Envolturas Comestibles Multicapas con Sustancias Antimicrobianas Encapsuladas

Algunas alteraciones mínimas en el procesado de la fruta pueden originar daños en la superficie, aumentando el ratio de respiración, reduciendo los aromas y textura, además de dar lugar a contaminaciones microbiológicas. Se hacen necesarias técnicas que permitan reducir estos daños y mejorar la vida útil de las frutas frescas.

Un grupo de investigación formado por la Universidad Federal de Ceará (Brasil) y la Universidad A&M de Texas (Estados Unidos), ha llevado a cabo un estudio centrado en el uso de envolturas comestibles antimicrobianas como alternativa a los envases con atmósfera modificada, para prevenir los daños físicos, mejorar la apariencia y reducir el crecimiento microbiano.

Los investigadores determinaron la viabilidad del uso de la deposición capa por capa (LbL, en sus siglas en inglés) para la incorporación de trans-cinamaldehido (aceite esencial de la canela) encapsulado en una envoltura comestible multicapas para mejorar la vida útil y la calidad de la papaya fresca cortada.

Las muestras de papaya se eligieron con el mismo color y tamaño. El complejo de inclusión lo desarrollaron por liofilización a partir de trans-cinamaldehido en betaciclodextrina. En cuanto a las envolturas comestibles se prepararon en tres soluciones de inmersión: chitosán, pectina y cloruro cálcico (CaCl2).

Tras preparar las soluciones, las papayas fueron inmersas en una solución de hipoclorito sódico (150ppm) durante 1min, lavadas, secadas con papel, peladas y cortadas en cubos de 15mm de lado. A continuación se continuó con el proceso de deposición capa por capa (chitosan, pectina y CaCl2); los cubos de papaya se fueron introduciendo en las soluciones durante 2 min y 2 min de reposo para eliminar el exceso. 

Cubos de papaya inmersos en agua destilada se consideraron muestra de control. Se introdujeron 15 cubos con y sin envoltura, con un peso total de 240 ± 10g, en 18 bandejas de polietileno y fueron almacenadas a 4ºC durante 15 días. Las muestras se sacaron cada 3 días para evaluaciones físico-químicas, microbiológicas y sensoriales. Los resultados indicaron que el uso de multicapas comestibles antimicrobianas mejoraba la calidad microbiológica y fisicoquímica de la papaya fresca cortada. 

Las envolturas extendían la vida útil hasta 15 días a 4ºC, mientras que las muestras sin envoltura se quedaban en 7 días. Además, las experiencias demostraron una reducción en las pérdidas de vitamina C y del contenido total de carotenoides.

El panel de consumidores valoró mejor las muestras con envoltura que las muestras de control. En paralelo, se llevó a cabo un estudio en el distribuidor para determinar la mejor forma de envasar la papaya fresca. En este caso 15 muestras (con envoltura y de control (240 ± 10g)) fueron depositadas en bandejas de polietileno y cubiertas por una envoltura con trasmisión de oxígeno y vapor de agua de 0.472- cc -mm/m2-24 h-atm a 10% RH y 8–7 g/m2/día a 90% RH respectivamente, a 38°C para simular muestras envueltas con films de polietileno de baja densidad. 

Como muestra de control se consideraron muestras con una fina tela de algodón. Los resultados de este estudio mostraron que los envases en bandeja de polietileno resultaban más adecuados para envasar la papaya fresca cortada refrigerada. Además, se vio la potencial aplicación de envolturas comestibles multicapas con antimicrobianos en la protección de frutas frescas.

El uso de envolturas comestibles antimicrobianas podría contribuir a una reducción del impacto medioambiental, por una parte por reducir los residuos orgánicos al extender la vida útil y por otra parte, al reducir las necesidades de envasado.

Fuente: Vigilancia Tecnológica - Sector Alimentario, 1er Trimestre 2012, p.6.

La caja de frutas que mantiene la fruta fresca

La caja de fruta "fruta fresca", hecha de cartón ondulado, usa por primera vez los espacios huecos entre el corrugado para aplicar materiales activos, en este caso, un absorbedor de etileno.


La vida útil de determinadas frutas y hortalizas se ve profundamente afectada por la formación de gas de etileno que, por ejemplo, es producida por las manzanas durante la maduración. La caja de cartón corrugado con absorción de etileno puede ayudar a ralentizar el proceso de deterioro y reducir las pérdidas debido a la maduración más rápida. Para hacer esta "envasado activo", un elemento de unión se aplica a las cavidades de ondulación, el absorbedor de etileno se aplica a este en forma de polvo o granulado y se pone un papel de proteccion en la parte superior de este. La fabricacion adicional de la caja se puede llevar a cabo de forma normal. La compatibilidad con los productos alimenticios está garantizada.


