ES2824522T3 - Agentes de liberación de gas antimicrobianos y sistemas y métodos para usar los mismos - Google Patents
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Abstract
Un envase para inhibir o impedir el crecimiento de microbios y/o para matar microbios en un recipiente cerrado que tiene un producto ubicado en el mismo, comprendiendo el envase: a. un recipiente cerrado que define un espacio interior en el mismo; b. un producto proporcionado dentro del espacio interior; c. un espacio vacío formado dentro de un volumen del espacio interior que no está ocupado por el producto; y d. un agente de liberación antimicrobiano dispuesto dentro del espacio interior, liberando el agente de liberación antimicrobiano gas de dióxido de cloro al espacio vacío mediante la reacción de humedad con el agente de liberación antimicrobiano, en el que el agente de liberación antimicrobiano se proporciona en al menos un artículo de polímero cargado ubicado dentro del espacio interior, comprendiendo el artículo de polímero cargado un material monolítico que incluye un polímero de base, el agente de liberación antimicrobiano y un agente de canalización, en el que el material monolítico incluye canales a través del polímero cargado formados del agente de canalización, en el que el polímero de base es un polipropileno, polietileno, poliisopreno, polibutadieno, polibuteno, polisiloxano, policarbonato, poliamida, copolímero de etileno-acetato de vinilo, copolímero de etileno-metacrilato, poli(cloruro de vinilo), poliestireno, poliéster, polianhídrido, poliacrilonitrilo, polisulfona, éster poliacrílico, poliuretano, poliacetal o un copolímero o una mezcla de los mismos, y en el que el agente de canalización es un polietilenglicol (PEG), etileno-alcohol vinílico (EVOH), poli(alcohol vinílico) (PVOH), glicerina-poliamina, poliuretano, poli(ácido carboxílico), polimerizado de óxido de propileno-monobutil éter, polimerizado de óxido de propileno, etileno-acetato de vinilo, nailon 6, nailon 66 o una mezcla de los mismos.
Description
DESCRIPCIÓN
Agentes de liberación de gas antimicrobianos y sistemas y métodos para usar los mismos
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
1. Campo de la invención
Esta invención se refiere a envases y a métodos para reducir e impedir el crecimiento de microbios, o para matar microbios, dentro de un espacio interior de un recipiente y/o sobre un producto/una mercancía que está almacenado en el envase. Más particularmente, la invención se refiere a envases y a métodos para reducir e impedir el crecimiento de microbios, o para matar microbios, por ejemplo, en recipientes para alimentos, usando polímeros cargados con agentes de liberación antimicrobianos.
2. Descripción de la técnica anterior
Hay muchos artículos que preferiblemente se almacenan, transportan y/o utilizan en un entorno que tiene que controlarse y/o regularse. Por ejemplo, en el campo del control de la humedad, se ha reconocido que los recipientes y/o envases que tienen la capacidad de absorber la humedad en exceso atrapada en los mismos son deseables. Igualmente, en los productos de envasado que comportan un riesgo de contaminación, por ejemplo, alimento, puede ser deseable controlar el crecimiento y la proliferación de microbios.
Los productos alimenticios, particularmente alimentos frescos rebanados o cortados tales como carne, carne de ave, fruta y verduras, se almacenan y se venden normalmente en un recipiente de soporte, por ejemplo, una bandeja, que está envuelto con una película de plástico transparente, posibilitando la inspección visual de los productos alimenticios. Estos productos alimenticios producen generalmente un exudado (es decir, jugos), que puede ser una fuente para el crecimiento de agentes microbianos. Además, la contaminación del equipo de procesamiento u otras superficies con los que los productos alimenticios entran en contacto puede permanecer con el alimento y proliferar mientras está envasado. De manera similar, los productos alimenticios pueden contaminarse incluso antes del proceso de envasado. Por ejemplo, un tomate puede tener una abertura en su piel a través de la cual pueden entrar microorganismos no deseados y reproducirse. Una ruptura en el proceso de manipulación del alimento y/o la gestión de la cadena de frío (por ejemplo, la refrigeración durante el transporte del alimento se interrumpe durante varias horas) puede permitir el crecimiento microbiano del alimento contaminado, conduciendo potencialmente a brotes de una enfermedad portada por el alimento. Independientemente de la fuente o naturaleza de la contaminación microbiana en el alimento, el tiempo de caducidad y la seguridad de los productos alimenticios contaminados se ven afectados por la contaminación y la proliferación de microbios.
Una manera en la que la industria alimentaria ha abordado la conservación de alimentos es incluyendo conservantes de calidad alimentaria como componente del alimento, tal como sorbato de potasio, benzoato de sodio y nitritos. Sin embargo, tales conservantes son considerados por algunas personas en el campo de la salud y algunos consumidores como poco naturales y que presentan riesgos para la salud. Además, no es práctico usar tales conservantes con alimentos no procesados, por ejemplo, verduras o frutas frescas.
Otra manera en la que la industria alimentaria ha abordado la conservación de alimentos es utilizar agentes antimicrobianos que están directamente en contacto con el alimento como componente en el material de envasado. Sin embargo, tal contacto directo puede no ser deseable en algunas aplicaciones.
Para ciertas aplicaciones, es deseable proporcionar agentes antimicrobianos para liberar gas antimicrobiano a un espacio vacío del envase o recipiente de producto alimenticio para controlar el crecimiento de microbios, en comparación con un componente sólido o líquido que requiere el contacto directo con el alimento almacenado con el fin de ser efectivo. Sin embargo, existen retos a la hora de proporcionar el gas antimicrobiano al espacio vacío. Un reto de este tipo es alcanzar un perfil de liberación deseado de gas antimicrobiano dentro del espacio vacío durante un periodo de tiempo designado. Un fallo a la hora de alcanzar el perfil de liberación apropiado para un producto dado puede dar como resultado un fallo a la hora de conseguir el tiempo de caducidad deseado para ese producto. Por tanto, existe una necesidad de entrega mejorada de agentes antimicrobianos para controlar, reducir y destruir sustancialmente la contaminación microbiana en el envasado de alimentos así como otras aplicaciones, tales como el envasado de dispositivos médicos desechables esterilizados. Un reto a la hora de cumplir esta necesidad es mantener un equilibrio entre proporcionar suficiente gas antimicrobiano al espacio vacío del envase para controlar y/o matar de manera efectiva los patógenos al tiempo que no “se sobredosifica” el espacio vacío del envase, lo que podría afectar de manera adversa a la calidad del producto, por ejemplo, por degradación organoléptica.
El documento WO 2017/031349 describe una película de envasado médica de múltiples capas que incluye una primera capa y una capa que produce dióxido de cloro, incluyendo la última una composición polimérica y una pluralidad de iones clorito.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Por consiguiente, en un aspecto, la invención proporciona:
Un envase para inhibir o impedir el crecimiento de microbios y/o para matar microbios en un recipiente cerrado que tiene un producto ubicado en el mismo, comprendiendo el envase:
a. un recipiente cerrado que define un espacio interior en el mismo;
b. un producto proporcionado dentro del espacio interior;
c. un espacio vacío formado dentro de un volumen del espacio interior que no está ocupado por el producto; y
d. un agente de liberación antimicrobiano dispuesto dentro del espacio interior, liberando el agente de liberación antimicrobiano gas de dióxido de cloro al espacio vacío mediante la reacción de humedad con el agente de liberación antimicrobiano,
en el que el agente de liberación antimicrobiano se proporciona en al menos un artículo de polímero cargado ubicado dentro del espacio interior, comprendiendo el artículo de polímero cargado un material monolítico que incluye un polímero de base, el agente de liberación antimicrobiano y un agente de canalización, en el que el material monolítico incluye canales a través del polímero cargado formados del agente de canalización, en el que el polímero de base es un polipropileno, polietileno, poliisopreno, polibutadieno, polibuteno, polisiloxano, policarbonato, poliamida, copolímero de etileno-acetato de vinilo, copolímero de etileno-metacrilato, poli(cloruro de vinilo), poliestireno, poliéster, polianhídrido, poliacrilonitrilo, polisulfona, éster poliacrílico, poliuretano, poliacetal o un copolímero o una mezcla de los mismos, y en el que el agente de canalización es un polietilenglicol (PEG), etileno-alcohol vinílico (EVOH), poli(alcohol vinílico) (PVOH), glicerina-poliamina, poliuretano, poli(ácido carboxílico), polimerizado de óxido de propileno-monobutil éter, polimerizado de óxido de propileno, etileno-acetato de vinilo, nailon 6, nailon 66 o una mezcla de los mismos.
En otro aspecto, la invención proporciona un método para inhibir o impedir el crecimiento de microbios y/o para matar microbios en un recipiente cerrado que tiene una mercancía ubicada en el mismo. El método incluye:
a. proporcionar un recipiente cerrado que define un espacio interior en el mismo;
b. proporcionar un producto alimenticio dentro del espacio interior;
c. proporcionar un espacio vacío formado dentro de un volumen del espacio interior que no está ocupado por el producto; y
d. proporcionar un agente de liberación antimicrobiano dentro del espacio interior que libera dióxido de cloro al espacio vacío mediante la reacción de humedad con el agente de liberación antimicrobiano, en el que el agente de liberación antimicrobiano se proporciona en una cantidad suficiente para liberar el gas de dióxido de cloro para proporcionar un concentración en el espacio vacío deseada del gas de dióxido de cloro a lo largo de una cantidad de tiempo predeterminada.
El agente de liberación antimicrobiano se proporciona en al menos un artículo de polímero cargado ubicado dentro del espacio interior, comprendiendo el artículo de polímero cargado un material monolítico que incluye un polímero de base, el agente de liberación antimicrobiano y un agente de canalización, en el que el material monolítico incluye canales a través del polímero cargado formados del agente de canalización, en el que el polímero de base es un polipropileno, polietileno, poliisopreno, polibutadieno, polibuteno, polisiloxano, policarbonato, poliamida, copolímero de etileno-acetato de vinilo, copolímero de etileno-metacrilato, poli(cloruro de vinilo), poliestireno, poliéster, polianhídrido, poliacrilonitrilo, polisulfona, éster poliacrílico, poliuretano, poliacetal o un copolímero o una mezcla de los mismos, y en el que el agente de canalización es un polietilenglicol (PEG), etileno-alcohol vinílico (EVOH), poli(alcohol vinílico) (PVOH), glicerina-poliamina, poliuretano, poli(ácido carboxílico), polimerizado de óxido de propileno-monobutil éter, polimerizado de óxido de propileno, etileno-acetato de vinilo, nailon 6, nailon 66 o una mezcla de los mismos. Si el producto está contaminado por al menos un tipo de patógeno en el momento en el que el producto se proporciona dentro del espacio interior, el agente de liberación antimicrobiano proporciona una liberación controlada de gas de dióxido de cloro para efectuar, tras un periodo de 13 días en condiciones de almacenamiento de 7°C, al menos una reducción de 2 log de base 10 en UFC/g del al menos un tipo de patógeno.
