ES1312330U - Film y recubrimiento comestibles. - Google Patents
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Abstract
Film y recubrimiento comestibles que comprenden: - frutas y/o hortalizas, o desechos o residuos del procesamiento de estos alimentos, en forma de purés, extractos o zumos, en un porcentaje en peso comprendido entre el 10% y el 65% del total producto obtenido; - al menos un polímero, la pectina, ya sea añadida o presente de forma natural en las frutas y/o hortalizas añadidas, cuyo contenido en el peso total del producto obtenido está comprendido entre el 2,2% y el 4,5%; - al menos un plastificante, el glicerol, en una proporción comprendida entre el 3% y el 8% del peso total del producto obtenido; y - agua destilada.
Description
DESCRIPCIÓN
Film y recubrimiento comestibles
Sector de la técnica
El producto objeto de esta invención está orientado principalmente al sector del envasado tradicional disminuyendo la producción de residuos no biodegradables y dotando al alimento de propiedades beneficiosas para la salud derivadas de la materia prima utilizada para elaborar el producto.
Por ejemplo, un film realizado conforme a la invención podría usarse para separar filetes, de forma que el uso de estos films mejoraría el perfil nutricional de dichos filetes, ya que les enriquece con nutrientes en los que son deficitarios como la fibra, al tiempo que desde el momento en que es susceptible de ser cocinado (ya que es material alimentario), por lo que no se tira a la basura como ocurriría en el caso del plástico usado en envases de manera convencional, se disminuye el impacto ambiental en la gestión de residuos plásticos.
Estado de la técnica
En cualquier vivero o producción agrícola en el que se producen fresas, frutos rojos y otros productos hortícolas (zanahorias, puerros, etc.), se originan grandes cantidades de desperdicios que no se comercializan, y que por tanto ocasionan sustanciales pérdidas que podrían ser utilizados para otro fin, como la elaboración de films o recubrimientos comestibles.
Los films y recubrimientos comestibles elaborados con residuos de frutas y hortalizas presentan múltiples ventajas. En primer lugar, pueden alargar la vida útil del producto, confiriendo al alimento un notable poder antioxidante por las propiedades intrínsecas de la materia prima. Además, se limitaría el uso de otros envases tradicionales que pueden presentar efectos nocivos para la salud humana debido a sustancias como el Bisfenol A, que se usa para fabricar el policarbonato (usado en los envases de alimentos). Esta sustancia puede transmitirse a los alimentos por diferentes factores como pueden ser la temperatura o disolución, provocando posibles efectos adversos en el riñón, hígado y glándulas mamarias según el Reglamento (UE) 10/2011 de la comisión del 14/01/2011 sobre materiales y objetos plásticos a entrar en contacto con alimentos, el límite máximo diario de esta sustancia es de 0.004mg/Kg de peso corporal/día.
Por otro lado, ayudaría a reducir considerablemente el uso de plásticos en los hogares, ya que actualmente el plástico de naturaleza no biodegradable supone un problema medioambiental muy importante, puesto que la mayoría de los envases utilizados están fabricados con este material, que tarda aproximadamente 150 años en degradarse. En el año 2015 se produjeron en el mundo más de 300 millones de toneladas de plásticos, se calcula además que cada 90 minutos 2000 toneladas acaban en los océanos y, si no se modifica esta tendencia, muchos científicos pronostican que en el año 2050 habrá más plásticos que peces en nuestros mares.
El desarrollo de films y recubrimientos comestibles puede suponer un avance prometedor y respetuoso con el medio ambiente, que permitiría no solo reducir la cantidad de plásticos si no el coste derivado de su eliminación. Además, los recubrimientos comestibles pueden conferir a los alimentos propiedades interesantes como el control de la humedad o disminución del proceso de oxidación de lípidos. Por ello, la sustitución parcial de plásticos en los envases de los alimentos por sustancias orgánicas protectoras no nocivas es una idea digna de valoración por parte de los organismos competentes.
En el documento US8715763B2 se describen películas hechas de frutas, hortalizas o una combinación de las mismas que tienen la delgadez, fuerza, flexibilidad y frescura para servir como alternativas o sustitutos de películas a base de algas como el nori, al tiempo que proporcionan la nutrición y sabor a frutas y hortalizas. Estas películas son útiles para envolver una multiplicidad de alimentos y se pueden usar para proporcionar alimentos envueltos, incluidos, por ejemplo, sushi y onigiri envueltos en frutas y hortalizas. En este documento el puré de frutas u hortalizas que utilizan como materia prima se adapta en humedad en función del porcentaje de sólidos que necesitan mediante pasteurización y secado.
