 e CO do plasma não térmico do campo elétrico, fornecendo dessa forma o gás de acondicionamento com atmosfera modificada;
    conversão do gás de acondicionamento com atmosfera modificada de um exterior para um interior do recipiente preenchido com a carne ou frutos do mar, onde o plasma não térmico é gerado fora do recipiente.
    13. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda as etapas de:
    preenchimento de um recipiente com a carne ou frutos do mar;
    liberação do CO2 e CO do plasma não térmico do campo elétrico;
    mistura do CO2 e CO liberados com um gás inerte, produzindo dessa forma o gás de acondicionamento com atmosfera modificada; e
  4. 4/5 preenchimento do recipiente preenchido com a carne ou frutos do mar com o gás de acondicionamento com atmosfera modificada, onde o plasma não térmico é gerado fora do recipiente.
    14. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o gás de acondicionamento com atmosfera modificada apresenta uma concentração de CO de 1.000-15.000 ppm vol/vol.
    15. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o gás de acondicionamento com atmosfera modificada apresenta uma concentração de CO de 3.000-5.000 ppm vol/vol.
    16. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que:
    o gás de processamento consiste essencialmente em Ar de grau alimentício de 70% vol/vol e CO2 de grau alimentício de 30%; e o gás de acondicionamento com atmosfera modificada consiste essencialmente em Ar de grau alimentício de 70% vol/vol, e CO2 de grau alimentício de cerca de 29,6%, e CO com cerca de 0,4%.
    17. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que:
    o gás de processamento consiste essencialmente em CO2 e Ar; o gás de processamento apresenta uma concentração de CO2 de 20-40% vol/vol; o gás de processamento apresenta uma concentração de
    oxigênio inferior a 0,1%; a carne é bovina; e
  5. 5/5 o gás de acondicionamento com atmosfera modificada consiste essencialmente em CO2, Ar e CO.
    1/1
    Taxa de produção de CO(ppm)
    Tempo de Processamento (s)
    FIGURA 1
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