El producto proporcionado dentro del espacio interior es opcionalmente un producto alimenticio. El agente de liberación antimicrobiano se proporciona en una cantidad que libera el gas de dióxido de cloro para proporcionar una concentración en el espacio vacío de desde 10 partes por millón (PPM) hasta 35 PPM durante un periodo de 16 horas a 36 horas, opcionalmente desde 15 PPM hasta 30 PPM durante un periodo de 16 horas a 36 horas, opcionalmente desde 15 PPM hasta 30 PPM durante un periodo de aproximadamente 24 horas.
Opcionalmente, en cualquier realización, cuando el producto se proporciona dentro del espacio interior, el producto está contaminado por al menos un tipo de patógeno. El agente de liberación antimicrobiano proporciona una liberación controlada de gas de dióxido de cloro para efectuar, tras un periodo de 13 días desde cuando el producto se proporciona dentro del espacio interior y en condiciones de almacenamiento de 7°C, al menos una reducción de 2 log de base 10 en unidades formadoras de colonias por gramo (UFC/g), opcionalmente al menos una reducción de 3 log de base 10 en UFC/g, del al menos un tipo de patógeno, opcionalmente al menos una reducción de 4 log de base 10 en UFC/g, del al menos un tipo de patógeno. Opcionalmente, el al menos un patógeno es Salmonella, E. coli, Listeria y/o Geotrichum.
Opcionalmente, si el producto es un producto alimenticio y la cantidad de agente de liberación antimicrobiano y/o gas de dióxido de cloro está presente en una cantidad suficiente para efectuar la reducción de al menos 2 log de base 10 en UFC/g, (o una reducción de al menos 3 log de base 10 o 4 log de base 10 en UFC/g), del al menos un tipo de patógeno, tal eficacia no es a costa de una degradación organoléptica del producto alimenticio. Por ejemplo, el producto alimenticio no se blanquea o cambia de color de otro modo.
El agente de liberación antimicrobiano se proporciona en al menos un artículo de polímero cargado ubicado dentro del espacio interior. El artículo de polímero cargado es un material monolítico que incluye un polímero de base, el agente de liberación antimicrobiano y un agente de canalización. Preferiblemente, tal polímero cargado se proporciona como película que tiene un grosor de desde 0,1 mm hasta 1,0 mm, preferiblemente desde 0,2 mm hasta 0,6 mm, opcionalmente de manera aproximada 0,3 mm. Preferiblemente, tal película se proporciona por encima de la línea media (preferiblemente al menos 2/3 o 3/4) de las paredes laterales del recipiente, lo que los inventores han encontrado que ayuda a alcanzar un perfil de liberación de gas antimicrobiano deseado.
Opcionalmente, en cualquier realización, el agente de liberación antimicrobiano es una mezcla en polvo que comprende un clorito de metal alcalino, preferiblemente clorito de sodio. Opcionalmente, la mezcla en polvo comprende además al menos un catalizador, opcionalmente arcilla de ácido sulfúrico, y al menos un desencadenador de humedad, opcionalmente cloruro de calcio.
Se proporciona un método para inhibir o impedir el crecimiento de microbios y/o para matar microbios en un recipiente cerrado que tiene un producto alimenticio ubicado en el mismo. El método incluye proporcionar un recipiente cerrado que define un espacio interior en el mismo y un producto alimenticio dentro del espacio interior. Un espacio vacío está formado dentro de un volumen del espacio interior que no está ocupado por el producto. Un agente de liberación antimicrobiano (tal como el dado a conocer en esta sección de sumario y en cualquier otra parte en esta memoria descriptiva) se proporciona en el espacio interior. El agente libera un gas antimicrobiano al espacio vacío mediante la reacción de humedad con el agente de liberación antimicrobiano. El agente de liberación antimicrobiano se proporciona en una cantidad suficiente para liberar el gas antimicrobiano para proporcionar un concentración en el espacio vacío deseada del gas antimicrobiano a lo largo de una cantidad de tiempo predeterminada. Según el método, si el producto está contaminado por al menos un tipo de patógeno en el momento en el que el producto se proporciona dentro del espacio interior, el agente de liberación antimicrobiano proporciona opcionalmente una liberación controlada de gas antimicrobiano para efectuar, tras un periodo de 13 días en condiciones de almacenamiento de 7°C, al menos una reducción de 2 log de base 10 en UFC/g, opcionalmente al menos una reducción de 3 log de base 10 en UFC/g, opcionalmente al menos una reducción de 4 log de base 10 en UFC/g, del al menos un tipo de patógeno. Preferiblemente, este método efectúa la reducción sin provocar una degradación organoléptica del producto alimenticio, por ejemplo, sin blanquear o provocar de otro modo un cambio de coloración del producto alimenticio. Preferiblemente, el agente de liberación antimicrobiano se proporciona en una película de polímero cargado, por ejemplo, tal como se describe en el presente documento.
La presente invención, en otro aspecto, proporciona también el uso del envase según la invención para almacenar un producto alimenticio, en el que el producto alimenticio exuda humedad que activa el agente de liberación antimicrobiano para liberar gas de dióxido de cloro en el espacio vacío. Este uso puede alcanzar concentraciones de gas antimicrobiano en el espacio vacío deseadas tal como se describe en el presente documento. Este uso puede efectuar, tras un periodo de 13 días desde cuando el producto se proporciona dentro del espacio interior y en condiciones de almacenamiento de 7°C, al menos una reducción de 2 log de base 10 en unidades formadoras de colonias por gramo (UFC/g), opcionalmente al menos una reducción de 3 log de base 10 en UFC/g, opcionalmente al menos una reducción de 4 log de base 10 en UFC/g, del al menos un tipo de patógeno. Esto se realiza preferiblemente sin provocar una degradación organoléptica del producto alimenticio, por ejemplo, sin blanquear o cambiar el color de otro modo del producto alimenticio.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La invención se describirá junto con los siguientes dibujos, en los que números de referencia iguales designan elementos iguales y en los que:
La FIG. 1 es una vista en perspectiva de un tapón formado de un polímero cargado usado en la presente invención.
La FIG. 2 es una sección transversal tomada a lo largo de la línea 2-2 de la FIG. 1;
La FIG. 3 es una sección transversal similar a la de la FIG. 2, que muestra un tapón formado de otro polímero cargado usado en la presente invención;
La FIG. 4 es una ilustración esquemática de un polímero cargado usado en la presente invención, en el que el agente activo es un material de liberación de gas antimicrobiano que se activa mediante el contacto con un material seleccionado (por ejemplo, humedad).
La FIG. 5 es una vista en sección transversal de una lámina o película formada de un polímero cargado usado en una realización de la presente invención, adherida a un sustrato de lámina de barrera.
La FIG. 6 es una sección transversal de un envase que puede formarse usando un polímero cargado según una realización de la presente invención.
La FIG. 7 es una vista en perspectiva de un envase a modo de ejemplo que incorpora películas de polímero cargado según una realización de la presente invención.
Las FIGS. 8A y 8B son gráficos que comparan el crecimiento de Geotrichum sobre tomates contaminados almacenados en envases respectivamente con y sin el uso de película de polímero cargado antimicrobiana.
La FIG. 9 es un gráfico que muestra la cantidad medida de ClO2 (dióxido de cloro) proporcionada dentro de un espacio vacío de un recipiente que incluye una película de polímero cargado, según ciertas realizaciones de la invención. La FIG. 10 es un gráfico que muestra la cantidad medida de ClO2 proporcionada dentro de un espacio vacío de un recipiente que incluye una película de polímero cargado situada a alturas variables en la pared lateral, según ciertas realizaciones de la invención.
La FIG. 11 es un gráfico que muestra la reducción de log de UFC/gramo en Salmonella para alimento almacenado en recipientes con una película de polímero cargado situada en el mismo, según ciertas realizaciones, en comparación con recipientes que carecen de la película de polímero cargado.
La FIG. 12 es un gráfico que muestra la reducción de log de UFC/gramo en E. coli para alimento almacenado en recipientes con una película de polímero cargado situada en el mismo, según ciertas realizaciones, en comparación con recipientes que carecen de la película de polímero cargado.
La FIG. 13 es un gráfico que muestra la reducción de log de UFC/gramo en Listeria para alimento almacenado en recipientes con una película de polímero cargado situada en el mismo, según ciertas realizaciones, en comparación con recipientes que carecen de la película de polímero cargado.
La FIG. 14 es un gráfico que muestra las cantidades medidas de ClO2 proporcionadas dentro de un espacio vacío de un recipiente dependiendo de la cantidad de película de polímero antimicrobiano cargado proporcionada en el recipiente.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE REALIZACIONES PREFERIDAS
Definiciones
Tal como se usa en el presente documento, el término “activo” se define como capaz de actuar sobre, interaccionar con o reaccionar con un material seleccionado (por ejemplo, humedad u oxígeno) según la invención. Los ejemplos de tales acciones o interacciones pueden incluir absorción, adsorción o liberación del material seleccionado. Otro ejemplo de “activo”, que es pertinente para un foco primario de la presente invención es un agente que es capaz de actuar sobre, interaccionar con o reaccionar con un material seleccionado con el fin de provocar la liberación de un material liberado.
Tal como se usa en el presente documento, el término “agente activo” se define como un material que (1) es preferiblemente inmiscible con el polímero de base y cuando se mezcla y se calienta con el polímero de base y el agente de canalización, no se fundirá, es decir, tiene un punto de fusión que es mayor que el punto de fusión para ya sea el polímero de base o el agente de canalización, y (2) actúa sobre, interacciona o reacciona con un material seleccionado. Los agentes activos de foco primario en esta memoria descriptiva son aquellos que liberan gas antimicrobiano, concretamente gas de dióxido de cloro.
El término “agente de liberación antimicrobiano” se refiere a un agente activo que es capaz de liberar un material antimicrobiano liberado, por ejemplo, en forma de gas. Este agente activo puede incluir un componente activo y otros componentes (tales como un catalizador y un desencadenador) en una formulación (por ejemplo, mezcla en polvo) configurada para liberar el gas antimicrobiano. Un “material antimicrobiano liberado” es un compuesto que inhibe o
impide el crecimiento y la proliferación de microbios y/o mata microbios, en el contexto de la presente invención esto es gas de dióxido de cloro. El material antimicrobiano liberado se libera por el agente de liberación antimicrobiano. Solo a modo de ejemplo, un agente de liberación antimicrobiano puede desencadenarse (por ejemplo, mediante reacción química o cambio físico) mediante el contacto con un material seleccionado (tal como humedad). Por ejemplo, la humedad puede reaccionar con un agente de liberación antimicrobiano para hacer que el agente libere un material antimicrobiano liberado.
Tal como se usa en el presente documento, el término “polímero de base” se refiere a un polímero que tiene opcionalmente una tasa de transmisión de gas de un material seleccionado que es sustancialmente menor que, menor que o sustancialmente equivalente a, la del agente de canalización. A modo de ejemplo, una tasa de transmisión de este tipo es una tasa de transmisión de vapor de agua en realizaciones en las que el material seleccionado es humedad y el agente activo es un agente de liberación de gas antimicrobiano que se activa por humedad. Este agente activo puede incluir un componente activo y otros componentes en una formulación configurada para liberar el gas antimicrobiano. La función primaria del polímero de base es proporcionar estructura para el polímero cargado.
