ES2226098T3 - Acelerador de absorcion de oxigeno. - Google Patents

Acelerador de absorcion de oxigeno.

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Abstract

Se presenta un envase desoxigenante basado en hierro en el cual la tasa de absorción del oxígeno puede incrementarse en virtud de la presencia de un acelerador de la absorción del oxígeno tal como el agua que se introduce dentro del envase. También se presentan procedimientos para incrementar la tasa de absorción el oxígeno mediante el envase desoxigenante basado en hierro.

Description

Acelerador de absorción de oxígeno.
Campo de la invención
La presente invención se refiere en general a un dispositivo y método para maximizar la velocidad de toma de oxígeno de un absorbedor de oxígeno. Más en concreto, la invención se refiere a una bolsa de eliminación de oxígeno a base de hierro que tiene una composición mejorada para acelerar la velocidad de absorción de oxígeno donde la bolsa está diseñada específicamente para ser utilizada en un sistema de envasado diseñado para mantener fresca la carne.
Antecedentes de la invención
Los alimentos perecederos, tales como carnes, frutas y verduras se colocan típicamente en sistemas de envasado después de recogerlos para conservar estos alimentos el tiempo máximo posible. Maximizando el tiempo en el que se conserva el alimento, especialmente el tiempo entre el envasado inicial en la planta y la distribución a la tienda minorista, aumenta la rentabilidad de todas las entidades en la cadena de distribución minimizando la cantidad de productos estropeados.
El entorno en el que se conserva el alimento es un factor crítico en el proceso de conservación. No sólo es importante mantener una temperatura adecuada, sino que también es importante el contenido molecular y químico de los gases que rodean el alimento. Suministrando un contenido de gas apropiado al entorno que rodea el alimento, el alimento se puede conservar mejor cuando se mantiene a la temperatura apropiada o incluso cuando se expone a variaciones de temperatura. Esto da al productor de alimentos cierta garantía de que, después de que el alimento salga de su control, el alimento estará en una condición aceptable cuando llegue a la tienda minorista y, en último término, al consumidor.
En el envasado de carne, en particular, los sistemas de envasado que proporcionan niveles sumamente bajos de oxígeno son deseables porque es sabido que la calidad de frescura de la carne se puede conservar más tiempo en condiciones anaeróbicas que en condiciones aeróbicas. Mantener niveles bajos de oxígeno minimiza el crecimiento y multiplicación de bacterias aeróbicas.
Una forma de garantizar un nivel mínimo de oxígeno en un envase de carne es someter el envase o materiales rígidos barrera a los gases a vacío para quitar todo el gas del envase como sea posible antes de sellar el envase. El envase se puede sellar después y mantener la carne en un entorno de atmósfera "cero" (que se denomina comúnmente envasado al vacío). En condiciones de envasado al vacío, la carne roja se torna púrpura. Sin embargo, los consumidores prefieren ver su carne roja brillante. Como resultado, el envasado al vacío no ha sido bien aceptado para cortes de carne de consumo.
Otros medios de garantizar un nivel mínimo de oxígeno en un envase de carne es sellar la carne en un sistema de envasado en atmósfera controlada. Este tipo de tecnología de envasado en atmósfera controlada (MAP) es tan exitoso que la carne se puede cortar y envasar varias semanas antes de la compra y todavía estar fresca. Tales sistemas utilizan típicamente capas múltiples de envasado. La capa de envasado exterior es generalmente un envase rígido con buenas propiedades de barrera. La capa de envasado intermedia es una película permeable al oxígeno. Para proporcionar un entorno de atmósfera controlada, el envase rarificado se llena típicamente de una mezcla de gases que consta de aproximadamente 30 por ciento de dióxido de carbono (CO_{2}) y 70 por ciento de nitrógeno (N_{2}). Se considera que llenar el envase rarificado con tal mezcla de gases suprime el crecimiento de bacterias anaeróbicas. La capa externa se quita justo antes de presentar los cortes de consumo para venta en el supermercado. Esto permite que la carne recupere un color rojo brillante. Un ejemplo excelente de tal proceso de rarificación y llenado MAP se describe en la Patente de Estados Unidos número 5.115.624 de Garwood. El MAP de envasado al vacío y llenado es muy caro por tres razones. Primera la parte rígida del envase es cara. Segunda: las velocidades del proceso son lentas debido a los pasos de vacío y llenado. Y tercera: el equipo para llevar a cabo estos procedimientos es muy complicado y caro.