Por el contrario, en la presente invención se plantea un pretatamiento consistente únicamente en un escaldado. Este proceso térmico consiste en la aplicación de una temperatura de unos 100°C durante un período muy corto de tiempo. Este hecho permite inactivar las enzimas sin alterar las propiedades nutritivas y organolépticas de las frutas y hortalizas. Además, se trata de un proceso que resulta muy rentable, para que la revalorización de subproductos sea escalable a nivel industrial.
El documento "Avances recientes en películas comestibles a base de frutas y verduras” de CAIO G Otoni y otros autores, es un claro referente del conocimiento general de este sector, ya que en él se analiza el uso de bio-macromoléculas de grado alimentario (polisacáridos y polipéptidos), además de frutas y verduras, para proporcionar envases comestibles con propiedades físico-mecánicas adecuadas, así como características sensoriales y nutricionales únicas. En este texto se revisa la trayectoria de desarrollo cronológico de películas a base de purés, orujos y extractos de frutas y hortalizas. Se revisa también el papel que juega cada componente de la película en los materiales resultantes, cuyos métodos de producción se examinan desde un punto de vista técnico y las propiedades esenciales se compilan y contrastan con sus contrapartes sintéticas convencionales. Y, finalmente, se revisan y analizan las ventajas y limitaciones de las películas comestibles a base de frutas y verduras.
El documento WO 2020264063 A1 describe una película para envasar y envolver productos alimenticios o consumibles que comprende: un 35-85% en peso de agente(s) formador(es) de película biodegradable(s) (pectina, carboximetilcelulosa, alginato y derivados y sales de los mismos) y un 5-60% en peso de plastificante(s) biodegradable(s), basado en el peso de la película seca (glicerol, sorbitol, xilitol, glucosa, fructosa y propilenglicol).
Explicación de la invención
Basándose en la técnica anterior, un objetivo de la presente invención es proporcionar un film y un recubrimiento comestible con el que conservar los alimentos manteniendo sus propiedades organolépticas, al tiempo que se incrementa la vida útil del alimento el mayor tiempo posible.
Además, este tipo de films o recubrimientos aportan a los alimentos propiedades antioxidantes derivadas de la materia prima usada para elaborarlos, incrementando sus propiedades nutritivas, por lo que se espera que tengan una óptima repercusión en la salud humana.
También se reduce la producción de plásticos y de envases no biodegradables, de las sustancias nocivas para el organismo producidas por los componentes de los envases tradicionales y los desperdicios y residuos de las hortalizas y frutas no comercializadas.
La Comisión Europea tiene un objetivo para el 2030 que consiste en una Europa que utilice sus recursos, que sea neutra a nivel energético y que la economía sea circular. Este proyecto se suma a este objetivo pues el abastecimiento de materias primas es sostenible, se reduce el impacto ambiental de residuos tanto plásticos como hortícolas y se minimizan costes por la recirculación de productos todavía útiles.
Con el fin de alcanzar los objetivos propuestos, mencionados en los apartados anteriores, la invención propone un film y un recubrimiento comestibles, realizados a partir de frutas y/o hortalizas, que tienen las características de la reivindicación 1.
Investigaciones realizadas por los inventores han permitido llegar a la conclusión que es posible obtener films producidos con purés de frutas y/o de hortalizas, ya que contienen principalmente agua, proteínas, sustancias celulósicas y pécticas de forma natural. No obstante, también se ha observado que los films y recubrimientos comestibles compuestos exclusivamente de puré de frutas y/o hortalizas con frecuencia presentan poca consistencia, resistencia mecánica y propiedades de barrera, por lo que es necesario agregar algún hidrocoloide comestible como agentes plastificantes para mejorar sus propiedades físicas. En algunos casos, los purés en sí mismos forman capas que ni siquiera pueden separarse de la superficie del molde como películas continuas, haciendo que la adición de biomacromoléculas sea de suma importancia para aumentar la cohesión del film. La pectina es un buen agente aglutinante para estos efectos. Estas bio-macromoléculas pueden extraerse de plantas (por ejemplo, almidón, pectina y celulosa), animales (colágeno, gelatina y quitosano), microorganismos (por ejemplo, celulosa bacteriana) y algas (incluidos alginato y carragenano).
