DE60032203T2

DE60032203T2 - Verfahren zum Verpacken von Frischfleischprodukten

Info

Publication number: DE60032203T2
Application number: DE60032203T
Authority: DE
Inventors: Adrianus Theodorus Josephus Van Den Broek
Original assignee: Optisinvest N V; OPTISINVEST NV
Current assignee: OPTISINVEST N.V., CURACAO, AN
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 2000-10-13
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2020-10-14
Also published as: ATE347487T1; DK1092532T3; EP1092532A1; DE60032203D1; ES2278576T3; NL1013280C1; CY1105876T1; EP1092532B1; EP1092532B8; US6581359B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Ethylen-Copolymer-Zusammensetzungen, die für die Herstellung von Folien für die Verpackung von rotem Frischfleisch verwendbar sind und auf ein Verfahren zur Verpackung von rotem Frischfleisch.
Insbesondere basieren die Ethylen-Copolymer-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung auf einem Copolymer aus Ethylen mit Carbonsäure, die teilweise mit Ionen neutralisiert ist und somit in der Lage sind, mit der Oberfläche des roten Frischfleisch unter bestimmten Herstellungsbedingungen zu reagieren und zu verhindern, daß sich das im Fleisch enthaltene Blut und Wasser zwischen Fleisch und Verpackungsfilm ansammelt.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Ethylen-Copolymer-Zusammensetzungen sind in der Verpackungsindustrie für die Verpackung von gekochtem und frischem Fleisch gut bekannt (Dupont Veröffentlichung HS6747, 9/94). Beispiele für derartige Verwendungen sind Dichtungsmittel oder Schrumpffolien in Ein- oder Mehrlagenschichten für die Lebensmittelverpackung oder sogar spezieller, als Dichtungsstoff für eine sekundäre Versiegelung, um das Durchsickern von Fleischsaft zwischen den zwei Filmschichten zu verhindern, wobei das Auslaufen aus Mikrokanälen vermieden wird. Sie sind für ihre angeblich überragende Adhäsion gegenüber gekochtem Fleisch bekannt und werden für die Verpackung von gekochtem Schinken oder gekochter Pute verwendet.
Die oben erwähnte Dupont Veröffentlichung H-56747, 9/94 bezieht sich im Speziellen auf die Verpackung von verarbeiteten Fleischprodukten.
Ein Verfahren für das Verpacken und Kochen von Fleischprodukten in einem aus Frischhaltefolie hergestellten Beutel, welcher ein Ionomer-Versiegelungsmaterial beinhaltet, ist aus der US-A-4.820.536. bekannt. Das Verpacken von Fleischprodukten umfaßt Heißschrumpfen und Vakuumversiegeln bei Temperaturen von 79,4°C bis 98,9°C (175°F bis 210°F) für ungefähr 6 bis 120 Sekunden (0,1 bis 2 Minuten).
Ein Verfahren für das Verpacken und Kochen von Fleischprodukten in einem Beutel, wobei die die Nahrung berührende Schicht ein ionomeres Material ist, ist außerdem aus der US-A-4.606.922 bekannt. Die Zeit-Temperatur-Bedingungen für das Kochen beinhalten das Eintauchen in Wasser, bei 70-80°C oder in Dampf, für 4-6 Stunden.
Ein ionomeres Folienmaterial, welches saure Monomere in einer Konzentration von 0,2 Mol% bis 25 Mol% von einer mono-basischen Carbonsäure besitzt und wobei wenigstens 10% der Carbonsäuregruppen mit Metall-Ionen, wie Na, K, Li, Mg, Ca oder Zn neutralisiert sind, ist von der US-A-3.355.319 bekannt.
Jedoch verhindern diese bekannten Prozesse und Verpackungsfolien nicht vollständig, daß wenn die Verpackung einmal geöffnet oder beschädigt wurde, der Fleischsaft aufgrund unzureichender Adhäsion gegenüber dem Frischfleisch aus dem Fleisch heraustritt.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung überwindet die obengenannten Probleme und produziert Verpackungen, welche effektiv das Rückhaltevermögen von Fleischsaft innerhalb des verpackten Frischfleischs erhöhen.
Zusammenfassung der Erfindung
Wie in Anspruch 1 geltend gemacht wird, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Verpackung von roten Frischfleischprodukten.
