PL B1. Zastosowanie folii trójwarstwowej i modyfikowanej atmosfery do pakowania prozdrowotnych wyrobów wieprzowych

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) Int.Cl. A23B 4/16 ( ) A23L 3/3418 ( ) A22C 13/00 ( ) B65D 65/38 ( ) B32B 27/32 ( ) (54) Zastosowanie folii trójwarstwowej i modyfikowanej atmosfery do pakowania prozdrowotnych wyrobów wieprzowych (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 04/14 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 06/16 (73) Uprawniony z patentu: SZKOŁA GŁÓWNA GOSPODARSTWA WIEJSKIEGO W WARSZAWIE, Warszawa, PL INSTYTUT GENETYKI I HODOWLI ZWIERZĄT POLSKIEJ AKADEMII NAUK, Magdalenka, PL INSTYTUT FIZJOLOGII I ŻYWIENIA ZWIERZĄT IM. JANA KIELANOWSKIEGO POLSKIEJ AKADEMII NAUK, Jabłonna, PL INSTYTUT BIOTECHNOLOGII PRZEMYSŁU ROLNO- SPOŻYWCZEGO IM. PROF. WACŁAWA DĄBROWSKIEGO, Warszawa, PL (72) Twórca(y) wynalazku: AGNIESZKA WIERZBICKA, Warszawa, PL KRYSTYNA GUTKOWSKA, Warszawa, PL JAROSŁAW HORBAŃCZUK, Magdalenka, PL MONIKA MARCINKOWSKA-LESIAK, Nowe Łubki, PL EWA POŁAWSKA, Warszawa, PL ANDRZEJ PÓŁTORAK, Warszawa, PL JAROSŁAW WYRWISZ, Antoninówka, PL DOMINIKA GUZEK, Warszawa, PL CYPRIAN TOMASIK, Warszawa, PL MACIEJ KUBOŃ, Tarnów, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Grażyna Padée

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie folii trójwarstwowej i modyfikowanej atmosfery do pakowania wyrobów mięsnych o podwyższonej wartości odżywczej, obniżonej zawartości tłuszczu, obniżonej kaloryczności, obniżonej zawartości soli i bez polifosforanów, jak również o kontrolowanej alergenności. W Polsce, Europie i na świecie problem niskiej wartości odżywczej i niskiej jakości produktów o wysokiej zawartości tłuszczu, wysokiej zawartości soli i wysokiej kaloryczności jest powszechny i ma istotne znaczenie dla dużej części populacji osób ze zdiagnozowanymi chorobami cywilizacyjnymi, typu nadwaga, otyłość, nadciśnienie tętnicze krwi, cukrzyca, miażdżyca itp. Choroby cywilizacyjne są przyczyną wielu problemów zdrowotnych ze względu na: wczesne występowanie nadwagi i otyłości w dzieciństwie, bardzo intensywnie narastającą częstość ich występowania, długotrwały czas występowania, trudny i zależny od woli człowieka system zmian nawyków żywieniowych. Dietozależne choroby wynikające ze spożywania produktów o niskiej wartości odżywczej i niskiej jakości, przy jednoczesnej wysokiej zawartości tłuszczu i kilokalorii, stanowią 2 3 pozycję schorzeniową (Wierzbicka A Bezpieczeństwo żywności o obniżonej zawartości alergenów: wybrane aspekty produkcji. Jakość, bezpieczeństwo, żywność: uwarunkowania surowcowe, technologiczno-produkcyjne i prawne, s ). Według FAO/ WHO oraz według danych EUROSTAD procentowy wzrost otyłości na świecie i w Europie oraz w Polsce będzie istotnie wzrastał. Istotnym czynnikiem, przyczyniającym się do rozwoju nadciśnienia tętniczego i chorób sercowo- -naczyniowych, jest spożycie soli kuchennej. Biorąc pod uwagę konieczność znacznego ograniczenia spożycia chlorku sodu, nie wystarczy redukcja ilości soli kuchennej dodawanej przy przygotowywaniu potraw, a konieczna jest również redukcja soli kuchennej, wykorzystywanej przy przemysłowej produkcji różnych wyrobów. Wśród tych produktów wymienić należy przetwory mięsne, które wnoszą około 20 21% podaży sodu z dietą (dane dotyczące Wielkiej Brytanii, Irlandii i Stanów Zjednoczonych) (Desmond E., 2006, Reducing salt: A challenge for the meat industry. Meat Science, t. 74, s ). Kolejny ważny problem związany z dietą krajów zachodnich, stanowi nadmierna podaż fosforanów z pożywieniem. Jednym z istotniejszych źródeł fosforu w diecie są wysokoprzetworzone produkty mięsne, do których polifosforany dodawane są w procesie produkcyjnym. Konieczność osiągania wysokiej efektywności produktowej i procesowej wiąże się z dążeniem do osiągnięcia w produkcji wyrobów