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CN106659207A - 用于在包装中保存易腐新鲜食品的方法及为该方法提供的包装 - Google Patents

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CN106659207A CN201480079629.8A CN201480079629A CN106659207A CN 106659207 A CN106659207 A CN 106659207A CN 201480079629 A CN201480079629 A CN 201480079629A CN 106659207 A CN106659207 A CN 106659207A
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A·贝尔特伦·萨纳乌哈
M·R·乔瓦尼·阿布里尔
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L·M·瓜尔德诺·埃克斯波西托
J·M·贝尔穆德斯·萨尔达纳
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Uve Co
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Uve Co
College Of Packaging And Transportation Logistics Technology
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Abstract

本发明涉及一种在容器中保存新鲜易腐食品的方法，该方法对肉和肉制品特别有用，其中所述方法无需添加改性和/或保护性气氛，该实际容器通过产生二氧化碳的反应产生所述保护性气氛，所述反应由所包装的产品的自然渗出物引发，并随时间推移而延续从而有效控制容器中气体的产生并避免积聚的渗出物接触该包装中的食品。本发明还涉及用于根据上述方法包装的新鲜易腐食品的产生保护性气氛的容器。

Description

用于在包装中保存易腐新鲜食品的方法及为该方法提供的 包装
本发明大体上涉及一种用于在包装中保存易腐新鲜食品的方法以及实施该方法的包装。
更具体地，本发明的目的是一种用于在包装中保存新鲜的易腐食品，特别适用于肉和肉衍生制品的方法，其中该方法消除了添加改性和/或保护性气氛的需要，包装本身通过产生二氧化碳的化学反应而产生所述保护性气氛，所述化学反应由所包装的产品的天然渗出物引发并且随时间推移而延续，以便有效地控制包装内部气体的产生并避免与所述包装内的食品相接触的渗出物的累积。本发明的另一个目的是用于根据上述方法包装的新鲜易腐产品的保护性气氛产生包装。
空气包装的冷冻肉的保质期大约为5-7天，微生物的发展、脂肪氧化和肉色变化是影响保质期的主要劣化机制。因此，用于保存这些产品的最常用的技术包括使用具有约20-70％CO2组成的改性气氛，其已被证明可有效抗菌。
例如，在产品和禽肉以改性气体包装的情况下，与常规空气包装方法相比，这种改性气体包装方法具有几个优点，例如延长食品保存时间、延迟和/或预防微生物生长和在储存和商业化期间导致这种变质的化学和酶促变性；降低其他补充保护处理的强度；由于它们是气密密封包装，所以不同的食物可以存储在相同的包装中，并且提供更好的食物展示以帮助提供新鲜和天然产品外观，从而改进仓库管理的优化。其它因素如低储存温度和包装改性气氛的不同组成对于延长产品寿命、减少微生物生长和促进其感官性质的保持也是重要的。