Una ventaja especial es que los materiales que absorben el etileno ya están integrados en el cartón ondulado durante su producción. Debido a la mejor distribución de los materiales a lo largo de todo el empaque, el efecto (de absorción de etileno en el espacio superior del envase) aumenta significativamente.Los productos tales como frutas o verduras por lo tanto pueden ser cosechados, y por lo tanto se extiende significativamente la mayor calidad y la vida útil y frescura de los productos.

La caja de cartón corrugado de frutas ha sido desarrollada por SCA Packaging Deutschland , con la cooperación y sobre la base de una patente del Instituto Fraunhofer en Munich.
¿Quieres saber más detalles de esta absorción de etileno cajón de la fruta?Puedes leer los detalles y la argumentación en los Estados Unidos la solicitud de patente 20100092634 "Método para aumentar la vida útil de los productos agrícolas que ...."

Envasado en Atmósfera Modificada, Pasivo, Activo y Dinámico

5 Noviembre, 2010 por Anton Steeman

El mercado de vegetales precortados envasado es un mercado creciente multi billonario impulsado por el interes de los consumidores en los productos naturales, conveniencia y nutricion. Desde que los vegetales precortados son productos vivos no procesados, es crucial preservar la frescura y minimizar la degradacion de la calidad asociada con los cambios de temperatura durante el transito. Y aqui es donde entra el Envasado en Atmosfera Modificada (EAM).
EAM es una tecnica donde si la atmosfera dentro del empaque es removida completamente se llama Envasado al vacio y si es alterada, puede ser Atmosfera Controlada o Envasado con Inyeccion de gas. En cada caso, el objetivo es extender la vida util de los alimentos perecibles, y al mismo tiempo mantener la calidad del producto.
La composicion de las mezclas de gas usadas con este proposito dependen del alimento y la naturaleza de los mecanismos de deterioro. Las reacciones de deterioro del alimento pueden ser de naturaleza bioquimica, fisiologica, fisica y microbiologica. En los sistemas EAM la concentracion de oxigeno (O2) es generalmente mantenida en niveles bajos a fin de reducir la posibilidad de reacciones oxidantes indeseables y para reducir el crecimiento de microorganismos aerobicos. El nivel elevado de Dioxido de Carbono (CO2) es principalmente usado debido a su efecto bacteriostatico y el nitrogeno (N2) es usanod como un gas de equilibrio.

Esta es la tecnica principalmente usada para carnes rojas, blancas, panaderia y productos similares. Sin embargo el EAM de las frutas frescas es un asunto mucho mas laborioso y en contraste con lo arriba, el O2 tiene que entrar y el CO2 tiene que salir, ya que las vegetales precortados necesitan "respirar" para mantenerse fescos. La razon es que los vegetales y hortalizas son organismos vivos y consecuentenmente continuan respirando aun despues de cosechados de manera que puedan producir energia para las vitales reacciones biologicas. Como resultado, cuando los vegetales y frutas frescas se envasan, ellas modifican naturalmente la atmosfera envolvente consumiendo O2 y produciendo CO2 (EAM pasivo). el EAM reduce los procesos de vida en curso no solo cambiando el producto sino tambien por reajuste del ambiente. Bajo la influencia del EAM, el producto se mantiene en un estado similar al de hibernacion animal, durante el cual el deterioro es efectivamente detenido.

Desde que las condiciones anoxicas llevan a la fermentacion, se debe evitar el consumo completo del O2 por seleccion de los materiales de empaque que permitan el ingreso de O2 y la salida del CO2 del empaque. En el EAM de los vegetales, otra preocupacion es la acumulacion del etileno en los empaques. El etileno es una hormona natural de las plantas que regula diversas reacciones fisiologicas. Su impacto fisiologico es mas prominente en vegetales climatericos como la palta, melon, tomates, brocoli, y albaricoque, debido a que su exposicion al exógeno etileno acelera su maduracion disminuyendo, por tanto, su vida útil. De alli que mantener bajos los niveles de etileno es obligatorio a fin de prolongar la via utilde los vegetales sensibles la etileno. Con este proposito, generalmente se usan atmosfera ricas en CO2 y pobres en O2 para reducir la produccion de etileno.

EAM Activo 

Algunas veces, ciertos aditivos estan incorporados en la pelicula de empaque o dentro de los envases plasticos para modificar la atmosfera entre el nivel de producto y la tapa o sello. Esto se define cono EAM activo. el concepto de EAM activo ha sido desarrollado para rectificar las deficiencias del EAM pasivo. Por ejemplo, cuando una pelicula tiene buena barrera a la humedad, pero no al oxigeno, la pelicula puede aun ser usada junto con un secuestrador de oxigeno para excluir el O2 del empaque. Similarmente, se pueden usar emisores/ absorbentes de CO2, emisores de etanol, y absorbentes de etileno para controlar los niveles de O2 dentro del EAM. Los materiales absorbentes apropiados se colocan junto con el alimento. Con su actividad, ellos modifican la composicion de la atmosfera del espacio  interior del empaque y por tanto contribuyen a la extensión de la vida útil del contenido. 

