CZ20024247A3

CZ20024247A3 - Způsob přípravy bioaktivních obalových prostředků

Info

Publication number: CZ20024247A3
Application number: CZ20024247A
Authority: CZ
Inventors: Miroslav Doc. Ing. Csc. Marek; Eva Ing. Králová; Věra Ing. Šťastníková; Jaroslav Doc. Ing. Csc. Dobiáš; Michal Doc. Ing. Csc. Voldřich
Original assignee: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Priority date: 2002-12-23
Filing date: 2002-12-23
Publication date: 2004-09-15
Also published as: AU2003303159A1; WO2004056214B1; DE10394103T5; WO2004056214A2; WO2004056214A3; AU2003303159A8; CZ293987B6

Description

Způsob přípravy bioaktivních obalových prostředků

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu přípravy bioaktivních obalových prostředků.

Dosavadní stav techniky

S rozšiřující se centralizací aktivit a internacionalizací velkých marketů, mající za následek vzrůstající distribuční vzdálenosti, se zvyšuje poptávka po výrobcích s co nejdelší možnou dobou trvanlivosti. Samotná technologie výroby, jako např. tepelné opracování, tento požadavek nedokáže spolehlivě zajistit bez následných nežádoucích změn organoleptických vlastností. Proto jsou výrobci nuceni používat konzervační látky, které v kombinaci s technologickým opracováním pomohou výrobku zajistit potřebnou trvanlivost. Tím se však dostávají do střetu se stále se zvyšujícími požadavky na zdravou výživu, která prosazuje přírodní potraviny, ve kterých je obsah konzervačních látek zcela omezen. Navíc existuje nezanedbatelné procento naší populace, které trpí různými formami přecitlivělosti k těmto látkám. V souvislosti s tímto problémem byla věnována pozornost možnostem aplikace konzervačních látek v co nejmenším množství a jinými způsoby než do celého objemu potravin pří jejich výrobě, ovšem při současném zachování jejich účinnosti.

V současné době jsou konzervační látky obvykle přidávány přímo do celého objemu potravin při jejich výrobě. Nedílnou součástí většiny potravin je však také jejich obal. Mezi jeho základní funkce patří nejen umožnit dávkování výrobků v racionálním množství, usnadnit distribuci nebo informovat spotřebitele o složení výrobků, ale hlavně chránit tyto výrobky před nepříznivými vlivy okolního prostředí, neboť právě ty v největší míře způsobují jejich poškození. Díky těmto vlastnostem představuje obal vhodný nosič k fixaci konzervačních látek, které především v oblasti kontaktu obalu se zabaleným zbožím mohou výrazným způsobem přispět kjeho ochraně, aniž by musely být aplikovány do celého objemu zabaleného výrobku.

t .,fa <?VVvk,Cb/

K přípravě bioaktivních obalových materiálů bylapopsána metoda zabudování antimikrobiálních činidel do vnitřní struktury obalu, většinou se jednalo o přídavek do polymerní taveniny nebo o metodu rozpouštění a následného slučování. Tepelné metody se používají při přídavku tepelně stabilních antimikrobiálních činidel, např. stříbrem substituovaných zeolitů. Antimikrobiální činidla, která nemohou snášet vysoké teploty* používané při výrobě polymerů, je možno fixovat na povrchu obalu, přičemž jejich adsorpce může být zvýšena přídavkem určitých rozpouštědel nebo úpravou struktury polymeru. Vedle pouhé adsorpce se antimikrobiální činidla imobilizují na povrchu obalu též kovalentní vazbou. Tento typ přípravy bioaktivních obalů vyžaduje přítomnost funkčních skupin na povrchu obalu i ve struktuře imobilizovaného antimikrobiálního činidla, které se podílejí na tvorbě příslušné kovalentní vazby. Kromě uvedeného požadavku je nutno v některých případech při imobilizaci použít přídavných látek, které se podílejí na spojení povrchu obalu s antimikrobiálním činidlem. Takto vytvořená distanční raménka umožňují přiměřenou volnost pohybu navázaného činidla^ usnadňující přímý kontakt s mikroorganismy na povrchu balené potraviny. Imobilizace antimikrobiálních činidel na vnitřním povrchu obalu kovalentní vazbou je technicky poněkud komplikovaná, naproti tomu pouhá sorpce není pro většinu konzervačních látek dostatečně pevná a zabudování těchto činidel do vnitřní struktury obalu v celém jeho objemu představuje zbytečně velkou spotřebu konzervačních činidel a tím i zvýšené ekonomické náklady.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky řeší způsob přípravy bioaktivních obalových prostředků ale vynálezu^ spočívající v tom, že se obalový prostředek , a to jak na bázi syntetických polymerů (polyethylenu a jeho kopolymerů, např. ionomerů, polypropylenu a jeho kopolymerů, polyamidu a jeho kopolymerů, polyethylentereftálátu apod.), tak i polymerních materiálů z přírodních zdrojů (především polysacharidů - škrobu nebo celulo^, bílkovin - kolagenu a homonebo heteropolymerních aminokyselin, glykoproteinů, vosků apod.) potáhne vrstvou polymeru obsahujícího imobilizovanou konzervační látku. K potažení obalových prostředků se použije polymer na bázi polyethylenu a jeho kopolymerů a/nebo polypropylenu a jeho kopolymerů a/nebo polybutadienu a jeho kopolymerů a/nebo kopolyamidu a jeho kopolymerů a/nebo polyakrylátu a jeho kopolymerů a/nebo polyvinylchloridu a/nebo polyvinylacetátu a/nebo polyesterů a/nebo polymerních pryskyřic ve formě roztoků nebo disperzí ve vodě nebo v organickém rozpouštědle a jejich směsí nebo ve formě disperzních laků a rozpouštědlových laků.

