Embalaje que realmente funciona
El propósito principal del embalaje de alimentos es protegerlo de la contaminación microbiana y química, oxígeno, vapor de agua y luz. Por tanto, el tipo de embalaje usado tiene un rol importante de la determinación de la vida útil de un alimento.
El embalaje activo hace más que simplemente proporcionar una barrera a las influencias externas. Este puede controlar, y aun reaccionar con, los eventos que se desarrollan dentro del empaque.
QUE PUEDE PASAR DENTRO DE UN EMPAQUE?
Los alimentos frescos justo después de la cosecha o beneficio son todavía sistemas biológicos activos. La atmósfera dentro de un empaque cambia constantemente conforme se van produciendo los gases y la humedad durante los procesos metabólicos. El tipo de empaque usado también influenciará la atmósfera alrededor del alimento porque algunos plásticos tienen malas propiedades de barrera a los gases y la humedad.
El metabolismo del alimento fresco continúa consumiendo oxígeno en la parte superior del empaque y aumenta la concentración de dióxido de carbono. Al mismo tiempo se produce agua y la humedad se acumula en le espacio superior. Esto incentiva el crecimiento de microorganismos que dañan las frutas y los tejidos vegetales.
Muchos alimentos vegetales producen etileno como parte de su ciclo metabólico normal. Este compuesto orgánico simple, acelera la maduración y el envejecimiento. Esto explica porque frutas tales como los plátanos y paltas maduran tan rápidamente cuando se mantienen en presencia de frutas maduras o malogradas en un contenedor y porque el brócoli se amarilla aun cuando está en el refrigerador.
Pruebas extensas han mostrado que cada alimento fresco tiene su propia composición gaseosa y nivel de humedad óptimos para maximizar su vida útil. El embalaje activo es muy prometedor en esta área; con el embalaje convencional es difícil optimizar la composición del espacio superior en un empaque.
La vida útil de los alimentos procesados también está influenciada por la atmósfera que envuelve al alimento. Para algunos alimentos procesados, una reducción de oxígeno es beneficiosa, disminuyendo la decoloración del as carnes curadas y la leche en polvo y previniendo la rancidez en las nueces y otros alimentos muy grasosos. Los niveles altos de dióxido de carbono y bajos de oxígeno pueden causar problemas en los vegetales frescos originando un metabolismo anaeróbico y un rápido deterioro de los alimentos. Sin embargo, en carnes frescas y procesadas, quesos y horneados, el dióxido de carbono puede tener un efecto antimicrobiano beneficioso.
CONTROLANDO
El concepto de extender la vida útil de los alimentos por el control de los gases en su ambiente inmediato, no es nuevo.
Almacenamiento de atmósfera modificada y controlada (AM y AC respectivamente) son términos usados para describir la adición o retiro de gases en almacenes, contenedores de transporte o empaques finales de alimentos. Se manipulan los niveles de oxígeno, dióxido de carbono, vapor de agua y etileno para obtener una atmósfera diferente a la normal, alrededor del alimento. También puede cambiarse la concentración de nitrógeno, particularmente cuando se requiere un reemplazo inerte para el oxígeno.
Una atmósfera controlada usualmente indica la supervisión y control de la composición gaseosa. Este es el caso del almacenamiento a granel para las frutas y a veces, algunos contenedores de transporte. No es práctico con empaques pequeños en el sistema de distribución.
El término atmósfera modificada se usa cuando la composición de la atmósfera de almacenamiento no está muy controlada. Este es el caso de los empaques al por mayor o menor. La atmósfera inicial es intencionalmente ajustada para dar una mezcla de gases tan cerca como sea posible a la que optimizará su vida útil. Los movimientos subsiguientes de gases y humedad dentro y fuera del empaque se controlan solo por la habilidad de la película de empaque para actuar como barrera.
SISTEMAS DE EMBALAJE ACTIVO
El embalaje activo, emplea un material de empaque que interactúa con el ambiente gaseoso interno para extender la vida útil de un alimento. Tales nuevas tecnologías modifican continuamente el ambiente gaseoso (y pueden interactuar con la superficie del alimento) removiendo o añadiendo gases al espacio superior dentro del empaque.
La tabla siguiente muestra algunas áreas de control atmosférico en el cual se usa exitosamente el embalaje activo.