mięsnych wysokiej zawartości tłuszczu dodanego i wysokiej kaloryczności. W związku z tym do mięsa dodaje się substancje pomocnicze, takie jak: emulsja tłuszczowo-skórkowa, hydrokoloidy wiążące wodę, roztwór soli i polifosforanów, białka sojowe, przyprawy. Produkty mięsne stanowią zatem istotne źródło sodu, polifosforanów oraz nasyconych kwasów tłuszczowych w diecie przeciętnego konsumenta. Istotne jest zatem dostarczanie wyrobów mięsnych o podwyższonej wartości odżywczej, o obniżonej zawartości tłuszczu i soli, o obniżonej kaloryczności i alergenności, niezawierających polifosforanów. Cel ten można osiągnąć dzięki doborowi składu mięs, zamianie standardowych dodatków na nowe o zdefiniowanych właściwościach oraz zmianie technologii produkcji wyrobów. Produkcja wyrobów z mięsa wieprzowego o obniżonej kaloryczności i zawartości tłuszczu stanowi jednak duże wyzwanie z technologicznego punktu widzenia, jako że tłuszcz zawarty w produktach wpływa na ich właściwości, jak i na warunki przetwarzania mięsa, a zwłaszcza na wodochłonność produktów. W konsekwencji produkcja tego rodzaju wyrobów wymagać może często nie tylko drobnej zmiany składu surowcowego, ale istotnych zmian i składu, i całego procesu produkcyjnego. Ponadto wyroby wędliniarskie o podwyższonych walorach prozdrowotnych różnią się pod względem jakości od wyrobów pozyskanych z trzody chlewnej hodowanej w tradycyjnym systemie opasu i wytwarzanych powszechnie znanymi metodami przemysłowymi. Wprowadzone modyfikacje składu i technologii wytwarzania powodują zmiany właściwości fizykochemicznych wyrobów. Czynniki zewnętrzne, będące efektem środowiska, z którym ma produkt kontakt w całym swoim cyklu, również odgrywają rolę w kształtowaniu jego jakości. Należą do nich m.in. zastosowane podczas procesu technologicznego parametry, kontrola temperatury podczas przechowywania oraz dystrybucji, ekspozycja produktu na światło oraz rodzaj zastosowanego opakowania (Brown H., Williams J. Packaged product quality and shelf life. (W:) Coles R. McDowell D. Kirwan M., J. (red.), Food Packaging Technology, Blackwell Publishing, 2003, 65 94; Morel P. C. H., Janz J. A. M., Zou M., Purchas R. W., Hendriks W. H., Wilkinson B. H. P., 2008, The influence of diets supplemented with CLA, selenium

3 PL B1 3 and vitamin E, with and without animal protein, on the composition of pork of female pigs, Journal of Animal science, 86, ). W ostatnich latach do pakowania żywności jest coraz częściej wykorzystywana wielowarstwowa folia barierowa z dodatkiem żywic kopolimerowych alkoholu etylowinylowego (EVOH). Folię tę charakteryzuje niska przepuszczalność gazu oraz doskonałe właściwości barierowe. Przy pakowaniu żywności, warstwa EVOH nie pozwala na wymianę gazów z wnętrza opakowania. W foliach wielowarstwowych warstwa EVOH jest łączona z jedną lub większą liczbą warstw wykonanych z innych polimerów, takich jak polipropylen, polietylen, politereftalan etylenu, poliamid, a dobór tych warstw jest uwarunkowany przeznaczeniem folii. Między innymi są znane folie składające się z trzech warstw: warstwy zewnętrznej i wewnętrznej z polipropylenu i warstwy środkowej z EVOH (PP/EVOH/PP). Pakowanie prozdrowotnych wyrobów mięsnych stanowi szczególne wyzwanie. Produkty te, charakteryzujące się obniżoną zawartością tłuszczu i soli oraz brakiem polifosforanów, są w większym stopniu podatne na negatywne oddziaływanie czynników środowiskowych, ze względu na ich ograniczone właściwości inhibicyjne. Niebezpieczna jest zwłaszcza możliwość rozwoju Clostridium botulinum. Należy zatem z dużą ostrożnością opracowywać zmiany recepturowe produktów oraz dobierać indywidualnie metody pakowania i przechowywania wyrobów mięsnych biorąc pod uwagę ich potencjalne skutki (Vandendriessche Frank, 2008, Meat products in the past, today and in the future, Meat Science, 