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1. MXPA/a/1999/010456 - OXYGEN SCAVENGER ACCELERATOR

Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

ACELERADOR DE CAPTACIÓN DE OXIGENO

CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere en general a un dispositivo y método para maximizar la velocidad de recuperación de oxígeno de un absorbente de oxígeno. De una manera más particular, la invención se refiere a un paquete de captación de oxígeno basado en hierro que tiene una composición mejorada paτ;a acelerar la velocidad de absorción de oxígeno, en donde el paquete está específicamente diseñado para utilizarse en un sistema de empaque diseñado para mantener la carne fresca .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los alimentos perecederos, tales como carnes, frutas, y verduras, normalmente se colocan en sistemas de empaque después de cosecharse, con el objeto de conservar estos alimentos durante tanto tiempo como sea posible. La maxi ización del tiempo en el que el alimento permanece conservado, especialmente el tiempo entre el empaque inicial en la planta y la entrega en la tienda de menudeo, incrementa el aprovechamiento de todas las entidades en la cadena de distribución, al minimizar la cantidad de daño.
El medio ambiente en el que se conserva el alimento es un factor crítico, en el proceso de conservación. No solamente es importante mantener una temperatura adecuada, sino que también es importante el contenido molecular y químico de los gases que rodean al alimento. Al proporcionar un contenido de gas apropiado al medio ambiente que rodea al alimento, el alimento se puede conservar mejor cuando se mantiene a la temperatura apropiada, o inclusive cuando se expone a variaciones de temperatura. Esto da al productor de alimentos alguna garantía de que después de que sale el alimento de su control, el alimento estará en una condición aceptable cuando llegue a la tienda de menudeo, y finalmente al consumidor.
En el empaque de carne, en particular son deseables sistemas de empaque que proporcionen niveles extremadamente bajos de oxígeno, debido a que es bien sabido que la calidad fresca de la carne se puede conservar más tiempo bajo condiciones anaeróbicas que bajo condiciones aeróbicas. El mantenimiento de bajos niveles de oxígeno minimiza el crecimiento y la multiplicación de las bacterias aeróbicas.
Una manera de asegurar un nivel mínimo de oxígeno en un paquete de carne, es someter al paquete o a los materiales rígidos de barrera al gas a un vacío, con el objeto de remover tanto del gas del paquete como sea posible, antes de sellar el paquete. Luego se puede sellar el paquete, y la carne se mantiene en un medio ambiente de atmósfera "cero" (comúnmente referido como empaque al vacío) . Bajo condiciones de empaque al vacío, la carne roja se hace púrpura. Sin embargo, los consumidores prefieren ver su carne roja brillante. Como resultado, el empaque al vacío no ha sido bien aceptado para los cortes de carne para el consumidor.
Otro medio de asegurar un nivel mínimo de oxígeno en un paquete de carne, es sellar la carne en un sistema de empaque de atmósfera modificada de relleno. Esta clase de tecnología de empaque de atmósfera modificada (EAM) tiene tanto éxito, que la carne se puede cortar y empacar varias semanas antes de comprarse, y todavía permanece fresca. Estos sistemas normalmente utilizan múltiples capas de empaque. La capa externa del empaque generalmente es un recipiente rígido con buenas propiedades de barrera. La capa interna del empaque es una película permeable al oxígeno. Para proporcionar un medio ambiente de atmósfera modificada, el empaque evacuado de aire normalmente se llena con una mezcla de gases consistentes en aproximadamente el 30 por ciento de dióxido de carbono (C02) y el 70 por ciento de nitrógeno (N2) . Se cree que el relleno del paquete evacuado de aire con esta mezcla de gases suprime el crecimiento de bacterias anaeróbicas. La capa externa se separa justo antes de presentar al consumidor el corte para venta en el supermercado. Esto permite que la carne refloresca hasta un color rojo brillante. Un excelente ejemplo de este proceso EAM de evacuación y relleno se describe en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 5,115,624 de Garwood. El empaque al vacío y el EAM de relleno es muy costoso por tres razones. Primera, la parte rígida del empaque es costosa. Segunda, las velocidades de procesamiento son lentas debido a los pasos de vacío y relleno. Y tercera, el equipo para hacer estos procedimientos es muy complicado y costoso.
Otro medio menos costoso para asegurar un nivel mínimo de oxígeno en un paquete de carne es utilizar un proceso de EAM con inundación de gas. Se eliminan los complicados pasos de evacuar el paquete y rellenar con la mezcla de gas deseada. La bolsa externa (una capa de barrera) simplemente se inunda con la mezcla de gas apropiada, a medida que se forma alrededor del recipiente interno. El proceso de inundación reduce el contenido de oxígeno del paquete hasta aproximadamente el 2 por ciento. Se coloca un captador de oxígeno en el paquete para absorber el oxígeno adicional justo antes de, o simultáneamente con, la formación e inundación de la bolsa externa. Un excelente ejemplo de este sistema EAM se describe en la Solicitud de Patente Titulada "Modified Atmosphere Package" presentada el 3 de abril de 1996, con el número de serie 08/627,137.
Una característica crítica de un sistema de empaque