Je výhodné použít biologicky degradovatelné polymery, jako je například kopolyamid amidu kyseliny kapronové a laurové.

Polymery se společně s konzervační látkou nanáší na povrch obalového materiálu ve formě roztoku v organickém rozpouštědle natíráním nebo stříkáním nebo ponořením obalového materiálu do takto připraveného roztoku, s následným odpařením organického rozpouštědla (např. ethanolu) při běžné teplotě od 10 do

120°C.

A

γ. V případě aplikací konzervačních látek zabudovaných do nanášeného laku se s výhodou dle-vynálezd používají vodné emulze na bázi vinylacetátů , polyesterů, akrylátů, ethylenových kopolymerů a polymerních pryskyřic nebo disperzní laky nebo rozpouštědlové tiskové laky v závislosti na druhu konzervačního činidla. Nanášení těchto laků obsahujících konzervační látky se dle-vynálezu s výhodou provádí formou flexotisku nebo hlubotisku.

Konzervační prostředek je vybrán ze skupiny mikrobicidních a/nebo bakteriostatických konzervačních látek a/nebo fungicidů. Jako konzervační látky mohou být použity látky na bázi antibiotik a/nebo sloučenin stříbra a/nebo derivátů fenolu a/nebo bakteriocinů a/nebo esterů kyseliny p-hydroxybenzoové a/nebo monoglyceridů mastných kyselin a/nebo kyseliny benzoové a/nebo kyseliny sorbové a/nebo chitosan a/nebo ^2,4,4-trichloro-2-hydroxydiphenylether a/nebo lysozym a/nebo nisin a/nebo hexamethylentetramin. Pro potravinářské účely musí byt použita konzervační činidla, která jsou legislativně schválena ke konzervaci potravin.

Výhodou uvedeného způsobu přípravy bioaktivních obalových prostředků je kromě jednoduchého provedení a snadné přípravy nanášených polymerů nebo laků obsahujících konzervační činidla také zvýšený stupeň odolnosti obalů vůči vodě, vzdušné vlhkosti a mechanickému namáhání, což je důležité zejména u obalů na

4bázi biodegradovatelných polymerů, neboť jejich použití je omezeno právě vysokou hydrofilitou a nízkým stupněm mechanické odolnosti. Jejich biodegradovatelnost navíc zůstává zachována. Antimikrobiálni účinek způsobem j?cdle vynálezu nanesených konzervačních činidel je determinován jejich koncentrací v aplikovaném roztoku nebo disperzi, množstvím nanášeného polymeru nebo laku, teplotou odpařování organického rozpouštědla a teplotou vnějšího prostředí.

Příklady provedení vynálezu

Vynález je dokumentován příklady způsobu výroby bioaktivních obalových prostředků , aniž by se jimi omezoval.

Příklad 1

Roztok nisinu nebo esterů kyseliny hydroxybenzoové nebo anhydridu kyseliny benzoové nebo Triclosanu (2,4,4- trichloro-2-hydroxydiphenyletheru) v ethanolu se přivede téměř k varu a poté se přidá kopolyamid 6/12, vytvořený polymerací násady o složení 59 mol. % hexano-6-laktamu, 40 mol. % dodekano-12-laktamu a 1 mol. % iniciační směsi (1 mol. % bezvodého hexano-6-laktamu a kyseliny fosforečné ve vzájemném poměru 1:1), v takovém množství, aby se vytvořil 3 až ť

9% roztok. Obalové materiály na bázi škrobu připravené teplotním expanzním způsobem nebo na bázi polymerních fólií nebo vrstvených obalových materiálů se povrchově upravují namáčením v připraveném horkém ethanolovém roztoku kopolyamidu s následným odpařením rozpouštědla v proudu horkého vzduchu.

