ES2629429T3 - Envase para alimentos antimicrobiano - Google Patents

Envase para alimentos antimicrobiano Download PDF

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ES2629429T3 ES07818770.5T ES07818770T ES2629429T3 ES 2629429 T3 ES2629429 T3 ES 2629429T3 ES 07818770 T ES07818770 T ES 07818770T ES 2629429 T3 ES2629429 T3 ES 2629429T3
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Abstract

Envase para alimentos de una o múltiples capas, producido por medio de un procedimiento de extrusión, a base de plástico, en el que la capa o al menos una de las capas contiene al menos un metal con actividad antimicrobiana, caracterizado porque al menos una parte del metal con actividad antimicrobiana se encuentra en forma metálica finamente distribuida y la parte restante en forma de sal; en el que la distribución fina del metal en la capa de polímero se consigue añadiendo el metal en forma de un coloide como suspensión concentrada a la masa fundida de polímero durante la operación de extrusión; en el que como sustancia de partida se usa una disolución de una sal de metal apropiada en un disolvente orgánico; y en el que la disolución se calienta hasta una temperatura de más de 50ºC y los cationes de metal se reducen formando el coloide apropiado en la disolución.

Description

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ENVASE PARA ALIMENTOS ANTIMICROBIANO DESCRIPCION
La presente invencion se refiere a un envase para alimentos de una o multiples capas a base de plastico, en particular a un envase para alimentos, en el que la capa o al menos una de las capas contiene al menos un metal con actividad antimicrobiana.
El tiempo de conservacion de productos carnicos, de charcutena y de queso esta limitado entre otros debido al crecimiento de microbios en el envase y se intenta constantemente prolongar el tiempo de conservacion de estos productos mediante medidas adecuadas. A este respecto, a las medidas adecuadas pertenecen el envasado en condiciones esteriles y la adicion de conservantes a la mercanda que va a envasarse.
Una posibilidad adicional de suprimir de manera eficaz el crecimiento y/o la proliferacion de germenes microbianos es dotar o recubrir el envase con sustancias con efecto antimicrobiano apropiado. A este respecto “antimicrobiano” o “con efecto antimicrobiano” describe en la presente descripcion en general la eficacia contra microorganismos, en particular contra bacterias, levaduras, mohos y hongos. A este respecto resulta de especial importancia la eficacia contra bacterias tales como bacterias coliformes, salmonelas y estafilococos.
Sin embargo, las posibilidades de dotacion y/o recubrimiento estan asociadas a algunas desventajas, dado que debe partirse de la base de que las sustancias con efecto antimicrobiano usadas se pasan del plastico a la mercanda envasada, aunque en parte tambien en cantidades mmimas. Por tanto, las sustancias usadas deben ser inocuas para el organismo humano. Una desventaja adicional es que el procesamiento de materiales de envasado termoplasticos tiene lugar a temperaturas relativamente altas, lo que limita la utilizacion de sustancias con efecto antimicrobiano, organicas, anadidas in situ, dado que estas se alteran de manera irreversible a las temperaturas de procesamiento habituales.
Por tanto, para evitar las desventajas descritas anteriormente se ofrece la posibilidad de utilizar la eficacia antimicrobiana en sf conocida de iones de metal, en particular la eficacia antimicrobiana de iones de plata, estano, cobre y cinc.
Se sabe que los polfmeros pueden mostrar efectos antimicrobianos en la superficie mediante iones de metal, en particular Ag+, Sn2+, Cu+ y Zn2+. Sin embargo, se presupone una determinada movilidad de los iones de metal en la matriz polimerica, que por regla general puede conseguirse cuando el material de matriz muestra una determinada capacidad de absorcion de agua. Este efecto basicamente conocido se aprovecha tambien en la industria del envasado.
El documento DE 193 006 A1 da a conocer la produccion de un envase para alimentos dotado de actividad antimicrobiana a base de plastico, en particular para productos de charcutena. A este respecto, segun la divulgacion se anaden preferiblemente iones de plata, cobre o cinc en cada caso en forma de sal de metal antes de la extrusion de la masa fundida primaria, tratandose en el caso del envase para alimentos a base de plastico de una envuelta a base de poliamida.