Los polímeros de base adecuados para su uso en la invención incluyen polímeros termoplásticos, por ejemplo, poliolefinas tales como polipropileno y polietileno, poliisopreno, polibutadieno, polibuteno, polisiloxano, policarbonatos, poliamidas, copolímeros de etileno-acetato de vinilo, copolímero de etileno-metacrilato, poli(cloruro de vinilo), poliestireno, poliésteres, polianhídridos, poliacrilonitrilo, polisulfonas, éster poliacrílico, acrílico, poliuretano y poliacetal, o copolímeros o mezclas de los mismos.
En ciertas realizaciones, el agente de canalización tiene una tasa de transmisión de vapor de agua de al menos dos veces la del polímero de base. En otras realizaciones, el agente de canalización tiene una tasa de transmisión de vapor de agua de al menos cinco veces la del polímero de base. En otras realizaciones, el agente de canalización tiene una tasa de transmisión de vapor de agua de al menos diez veces la del polímero de base. Todavía en otras realizaciones, el agente de canalización tiene una tasa de transmisión de vapor de agua de al menos veinte veces la del polímero de base. Todavía en otra realización, el agente de canalización tiene una tasa de transmisión de vapor de agua de al menos cincuenta veces la del polímero de base. Todavía en otras realizaciones, el agente de canalización tiene una tasa de transmisión de vapor de agua de al menos cien veces la del polímero de base.
Tal como se usa en el presente documento, el término “agente de canalización” o “agentes de canalización” se define como un material que es inmiscible con el polímero de base y tiene una afinidad para transportar una sustancia en fase gaseosa a una tasa más rápida que el polímero de base. Un agente de canalización es capaz de formar canales a través del polímero cargado cuando se forma mezclando el agente de canalización con el polímero de base. Opcionalmente, tales canales son capaces de transmitir un material seleccionado a través del polímero cargado a una tasa más rápida que en únicamente el polímero de base.
Tal como se usa en el presente documento, el término “canales” o “canales de interconexión” se define como pasos formados del agente de canalización que penetran a través del polímero de base y pueden estar interconectados entre sí.
Tal como se usa en el presente documento, el término “polímero cargado” se define como un material monolítico formado de al menos un polímero de base con un agente activo y un agente de canalización cargado o distribuido por todo el mismo.
Tal como se usa en el presente documento, el término “monolítico”, “estructura monolítica” o “composición monolítica” se define como una composición o material que no consiste en dos o más capas o porciones macroscópicas diferenciadas. Por consiguiente, una “composición monolítica” no incluye un material compuesto de múltiples capas.
Tal como se usa en el presente documento, el término “material seleccionado” se define como un material sobre el que se actúa mediante, o interacciona o reacciona con un agente activo y es capaz de transmitirse a través de los canales de un polímero cargado. Por ejemplo, en realizaciones en las que un material de liberación es el agente activo, el material seleccionado puede ser humedad que reacciona con o desencadena de otro modo el agente activo para liberar un material de liberación, tal como un gas antimicrobiano.
Además, los términos “envase”, “envasado” y “recipiente” pueden usarse de manera intercambiable en el presente documento para indicar un objeto que retiene o contiene una mercancía, por ejemplo, producto alimenticio y alimentos. Un envase incluye un recipiente con un producto almacenado en el mismo. Los ejemplos de un envase, envasado y recipiente incluyen una bandeja, caja, cartón, receptáculo de botella, contenedor, saco y bolsa flexible. Un saco o bolsa flexible puede estar hecho de, por ejemplo, polipropileno o polietileno. El envase o recipiente puede cerrarse, cubrirse y/o sellarse usando una variedad de mecanismos que incluyen una cubierta, una tapa, sellante de tapa, un adhesivo y un sello térmico, por ejemplo. El envase o recipiente está compuesto o construido de diversos materiales, tales como plástico (por ejemplo, polipropileno o polietileno), papel, poliestireno extruido, vidrio, metal y combinaciones de los mismos. En una realización opcional, el envase o recipiente está compuesto de un polímero rígido o semirrígido, opcionalmente polipropileno o polietileno, y preferiblemente tiene una rigidez suficiente para conservar su forma bajo gravedad.
Polímeros cargados a modo de ejemplo
Convencionalmente, los desecantes, absorbedores de oxígeno y otros agentes activos se han usado en forma bruta, por ejemplo, como particulados sueltos alojados en bolsitas o contenedores dentro de un envasado, para controlar el entorno interno del envase. Para muchas aplicaciones, no se desea tener tales sustancias activas almacenadas de manera suelta. Por tanto, la presente solicitud proporciona polímeros cargados activos que comprenden agentes activos, en los que tales polímeros pueden extruirse y/o moldearse en una variedad de formas deseadas, por ejemplo, revestimientos de recipiente, tapones, láminas de película, pellets y otras estructuras de este tipo. Tales polímeros cargados activos incluyen agentes de canalización, tal como polietilenglicol (PEG), que forman canales entre la superficie del polímero cargado y su interior para transmitir un material seleccionado (por ejemplo, humedad) al agente activo cargado. Polímeros cargados se describen, por ejemplo, en las patentes estadounidenses n.os 5.911.937, 6.080.350, 6.124.006, 6.130.263, 6.194.079, 6.214.255, 6.486.231, 7.005.459 y la publicación de patente estadounidense n.° 2016/0039955.
Las Figs. 1-6 ilustran polímeros cargados 20 a modo de ejemplo y diversos conjuntos de envasado formados de polímeros cargados según ciertas realizaciones de la invención. Los polímeros cargados 20 incluyen cada uno un polímero de base 25, un agente de canalización 35 y un agente activo 30. Tal como se muestra, el agente de canalización 35 forma canales de interconexión 45 a través del polímero cargado 20. Al menos algo del agente activo 30 está contenido dentro de estos canales 45, de modo que los canales 45 comunican entre el agente activo 30 y el exterior del polímero cargado 20 por medio de aberturas de canal 48 formadas en superficies externas del polímero cargado 25. El agente activo 30 es uno cualquiera de una variedad de materiales de liberación tal como se describe más detalladamente a continuación.
Los agentes de canalización adecuados incluyen poliglicol tal como polietilenglicol (PEG), etileno-alcohol vinílico (EVOH), poli(alcohol vinílico) (PVOH), glicerina-poliamina, poliuretano y poli(ácido carboxílico), incluyendo poli(ácido acrílico) o poli(ácido metacrílico). Alternativamente, el agente de canalización 35 puede ser un polimerizado de óxido de propileno-monobutil éter, que está disponible comercialmente con el nombre comercial Polyglykol B01/240, producido por CLARIANT. En otras realizaciones, el agente de canalización podría ser un polimerizado de óxido de propileno-monobutil éter, que está disponible comercialmente con el nombre comercial Polyglykol B01/20, producido por CLARIANT, polimerizado de óxido de propileno, que está disponible comercialmente con el nombre comercial Polyglykol D01/240, producido por CLARIANT, etileno-acetato de vinilo, nailon 6, nailon 66 o cualquier combinación de los anteriores.
Polímeros cargados con agentes de liberación antimicrobianos se describen más detalladamente a continuación.
Agentes de liberación antimicrobianos y formulaciones de polímero cargado opcionales que incorporan los mismos
Agentes activos adecuados según la invención son agentes de liberación antimicrobianos. La FIG. 4 ilustra una realización de un polímero cargado 10 según la invención, en la que el agente activo 30 es un agente de liberación antimicrobiano. Las flechas indican el recorrido de un material seleccionado, por ejemplo, humedad u otro gas, desde un exterior del polímero cargado 10, a través de los canales 45, hasta las partículas de agente activo 30 (en este caso, un agente de liberación antimicrobiano). El agente de liberación antimicrobiano reacciona con el material seleccionado, que en el contexto de la presente invención es humedad, y en respuesta libera un material antimicrobiano liberado, preferiblemente en forma de gas.
Los agentes antimicrobianos útiles en el presente documento son agentes de liberación antimicrobianos volátiles.
El término “agente de liberación antimicrobiano volátil” se refiere a un compuesto que cuando entra en contacto con un fluido (por ejemplo, agua o el jugo de un producto alimenticio), produce un gas y/o una fase gaseosa tal como vapor de agente antimicrobiano liberado. Tal como se discutirá más detalladamente a continuación, el agente de liberación antimicrobiano volátil se usa generalmente en un sistema cerrado, de modo que no se escape el material antimicrobiano liberado (gas y/o vapor). Los agentes de liberación antimicrobianos volátiles en el contexto de la presente invención son agentes de liberación de dióxido de cloro (por ejemplo, una combinación de clorito de sodio, un catalizador y un desencadenador).
Las características preferidas de agentes de liberación antimicrobianos usados según la presente invención incluyen una cualquiera o más de las siguientes características: (1) se volatilizan a temperaturas refrigeradas; (2) son seguros para la alimentación y comestibles en la forma terminada; (3) puede incorporarse de manera segura a una formulación de polímero cargado u otro mecanismo para la liberación; (4) son estables en anaquel en condiciones de almacenamiento a largo plazo; (5) liberan el material antimicrobiano liberado solo una vez que un envase en el que se dispone el agente se sella con el producto dispuesto en el envase; (6) no afectan organolépticamente a un producto alimenticio almacenado cuando se formulan y configuran para conseguir un perfil de liberación deseado dentro del envase; y (7) son preferiblemente aceptables bajo las regulaciones y/o directrices gubernamentales aplicables que pertenecen al envasado de alimento y al etiquetado de alimentos terminados.
Agentes de liberación antimicrobianos que liberan dióxido de cloro
Los agentes de liberación antimicrobianos son agentes antimicrobianos volátiles que liberan dióxido de cloro (ClO2) en forma de gas como material antimicrobiano liberado. Por ejemplo, el agente de liberación antimicrobiano puede ser un compuesto o una formulación que comprende un clorito alcalino, tal como, por ejemplo, clorito de sodio o clorito de potasio, un catalizador y un desencadenador (por ejemplo, en forma de un polvo), que en combinación se desencadenan o activan por humedad para hacer que el agente libere dióxido de cloro. Un agente de liberación antimicrobiano a modo de ejemplo se proporciona con la marca ASEPTROL 7.05 de BASF Catalysts LLC. Este material y la preparación del mismo se describen en la patente estadounidense n ° 6.676.850. El ejemplo 6 de la patente mencionada anteriormente describe una formulación que es particularmente adecuada como agente de liberación antimicrobiano.
Opcionalmente, un agente de liberación antimicrobiano adecuado, que se basa en el ejemplo 6 de la patente estadounidense n ° 6.676.850 y está configurado para liberar gas de dióxido de cloro tras la activación por humedad, puede prepararse tal como sigue.