Die bevorzugten Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 definiert.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Verpackung bereit, die diese Folie für das Verpacken von rotem Frischfleisch verwendet, welche mit dem roten Frischfleisch für einige Sekunden oberhalb der Vicat-Temperatur erhitzt wird, die Zellen des roten Fleischs ohne Veränderung seiner Farbe schließt und auf diese Weise im Vergleich zu anderen Versiegelungsmaterialien den Verlust von Fleischsaft oder Blut des Fleischs signifikant reduziert.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Diese Erfindung besteht aus der Verwendung von Ionomeren, mit einem hohem Säure- Comonomeren-Gehalt, die mit spezifischen Metallionen neutralisiert sind, als Versiegelungsschichten für mehrschichtige Folien zur Verpackung von Frischfleisch mit einem verbesserten Fleischsaft- oder Flüssigkeitsrückhaltevermögen und aus einem Verfahren dieses zu erreichen. Es hat sich herausgestellt, daß für diese Verwendung ein Copolymer aus Ethylen und einer α,β-ungesättigten C₃-C₈-Carbonsäure, bevorzugt in einer Menge von 1-30 Gew.-%, bevorzugt Acrylsäure oder Methacrylsäure, wobei die Carbonsäure teilweise mit wenigstens einem Metallion neutralisiert ist, am besten geeignet ist. Das Copolymer kann weiterhin ein Acrylat enthalten und kann, z.B. durch Strangpressen oder Gießen oder Folienblasen hergestellt werden.
Das Ionomer ist im Folgenden beschrieben:
Säure-Copolymer und Ionomer
Die Säure-Copolymere und Ionomere der vorliegenden Erfindung sind von unmittelbaren Copolymeren aus Ethylen und einer α,β-ethylenisch-ungesättigen C₃-C₈-Carbonsäure („Ethylen-Säure-Copolymere") durch Neutralisation mit Metallionen abgeleitet.
Mit „unmittelbarem Copolymer" ist gemeint, daß das Copolymer zeitgleich durch Polymerisierung von Monomeren erzeugt wird, und es unterscheidet sich dadurch von einem „Pfropfcopolymer", wo ein Monomer auf eine schon vorhandene Polymerkette angehaftet oder polymerisiert wird. Methoden solche Ionomere herzustellen sind gut bekannt und in dem US Patent No. 3.264.272 beschrieben. Die Herstellung der unmittelbaren Ethylen-Säure-Copolymere aus denen die Ionomere aufgebaut sind, ist in dem US Patent No. 4.351.931 beschrieben.
Die Ethylen-Säure-Copolymere, die in der vorliegenden Erfindung für das Herstellen des ionomeren Copolymers verwendet werden, können E/X/Y-Copolymere sein, worin E Ethylen ist; X ein Weichmacher-Comonomer ist, und Y eine α,β-ethylenisch-ungesättige C₃-C₈-Carbonsäure, insbesondere eine Aryl- oder Methacrylsäure ist. Vorzugsweise jedoch ist das Ethylen-Säure-Copolymer ein Dipolymer (kein Weichmacher-Comonomer). Die bevorzugten Säureeinheiten sind Methacrylsäure und Acrylsäure.
Mit „erweichend" ist gemeint, daß das Polymer weniger kristallin gemacht ist. Geeignete „Weichmacher"-Comonomere (X) sind Monomere, die aus Alkylacrylaten und Alkylmethacrylaten ausgewählt sind, worin die Alkylgruppen 1-12 Kohlenstoffatome aufweisen, welche, wenn vorhanden, bis zu 30 (bevorzugt bis zu 15, am meisten bevorzugt, bis zu 5) Gew.-% des Ethylen-Säure-Copolymers sein können.
Es kann ein großer Bereich des prozentualen Säureanteils im Ethylen-Säure-Copolymer verwendet werden. Der Säureanteil kann in einem Bereich von etwa 1 bis 30 Gew.-% des Säure-Copolymers, bevorzugt in einem Bereich von etwa 12 bis 25 Gew.-%, alternativ von etwa 15 bis etwa 20 Gew.-%, vorhanden sein. Die Ethylen-Säure-Copolymere mit hohen Säureanteilen sind wegen der Monomer-Polymer-Phasentrennung in kontinuierlichen Polymerisatoren schwierig herzustellen. Diese Schwierigkeiten können jedoch durch die Verwendung der „Co-Lösungmittel-Technologie", wie im US Patent No. 5.028.674 beschrieben, auf welches hierin bezug genommen wird, oder durch Anwenden von höheren Drücken als die, bei welchen Copolymere mit weniger Säure hergestellt werden können, verhindert werden.