En el envase para alimentos descrito en este caso resulta en particular desventajoso que los iones de metal con efecto antimicrobiano tengan que incorporarse en forma de sal, se dan a conocer exclusivamente oxidos de metal, es decir como sustancias solidas en la capa que porta los iones de metal. Para garantizar una capacidad de carga suficiente en el envase para alimentos es necesario que la capa que contiene los iones de metal presente un grosor, que sea al menos algo mayor que el diametro de partfcula de los oxidos de metal usados. Al mismo tiempo, el procesamiento de la denominada mezcla madre, es decir la mezcla de polfmero-sal de metal, que se usa para la produccion del envase para alimentos, esta asociado a problemas de sedimentacion y aglomeracion. Por consiguiente, en el estado de la tecnica es en particular desventajoso el procesamiento en general de las sales de metal con efecto antimicrobiano como solido con un diametro de partfcula comparativamente grande en el intervalo de pm.
Por tanto, el objetivo de la presente invencion es proporcionar al menos un envase para alimentos adicional, que pueda producirse de manera sencilla y economica, que ofrezca un tiempo de conservacion y una capacidad de carga suficientes y que evite en la medida de lo posible los problemas conocidos del estado de la tecnica.
El presente objetivo se alcanza mediante un envase para alimentos de una o multiples capas a base de plastico con las caractensticas de la reivindicacion 1 adjunta. Configuraciones ventajosas del envase para alimentos son el objeto de las reivindicaciones que dependen de la reivindicacion independiente.
La ventaja especial del envase para alimentos consiste en que el al menos un metal con efecto antimicrobiano esta contenido en una forma distribuida de manera extremadamente fina y uniforme en la capa o lamina que contiene el al menos un metal y que a este respecto las partfculas de metal presentan un diametro muy reducido en el intervalo de los nanometros, de modo que el grosor de capa de la lamina o capa que contiene el al menos un metal puede
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mantenerse especialmente reducido sin influir de manera desventajosa por ejemplo en las propiedades de resistencia del envase para alimentos en comparacion con aquellos del estado de la tecnica.
En una configuracion ventajosa de la presente invencion, el metal esta presente en forma de un coloide con efecto oligodinamico. El metal usado se selecciona preferiblemente del grupo compuesto por Ag, Cu, Sn, Zn y una mezcla de los mismos.
Aunque el envase para alimentos segun la invencion puede presentar una estructura de una sola capa, el envase para alimentos segun la invencion preferiblemente esta construido de multiples capas, de manera especialmente preferible un envase para alimentos de multiples capas presenta una estructura de tres, cinco o siete capas.
Cuando el envase para alimentos segun la invencion esta construido de multiples capas, resulta especialmente ventajoso que el envase para alimentos presente una estructura asimetrica, porque por ejemplo determinadas funciones de capas individuales, tales como la funcion como barrera de O2, con respecto a la estructura en capas, se disponen allf donde puedan desplegar su efecto previsto de la mejor manera. En particular se prefiere que el metal este contenido en la capa o las capas del envase para alimentos orientada(s) hacia el producto. Esta disposicion permite al menos retardar enormemente y limitar de manera eficaz una penetracion de germenes microbianos asf como su proliferacion y/o distribucion o migracion sobre la superficie del producto alimenticio envasado.
En el caso del envase para alimentos segun la invencion se trata de una lamina tubular o de una lamina plana y esta configurada en la produccion preferiblemente en forma tubular, en particular en forma tubular sin costuras. Tales envases para alimentos en forma tubular sin costuras se conocen en general y se producen habitualmente mediante un procedimiento de extrusion por soplado con boquillas anulares apropiadas. Son adecuados en particular para el envasado de productos de charcutena, pero tambien pueden usarse para el envasado de carne, productos de queso y similares.
En general se prefiere que el metal con efecto antimicrobiano, con respecto a la capa que contiene metal, este contenido en una concentracion de desde 50 hasta 500 ppm, preferiblemente de desde 70 hasta 350 ppm y de manera especialmente preferible de desde 100 hasta 200 ppm.
En general, el envase para alimentos segun la invencion o al menos una de las capas del mismo puede contener ademas un estabilizador, que se selecciona preferiblemente de polivinilpirrolidona (PVP), dodecilsulfato de sodio y mezclas de los mismos.