78, ). Przechowywanie mięsa w temperaturze chłodniczej jest najbardziej powszechną metodą opóźniania wzrostu bakteryjnego, a tym samym wydłużania jego przydatności do spożycia. Trwałość mięsa może być poprawiona poprzez pakowanie w modyfikowanej atmosferze z zastosowaniem dwutlenku węgla. Jest on zazwyczaj używany w kombinacji z innymi gazami stabilizującymi opakowanie, gdyż sam CO 2, poprzez rozpuszczanie w mięsie, mógłby prowadzić do jego kurczenia się i deformacji. Stosowanie tlenu ma natomiast na celu ochronę atrakcyjnej jasno czerwonej barwy mięsa oraz zahamowanie rozwoju bezwzględnych beztlenowców, takich jak Clostridium botulinum. Ze względu na to, iż barwa produktów mięsnych jest podatna na utlenianie, stosowane są również mieszanki zawierające śladowe ilości tlenu. Celem wynalazku było opracowanie sposobu pakowania wieprzowych wyrobów o podwyższonej wartości odżywczej tj. o podwyższonej zawartości selenu i wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, o obniżonej zawartości tłuszczu i o obniżonej kaloryczności oraz o obniżonej zawartości soli i bez polifosforanów, jak również o kontrolowanej alergenności. Cel ten został osiągnięty dzięki wielowymiarowym działaniom polegającym na odpowiednim doborze składników wyrobów, technologii ich wytwarzania, modyfikacji atmosfery, w której pakuje się wyrób oraz doborze opakowań o wysokiej barierowości w stosunku do selektywnie wybranych gazów otaczających pakowane produkty. Istotą wynalazku jest zastosowanie atmosfery o składzie gazów od 20% do 40% CO 2 oraz od 60% do 80% O 2 i/albo N 2, oraz folii trójwarstwowej z wewnętrzną i zewnętrzną warstwą z polipropylenu oraz ze środkową warstwą EVOH o przepuszczalności tlenu od 0,03696 cm 3 /opakowanie/24 godz. do 0,00616 cm 3 /opakowanie/24 godz. i o grubości warstwy EVOH zawierającej się w zakresie od 18 m do 30 m do pakowania wyrobu mięsnego wieprzowego zawierającego na 100 g wyrobu: selen w ilości g, nienasycone kwasy tłuszczowe o stosunku kwasów tłuszczowych omega 6 do omega 3 w zakresie 4 5:1, tłuszcz w ilości od 9 g do 16 g, sól w ilości od 1,2 g do 1,5 g, białka w ilości od 23 g do 30,5 g, węglowodany w ilości od 1,0 g do 3,0 g, przyprawy pochodzenia roślinnego w ilości 0,1 g do 0,8 g, sproszkowane suszone algi morskie w ilości od 0,5 g do 1,5 g, o kaloryczności od 207 do 246 kcal, w którym zawartość mięsa wieprzowego nie jest niższa niż 95%. Tlen w atmosferze pakowania służy zachowaniu jasnoczerwonej barwy, a azot dodaje się w celu maksymalnego wydłużenia okresu trwałości. W zależności od celu, który ma być osiągnięty, stosuje się atmosferę bogatą w tlen lub bogatą w azot. Korzystnie jako przyprawy pochodzenia roślinnego wyrób zawiera ekstrakty bazylii, kolendry, rozmarynu, oregano, liści laurowych, tymianku, jałowca i czosnku, pojedynczo lub w mieszaninie, ewentualnie z dodatkiem pieprzu czarnego i czerwonej papryki. Pakowany wyrób może dodatkowo zawierać przeciwutleniacz w ilości od 0,01 kg do 0,03 kg na 100 kg masy mięsnej. Korzystnie wyrób zawiera mięso wieprzowe rasy Polska Biała Zwisłoucha oraz Polska Biała ZwisłouchaxDuroc (PBZxDUROC) klasy I i kasy II, bez wad technologicznych. Korzystnie folię i atmosferę według wynalazku stosuje się do pakowania wyrobów wieprzowych otrzymanych w procesie, w którym mięso wieprzowe w takiej ilości, aby jego udział w wyrobie nie był

