PT2079315T - Embalagem de alimentos antimicrobiana - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "EMBALAGEM DE ALIMENTOS ANTIMICROBIANA" A presente invenção refere-se a uma embalagem de alimentos de uma ou várias camadas à base de plástico, em particular uma embalagem de alimentos em que a camada ou pelo menos uma das camadas contém pelo menos um metal de cobertura antimicrobiano. A durabilidade dos produtos de carne, enchidos e queijo é limitada, entre outros, devido ao crescimento microbiano na embalagem, e está-se constantemente a procurar prolongar a durabilidade destes produtos através de medidas apropriadas. Nestas medidas adequadas incluem-se neste caso a embalagem sob condições estéreis e a mistura de substâncias conservantes ao produto a ser embalado.

Uma possibilidade adicional de suprimir eficazmente o crescimento e/ou a multiplicação de germes microbianos é a dotação ou o revestimento da embalagem com substâncias correspondentes eficazes em termos antimicrobianos. "Antimicrobiano" ou "eficazes em termos antimicrobianos" descreve neste caso na presente descrição, em geral, a eficácia contra microrganismos, em particular contra bactérias, leveduras, bolores e fungos. A eficácia contra bactérias, como colibactérias, salmonelas e estafilococos é neste caso de particular importância.

No entanto, as possibilidades da dotação e/ou do revestimento estão associadas a algumas desvantagens, uma vez que se pode presumir que as substâncias com atividade antimicrobiana utilizadas também são em parte libertadas em quantidades menores, do plástico para o produto embalado. Por conseguinte, as substâncias utilizadas têm que ser inofensivas para o organismo humano. Uma desvantagem adicional é a do processamento de materiais de embalagem termoplásticos efetuar-se a temperaturas relativamente elevadas, o que limita a utilização de substâncias orgânicas eficazes em termos antimicrobianos, adicionadas ín situ, uma vez que estas se alteram irreversivelmente sob as temperaturas usuais de processamento.

Para evitar as desvantagens anteriormente descritas oferece-se por conseguinte a utilização da eficácia antimicrobiana em si conhecida de iões de metais, em particular da eficácia antimicrobiana dos iões de prata, estanho, cobre e zinco. É conhecido que os polímeros podem mostrar efeitos antimicrobianos à superfície através de iões de metais, em particular Ag+, Sn2+, Cu+ e Zn2+. No entanto, para o efeito, é um pré-requisito uma certa mobilidade dos iões de metais na matriz polimérica, que pode ser então conseguida, em regra, quando o material da matriz mostra uma certa capacidade para a absorção de água. Este efeito conhecido no essencial também é utilizado na indústria de embalagens. 0 documento DE 193006 Al revela a preparação de uma embalagem de alimentos à base de plástico provida com antimicrobiano, em particular para enchidos. De acordo com a publicação, neste caso são adicionados, de um modo preferido, iões de prata, de cobre ou de zinco, respetivamente na forma de um sal de metal antes da extrusão da massa primária fundida, em que no caso da embalagem de alimentos à base de plástico se trata de um invólucro à base de poliamida.

No caso da embalagem de alimentos anteriormente descrita, é particularmente desvantajoso que os iões de metais com atividade antimicrobiana devam ser incorporados na camada de suporte dos iões de metais na forma de um sal, portanto como sólidos, sendo apenas revelados os óxidos de metais. Para assegurar uma capacidade de carga suficiente na embalagem de alimentos é necessário que a camada que contém iões de metais apresente uma espessura que seja pelo menos consideravelmente maior do que o diâmetro de partícula dos óxidos de metais utilizados. Ao mesmo tempo, o processamento do assim designado lote mãe, isto é a mistura de polímero - sal de metal que é utilizada para a preparação da embalagem de alimentos, está associada com problemas de sedimentação e aglomeração. Assim, no estado da técnica é desvantajoso de um modo particular, em geral, o processamento dos sais de metais com atividade antimicrobiana como sólido com um diâmetro de partícula relativamente grande, na gama dos ym.