Otros medios menos caros de garantizar un nivel mínimo de oxígeno en un envase de carne es utilizar un proceso MAP con lavado con gas. Se eliminan los pasos complicados de rarificar el envase y llenado con la mezcla de gases deseada. La bolsa exterior (una capa barrera) se lava simplemente con la mezcla apropiada de gases cuando se forma alrededor del envase interior. El proceso de lavado reduce el contenido de oxígeno del envase a aproximadamente dos por ciento. Se coloca un eliminador de oxígeno en el envase para absorber oxígeno adicional justo antes de o simultáneamente con la formación y el lavado de la bolsa exterior. Un ejemplo excelente de tal sistema MAP se describe en la solicitud de patente titulada "Envase de atmósfera controlada" presentada el 3 de abril de 1996, número de serie 08/627.137.
Una característica crítica de un sistema de envasado MAP de lavado con gas es la capacidad de mantener el aspecto fresco y agradable al paladar de la carne. La carne oxidada se torna de un color marrón indeseable. Por consiguiente, como se explica, se pone típicamente un eliminador de oxígeno dentro del envase de carne para absorber todo oxígeno residual dentro del envase después del lavado con gas y sellado del envase. Es de importancia crítica quitar rápidamente el oxígeno de la carne para evitar que se torne marrón. Especialmente importante para evitar el cambio irreversible de rojo a marrón es la velocidad a la que se elimina el oxígeno. Si el oxígeno se quita rápidamente, la carne envasada adquiere un color rojo púrpura. Este color rojo púrpura "pasa" rápidamente a un color rojo brillante al sacarlo de la capa externa de envasado.
Cada vez se utilizan más eliminadores de oxígeno en sistemas de envasado para proteger varios productos contra los efectos perjudiciales de la exposición al oxígeno. Varios eliminadores de oxígeno utilizan la oxidación de hierro particulado como un método para absorber oxígeno (por ejemplo GB-A-1 556 853). Es esencial una cantidad pequeña de agua para esta reacción. En algunos casos, se puede usar un agente de atracción de agua, tal como gel de sílice, para atraer agua y a veces para suministrar agua a la bolsa inicialmente. Sin embargo, un inconveniente importante de esta tecnología es la cantidad reducida de agua que se puede suministrar. Típicamente, una porción principal del agua necesaria para la oxidación de hierro particulado la suministra el producto y/o el entorno de envasado que se protege. A menudo ésta es una cantidad inadecuada para promover la oxidación de hierro eficiente y conveniente. Y como se ha mencionado, cuando más lenta es la velocidad de reducción de oxígeno, más probable es que la carne se torne irreversiblemente marrón.
Existe así la necesidad de acelerar la velocidad de eliminadores de oxígeno, en particular en los límites de un sistema de envasado de atmósfera controlada. De forma óptima, sería deseable disminuir el nivel de oxígeno a aproximadamente 0,04 por ciento (400 PPM) en 90 minutos y a aproximadamente cero en 24 horas. La presente invención satisfará esta necesidad.
Resumen de la invención
La invención se define en las reivindicaciones.
La presente invención proporciona una bolsa de eliminación de oxígeno a base de hierro que exhibe una velocidad incrementada de absorción de oxígeno especialmente en los límites de un sistema de envasado de carne concomitante. La invención proporciona específicamente una bolsa de eliminación de oxígeno que incluye un absorbedor de oxígeno a base de hierro y un acelerador de toma de oxígeno incluyendo agua. El acelerador de toma de oxígeno acelera la velocidad de toma de oxígeno del absorbedor a base de hierro. En una realización preferida, la invención proporciona una bolsa de eliminación de oxígeno donde está presente en la bolsa una relación de entre 0,2 ml y 0,8 ml de acelerador de toma de oxígeno a aproximadamente 2,5 gramos de hierro. El agua ordinaria es un excelente acelerador, pero el acelerador elegido es preferiblemente ácido acético. De forma óptima, está presente en la bolsa aproximadamente 0,6 ml de acelerador de toma de oxígeno por 2,5 gramos de hierro.
Breve descripción de los dibujos
Otros objetos y ventajas de la invención serán evidentes después de leer la siguiente descripción detallada y con referencia a los dibujos en los que:
La figura 1 ilustra una bolsa de eliminación de oxígeno en la que se está introduciendo el acelerador de toma de oxígeno en la bolsa mediante una jeringa.
Las figuras 2a y 2b, respectivamente, ilustran una bolsa de eliminación de oxígeno conteniendo una cápsula que se puede romper en el momento apropiado para liberar el acelerador de toma de oxígeno y una bolsa conteniendo una cápsula que se está rompiendo.
Las figuras 3a y 3b, respectivamente, ilustran una bolsa de eliminación de oxígeno incluyendo una mecha sobresaliente para la absorción del acelerador de toma de oxígeno a la bolsa y una bolsa de eliminación de oxígeno en la que la mecha está siendo sumergida en el acelerador de eliminación de oxígeno.
La figura 4 es una vista isométrica de la bolsa de eliminación de oxígeno de la presente invención dentro de un sistema de envasado de atmósfera controlada.
