ES2246307T5 - Bandeja hecha de plásticos expandidos de células abiertas para verduras. - Google Patents

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Abstract

Método para envasar productos vegetales frescos, tales como verduras, fruta y flores cortadas, que comprende las etapas de colocar dicho producto vegetal en una bandeja obtenida a partir de un conjunto de láminas de un material plástico de espuma de células sustancialmente abiertas, y sellar el lote bajo una película plástica, para mejorar la conservación del producto vegetal, debido a la razón de permeabilidad de PCO2/PO2 de dicha bandeja, de manera que disminuya la respiración aerobia y se posponga el inicio de la respiración anaerobia.

Description

Campo de aplicación
La presente invención se refiere generalmente a la industria de los plásticos expandidos, y en particular al uso de materiales de plástico expandido de células abiertas para envasar productos frescos de origen vegetal, tales como verduras, frutas, flores cortadas, etc.
Técnica anterior
Con la expansión conocida en los últimos tiempos por las grandes tiendas minoristas del tipo “supermercados” e “hipermercados”, el envasado de los productos de verduras para su venta en bandejas de poliestireno, polipropileno, etc., ha ganado una aceptación generalizada.
Un beneficio de esta práctica consiste en que el tiempo de compra se reduce materialmente, ya que los productos envasados pueden pesarse previamente y etiquetarse con el precio.
Además, muchas verduras pueden envasarse en un estado previamente lavado adecuado para el consume directo, de manera que el usuario final puede ahorrar tiempo adicional.
Sin embargo, no en todos los casos pueden asegurar tales envases una conservación a largo plazo de los productos de verduras en un estado sin echar a perder, y el mantenimiento de sus propiedades organolépticas y nutritivas, ya que interfieren significativamente con el intercambio de gases entre las células de los tejidos vegetales y el mundo exterior. También afecta la respiración aerobia de las células, del modo explicado más adelante en el presente documento.
La respiración aerobia está entre las causas más frecuentes del descenso de la calidad de las verduras frescas tratadas para la venta minorista. (A.A. Kader, 1980, "Prevention of ripening in fruits by use of controlled atmospheres", Food Technol. 34 (5):51-54; W.D. Powrie y B.J. Skura, 1991, "Modified atmosphere packaging of fruits and vegetables", Ch. 7; K.L. Yam y D.S. Lee, 1995, "Design of modified atmosphere packaging for fresh produce", capítulo 3.)
La respiración aerobia es un proceso metabólico que tiene lugar en el interior de las células que forman los tejidos de las láminas y las frutas, específicamente en las mitocondrias; siendo éstas últimas orgánulos celulares que controlan las reacciones redox. La respiración es un proceso en el que los productos orgánicos se oxidan para generar energía que se almacena como moléculas de ATP (adenosina trifosfato) que mantienen las funciones vitales.
Cuando la planta tiene su sistema radicular enterrado en el suelo, la reacción de oxidación consume un sustrato orgánico y oxígeno del aire para dar agua, dióxido de carbono y calor.
Una vez que la planta se separa del aporte de sus raíces, la respiración aerobia continua consumiendo sustancias almacenadas en los tejidos vegetales, lo que hace que la planta se estropee y se pudra.
Además, en este contexto, el metabolismo puede cambiar de aerobio a anaerobio y consumir otras sustancias con el fin de adquirir energía, lo que hace que los productos formen sustancias que probablemente alteran sus características sensoriales (aspecto, color, olor y sabor).
Al implicar tanto la respiración aerobia como la anaerobia el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre los productos y su entorno, una capacidad para disminuir la velocidad de respiración y evitar el inicio de metabolismo anaerobio en los productos para la venta minorista dependería de que ambos gases no superaran las concentraciones predeterminadas dentro del envase.
