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Patent Searching and Data


Title:
NANOSTRUCTURED BIOFILM BASED ON CHITOSAN APPLIED TO A SURFACE OF CATTLE MEAT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/122296
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a the design of a nanostructured edible biofilm for application to cattle meat. The method comprises the application of a first adhesion-promoting layer and a second antibacterial layer, both layers being individually sprayed onto the cattle meat and irradiated in situ with ultraviolet light, the irradiation of said layers promoting the chemical activation of each solution sprayed and the tissue, as well as the joining thereof.

Inventors:
FONTES UNG, Cristian Tadeo (Av. Chihuahua N°43, Colonia CentroHermosillo, Sonora, 83000, MX)
TORRES CANO, Gaston Ramon (Av. Frascati N°8, Fraccionamiento Residencial BonitaHermosillo, Sonora, 83288, MX)
SANCHEZ ESCALANTE, Armida (Av. Frascati N°8, Fraccionamiento Residencial BonitaHermosillo, Sonora, 83288, MX)
Application Number:
MX2015/000019
Publication Date:
August 04, 2016
Filing Date:
January 27, 2015
Export Citation:
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Assignee:
FONTES UNG, Cristian Tadeo (Av. Chihuahua N°43, Colonia CentroHermosillo, Sonora, 83000, MX)
International Classes:
A23B4/10
Foreign References:
JPH02195860A1990-08-02
Other References:
NOWZARI, F. ET AL.: "Comparison of chitosan-gelatin composite and bilayer coating and film effect on the quality of refrigerated rainbow trout.", FOOD CHEMISTRY, vol. 141, 2013, pages 1667 - 1672
PEREDA,M. ET AL.: "Bio-películas para the envasado of alimentos: proteínas and carbohidratos.", CIENCIA E INVESTIGACIÓN, vol. 62, no. 2, 2014, pages 36 - 50
Attorney, Agent or Firm:
LUGO LIZARRAGA, María Laura (San Hipólito N°11, Fraccionamiento Paseo San AngelHermosillo, Sonora, 83287, MX)
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Claims:
REIVINDICACIONES

que se reclama es:

1. Una bio-película antibacteriana nano-estructurada sobre una superficie de carne, que comprende; Una primer capa promotora de adhesión depositada sobre la superficie de la carne a temperatura ambiente por aspersión de una primer solución a alta temperatura asistido con irradiación ultravioleta, dicha primer capa con espesor de 10 a 100 nm consiste de una proteína como colágeno, queratina y/o fibrinógeno o uno o más de sus péptidos y un aceptor de electrones; una segunda capa anti bacteriana depositada sobre la superficie de la primer capa por aspersión de una segunda solución a alta temperatura asistido por irradiación ultravioleta, dicha segunda capa de 100 a 1,000 nm de espesor consiste de un polímero termoplástico no soluble en agua que comprende quitosano, ácido acético y polietilen-glicol modificado con tiramina.

2. Un método como el de la reivindicación 1 donde, la capa promotora de adhesión ha sido formado como una capa semicontinua o por formación de islas. 3. Un método como el de la reivindicación 1 donde, la capa promotora de adhesión consta de una proteína parcialmente desnaturalizada o uno o más de sus péptidos.

4. Un método como el de la reivindicación 1 donde, la capa antibacteriana comprende quitosano parcialmente desacetilado de la quitina (DD = 77-86 %). De acuerdo a la invención el quitosano preferido posee bajo peso molecular (Mwv = 5600-690 kDa) y un contenido alto de solidos (15% o superior).

5. La capa antibacteriana como la descrita en la reivindicación uno, es depositada sobre el tejido por aspersión mediante un sistema de evaporación flash; donde, el cabezal del dispositivo de aspersión consta- de una temperatura 20 a 50 % arriba del punto de ebullición de la capa antibacteriana. 8. Donde dicha irradiación ultravioleta es capaz de activar químicamente de manera simultáneamente cada solución depositada sobre la carne de ganado bovino así como, la grasa intramuscular, la grasa intermuscular y/o la grasa dorsal presentes en la superficie de la carne y de este modo iniciando una reacción de reticulación entre la primera y segunda capa aplicadas al tejido para sellar dicha porción de tejido o unirse a dicha porción de tejido.

9. Un método como el descrito en la reivindicación 7 donde, la irradiación de la capa promotora de adhesión y la capa antibacteriana se lleva a cabo in situ.

10. Un método como el descrito en la reivindicación 7 donde, la irradiación de la capa promotora de adhesión y la capa antibacteriana se lleva a cabo durante 15-30 segundos.