La figura 5 es un gráfico que ilustra la velocidad de absorción de oxígeno cuando se introduce una bolsa seca eliminadora de oxígeno en un envase de cuarto de galón (0,94 litro) que también incluye 0,5 ml de agua.
La figura 6 es un gráfico que ilustra la velocidad de absorción de oxígeno cuando se introduce una bolsa de eliminación de oxígeno que tiene 0,5 ml de agua inyectada a la bolsa en un envase de cuarto de galón (0,94 litro).
La figura 7 es un gráfico que ilustra la velocidad de absorción de oxígeno en función de la cantidad de agua inyectada a bolsas eliminadoras de oxígeno.
La figura 8 ilustra la velocidad de absorción de oxígeno en presencia de cantidades variables de CO_{2} utilizando una bolsa de eliminación de oxígeno a la que se ha inyectado 0,6 ml de agua.
La figura 9 es un gráfico que ilustra la velocidad de absorción de oxígeno en función del número de bolsas eliminadoras de oxígeno introducidas en un recipiente de cuarto de galón (0,94 litro).
La figura 10 es un gráfico que muestra el porcentaje de oxígeno después de 1 hora en función de la cantidad de ácido acético (vinagre) inyectado a cada una de dos bolsas eliminadoras de oxígeno.
La figura 11 es un gráfico que muestra el porcentaje de oxígeno en función del tiempo y en función del material inyectado a las bolsas eliminadoras de oxígeno.
La figura 12 es un gráfico que ilustra la velocidad de absorción de oxígeno en función de la cantidad de ácido acético inyectada a una bolsa conteniendo hierro y además en función de si la bolsa contiene o no gel de sílice impregnado.
La figura 13 es un gráfico que ilustra la velocidad de absorción de oxígeno en función del tiempo y la concentración de ácido acético en agua.
Aunque la invención es susceptible de varias modificaciones y formas alternativas, algunas de sus realizaciones específicas se han mostrado a modo de ejemplo en los dibujos y se describirán con detalle. Se deberá entender, sin embargo, que la intención no es limitar la invención a las formas particulares descritas. Por el contrario, se pretende cubrir todas las modificaciones, equivalentes, y alternativas que caigan dentro del espíritu y alcance de la invención definida en las reivindicaciones anexas.
Descripción detallada de la realización preferida
Pasando ahora a los dibujos, las figuras 1 a 3 (a y b) ilustran una bolsa de eliminación de oxígeno que tiene un acelerador de toma de oxígeno líquido presente de alguna forma dentro de la bolsa.
Específicamente, la figura 1 ilustra una bolsa de eliminación de oxígeno 10 conteniendo hierro elemental 12 y en la que se introduce en la bolsa un acelerador de toma de oxígeno 14 utilizando una jeringa 16. La inyección se puede realizar manualmente con una jeringa y colocación manual de la bolsa dentro del envase. Alternativamente, el proceso de inyección se puede automatizar utilizando una bomba dosificadora y dispensadora comercializada tal como la Luft Systematic modelo 45/50 y equipo de transporte adecuado para colocar las bolsas para inyección y para colocar después las bolsas en un envase.
La figura 2a ilustra una bolsa de eliminación de oxígeno 20 conteniendo hierro elemental 22 y en la que hay un acelerador de toma de oxígeno 24 dentro de una cápsula 26. Como muestra la figura 2b, la cápsula 26 se puede romper por fuerza mecánica en el momento apropiado para liberar el acelerador de toma de oxígeno 24. De forma óptima, la cápsula se deberá romper inmediatamente antes o inmediatamente después del sellado del envase para activar adecuadamente el eliminador a base de hierro para acelerar la toma de oxígeno.
La figura 3a ilustra una bolsa de eliminación de oxígeno a base de hierro 30 conteniendo hierro elemental (no mostrado específicamente) y en la que se puede introducir en la bolsa un acelerador de toma de oxígeno 32 por absorción por una mecha 34 que sobresale de la bolsa. Como muestra la figura 3b, la mecha 34 se sumerge en el acelerador de toma de oxígeno 32. Una cantidad apropiada de acelerador de toma de oxígeno 32 es absorbida por la mecha 34 a la bolsa 30. De forma óptima, la inmersión se produce inmediatamente antes del sellado del envase para activar adecuadamente el eliminador a base de hierro para acelerar la toma de oxígeno.
Información adicional concerniente a la construcción de la bolsa de absorbedor de oxígeno preferida para uso en la presente invención se puede obtener de la Patente de Estados Unidos número 5.262.375 de McKedy, titulada "Absorbedor de oxígeno". Multiform Desiccants Incorporated fabrica las bolsas de absorbedor de oxígeno preferidas. Sin embargo, otros absorbedores de oxígeno a base de hierro funcionarán comparativamente bien en la presente invención.