Por tanto, puede apreciarse que un material de envase ideal para productos vegetales, especialmente para productos que presentan una alta respiración (como productos cortados y lavados, tales como lechugas, arúgula o endivias, y también flores cortadas), sería uno que proporcionara una aireación suficiente (intercambio de gases) para dejar entrar oxígeno y dejar escapar dióxido de carbono en exceso, de modo que la respiración aerobia puede retrasarse sin que se provoque la respiración anaerobia. En otras palabras, el envase debería ser altamente permeable tanto al oxígeno como al CO2 (L. Piergiovanni y F. Santoro, 1997, "Material selection for the retail packaging of fresh fruit and vegetables", procedente de la 1ª Convención internacional de ingredientes alimenticios, New Technologies, 15 – 17 de septiembre, Cuneo, pág. 66).
Debido a que los materiales flexibles empleados en los envases de alimentos carecen de tales características, el envoltorio está frecuentemente microperforado con el fin de airear adecuadamente los productos (D.S. Lee y P. Renault, 1998, "Using pinholes as tools to attain optimum modified atmospheres in packages of fresh produce", Packaging Technology and Science, 11(3):119; H. Baugerod, 1980, "Atmosphere control in controlled atmosphere storage rooms by means of controlled diffusion through air-filled channels", Acta Horticulture, 116:179; P. Renault, M. Souty y Y. Chambroy, 1994, "Gas exchange in modified atmosphere packaging: a new theoretical approach for microperforated packs", International Journal of Food Science and Technology, 29:297; C. Ratti, G.S.V. Raghavan y Y. Gariepy, 1991, "Respiration rate model and modified atmosphere packaging of fresh cauliflower", Journal of Food Engineering, 28:239; J.D. Mannapperuma y R.P. Singh, 1994, "Design of perforated polymeric packages for the modified atmosphere storage of broccoli in minimal processing of foods and Process Optimization, R.P. Singh & F.A.R. Oliveira (eds), CRC Press (publ.), Boca Raton, FL, págs. 784:786; S. Fishman, V. Rodov y S. Ben-Yeloshua, 1996, "Mathematical model for perforation effect on oxygen and water vapour dynamics in modified-atmosphere packages", Journal of Food Science, 61:956; M. Ngadi, A. Rulibikiye, J.P. Edmond y C. Vigneault, 1997, "Gas concentration in modified atmosphere bulk vegetable packages as affected by package orientation and perforation loocation", Journal of Food Science, 62:1150). Sin embargo, esta práctica no cumple completamente los requisitos higiénicos y sus efectos no se prevén y controlan fácilmente.
imagen1
Los materiales flexibles mencionados anteriormente incluyen en particular polietileno y polipropileno. Otro material comúnmente utilizado para envasar frutas y verduras es poliestireno expandido, normalmente proporcionado como láminas expandidas de células cerradas, cuyas bandejas se termoconforman en varios tamaños y formas.
Sumario de la invención
El problema que subyace a esta invención es proporcionar un envase para productos vegetales frescos, tales como verduras, fruta y flores cortadas, que pueda superar los inconvenientes de la técnica anterior.
Este problema se resuelve en esta invención mediante el método de envasado según la reivindicación 1, de una bandeja formada de una lámina de un material plástico expandido de células sustancialmente abiertas para envasar tales productos vegetales como verduras, fruta, flores cortadas, etc.
La superficie interior de esta bandeja está preferiblemente provista de aberturas, por ejemplo, en forma de orificios que alcanzan 1/3 del espesor de la bandeja y que tienen una dimensión de diámetro de 0,1 a 0,5 mm.
El material plástico expandido de células sustancialmente abiertas se selecciona preferiblemente de un grupo que comprende poliestireno, polietileno, poli(tereftalato de etileno), polipropileno, poli(cloruro de vinilo) y copolímeros de los mismos.
Ventajosamente, este material plástico es poliestireno.
La lámina de material plástico expandido de células sustancialmente abiertas contiene un material orgánico o inorgánico que puede adsorber productos volátiles no deseados, tales como etileno, vapor de agua, acetaldehído, etanol. Este material se selecciona preferiblemente de un grupo que comprende óxido de aluminio, bentonita, caolín, carbón vegetal activado, gel de sílice, zeolitas, polímero sintéticos de alto peso molecular como poli(óxido de fenilo) y poliimidas, grafito, mica, tierra de diatomeas, piedra pómez, arcilla y otros materiales sólidos finamente divididos.