Příklad 2

K roztoku monolaurinu (monoglyceridu kyseliny laurové) nebo fungicidů jako např. Benomylu ( methyl(1-(butylcarbamoyl)-2-benzimidazole carbamate ) nebo Imazalilu ( 1-/2(2,4-dichlorophenyl)-2-(2-propenyloxy)ethyl/-1H-imodazole ) nebo permethrinu (3-phenoxybenzyl(1RS)-cis,trans-3-(2,2-dichlorovinyl)2,2dimethylcyclopropanecarboxylate) v organickém rozpouštědle se přidá rozpouštědlový lak flexotisk nebo hlubotisk a připravený roztok se nanáší na

5obaly na bázi polymerních fólií nebo vrstvených obalových materiálů formou flexotisku nebo hlubotisku.

Příklad 3

Disperze Ag-zeolitů nebo chitosanu nebo fungicidů jako např. Benomylu nebo Imazalilu nebo hexamethylentetraminu v polyvinylacetátu a/nebo polyethylenu nebo v polybutadienu a jeho kopolymerů nebo v polymerních pryskyřicích se natírá za horka na vrstvený obalový materiál na bázi upraveného papíru nebo vrstveného obalového materiálu s následným odpařením vodného podílu v proudu horkého vzduchu.

Příklad 4

Roztok esterů kyseliny hydroxybenzoové nebo anhydridu kyseliny benzoové nebo Triclosanu (2,4,4- trichloro-2-hydroxydiphenyletheru) v organickém rozpouštědle se přidá k dispeájmu laku a tato disperze se nanáší na obalový materiál na bázi polymerních fólií nebo obalového materiálu z přírodních zdrojů (jako např. expanzním způsobem upravený škrob nebo škrob společně s celulózou, nebo kolagen nebo homo- nebo heteropolymerní aminokyseliny nebo glykoproteidy nebo vosky apod.) stříkáním s následným odpařením rozpouštědla.

Příklad 5

Vodný roztok lysozymu nebo nisinu nebo sorbanu draselného a/nebo benzoanu sodného nebo ve vodě rozpustných fungicidů nebo hexamethylentetraminu se přidá k vodné disperzi polyethylenu nebo polypropylenu nebo pólyvinylchloridu nebo polyvinylacetátu a do této disperze se namáčejí obalové materiály na bázi / z papíru nebo upravené celulózy nebo syntetických polymerů nebo vrstvených obalů. Po vyjmutí se nanesená disperze na obalovém prostředku nechá samovolně nebo v proudu vzduchu zaschnout.

Průmyslová využitelnost

Způsob přípravy bioaktivních obalových prostředků na bázi syntetických plastů nebo polymerních materiálů z přírodních zdrojů je využitelný především pro balení potravin a dále všude tam, kde hrozí mikrobiální kontaminace nebo zničení baleného materiálu činností mikroorganismů. Velkou výhodou způsobu přípravy bioaktivních obalových prostředků je skutečnost, že aktivace obalového prostředku neomezuje dosavadní technologii výroby obalu, neboť se vrstva polymeru nebo laku s konzervační látkou aplikuje až na hotový obalový materiál.

íKotřf > CHEMICKO-TEGHť^h^QicKA v PRAZE oaaeio/j^tífo i/eduXvýzkum pečhnlcka 5,186 28 Pra ' 965/1

PATENTOVĚ NÁROKY

Claims

PATENTOVĚ NÁROKY

1. Způsob přípravy bioaktivních obalových prostředků y na bázi syntetických polymerů nebo polymerních materiálů z přírodních zdrojů^vyznačující se tím, že se obalový prostředek potáhne vrstvou polymeru obsahujícího imobilizovanou konzervační látku.
2. Způsob přípravy bioaktivních obalových prostředků podle nároku 1 ^vyznačující se tím, že se k-potažení—obalového-prostředku použije polymer na bázi polyethylenu a jeho kopolymerů a/nebo polypropylenu a jeho kopolymerů a/nebo polybutadienu a jeho kopolymerů a/nebo kopolyamidu a jeho kopolymerů a/nebo polyakrylátu a jeho kopolymerů a/nebo polyvinylchloridu a/nebo polyvinylacetátu a/nebo polyesterů a/nebo polymerních pryskyřic ve formě roztoků nebo disperzí ve vodě nebo v organickém rozpouštědle a jejich směsí nebo ve formě disperzních laků a rozpouštědlových laků.
3. Způsob přípravy bioaktivních obalových prostředků podle nároku 1 a 2, vyznačující se tím, že se roztok nebo disperze polymeru s konzervační látkou nanáší na obalový prostředek stříkáním nebo natíráním nebo ponořením obalového prostředku do tohoto roztoku nebo disperze nebo formou flexotisku nebo hlubotisku a po jejich nanesení se rozpouštědla odpaří za běžné nebo zvýšené teploty.
4. Způsob přípravy bioaktivních obalových prostředků podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako konzervační látka se použije mikrobicidní a/nebo bakteriostatická konzervační látka a/nebo fungicid, vybraná ze skupiny tvořené antibiotiky a/nebo sloučeninami stříbra a/nebo deriváty fenolu a/nebo bakteriociny a/nebo estery kyseliny p-hydroxybenzoové a/nebo monoglyceridy