La presente invención se refiere en particular a una bolsa de eliminación de oxígeno a base de hierro que contiene un acelerador de toma de oxígeno que consta de agua o una solución acuosa de alguna otra sustancia disuelta o mezclada con agua. El acelerador de toma de oxígeno acelera la velocidad de toma de oxígeno del absorbedor de oxígeno. El agua sola activará y acelerará absorbedores de oxígeno a base de hierro mediante la presencia de iones hidronio en el agua. Sin embargo, las soluciones de ácido diluido son los aceleradores de toma de oxígeno preferidos.
Los ácidos proporcionan mayores cantidades de iones hidronio que aumentan la velocidad de oxidación de hierro actuando como aceptadores de electrones. Estos aceptadores de electrones facilitan la ionización de hierro neutro. Una vez ionizado, el hierro reacciona fácilmente con el oxígeno y agua disponibles para formar un óxido de hierro hidratado. Otros aceptadores de electrones tal como los iones cargados positivamente que forman soluciones de sales o metales tal como cobre también facilitan la ionización de hierro neutro.
La solución acuosa preferida de la presente invención es una solución acuosa que contiene aproximadamente cinco por ciento de ácido acético.
La introducción de agua o una solución acuosa de ácido, sal o metal apropiado en la bolsa de absorbedor de oxígeno de un absorbedor de oxígeno a base de hierro sirve para activar y aumentar drásticamente la velocidad de toma de oxígeno del hierro dentro de la bolsa. El hierro particulado en la bolsa, en efecto, se convierte en óxido cuando se absorbe el oxígeno de la atmósfera que rodea la carne envasada u otro producto alimenticio envasado. Como se explica, el agua o solución acuosa mejora la absorción de oxígeno por el hierro actuando como un aceptador de electrones. Un mecanismo propuesto para formación de óxido es el siguiente:
(1)Fe(s) \rightarrow Fe^{2+} + 2e^{-}
(2)e^{-}+H_{3}O^{+} \rightarrow H+H_{2}O
(3)4H + O_{2} \rightarrow 2H_{2}O
(4)4Fe^{2+} + O_{2}(g) + (12+2x)H_{2}O \rightarrow 2(Fe_{2}O_{3} \cdot xH_{2}O)(s) + 8 H_{3}O^{+}
En el paso (1) se producen iones ferrosos por pérdida de electrones del hierro elemental particulado en la bolsa. Sin embargo, este proceso no puede ir muy lejos a no ser que haya alguna forma de quitar los electrones que se acumulan en el Fe residual. Una forma de hacer esto es mediante el paso (2) en el que iones H_{3}O^{+} del agua o de sustancias ácidas en el agua, toman los electrones para formar átomos H neutros. Puesto que es sabido que el Fe es un buen catalizador para reacciones de hidrogenación en general, se estima que ahora se produce el paso (3) para agotar los átomos de H. Mientras tanto, el ion ferroso reacciona con gas O_{2} por el paso (4) para formar el óxido y restablecer el H_{3}O^{+} requerido para el paso (2). la reacción neta, obtenida añadiendo los cuatro pasos es
4Fe(s) + 3O_{2}(g) + 2xH_{2}O \rightarrow 2(Fe_{2}O_{3} \cdot xH_{2}O)(s).
El ácido acelera la reacción proporcionando iones hidronio (H_{3}O^{+}) excedentes y activando el paso 2. Por lo tanto, la realización preferida de la presente invención utiliza una solución acuosa diluida de ácido. Tales soluciones ácidas deberán ser compatibles, naturalmente, con productos alimenticios e incluyen, por ejemplo, ácido acético y/o ácido cítrico.
Las soluciones de sal también activan el paso (2) de dicha reacción proporcionando un aceptador de electrones, por lo que son adecuadas para ser utilizadas en la solución acuosa de la presente invención. Además, se ha hallado que añadir cobre a agua y/o solución acuosa diluida de ácido acelera la velocidad de absorción de oxígeno por el hierro. Se estima que el cobre induce un fenómeno llamado corrosión electrolítica. Fluyen electrones del hierro al cobre, donde su energía es más baja. Esto quita la carga negativa excedente del hierro. Además, los átomos de H, que ahora se forman en la superficie negativa de cobre en lugar del hierro, se liberan más fácilmente del cobre que del hierro, acelerando así el paso (3) de dicha reacción.
Como se representa en las figuras 1-3 (a y b), la solución acuosa se puede introducir en la bolsa utilizando un proceso del tipo de inyección. Alternativamente, la solución se puede incluir en la bolsa de absorbedor en una cápsula o compartimiento separado que se puede romper al tiempo de sellar el envase de carne. Además, se podría incluir una mecha en la bolsa, de la que sobresaldría, de tal manera que la mecha se pudiese sumergir en líquido justo antes de sellar el envase de carne.