Por otra parte, estas investigaciones también han permitido concluir que es posible recurrir al uso de plastificantes (pueden ser parte de las macromoléculas poliméricas, internas, o sustancias no volátiles de bajo peso molecular que no se unen químicamente a la cadena principal, externa), para obtener materiales con reducidas fragilidad y rigidez, así como una mayor flexibilidad, capacidad de estiramiento y tenacidad. Así, el glicerol, un pequeño poliol con 3 grupos hidroxilo, ha sido señalado como el mejor plastificante para polímeros solubles en agua, otorgando además flexibilidad al film. Igualmente, se pueden usar otros plastificantes de calidad alimentaria para la producción de films comestibles, como los azúcares de bajo peso molecular (por ejemplo, jarabes de fructosa-glucosa y miel), polioles (por ejemplo, derivados de glicerilo y propileno glicoles), lípidos y derivados (incluidos fosfolípidos, ácidos grasos, lecitina, aceites y ceras) y agua.
Los films comestibles a base de frutas y hortalizas pueden contener compuestos funcionales destinados a proporcionar al producto envasado o al material de envasado características mejoradas (sensoriales, nutricionales y/o microbiológicas), por lo que desempeñan un papel activo al interactuar con los alimentos. Los polifenoles, incluidos los taninos, los flavonoides y los derivados de los ácidos fenólicos, también son metabolitos secundarios de las plantas con efectos antimicrobianos y antioxidantes. Además, se sabe que eliminan el oxígeno activo en el cuerpo humano y ejercen varias funciones biológicas como antioxidante, anticancerígeno, antiinflamatorio y anti-aterosclerogénico, entre otros.
La materia prima para la elaboración del film y/o recubrimiento objeto de la invención en esencia son subproductos de frutas y/o hortalizas, en forma de purés, extractos o zumos, que entran a formar parte en el film o recubrimiento en un porcentaje en peso comprendido entre el 10% y el 65% del total.
Además de los polímeros (por ejemplo pectina) que contengan las frutas y/o hortalizas, la composición del film y/o recubrimiento de la invención incorpora otros polímeros, como la pectina, hasta que el contenido de estos compuesto en el peso total del producto obtenido esté comprendido entre el 2,2% y el 4,5%, siendo estos compuestos son los responsables de la formación del film.
En la composición del film y/o recubrimiento de la invención también se requiere la participación de al menos un plastificante; preferentemente glicerina vegetal (glicerol) o sorbitol, ambos productos también de origen vegetal, en una proporción comprendida entre el 3% y el 8% del peso total del producto obtenido, ya que estos compuestos son necesarios para proporcionarle elasticidad al film comestible en la superficie de los alimentos.
Finalmente, como disolvente, se añade agua destilada en una proporción comprendida entre 5-20% del peso total del producto.
En una realización preferente también se añaden antioxidantes, como el ácido cítrico y/o ácido ascórbico, en una proporción comprendida entre 0,5 y 1% del peso total de la mezcla.
En una realización alternativa, en vez de pectina se añade un 1,5 % de quitosano en una disolución acuosa con un 1% de ácido acético.
El desarrollo de la presente invención se ha realizado sobre la base de emplear como materia prima purés, extractos o zumos de fresas, zanahorias, manzanas o cualquier combinación de las mismas. No obstante la invención no se considera limitada exclusivamente a estos tipos de frutas y/o hortalizas.
Un ejemplo de un film desarrollado de acuerdo a la invención, empleando como materia prima zanahorias, se emplea para separar carnes y pescados. Gracias a los sabores que derivan de estos films, se puede tener una doble finalidad: por una parte, conservar el alimento el mayor tiempo posible y, por otra, servir durante el cocinado del alimento, realzando su sabor y aportándole sabores adicionales al entrar en contacto con el calor y disolverse. De esta forma se aumenta su atractivo para el mercado, como por ejemplo, para la población infantil y juvenil, colectivos que no cumplen con las recomendaciones de ingestas de frutas y hortalizas diarias, siendo una herramienta para fomentar su consumo. Así como, se enriquece a este tipo de alimentos en nutrientes que son deficitarios como fibra y ciertas vitaminas antioxidantes en los productos cárnicos y de pescado.
En otro ejemplo alternativo se elabora un recubrimiento de frutas, como las fresas. La fresa es una fruta que madura rápidamente y se deteriora debido a la acción de los hongos y sus micotoxinas. El embalaje de fresas con recubrimientos elaborados en base a la misma fruta alargaría la vida útil de este alimento ya que este tipo de recubrimiento desempeña funciones antioxidantes y antimicrobianas, evitando la proliferación de hongos en el producto. El recubrimiento actuaría como si fuera una piel del alimento haciéndolo mucho más estable al deterioro debido a su contenido reducido de humedad y actividad del agua. Además, debido a su alta polaridad, la mayoría de recubrimientos son buenas barreras a los gases pero poca barrera a la humedad. Como resultado, estas barreras semipermeables pueden crear sistemas de envasado en atmósfera modificada, cuyos gases respiratorios (oxígeno y dióxido de carbono) pueden intercambiarse de manera controlada y conducir a una producción más lenta de metabolismo y etileno, lo que resulta en la conservación de fresas por más tiempo.
