Envases activos con aditivos naturales

Aimplas trabaja en un proyecto para alargar el tiempo de conservación de los alimentos

El desarrollo de nuevos envases y tecnologías de envasado para alimentos es una constante debido a las crecientes demandas de los consumidores de productos frescos o con tratamientos mínimos. Además, los cambios de estilo de vida han provocado una mayor demanda de productos fáciles de consumir y semielaborados, que además garanticen tiempos de conservación del alimento cada vez más largos. Los envases activos se presentan, desde hace unos años, como una solución a estos requerimientos.

Galindo-Galiana, B., Departamento de Compounding, y Gonzalez-Leyba, R., Departamento de Extrusión de Aimplas

El envase activo se puede definir como el sistema alimento/envase/entorno que actúa de forma coordinada para mantener o incluso mejorar la salubridad, las propiedades organolépticas y calidad del alimento envasado, aumentando así su vida útil (1). De este modo el envase juega un papel activo, dejando de ser un mero contenedor del alimento o una barrera física entre el alimento y el exterior. Para ello se debe incorporar al sistema el llamado agente o elemento activo, que jugará un papel fundamental durante la vida útil del alimento.

Los desarrollos en envases activos son bastante variados, permitiendo controlar los diferentes problemas de deterioro o alteración de la calidad de los alimentos, como son el control de la descomposición de gases en el interior del envase (oxígeno, dióxido de carbono, etileno…), regulación de la humedad, el control del proceso de oxidación, la eliminación de olores y de sustancias indeseables, o el control de la contaminación microbiológica (2). Además, también es posible dotar al alimento de determinados aromas o adicionar conservantes químicos mediante un sistema activo. En este sentido los sistemas de envase activo pueden clasificarse en absorbedores y en emisores. Los absorbedores eliminan sustancias no deseadas, como el oxígeno, el etileno, el exceso de humedad o determinados olores y sabores, mientras que los emisores liberan sustancias de interés como antioxidantes, antimicrobianos o determinados aromas, por medio de un proceso de migración controlada del aditivo.

En el envasado activo, podemos decir que existen básicamente dos mecanismos de actuación:

• El primero consiste en la introducción del elemento activo en el interior del envase junto con el producto a envasar, siendo la forma más común la introducción de una bolsita, sobre o etiqueta, conteniendo dicho elemento (3).
• El segundo consiste en la incorporación del elemento activo en el propio material del envase, en forma de aditivo, liberándose después de forma controlada al alimento o absorbiendo, también de forma controlada, alguna sustancia indeseable presente en el interior del envase.

Los últimos desarrollos en envasado activo se han centrado en el segundo mecanismo, ya que se elimina la operación de introducción de sistema activo en el envase y además se trata de la forma más atractiva para el consumidor, al no encontrar ningún elemento extraño junto con el alimento. Además, estos sistemas presentan la ventaja de que toda la superficie del componente activo entra en contacto con el producto envasado.

En este sentido son de gran interés los envases activos antimicrobianos y/o antioxidantes, ya que las principales causas de alteración de muchos alimentos son los microorganismos y los deterioros producidos por oxidación de sus componentes grasos, siendo las implicaciones económicas de gran importancia tanto para los fabricantes, como para distribuidores y consumidores.

La acción antimicrobiana
La acción antimicrobiana o antioxidante puede estar basada en la emisión de sustancias volátiles al espacio de cabeza del envase o en la migración del componente activo del material de envase al alimento, permitiendo una lenta liberación de la sustancia activa. Otra opción es la inmovilización química o física del agente activo en el material del envase, de forma que existe un contacto directo del alimento con la superficie del envase.

Se conoce el efecto antimicrobiano de un gran número de sustancias, como son los ácidos orgánicos débiles (acético, benzoico, sórbico, cítrico, …) y sus sales, enzimas (lisozyma, glucosa oxidasa), fungicidas sintéticos, metales (plata, cobre, zirconio) y extractos naturales de plantas (ajo, romero, tomillo, orégano…) (4 y 5) .