Una realización preferida de la presente invención implica la inyección de un acelerador de toma de oxígeno incluyendo agua a los absorbedores MRM fabricados por Multiform Desiccants Incorporated. Esto se realiza justo antes de la colocación del absorbente en un envase. Esto se puede hacer manualmente con una jeringa y colocación a mano o el proceso se puede automatizar utilizando una bomba dosificadora y dispensadora comercializada tal como la Luft Systematic modelo 45/50 y equipo de transporte apropiado para colocar las bolsas para la inyección y después poner las bolsas en un envase.
Los datos siguientes, ilustrados en las figuras 5-13 y en la Tabla 1 son específicos de bolsas de eliminador MRM 100 de Multiform. Todos estos experimentos implican el uso de estos eliminadores. Los eliminadores de oxígeno MRM 100 están formulados específicamente para operar en presencia de CO_{2} y refrigeración. Los eliminadores de oxígeno MRM 100 contienen aproximadamente 2,5 gramos de hierro y gel de sílice impregnado con un generador de dióxido de carbono, NaHCO_{3}. Se utiliza un generador de dióxido de carbono para sustituir el volumen de gas en el envase de carne sellado cuando se absorbe O_{2}. El hierro en los absorbedores MRM es reducido electrolíticamente y recocido, lo que significa que el hierro se reduce por el paso de corriente eléctrica a través de una solución del hierro que tiene forma de una sal fundida. Como apreciarán los expertos en la técnica, aunque se utilizaron bolsas de eliminador MRM 100 en los experimentos descritos a continuación, cabe esperar que las bolsas de eliminador de igual constitución tengan actividades de eliminación de oxígeno comparablemente mejoradas con la adición de agua y otros aceleradores.
Las figuras 5 y 6 ilustran que el acelerador de toma de oxígeno, en este caso agua, debe contenerse dentro de la bolsa de eliminación de oxígeno para aumentar la velocidad de absorción de oxígeno. Específicamente, la figura 5 muestra la disminución porcentual de oxígeno en función del tiempo cuando sólo están presentes 0,5 ml de agua en un recipiente de cuarto de galón (0,94 litro) junto con una bolsa de eliminación de oxígeno. Como se representa en la figura 5, a 4,4ºC (40ºF) se tarda aproximadamente 30 horas a que el porcentaje de oxígeno se reduzca a aproximadamente 0,5% (5.000 PPM) y más de 40 horas a que el porcentaje de oxígeno se reduzca a cerca de 0,0% oxígeno. En contraposición, la figura 6 muestra la disminución del porcentaje de oxígeno en función del tiempo cuando se inyectan 0,5 ml de agua a una bolsa de eliminación de oxígeno que se coloca después en un recipiente de cuarto de galón (0,94 litro). A 4,4ºC (40ºF) se tarda aproximadamente 15 horas en reducir el porcentaje de oxígeno a aproximadamente 0,5% y aproximadamente 20 horas en reducir el porcentaje de oxígeno a cerca de 0,0% oxígeno. A 21,1ºC (70ºF) el oxígeno se elimina mucho más rápidamente.
La figura 7 muestra que la velocidad de eliminación de oxígeno se maximiza cuando están presentes 0,6 ml de agua en la bolsa de eliminación de oxígeno.
La figura 8 muestra que la absorción de oxígeno parece ser independiente de la cantidad de dióxido de carbono en el envase.
La figura 9 muestra que dos bolsas eliminadoras de oxígeno absorben oxígeno a casi el doble de la velocidad de una bolsa.
Como se representa en la figura 10, el ácido acético, denominado comúnmente ácido de vinagre, funciona especialmente bien al acelerar la velocidad de absorción de oxígeno de una bolsa de eliminador de oxígeno MRM. Específicamente, la inyección de 0,5 ml de ácido acético a cada una de dos bolsas de absorbedor reduce la cantidad de oxígeno en un recipiente de cuarto de galón (0,94 litro) a aproximadamente 0,1% O_{2} (1000 PPM) en una hora. Como se representa en la figura 11, el porcentaje de O_{2} se reduce a aproximadamente 0,04% O_{2} (400 PPM) en aproximadamente noventa minutos cuando se inyecta 0,5 ml de ácido acético a cada una de dos bolsas de eliminador MRM 100. Se puede extraer dos conclusiones de los datos de las figuras 10 y 11. Primera: el ácido acético inyectado parece funcionar mejor que el agua ordinaria al aumentar la velocidad de absorción de oxígeno de una bolsa de absorbedor. Segunda: por la figura 10, parece que 0,5 ml de ácido acético funcionan especialmente bien al aumentar la velocidad y la cantidad total de absorción de oxígeno. En los experimentos que dan lugar a los datos de las figuras 10 y 11, el nivel de oxígeno inicial en los recipientes era 2,0%, simulando la cantidad de oxígeno que habría después del paso de lavado con gas de un proceso MAP con lavado con gas. Además, los experimentos se realizaron bajo refrigeración.