EAM de inundación de gas es la capacidad para mantener la carne con apariencia fresca y sabrosa. La carne oxidada se hace de un color castaño indeseable. De conformidad con lo anterior, como se describió, normalmente se coloca un captador de oxígeno adentro del paquete de carne con el objeto de absorber cualquier oxígeno residual adentro de paquete, después de la inundación con gas y del sellado del paquete. Es críticamente importante remover rápidamente el oxígeno de la carne para impedir que se torne castaña. Es especialmente importante para prevenir el cambio irreversible de rojo a castaño, la velocidad a la que se capte el oxígeno. Si se remueve rápidamente el oxígeno, la carne empacada se hace de un color rojo púrpura. Este color rojo púrpura rápidamente "florece" hasta un color rojo brillante después de remover la capa externa del empaque.
Los captadores de oxigeno se están utilizando cada vez más en los sistemas de empaque, con el objeto de proteger a diferentes productos de los efectos perjudiciales de la exposición al oxígeno. Varios captadores de oxígeno utilizan la oxidación del hierro en partículas como un método para absorber oxígeno. Es esencial una pequeña cantidad de agua para esta reacción. En algunos casos, se puede utilizar una sustancia de atracción de agua, tal como sílica gel, para atraer el agua, y a veces suministrar agua en el paquete inicialmente. Sin embargo, un gran inconveniente de esta tecnología, es la cantidad limitada de agua que se puede suministrar. Típicamente, una mayor porción del agua necesaria para la oxidación del hierro en partículas es proporcionada por el producto y/o el medio ambiente del empaque que se está protegiendo. Con frecuencia ésta es una cantidad inadecuada para promover una oxidación eficiente y conveniente del hierro.

Y como se mencionó, mientras más lenta sea la velocidad de reducción de oxígeno, más posibilidades tiene la carne de hacerse de un color irreversiblemente castaño.
Por consiguiente, existe una necesidad de acelerar la velocidad de los captadores de oxígeno, particularmente en los confines de un sistema de empaque de atmósfera modificada. Óptimamente sería deseable bajar el nivel de oxígeno hasta aproximadamente el 0.04 por ciento (400 PPM) dentro de 90 minutos, y hasta aproximadamente 0 dentro de 24 horas. Esta necesidad será resuelta por la presente invención.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
La presente invención proporciona un paquete de captación de oxígeno basado en hierro gue exhibe una mayor velocidad de absorción de oxígeno, especialmente en los confines de un sistema de empaque de carne concomitante. La invención proporciona específicamente un paquete de captación de oxígeno que comprende un absorbente de oxígeno basado en hierro, y un acelerador de captación de oxígeno que comprende agua. El acelerador de captación de oxígeno acelera la velocidad de captación de oxígeno del absorbente basado en hierro. En una modalidad preferida, la invención proporciona un paquete captador de oxígeno, en donde está presente una proporción de entre 0.2 mililitros y 0.8 mililitros de acelerador de captación de oxígeno para aproximadamente 2.5 gramos de hierro en el paquete. El agua pura hace un excelente acelerador, pero de preferencia el acelerador de elección es ácido acético. Óptimamente, están presentes aproximadamente