4 4 PL B1 mniejszy niż 95%, zawierające tłuszcz w ilości nie wyższej niż 8%, selen w ilości co najmniej g Se/100 g mięsa, przy stosunku kwasów tłuszczowych omega 6 do omega 3 w zakresie 4 5:1, charakteryzujące się ph w zakresie 5,5 5,7 (korzystnie 5,6), składową barwy zmierzoną w systemie L*a*b* wynoszącą dla jasności (L*) 43 56, wodochłonnością od 2 do 5% oraz zawartością tłuszczu śródmięśniowego IMF 1 3%, nastrzykuje się solanką o składzie na 100 kg mięsa: od 13,0 kg 17,0 kg woda/lód, od 1,3 kg do 1,8 kg peklosól, od 1,0 kg do 3,0 kg preparat nastrzykowy zawierający od 1,0 kg do 3,0 kg suszonych sproszkowanych alg morskich i od 0,1 kg do 1,0 kg białek kolagenowych, przy poziomie nastrzyku do 15% wag. solanki w stosunku do masy elementów mięsa, ponadto do masy mięsnej dodaje się od 0,1 kg do 0,8 kg naturalnych przypraw pochodzenia roślinnego, po czym nastrzyknięte mięso masuje się w czasie od 4 do 6 godzin w cyklu od 20 do 30 minut praca i od 10 do 20 minut relaksacja, a etap relaksacji prowadzi się w czasie 1 2 h, w temperaturze nie wyższej niż 7 C, a następnie formuje się wyrób, pakuje się i chłodzi. Korzystnie masowanie prowadzi się przy 90% próżni, a relaksację w warunkach ciśnienia atmosferycznego. Zgodnie z wynalazkiem prozdrowotne wieprzowe mięsa kulinarne o wyższej wartości odżywczej tj. o podwyższonej zawartości selenu i wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, o obniżonej zawartości tłuszczu i o obniżonej kaloryczności oraz o obniżonej zawartości soli i bez polifosforanów, jak również o kontrolowanej alergenności, zapakowane są w opakowania z warstwą barierową w odniesieniu do tlenu, dwutlenku węgla oraz azotu, która wykonana została ze specjalnie zoptymalizowanego co do grubości kopolimeru EVOH, chroniącą wyroby przed zepsuciem. Zarówno dla warstwy zewnętrznej, jak i wewnętrznej zastosowany został polipropylen stanowiący barierę dla pary wodnej. Została dobrana specyficzna atmosfera, w której prowadzi się proces pakowania. Dzięki takiemu zestawieniu atmosfery pakowania oraz opakowania PP/EVOH/PP o określonej grubości warstwy EVOH zapobiega się rozwojowi szkodliwej mikroflory oraz gwarantuje, że barwa oraz aromat wyrobów o podwyższonej wartości odżywczej pozostają przez długi okres niezmienne, zachowujący tym samym swoją świeżość, pomimo obniżonej zawartości tłuszczu, soli i braku polifosforanów. Należy podkreślić, że dzięki doborowi właściwej atmosfery pakowania można stosować folię wielowarstwową o stosunkowo niewielkiej grubości. Sposób według wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładzie. Elementy wieprzowe do produkcji kulinarnych mięs wieprzowych pochodziły z tusz loszek i wieprzów rasy Polska Biała Zwisłoucha (PBZ) i Polska Biała ZwisłouchaxDUROC (PBZxDUROC) produktów otrzymanych zgodnie z przykładem. P r z y k ł a d 1. Do produkcji wieprzowych mięs kulinarnych o podwyższonej wartości odżywczej tj. o podwyższonej zawartości selenu i wielonienasyconych kwasów tłuszczowych oraz o obniżonej zawartości tłuszczu i obniżonej kaloryczności, jak również o obniżonej zawartości soli i bez polifosforanów oraz o obniżonej alergenności wykorzystano całe elementy mięs wieprzowych o wodochłonności 4 5%, jasności barwy (L*) (składowa barwy zmierzona w systemie L*a*b*), ph 5,6, 2,0 3,0% zawartości tłuszczu śródmięśniowego, przy zawartości selenu w ilości 40 g Se/100 g mięsa, oraz przy stosunku kwasów tłuszczowych omega 6 do omega 3 w zakresie 4:1. Udział składników pomocniczych i przypraw bez polifosforanów w 100 kg wieprzowych mięs kulinarnych wynosił: 6 kg woda/lód, 1,4 kg soli, 0,5 kg białek kolagenowych, 1,5 kg sproszkowanych suszonych alg morskich, 0,5 kg naturalnych ekstraktów bazylii, kolendry, rozmarynu, oregano, liści laurowych i tymianku w mieszaninie (po 0,08 kg każdego ekstraktu). Wartość odżywcza otrzymanych wieprzowych mięs kulinarnych w przeliczeniu na 100 g to: 176,0 kcal, 26,0 g białka, 8,0 g tłuszczu. Wieprzowe mięsa typu schab i schab karkowy, szynka, łopatka zapakowano w modyfikowanej atmosferze o składzie gazów 75% O 2 i 25% CO 2 oraz 25% CO 2 i 75% N 2, w tacki z folią górną PP/EVOH/PP, o grubości 20 m, o przepuszczalności tlenu 0,01 cm 3 /opakowanie/24 godz. Wieprzowe mięsa kulinarne przechowywano w temperaturze od 1 C do 3 C przez okres do 12 dni pod oświetleniem nie wyższym niż 1x=2000.

