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Envasado activo de alimentos
INTRODUCCIÓN
El envasado “moderno” de alimentos se considera que empezó en el siglo XIX con el invento del enlatado por Nicholas Appert. Después del comienzo de la microbiología de los alimentos por Pasteur y sus colegas en el siglo XIX, Samuel C. Prescott y William L. Underwood trabajaron para establecer los principios de la bacteriología aplicados a los procesos de enlatado. A principios del siglo XX se utilizaban botellas de cristal y cajas de madera en la distribución de alimentos y bebidas.
Muchas innovaciones aparecieron entre la I y la II Guerra Mundial; Entre ellas se encuentran el papel de plata, los plásticos como el polietileno y el polivinilideno, los envases asépticos, las latas metálicas de cerveza y envases flexibles (Brody Aaron L., et al., 2008).
En las últimas décadas se ha producido un gran desarrollo tecnológico en el envasado de los alimentos para intentar satisfacer las demandas de los consumidores en cuanto a métodos más naturales de conservación y a formas de control del envasado y almacenamiento para asegurar la calidad y seguridad del alimento. Entre las innovaciones más interesantes en este campo se encuentran las técnicas de envasado activo. Con estas técnicas se pretende que el envase desempeñe alguna otra función, además de constituir una simple barrera física entre el producto y su entorno, aprovechando las posibles interacciones entre el envase y el alimento en beneficio de la mejora de su calidad y aceptabilidad (Fernández Álvarez, M., 2000).
Funciones del envasado de alimentos
La principal función del envasado de alimentos es protegerlos y preservarlos de la contaminación exterior. Esta función incluye el retardo del deterioro, la extensión de la vida del producto, y el mantenimiento de la calidad y seguridad del alimento envasado. El envasado protege a los alimentos de factores ambientales como el calor, la luz, la humedad, el oxígeno, la presión, las enzimas, los falsos olores, los microorganismos, los insectos, la suciedad, etc. Prolongar la vida de los alimentos implica retardar las reacciones enzimáticas, microbianas y bioquímicas mediante diversas estrategias como el control de la temperatura, el control de la humedad; la adición de productos como sal, azúcar, dióxido de carbono, o ácidos naturales; sustracción del oxígeno; o una combinación de éstos con un envasado efectivo.
El material de embalaje ideal debería ser inerte y resistente a peligros y no debería permitir el paso de moléculas al alimento (Brody Aaron L., et al., 20008).
Envasado activo e inteligente de alimentos
Los envases tradicionales son barreras pasivas diseñadas para retrasar los efectos adversos del medio ambiente en los productos alimentarios. El envase inteligente, sin embargo, interacciona con el alimento y con el medio ambiente y juega un papel dinámico en la conservación del producto. La investigación en envasado activo ha dado lugar a avances en muchas áreas, incluyendo el retardo de la oxidación y el control de la tasa de respiración, el crecimiento microbiano y la migración de la humedad. Otras tecnologías de envasado activo incluyen absorbentes / emisores de dióxido de carbono, absorbentes de olores y emisores de aroma.
Se han desarrollado muchos materiales nuevos y combinaciones de éstos para volver activos los envases pasivos (tradicionales). Por ejemplo, existen innovaciones en los envases pasivos que incrementan la función de proteger (sirviendo de barrera) al producto del ambiente. Sería el caso de seleccionar materiales impermeables o de permeabilidad selectiva, a fin de que los envases se ajusten a productos que respiran (Brody Aaron L., et al., 2008).
1) Sistemas absorbentes de oxígeno (O2)
La presencia de oxígeno en un envase puede acelerar reacciones de oxidación que dan lugar al deterioro del alimento, ya que el oxígeno facilita el crecimiento de organismos aerobios y mohos. Las reacciones de oxidación provocan cualidades adversas como malos olores, malos sabores, cambios de color indeseados y reducción de la calidad nutritiva del producto. Los absorbentes de oxígeno eliminan el oxígeno residual o entrante, retardando por tanto las reacciones descritas anteriormente.
Pueden encontrarse en varios formatos: en pequeñas bolsitas, en las etiquetas, o directamente incorporados en el material del envase. La mayoría de los compuestos absorbentes son compuestos que reaccionan con oxígeno para reducir su concentración. Los absorbentes más utilizados son las sales de hierro. Otros que también se utilizan son el ácido ascórbico, sulfitos, algunos tipos de nylon, ligandos y enzimas como la glucosa oxidasa.
Los sistemas absorbentes de oxígeno se utilizan con éxito en la industria cárnica (Brody Aaron L., et al., 2008).
2) Sistemas para el control del dióxido de carbono (CO2)
El dióxido de carbono se puede añadir con efectos beneficiosos, por ejemplo, para frenar el crecimiento microbiano en algunos productos como la carne fresca, el pollo, el queso, y productos horneados. También se utiliza para reducir la tasa de respiración de productos frescos y para vencer el vacío parcial que provocan los absorbentes de oxígeno. El dióxido de carbono se puede encontrar en diferentes formas, como absorbentes de CO2 donde la materia activa es hidróxido cálcico o carbón activo, o bien como emisores de CO2 a base de bicarbonato sódico.
A la inversa, altos niveles de dióxido de carbono producidos por el deterioro del alimento o por reacciones de oxidación podrían provocar efectos desfavorables en la calidad de los productos. El exceso de dióxido de carbono se puede eliminar utilizando películas comestibles, que son recubrimientos con permeabilidad selectiva a los gases. Esto permite reducir la degradación de algunas frutas y hortalizas, en estos casos interesa una alta permeabilidad al CO2. Las películas más adecuadas están constituidas por proteínas y polisacáridos, con mayor permeabilidad al CO2 que al O2 (Brody Aaron L., et al., 2008).