Por conseguinte, é objetivo da presente invenção disponibilizar pelo menos uma embalagem de alimentos adicional que possa ser preparada facilmente e a baixo custo, que ofereça uma durabilidade e capacidade de carga suficientes, e que evite o mais possível os problemas conhecidos do estado da técnica. 0 presente objetivo é solucionado através de uma embalagem de alimentos de uma ou várias camadas à base de plástico com as características da reivindicação 1 anexa. As formas de realização vantajosas da embalagem de alimentos são objeto das reivindicações referentes à reivindicação independentes. A vantagem particular da embalagem de alimentos consiste no facto de o pelo menos um metal com atividade antimicrobiana estar contido na forma extremamente fina e uniformemente distribuída na pelo menos uma camada ou película que contém metal, e neste caso as partículas de metal apresentarem um diâmetro muito pequeno na gama dos nanómetros, de modo que a espessura de camada da pelo menos uma película ou camada que contém metal poder ser mantida particularmente pequena sem influenciar desvantajosamente, por exemplo, as propriedades de resistência da embalagem de alimentos em comparação àquelas do estado da técnica.

Numa forma de realização vantajosa da presente invenção, o metal está presente na forma de um colóide com atividade oligodinâmica. De um modo preferido, o metal utilizado é selecionado do grupo composto por Ag, Cu, Sn, Zn e mistura dos mesmos.

Apesar da embalagem de alimentos de acordo com a invenção poder apresentar uma estrutura de camada única, a embalagem de alimentos de acordo com a invenção é constituída de um modo preferido por várias camadas, de um modo preferido em particular uma embalagem de alimentos de várias camadas apresenta uma estrutura de três, cinco ou sete camadas.

Quando a embalagem de alimentos de acordo com a invenção é constituída por várias camadas, é vantajoso de um modo particular quando a embalagem de alimentos apresenta uma estrutura assimétrica, porque p. ex. estão aí dispostas determinadas funções de camadas individuais, como a função como barreira de O2, onde pode desenvolver melhor o seu efeito de acordo com o pretendido em relação à estrutura de camada. Em particular, é preferido que o metal esteja contido na camada ou nas camadas da embalagem de alimentos virada para o produto. Esta disposição permite pelo menos retardar fortemente ou restringir de forma eficaz uma penetração de germes microbianos, bem como a sua proliferação e ou disseminação ou migração na superfície dos alimentos embalados.

No caso da embalagem de alimentos de acordo com a invenção trata-se de película tubular ou então de película plana, e na preparação é desenvolvida de um modo preferido na forma tubular, em particular na forma tubular sem costura. As embalagens de alimentos na forma tubular sem costura deste tipo são em geral conhecidas e são usualmente preparadas através de um processo da extrusão por sopro com bocais de anel correspondentes. Elas adequam-se de um modo particular para a embalagem de enchidos, mas também podem ser utilizadas para a embalagem de carne, produtos de queijo e semelhantes. É preferido de um modo geral que o metal com atividade antimicrobiana esteja contido numa concentração de 50 até 500 ppm com base na camada que contém metal, de um modo preferido de 70 até 350 ppm, e de um modo preferido em particular de 100 até 200 ppm.

Em geral, a embalagem de alimentos de acordo com a invenção ou pelo menos uma das camadas da mesma pode conter adicionalmente um estabilizador, que é selecionado de um modo preferido de polivinilpirrolidona (PVP), dodecilsulfato de sódio e misturas dos mesmos.