Das Copolymer kann von etwa 10 bis 99,5% mit Metallionen, ausgewählt aus den Gruppen Ia, Ib, IIa, IIIa, IVa, VIb und VIII des Periodensystems der Elemente, wie Natrium, Kalium, Zink, Calcium, Magnesium, Lithium, Aluminium, Nickel und Chrom, neutralisiert sein. Für die beste Fleischadhäsion sind Ionen, wie Zink, Calcium oder Magnesium, ausgewählt aus den Gruppen IIa und IVa des Periodensystems, bevorzugt, am meisten bevorzugt ist Zink. Solche neutralisierten Ethylen-Säure-Copolymere sind im Stand der Technik als „Ionomere" bekannt. Üblicherweise wird die Neutralisierung zwischen 10-70% betragen. Bevorzugt hat das Copolymer ungefähr 35 bis 70% Carbonsäuregruppen, die durch Neutralisierung mit Metallionen ionisiert sind.
Bevorzugte Ethylen-Säure-Dipolymere sind Ethylen/Acrylsäure und Ethylen/Methacrylsäure. Spezielle andere Copolymere umfassen Ethylen/n-Butylacrylat/Acrylsäure, Ethylen/n-Butylacrylat/Methacrylsäure, Ethylen/Isobutyl, Acrylat/Methacrylsäure, Ethylen/Isobutylacrylat/Acrylsäure, Ethylen/n-Butylmethacrylat/Methacrylsäure, Ethylen/Methylmethacrylat/Acrylsäure.
Die für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeigneten Ionomere sind unter dem Markennamen Surlyn^® kommerziell erhältlich, entsprechend sind die Ethylen-Säure- Copolymere erhältlich unter dem Markennamen Nucrel^®, beide von der Firma DuPont.
Folien
Für die vorliegende Erfindung wird das oben genannte Polymer als Versiegelungsschicht in einer mehrschichtigen Struktur mit wenigstens drei Schichten des Typs X/Bindeglied/Versiegelungsschicht verwendet, worin X ein oder mehr strukturelle Schichten und Sperrschichten mit korrespondierenden Bindegliedschichten darstellen kann.
Die Versiegelungsschicht wird in Kontakt mit dem roten Frischfleisch sein. Die Struktur kann durch das Blasen einer Folie oder mittels eines Foliengießverfahrens oder durch das gemeinsame Laminieren von Folien hergestellt werden.
Verarbeitung
Während des Verpackungsprozesses, nachdem das Versiegeln der Verpackung abgeschlossen ist, wird die gesamte Verpackung bei einer Temperatur, die zwischen der Vicat-Temperatur und der Schmelztemperatur des Versiegelungsmaterials liegt, erhitzt. Dieser Prozeß, der „Sekundärversiegelung" genannt wird, ist in der Industrie gut bekannt. Im Falle des oben genannten Ionomers wird das zwischen 50-85°C sein.
Die Erhitzungszeit muß auf 0,5-5 Sekunden beschränkt sein.
Der Sekundärversiegelungsvorgang wird dort, wo kein Fleisch zwischen den zwei Folien ist, einen starken Folie-zu-Folie Kontakt liefern, und bildet einen zusätzlichen Schutz gegen Löcher und Vakuum. Das ist besonders wichtig wenn die Verpackung durch den Vertrieb beschädigt wird. Außerdem verhindern die in der vorliegenden Erfindung beschriebenen sekundär versiegelten Beutel mit Ionomeren, die Wanderung von Fleischsaft innerhalb der Verpackung, minimieren das Bakterienwachstum und führen weiterhin zu einer ästhetischeren Verpackung.
Jedoch ist es zulässig, daß der Fleischsaft und das Blut nach dem Öffnen der Verpackung und dem Auflösen des Vakuums das Frischfleisch verläßt, was zu einem Gewichtsverlust des übrig bleibenden Fleischs führt.
Die Ionomere, die allgemein in dieser Anmeldung verwendet werden, haben einen niedrigen Säureanteil (zwischen 9 und 12 Gew.%) und sind mit Na und Zn neutralisiert.
Es hat sich als überraschend erwiesen, daß das Verwenden von Ionomeren mit erhöhtem Säure- und Zn-Ionen-Anteil und das Zugeben einer sekundären Versiegelungstemperatur oberhalb der Vicat-Temperatur dieser Ionomere aber unterhalb der Schmelztemperatur dieser Ionomere für kurze Zeit, die folgenden Auswirkungen haben wird:

• die Fleischporen werden sich schließen und der Fleischsaft zurückbehalten
• der Auslaufen nach dem Öffnen der Verpackung reduziert sich um 30-100%
• es befindet sich beinahe kein Fleischsaft zwischen dem Fleisch und dem Innenraum der Verpackungsfolie

Dieser Effekt kann nicht bei den zurzeit für die Verpackung von Fleisch verwendeten Ionomeren beobachtet werden, da der Säureanteil dieser Ionomere zu niedrig ist, um eine ausreichende Fleischadhäsion zu ermöglichen und weil der Schmelzpunkt dieser Ionomere zu hoch ist, um eine gute Reaktion mit dem Fleisch zu bekommen, was zum Schließen der Poren führt, aber zur gleichen Zeit niedrig genug ist, um eine Farbänderung des Fleischs während des zusätzlichen Erwärmungsprozesses zu verhindern, zu erhalten.
Die Erfindung ist weiter in den folgenden Beispielen erklärt.
Beispiele
Die folgenden Materialien werden verwendet:

PA6: Ultramid B35

Surlyn 1857, Bindeschicht für die Adhäsion von Surlyn zu PA

LDPE: Stamylan von DSM

EVA Elax von Dupont, besitzt einem MPI von 0,5-5 und enthält 18% VA
Ionomer 1, auf Na basierend, mit 10 Gew.-% Methacrylsäure-Anteil und einem MPI von 1 bei 190°C
Ionomer 2, Surlyn 1705, auf Zn basierend, 15 Gew.-% Methacrylsäure-Anteil und einem MPI von 5 bei 190°C
Ionomer 3, Surlyn 9120, auf Zn basierend, 19 Gew.-% Methacrylsäure-Anteil und einem MPI von 1 bei 190°C
Die oben genannten Materialien wurden in eine 50 mm Reifenhauser-Strangpresse eingespeist. Die Strangpresse war Teil einer 3-Schichten-Reifenhauser-Blasfolienanlage, ausgestattet mit einem BARMAG 3-Schichten-Blaskopf, wo die folgende 3-Schichtenstruktur erstellt wurde: PA6/Bindeschicht/Dichtungsmittel
Das Temperaturprofil, welches erstellt wurde, war wie folgt:
Rote Frischfleischsorten, wie Rindfleisch, Schweinefleisch, Kalbfleisch, wurden an einer kommerziellen Fleischverpackungsanlage (Multivac-Typ einer Vakuumkammer) unter Verwendung einer Folie als obere und einer anderen identischen Folie als untere Schicht, verpackt.
Andere Fleischsorten oder selbst andere Aufschnittsorten könnten zu einem etwas anderen Ergebnis der Fleischsaftrückhaltung führen.
Das Fleisch wurde in einem Beutel und mit einem primären Versiegelungsvorgang, welcher die obere Schicht mit der unteren Schicht unter den folgenden Bedingungen: Versiegelungsdruck 1-6 Atm, Zeit 0,3-5 Sekunden, Temperatur von 80-100°C versiegelt, verpackt. Daran schloss sich ein Sekundärversiegelungsvorgang an, bei dem die Oberflächenbereiche zwischen oberer und unterer Schicht, welche direkt miteinander in Kontakt stehen, ohne Druckanwendung versiegelt wurden.
Die Sekundärversiegelung sollte auch unbedingt in dem primären Versiegelungsvorgang enthalten oder damit verbunden sein.
Dies erfolgte durch Wiedererhitzen des Vakuum verpackten roten Frischfleischs auf 50-85°C für 0,8 Sekunden, kurz genug, um die Farbveränderung des roten Fleischs zu verhindern, aber lang genug, um die zwei Bereiche miteinander zu versiegeln sowie die Fleischporen durch den Kontakt mit den bei niedriger Temperatur schmelzenden Surlyn^® Dichtungsmittel Arten zu schließen.
Dieses Zwischenerhitzen geschieht durch das Benutzen von Wasser von 50-85°C, heißer Luft, Infrarot, Dampfinjektionen oder jeder anderer Energiequelle.
Die Temperaturen heißer Luft sind aufgrund der weniger intensiven Hitzeleitung höher.
Die folgenden Ergebnisse wurden danach erhalten:
Die Schmelztemperatur des Dichtungsmittels wurde mit dem DSC gemäß ASTM D1238 erfasst.