Sigue a continuación una tabla que muestra los resultados de un experimento diseñado para determinar el rango de cantidades de agua que hay que introducir en una bolsa de eliminación de oxígeno conteniendo aproximadamente 2,5 gramos de hierro para activar satisfactoriamente las bolsas en un proceso de envasado MAP con lavado con gas para carne roja.
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TABLA 1
1
Los resultados muestran que se requieren inyecciones de agua de más de 0,2 ml, pero inferiores a 0,8 ml por 2,5 gramos de hierro (aproximadamente 100cc de capacidad absorbente). Para la eliminación adecuada de oxígeno, las inyecciones de agua deben estar dentro de este rango, preferiblemente a 0,6 mililitros. Las inyecciones de agua fuera de este rango darán lugar a un alto riesgo de formación de metmioglobina (ennegrecimiento) debido a exposición inicial a oxígeno. Este experimento se realizó utilizando eliminadores de oxígeno MRM de Multiform, pero se considera que otros absorbedores similares a base de hierro funcionan de forma comparable.
Ejemplo 1 Determinación del rango de volumen de agua necesario para eliminación óptima de oxígeno de una bolsa de eliminación de oxígeno a base de hierro
Se cortó una pieza de ternera deshuesada fresca de 4,5 kg (10 libras) (cinco días post mortem) en diez piezas y se colocaron individualmente en bandejas de carne o una almohadilla de impregnación. Las bandejas de carne tenían paredes laterales de 3,8 cm (1,5 pulgadas) de alto. La carne y las bandejas se envolvieron después con una película de PVC estándar en una máquina Hobart. Después de envolver, se hizo un agujero de 1,27 cm (media pulgada) de diámetro a través del PVC en una esquina de la bandeja para permitir la libre entrada y salida de gases de este "envase interior". A continuación, se inyectaron dos eliminadores MRM 100 con una cantidad medida exactamente de agua y unieron a una de las bolsas interiores conteniendo la ternera. Las inyecciones de agua se variaron de 0,2 a 1,0 milésimas por eliminador. El envase interior, con los absorbedores de oxígeno unidos, se pasó inmediatamente después por una máquina de llenado y sellado Fuji/Foremost y envasaron en una bolsa exterior lavada hecho de película barrera Print Pack 861D de 2,5 milésimas. El gas de lavado era aproximadamente 80% nitrógeno y 20% dióxido de carbono. El nivel de O_{2} inicial en la bolsa barrera se midió mediante un tabique de caucho con un analizador de oxígeno Dansensor y se registró. A continuación, las bolsas terminadas se colocaron en un refrigerador y almacenaron a 1,11ºC (34ºF) durante ocho días. El octavo día se midió el nivel final de oxígeno y se quitó la bolsa barrera y los absorbedores de oxígeno. La carne se dejó recuperar la frescura en el envase interior durante hora y media en el refrigerador. Entonces, se sacaron las bolsas del refrigerador y se examinó visualmente la aceptabilidad de color de la carne. Las bolsas se volvieron a colocar en el refrigerador otras 24 horas, después de las que se clasificó de nuevo la aceptabilidad de color de la carne.
La bandeja que se utilizó para el experimento detallado en el Ejemplo 1 y los datos detallados en la Tabla 1 dejó una cantidad considerable de espacio de aire rodeando la carne, precisando el uso de dos eliminadores MRM 100. Sin embargo, se había envasado con éxito ternera en bandejas de carne de paredes poco profundas usando solamente un eliminador MRM 100 con una inyección de 0,5 ml de ácido acético.
La figura 12 muestra que se produce absorción máxima de oxígeno a una cantidad de vinagre de entre aproximadamente 0,4 y 0,6 ml de ácido acético. La figura 12 también ilustra que se produce absorción máxima de oxígeno cuando la bolsa de eliminación de oxígeno contiene gel de sílice impregnado con NaHCO_{3} además de hierro. Los absorbedores MRM-100 y otros absorbedores de igual formulación emplean gel de sílice para absorber y liberar H_{2}O atmosférica. Como se ha explicado anteriormente, el gel de sílice no absorberá por sí mismo suficiente agua para acelerar satisfactoriamente la capacidad de eliminación de oxígeno del hierro para permitir la conservación de carnes durante más tiempo que unos pocos días. Por esta razón, los autores de la presente invención han añadido positivamente cantidades concretas de agua a las bolsas eliminadoras de oxígeno de la presente invención.