Basicamente, el envase para alimentos segun la invencion puede producirse a partir de cualquier polfmero adecuado, aunque se prefiere en particular que las capas del envase para alimentos sean aquellas a base de poliolefina, agente adherente, EVOH, poli(alcohol vimlico) (PVA) y/o poliamida, cuando el envase para alimentos presenta una estructura de multiples capas. El envase para alimentos segun la invencion se caracteriza especialmente porque tiene un grosor comparativamente reducido. De manera preferida generalmente tiene un grosor de en total desde 10 hasta 150 |im, de manera especialmente preferible un grosor de desde 20 hasta 80 |im.
Se prefiere especialmente que la capa que contiene metal del envase para alimentos segun la invencion presente un grosor de desde 2 hasta 50 |im, en particular un grosor de desde 5 hasta 20 |im, pudiendo realizarse este grosor de capa de manera especialmente ventajosa mediante el procedimiento segun la invencion, que se describe a continuacion en general.
En una forma de realizacion igualmente de manera especialmente preferida, en el caso del envase para alimentos segun la invencion se trata de una lamina plana, que puede usarse por ejemplo como capa intermedia o de separacion para lonchas de charcutena, carne o queso. Aunque basicamente es concebible una estructura asimetrica para una lamina plana de este tipo, se prefiere que la lamina plana este construida de manera simetrica, de modo que las dos superficies que entran en contacto con el alimento esten formadas por una capa que contiene metal.
El envase para alimentos segun la invencion se produce en general en un procedimiento de extrusion basicamente habitual, siendo especialmente ventajoso que el metal se anada en forma de un coloide durante la operacion de extrusion como suspension concentrada. De esta manera puede distribuirse mediante un mezclado intenso en la extrusora de manera especialmente sencilla y uniforme en la capa apropiada del envase para alimentos, lo que representa una condicion previa para un buen grado de eficacia. Como se describira mas detalladamente a continuacion, como sustancia de partida se usa una disolucion de una sal de metal apropiada, reduciendose los cationes de metal formandose un coloide apropiado en disolucion. De esta manera puede realizarse un diametro de partfcula comparativamente reducido, que a su vez posibilita un grosor de capa reducido de la capa que contiene el al menos un metal.
Durante la realizacion del procedimiento, se evitan por ejemplo los problemas de sedimentacion y los problemas, que son atribuibles a un diametro de partfcula demasiado grande, tal como una capacidad de carga mecanica limitada del envase para alimentos y un grosor de capa demasiado grande de la capa que contiene el al menos un
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metal, en su mayor parte y ventajosamente y segun la invencion porque se parte de una disolucion de una sal de metal apropiada.
Preferiblemente para ello se disuelve una sal de metal apropiada en un disolvente organico, tal como por ejemplo trio dietilenglicol, preferiblemente trietilenglicol, y se calienta hasta una temperatura por encima de los 50°C, preferiblemente hasta por encima de 100°C a 150°C, tras lo cual se produce una reduccion que permite reconocer el cambio de color de la disolucion. A este respecto resulta esencial la formacion de partfculas de metal coloidales, que se encuentran en una distribucion fina con un tamano de partfcula reducido evidentemente en forma de una suspension coloidal en la disolucion. La disolucion asf reducida de la sal de metal se procesa adicionalmente de manera preferiblemente directa, tambien debido a la estabilidad de almacenamiento comparativamente reducida de solo unos pocos dfas.
La suspension coloidal descrita anteriormente con un porcentaje de metal de preferiblemente el 1 al 3% en peso se dosifica entonces a traves de un modulo de desgasificacion a una extrusora apropiada. De este modo se garantiza que la mayor parte/el lfquido portador pueda evaporarse, que tenga lugar una distribucion uniforme del metal en el polfmero, que se usa para la produccion de la capa que contiene metal, y que se evite la formacion de burbujas. Una aglomeracion eventual de las partfculas metalicas se impide adicionalmente en una configuracion preferida del procedimiento segun la invencion mediante la adicion de un estabilizador. A este respecto, como estabilizador se usa preferiblemente la polivinilpirrolidona (PVP) inocua para aplicaciones en el campo de los alimentos, cantidades mmimas de dodecilsulfato de sodio o mezclas de los mismos. Se prefiere especialmente PVP.