No essencial, a embalagem de alimentos de acordo com a invenção pode ser preparada a partir de qualquer polímero adequado, em que no entanto é preferido de um modo particular que as camadas da embalagem de alimentos sejam do tipo à base de poliolefina, agente adesivo, EVOH, álcool polivinílico (PVA) e/ou poliamida, quando a embalagem de alimentos apresente uma estrutura de várias camadas. A embalagem de alimentos de acordo com a invenção caracteriza-se em particular pelo facto de ter uma espessura relativamente pequena. De um modo preferido em geral ela tem uma espessura de no total 10 até 150 ym, de um modo preferido em particular uma espessura de 20 até 80 ym. É preferido de um modo particular quando a camada que contém metal da embalagem de alimentos de acordo com a invenção apresenta uma espessura de 2 até 50 ym, em particular uma espessura de 5 até 20 ym, em que esta espessura de camada é realizável de um modo vantajoso em particular pelo processo de acordo com a invenção, que é descrito em geral em seguida.

Numa forma de realização igualmente preferida de um modo particular, no caso da embalagem de alimentos de acordo com a invenção trata-se de uma película plana que pode ser utilizada, por exemplo, como camada intermédia ou de separação para fatias de enchidos, carne ou queijo. Apesar de no essencial ser concebível uma estrutura assimétrica para uma película plana deste tipo, é preferido quando a película plana é de estrutura simétrica, de modo a que ambas as superfícies em contacto com o alimento sejam formadas por uma camada que contém metal. A embalagem de alimentos de acordo com a invenção é em geral preparada num processo de extrusão no essencial comum, em que é vantajoso de um modo particular que o metal na forma de um colóide durante o processo de extrusão seja adicionado como suspensão concentrada. Desta maneira ele deixa-se distribuir de um modo particularmente fácil e uniforme na camada correspondente da embalagem de alimentos por mistura intensiva na extrusora, o que representa um pré-requisito para um bom grau de atividade. Como será descrito em mais detalhe em seguida, é utilizada uma solução de um sal de metal correspondente como substância de partida, em que os catiões de metal são reduzidos em solução sob formação de um colóide correspondente. Desta maneira é realizável um diâmetro de partícula relativamente pequeno, o que por sua vez possibilita uma espessura de camada pequena da pelo menos uma camada que contém metal.

Na realização do processo são evitados em grande parte e vantajosamente e de acordo com a invenção p. ex. problemas de sedimentação e problemas que são devidos a um diâmetro de partícula demasiado grande, como capacidade de carga mecânica limitada da embalagem de alimentos e uma espessura de camada demasiado grande da pelo menos uma camada que contém metal, que são derivados de uma solução de um sal de metal correspondente.

De um modo preferido, para o efeito é solubilizado um sal de metal correspondente num solvente orgânico, como por exemplo tri- ou dietilenoglicol, de um modo preferido trietilenoglicol, e é aquecido para uma temperatura acima de 50 °C, de um modo preferido para acima de 100 °C até 150 °C, após o que ocorre uma redução que é reconhecível por coloração da solução. Neste caso é essencial a formação de partículas de metal coloidais, que estão presentes na solução em distribuição mais fina com um tamanho de partícula pequeno aparentemente na forma de uma suspensão coloidal. A solução do sal de metal assim reduzida, também devido à estabilidade de armazenamento relativamente baixa de apenas alguns dias, é de um modo preferido diretamente processada subsequentemente. A suspensão coloidal anteriormente descrita com uma parte de metal de, de um modo preferido, 1 até 3% em peso é depois adicionada de forma doseada numa extrusora correspondente através de um módulo de desgaseificação. Com isso é assegurado que a maior parte/o liquido transportador pode evaporar, efetuando-se uma distribuição uniforme do metal no polímero que é utilizado para a preparação da camada que contém metal, e é evitada uma formação de bolhas. Numa forma de realização preferida do processo de acordo com a invenção é adicionalmente impedida uma aglomeração eventual das partículas de metal através da adição de um estabilizador. Neste caso, encontra utilização preferida como estabilizador de um modo preferido a polivinilpirrolidona (PVP) inofensiva para aplicações na indústria alimentar, quantidades pequenas de dodecilsulfato de sódio ou misturas dos mesmos. A PVP é preferida de um modo particular.