5 PL B1 5 Zastrzeżenia patentowe 1. Zastosowanie atmosfery o składzie gazów od 20% do 40% CO 2 oraz od 60% do 80% O 2 i/albo N 2, oraz folii trójwarstwowej z wewnętrzną i zewnętrzną warstwą z polipropylenu oraz ze środkową warstwą EVOH o przepuszczalności tlenu od 0,03696 cm 3 /opakowanie/24 godz. do 0,00616 cm 3 /opakowanie/24 godz. i o grubości warstwy EVOH zawierającej się w zakresie od 18 m do 30 m do pakowania wyrobu mięsnego wieprzowego zawierającego na 100 g wyrobu: selen w ilości g, nienasycone kwasy tłuszczowe o stosunku kwasów tłuszczowych omega 6 do omega 3 w zakresie 4 5:1, tłuszcz w ilości od 9 g do 16 g, sól w ilości od 1,2 g do 1,5 g, białka w ilości od 23 g do 30,5 g, węglowodany w ilości od 1,0 g do 3,0 g, przyprawy pochodzenia roślinnego w ilości 0,1 g do 0,8 g, sproszkowane suszone algi morskie w ilości od 0,5 g do 1,5 g, o kaloryczności od 207 do 246 kcal, w którym zawartość mięsa wieprzowego nie jest niższa niż 95%. 2. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że jako przyprawy roślinne pakowany wyrób zawiera ekstrakty bazylii, kolendry, rozmarynu, oregano, liści laurowych, tymianku, jałowca i czosnku, pojedynczo lub w mieszaninie, ewentualnie z dodatkiem pieprzu czarnego i czerwonej papryki. 3. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że pakowany wyrób dodatkowo zawiera przeciwutleniacz w ilości od 0,01 kg do 0,03 kg na 100 kg masy mięsnej. 4. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że pakowany wyrób zawiera mięso wieprzowe rasy Polska Biała Zwisłoucha oraz Polska Biała ZwisłouchaxDuroc (PBZxDUROC) klasy I i klasy II. 5. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że pakowany wyrób jest otrzymany w procesie, w którym mięso wieprzowe w takiej ilości, aby jego udział w wyrobie nie był mniejszy niż 95%, zawierające tłuszcz w ilości nie wyższej niż 8%, selen w ilości co najmniej g Se/100 g mięsa, przy stosunku kwasów tłuszczowych omega 6 do omega 3 w zakresie 4 5:1, charakteryzujące się ph w zakresie 5,5 5,7 (korzystnie 5,6), składową barwy zmierzoną w systemie L*a*b* wynoszącymi dla jasności (L*) 43 56, wodochłonnością od 2 do 5% oraz zawartością tłuszczu śródmięśniowego IMF 1 3%, nastrzykuje się solanką o składzie na 100 kg mięsa: 15,0 kg woda/lód, 1,5 kg sól, 2,0 kg preparat nastrzykowy zawierający 1,5 kg suszonych sproszkowanych alg morskich i 0,5 kg białek kolagenowych, przy poziomie nastrzyku do 15% wag. solanki w stosunku do masy elementów mięsa, ponadto do masy mięsnej dodaje się od 0,5 kg naturalnych przypraw pochodzenia roślinnego, po czym nastrzyknięte mięso masuje się w czasie od 4 do 6 godzin w cyklu od 20 do 30 minut praca i od 10 do 20 minut relaksacja, a etap relaksacji prowadzi się w czasie 1 2 h, w temperaturze nie wyższej niż 7 C, a następnie formuje się wyrób, pakuje się i chłodzi.

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UPRP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)