然而，改性气氛包装还存在许多缺点，例如设备的高初始投资、高运行和维护成本、产生改性气氛的气体消耗、对合格的机器操作人员的需要、包装塌陷的可能性等。另一方面，改性气氛包装的新鲜肉类可能由于包装内过高的CO2水平而遭遇渗出问题。这种渗出现象由于这种气体在组织中过度溶解而产生，对产品的质地和外观产生负面影响并且还有助于微生物生长(Loannis S.Arvanitoyannis&Alexandros Ch.Stratakos，Applicationof Modified Atmosphere Packaging and Active/Smart Technologies to Red Meatand Poultry：A Review，Food Bioprocess Technol(2012)5：1423-1446)。正是由于CO2在产品组织中的这种溶解，需要提供高的初始剂量以确保在所包装的产品的整个寿命期间保持有效浓度。
作为改性气氛的替代方案，市场上可获得单独使用或与O2吸收剂组合使用的小袋或标签状活性CO2释放包装系统的一些实例。CO2释放包装的实例是包装(由Codimer SARL，Paris，France制造)，其主要用于延长新鲜肉类和鱼类的保质期。然而，在包装内部存在这种单独的装置可能在小袋意外破裂的情况下导致食品安全问题，需要在包装过程中进行额外操作并引起消费者的抵制。事实上，目前对于其中无需外部元件而将CO2产生活性剂包括在包装材料本身中，还没有明确合适的商业开发。
例如，WO/2013/180013“氧气产生/CO2气体吸收剂组合物、用于氧气产生/CO2气体吸收剂的包装和用于活鱼和贝类的运输方法”公开了一种组合物，其由包括固体过氧化物、过氧化物分解催化剂和碱金属碳酸盐的氧气产生组分和CO2吸收剂制备。
在文献WO/2013/177352“快速二氧化碳吸收的方法”中，提供了一种用于吸收CO2的方法，包括提供包含CO2释放产物的包装，在包装中提供氢氧化钙并将其密封。
PCT/EP2013/057627“释氧插入物”公开了一种释氧插入物，其允许主动控制包装内的环境以便维持其中的预定气体组成，所述插入物包含过氧化氢。
本发明通过提供一种用于在包装中保存新鲜易腐食品的方法克服了上述问题，其中包装本身通过包含CO2产生活性剂由存在于包装中的涂层形成CO2产生系统，并且通过所包装的产品渗出物本身而激活。
在本说明书中，提到本文所述包装的内容物时，关于“食品”、“易腐食品”、“肉制品或肉衍生制品”的术语可互换使用。相应的定义是在西班牙食品法典(第2484/1967号法令，最后更新，1985年2月15日公布，从1985年2月16日生效)中公布的定义。
因此，易腐食品被认为是由于其性质，在其储存和运输期间需要特殊的储存条件的食品。肉类的通用术语包括健康并卫生宰杀的牛、绵羊、猪、山羊、马科动物和骆驼科动物的肌肉的可食用部分。经延伸，它也适用于农场动物、皮毛和羽毛获取物和海洋哺乳动物。
类似地，考虑所述法典对术语“包装”给出的定义，即任何旨在容纳食品且具有保护其免受变质、污染或掺假等具体目的的容器，以及作为与任何保护和保存它的材料密切相关的封皮的“涂层”。
在第一方面，本发明涉及一种用于在包装中保存易腐新鲜食品的方法，特别适用于肉和肉衍生制品，所述方法包括：
a)提供包装，所述包装通过在形成包装的材料中以聚合物涂层形式包含的二氧化碳、柠檬酸和碳酸氢钠产生活性剂之间的非化学计量反应产生保护性气氛；
b)在包装内提供易腐新鲜产品；
c)使由所包装的产品产生的渗出物与涂层相接触，同时防止所述渗出物返回到食品中。
图1示意性地示出了CO2生成包装如何工作。从该图可以看出，来自食品的渗出物与包含在形成包装的材料的聚合物涂层中的试剂接触，从而触发这些量为非化学计量的试剂之间的反应，因此能够产生气态的CO2，CO2被释放到包装顶部空间中。由于CO2气体的释放缓慢且时间连续，所以在包装内部不产生有害的过量的这种保护气体。