La figura 13 muestra la velocidad de absorción de oxígeno en función de tiempo y la concentración de ácido acético en agua. Como se puede ver, 5% ácido acético funciona muy bien para acelerar la velocidad de absorción de oxígeno a 30, 60 y 90 minutos. Además, 5% ácido acético es muy fácil de obtener, siendo común el vinagre de mesa.
La presente invención es especialmente útil cuando se utilizan en un proceso de envasado en atmósfera controlada (MAP) para carnes frescas. El proceso MAP es un proceso de lavado con gas que lava inicialmente el envase a una atmósfera de oxígeno de aproximadamente dos por ciento o menos. La bolsa de eliminación de oxígeno de la presente invención se utiliza para reducir adicionalmente el nivel de oxígeno del envase a 400 PPM (0,04%) o menos en noventa minutos.
Seguirá una breve descripción del envase típico de atmósfera controlada. Esta descripción no pretende ser limitativa, sino que, en cambio, se ofrece con la mera finalidad de explicar un uso particular de la presente invención.
La figura 4 ilustra un envase de atmósfera controlada 40 incluyendo un recipiente exterior 42 y un envase interior 44. El envase interior 44 incluye una bandeja convencional de plástico semirrígido 46 el de una hoja de material polimérico que es sustancialmente permeable al oxígeno. Los polímeros ejemplares que se puede usar para formar la bandeja no barrera 46 incluyen espuma de poliestireno, pulpa de celulosa, polietileno, polipropileno, etc. En una realización preferida, la lámina polimérica usada para formar la bandeja 46 se compone sustancialmente de espuma de poliestireno y tiene un grosor del orden de desde aproximadamente 100 milésimas de pulgada a aproximadamente 300 milésimas de pulgada. El uso de una bandeja ordinaria de espuma de poliestireno 46 es deseable porque tiene alta aceptación por parte del consumidor. El envase interior 44 incluye además una envoltura o cubierta de película estirable 48 compuesta sustancialmente de un material polimérico, tal como cloruro de polivinilo (PVC), que es sustancialmente permeable al oxígeno. En una realización preferida, la película estirable usada para formar la envoltura 48 contiene aditivos que dejan que la película se adhiera a sí misma y tiene un grosor del orden de desde aproximadamente 0,5 a aproximadamente 1,5 milésimas de pulgada. Una película estirable preferida es película para carne Resinite^{TM} comercializada por Borden Packaging and Industrial Products de North Andover, Massachusetts.
Se pone un producto alimenticio tal como un corte de carne para minorista 50 dentro del envase interior 44. Antes de envolver completamente la bandeja 46 con la envoltura 48, se puede lavar el envase interior formado parcialmente 44 con una mezcla apropiada de gases, típicamente una mezcla de aproximadamente 30 por ciento dióxido de carbono y aproximadamente 70 por ciento nitrógeno, para bajar el nivel de oxígeno en el envase interior 44 a aproximadamente 1,5 a 5,0 por ciento. La mezcla anterior de gases desplaza el oxígeno dentro del envase interior 44 durante la operación de lavado. Después de lavar el envase interior 44, la bandeja 46 se envuelve manual o automáticamente con la envoltura 48. La envoltura 48 rodea el corte de carne para minorista 50 y la parte inferior de la bandeja 46. Los extremos libres de la envoltura 48 se solapan a lo largo del lado inferior de la pared inferior de la bandeja 46, y, debido a la característica de adhesión inherente a la envoltura 48, estos extremos libres de solapamiento se adhieren uno a otro para mantener la envoltura 48 en posición. Si se desea, la bandeja envuelta 46, es decir, el envase interior 44, se puede pasar por una placa caliente para fundir térmicamente los extremos libres de la envoltura 48 y evitar por ello que estos extremos libres se abran potencialmente.
El recipiente exterior 42 es preferiblemente una bolsa polimérica flexible compuesta de una capa única o múltiple de material plástico que es sustancialmente impermeable al oxígeno. El recipiente exterior 42 puede incluir, por ejemplo, un núcleo de polipropileno orientado (OPP) recubierto con un recubrimiento barrera al oxígeno tal como cloruro de polivinilideno y laminado además con una capa de material sellante tal como polietileno para facilitar el termosellado. En una realización preferida, el recipiente exterior 42 se compone de una película barrera multicapa comercializada como producto nº 325C44-0EX861D por PrintPack, Inc., de Atlanta, Georgia. La película coextruida tiene un grosor del orden de desde aproximadamente 2 milésimas de pulgada a aproximadamente 6 milésimas de pulgada. Antes de sellar los bordes periféricos del recipiente exterior 42, el envase interior 44 se coloca dentro del recipiente exterior 42. Además, el recipiente exterior 42 se lava con una mezcla apropiada de gases, típicamente aproximadamente 30 por ciento dióxido de carbono y aproximadamente 70 por ciento nitrógeno, para bajar el nivel de oxígeno en el recipiente exterior 42 a aproximadamente 0,05 a 5,0 por ciento o 500 a 50.000 partes por millón (PPM). Antes o simultáneamente con el lavado del recipiente exterior 42, pero todavía antes de sellar el recipiente exterior 42, la bolsa de eliminación de oxígeno 52 se coloca en el recipiente exterior 42 externo al envase interior sellado 44. A continuación, se sella el recipiente exterior 42.