0.6 mililitros de acelerador de captación de oxígeno por 2.5 gramos de hierro en el paquete.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Otros objetos y ventajas de la invención llegarán a quedar más claros después de una lectura de la siguiente descripción detallada, y después de una referencia a los dibujos, en los cuales:
La Figura 1 ilustra un paquete de captación de oxígeno, en donde se está introduciendo el acelerador de captación de oxígeno en el paquete por medio de una jeringa.
Las Figuras 2a y 2b, respectivamente, ilustran un paquete de captación de oxígeno que contiene una cápsula que se puede romper en un tiempo apropiado para liberar el acelerador de captación de oxígeno, y un paquete que contiene una cápsula que se está rompiendo.
Las Figuras 3a y 3b, respectivamente, ilustran un paquete de captación de oxígeno que incluye una mecha sobresaliente para la absorción del acelerador de captación de oxígeno adentro de paquete, y un paquete de captación de oxígeno en donde la mecha se está sumergiendo en el acelerador de captación de oxígeno.
La Figura 4 es una vista isométrica del paquete de captación de oxígeno de la presente invención, adentro de un sistema de empaque de atmósfera modificada.
La Figura 5 es una gráfica que ilustra la velocidad de absorción de oxígeno, cuando se introduce un paquete de captación de oxígeno seco en un recipiente del tamaño de un litro, que también incluye 0.5 mililitros de agua.
La Figura 6 es una gráfica que ilustra la velocidad de absorción de oxígeno cuando se introduce un paquete de captación de oxígeno que tiene 0.5 mililitros de agua inyectada en el paquete, en un recipiente del tamaño de 1 litro.
La Figura 7 es una gráfica que ilustra la velocidad de absorción de oxígeno como una función de la cantidad de agua inyectada en los paquetes de captación de oxígeno.
La Figura 8 ilustra la velocidad de absorción de oxígeno en la presencia de diferentes cantidades de C02, utilizando un paquete de captación de oxígeno que se ha inyectado con 0.6 mililitros de agua.
La Figura 9 es una gráfica que ilustra la velocidad de absorción de oxígeno como una función del número de paquetes de captación de oxígeno introducidos en un recipiente de 1 litro.
La Figura 10 es una gráfica que muestra el porcentaje de oxígeno después de una hora, como una función de la cantidad de ácido acético (vinagre) inyectado en cada uno de dos paquetes de captación de oxígeno.
La Figura 11 es una gráfica que muestra el porcentaje de oxígeno como una función del tiempo y como una función del material inyectado en los paquetes de captación de oxígeno.
La Figura 12 es una gráfica que ilustra la velocidad de absorción de oxígeno como una función de la cantidad de ácido acético inyectado en un paquete que contiene hierro, y además como una función de si el paquete contiene o no sílica gel impregnado.
La Figura 13 es una gráfica que ilustra la velocidad de absorción de oxígeno como una función del tiempo y la concentración de ácido acético en agua.
Aunque la invención es susceptible de diferentes modificaciones y formas alternativas, se han mostrado ciertas modalidades específicas de la misma a manera de ejemplo en los dibujos, y se describirán con detalle. Sin embargo, se debe entender que la intensión no es limitar la invención a las formas particulares descritas. Por el contrario, la intensión es cubrir todas las modificaciones, equivalentes, y alternativas que caigan dentro del espíritu y alcance de la invención, como se define en las reivindicaciones adjuntas. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA
Pasando ahora a los dibujos, las Figuras 1 a 3 (a y b) ilustran un paquete de captación de oxígeno que tiene un acelerador de captación de oxígeno líquido presente en alguna forma adentro del paquete.
De una manera específica, la Figura 1 ilustra un paquete de captación de oxígeno 10 que contiene hierro elemental 12, y en donde se introduce un acelerador de captación de oxígeno 14 en el paquete, utilizando una jeringa 16. La inyección se puede realizar manualmente con una jeringa y la colocación manual del paquete adentro del empaque. De una manera alternativa, el proceso de inyección se puede automatizar mediante la utilización de una bomba de mediσión y dosificación comercialmente disponible tal como la Luft Systematic modelo 45/50 y el equipo de transporte apropiado para colocar los paquetes para inyección, y luego subsecuentemente colocar los paquetes en un empaque.
La Figura 2a ilustra un paquete de captación de oxígeno 20 que contiene hierro elemental 22, y en donde está presente un acelerador de captación de oxígeno 24 adentro de una cápsula 26. Como lo muestra la Figura 2B, la cápsula 26 se puede romper mediante la fuerza mecánica en un tiempo apropiado, con el objeto de liberar el acelerador de captación de oxígeno 24. Óptimamente, la cápsula se debe romper inmediatamente antes de, o inmediatamente después de, sellar el paquete, con el objeto de activar apropiadamente el captador basado en hierro para una captación de oxígeno acelerada.
La Figura 3a ilustra un paquete de captación de oxígeno basado en hierro 30 que contiene hierro elemental (no mostrado específicamente) , y en donde se puede introducir un acelerador de captación de oxígeno 32 en el paquete, mediante absorción sobre una mecha 34, que sobresale del paquete. Como la muestra la Figura 3b, la mecha 34 se sumerge en el acelerador de captación de oxígeno 32. Se absorbe una cantidad apropiada de acelerador de captación de oxígeno 32 a través de la mecha 34 y hacia adentro del paquete 30. Óptimamente, la inmersión se presenta inmediatamente antes de sellar el paquete, con el objeto de activar apropiadamente el captador basado en hierro, para una captación de oxígeno acelerada.