De manera ideal, el procesamiento tiene lugar en una extrusora de un solo husillo o de doble husillo, con lo que se consigue una distribucion especialmente buena y uniforme del metal en el polfmero.
La adicion de la suspension de metal tiene lugar, entre otros en funcion del polfmero seleccionado para la capa que contiene metal, en general a una temperatura de desde 150 hasta 250°C, preferiblemente a una temperatura de desde 180 hasta 220°C.
Sin restringirse a una determinada teona se parte de la base de que el efecto ventajoso y sorprendente segun la invencion se consigue porque se reducen los iones de metal presentes en la disolucion y al mismo tiempo se estabilizan de manera coloidal los nucleos de metal que se generan, de modo que se genera una suspension, que presenta partfculas de metal en el intervalo de los nanometros en una distribucion fina.
Mediante la dosificacion de esta suspension a la masa fundida de polfmero con una evaporacion simultanea del disolvente usado se consigue una distribucion fina apropiada de las partfculas de metal en la capa de polfmero. Cuando la capa que contiene el metal absorbe entonces agua en las condiciones ambientales, se produce en las condiciones predominantes en el envase para alimentos producido de nuevo la formacion de iones de metal con efecto antimicrobiano, que debido al contenido en humedad de la capa que contiene el metal pueden difundir y desplegar su efecto antimicrobiano.
Debe senalarse que los efectos ventajosos de la presente invencion son atribuibles esencialmente a la distribucion fina del metal en la capa de polfmero. Para ello no se requiere necesariamente que el metal se encuentre en el estado no cargado. El concepto inventivo tambien puede implementarse por ejemplo incorporando sales de metal apropiadas, sin reducirlas, en forma finamente distribuida desde una disolucion en una capa de polfmero. Por tanto, el termino “metal”, tal como se usa en el contexto de la presente invencion, comprende tanto cationes de metales con efecto antimicrobiano como su forma no cargada.
La invencion descrita anteriormente de manera general se explicara a continuacion mas detalladamente mediante ejemplos de realizacion, sirviendo los ejemplos de realizacion de la invencion para entender mejor la invencion.
Ejemplo 1
En primer lugar se calientan 100 ml de dietilenglicol (DEG) a 160°C a reflujo y se enfnan hasta temperatura ambiente. En estos se disuelve 1 g de AgNO3. A continuacion se calienta la disolucion en un bano de agua. La disolucion en primer lugar amarillenta cambia por encima de aproximadamente 50°C a una coloracion gris clara, lo que debe considerarse como indicio de la formacion de partfculas de plata aglomeradas. Esta disolucion se concentra y se mezcla con un granulado polimerico y se introduce en una extrusora de doble husillo y se procesa por medio de coextrusion para dar la capa intermedia de una lamina tubular de multiples capas.
Ejemplo 2
En primer lugar se calientan 100 ml de trietilenglicol (TEG) durante una hora a reflujo. Tras enfriar hasta 150°C se dosifican lentamente en cada caso 5 ml de una disolucion de AgNO3 0,1 molar y de una disolucion de polivinilpirrolidona 0,2 molar (PVP con una masa molar de 20.000) al mismo tiempo con agitacion intensa. La suspension generada se anade como aditivo durante una extrusion tubular de tal manera que la concentracion de Ag, con respecto al peso del polfmero de la capa interna que esta en contacto con el producto asciende a 50 ppm. A
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este respecto, la adicion tiene lugar a una temperature en el intervalo de desde 180 hasta 220°C.
Ejemplo 3
En 100 ml de trietilenglicol (TEG) se disuelven a 150°C 10 g de PVP. A este respecto, la PVP tiene una masa molar en el intervalo de desde 6.000 hasta 20.000. A continuacion se disuelven de 1 a 5 g de AgNO3 en 100 ml adicionales de TEG con agitacion y calentamiento asf como en presencia del tensioactivo dodecilsulfato de sodio (de 1a 5 g). El tensioactivo puede estabilizar suficientemente una parte de los nucleos de plata formados y obstaculizar un crecimiento adicional. La parte restante de las partfculas de plata crece para dar partfculas mas gruesas, que despues de media hora a 24 horas, preferiblemente de una a cinco horas, se estabilizan igualmente en una segunda etapa mediante la adicion de la disolucion de PVP-TEG/PVP mediante revestimiento.