Description:
BIOPELICULA NANOESTRUCTURADA A BASE DE QUITOSANO APLICADA SOBRE

UNA SUPERFICIE DE CARNE DE BOVINO

CAMPO TÉCNICO La presente invención pertenece al área de alimentos más en específico a películas antibacterianas comestibles para la elongación de la vida de anaquel de carne de bovino.

ANTECEDENTES

El alto grado de contaminación microbiana debido al manejo y conservación de los alimentos ha traído consigo la búsqueda de compuestos con actividad antimicrobiana, como es el caso del quitosano el cual, por su alta biocompatibilidad y biodegradabilidad es ampliamente utilizado en la industria médica y alimentaria así como en agricultura. Actualmente, numerosas invenciones, como es el caso de la patente CN 100401921, se han enfocado en la preparación, desarrollo y uso de empaques, películas y/o recubrimientos comestibles con base de quitosano con el fin de prevenir el deterioro de la carne cruda refrigerada. La anterior describe un método para la producción de un conservante natural y un coalescente, que consta de nisina, polifenoles y lisozima. La invención supone un conservante de alimentos naturales con habilidad de conservar el sabor original y de extender el ciclo de vida útil del alimento a un tiempo propicio para el transporte y la conservación. Por otro lado, en la patente CN 102138579 A se desarrollo una película de material comestible para productos cárnicos que comprende, quitosano, ácido láctico, agua, y un conservante químico y/o biológico. La película diseñada reduce eficazmente la perdida de jugo en la carne cruda refrigerada, alarga su vida de anaquel y posee alta estabilidad en el transporte a larga distancia del alimento.

Generalmente, las películas y recubrimientos con base de quitosano han sido formulados como solución y aplicados por aspersión o inmersión. Sin embargo, existen reportes del empleo de nanomateriales en el desarrollo de empaques, películas y recubrimientos a base de quitosano con - aplicación en carne propuestas con el fin de alcanzar las propiedades óptimas de interacción y adhesión con el epitelio que conllevan a la reducción de brotes microbianos en carne. En la invención CN 103120207 se describe un método de preparación de una solución, recubrimiento y aplicación de los mismos de SiOx quitosano nano sintetizado para aplicación in-situ en alimento fresco. Así mismo, los materiales nanoestructurados han sido empleados también en el desarrollo de membranas alimentarias comestibles, tal como el descrito en la invención CN 103254471 A que propone una membrana comestible con nanopartículas de quitosano- tripolifosfato de sodio como una matriz y un método de preparación de la membrana comestible. Entre las propiedades deseables que la membrana ejerce se encuentran la resistencia al agua y oxígeno y mecánica asi como, control de pH, reducción de perdida de jugo, lustre, brillo, textura e inhibición del crecimiento microbiano. En comparación con las membranas comestibles convencionales, la membrana comestible preparada es simple en proceso, cómoda de usar y posee un excelente rendimiento.

Por otro lado, el uso de membranas con base de quitosano puede ser explotado en el campo de la liberación controlada en alimentos para la encapsulación y entrega de compuestos bioactivos antimicrobianos como es el caso de la invención WO 201 1101415 Al . Ésta se refiere a una composición que comprende cuerpos rodeados por una membrana. Una realización de la presente invención se refiere a una composición que contiene una fracción oleosa, una fracción hidrófila, y al menos un cuerpo, en el que el cuerpo comprende una cubierta que comprende varias capas moleculares de quitosano y al menos un tensioactivo de ácido fosfatídico lipídica; y un contenido que comprende una fase interna que contiene un componente hidrófilo y / o un componente hidrófobo. Invenciones como WO 2008131506 Al se han abocado en la producción de productos acarreadores de compuestos con base de quitosano. Ésta se refiere a un producto de gránulos heterogéneos funcionales que contienen un excipiente de granulación, y micro- y / o nanopartículas sensible al pH que encapsulan quitosano. Estas características podrían ser explotadas para la conservación y transportación de productos cárnicos en periodos de tiempo extendidos dado la habilidad de mucoadhesión y liberación sostenida de quitosano como agente antimicrobiano bajo las condiciones señaladas.