3) Sistemas para el control de la humedad
El exceso de humedad en ciertos alimentos puede tener resultados negativos, como por ejemplo el ablandamiento de productos crujientes como las galletas, o el enmohecimiento de productos higroscópicos como los dulces y los caramelos. Por otro lado, si los alimentos pierden mucha humedad, se pueden desecar.
Los sistemas para el control de la humedad ayudan a controlar la actividad del agua, reduciendo por tanto el crecimiento microbiano; eliminan el agua que exudan los productos congelados y los fluidos de los productos cárnicos; evitan la condensación de los productos frescos y controlan la tasa de oxidación lipídica.
Para alimentos secos se utilizan desecantes cuya materia activa puede ser el gel de sílice, el óxido de calcio o algunas sales de cloruro sódico. Se utilizan normalmente en forma de sobrecitos porosos, aunque también se pueden incorporar en el material de envasado (Brody Aaron L., et al., 2008).
Para alimentos con mucha humedad (carne, pollo, frutas, vegetales, etc.) se utilizan absorbentes que consisten en un polímero granular (sales de poliacrilato, amidas modificadas o copolímeros de almidón) protegidos por dos capas de polietileno o polipropileno. Estos dispositivos se suelen colocar en las bandejas de comercialización de los productos (Hernández Ruiz, M., 2005).
4) Antimicrobianos
Los antimicrobianos en el envasado de alimentos se utilizan para asegurar la calidad y seguridad alimentaria reduciendo la superficie de contaminación de la comida procesada; los antimicrobianos reducen la tasa de crecimiento de los microorganismos alargando la fase de letargo de los mismos o inactivándolos. Se pueden incorporar directamente en los envases de manera que se van liberando poco a poco en la superficie del alimento o se pueden utilizar en forma de vapor.
Compuestos que se utilizan como antimicrobianos:
– Iones de plata: las sales de plata funcionan por contacto directo, pero migran despacio y reaccionan sobre todo con orgánicos. Se está investigando sobre el uso de nanopartículas de plata como antimicrobianos.
– Etanol: el etanol adsorbido en sílice se emite por evaporación y es efectivo pero deja olores secundarios.
– Dióxido de cloro: es un gas que penetra a través del producto empaquetado. Es altamente efectivo contra los microorganismos pero tiene efectos secundarios como oscurecer la carne y blanquear las verduras.
– Nisina: es el compuesto más efectivo contra el ácido láctico y las bacterias gram-positivas. Actúa mejor en condiciones ácidas.
– Ácidos orgánicos: los ácidos orgánicos como acético, benzóico, láctico, tartárico, y propiónico se emplean como agentes conservadores.
– Aceites esenciales con especias: se han estudiado los efectos antimicrobianos que tienen estos aceites, por ejemplo, aceite con orégano en la carne, aceite con mostaza en el pan, etc.
– Óxidos metálicos: cantidades pequeñísimas de estos óxidos, como óxido magnésico y óxido de zinc, se están investigando como antimicrobianos en los envases alimentarios.
5) Sistemas absorbentes de etileno
El etileno es una hormona vegetal que se produce cuando las frutas y verduras maduran. Acelera la respiración de las mismas, provocando la maduración y el deterioro. Al eliminar el etileno del envase se consigue a alargar la vida de los productos frescos. El agente más común para eliminarlo es el permanganato potásico, que oxida el etileno a acetato y etanol. También se puede eliminar por adsorción en superficies activas como el carbón activo. El permanganato se encuentra normalmente en el interior de bolsitas que van dentro del envase, mientras que otros adsorbentes se encuentran en bolsitas o incorporadas en el material del envase.
6) Indicadores de temperatura: auto-calentadores y enfriadores
Los envases “auto-calentadores” emplean calcio ú óxido de magnesio y agua para generar una reacción exotérmica. Se utiliza para los vasos de plástico de café y para los envases de comidas para llevar. El dispositivo de calentamiento ocupa un volumen bastante grande (casi la mitad) del envase.
Los envases “auto-enfriadores” conllevan la evaporación de un compuesto externo que elimina el calor de los productos (normalmente agua que se evapora y se adsorbe en superficies).
CONCLUSIÓN
Desde su comienzo en el siglo XVIII la industria alimentaria ha visto grandes avances en el sector del envasado, centrándose la mayoría de las innovaciones en el envasado activo durante el siglo pasado. Estos avances han dado lugar a mayor calidad y seguridad alimentaria. Aunque algunas de estas innovaciones han surgido de fuentes inesperadas, la mayoría se deben a cambios en las preferencias de los consumidores.
En un futuro no muy lejano, los consumidores se encontrarán con envases que llevarán incorporados sistemas que reaccionarán (por ejemplo, con cambios de color) ante cambios de temperatura producidos en el interior del envase, marcadores que indicarán la concentración y el nivel de vacío o de gas en su interior, el nivel de degradación del producto, y un sinfín de nuevas posibilidades según evolucione la tecnología.
BIBLIOGRAFÍA
– Brody Aaron L., Begusu, B., Han, J.H., Koelsch Sand, C., McHugh, T.H., (2008). Innovative Food Packaging Solutions. Institute of Food Technologists. Journal of Food Science, Vol. 73, Nr.8.
– Hernández Ruiz, M. (2005). Evolución de los envases inteligentes en la industria alimenticia.
– Fernández Álvarez, M. (2000). Envasado activo de los alimentos: revisión. Ciencia y Tecnología de los Alimentos Internacional. Vol. 6, nº2, pags. 97-108.