Se puede obtener mayor información con respecto a la construcción del paquete absorbente de oxígeno preferido para utilizarse en la presente invención, en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 5,262,375 de McKedy, titulada "Oxygen Absorber". Los paquetes absorbentes de oxígeno preferidos son fabricados por Multiform Desiccants Incorporated. Sin embargo, otros absorbentes de oxígeno basado en hierro funcionarán de una manera comparablemente bien en la presente invención.
La presente invención se refiere particularmente a un paquete de captación de oxigeno basado en hierro, que contiene un acelerador de captación de oxígeno que consiste en agua o en una solución acuosa de alguna otra sustancia disuelta en, o mezclada con, agua. El acelerador de captación de oxígeno acelera la velocidad de captación de oxígeno del absorbente de oxígeno. El agua sola activará y acelerará los absorbentes de oxígeno basados en hierro por medio de la presencia de iones de hidronio en el agua. Sin embargo, los aceleradores de captación de oxígeno preferidos son las soluciones de ácido diluido.
Los ácidos proporcionan mayores números de iones de hidronio que incrementan la velocidad de oxidación del hierro, actuando como aceptores de electrones. Estos aceptores de electrones facilitan la ionización del hierro neutro. Una vez ionizado, el hierro reacciona fácilmente con el oxígeno disponible y el agua para formar un óxido de hierro hidratado. Otros aceptores de electrones, tales como los iones positivamente cargados gue forman las soluciones de sal, o los metales tales como el cobre, también facilitan la ionización del hierro neutro.
La solución acuosa preferida de la presente invención es una solución acuosa que contiene aproximadamente el 5 por ciento de ácido acético.
La introducción de agua o de una solución acuosa de ácido, sal, o un metal apropiado en el paquete absorbente de oxígeno de un absorbente de oxígeno basado en hierro, sirve para activar e incrementar dramáticamente la velocidad de captación de oxígeno del hierro adentro del paquete. El hierro en partículas en el paquete, en efecto, se convierte en óxido a medida que se absorbe oxígeno desde la atmósfera circundante a la carne empacada u otro producto alimenticio empacado. Como se describió, el agua o la solución acuosa mejora la absorción de oxígeno por parte del hierro, al actuar como un aceptor de electrones. Un mecanismo propuesto para la formación de óxido es como sigue:
(1) Fe(s)->Fe:*+2e"
(2) e"+HiO+->H4-HtO
(3) 4H+0,-->2H O
(4) 4Fe?++0?(g) + (12+2x)H20->2(Fe?01*xH.O) (s)+8H30+
En el paso (1) , se producen iones ferrosos, mediante la pérdida de electrones del hierro en partículas elementales en el paquete. Sin embargo, este proceso no puede ir muy lejos, a menos que haya alguna manera de deshacerse de los electrones que se acumulan sobre el Fe residual. Una manera de hacer esto, es mediante el paso (2) , en donde los iones de H30+, ya sea del agua o de las sustancias acidas en el agua, recogen los electrones para formar átomos de H neutros. Debido a que se sabe que el Fe es un buen catalizador para las reacciones de hidrogenación en general, se cree que el paso (3) se presenta ahora para utilizar los átomos de H. Mientras tanto, el ion ferroso reacciona con el gas de 07 mediante el paso (4) , para formar el óxido y restaurar el H30+ requerido para el paso (2) . La reacción neta, obtenida mediante la adición de los cuatro pasos, es:
4Fe(s)+30-,(g)+2xH.O->2(Fe-0,«xH>0) (s) .
El ácido acelera la reacción al proporcionar un exceso de iones de hidronio (H0+) e impulsar el paso 2. Por consiguiente, la modalidad preferida de la presente invención utiliza una solución acuosa diluida de ácido. Por supuesto, estas soluciones acidas deben ser compatibles con los productos alimenticios, e incluyen, por ejemplo, ácido acético y/o ácido cítrico.
Las soluciones de sal también impulsan el paso (2) de la reacción anteriormente mencionada, al proporcionar un aceptor de electrones, y por lo tanto, son adecuadas para utilizarse en la solución acuosa de la presente invención. Adicionalmente, se ha encontrado que la adición de cobre al agua y/o a la solución acuosa diluida de ácido, agiliza la velocidad de absorción de oxígeno por parte del hierro. Se cree que el cobre induce un fenómeno denominado corrosión electrolítica. Los electrones fluyen desde el hierro hasta el cobre, en donde su energía es más baja. Esto remueve el exceso de carga negativa del hierro. En adición, los átomos de H, que ahora se forman sobre la superficie negativa del cobre, en lugar del hierro, se separan más fácilmente del cobre que del hierro, acelerando de esta manera el paso (3) de la reacción anteriormente mencionada.
Como se muestra en las Figuras 1 a 3 (a y b) , la solución acuosa se puede introducir en el paquete utilizando un proceso de tipo de inyección. De una manera alternativa, la solución se puede incluir en el paquete absorbente en una cápsula o compartimiento separado, que se pueda romper en el momento de sellar el paquete de carne. También, se podría incluir una mecha en, y sobresaliendo de, el paquete, de tal manera que la mecha se pueda sumergir en líquido justo antes de sellar el paquete de carne.