El agente de liberación antimicrobiano incluye una formulación que comprende clorito de sodio (como componente activo), un catalizador de base y un desencadenador. Las preparaciones de catalizador y desencadenador se elaboran por separado, entonces se combinan entre sí y por último se combinan con el clorito de sodio.
El catalizador de base se elabora opcionalmente preparando en primer lugar una disolución de silicato de sodio al 25-30% en peso (proporción de SiO2 :Na2O de 2,0 a 3,3 en peso). Esa disolución se mezcla en una suspensión acuosa de arcilla de caolín de Georgia al 28-44% en peso (diámetro de tamaño de partícula de aproximadamente el 80% menor de un micrómetro), en la que la disolución de silicato de sodio es el 2% en peso de la suspensión. La suspensión se seca en horno a 100°C para generar aglomerados o microesferas de aproximadamente 70 ^m de tamaño. 300 g de estas microesferas se impregnan con 280 g de disolución de ácido sulfúrico 2,16 N. Esta mezcla se seca entonces a 100°C. Después, la mezcla secada experimenta un proceso de calcinación a 350°C durante 3 horas, seguido de un proceso de calcinación adicional a 300°C en un frasco de vidrio sellado con el sello envuelto con cinta. Esta mezcla forma el catalizador de base.
Después se mezclan 84,6 g del catalizador de base con 10,1 g del desencadenador, cloruro de calcio seco. Esta mezcla de catalizador de base y desencadenador se muele con mortero y mano de mortero a temperatura ambiente ambiental. Esta mezcla se seca durante 2 horas a 200°C. La mezcla de catalizador de base y desencadenador se enfría entonces hasta temperatura ambiente en un frasco de vidrio sellado con cinta envuelta alrededor del sello.
Finalmente, la mezcla de catalizador de base y desencadenador se combina con 5,3 g de clorito de sodio (que es el componente activo del agente activo). La mezcla completa se muele entonces con mortero y mano de mortero a temperatura ambiente ambiental, formando así una realización opcional de un agente de liberación antimicrobiano. El agente de liberación antimicrobiano se deposita entonces en un frasco de vidrio sellado con cinta envuelta alrededor del sello para conservarlo y mantenerlo esencialmente libre de humedad, lo que lo activaría prematuramente (para liberar gas de dióxido de cloro).
El agente de liberación antimicrobiano es un componente de un polímero cargado que comprende el agente activo (por ejemplo, el 40%-70% en peso), un polímero de base y un agente de canalización. Opcionalmente, tal polímero cargado está en forma de una película dispuesta dentro de un envasado sellado que contiene alimentos frescos, por ejemplo, carne o productos agrícolas.
Generalmente se cree que cuanto mayor sea la concentración de agente de liberación antimicrobiano en una mezcla de polímero cargado, mayor será la capacidad de liberación de la composición final. Sin embargo, una concentración de agente activo demasiado alta puede provocar que el polímero cargado sea demasiado frágil. Esto también puede provocar que la mezcla fundida de agente activo, polímero de base y agente de canalización sea más difícil de ya sea conformar térmicamente, extruir o moldear por inyección. En una realización, la concentración o el nivel de carga de agente de liberación antimicrobiano puede oscilar entre el 10% y el 80%, preferiblemente entre el 40% y el 70%, más preferiblemente entre el 40% y el 60%, e incluso más preferiblemente entre el 45% y el 55% en peso con respecto al peso total del polímero cargado. Opcionalmente, el agente de canalización puede proporcionarse en un intervalo del 2% al 10% en peso, de manera preferible aproximadamente el 5% en peso. Opcionalmente, el polímero de base puede oscilar entre el 10% y el 50% en peso de la composición total, preferiblemente entre el 20% y el 35% en peso. Opcionalmente se añade un colorante, por ejemplo, a aproximadamente el 2% en peso de la composición total.
En una realización, un polímero cargado puede ser una formulación que incluye el 50% en peso de agente de liberación antimicrobiano ASEPTROL 7.05 en forma de la mezcla en polvo, el 38% en peso de etilo-acetato de vinilo (EVA) como polímero de base y el 12% en peso de polietilenglicol (PEG) como agente de canalización.
La FIG. 1 muestra un tapón 55 construido de un polímero cargado 20, según ciertas realizaciones de la invención. El tapón 55 puede colocarse dentro de un recipiente. Tal como se ha mencionado anteriormente, el polímero cargado 20 incluye un polímero de base 25, un agente de canalización 35 y un agente activo 30.
La FIG. 2 muestra una vista en sección transversal del tapón 55 mostrado en la FIG. 1. Además, la FIG. 2 muestra que el polímero cargado 20 se ha solidificado de modo que el agente de canalización 35 forma canales de interconexión 45 para establecer pasos por todo el tapón solidificado 55. Al menos algo del agente activo 30 está contenido dentro de los canales 45, de modo que los canales 45 comunican entre el agente activo 30 y el exterior del polímero cargado 20 por medio de aberturas de canal 48 formadas en superficies externas del polímero cargado 25.
La FIG. 3 ilustra una realización de un tapón 55 que tiene una construcción y constitución similares a las del tapón 55 de la FIG. 2, en la que los canales de interconexión 45 son más finos en comparación con aquellos mostrados en la FIG. 2. Esto puede resultar del uso de un agente dímero (es decir, un plastificante) junto con un agente de canalización 35. El agente dímero puede potenciar la compatibilidad entre el polímero de base 25 y el agente de canalización 35. Esta compatibilidad potenciada se facilita mediante una menor viscosidad de la mezcla, lo que puede fomentar un mezclado más exhaustivo del polímero de base 25 y el agente de canalización 35, que en condiciones normales pueden resistir la combinación para dar una disolución uniforme. Tras la solidificación del polímero cargado 20 que tiene un agente dímero añadido al mismo, los canales de interconexión 45 que están formados a través del mismo tienen una mayor dispersión y una menor porosidad, estableciendo de ese modo una mayor densidad de canales de interconexión por todo el tapón 55.
Los canales de interconexión 45, tal como los dados a conocer en el presente documento, facilitan la transmisión de un material deseado, tal como humedad, gas u olor, a través del polímero de base 25, que generalmente actúa como barrera para resistir a la permeación de estos materiales. Por este motivo, el propio polímero de base 25 actúa como sustancia de barrera dentro de la que puede cargarse un agente activo 30. Los canales de interconexión 45 formados del agente de canalización 35 proporcionan caminos para que el material deseado se mueva a través del polímero cargado 10. Sin estos canales de interconexión 45, se cree que cantidades relativamente pequeñas del material deseado se transmitirían a través del polímero de base 25 hasta o desde el agente activo 30. Adicionalmente, cuando el material deseado se transmite desde el agente activo 30, puede liberarse desde el agente activo 30, porque el agente activo 30 es un material de liberación de gas antimicrobiano.
La FIG. 5 ilustra una película o lámina activa 75 formada del polímero cargado 20 usada en combinación con una lámina de barrera 80 para formar un material compuesto, según una realización de la invención. Las características de la lámina activa 75 son similares a las descritas con respecto al tapón 55 mostrado en las FIGS. 1 y 2. La lámina de barrera 80 puede ser un sustrato tal como papel de aluminio y/o un polímero (tal como una pared de recipiente) con baja permeabilidad a la humedad o al oxígeno. La lámina de barrera 80 es compatible con la lámina activa 75 y, por tanto, está configurada para unirse térmicamente a la lámina activa 75, cuando la lámina activa 75 se solidifica tras la dispensación. La FIG. 6 ilustra una realización en la que las dos láminas 75, 80 se combinan para formar una envuelta de envasado que tiene características activas en una superficie interior formada por el polímero cargado 20/la lámina activa 75, y características resistentes al vapor en una superficie exterior formada por la lámina de barrera 80.
En una realización, las láminas 75, 80 de la FIG. 5 se juntan para formar un envase activo 85, tal como se muestra en la FIG. 6. Tal como se muestra, se proporcionan dos laminados o materiales compuestos, formado cada uno de una lámina activa 75 unida con una lámina de barrera 80. Los laminados de lámina se apilan, enfrentándose cada lámina activa 75 a la otra, para disponerse en un interior del envase, y se unen en una región de sellado 90, formada alrededor de un perímetro de la región sellada del interior del envase.
Opcionalmente, en cualquiera de las realizaciones anteriores, el polímero cargado antimicrobiano está en forma de una película que se dispone dentro de un envase para alimento sellado. Opcionalmente, la película puede adherirse, por ejemplo, usando un adhesivo, a una superficie interna del envase. Alternativamente, la película puede encastrarse térmicamente (sin un adhesivo) a la superficie interna del envase. El proceso de encastrado térmico de una película sobre un sustrato se conoce en la técnica y se describe en detalle en la patente estadounidense n.o 8.142.603. El tamaño y el grosor de la película pueden variar. En ciertas realizaciones, la película tiene un grosor de aproximadamente 0,3 mm. Opcionalmente, la película puede oscilar entre 0,1 mm y 1,0 mm, más preferiblemente entre 0,3 mm y 0,6 mm.
La FIG. 7 muestra un envase 100 para almacenar alimentos frescos, por ejemplo, productos agrícolas o carne, según ciertas realizaciones de la invención. El envase 100 se muestra en forma de una bandeja de plástico 102. No obstante, también se contemplan otras formas y materiales como que están dentro del alcance de la invención. La bandeja 102 comprende una base 104 y paredes laterales 106 que se extienden verticalmente desde la base 104 conduciendo hasta una abertura de bandeja 108. La base 104 y las paredes laterales 106 definen conjuntamente un interior 110, por ejemplo, para retener y almacenar productos agrícolas frescos. El envase 100 incluye también una película de tapa de plástico flexible 112, que se dispone por encima de y sella la abertura 108. Se contempla y se entiende que puede usarse una amplia variedad de cubiertas o tapas para cerrar y sellar la abertura 108. Opcionalmente, la cubierta o tapa es transparente, de modo que puede verse el interior. Cuando un producto (por ejemplo, tomates rebanados)
se almacena dentro del interior 110, el espacio que está vacío rodeando y por encima del producto se denomina en el presente documento “espacio vacío” (no mostrado).
El envase 100 incluye además secciones de película de polímero cargado antimicrobiana 114 dispuestas sobre las paredes laterales 106. En la realización mostrada, hay cuatro secciones de tal película 114, una sección de película 114 por pared lateral 106. La película 114 se dispone preferiblemente en o cerca de la parte superior de la pared lateral 106, de manera proximal a la abertura 108. Al menos una porción, aunque preferiblemente la mayoría o todas de cada una de las secciones de película 114 sobresalen por encima de la línea media 116 de la pared lateral 106, estando la línea media 116 ubicada de manera central entre la base 104 y la abertura 108. Se ha encontrado que la colocación de la película en o hacia la parte superior del envase 100 tiene un efecto sobre la eficacia de las secciones de película 114, ya que tal colocación facilita una distribución deseable de material antimicrobiano liberado al espacio vacío del envase 100. Se ha encontrado que la colocación del polímero cargado a una altura demasiado baja por encima de la base 104, o por debajo del alimento en el envase, no proporciona una distribución deseable del material antimicrobiano liberado en el espacio vacío. Si la transferencia de masa de colocación del antimicrobiano no es óptima, algo del producto alimenticio/mercancía no estará protegido de manera adecuada frente al crecimiento de microbios. Adicionalmente, el alimento puede reaccionar de manera no deseable con y/o absorber el material antimicrobiano liberado. Tal como se explica adicionalmente a continuación, se ha encontrado que la colocación de la película por encima de la línea media de la pared lateral, preferiblemente a una altura de al menos el 67% o el 75% o el 80% de la pared lateral, facilita conseguir un perfil de liberación de gas antimicrobiano y una concentración en el espacio vacío deseados.