Luego, el sistema de EAM es activo cuando la respiracion del producto envasado y la permeacion de gas a traves de la pelicula de empaque se realizan simultaneamente. Por tanto, el O2 consumido durante la respiracion es reemplazado simultaneamente por el O2 ingresante.  Asimismo, una cantidad igual de CO2 que es producida por el vegetal envasado permea a traves del empaque. Como resultado, la composicion del aire permanece constante. Este estado se conoce como equilibrio o estado estacionario.

La obtencion del estado de equilibrio depende de un diseño apropiado del EAM. Pero algunos van todavia mas alla, ya que el estado de equilibrio no es siempre la respuesta optima para el vegetal fresco envasado. Ver tabla.

EAM Dinámico 

en cntraste con lo de arriba, la tecnologia de membrana Breatheway de APIO Inc, no descansa en secuestradores y/o la permeabilidad de la pelicula de empaque. es decir, la tecnologia requiere una pelicula, en el formato de una bolsa completamente cerrada, de cualquier tipo de material con tal de que sea impermeable a los gases. El sistema es capaz de establecer, dentro del empaque, niveles de O2 y CO2 independientes uno de otro, creando la combinación correcta de O2, CO2, humedad relativa y otros factores para una vida util maxima.

La tecnologia de membrana BreatheWay incorpora una relacion de selectividad diseñada, lo cual significa que la permeabilidad del CO2 a traves de la membrana ocurre a una velocidad 3.8 veces mas rapida de la velocidad del O2 (VTCO2/VTO2 = 3.8). Usando esta caracteristica, el tamaño correcto de membrana y la tasa para, virtualmente, cualquier cualquier configuracion de empaque puede seleccionarse para mantener las relaciones ideales de O2 y CO2.

Mas aun, la tecnologia BreatheAway presenta un polimero cristalizable que ha sido diseñado para comportarse como un interuptor termico a una temepratura determinada. Mientras que el cambio es invisible al ojo humano, esta dramaticamente cambia la permeabilidad de la membrana - convirtiendose en mas permeable a altas temperaturas y menos a bajas temperaturas.

Las membranas son reversibles, esto significa que ellas se moveran desde un estado cristalino a uno amorfo y viceversa, cuantas veces sea necesario. El interruptor de temperatura permite a la membrana, que la permeabilidad aumente hasta 1.8 veces a 10°C que a 0°C, compensando, por tanto, el aumento en la velocidad de respiración del vegetal sobre el mismo rango de temperatura. El resultado es que el sistema puede mantener casi cualquier combinacion del O2 y CO2 dentro del empaque y tolerar fluctuaciones moderadas de temperatura y cambios de respiracion de producto que normalmente ocurren durante el transporte comercial y transbordos.

Debido a que la permeabilidad no depende del material de la bolsa, esta puede diseñarse de acuerdo a las necesidades exactas de la aplicacion, sea que tenga que eliminar condensacion, retener humedad, mejorar la transparencia o cualquier otro detalle. En general, las bolsas son diseñadas para usarse como forros o liners, es decir se usan dentro de una caja de carton o de plastico. 

Cambios en empaque de frutas blandas frescas

Amcor esta ayudando al grupo de supermercados ingleses Sainsbury a reducir el embalaje usado para envases de frutas blandas en 87 % con su pelicula flexible de PET.

Amcor sostiene que Sainsbury esta usando la pelicula para reemplazar tapas rigidas de engarce mecanico en sus envases de fresas, moras y

ciruelas. Amcor dijo que aun cuando este tipo de pelicula ya existia antes, esta es la primera vez que se ha usado para fruta blanda.

El gerente de embalaje de Sainsbury dijo que el supermercado busco a Amcor en respuesta las preocupaciones de los clientes respecto a la contaminacion ambiental. Una de las principales preocupaciones ambientales de sus clientes es el exceso de embalaje, por

tanto reemplazando las tapas rigidas por flexibles, tienen la oportunidad de ahorrar 333 TM/año de plastico.

Adicionalmente, las tapas flexibles son pelables y se imprimen - eliminando la necesidad de usar etiquetas.

Segun Amcor, los consumidores apreciaran la excelente transparencia de la pelicula, significando que el producto sera facilmente visto y a los distribuidores les gustara la mejora en el apilamiento de los empaques.