Después de un período de tiempo de aproximadamente noventa minutos, la bolsa de eliminación de oxígeno 52 disminuye el nivel de oxígeno en la bolsa de su nivel inicial de oxígeno a menos de aproximadamente 0,04 por ciento o 400 PPM y muy preferiblemente a aproximadamente cero por ciento. El acelerador de toma de oxígeno contenido dentro de la bolsa de eliminación de oxígeno 52 es responsable de esta velocidad rápida de absorción de oxígeno. El eliminador de oxígeno 52 también absorbe el oxígeno que puede infiltrarse al recipiente exterior 42 desde el entorno ambiente. En las figuras 1 a 4, el eliminador de oxígeno 10, 20, 30, y 52 respectivamente, se ilustra como una bolsa o etiqueta que se introduce en el recipiente exterior 42 antes de sellar el recipiente exterior 42. Alternativamente, se puede añadir un material eliminador de oxígeno al polímero o polímeros usados para formar el recipiente exterior 42 de manera que el material eliminador de oxígeno se integre en el recipiente exterior 42 propiamente dicho.
El corte de carne cruda para minorista 50 dentro del envase 40 toma color rojo púrpura cuando se quita el oxígeno del interior del envase 40. El envase de atmósfera controlada lleno de carne 40 se puede almacenar ahora en una unidad de refrigeración durante varias semanas antes de ofertarse a la venta en una tienda. Poco tiempo (por ejemplo, menos de una hora) antes de exponerse en la tienda, se saca el envase interior 44 del recipiente exterior 42 para dejar que el oxígeno del entorno ambiente se infiltre a la bandeja no barrera 46 y la envoltura no barreta 48. El color rojo púrpura de la carne cruda 50 cambia rápidamente o "pasa" a un color rojo brillante generalmente aceptable cuando la carne cruda 50 se oxigena por exposición al aire.

Claims (12)

1. Una bolsa de eliminación de oxígeno, incluyendo:
un absorbedor de oxígeno a base de hierro; y
un acelerador de toma de oxígeno líquido incluyendo agua, estando presente dicho acelerador de toma de oxígeno líquido en dicha bolsa en una cantidad con relación a la cantidad de dicho absorbedor de oxígeno capaz de reducir el nivel de oxígeno en un envase a 400 ppm en 90 minutos.
2. La bolsa de eliminación de oxígeno de la reivindicación 1, donde dicho acelerador de toma de oxígeno está presente en dicha bolsa en una cantidad de entre 0,2 ml y 0,8 ml, preferiblemente entre 0,3 ml y 0,7 ml por 2,5 gramos de dicho absorbedor de oxígeno a base de hierro.
3. La bolsa de eliminación de oxígeno de la reivindicación 1, donde 0,6 ml de dicho acelerador de toma de oxígeno está presente en dicha bolsa por 2,5 gramos de dicho absorbedor a base de hierro.
4. La bolsa de eliminación de oxígeno de la reivindicación 1, donde dicho hierro es hierro reducido electrolíticamente.
5. La bolsa de eliminación de oxígeno de la reivindicación 1, donde dicho acelerador de toma de oxígeno se contiene dentro de una cápsula frágil.
6. La bolsa de eliminación de oxígeno de la reivindicación 1, donde dicho acelerador de toma de oxígeno se contiene dentro de una mecha bíbula.
7. La bolsa de eliminación de oxígeno de la reivindicación 1, donde dicho acelerador de toma de oxígeno incluye además una solución acuosa de un ácido o una sal; o un metal.
8. La bolsa de eliminación de oxígeno de la reivindicación 7, donde dicho acelerador de toma de oxígeno incluye ácido acético, preferiblemente cinco por ciento de ácido acético.
9. La bolsa de eliminación de oxígeno de la reivindicación 1, incluyendo además gel de sílice.
10. La bolsa de eliminación de oxígeno de la reivindicación 9, donde dicho gel de sílice se impregna con un generador de CO_{2}.
11. La bolsa de eliminación de oxígeno de la reivindicación 10, donde dicho generador de CO_{2} es NaHCO_{3}.
12. Método de reducir la concentración de oxígeno en un envase incluyendo:
colocar una bolsa de eliminación de oxígeno según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 en un espacio confinado, y
combinar el absorbedor de oxígeno a base de hierro y el acelerador de toma de oxígeno.
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