Opcionalmente, la película de polímero cargado 114 se encastra térmicamente al envase (por ejemplo, sobre la pared lateral tal como se describe y se muestra con relación a la Fig. 7). Ventajosamente, el encastrado térmico podría permitir que la película se adhiera de manera permanente a la pared lateral sin el uso de un adhesivo. Un adhesivo puede ser problemático en algunas circunstancias porque puede liberar compuestos volátiles no deseados en el espacio vacío que contiene alimento. Aspectos de un proceso de encastrado térmico que puede usarse se dan a conocer en la patente estadounidense n ° 8.142.603, a la que se hizo referencia anteriormente. El encastrado térmico, en este ejemplo, se refiere al calentamiento de un sustrato de capa de sellado sobre la pared lateral al tiempo que se ejerce una presión suficiente sobre la película y el sustrato de capa de sellado para adherir la película a la pared de recipiente.
En ciertas realizaciones, la película de polímero cargado antimicrobiana 114 puede conectarse a la superficie de la película de tapa 112 (o una tapa) que está dentro del recipiente, en lugar de las secciones de película 114 sobre la(s) pared(es) lateral(es) 106, o además de ello. Alternativamente, la película de polímero cargado antimicrobiana 114 puede incorporarse a la composición de la película de tapa 112 (o una tapa).
Además de la colocación de la película 114, otro factor importante es el perfil de liberación del material antimicrobiano liberado. Tal como se ha mencionado anteriormente, para garantizar un tiempo de caducidad adecuado, la liberación del agente no tiene que producirse toda inmediatamente; más bien, la liberación debería ser prologada, sostenida y predeterminada para alcanzar un tiempo de caducidad deseado.
En general, el polímero cargado con agente de liberación antimicrobiano se autoactiva, lo que significa que la liberación del gas antimicrobiano liberado no se inicia hasta que el agente de liberación antimicrobiano se expone al material seleccionado, es decir, humedad. Normalmente, no está presente humedad en el interior, por ejemplo, el espacio vacío, del recipiente antes de que un producto alimenticio se coloque dentro del recipiente. Tras la colocación, el producto alimenticio genera humedad que interacciona con el agente de liberación antimicrobiano cargado en el polímero, para generar el agente de liberación antimicrobiano en el espacio vacío. En una realización, el recipiente se sella de manera estanca a la humedad para atrapar la humedad dentro del recipiente generada por alimentos que exudan humedad.
En ciertas realizaciones, pueden conseguirse una liberación controlada y/o un perfil de liberación deseado aplicando un recubrimiento al agente activo, por ejemplo, usando un recubridor de pulverización, en el que el recubrimiento está configurado para liberar el agente antimicrobiano liberado dentro de un periodo de tiempo deseado. Los agentes de liberación antimicrobianos pueden tener diferentes recubrimientos aplicados sobre los mismos para conseguir diferentes efectos de liberación. Por ejemplo, si se desea un tiempo de caducidad de 14 días, basándose en la humedad relativa predeterminada del envase, puede determinarse la cantidad de material seleccionado (humedad) presente para desencadenar el agente de liberación antimicrobiano. Basándose en esta determinación, el agente puede recubrirse con recubrimientos de liberación prolongada de grosores y/o propiedades variables para conseguirse el perfil de liberación deseado. Por ejemplo, algo de agente activo se recubrirá de modo que no empezará a liberar material antimicrobiano liberado hasta después de una semana, mientras que otro agente activo empezará la liberación casi inmediatamente. La tecnología de recubrimiento por pulverización se conoce en la técnica. Por ejemplo, perlas farmacéuticas y similares se recubren por pulverización para controlar la tasa de liberación de principio activo, por ejemplo, para crear fármacos de liberación prolongada o sostenida. Opcionalmente, tal tecnología puede adaptarse para aplicar recubrimientos al agente activo para conseguir una tasa controlada deseada de liberación de gas antimicrobiano.
Alternativamente, pueden conseguirse una liberación controlada y/o un perfil de liberación deseado proporcionando una capa, opcionalmente a ambos lados de la película, de un material configurado para controlar la absorción de humedad en el polímero cargado (lo que a su vez desencadena la liberación del material antimicrobiano liberado). Por ejemplo, la película puede incluir un revestimiento polimérico hecho, por ejemplo, de polietileno de baja densidad (LDPE) dispuesto en cada lado o ambos lados de la misma. El grosor de la película y el/los revestimiento(s) puede variar. En ciertas realizaciones, la película tiene aproximadamente 0,3 mm de grosor y los revestimientos de LDPE a cada lado tienen cada uno aproximadamente de 0,02 mm a 0,04 mm de grosor. Los revestimientos de LDPE pueden coextruirse con la película o laminarse sobre la misma.
Alternativamente, pueden conseguirse una liberación controlada y/o un perfil de liberación deseado modificando la formulación del desencadenador del agente de liberación antimicrobiano. Por ejemplo, el desencadenador, cuando se pone en contacto con humedad, se licúa y entonces reacciona con el componente activo (por ejemplo, clorito de sodio) para provocar la liberación del gas antimicrobiano. El desencadenador puede formularse para licuarse tras el contacto con humedad a diferentes tasas. Cuanto más rápido se licúe el desencadenador, más rápida será la liberación de gas antimicrobiano y viceversa. De esta manera, la modificación del desencadenador es aún otro modo para proporcionar una tasa de liberación deseada de gas antimicrobiano.
Puede utilizarse cualquier combinación de los mecanismos mencionados anteriormente para conseguir tasas de liberación y perfiles de liberación deseados de gas antimicrobiano dentro de un espacio vacío de un recipiente.
Tasas de liberación variadas dependiendo de la naturaleza del producto alimenticio almacenado
Los inventores han descubierto que el perfil de liberación deseado de gas de dióxido de cloro en un espacio vacío de recipiente puede variar dependiendo de la naturaleza del producto que está almacenado. Por ejemplo, los inventores han encontrado que alimentos que tienen un alto contenido de agua parecen requerir una alto estallido de gas antimicrobiano seguido de una caída en la concentración en el espacio vacío durante el periodo de almacenamiento, mientras que alimentos que tienen un contenido de agua más modesto parecen responder bien a una concentración relativamente constante en el espacio vacío a lo largo del periodo de almacenamiento.
Los ejemplos de productos alimenticios que exudan altas cantidades de humedad y que se protegen de manera más apropiada mediante un perfil de liberación que tiene un estallido rápido de gas de dióxido de cloro seguido de una caída incluyen alimentos rebanados, troceados o cortados seleccionados del grupo que consiste en: tomates, pimientos lavados, cebollas lavadas, sandía, melón chino, melón, fresas, melocotones, piña, naranjas, marisco, carne y carne de ave. Para tales alimentos, se proporciona una cantidad del agente de liberación antimicrobiano que libera el gas de dióxido de cloro para proporcionar preferiblemente una concentración en el espacio vacío de desde 10 partes por millón (PPM) hasta 35 PPM durante un periodo de 16 horas a 36 horas, opcionalmente desde 15 PPM hasta 30 PPM durante un periodo de 16 horas a 36 horas, opcionalmente desde 15 PPM hasta 30 PPM durante un periodo de aproximadamente 24 horas. Pueden obtenerse mediciones de concentración en el espacio vacío, por ejemplo, usando un detector de gas PORTASENS II de Analytical Technology, Inc. para lecturas tomadas con sensores de dióxido de cloro colocados dentro del envase. Los sensores pueden ser uno o más de 00-1004 de dióxido de cloro, 0-1/5 PPM (2 PPM estándar), 00-1005 de dióxido de cloro, 0-5/200 (20 PPM estándar) y 00-1359 de dióxido de cloro, 0-200/1000 PPM (1000 PPM estándar), que son también de Analytical Technology, Inc. y son compatibles con el detector de gas PORTASENS II.
Este tipo de “estallido rápido” (concentración en el espacio vacío de desde 10 partes por millón (PPM) hasta 35 PPM durante un periodo de 16 horas a 36 horas) parece requerirse para que el gas de dióxido de cloro, que se disuelve en agua, pueda permanecer delante de la curva de disolución para proporcionar un efecto antimicrobiano suficiente durante el pico en la concentración en el espacio vacío, para mejorar el tiempo de caducidad del alimento contaminado a lo largo de un periodo de aproximadamente dos semanas. A pesar de la caracterización de la liberación como “estallido rápido”, todavía puede considerarse una liberación controlada, porque la concentración en el espacio vacío todavía se regula para caer dentro de una concentración deseada a lo largo de un periodo dado, aunque sea relativamente “rápido”. Los inventores han encontrado, por ejemplo, que las concentraciones en el espacio vacío mencionadas anteriores funcionan bien para reducir significativamente el recuento microbiano de tomates rebanados contaminados a lo largo de aproximadamente trece días sin blanquear los tomates. Esto se confirma mediante ejemplos proporcionados a continuación.
Ejemplos de productos alimenticios que exudan cantidades moderadas o bajas de humedad son productos agrícolas enteros o mínimamente procesados seleccionados del grupo que consiste en: brócoli, coles de Bruselas, col, pepinos, plátanos, especias, pimientos enteros, zanahorias, tubérculos comestibles y patatas. Para tales alimentos, una cantidad de agente de liberación antimicrobiano libera el gas de dióxido de cloro para proporcionar preferiblemente una concentración en el espacio vacío de desde 8 PPM hasta 15 PPM durante un periodo de 13 días. Independientemente de si se cumple esta concentración exacta en el espacio vacío, se prefiere que los agentes de liberación antimicrobianos se proporcionen en películas de polímero cargado, tal como se describe en el presente documento, para tales alimentos que exudan una humedad baja o moderada.
Los perfiles de liberación y la concentración en el espacio vacío mencionados anteriormente asumen la presencia de producto alimenticio que exuda humedad en el envase.
En cualquier caso (alimentos que exudan una humedad alta o que exudan una humedad moderada/baja), cuando el producto está contaminado por al menos un tipo de patógeno, el gas de dióxido de cloro se proporciona en una concentración en el espacio vacío a lo largo de un periodo de tiempo determinado para efectuar, tras un periodo de 13 días desde cuando el producto se proporciona dentro del espacio interior y en condiciones de almacenamiento de 7°C, al menos una reducción de 2 log de base 10 en unidades formadoras de colonias por gramo (UFC/g), opcionalmente al menos una reducción de 3 log de base 10 en UFC/g, opcionalmente al menos una reducción de 4 log de base 10 en UFC/g del al menos un tipo de patógeno, sin provocar una degradación organoléptica del producto alimenticio. Tal degradación organoléptica puede incluir blanqueamiento u otro cambio de coloración del producto alimenticio.