Una modalidad preferida de la presente invención implica la inyección de un acelerador de captación de oxígeno que comprenda agua en los absorbentes MRM fabricados por Multiform Desiccants Incorporated. Esto se hace justo antes de la colocación del absorbente en un paquete. Esto se puede hacer manualmente con una jeringa y la colocación manual, o el proceso puede ser automatizado, mediante la utilización de una bomba de medición y dosificación comercialmente disponible, tal como la Luft Systematic modelo 45/50, y el equipo de transporte apropiado, para colocar los paquetes para inyección, y luego colocar subsecuentemente los paquetes en un empaque.
Los siguientes datos, ilustrados en las Figuras 5 a 13 y en la Tabla 1, son específicos para los paquetes captadores MRM 100 de Multiform. Todos estos experimentos implican la utilización de estos captadores. Los captadores de oxígeno MRM 100 están específicamente formulados para trabajar en la presencia de CO y refrigeración. Los captadores de oxígeno MRM 100 contienen aproximadamente 2.5 gramos de hierro y sílica gel impregnado con un generador de dióxido de carbono, NaHC03. Se utiliza un generador de dióxido de carbono para reemplazar el volumen de gas en el paquete de carne sellado a medida que se absorbe el 02. El hierro en los absorbentes MRM se reduce electrolíticamente, y se templa, lo cual significa que el hierro se reduce mediante el paso de una corriente eléctrica a través de una solución del hierro que está en la forma de una sal fundida. Como lo apreciará un experto en la materia, mientras que los paquetes captadores MRM 100 se utilizaban en los experimentos descritos en seguida, se esperaría que los paquetes captadores similarmente constituidos tendrían actividades de captación de oxígeno comparablemente mejoradas con la adición de agua y otros aceleradores.
Las Figuras 5 y 6 ilustran que el acelerador de captación de oxígeno, en este caso agua, debe estar contenido adentro del paquete de captación de oxígeno, con el objeto de incrementar la velocidad de absorción de oxígeno. Específicamente, la Figura 5 muestra la disminución en el porcentaje de oxígeno como una función del tiempo, cuando están presentes meramente 0.5 mililitros de agua en un recipiente del tamaño de 1 litro, junto con un pagúete de captación de oxígeno. Como se muestra en la Figura 5, a 4.4°C, se necesitan aproximadamente 30 horas para que se reduzca el porcentaje de oxígeno hasta aproximadamente el 0.5 por ciento (5,000 PPM), y más de 40 horas para que se reduzca el porcentaje de oxígeno hasta cerca del 0.0 por ciento de oxígeno. En contraste, la Figura 6 muestra la disminución en el porcentaje de oxígeno como una función del tiempo cuando se inyectan 0.5 mililitros de agua en un paquete de captación de oxígeno, que luego se coloca en un recipiente del tamaño de 1 litro. A 4.4°C, se necesitan aproximadamente 15 horas para que se reduzca el porcentaje de oxígeno hasta aproximadamente el 0.5 por ciento, y aproximadamente 20 horas para que se reduzca el porcentaje de oxígeno hasta cerca del 0.0 por ciento de oxígeno. A 21°C, el oxígeno se capta mucho más rápidamente.
La Figura 7 muestra que la velocidad de captación de oxígeno se maximiza cuando están presentes 0.6 mililitros de agua en el paquete de captación de oxígeno.
La Figura 8 muestra que la absorción de oxígeno parece ser independiente de la cantidad de dióxido de carbono en el recipiente.
La Figura 9 muestra que dos paquetes de captación de oxígeno absorben el oxígeno casi al doble de la velocidad de un paquete.
Como se muestra en la Figura 10, el ácido acético, comúnmente conocido como ácido de vinagre, funciona particularmente bien en la aceleración de la velocidad de absorción de oxígeno de un paquete de captación de oxígeno MRM. De una manera específica, la inyección de 0.5 mililitros de ácido acético en cada uno de dos paquetes absorbentes, reduce la cantidad de oxígeno en un recipiente de 1 litro hasta aproximadamente el 0.1 por ciento de O (1,000 PPM) en una hora. Como se muestra en la Figura 11, el porcentaje de 02 se reduce hasta aproximadamente el 0.04 por ciento de 02 (400 PPM) en aproximadamente 90 minutos, cuando se inyectan 0.5 mililitros de ácido acético en cada uno de dos paquetes captadores MRM 100. Se pueden sacar dos conclusiones a partir de los datos de las Figuras 10 y 11. Primero, el ácido acético inyectado parece funcionar mejor que el agua pura para incrementar la velocidad de absorción de oxígeno de un paquete absorbente. Segundo, a partir de la Figura 10, parece ser que 0.5 mililitros de ácido acético funcionan particularmente bien para incrementar la velocidad y la cantidad total de absorción de oxígeno. En los experimentos que dan como resultado los datos de las Figuras 10 y 11, el nivel inicial de oxígeno en los recipientes fue del 2.0 por ciento, simulando la cantidad de oxígeno que estaría presente después del paso de inundación con gas de un proceso EAM de inundación con gas. También, los experimentos se realizaron bajo refrigeración.
En seguida hay una tabla que muestra los resultados de un experimento diseñado para determinar el rango de cantidades de agua necesarias para introducirse en un paquete de captación de oxígeno que contiene aproximadamente 2.5 gramos de hierro, con el objeto de activar satisfactoriamente los paquetes en un proceso de empaque EAM con inundación de gas para carne roja.