Este material tiene adecuadamente un tamaño medio de partícula de 0,5 a 100 m.
También pueden utilizarse materiales orgánicos o inorgánicos que tienen propiedades desorbentes, es decir, que liberan sustancias efectivas para prolongar el tiempo en que los alimentos y las verduras se mantienen en estado fresco, tales como Negamold® y Ethicap® (a base de sílice) de la empresa Freud, que liberan vapores de etanol. Los mismos materiales adsorbentes que los enumerados anteriormente en el presente documento pueden utilizarse que liberan etanol o etileno (como promotores de la maduración con ciertas frutas) o pueden adsorber previamente otras sustancias volátiles eficazmente, haciéndolos desorbentes.
El conjunto de láminas de material plástico de células sustancialmente abiertas utilizado para producir la bandeja de esta invención también puede incorporar una sustancia que puede liberar gradualmente dióxido de carbono, tal como ácido ascórbico y carbonato férrico/metálico. Esto es con el fin de crear una atmósfera protectora dentro del envase e inhibir el crecimiento superficial de microorganismos en los productos vegetales.
El material plástico para esta película comprende una capa sellante que soporta tales plásticos como PVC estirable, película de ionómero y copolímeros de poliestireno y polietileno.
La película debería seleccionarse para proporcionar un nivel deseable, dentro de un amplio intervalo, de permeabilidad a gases requerida por los productos vegetales. Por ejemplo, pueden utilizarse películas que tienen velocidades de permeabilidad, para oxígeno y dióxido de carbono, que varían respectivamente desde 13.000 y 110.000 cm3m-224h-1bar-1, (como es normal en una película de PVC estirable de 14 m de espesor a 10°C, como KOEX® de Società Arti Grafiche Fabbri) hasta 5.000 y 9.000 cm3m-224h-1bar-1 (como es normal en una película de ionómero de 25 m de espesor a 10°C, como SURLYN® de DuPont).
También debería tenerse en cuenta, en la selección de una película de envoltorio, que es probable que se forme humedad dentro del envoltorio debido a la gran cantidad de agua producida durante la respiración aerobia. El control de la humedad dentro del envoltorio es importante para la conservación de los productos y puede lograrse haciendo que el conjunto de envoltorio difunda o absorba el vapor de agua que fluye de los productos.
La combinación de la bandeja de material plástico de células sustancialmente abiertas y la película plástica es favorable para el intercambio de gas entre el interior del envoltorio que contiene los productos y el mundo exterior, mejorándose de ese modo las condiciones para producir la conservación. En particular, las velocidades de transferencia sustanciales casi constantes de vapor de agua, oxígeno y dióxido de carbono están aseguradas para evitar la deshidratación y que los productos se estropeen.
imagen2
A diferencia de los envoltorios convencionales, el envoltorio obtenido por el método de la invención no requiere ser perforado para el intercambio de gases, lo que hace que sea prácticamente imposible que se produzca la penetración de microorganismos y/o productos dañados.
Esto se logra mediante el uso de un conjunto de láminas de un material de espuma plástico de células abiertas, 5 hasta la fecha solamente utilizado en la fabricación de bandejas que pueden absorber líquidos que fluyen de los alimentos de carne y pescado. Un ejemplo de una bandeja de este tipo se describe en el documento EP-A-1 118 551.
La adición opcional de un material orgánico o inorgánico que puede adsorber sustancias volátiles no deseadas está dirigida a evitar cualquier sustancia maloliente (por ejemplo, acetaldehído, etileno), tales como las que pueden liberarse en cantidades traza mediante reacciones catabólicas incipientes y que difunden con la abertura del envase,
10 alarmando excesivamente al consumidor de que los productos se han podrido.