Opcionalmente, según cualquier realización, 700-950 mg del agente de liberación antimicrobiano son efectivos cuando se usan en un recipiente de 1 l que tiene 1,25 lb. de tomates almacenados en el mismo. Se contempla que pueda realizarse un ajuste proporcional de la masa de agente de liberación antimicrobiano según los cambios en el volumen de recipiente y la cantidad/el tipo de los contenidos.
Aplicaciones de la invención para mercancías no comestibles
En otro aspecto, la invención se refiere al uso de polímeros cargados que comprenden agentes antimicrobianos para su uso fuera de aplicaciones de conservación de alimentos. Por ejemplo, las soluciones dadas a conocer en el presente documento pueden adaptarse para su uso en la esterilización de dispositivos médicos desechables, es decir, para reducir la carga biológica de tales dispositivos cuando se envasan. La diferencia primaria entre la conservación de alimento fresco y dispositivos médicos es el tiempo de caducidad. La conservación de alimento fresco implica un tiempo de caducidad medido en días o semanas, mientras que mantener la esterilidad de dispositivos médicos envasados requiere un tiempo de caducidad medido en meses o años. Por consiguiente, el perfil de liberación a lo largo del tiempo para una aplicación frente a la otra variará necesariamente.
La invención se ilustrará en más detalle con referencia a los siguientes ejemplos.
EJEMPLOS
Ejemplo 1 - Control de la liberación de gas de ClO
2
Se eligió una temperatura de almacenamiento de 7°C para replicar una temperatura de almacenamiento que está ligeramente elevada por encima de la temperatura de almacenamiento ideal (o para estimular un pico inadvertido en la temperatura durante el almacenamiento, por ejemplo, cuando el equipo de refrigeración se avería durante unas pocas horas). Se utilizaron tres envases similares al mostrado en la FlG. 7 en este experimento. Los tres incluían secciones de película de polímero cargado antimicrobiana colocadas sustancialmente tal como se muestra en la FlG.
7. La película era una película de polímero cargado que incluía un agente de liberación antimicrobiano en forma de una mezcla en polvo que comprende clorito de sodio (que produce gas de dióxido de cloro), arcilla de ácido sulfúrico (como catalizador) y cloruro de calcio (como desencadenador de humedad). Esta mezcla en polvo se vende comercialmente por BASF con el nombre ASEPTROL y se describe anteriormente.
La formulación para la propia película era una formulación que incluía el 50% en peso del agente de liberación antimicrobiano mencionado anteriormente en forma de la mezcla en polvo, el 38% en peso etilo-acetato de vinilo (EVA) como polímero de base y el 12% en peso de polietilenglicol (PEG) como agente de canalización. Esta formulación de película se describe en el presente documento como X2597 y se considera un polímero cargado a modo de ejemplo. Tal como se describió anteriormente, el agente de liberación antimicrobiano se desencadena por humedad para liberar gas de dióxido de cloro (ClO2) como material antimicrobiano liberado. La película, como entre los tres envases, tenía la misma formulación y las mismas dimensiones. Sin embargo, dos de las películas tenían capas externas para controlar la absorción de humedad y una no tenía tales capas. La película en el envase A estaba intercalada entre capas coextruidas de LDPE que tenían aproximadamente 0,02 mm de grosor. La película en el envase B estaba intercalada entre capas coextruidas de LDPE que tenían aproximadamente 0,04 mm de grosor. La película en el envase C (el control) no tenían tales capas poliméricas en ningún lado de la película.
Los niveles de ClO2 en los envases se midieron durante 13 días con sensores de detección calibrados para la concentración deseada conocida por tener un efecto antimicrobiano sobre la mayoría de los organismos. Los resultados fueron tal como sigue (valores presentados en concentración en ppm de ClO2).
Este ejemplo demuestra que el envase B tenía el perfil de liberación más constante y más consistente, atribulóle al revestimiento polimérico más grueso que intercalaba la película antimicrobiana, que controlaba la absorción de humedad en la película. El perfil de liberación del envase B puede ser deseable para ciertas aplicaciones, por ejemplo, cuando el producto alimenticio exuda una cantidad relativamente modesta de humedad, tal como brócoli.
Ejemplo 2 - Pruebas de crecimiento de Geotriehum
Una causa común de rechazos para la calidad de tomates es Geotrichum candidum, un moho de tipo levadura que crece como pelusa blanca. En este ejemplo, tomates rebanados contaminados deliberadamente con G. candidum se envasaron y se sometieron a pruebas. Se eligió una temperatura de almacenamiento de 7°C para replicar una temperatura de almacenamiento que está ligeramente elevada por encima de la temperatura de almacenamiento ideal (o para estimular un pico inadvertido en la temperatura durante el almacenamiento, por ejemplo, cuando el equipo de refrigeración se avería durante unas pocas horas).
Se usó un envase similar al mostrado en la FIG. 7, con la película antimicrobiana de liberación de ClÜ2 colocada hacia la parte superior del envase, para almacenar los tomates rebanados contaminados. Un segundo envase, por lo demás idéntico al primero excepto sin la película antimicrobiana, se usó para almacenar los tomates rebanados contaminados. Los resultados se proporcionan en los gráficos mostrados en las FIGS. 8A y 8B. Los resultados muestran de manera concluyente que la película antimicrobiana inhibía significativamente el crecimiento de Geotrichum en los tomates rebanados en comparación con el envase sin la película. En el envase sin la película antimicrobiana, la proliferación de Geotrichum en los tomates rebanados era fácilmente evidente a simple vista. Por el contrario, los tomates rebanados en el envase con la película antimicrobiana de liberación de ClÜ2 de polímero cargado parecían frescos, sin signos visibles de crecimiento de Geotrichum. Esto es más notable dadas las condiciones de almacenamiento a 7°C subóptimas durante la prueba de 14 días.
Debería entenderse que los ejemplos en tomates eran meramente a modo de ejemplo y que según la invención pueden usarse otros productos agrícolas y alimentos frescos (por ejemplo, carne).
Ejemplo 3 - Pruebas de ubicación de película antimicrobiana
Se colocó una película de polímero cargado (película X2597, descrita anteriormente) en el espacio vacío de una bandeja en diversas posiciones de altura sobre las paredes laterales para someter a prueba la eficacia de diversas ubicaciones/posiciones de película antimicrobiana, así como diversas ubicaciones de muestreo. La abreviatura “MCT” tal como se usa en el presente documento se refiere a Maxwell Chase Technologies, LLC de Atlanta, GA. La abreviatura “FPT” se refiere a bandejas FRESH-R-PAX® de Maxwell Chase Technologies, LLC.
Se usaron los siguientes materiales en este ejemplo:
Las bandejas FPT 125D de MCT (tamaño de vapor 1/4, polipropileno blanco intenso) se modificaron tal como sigue. Se realizaron tres agujeros de aproximadamente 8,5 mm de ancho y separados 2 cm en las bandejas FPT 125D de MCT con un cuchillo Xacto. Se limpiaron los bordes del agujero y se enroscaron las válvulas CPC en los agujeros con una junta tórica a ambos lados, y el accesorio de compresión apretando hacia abajo los 2 anillos. Ambas válvulas se colocaron con QDV en el exterior de la tapa y el recipiente para permitir que las válvulas de cierre automático estuvieran en el exterior con fines de muestreo.
Se usaron tubos de PVC negros Flex® GP 70 3/16” de ID, W de OD (MCM n° 5231K35) en los puertos tanto de entrada como de salida del analizador de gas portátil C16, así como el otro extremo de las válvulas de desconexión rápida CPC n ° 3438400 con accesorios de compresión para la conexión a las bandejas para muestrear el espacio vacío en las bandejas.
Se cortaron muestras de película CSP de la misma tira de película y de la misma anchura. Entonces, se pesó cada muestra hasta 1,000 g y se conectó a una pared lateral de la bandeja con una pieza de plástico para retenerla en su sitio. Había dos muestras en cada bandeja, lo que dio como resultado 2 g de película CSP por bandeja. Cada una de las muestras se conectó a una pared lateral diferente de la bandeja.
Los tomates se rebanaron usando el rebanador manual con el cáliz hacia abajo. Los extremos se desecharon. Se colocaron aproximadamente 7 rebanadas de tomates sobre la superficie inferior de cada bandeja.
El sellador manual se calentó hasta 375°F, y cada bandeja con tomates en la misma se colocó sobre la respectiva placa de sellado. La película de tapa/sellado se colocó sobre la bandeja, se presionó hacia abajo el mango de sellado y se retuvo durante aproximadamente 1-2 segundos para cubrir/sellar los tomates dentro de la bandeja.
Para cada una de las bandejas, se midió la tasa de liberación de ClO2 en intervalos de una hora a lo largo de un periodo de 11 horas. La FIG. 9 muestra la liberación de ClO2 (ppm) correspondiente a diversas posiciones de la película CSP en la bandeja, es decir, a una altura del 0%, del 50%, del 64%, del 79% y del 100% desde la superficie inferior basándose en la altura total de la pared lateral. Estas respectivas alturas se miden desde la línea media de la película. La FIG. 10 muestra el efecto de la altura de la película CSP sobre concentración en el espacio vacío.
Los resultados indican que la variación de la altura de la película de CSP en la bandeja tiene un efecto sobre la presencia de ClO2 en el espacio vacío. Desde el fondo de la bandeja (0%) hasta el punto medio (50% -aproximadamente 2 pulgadas subiendo por la pared lateral en este ejemplo particular), hubo solo un pequeño cambio, por ejemplo, insignificante en la concentración en el espacio vacío. Sin embargo, desde el punto medio hasta la parte superior de la bandeja, el aumento en la altura dio como resultado un aumento significativo en la concentración. La concentración se duplicó desde una posición al 64% de la altura total hasta la parte superior de la bandeja (100%). Los datos indican que con el fin de maximizar la concentración en el espacio vacío de ClO2 para una eficacia óptima y/o para minimizar la cantidad de película requerida, la colocación de la película debería ser preferiblemente en el 20% superior de la bandeja, es decir, situada a una altura vertical que es del 80% al 100% de la altura total de la pared lateral medida desde la superficie inferior, y debería colocarse al menos al 64% de la altura total de la pared lateral de la bandeja.
Ejemplo 4 - Uso de perfiles de liberación de estallido rápido para matar patógenos
La eficacia de la reducción del nivel de Listeria monocytogenes, E. coli y Salmonella se evaluó para una película de ClO2 CSP aplicada a una porción superior de una bandeja en comparación con bandejas control que carecían de la película de ClO2 CSP.