Un recubrimiento similar podría obtenerse de y para manzanas, o de y para otros tipos de frutas.
También se ha desarrollado un sustituto del uso de algas en la preparación de alimentos que las contiene, como el sushi. El sushi es un alimento muy demandado actualmente en nuestra población. No obstante, puede presentar el inconveniente de que para ciertos consumidores su sabor no resulte agradable y, para otros, su consumo es desaconsejado por su elevado contenido en yodo. Sustituyendo el alga que recubre el alimento por estos films o recubrimientos con residuos de frutas y hortalizas, se otorga una mayor versatilidad al producto, se producen sabores distintos (incluso más conocidos) y se acerca el producto a los consumidores que no pueden tomar algas por su contenido en yodo.
El proceso de fabricación que aquí se desarrolla conduce a un film comestible y/o recubrimiento con buenas propiedades desde el punto de vista nutricional, sensorial y bioactivo. Dicho proceso comprende las operaciones que se describen a continuación:
a) Operaciones previas con las materias primas, en las que se extraen y seleccionan y a continuación se lavan, desinfectan y trituran con una batidora hasta formar un puré, extracto o zumo, que constituirá un porcentaje comprendido entre el 10% al 65% del total del producto obtenido.
b) Se forma una dispersión con estos subproductos y un plastificante, preferentemente un 1-3% de pectina que se mantiene en agitación a unos 80°C hasta su completa disolución. También se añade glicerol, en una proporción comprendida entre el 3% y el 8% del peso total del producto obtenido.
c) Homogeneización de la solución, manteniéndola con agitación durante unas 2 horas a 80°C.
En caso de que se fuera a aplicar como recubrimiento, ya se podría utilizar sin más sumergiendo directamente el alimento en la solución. También se puede aplicar pulverizando sobre la superficie del alimento.
Para fabricar los films, es necesario verter la solución sobre una superficie, secarlo y posteriormente se despliegan en la superficie en forma de láminas, que se almacenan enrolladas o en bolsas de plástico, en ausencia de luz y en condiciones de temperatura y humedad controladas.
Particularmente cuando la materia prima consiste básicamente en manzanas o zanahorias, previamente a su trituración las frutas y/o hortalizas, se cortan en dados, se escaldan en agua hirviendo con jugo de limón y se escurren y secan durante varias horas
En una variante del proceso descrito, en la fase de dispersión de la pectina y el glicerol se añaden también ácidos cítrico y/ ascórbico, en una proporción comprendida entre 0,5 y 1% del peso total de la mezcla, cuya función es evitar la oxidación de las frutas y/o hortalizas empleadas.
En la fase de dispersión del glicerol y de la pectina que de forma natural tienen en las frutas y/ hortalizas añadidas, se puede sustituir la pectina por quitosano, en un 1,5% previamente disuelto durante unas 2 horas en una disolución acuosa con un 1% de ácido acético.
El proceso aquí desarrollado permite la preparación de films comestibles y recubrimientos que mejoran la vida útil y la calidad de los productos alimentarios donde se apliquen, ya que constituyen una barrera contra los daños físicos y mecánicos. Los propios films y/o recubrimientos actúan como barrera al oxígeno y al agua, reduciendo las reacciones de oxidación y reteniendo la humedad, mejorando la calidad y aumentando la vida útil. Otra ventaja de los films o recubrimientos comestibles es que la liberalización de los compuestos antioxidantes es gradual durante toda la vida útil del producto.
El proceso de la invención aporta cómo principal novedad el uso de los subproductos de la fruta y/o industria hortícola sin sufrir pretratamientos previos como la deshidratación que aumentan no sólo el coste de producción, sino también el impacto ambiental.
Para complementar la descripción que se está realizando se desarrollan a continuación algunos ejemplos de fabricación de films y recubrimientos empleando como base para los mismos varios tipos de frutas (fresas, manzanas...) y de hortalizas (zanahorias...). En todos ellos estos vegetales fueron añadidos después de ser escaldados y triturados y a estas soluciones se les añaden pectina y glicerol, este último como plastificante. También se han utilizado como conservantes el ácido cítrico y el ácido ascórbico. En otros ejemplos también se han realizado films con otros polímeros como quitosano.