Das Auslaufrückhaltevermögen wurde durch das Lagern der verpackten Fleischstücke für 4 Wochen bei 0-4°C in einem Kühlhaus gemessen. Dann wurden die Verpackungen geöffnet und die Flüssigkeit vom Fleisch getrennt. Danach wurden das Fleisch und die Flüssigkeit separat voneinander gewogen. Das Auslaufen ist definiert als Gewichtsprozent der Flüssigkeit, die abgesondert wurde:
Beutel/thermo-gestaltete Formen
Es wurde erstaunlicherweise gefunden, daß die Verwendung von bestimmten Ionomer-Arten mit hohen Säurezahlen und folglich niedriger Schmelz- und Vicat-Temperatur es bei einer ausreichenden Temperatur ermöglicht, eine Interaktion zwischen rotem Fleisch und dem Surlyn^® Dichtungsmittel, welches die Poren des Fleischs schließt und den signifikanten Flüssigkeitsverlust reduziert, einzugehen. Bei roten Fleischsorten, wie Rindfleisch, Schweinefleisch, Kalbfleisch, ist Blut oder Auslauf, welches das Fleisch nach dem Anschneiden verläßt, reduziert. Dies kann nicht bei phasenfreien Dichtungsmitteln mit ähnlicher Schmelztemperatur und selbst nicht bei Ionomeren, welche zurzeit für diesen Zweck aufgrund ihrer höheren Schmelztemperatur verwendet werden, erreicht werden.
Dies wurde sowohl während der Herstellung von sogenannten Beuteln beobachtet, wo das Fleisch einfach in Folien Vakuum verpackt ist, als auch während der Verpackung von Fleisch in bereits thermo-geformte Aushöhlungen oder Formen.
Solche Dichtungsmaterialien können folglich als Dichtungsmaterialien in, optional thermo-formbaren Schrumpffolien, die wahlweise ebenfalls orientiert oder bidirektional orientiert, zusammen mit wenigstens einer anderen Struktur- oder Sperrschicht und Bindeschicht sein können, verwendet werden. Die Beispiele schließen solche Strukturen, wie PA/Bindeschicht/Dichtungsmittel, LDPE/Bindeschicht/EVOH/Bindeschicht/Dichtungsmittel, Dichtungsmittel/Bindeschicht/EVOH/Bindeschicht/Dichtungsmittel oder PA/Bindeschicht/EVOH/Bindeschicht/Dichtungsmittel, mit ein. EVOH ist Ethylencovinylalkohol, eine gebräuchliche Sauerstoff-Sperrschicht, welche bei der Verpackung von Fleisch anstatt der mehr verbreiteten Polyamide verwendet wird.

Claims

Verfahren zum Verpacken von rotem Frischfleisch in einer Hülle mit einer Innenschicht aus einer Copolymersäure oder einer Ionomerversiegelungsmaterial, das einen Säureanteil von zumindest 15 Gewichtsprozent aufweist, durch Vakuumverpacken und Versiegeln des Fleischprodukts in der Hülle, wobei das abgepackte Produkt einer Wärmebehandlung, zweite Versiegelung genannt, mit einer Temperatur zwischen der Vicat-Temperatur und der Schmelztemperatur der Ionomerabdichtschicht für 0,5-5 Sekunden unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite Versiegelung bei einer Temperatur von 50-85°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ionomerversiegelungsschicht ein Copolymer aus Ethylen und 1% bis 30% α,β-ungesättigten C₃-C₈ Carboxylsäuren ist, deren Säuregruppen zu 10-99,5% mit Metallionen neutralisiert sind, die aus Na, K, Li, Mg, Ca oder Zn ausgewählt sind.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die α,β-ungesättigten C₃-C₈ Carboxylsäuren in einer Menge von 15%-20% vorhanden sind.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Metall Zn ist.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, wobei die Copolymersäure oder das Ionomer weiter ein Weichmacher-Comonomer enthält, ausgewählt aus einem (C₁-C₁₂)Alkyl-(Meth)-akrylat.