Se usaron películas que emitían ClO2 CSP, formulación designada X2597 (descrita anteriormente), a 0,3 mm de grosor. Se designó que esta formulación tenía un perfil de liberación de ClO2 rápido y no usaba una capa de polietileno superpuesta para reducir la tasa de absorción de humedad en la película. Tal como se describió anteriormente, la película X-2597 es una formulación que incluye el 50% en peso de agente de liberación antimicrobiano, el 38% en peso etilo-acetato de vinilo (EVA) como polímero de base y el 12% en peso de polietilenglicol (PEG) como agente de canalización. Se usaron bandejas con o bien 4 gramos o bien 3 gramos de película por bandeja. Los tomates en la bandeja se inocularon cada uno con tres patógenos, es decir, Listeria monocytogenes, E. coli y Salmonella.
Se usaron los siguientes materiales en este ejemplo.
Se prepararon cócteles de cepas de Salmonella, Listeria monocytogenes, y E. coli O157:H7 5, se mezclaron y se conservaron durante la noche. El objetivo era conseguir una inoculación de 5 log de cada patógeno en los tomates.
Los tomates inoculados tenían 109 UFC de patógeno/ml de inóculo. Las inoculaciones se sembraron en placa para la verificación y los niveles iniciales.
Se preparó una disolución de disolución de 200 ppm de cloro libre usando agua tibia. Se sumergió el rebanador en la disolución durante 2 min y entonces se aclaró con agua del grifo.
Se preparó una disolución de 200 ppm de cloro libre usando agua caliente (aproximadamente la misma temperatura que para los tomates). Los tomates se colocaron en primer lugar en agua del grifo, entonces la disolución de cloro durante 2 minutos y se aclararon con agua del grifo. Los tomates se rebanaron usando el rebanador manual con el cáliz hacia abajo. Los extremos se desecharon, de modo que había 42 rebanadas envasadas en cada bandeja (6 tomates por 7 rebanadas/tomate).
Se inocularon puntualmente dieciocho (18) rebanadas de tomate dentro de cada bandeja con los inóculos de Salmonella, Listeria monocytogenes y E. Coli (6 cada uno) para conseguir un análisis por triplicado en cada bandeja. Las 18 rebanadas de tomate seleccionadas se identificaron marcando cada rebanada con un rotulador indeleble de manera adyacente a la zona que debía inocularse. Se sometió a vórtex el inóculo y se extrajeron rápidamente 10 pl de inóculo con una punta de pipeta estéril y se micropipetearon sobre las dos rebanadas marcadas en la parte superior. Esto se repitió dos veces más por bandeja por patógeno.
El sellador manual se calentó hasta 375°F. Cada bandeja se colocó sobre la placa de sellado y la película de tapa se puso sobre la bandeja. El mango de sellado se hizo descender y se retuvo en su sitio durante aproximadamente 1-2 segundos. Tras el sellado, se comprobó cada bandeja para verificar que la película de tapa se había unido completamente a la bandeja.
Las bandejas de prueba se analizaron los días 0, 5, 8 y 12. Para cada bandeja, había un total de tres muestras para cada patógeno, tres patógenos por bandeja y se tomaron tres muestras de APC (recuento aeróbico en placa) de cada bandeja. Cada muestra consistía en dos rebanadas tomadas usando pinzas estériles. Las dos rebanadas se pesaron en la bolsa Stomacher estéril (el peso era de aproximadamente 40-50 g) y se añadió tres veces la cantidad de agua de peptona estéril. Los tomates se trataron en el Stomacher a 260 rpm durante 1 minuto. Entonces se prepararon las diluciones necesarias (~3) a partir del homogeneizado y el duplicado extendidos en placa sobre las placas PCA, MOX, SMAC o XLD correspondientes.
Los datos se calcularon como unidades formadoras de colonias (UFC) por gramo. Los valores de UFC se convirtieron en valores logarítmicos para el análisis de datos. Los datos se promediaron por bandeja y por tipo de muestra. Lo siguiente es un resumen de las pruebas que se llevaron a cabo en los respectivos días. El término “CSP3” se refiere a bandejas que usan 3 g de película X2597 y el término “CSP4” se refiere a bandejas que usan 4 g de película X2597.
Día 0: 1 bandeja MCT inoculada con 3 Salmonella, 3 E. coli, 3 Listeria y 3 APC pruebas/bandeja = 12 pruebas; 1 bandeja CSP4 inoculada con 3 Salmonella, 3 E. coli, 3 Listeria y 3 APC pruebas/bandeja = 12 pruebas; 1 bandeja CSP3 inoculada con 3 Salmonella, 3 E. coli, 3 Listeria y 3 APC pruebas/bandeja = 12 pruebas; 1 bandeja UN no inoculada (control negativo) x 4 pruebas (sal, E. coli, Lm, APC)/bandeja = 4 pruebas. De manera acumulada, esto era un total de 40 pruebas.
Día 5: 3 bandejas MCT inoculadas con 3 Salmonella, 3 E. coli, 3 Listeria y 3 APC pruebas/bandeja = 36 pruebas; 3 bandejas CSP4 inoculadas con 3 Salmonella, 3 E. coli, 3 Listeria y 3 APC pruebas/bandeja = 36 pruebas; 3 bandejas CSP3 inoculadas con 3 Salmonella, 3 E. coli, 3 Listeria y 3 APC pruebas/bandeja = 36 pruebas; 1 bandeja UN no inoculada (control negativo) x 4 pruebas (sal, E. coli, Lm, APC)/bandeja = 4 pruebas. De manera acumulada, esto era un total de 112 pruebas.
Día 8 : 3 bandejas MCT inoculadas con 3 Salmonella, 3 E. coli, 3 Listeria y 3 APC pruebas/bandeja = 36 pruebas; 3 bandejas CSP4 inoculadas con 3 Salmonella, 3 E. coli, 3 Listeria y 3 APC pruebas/bandeja = 36 pruebas; 3 bandejas CSP3 inoculadas con 3 Salmonella, 3 E. coli, 3 Listeria y 3 APC pruebas/bandeja = 36 pruebas; 1 bandeja UN no inoculada (control negativo) x 4 pruebas (sal, E. coli, Lm, APC)/bandeja = 4 pruebas. De manera acumulada, esto era un total de 112 pruebas.
Día 12: 3 bandejas MCT inoculadas con 3 Salmonella, 3 E. coli, 3 Listeria y 3 APC pruebas/bandeja = 36 pruebas; 3 bandejas CSP4 inoculadas con 3 Salmonella, 3 E. coli, 3 Listeria y 3 APC pruebas/bandeja = 36 pruebas; 3 bandejas CSP3 inoculadas con 3 Salmonella, 3 E. coli, 3 Listeria y 3 APC pruebas/bandeja = 36 pruebas; 1 bandeja UN no inoculada (control negativo) x 4 pruebas (sal, E. coli, Lm, APC)/bandeja = 4 pruebas. De manera acumulada, esto era un total de 112 pruebas.
En total, este experimento incluía de manera acumulada un total de 376 pruebas (94 Salmonella, 94 E. coli, 94 Listeria, 94 APC). Los resultados se muestran en las FIGS. 11-13.
La FIG. 11 muestra que había una disminución en Salmonella tras el día 0 y permaneció en disminución hasta el día 12 para las bandejas CSP3, y continuó para las bandejas CSP4. Cada una de estas muestras mostró una reducción
en los recuentos de Salmonella de al menos 1,8 logs el día 5, 2,5 logs el día 8 y 3 logs el día 12 respectivamente. Esto demuestra una reducción del 99,9% en Salmonella tras 12 días en las bandejas CSP.
La FIG. 12 muestra resultados para E. coli que son similares a los resultados de Salmonella. Una disminución en E. coli tras el día 0 dio como resultado una reducción de al menos 2 logs el día 5, 4 logs el día 8, y 3 logs el día 12. De manera similar a la FIG. 11 para Salmonella, la FIG. 12 muestra un aumento para la bandeja CSP3 el día 12. Se determinó que había una reducción del 99,9% en E. coli tras un periodo de 12 días.
La FIG. 13 muestra que la película CSP también reducía Listeria en 1 log a lo largo de 12 días de tiempo de caducidad. Esto es consistente cada día que se obtuvieron muestras y demostró una reducción del 90% de Listeria monocytogenes de manera consistente durante 12 días.
Estos resultados demuestran la eficacia de las bandejas CSP (según la invención) con tomates rebanados a lo largo de un periodo de almacenamiento de 12 días para reducir las cantidades de Salmonella, E. coli y Listeria inoculadas sobre las rebanadas de tomate y almacenadas a 8°C. Esto no es una condición de almacenamiento normal, sino que simula un abuso potencial dentro de la cadena de frío que se observa en las prácticas de almacenamiento de seguridad de alimentos como que es la causa principal de desecho y crecimiento de patógenos. El uso de estas bandejas puede contribuir a reducir el potencial para el crecimiento de patógenos hasta niveles dañinos en tomates rebanados.
Ejemplo 5 - Curvas de liberación de gas antimicrobiano de estallido rápido
Tal como se describe en el ejemplo 4, anterior, las bandejas que usaban 3 g o 4 g de película X2597 demostraron una actividad significativa en la inhibición del crecimiento y la proliferación patogénicos a lo largo del periodo de prueba. Las formulaciones de película estaban configuradas para proporcionar un perfil de liberación de estallido rápido, tal como se discutió en otra parte en esta memoria descriptiva. La FIG. 14 proporciona curvas de liberación para las versiones de 3 g y 4 g que se usaron en el ejemplo 4. La FIG. 14 también proporciona una curva de liberación para bandejas que usaban solo 2 g de película.
Como muestra la FIG. 14, las bandejas que usaban 4 g de película (CSP4) alcanzaron un pico a aproximadamente 30 ppm de ClÜ2 en aproximadamente la hora 18, mientras se mantenían por encima de 10 ppm entre aproximadamente la hora 6 y la hora 33. Las bandejas que usaban 3 g de película (CSP3) alcanzaron un pico a aproximadamente 23 ppm de ClÜ2 en aproximadamente la hora 15, mientras se mantenían por encima de 10 ppm entre aproximadamente la hora 6 y la hora 33. Tal como se afirmó anteriormente en el ejemplo 4, estas realizaciones proporcionaron una concentración suficiente en el espacio vacío para conseguir una destrucción microbiana deseada y lo hacían sin blanquear los tomates.
La FIG. 14 también muestra una curva de liberación para bandejas que usaban 2 g de película. Como muestra la curva, esa realización alcanzó un pico a aproximadamente 16 ppm de ClÜ2 entre las horas 12 y 18. Sin embargo, esta curva muestra que la concentración de ClÜ2 solo se mantenía por encima de 10 ppm entre aproximadamente las horas 8 y 26. En algunas circunstancias, esta concentración y curva de liberación pueden proporcionar un efecto antimicrobiano suficiente, pero en este ejemplo, no se prefería esta concentración.