Además, el material puede servir como una función absorbente de vapor de agua, reduciendo eficazmente el sustrato disponible para el crecimiento microbiano.
Desde hace tiempo se conocen los procedimientos para fabricar plásticos de lámina de células abiertas, tal como se explicó, por ejemplo, en Klemper y Fisch, "Handbook of Polymeric Foams and Foam Technology", Carl Hanser 15 Verlag, 1991. Métodos específicos se describen, por ejemplo, en los documentos EP-A-0 090 507, US-A-3 610 509, EP
A-0 642 907 y EP 0 849 309.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en perspectiva de un envase formado por el método de esta invención.
La figura 2 es una vista parcial en sección transversal del mismo envase.
20 Descripción detallada
EJEMPLO
Se mezclaron 100 kg de poliestireno cristalino, tipo N1910, suministrado por Enichem, con 20 kg de poliestireno de alto impacto (HIPS), tipo SR 550 (Enichem) y 7 kg de mezcla madre CSFB0014 de Messrs. Ferro Italia que contiene talco al 60%, tamaño de partícula de 5 m. La velocidad de adición del material fue de 140 kg/h. La mezcla resultante se
25 alimentó a través de una prensa extrusora de doble husillo del tipo LMP 19 E, con butano líquido inyectado como agente de espumación (a 6 kg/h).
El diseño de temperatura en las distintas zonas de la prensa extrusora era como sigue:
T1
260ºC T6 120ºC
T2
260ºC T7 118ºC
T3
260ºC T8 120ºC
T4
78ºC T9 115ºC
T5
90ºC T10 110ºC
La lámina de espuma resultante tenía las siguientes características: 30 • Peso (g/m2) 360
•
Espesor (mm) 5,3
•
Densidad (g/l) 69
•
Valor de células abiertas 89%.
El tubo de espuma de poliestireno se abrió, y la lámina así obtenida se llevó a la línea de contacto de un par de 35 rodillos y se enrolló. Entonces, la lámina se perforó en la superficie con un rodillo equipado con agujas metálicas.
La lámina así tratada se moldeó entonces en bandejas en un equipo de termoconformado convencional, con el lado punteado hacia el interior de cada bandeja.
La bandeja comprende un cuerpo que tiene una morfología de células abiertas. El espesor de las paredes y del fondo es de 4 a 5 mm, y cada picadura tiene un diámetro de 0,2 mm para una profundidad igual a 1/3 del espesor de la 40 bandeja.
Cada bandeja comprende un cuerpo 1 que tiene un fondo 2 formado por picaduras 4 y paredes 3 laterales.
imagen3
Las figuras 1 y 2 muestran productos vegetales colocados en el fondo 2 de la bandeja, y una película 5 sellada alrededor el borde 6 de la bandeja.
En primer lugar, se midieron las propiedades de permeabilidad de los gases obtenidas a partir del conjunto de láminas de poliestireno de células abiertas formada como en el ejemplo, pero sin picaduras.
Para este fin, se sellaron cincuenta bandejas vacías con una película revestida de aluminio impermeable a gases, y se probó para determinar la permeabilidad a oxígeno y dióxido de carbono a dos temperaturas diferentes (5°C y 25°C) para comparar con bandejas habituales de espuma de poliestireno de células cerradas del mismo tamaño. Los resultados se indican aquí a continuación:
PERMEABILIDAD A LOS GASES MEDIDA A 5ºC
Permeabilidad al oxígeno*
Permeabilidad al dióxido de carbono* Máxima selectividad**
Bandeja habitual
50  150 240  360 7,2  2,4
Bandeja de la invención
1000  1400 1100  1700 1,7  1,2
*
= cm3 24h-1 bar-1 ** = Razón de permeabilidad (PCO2/PO2)
*
= cm3 24h-1 bar-1
PERMEABILIDAD A LOS GASES MEDIDA A 25ºC
Permeabilidad al oxígeno*
Permeabilidad al dióxido de carbono* Máxima selectividad**
Bandeja habitual
130  270 400  500 3,8  1,9
Bandeja de la invención
1000  1400 1400  2600 2,6 1,9
** = Razón de permeabilidad (PCO2/PO2)
Las bandejas según la invención demuestran ser de 4 a 12 veces más permeables que las bandejas habituales, y están menos afectadas por las variaciones de temperatura.