用于涂覆到CO2保护性气氛产生包装上的聚合物涂层的聚合物的实例是聚酰胺、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)或聚苯乙烯。适用于上述聚合物的溶剂的实例是乙醇、丙酮或乙酸乙酯。
优选使用聚苯乙烯类聚合物，例如溶解在乙酸乙酯中的结晶聚苯乙烯或高冲击强度聚苯乙烯(HIPS)。
在一个实施方式中，乙酸乙酯中的聚苯乙烯、结晶聚苯乙烯或高冲击强度聚苯乙烯(HIPS)以重量百分比为4％-20％，优选5％-15％，特别优选7％-12％的浓度使用。
涂覆聚合物涂层的方法没有特别限制，例如可以通过层压溶解(浇铸)或喷涂进行涂覆。在本发明的一个实施方式中，使用喷涂作为将聚合物涂层涂覆到包装上的方法。
在本发明方法的另一个实施方式中，活性剂的非化学计量混合物以相对于活性剂混合物为30％-50％碳酸氢钠和50％-70％柠檬酸的的重量比使用。
在本发明方法的另一个实施方式中，包含在涂层中的柠檬酸的量为每克食物0.002至0.8克柠檬酸。类似地，在一个实施方式中，包含在涂层中的碳酸氢钠的量为每克食物0.001至0.008克碳酸氢钠。
本发明的另一个目的是用于根据上述方法包装的易腐新鲜产品的保护性气氛产生包装，从包装本身通过以聚合物涂层形式包含在形成包装的材料中的二氧化碳、柠檬酸和碳酸氢钠产生活性剂之间的非化学计量反应产生保护性气氛，并且其中所述包装使由所包装的产品产生的渗出物与涂层进行接触，同时防止所述渗出物返回到食品中。
在这方面，可以使用适合于食品使用的任何高介质阻挡聚合物材料作为构成包装的材料。
本发明的保护性气氛产生包装的形状不受限制，包装是旨在用于容纳食品，并具有保护其免于如上所述的变质、污染或掺杂的特定目的任何容器。因此，聚合物涂层可以涂覆到形成包装的任何材料上，无论它是扁盒、托盘、袋子等的形式，只要其满足相对于上述方法的包装的双重功能，即，除了从内建涂层释放CO2，还促进涂层和渗出物之间的接触并防止渗出物返回到包装食品。
在本发明包装的一个示例性实施方式中，其采取底部由格状图案成形的托盘或扁盒的形式，并且其整个内部由上述CO2产生涂层所覆盖。所述扁盒包括其上放置食物的分隔片，从而在扁盒中限定双层底。所述分隔片在其与食物相反的一侧上具有漏斗孔，所述孔允许渗出物仅在朝向扁盒底部的方向上通过分隔片，并将其收集在底部的格状图案中，从而通过包装涂层触发CO2产生反应。分隔片中孔的漏斗形状防止其返回到食物。包装可以通过任何合适的封闭元件封闭，例如围绕包装组件和包含在其中的食物的盖子或封套状薄膜。
本发明的包装还可以设计成使用合适的封闭-打开装置(例如拉链型或侧拉链)通过可移除的盖子等而可再封闭。根据本发明的这种类型的可再封闭包装允许消费者打开包装、消耗部分产品并再次封闭包装，以在其内部再次产生富含CO2的气氛并延长食物的保质期。
实施例
聚合物涂层及其在形成包装的材料中的应用
选择基础聚合物和溶剂以及活性剂是活性涂层开发的最重要方面。在各种研究之后，优化这些方面，结果选择由溶解在乙酸乙酯中的结晶/HIPS聚苯乙烯形成的聚合物涂层，其中碳酸氢钠和柠檬酸活性物质的含量为相对于基础聚合物重量的150重量％。活性组分以每包2-3g活性组分混合物的比例以混合物的形式包含在内，以达到该应用所要求的值之内的％CO2值(在包装顶部空间中20％-30％CO2)。
涂覆聚合物涂层的方法分两步进行：
a)通过液体喷枪喷射溶解在乙酸乙酯中的结晶/HIPS聚苯乙烯溶液，和
b)通过固体枪或重量法涂覆固体活性组分的混合物。
图2显示随着活性组分(碳酸氢钠和柠檬酸)的量增加，PS(聚苯乙烯)和PLA(聚乳酸)的活性包装的顶部空间中CO2的演变。