En el caso de los antioxidantes, los que están aprobados para alimentos se pueden clasificar del siguiente modo:

• Extractos naturales, que son derivados de plantas, hierbas, especias y/o frutas. Los más conocidos son el romero, tomillo, orégano, canela, ciertos tipos de chiles y ajo. La mayoría de ellos están disponibles en forma de oleorresinas que se pueden incluir en las formulaciones para marinado de la carne fresca o productos mejorados.
• Fenólicos o antioxidantes sintéticos, que se emplean en muy pequeñas concentraciones y son restringidos por las regulaciones de cada país.
• Basados en vitaminas, siendo los más conocidos el ácido ascórbico, ácido cítrico (vitamina C) y tocoferoles (vitamina E).

Debido a la creciente preocupación de los consumidores por la presencia de ciertos aditivos en los alimentos, como aromas, edulcorantes, antioxidantes o enzimas, los sistemas de envasado activo que están en auge actualmente consisten en la incorporación de los aditivos activos en el envase, en los que se emplea como sustrato los materiales poliméricos convencionales con los que se fabrican los envases alimentarios, como son las poliolefinas, los poliésteres o combinaciones de éstos con polímeros barrera al oxígeno en forma de estructuras multicapa, en función de los requerimientos del alimento a envasar.

Dentro de este marco, es de especial interés la incorporación de aditivos activos naturales a los materiales plásticos que forman los envases, sustituyendo a los aditivos sintéticos y alargando la vida útil de los alimentos mediante la migración controlada del aditivo desde la matriz polimérica hacia el alimento.

Aplicaciones
Dentro de esta línea de investigación, Instituto Tecnológico del Plástico (Aimplas) ha coordinado y participado, junto con otros seis centros de investigación, en el proyecto consorciado Natal ‘Desarrollo de envases activos con aditivos naturales obtenidos de residuos agroindustriales’, impulsado por Ceide@ (Alianza Estratégica y de Cooperación en Investigación en Envase y Embalaje para la comercialización de alimentos transformados) y financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación.

El objetivo principal del proyecto ha sido la obtención de envases activos flexibles y films separadores de productos loncheados activos, con efecto antimicrobiano y/o antioxidante, a partir de aditivos naturales procedentes de subproductos de la industria del vino, del aceite y del tomate, así como de recursos marinos como algas, que son aplicables a un amplio rango de alimentos y procesos de conservación.

El proyecto, de dos años y medio de duración, ha contemplado tanto la extracción de los aditivos activos naturales como la incorporación de los mismos en los materiales plásticos durante el proceso de fabricación de films separadores y envases flexibles por extrusión. Se ha trabajado con extractos de uva, ajo, cebolla, tomate, pimiento, aceitunas y algas. En el proyecto se ha estudiado la efectividad de los nuevos films separadores y envases conteniendo los aditivos activos sobre una gran variedad de alimentos envasados como pescados, quesos, embutidos, carnes rojas, frutas y verduras.

1. R. Catalá, R. Gavara. Nuevos envases. De la protección pasiva a la defensa activa de los alimentos envasados. Arbor. CLXVIII, 661, pp. 109-127, 2001.
2. A. López-Rubio, E. Almenar, P. Hernández-Muñoz, J. M. Lagarón, R. Catalá, R. Gavara. Overview of active polymer-based packaging technologies for food applications. Food Rev. Int. 20/4, 357-386, 2004.
3. M. L. Rooney. Overview of active food packaging, in Active Food Packaging. M. L Rooney Editor. Blakie Academic & Professional, Glasgow, Gran Bretaña, 1995.
4. D. S. Cha, M. S. Chinnan. Biopolymer-based antimicrobial packaging: a review. Crit. Rev. Food Sci. Nutr., 44, pp. 223-237, 2004.
5. J. H. Han. Antimicrobial packaging system, in Innovation in Food Packaging. J. H. Han editor, Elsevier Academia Press, Londres, Gran Bretaña, 2005.