Entonces, se midió la permeabilidad global de un envase obtenido mediante el método de la invención. La película sellante era una película de PVC estirable del tipo habitualmente utilizado para el envasado de productos vegetales. Los envases de comparación fueron idénticos excepto por la bandeja, que se formó a partir de espuma de poliestireno de células cerradas con el mismo tamaño.
Los resultados se indican aquí a continuación:
PERMEABILIDAD A LOS GASES MEDIDA A 5ºC, DE ENVASES SELLADOS CON PELÍCULA DE PVC
Envase
Permeabilidad al oxígeno* Permeabilidad al dióxido de carbono* Máxima selectividad**
Bandeja habitual + PVC
500  700 1900  3100 6,2  4,4
Bandeja de la invención + PVC
1100  1900 2300  3500 3,2  1,8
20 * = cm3 24h-1 bar-1
** = Razón de permeabilidad (PCO2/PO2)
A pesar de la contribución de la permeabilidad y la selectividad de la película de PVC, la bandeja de células
abiertas de esta invención muestra características que difieren claramente de las habituales. Esto puede deberse
principalmente a la difusión capilar de los gases a través del envase.
25 Estas propiedades de permeabilidad de la bandeja de células abiertas según la invención permiten una conservación mejorada de muchos productos vegetales, tales como verduras; fruta entera, en rodajas o partida; y flores cortadas, retardando el inicio del metabolismo anaerobio. Esto se alarga eficazmente la caducidad de los productos y mejora su calidad.
imagen4
Se llevaron a cabo pruebas comparativas adicionales para corroborar esta hipótesis en los envases según el método de la invención cargados con productos vegetales y envases similares que comprenden una bandeja diferente. La bandeja era una habitual de espuma de poliestireno de células cerradas, en un caso (comparación 1), y de polipropileno transparente en el otro (comparación 2).
Los envases en prueba contenían cada uno la misma cantidad de productos, siendo ensalada en un caso y tiras de zanahoria en el otro.
Se midieron los porcentajes de oxígeno y de dióxido de carbono dentro de los envases en un plazo de tiempo de una semana. Los resultados se muestran en las tablas aquí a continuación:
% DE OXÍGENO EN LOS ENVASES QUE CONTIENEN ENSALADA
Tiempo (días)
Envase de la invención Comparación 1 Comparación 2
0
20,9 20,9 20,9
3
14,9 9,5 6,5
7
10,0 2,0 3,0
% DE DIÓXIDO DE CARBONO EN LOS ENVASES QUE CONTIENEN ENSALADA
Tiempo (días)
Envase de la invención Comparación 1 Comparación 2
0
0,0 0,0 0,0
3
2,0 2,2 4,5
7
3,0 3,0 4,0
10
Tal como se muestra en las tablas anteriores, el envase formado por el método de esta invención presenta la concentración de oxígeno más alta, lo que significa riesgo reducido de metabolismo anaerobio, y un nivel adecuado de dióxido de carbono. Con esta condición, la respiración aerobia disminuye, y con ello el que se pudran los productos, al mismo tiempo que se contrarresta el crecimiento microbiano y se pospone el inicio de la respiración anaerobia.
15 Los resultados obtenidos con los envases que contienen tiras de zanahoria confirman los de los envases que contienen ensalada, tal como se muestra en las siguientes tablas.
% DE OXÍGENO EN LOS ENVASES QUE CONTIENEN TIRAS DE ZANAHORIA
Tiempo (días)
Envase de la invención Comparación 1
0
20,9 20,9
3
9,5 10,0
7
10,0 2,0
% DE DIÓXIDO DE CARBONO EN LOS ENVASES QUE CONTIENEN TIRAS DE ZANAHORIA
Tiempo (días)
Envase de la invención Comparación 1
0
0,0 0,0
3
3,5 4,0
7
3,0 3,0
imagen5
A partir de los resultados facilitados en las tablas anteriores pueden deducirse muchas de las ventajas de un envase obtenido por el método de esta invención.