TABLA 1
Muestra Inyección Oxígeno Oxígeno Evaluación Evaluación

No. de agua inicial Final de color - de color - 1.5 brs. de 24 hrs. de
florecimiento florecimiento

(día 8) (día 9)
1 0 8 ml. 1.9 % 0.00% Rojo Obscuro Algo de Castaño

2 0 6 mi 1.24 % 0.00% Rojo Obscuro Rojo Brillante

3 1.0 mi. 2.30 % 0.26% Castaño Mayor Castaño Mayor

4 0 4 mi. 2.20 % 0.00% Rojo Obscuro Rojo Brillante
5 0 2 mi. 1.70 % 0.00% Rojo Obscuro Rojo Obscuro
6 0 4 mi. 1.50 % 14.9 % Excluido (fugado) Excluido
7 0 X ml. 1.70 % 0.00% Rojo Obscuro Rojo Obscuro
8 0 6 ml 1 55 % 0 00% Rojo Obscuro Rojo Brillante

9 1 0 mi 2.20 % 0 00%. Rojo Obscuro Algo de Castaño

10 0 2 ml 2 40 % 0 00% Castaño Mavor Castaño Mavor

Los resultados muestran que se requieren inyecciones de agua mayores de 0.2 mililitros, pero menores de 0.8 mililitros, por 2.5 gramos de hierro (aproximadamente 100 centímetros cúbicos de capacidad absorbente) . Para una captación adecuada de oxígeno, las inyecciones deben estar dentro de este rango, de preferencia en 0.6 mililitros. Las inyecciones de agua fuera de este rango darán como resultado un alto riesgo de formación de metmioglobina (formación de color castaño) debido a la exposición inicial al oxígeno. Este experimento se realizó utilizando captadores de oxígeno MRM de Multiform, pero se cree que otros absorbentes basados en hierro similares funcionan de una manera comparable.
Ejemplo 1 - Determinación del Rango de Volumen de Agua Necesario para una Captación Óptima de Oxigeno de un Paquete Captador de Oxigeno Basado en Hierro
Un pedazo de 4.536 kilogramos de res sin hueso fresca (5 días post mortem) se cortó en 10 pedazos, y se colocaron individualmente sobre charolas de carne o en un cojín empapador. Las charolas de carne tenían paredes laterales de 3.81 centímetros de alto. La carne y las charolas fueron entonces envueltas estiradamente con una película de PVC estándar en una máquina Hobart. Después de envolverse, se creo un orificio de 1.27 centímetros de diámetro a través del PVC en una esquina de la charola, para permitir un flujo libre de los gases hacia adentro y hacia afuera de este "paquete interno". En seguida, se inyectaron dos captadores MRM 100 con una cantidad precisamente medida de agua, y se unieron a uno de los paquetes internos que contenía la res. Las inyecciones de agua se variaron desde 0.2 hasta 1.0 mililitros por captador. El paquete interno, con los absorbentes de oxígeno unidos, se pasó inmediatamente a través de una máquina formadora, llenadora, y selladora Fuj i/Foremost, y se empacó en una bolsa externa inundada hecha de película de barrera de 63.5 mieras Print Pack 861D. El gas de inundación fue aproximadamente el 80 por ciento de nitrógeno y el 20 por ciento de dióxido de carbono.