USOS DEL EMBALAJE ACTIVO
Sistema de Embalaje Activo Aplicación Secuestrador de Oxígeno Mayoría de clases de alimentos Producción de CO2 Mayoría de alimentos afectados por levaduras Remoción de vapor de agua Alimentos secos y sensibles a levaduras Remoción de etileno Verduras y hortalizas Dosificación de Etanol Alimentos Horneados (donde sea permitido) TECNOLOGÍAS DE EMBALAJE ACTIVO
Secuestrador de Oxigeno
Absorción de Agua
Control de Dióxido de Carbono
Aislamiento de Calor/ Frío
Control de Etileno Tiempo - Temperatura
Marbetes
Preservantes Antimicrobianos
El embalaje activo ha estado presente como concepto por muchos años en diversas formas. Pero el interés ha crecido recientemente gracias a una corriente publicitaria respecto al desarrollo de nuevos y mejorados absorbedores de oxígeno, etileno, antimicrobianos.
Junto con este interés han llegado nuevas perspectivas para el embalaje de alimentos, tales como el concepto de preservantes indirectos de alimentos desde el empaque hacia el alimento.
El embalaje activo se basa en el desarrollo de materiales que en alguna forma interactúan con el producto para mejorar su calidad, seguridad, vida útil y utilización.
Mucho del trabajo inicial sobre embalaje activo se hizo en Japón, donde se introdujeron los sachets de absorbedores de oxígeno a fines de los setentas. Estos secuestradores basados en hierro de Mitsubishi Chemical se han usado hace varios años en muchos empaques japoneses de alimentos. Aunque ellos no han sido muy populares en EUA, hay aun muchos empaques en
En los años recientes se han desarrollado varias películas que utilizan hierro en ellas. Muchas de estas son opacas y no se usan frecuentemente debido a problemas de iniciación.
Otra área vital de desarrollo ha sido académica, donde muchos tipos de conceptos de embalaje activo se han presentado. Ha habido también proyectos esporádicos en proveedores de películas tales como Cryovac, organizaciones gubernamentales, y laboratorios de investigación y desarrollo en EUA y Australia.
Secuestradores de Oxígeno: Crecimiento Explosivo
El aumento de secuestradores de oxígeno es evidente. Con un crecimiento estimado en mas de 50 % anual, solo para tapas de cerveza, también están en la lista botellas para otras bebidas, jugos de frutas, nutracéuticos, y carne fresca refrigerada.
Las proyecciones son de 3 mil millones de empaques usando secuestradores de oxígeno en el 2004 en EUA y 6 mil en el mundo.
La actividad mas significativa del mayor uso de los secuestradores de oxígeno se ha visto con las botellas PET para cerveza y otras bebidas. Estos incluyen productos tales como “Amosorb DFC” de BP Chemical. Dirigido
En el área del embalaje flexible, Cryovac introdujo un rango de películas OS con un polímero en el cual la película misma es el secuestrador. Estas son películas multicapa con el polímero secuestrador incorporado en
Antimicrobianos / Mejoradores de Sabor y Olor
Hay dos principales tipos de película antimicrobiana – aquellas en las cuales el agente antimicrobiano migra desde la película o del recubrimiento de la película y aquellas en las cuales el agente permanece dentro de la película o recubrimiento. Debido a la naturaleza del alimento, aquellas películas donde el agente no migra a la superficie del alimento, será de efecto limitado, aunque podría ser de interés en otras aplicaciones que requieren propiedades antimicrobianas tales como gorros médicos, almohadas y otros de uso hospitalario.
Entre los materiales antimicrobianos mas comunes están los ácidos orgánicos y sus sales. Ver la tabla 1.
Aplicaciones típicas incluyen el uso de sorbato de potasio sobre PEBD para embalaje de queso; sorbato de calcio en estructuras de papel para envolturas de pan; anhídrido ácido benzoico en PEBD para empaque de pescado; imazalil en PEBD para pimientos y quesos; y extracto de semilla de uva en PEBD para lechuga y soya.
| Lista de Agentes Antimicrobianos para Uso en Películas | |
| Categoría Antimicrobiana | Ejemplos |
| Ácidos Orgánicos | Sales, Ácidos, Anhídridos |
| Derivados Naturales | Extractos de especias |
| Enzimas | Lisozima, Glucosa Oxidasa |
| Bacterisinas | Nisina, Pediocina |
| Quelantes | EDTA, Ácido Cítrico |
| Gases | Dióxido de Carbono, Ozono, Dióxido de Cloro |
| Plata | Iones, Sales |
| Fuente: Prof. Paul Dawson, Clemson Univ. | |
La aplicación de los agentes antimicrobianos puede hacerse de diversas formas. Los agentes pueden adicionarse, por ejemplo, en el extrusor, cuando se produce la película, aunque las altas temperaturas y el esfuerzo de corte en el extrusor pueden causar deterioro en su desempeño. Alternativamente, el agente se puede incluir en recubrimientos superficiales. Las ventajas del recubrimiento fuera de línea son la forma controlada de aplicación sin exponerlo a temperaturas excesivas, y la habilidad de aplicar el recubrimiento posteriormente, minimizando el riesgo de contaminación. Una tercera opción es incluir un sachet con agente antimicrobiano dentro de un empaque que ha sido, por ejemplo, considerado para el control de patógenos en bandejas de carne.