La distribucion de tamanos de partfculas bimodal que se genera conduce en la aplicacion de laminas tubulares a un efecto a corto plazo intenso por el porcentaje de las partfculas mas pequenas. Por el contrario, la fraccion mas gruesa provoca debido a una especie de efecto de deposito una inhibicion bacteriana durante periodos de tiempo mas prolongados.
La suspension que se genera se anade a un polfmero durante una extrusion tubular de tal manera que la concentracion de la plata, con respecto a la masa de polfmero de la capa interna que entra en contacto con el producto asciende a de 50 a 500 ppm, preferiblemente de 100 a 200 ppm. La adicion tiene lugar en un modulo de desgasificacion a una temperatura en el intervalo de desde 180 hasta 220°C.
Ejemplo 4
La eficacia antimicrobiana del envase para alimentos segun la invencion se estudio en tres laminas producidas segun el ejemplo 3. Los resultados se indican en la siguiente tabla.
Lamina 1 Lamina 2 Lamina 3
Concentracion de Ag en la capa que esta 0 ppm en contacto con el producto
320 ppm 80 ppm
0 dfas
1,0 E + 04 1,0 E + 04 1,0 E + 04
Concentracion de bacterias tras 7 dfas
3,5 E + 04 1,25 E + 04 5,0 E + 04
Concentracion de bacterias tras 14 dfas
2,98 E + 09 2,0 E + 07 3,8 E + 08
Concentracion de bacterias tras 21 dfas
6,5 E + 10 3,5 E + 08 2,0 E + 08

Claims (10)

  1. 10
    15
  2. 2.
    20
  3. 3.
    25 4.
  4. 5.
    30
  5. 6.
    35 7.
  6. 8.
    40
  7. 9.
  8. 10. 45
  9. 11.
    50
  10. 12.
    REIVINDICACIONES
    Envase para alimentos de una o multiples capas, producido por medio de un procedimiento de extrusion, a base de plastico, en el que la capa o al menos una de las capas contiene al menos un metal con actividad antimicrobiana, caracterizado porque
    al menos una parte del metal con actividad antimicrobiana se encuentra en forma metalica finamente distribuida y la parte restante en forma de sal;
    en el que la distribucion fina del metal en la capa de polfmero se consigue anadiendo el metal en forma de un coloide como suspension concentrada a la masa fundida de polfmero durante la operacion de extrusion;
    en el que como sustancia de partida se usa una disolucion de una sal de metal apropiada en un disolvente organico; y
    en el que la disolucion se calienta hasta una temperatura de mas de 50°C y los cationes de metal se reducen formando el coloide apropiado en la disolucion.
    Envase para alimentos segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el metal se selecciona del grupo que consiste en Ag, Cu, Sn, Zn y mezclas de los mismos.
    Envase para alimentos segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque presenta una estructura de multiples capas que comprende 3, 5 o 7 capas.
    Envase para alimentos segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque presenta una estructura asimetrica.
    Envase para alimentos segun la reivindicacion 1 a 3, caracterizado porque el metal esta contenido en la capa o capas orientada(s) hacia el producto y/o orientada(s) en sentido contrario al producto del envase para alimentos.
    Envase para alimentos segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se trata de una lamina tubular o lamina plana.
    Envase para alimentos segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el metal esta contenido en una proporcion en peso de desde 50 hasta 500 ppm en la capa que contiene metal.
    Envase para alimentos segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el envase para alimentos o al menos una de las capas del mismo contiene ademas un estabilizador.
    Envase para alimentos segun la reivindicacion 7, caracterizado porque el estabilizador se selecciona de polivinilpirrolidona, dodecilsulfato de sodio y mezclas de los mismos.
    Envase para alimentos segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las capas del envase para alimentos son aquellas a base de poliolefina, agente adherente, EVOH, poli(alcohol vimlico) y/o poliamida.
    Envase para alimentos segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el envase para alimentos presenta un grosor en total de desde 10 hasta 150 |im.
    Envase para alimentos segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa que contiene metal presenta un grosor de desde 2 hasta 50 |im.
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DE102006047801 2006-10-06
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