El nivel de 02 inicial en la bolsa de barrera se midió a través de un septo de hule con un analizador de oxígeno Dansensor, y se registró. Luego se colocaron los paquetes terminados en un refrigerador, y se almacenaron a 1.1 °C durante 8 días. En el octavo día, se midió el nivel de oxígeno final, y se removieron la bolsa de barrera y los absorbentes de oxígeno. Se dejó que la carne refloreciera en el paquete interno durante una hora y media en el refrigerador. En ese tiempo, se removieron los paquetes del refrigerador, y se evaluó la carne visualmente para determinar la aceptabilidad del color. Luego se regresaron los paquetes al refrigerador durante otras 24 horas, después de lo cual nuevamente se evaluó la carne para determinar la aceptabilidad del color.
La charola que se utilizó para el experimento detallado en el Ejemplo 1, y los datos detallados en la Tabla 1, dejó una cantidad significativa de espacio de aire alrededor de la carne, necesitando del uso de dos captadores MRM 100. Sin embargo, la res se ha empacado con éxito en charolas para carne de paredes superficiales utilizando solamente un captador MRM 100 con una inyección de 0.5 mililitros de ácido acético.
La Figura 12 muestra que se presenta la máxima absorción de oxígeno en una cantidad de vinagre de entre aproximadamente 0.4 y 0.6 mililitros de ácido acético. La Figura 12 también ilustra que se presenta la máxima absorción de oxígeno cuando el paquete captador de oxígeno contiene sílica gel impregnado con NaHC03 en adición al hierro. Los absorbentes MRM-100 y otros absorbentes similarmente formulados, emplean sílica gel para absorber y liberar el H20 atmosférico. Como se describió anteriormente, la sílica gel no absorberá por sí misma suficiente agua para acelerar satisfactoriamente la capacidad de captación de oxígeno del hierro para permitir la conservación de la carne durante más que unos cuantos días a la vez. Por esta razón, los presentes inventores han agregado afirmativamente cantidades concretas de agua a los paquetes de captación de oxígeno de la presente invención.
La Figura 13 muestra la velocidad de absorción de oxígeno como una función del tiempo, y la concentración de ácido acético en agua. Como se puede ver, el ácido acético al 5 por ciento funciona muy bien para acelerar la velocidad de absorción de oxígeno a los 30, 60, y 90 minutos. Además, el ácido acético al 5 por ciento es muy fácil de obtener, pues es el vinagre de mesa común.
La presente invención es particularmente útil cuando se utiliza en un proceso de empague de atmósfera modificada (EAM) para carnes frescas. El proceso EAM es un proceso de inundación de gas que inunda inicialmente el paquete hasta una atmósfera de oxígeno de aproximadamente el 2 por ciento o menos. El paquete de captación de oxígeno de la presente invención se utiliza para reducir adicionalmente el nivel de oxígeno del paquete hasta 400 PPM (0.04 por ciento) o menos dentro de 90 minutos.
Seguirá una breve descripción del paquete de atmósfera modificada típico. Esta descripción no es limitante, sino que en su lugar, se proporciona meramente para elucidar un uso particular para la presente invención.
La Figura 4 ilustra un paquete de atmósfera modificada 40 que incluye un recipiente externo 42 y un recipiente interno 44. El recipiente interno 44 incluye una charola de plástico semi-rígida convencional 46 termoformada a partir de una hoja de material polimérico que es sustancialmente permeable al oxígeno. Los polímeros de ejemplo que se pueden utilizar para formar la charola que no es de barrera 46 incluyen espuma de poliestireno, pulpa de celulosa, polietileno, polipropileno, etcétera. En una modalidad preferida, la hoja polimérica utilizada para formar la charola 46 está sustancialmente compuesta de espuma de poliestireno, y tiene un espesor de aproximadamente 2.54 milímetros a aproximadamente 7.62 milímetros. Es deseable el uso de una charola de espuma de poliestireno común 46, debido a que tiene una alta aceptación por el consumidor. El recipiente interno 44 incluye además una envoltura de película de estiramiento o cubierta 48 sustancialmente compuesta de un material polimérico, tal como poli-cloruro de vinilo (PVC) , que es sustancialmente permeable al oxígeno. En una modalidad preferida, la película de estiramiento utilizada para formar la cubierta 48 contiene aditivos que permiten que la película se adhiera consigo misma, y tiene un espesor de aproximadamente 12.7 mieras a aproximadamente 38.1 mieras. Una película de estiramiento preferida es la película para carne ResiniteMR, comercialmente disponible en Borden Packaging and Industrial Products de North Andover, Massachusetts.