如图3所示，在该实施例中用于包装鸡肉，用CO2产生活性涂层制成并空气(21％O2和79％N2)包装的扁盒在测试的第一天达到20％CO2，在延长的11天期间处于约23％CO2的平衡。然而，在改良的气氛(70％O2和30％CO2)下包装的鸡肉在同一时间段期间降低了包装中的CO2含量，直到达到与活性扁盒的百分比类似的百分比。这是由于鸡肉中的气体吸收，导致在改性气氛包装的情况下CO2逐渐降低，促进微生物生长。
在这方面，重要的是注意到，所进行的研究不仅允许鉴定合适的CO2产生涂层，而且还检查其对鸡肉渗出物的有效性，达到类似于在改性气氛中使用的值，并且随时间保持恒定。
图4显示用在乙酸乙酯中聚苯乙烯涂层的鸡包装中释放的CO2的百分比。如该图所示，达到类似于使用改性气氛(MAP)所获得的值，其随时间保持恒定。
包装设计
从扁盒涂层涂覆的功能角度出发，深化包装设计。最初，出发点是两个概念设计，考虑到食品安全从中选择唯一可行的设计。所选选项是在原型级别开发的，以验证其功能，在这种情况下是双层底设计。在设计定义期间，重要的是考虑以下要求：均匀涂层分布，限定涂层边界并对基材具有良好的粘附性，将渗出物正确导向到涂布区域中，并且密封保持一定时间以足以触发反应，促进CO2随后从双层底均匀地释放到顶部空间中，防止一旦开始反应，产品的一部分受到更多的暴露于释放的CO2，不仅在水平位置而且在倾斜的扁盒的情况下扁盒必须收集并保留渗出物。与制造有关的变量也被考虑在内，例如通过常规方法或略有变化(热成型和模切)进行制造的可能性，涂层布置不妨碍喷涂的事实，并且其可以通过略有变化的常规方法进行涂覆并适用于任何包装线。
所有这些使得设计基于扁盒、分隔片和用于涂覆扁盒的装置(在该特定情况下是PET/EVOH/PE包装膜)。
如图5所示，包括CO2生成涂层的包装的所有设计替代方案在功能上是适当的。然而，在没有小格的扁盒预制试验中，观察到涂层对扁盒粘附性差的问题，这种问题通过如上所述的小格设计解决。
对于装有300g鸡肉的托盘，为不同情况计算每克鸡肉的每种活性成分的克数，以获得约10％、20％和30％的CO2量。获得的数据示于下表中：

Claims (24)

1.一种用于在包装中保存易腐新鲜食品的方法，所述方法包括：
a)提供包装，所述包装通过混合物中的二氧化碳、柠檬酸和碳酸氢钠产生活性剂之间的非化学计量反应产生保护性气氛，所述混合物以聚合物涂层形式包含在形成所述包装的材料中；
b)在包装内提供易腐新鲜食品；
c)使由所包装的食品产生的渗出物与涂层相接触，同时防止所述渗出物返回到食品中。
2.根据权利要求1所述的用于在包装中保存易腐新鲜食品的方法，其中，涂覆到CO2保护性气氛产生包装上的聚合物涂层是溶解在选自乙醇、丙酮或乙酸乙酯的溶剂中的、选自聚酰胺、聚乳酸、聚己内酯或聚苯乙烯的聚合物。
3.根据权利要求2所述的用于在包装中保存易腐新鲜食品的方法，其中，涂覆到CO2保护性气氛产生包装上的聚合物涂层是溶解在乙酸乙酯中的聚苯乙烯聚合物。
4.根据权利要求3所述的用于在包装中保存易腐新鲜食品的方法，其中，涂覆到CO2保护性气氛产生包装上的聚合物涂层是溶解在乙酸乙酯中的结晶聚苯乙烯或高冲击强度聚苯乙烯。
5.根据权利要求4所述的用于在包装中保存易腐新鲜食品的方法，其中，所述溶解在乙酸乙酯中的结晶聚苯乙烯或高冲击强度聚苯乙烯以4％至20％的重量百分比浓度使用。
6.根据权利要求5所述的用于在包装中保存易腐新鲜食品的方法，其中，所述溶解在乙酸乙酯中的结晶聚苯乙烯或高冲击强度聚苯乙烯以5％至15％的重量百分比浓度使用。
7.根据权利要求5所述的用于在包装中保存易腐新鲜食品的方法，其中，所述溶解在乙酸乙酯中的结晶聚苯乙烯或高冲击强度聚苯乙烯以7％至12％的重量百分比浓度使用。