Los antimicrobianos que han sido objeto de una larga y amplia actividad académica, fueron inicialmente categorizados e introducidos ante una amplia audiencia en una conferencia en Islandia a fines de los ochentas por el Dr. Ted Labuza (Univ. Minnesota).
Sin embargo, una notable excepción que ha llegado de la industria son las tintas y recubrimientos “No Tox AM” de Colorcon, West Point, PA. Usando tecnología japonesa, las tintas incorporan plata combinada con una cerámica inorgánica que permite una dosificación continua controlada de iones plata sobre un rango determinado de tiempo. La humedad causa una salida lenta de la sustancia, lo cual origina la superficie antimicrobiana resultante. El material antimicrobiano se utiliza en la formulación del recubrimiento, el cual actúa como un sistema de entrega para los iones plata. Estos recubrimientos pueden aplicarse sobre una amplia variedad de materiales de embalaje flexible con los métodos estándar de recubrimiento. Se han desarrollado también tintas para varias aplicaciones de impresión.
Respecto a adelantos antimicrobiano y mejoradores de sabor desde los círculos académicos, junto con el trabajo pionero de Labuza, ha habido algunos éxitos recientes en embalaje activo por el Dr. Joseph Hotchkiss de Cornell. Entre estos está el desarrollo de una enzima dentro de una película usada para reducir la acidez del jugo de frutas. Usando naringanase, una enzima derivada de hongos, el material fue incorporado en la película forro de una caja de jugo. Desde que la acidez en el jugo de uva se debe principalmente a un compuesto común de la planta que tiene moléculas de oxigeno adjuntas, la enzima suelta estas moléculas de azúcar haciendo el jugo mas dulce.
En el área antimicrobiana, Hotchkiss está trabajando con una enzima llamada Lizozima, la cual es muy común en la clara del huevo de gallina. Esta enzima también está en la saliva y lagrimas y es comúnmente una enzima antibacteriana. El material ha sido exitosamente incorporado en una película.
Otros conceptos posibles incluyen el uso de una enzima reductora del colesterol en un película plástica para la leche o el empolvado de la superficie interna de una película con un rocío de polvo antimicrobiano.
Gas etileno / Control de Humedad
Han habido muchos desarrollos en el área de remoción del etileno en el embalaje.
La película “Orega” ha sido desarrollada para la preservación de frutas y vegetales. Las propiedades de absorción de etileno trabajan por la adición de un material poroso fino como zeolita o carbón. Adicionalmente CSRIO ha introducido un compuesto que remueve el gas de etileno, el cual causa que las hojas de las plantas del alrededor se amarillen. Se ha incorporado en la película un reactivo orgánico que reacciona con el etileno y se difunde en el empaque.
La tasa de difusión determina largamente la velocidad de reacción, y el reactivo debería preferentemente ser incluido en las capas mas permeables de las películas de barrera. Solo se requieren pequeñas cantidades en el nivel de algunas partes por millón para remover el etileno.
En el área de la humedad, el desarrollo ha devenido del uso de los sachets de sílica gel para diversos productos. Ha habido algunos intentos de producir combinaciones desecantes incorporadas en
Para los convertidores de embalaje flexible, son factores importantes tanto el costo como la aplicación en conversión para el uso exitoso de la mayoría de los conceptos de embalaje activo.
Debido a que la tecnología es tan nueva, esta tiende a ser algo cara. Seria de mucha ayuda tener una ecuación costo - beneficio respecto a si la extensión de la vida útil puede enmascarar el mayor precio. Sin embargo, también es necesario considera otros factores, incluyendo la posibilidad de una mejor calidad, cambios en la distribución y mejoramiento nutricional. Solamente entonces, pueden los convertidores decidir cuan ventajoso seria incluir embalaje activo en la gama de productos.
Fuente: Paper, Film & Foil Converter, Julio 2002.
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