Ejemplo 1.
Se emplean restos de fresas, que se lavan, desinfectan y trituran con una batidora.
- Por un lado se dispersa un 1-3% de pectina en agitación a 80°C hasta su completa disolución y posteriormente se añade un 7,5% de glicerol y 0,625 g de ácido cítrico y ascórbico.
- A continuación se añade el puré de fresas en un porcentaje comprendido entre el 10% al 65%; de forma que la mezcla obtenida alcanza un contenido en pectina comprendido entre el 2,2% a 3,6%.
- Finalmente, se mantiene la disolución durante 2 horas a 80°C hasta homogenizar la disolución.
Ejemplo 2:
Es una variante alternativa del ejemplo anterior en el que las fresas primeramente se cortan en dados de unos 2 cm, se echan en agua hirviendo con jugo de limón durante 5 minutos; y posteriormente se trituran con una batidora.
Ejemplo 3:
En otra variante, en lugar de pectina, se añade un 1,5 % de quitosano en una disolución acuosa con un 1% de ácido acético durante 2 horas hasta su completa disolución.
Ejemplo 4:
En este caso se emplean residuos de zanahorias, que se lavan, desinfectan y se cortan en dados de 2 cm. Se echan en agua hirviendo con jugo de limón durante 5 minutos. Se sacan y se dejan en un colador durante varias horas para que suelten toda el agua posible, antes de ser trituradas con la batidora.
A continuación se disperso 1-3% de pectina en agitación a 80°C hasta su completa disolución, posteriormente se añadió 7,5% de glicerol y 0,625 g de ácido cítrico y ascórbico. Se añadió el puré de zanahorias en un porcentaje comprendido entre 10-65% alcanzando un contenido en pectina que variaba de 2,8% a 3,6% y se mantuvo la disolución 2 horas a 80°C hasta su completa disolución.
Ejemplo 5:
En este ejemplo alternativo se emplean residuos de manzanas, que se lavan, desinfectan y se cortan en dados de 2 cm y a continuación se echan en agua hirviendo con jugo de limón durante 5 minutos. Se sacan y se dejan en un colador durante varias horas para que suelten toda el agua posible y posteriormente se trituran con la batidora.
Seguidamente se disperso 1-2% de pectina en agitación a 80°C hasta su completa disolución, posteriormente se añadió 7,5% de glicerol y 0,625 g de ácido cítrico y ascórbico. Se añadió el puré de manzanas alcanzando un contenido de pectina que suponía 3-4,5% del total y se mantuvo la disolución 2 horas a 80°C hasta su completa disolución.
Empleando manzanas como fruta alternativa, también existe la posibilidad de añadir quitosano, en un 1,5% y en una disolución acuosa con un 1% de ácido acético durante 2 horas hasta su completa disolución. Posteriormente se adiciona un 1,5% de glicerol como plastificante; a continuación se añade el puré de manzanas en un 10% a un 65% junto con 0.625g el ácido ascórbico y ácido cítrico. En este paso se puede homogenizar la disolución.
Una vez descrita la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, resulta de manera evidente que la invención es susceptible de aplicación industrial, en el sector indicado.
Asimismo se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación:
Claims (4)
1. - Film y recubrimiento comestiblesque comprenden:
- frutas y/o hortalizas, o desechos o residuos del procesamiento de estos alimentos, en forma de purés, extractos o zumos, en un porcentaje en peso comprendido entre el 10% y el 65% del total producto obtenido;
- al menos un polímero, la pectina, ya sea añadida o presente de forma natural en las frutas y/o hortalizas añadidas, cuyo contenido en el peso total del producto obtenido está comprendido entre el 2,2% y el 4,5%;
- el menos un plastificante, el glicerol, en una proporción comprendida entre el 3% y el 8% del peso total del producto obtenido; y
- agua destilada.
2. - Film y recubrimiento comestibles, según la reivindicación 1,que comprendenademás: ácidos cítrico y ascórbico en una proporción comprendida entre 0,5 y 1% del peso total de la mezcla.
3. - Film y recubrimiento comestibles, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,que comprendenademás de la pectina que de forma natural tienen en las frutas y/ hortalizas añadidas, un 1,5 % de quitosano en una disolución acuosa de ácido acético.
4. - Film y recubrimiento comestibles, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizadospor que las frutas y/o hortalizas añadidas en forma de purés, extractos o zumos, son: fresas, zanahorias, manzanas o cualquier combinación de las mismas.
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