Un artículo alimenticio, tal como un corte al menudeo de carne cruda 50, se localiza adentro del recipiente interno 44. Antes de envolver completamente la charola 46 con la cubierta 48, el recipiente interno parcialmente formado 44 se puede inundar con una mezcla apropiada de gases, normalmente una mezcla de aproximadamente el 30 por ciento de dióxido de carbono, y aproximadamente el 70 por ciento de nitrógeno, para bajar el nivel de oxígeno en el recipiente interno 44 hasta de aproximadamente el 1.5 al 5.0 por ciento. La mezcla de gases anterior desplaza el oxígeno adentro del recipiente interno 44 durante la operación de inundación. Después de inundar el recipiente interno 44, la charola 46 se envuelve manualmente o automáticamente con la cubierta 48. La cubierta 48 se envuelve sobre el corte al menudeo de carne cruda 50, y aproximadamente hasta el fondo de la charola 46. Los extremos libres de la cubierta 48 se traslapan a lo largo del lado inferior de la pared del fondo de la charola 46, y, debido a las características de adhesión inherentes en la cubierta 48, estos extremos libres traslapados se adhieren uno al otro para mantener la cubierta 48 en su lugar. Si se desea, la charola sobre-envuelta 46, es decir, el recipiente interno 44, se puede pasar sobre una placa caliente para fundir térmicamente los extremos libres de la cubierta 48 uno con el otro, y de esta manera impedir que estos extremos libres se desenvuelvan potencialmente .
El recipiente externo 42 de preferencia es una bolsa polimérica flexible compuesta de un material de plástico de una sola capa o de múltiples capas, que es sustancialmente impermeable al oxígeno. El recipiente externo 42, por ejemplo, puede incluir un núcleo de polipropileno orientado (PPO) recubierto con un recubrimiento de barrera al oxígeno, tal como poli-cloruro de vinilideno, y además laminado con una capa de material sellador, tal como polietileno, para facilitar el sellado térmico. En una modalidad preferida, el recipiente externo 42 se compone de una película de barrera de múltiples capas comercialmente disponible como el producto No. 325C44-0EX861D de PrintPack, Inc. de Atlanta, Georgia. La película coextruida tiene un espesor de aproximadamente 50.8 mieras a aproximadamente 152.4 mieras. Antes de sellar las orillas periféricas del recipiente externo 42, el recipiente interno 44 se coloca adentro del recipiente externo 42. También, el recipiente externo 42 se inunda con una mezcla apropiada de gases, típicamente aproximadamente el 30 por ciento de dióxido de carbono, y aproximadamente el 70 por ciento de nitrógeno, para bajar el nivel de oxígeno en el recipiente externo 42 hasta de aproximadamente el 0.05 al 5.0 por ciento o de 500 a 50,000 partes por millón (PPM). Antes de, o simultáneamente con, la inundación del recipiente externo 42, pero todavía antes de sellar el recipiente externo 42, el paquete captador de oxígeno 52 se coloca en el recipiente externo 42, externo al recipiente interno sellado 44. Entonces se sella el recipiente externo 42.
Después de un período de tiempo de aproximadamente 90 minutos, el paquete captador de oxígeno 52 baja el nivel de oxígeno en la bolsa desde su nivel inicial de oxígeno hasta menos de aproximadamente el 0.04 por ciento ó 400 PPM, y más preferiblemente hasta aproximadamente el cero por ciento. El acelerador de captación de oxígeno contenido adentro del paquete captador de oxígeno 52, es responsable de esta rápida velocidad de absorción de oxígeno. El captador de oxígeno 52 también absorbe cualguier oxígeno que pueda permearse hacia adentro del recipiente externo 42 desde el medio ambiente. En las Figuras 1 a 4, el captador de oxígeno 10, 20, 30, y 52, respectivamente, se ilustra como un pag ete o etiqueta que se inserta en el recipiente externo 42, antes de sellar el recipiente externo 42. De una manera alternativa, se puede agregar un material captador de oxígeno al polímero o a los polímeros utilizados para formar el recipiente externo 42, de tal manera que se integre el material de captación de oxígeno en el recipiente externo 42 mismo.
El corte al menudeo de carne cruda 50 adentro del paquete 40, toma un color rojo púrpura cuando se remueve el oxígeno del interior del paquete 40. El paquete de atmósfera modificada llenado con carne 40 se puede almacenar ahora en una unidad de refrigeración durante varias semanas antes de ofrecerse para la venta en una tienda de abarrotes. Un tiempo corto (por ejemplo, menos de 1 hora) antes de exhibirse en la tienda de abarrotes, se remueve el recipiente interno 44 del recipiente externo 42, para permitir que el oxígeno del medio ambiente permee la charola gue no es de barrera 46 y la cubierta que no es de barrera 48. El color rojo púrpura de la carne cruda 40 cambia rápidamente o "florece" hasta un color rojo brillante generalmente aceptable, cuando se oxigena la carne cruda 50 al exponerse al aire.
Aunque la presente invención se ha descrito con referencia a una o más modalidades particulares, los expertos en este campo reconocerán que se pueden hacer muchos cambios a la misma sin apartarse del espíritu y alcance de la presente invención. Se contempla que cada una de estas modalidades y sus variaciones obvias caen dentro del espíritu y alcance de la invención reivindicada, la cual se estipula en las siguientes reivindicaciones .