En primer lugar, una alta permeabilidad a los gases, lo que asegura una aireación adecuada para los productos que pueden requerirla.
5 La selectividad es baja y puede ajustarse para adaptarse a las necesidades individuales de los productos. En algunos casos, la selectividad es próxima al conjunto, lo que indica permeabilidades del oxígeno y dióxido de carbono que se encuentran muy próximas.
Además, la permeabilidad cambia poco con la temperatura, lo que indica un nivel de mejora.
Estos envases pueden ajustarse para adaptarse a diferentes actividades respiratorias de los productos
10 vegetales mediante, o bien proporcionando bandejas en un intervalo de tamaños de poro diferentes (como variando la razón de células abiertas con respecto a cerradas del conjunto de láminas y/o perforaciones superficiales para formar picaduras con diferentes diámetros o diferentes densidades en al superficie interna de la bandeja) o bien usando envoltorios de película que tienen diferentes propiedades de permeabilidad.
Finalmente, puede disponerse que la matriz polimérica del conjunto de láminas utilizada para hacer las 15 bandejas incluya sustancias orgánicas o inorgánicas tenga propiedades adsorbentes y/o desorbentes para sustancias volátiles específicas (etileno, vapor de agua, oxígeno, etanol, acetaldehído, etc.).
imagen6

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Método para envasar productos vegetales frescos, tales como verduras, fruta y flores cortadas, que comprende las etapas de colocar dicho producto vegetal en una bandeja obtenida a partir de un conjunto de láminas de un material plástico de espuma de células sustancialmente abiertas, y sellar el lote bajo una película plástica, para mejorar la conservación del producto vegetal, debido a la razón de permeabilidad de PCO2/PO2 de dicha bandeja, de manera que disminuya la respiración aerobia y se posponga el inicio de la respiración anaerobia.
  2. 2.
    Método según la reivindicación 1, en el que la superficie interna de dicha bandeja está punteada con orificios.
  3. 3.
    Método según la reivindicación 2, en el que dichos orificios tienen un diámetro de 0,1 a 0,5 mm con respecto a una profundidad igual a 1/3 del espesor del conjunto de láminas.
  4. 4.
    Método según la reivindicación 1, en el que dicho material plástico de espuma de células sustancialmente abiertas se selecciona de un grupo que comprende poliestireno, polietileno, poli(tereftalato de etileno), polipropileno, poli(cloruro de vinilo) y copolímeros de los mismos.
  5. 5. Método según la reivindicación 4, en el que dicho material plástico es poliestireno.
  6. 6.
    Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho conjunto de láminas de material plástico de espuma de células sustancialmente abiertas contiene un material orgánico o inorgánico que puede adsorber productos volátiles no deseados.
  7. 7.
    Método según la reivindicación 6, en el que dicho material adsorbente se selecciona de un grupo que comprende óxido de aluminio, bentonita, caolín, carbón vegetal activo, zeolitas, polímero sintéticos de alto peso molecular como poli(óxido de fenilo) y poliimidas, grafito, mica, tierra de diatomeas, piedra pómez y arcilla.
  8. 8.
    Método según la reivindicación 7, en el que el tamaño medio de partícula de dicho material adsorbente está en el intervalo de de 0,5 a 100 m.
  9. 9.
    Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que a dicho conjunto de láminas de material plástico de espuma de células sustancialmente abiertas se incorpora una sustancia capaz de liberar gradualmente dióxido de carbono seleccionada de un grupo que comprende ácido ascórbico y carbonato férrico/metálico.
  10. 10.
    Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, en el que el material plástico de dicha película se selecciona de un grupo que comprende PVC estirable, película de ionómero, copolímeros de poliestireno, y polietileno.
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