8.根据权利要求1所述的用于在包装中保存易腐新鲜食品的方法，其中，所述活性剂的非化学计量混合物由相对于所述混合物的重量百分比为30％至50％的碳酸氢钠和50％至70％的柠檬酸形成。
9.根据权利要求1所述的用于在包装中保存易腐新鲜食品的方法，其中，包含在涂层中的柠檬酸的量为每克食物0.002克至0.8克柠檬酸。
10.根据权利要求1所述的用于在包装中保存易腐新鲜食品的方法，其中，包含在涂层中的碳酸氢钠的量为每克食物0.001克至0.008克碳酸氢钠。
11.根据权利要求1所述的用于在包装中保存易腐新鲜食品的方法，其中，通过喷涂进行所述聚合物涂层在形成所述包装的材料中的涂覆。
12.一种用于易腐新鲜食品的保护性气氛产生包装，其特征在于，所述包装本身通过混合物中的二氧化碳、柠檬酸和碳酸氢钠产生活性剂之间的非化学计量反应产生保护性气氛，所述混合物以聚合物涂层形式包含在形成所述包装的材料中。
13.根据权利要求12所述的用于易腐新鲜食品的保护性气氛产生包装，其中，涂覆到CO2保护性气氛产生包装上的聚合物涂层是溶解在选自乙醇、丙酮或乙酸乙酯的溶剂中的、选自聚酰胺、聚乳酸、聚己内酯或聚苯乙烯的聚合物。
14.根据权利要求13所述的用于易腐新鲜食品的保护性气氛产生包装，其中，涂覆到CO2保护性气氛产生包装上的聚合物涂层是溶解在乙酸乙酯中的聚苯乙烯聚合物。
15.根据权利要求14所述的用于易腐新鲜食品的保护性气氛产生包装，其中，涂覆到CO2保护性气氛产生包装上的聚合物涂层是溶解在乙酸乙酯中的结晶聚苯乙烯或高冲击强度聚苯乙烯。
16.根据权利要求15所述的用于易腐新鲜食品的保护性气氛产生包装，其中，所述溶解在乙酸乙酯中的结晶聚苯乙烯或高冲击强度聚苯乙烯以4％至20％的重量百分比浓度使用。
17.根据权利要求16所述的用于易腐新鲜食品的保护性气氛产生包装，其中，所述溶解在乙酸乙酯中的结晶聚苯乙烯或高冲击强度聚苯乙烯以5％至15％的重量百分比浓度使用。
18.根据权利要求16所述的用于易腐新鲜食品的保护性气氛产生包装，其中所述溶解在乙酸乙酯中的结晶聚苯乙烯或高冲击强度聚苯乙烯以7％至12％的重量百分比浓度使用。
19.根据权利要求12所述的用于易腐新鲜食品的保护性气氛产生包装，其中，所述活性剂的非化学计量混合物由相对于所述混合物的重量百分比为30％至50％的碳酸氢钠和50％至70％的柠檬酸形成。
20.根据权利要求12所述的用于易腐新鲜食品的保护性气氛产生包装，其中，包含在涂层中的柠檬酸的量为每克包装食物0.002克至0.8克柠檬酸。
21.根据权利要求12所述的用于易腐新鲜食品的保护性气氛产生包装，其中，包含在涂层中的碳酸氢钠的量为每克包装食物0.001克至0.008克碳酸氢钠。
22.根据权利要求12至21中任一项所述的用于易腐新鲜食品的保护性气氛产生包装，其中，使由所包装的产品产生的渗出物与涂层相接触，并防止渗出物返回到食品中。
23.根据权利要求12至22中任一项所述的用于易腐新鲜食品的保护性气氛产生包装，其中，所述包装采取底部由格状图案成形的托盘或扁盒的形状，并且所述扁盒包括分隔片，该分隔片限定双层底，该分隔片上将放置食物，其中所述分隔片在其与食物相反的一侧上具有漏斗孔，该孔允许渗出物仅在朝向扁盒底部的方向上通过分隔片，并将渗出物收集在扁盒底部的格状图案中，从而通过包装涂层触发CO2产生反应。
24.根据权利要求12-23中任一项所述的用于易腐新鲜食品的保护性气氛产生包装，其中，所述包装包括可再封闭的封闭装置，该装置适合于消费者打开该包装、取用部分食品并再次封闭包装，以在其中再次产生富含CO2的气氛。
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