Idealmente, o processamento é efetuado numa extrusora de um parafuso ou de parafuso duplo, pelo que é alcançada uma distribuição particularmente boa e uniforme do metal no polímero. A adição da suspensão de metal efetua-se, entre outros, na dependência do polímero selecionado para a camada que contém metal, em geral a uma temperatura de 150 até 250 °C, de um modo preferido a uma temperatura de 180 até 220 °C.

Sem estar ligado a uma determinada teoria, pressupõe-se que o efeito vantajoso e surpreendente de acordo com a invenção é conseguido por os iões de metal presentes na solução serem reduzidos e os núcleos de metal produzidos serem simultaneamente estabilizados como coloidal, de modo que se produz uma suspensão que apresenta pequenos elementos ou partículas de metal na gama dos nanómetros em distribuição mais fina.

Através da adição de forma doseada desta suspensão à massa fundida de polímero com evaporação simultânea do solvente utilizado é alcançada uma distribuição fina correspondente das partículas de metal na camada de polímero. Quando a camada que contém metal absorve depois água em condições ambientais, sob as condições predominantes, chega-se novamente à formação de iões de metal com atividade antimicrobiana na embalagem de alimentos produzida, que devido ao teor de humidade da camada que contém metal difundem e podem desenvolver o seu efeito antimicrobiano.

Deve notar-se que os efeitos vantajosos da presente invenção são essencialmente devidos à distribuição fina do metal na camada de polímero. Para o efeito não é necessariamente necessário que o metal esteja presente no estado não carregado. A ideia da invenção também pode ser realizada p. ex. pelos sais de metal correspondentes, sem os reduzir, por serem introduzidos na forma finamente dividida numa camada de polímero a partir de uma solução. 0 termo "metal" tal como é utilizado no contexto da presente invenção, compreende, por conseguinte, quer catiões de metais com atividade antimicrobiana, como também a sua forma não carregada. A invenção anteriormente descrita de um modo geral é explicada em seguida com mais detalhe com base em exemplos de realização, em que os exemplos das formas de realização da invenção oferecem a melhor compreensão da invenção.

Exemplo 1 100 mL de dietilenoglicol (DEG) são inicialmente aquecidos a 160 °C sob refluxo e são arrefecidos para a temperatura ambiente. Ai dissolve-se 1 g de AgNCh. Em seguida a solução é aquecida num banho de água. Acima de cerca de 50 °C, a solução inicialmente amarelada converte-se numa coloração cinzenta clara, o que deve ser considerado como indicio para a formação de partículas de prata aglomeradas. Esta solução é concentrada e é misturado um granulado de polímero e a mistura é alimentada numa extrusora de parafuso duplo e é processada por meio de coextrusão para formar a camada média de uma película tubular de várias camadas.

Exemplo 2 100 mL de trietilenoglicol (TEG) são inicialmente aquecidos sob refluxo durante uma hora. Após arrefecimento para 150 °C adicionam-se de forma doseada, lentamente em simultâneo, com agitação vigorosa, respetivamente 5 mL de uma solução de AgNCb 0,1 molar e uma solução 0,2 molar de polivinilpirrolidona (PVP com uma massa molecular de 20.000). A suspensão resultante é adicionada como aditivo durante uma extrusão tubular, de modo a que a concentração de Ag perfaça 50 ppm em relação ao peso do polímero da camada em contacto com o produto interior. A adição efetua-se neste caso a uma temperatura na gama de 180 até 220 °C.