Claims (27)
- REIVINDICACIONES1 Un envase para inhibir o impedir el crecimiento de microbios y/o para matar microbios en un recipiente cerrado que tiene un producto ubicado en el mismo, comprendiendo el envase:a. un recipiente cerrado que define un espacio interior en el mismo;b. un producto proporcionado dentro del espacio interior;c. un espacio vacío formado dentro de un volumen del espacio interior que no está ocupado por el producto; yd. un agente de liberación antimicrobiano dispuesto dentro del espacio interior, liberando el agente de liberación antimicrobiano gas de dióxido de cloro al espacio vacío mediante la reacción de humedad con el agente de liberación antimicrobiano,en el que el agente de liberación antimicrobiano se proporciona en al menos un artículo de polímero cargado ubicado dentro del espacio interior, comprendiendo el artículo de polímero cargado un material monolítico que incluye un polímero de base, el agente de liberación antimicrobiano y un agente de canalización, en el que el material monolítico incluye canales a través del polímero cargado formados del agente de canalización, en el que el polímero de base es un polipropileno, polietileno, poliisopreno, polibutadieno, polibuteno, polisiloxano, policarbonato, poliamida, copolímero de etileno-acetato de vinilo, copolímero de etileno-metacrilato, poli(cloruro de vinilo), poliestireno, poliéster, polianhídrido, poliacrilonitrilo, polisulfona, éster poliacrílico, poliuretano, poliacetal o un copolímero o una mezcla de los mismos, y en el que el agente de canalización es un polietilenglicol (PEG), etileno-alcohol vinílico (EVOH), poli(alcohol vinílico) (PVOH), glicerina-poliamina, poliuretano, poli(ácido carboxílico), polimerizado de óxido de propileno-monobutil éter, polimerizado de óxido de propileno, etileno-acetato de vinilo, nailon 6, nailon 66 o una mezcla de los mismos.
- 2. - El envase según la reivindicación 1, en el que el agente de liberación antimicrobiano se proporciona en una cantidad que libera el gas de dióxido de cloro para proporcionar una concentración en el espacio vacío de desde 10 partes por millón (PPM) hasta 35 PPM durante un periodo de 16 horas a 36 horas.
- 3. - El envase según la reivindicación 1 o 2, en el que en el momento en el que el producto se proporciona dentro del espacio interior, el producto está contaminado por al menos un tipo de patógeno, proporcionando el agente de liberación antimicrobiano una liberación controlada de gas de dióxido de cloro para efectuar, tras un periodo de 13 días desde cuando el producto se proporciona dentro del espacio interior y en condiciones de almacenamiento de 7°C, al menos una reducción de 2 log de base 10 en unidades formadoras de colonias por gramo (UFC/g) del al menos un tipo de patógeno.
- 4. - El envase según la reivindicación 3, en el que el al menos un tipo de patógeno se selecciona del grupo que consiste en: Salmonella, E. coli, Listeria y Geotrichum.
- 5. - El envase según cualquier reivindicación anterior, en el que el producto es un producto alimenticio.
- 6. - El envase según la reivindicación 3 o 4, en el que el producto es un producto alimenticio y la cantidad de agente de liberación antimicrobiano y/o gas de dióxido de cloro que está presente es una cantidad suficiente para efectuar la reducción de al menos 2 log de base 10 en UFC/g del al menos un tipo de patógeno, sin provocar una degradación organoléptica del producto alimenticio.
- 7. - El envase según cualquier reivindicación anterior, en el que el artículo de polímero cargado es una película que tiene un grosor de desde 0,1 mm hasta 1,0 mm.
- 8. - El envase según cualquier reivindicación anterior, en el que el recipiente comprende una base y una o más paredes laterales que se extienden verticalmente desde la base conduciendo hasta una abertura superior y una cubierta que cierra y/o sella la abertura superior para hacer el recipiente cerrado.
- 9. - El envase según la reivindicación 8, en el que el artículo de polímero cargado es una película dispuesta sobre al menos una pared lateral, teniendo la al menos una pared lateral una línea media de pared lateral que es equidistante desde la base y la abertura, teniendo la película una línea media de película que es equidistante desde un borde superior y un borde inferior de la película, en el que la línea media de película está ubicada al menos tan alta como la línea media de pared lateral.
- 10. - El envase según la reivindicación 9, en el que la película está situada a una altura vertical que es del 80% al 100% de la altura total de la pared lateral medida desde la superficie inferior de la base.
- 11. - El envase según cualquier reivindicación anterior, en el que el agente de liberación antimicrobiano es una mezcla en polvo que comprende un clorito de metal alcalino, un catalizador y un desencadenador de humedad.
- 12. - El envase según la reivindicación 11, en el que el clorito de metal alcalino es clorito de sodio o clorito de potasio, el catalizador es arcilla de ácido sulfúrico y el desencadenador de humedad es cloruro de calcio.
- 13. - El envase según cualquier reivindicación anterior, en el que el artículo de polímero cargado está recubierto con un revestimiento polimérico configurado para controlar la absorción de humedad en el polímero cargado.
- 14. - El envase según cualquier reivindicación anterior, en el que el polímero de base es un polipropileno, polietileno, poliisopreno, polibutadieno, polibuteno, copolímero de etileno-acetato de vinilo, copolímero de etileno-metacrilato, poli(cloruro de vinilo), poliestireno o un copolímero o una mezcla de los mismos.
- 15. - El envase según cualquier reivindicación anterior, en el que el agente de canalización es un polietilenglicol (PEG), etileno-alcohol vinílico (EVOH), poli(alcohol vinílico) (PVOH) o una mezcla de los mismos.
- 16. - Un método para inhibir o impedir el crecimiento de microbios y/o para matar microbios en un recipiente cerrado que tiene un producto alimenticio ubicado en el mismo, comprendiendo el método:a. proporcionar un recipiente cerrado que define un espacio interior en el mismo;b. proporcionar un producto alimenticio dentro del espacio interior;c. proporcionar un espacio vacío formado dentro de un volumen del espacio interior que no está ocupado por el producto; yd. proporcionar un agente de liberación antimicrobiano dentro del espacio interior que libera dióxido de cloro al espacio vacío mediante la reacción de humedad con el agente de liberación antimicrobiano, en el que el agente de liberación antimicrobiano se proporciona en una cantidad suficiente para liberar el gas de dióxido de cloro para proporcionar un concentración en el espacio vacío deseada del gas de dióxido de cloro a lo largo de una cantidad de tiempo predeterminada;en el que el agente de liberación antimicrobiano se proporciona en al menos un artículo de polímero cargado ubicado dentro del espacio interior, comprendiendo el artículo de polímero cargado un material monolítico que incluye un polímero de base, el agente de liberación antimicrobiano y un agente de canalización, en el que el material monolítico incluye canales a través del polímero cargado formados del agente de canalización, en el que el polímero de base es un polipropileno, polietileno, poliisopreno, polibutadieno, polibuteno, polisiloxano, policarbonato, poliamida, copolímero de etileno-acetato de vinilo, copolímero de etileno-metacrilato, poli(cloruro de vinilo), poliestireno, poliéster, polianhídrido, poliacrilonitrilo, polisulfona, éster poliacrílico, poliuretano, poliacetal o un copolímero o una mezcla de los mismos, y en el que el agente de canalización es un polietilenglicol (PEG), etileno-alcohol vinílico (EVOH), poli(alcohol vinílico) (PVOH), glicerina-poliamina, poliuretano, poli(ácido carboxílico), polimerizado de óxido de propileno-monobutil éter, polimerizado de óxido de propileno, etileno-acetato de vinilo, nailon 6, nailon 66 o una mezcla de los mismos; yen el que si el producto está contaminado por al menos un tipo de patógeno en el momento en el que el producto se proporciona dentro del espacio interior, el agente de liberación antimicrobiano proporciona una liberación controlada de gas de dióxido de cloro para efectuar, tras un periodo de 13 días en condiciones de almacenamiento de 7°C, al menos una reducción de 2 log de base 10 en UFC/g del al menos un tipo de patógeno.
- 17. - El método según la reivindicación 16, en el que la liberación controlada del gas de dióxido de cloro efectúa la reducción sin provocar una degradación organoléptica del producto alimenticio.
- 18. - El método según la reivindicación 16 o 17, en el que el agente de liberación antimicrobiano es una mezcla en polvo que comprende un clorito de metal alcalino, un catalizador y un desencadenador de humedad.
- 19. - El método según la reivindicación 18, en el que el clorito de metal alcalino es clorito de sodio o clorito de potasio, el catalizador es arcilla de ácido sulfúrico y el desencadenador de humedad es cloruro de calcio.
- 20. - El método según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, en el que el agente de liberación antimicrobiano libera gas de dióxido de cloro al espacio vacío mediante la reacción de humedad con el agente de liberación antimicrobiano, en el que el agente de liberación antimicrobiano se proporciona en una cantidad suficiente para liberar gas de dióxido de cloro para proporcionar una concentración en el espacio vacío de desde 10 partes por millón (PPM) hasta 35 PPM durante un periodo de 16 horas a 36 horas.
- 21. - El método según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 20, en el que el producto alimenticio está rebanado, troceado o cortado y se selecciona del grupo que consiste en: tomates, pimientos lavados, cebollas lavadas, sandía, melón chino, melón, fresas, melocotones, piña, naranjas, marisco, carne y carne de ave, o en el que el producto alimenticio es un producto agrícola entero o mínimamente procesado seleccionado del grupo que consiste en: brócoli, coles de Bruselas, col, pepinos, plátanos, especias, pimientos enteros, zanahorias, tubérculos comestibles y patatas.
- 22. - El método según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 21, en el que el agente de liberación antimicrobiano libera gas de dióxido de cloro al espacio vacío mediante la reacción de humedad con el agente de liberación antimicrobiano, en el que el agente de liberación antimicrobiano se proporciona en una cantidad suficiente para liberar el gas de dióxido de cloro para proporcionar una concentración en el espacio vacío de desde 8 PPM hasta 15 PPM durante un periodo de 13 días.
- 23. - El método según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 22, en el que el al menos un tipo de patógeno se selecciona del grupo que consiste en: Salmonella, E. coli, Listeria y Geotrichum.
- 24. - El método según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 23, en el que el polímero de base es un polipropileno, polietileno, poliisopreno, polibutadieno, polibuteno, copolímero de etileno-acetato de vinilo, copolímero de etilenometacrilato, poli(cloruro de vinilo), poliestireno o un copolímero o una mezcla de los mismos.
- 25. - El método según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 24, en el que el agente de canalización es un polietilenglicol (PEG), etileno-alcohol vinílico (EVOH), poli(alcohol vinílico) (PVOH) o una mezcla de los mismos.
- 26. - Uso del envase según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15 para almacenar un producto alimenticio, en el que el producto alimenticio exuda humedad que activa el agente de liberación antimicrobiano para liberar gas de dióxido de cloro en el espacio vacío.
- 27. - El uso según la reivindicación 26, en el que en el momento en el que el producto alimenticio se proporciona dentro del espacio interior, el producto está contaminado por al menos un tipo de patógeno, proporcionando el agente de liberación antimicrobiano una liberación controlada de gas de dióxido de cloro efectuando, tras un periodo de 13 días desde cuando el producto se proporciona dentro del espacio interior y en condiciones de almacenamiento de 7°C, al menos una reducción de 2 log de base 10 en unidades formadoras de colonias por gramo (UFC/g) del al menos un tipo de patógeno.
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