Entre otros nanocompuestos utilizados como agente antimicrobiano de liberación controlada se encuentran los hidrogeles de quitosano descritos en la patente US 201 10076332 Al. Éste hidrogel comprende un dextrano soluble en agua que tiene grupos aldehido reticulados con un quitosano soluble en agua. Varios agentes químicos pueden ser encapsulados en el hidrogel o unido al mismo para la liberación controlada. El hidrogel se puede aplicar como un revestimiento para reducir la probabilidad de adherencia bacteriana. Los componentes del hidrogel se pueden aplicar secuencialmente en forma de pulverización o por inmersión y se gelifícar de manera espontánea a temperaturas ambientales o fisiológicas. Las características fisicoquímicas que los nanomateriales y en específicos los hidrogeles ejercen representan una alternativa para la aplicación de quitosano en alimentos dado que, estos poseen la capacidad de absorber agua o fluidos biológicos sin disolverse en ellos formando materiales blandos y elásticos. Sin embargo, cabe señalar que los embalajes, películas y recubrimientos con base de quitosano con actividad antimicrobiana existentes se han enfocado en su aplicación en alimentos frescos por ello, es importante el desarrollo de nanomateriales que puedan ser utilizados bajo estas condiciones.

Desde el punto de vista fisicoquímico, el quitosano es un biopolímero hidrosoluble que puede formar películas, hidrogeles, andamios porosos, fibras, micro y nanopartículas en condiciones y medio ácido suaves. No obstante, se han empleado distintos técnicas para elaborar productos con base de quitosano con actividad microbiológica en la conservación de alimentos como es el caso de electrospinning y electrospray en el desarrollo de fibras. Entre éstas se encuentra la invención WO 2009011944 A2 describe el desarrollo de esterillas fibrosas que comprenden nanofibras de quitosano y, opcionalmente, al menos un material de relleno, al menos un aditivo, o ambos. Adicionalmente, la invención US 20100285081 Al se refiere a una fibra antimicrobiana formado a partir de una mezcla electro procesada con al menos un polímero, al menos un agente antimicrobiano, y al menos un agente de reticulación. En la actualidad no se ha reportado la aplicación de fibras de quitosano en productos cárnicos generadas por electrospining dado a que esta es una técnica novedosa. Sin embargo, se ha demostrado que estas fibras poseen propiedades únicas que lo distingue de otros métodos, por ejemplo, soplado en fundido. Esto es por la alta orientación resultante de los polímeros dentro de las fibras que condice a propiedades superiores mecánicamente y a la elevada superficie activa generada por la pequeña dimensión de estas fibras.

Otras estrategias novedosas han sido utilizadas para la aplicación de películas antimicrobianas como es la impresión y flexografla las cuales, han demostrado buena actividad en productos alimentarios. A pesar de esto, el uso de estas tecnologías para la aplicación de quitosano poco se ha descrito. En la invención WO 2011079303 A2 se describe un método para imprimir una marca de franqueo en un medio comestible, que comprende: la obtención de una película comestible basada en un polímero de quitosano o una mezcla de proteínas, polisacáridos y lípidos; la impresión del sello sobre la película con una tinta comestible; la aplicación de la película a un medio comestible. El método realiza la etapa de impresión mediante la inyección de tinta, fiexografía, láser, rotograbado, cojín, de relieve o impresión de la pantalla. Estas técnicas constituyen una buena opción para el embalaje de productos cárnicos de uso inmediato o para su conservación a bajas temperaturas debido a su resistencia mecánica y ergonomía.

BREVE DESCRIPCIÓN DE FIGURAS

La figura 1 es un diagrama esquemático del proceso de formación de la biopelicula.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La presente, describe un método de formación y aplicación de una biopelicula comestible nanoestructurada sobre una superficie de carne de bovino para el elongamiento de su vida de anaquel como el que se muestra en la figura 1. La biopelicula comestible nanoestructurada consta de una película de múltiples que a su vez, consta de una primera capa promotora de adhesión y una segunda capa antibacteriana. Donde, la primera capa comprende una matriz proteica parcialmente desnaturalizada constituida por colágeno, queratina y/o fibrinógeno o uno o más de sus péptidos. La segunda capa antibacteriana comprende un polímero termoplástico que comprende quitosano, ácido acético y polietilen-glicol modificado con tiramina para la formación de una película gruesa e insouble en agua después de su secado. El quitosano que comprende la capa antibacteriana es parcialmente desacetilado de la quitina (DD = 77-86 %). De acuerdo a la invención el quitosano preferido posee bajo peso molecular ( w v = 5600-690 kDa) y un contenido alto de solidos (15% o superior) para la formación de un líquido de baja viscosidad. Cada capa es irradiada de manera individual con luz ultravioleta durante 15-30 segundos para favorecer la activación química de cada una de sus capas y su reticulación para la unión o sellado en la superficie de carne aplicada.

Las características de la biopelicula hacen posible su eficaz adherencia a una canal de ganado bovino después de su sanitización con vapor, dado la unión o sellado entre sus capas y la superficie de aplicación. La aplicación de la biopelicula comestible brinda un aumento en la vida de anaquel de la carne sin modificar las propiedades organolépticas.