Exemplo 3

Em 100 mL de trietilenoglicol (TEG) solubilizam-se 10 g de PVP a 150 °C. A PVP tem neste caso uma massa molecular na gama de 6.000 até 20.000. Em seguida são adicionalmente solubilizados 100 mL de TEG sob agitação e aquecimento, bem como 1 até 5 g de AgNCb na presença do tensioativo dodecilsulfato de sódio (1 até 5 g). O tensioativo pode estabilizar suficientemente uma parte dos núcleos de prata formados e inibir o crescimento adicional. A parte restante das partículas de prata cresce para formar partículas mais grosseiras, que após uma meia hora até 24 horas, de um modo preferido uma até cinco horas, são igualmente estabilizadas por revestimento num segundo passo pela adição da solução de PVP-TEG/PVP. A distribuição do tamanho de partícula bimodal resultante conduz, na aplicação da película tubular, a um efeito forte de curto prazo pela parte das partículas mais pequenas. Pelo contrário, a fração mais grosseira provoca uma inibição bacteriana durante espaços de tempo longos devido a um efeito do tipo depósito. A suspensão resultante é adicionada a um polímero durante uma extrusão tubular, de modo a que a concentração de prata perfaça 50 até 500 ppm em relação à massa de polímero da camada em contacto com o produto interno, de um modo preferido 100 até 200 ppm. A adição efetua-se num módulo de desgaseificação a uma temperatura na gama de 180 até 220 °C.

Exemplo 4 A eficácia antimicrobiana da embalagem de alimentos de acordo com a invenção foi pesquisada em três películas preparadas de acordo com o exemplo 3. Os resultados são apresentados na tabela seguinte.

Lisboa, 29 de junho de 2017

Claims (12)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Embalagem de alimentos à base de plástico, de uma ou várias camadas, preparada por meio de um processo de extrusão, em que a camada ou pelo menos uma das camadas contém pelo menos um metal com atividade antimicrobiana, caracterizada por pelo menos uma parte do metal com atividade antimicrobiana estar presente na forma metálica finamente distribuída e a parte restante na forma de um sal; em que é alcançada a distribuição fina do metal na camada de polímero, em que durante o passo de extrusão, o metal na forma de um colóide é adicionado como suspensão concentrada à massa fundida de polímero; em que como substância de partida é utilizada uma solução de um sal de metal correspondente num solvente orgânico; e em que a solução é aquecida para uma temperatura acima de 50 °C e os iões de metal são reduzidos na solução sob formação do colóide correspondente.
2. 2. Embalagem de alimentos de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o metal ser selecionado do grupo composto por Ag, Cu, Sn, Zn e misturas dos mesmos.
3. 3. Embalagem de alimentos de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por ser uma estrutura de várias camadas compreendendo 3, 5 ou 7 camadas.
4. 4. Embalagem de alimentos de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada por apresentar uma estrutura assimétrica.
5. 5. Embalagem de alimentos de acordo com a reivindicação 1 a 3, caracterizada por o metal estar contido na camada ou camadas da embalagem de alimentos virada para o produto e/ou afastada ao produto.
6. 6. Embalagem de alimentos de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada por se tratar de película tubular ou película plana.
7. 7. Embalagem de alimentos de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada por o metal estar contido numa parte de peso de 50 até 500 ppm na camada que contém metal.
8. 8. Embalagem de alimentos de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada por a embalagem de alimentos ou pelo menos uma das camadas da mesma conter adicionalmente um estabilizador.
9. 9. Embalagem de alimentos de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por o estabilizador ser selecionado de polivinilpirrolidona, dodecilsulfato de sódio e misturas dos mesmos.
10. 10. Embalagem de alimentos de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada por as camadas da embalagem de alimentos serem aquelas à base de poliolefina, agente adesivo, EVOH, álcool polivinílico e/ou poliamida.
11. 11. Embalagem de alimentos de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada por a embalagem de alimentos apresentar uma espessura de no total 10 até 150 ym.
12. 12. Embalagem de alimentos de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada por a camada que contém metal apresentar uma espessura de 2 até 50 ym. Lisboa, 29 de junho de 2017