envasado activo, inteligentes y nuevos materiales
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ENVASADO EN AM, ENVASADO EN AM, ENVASES ACTIVOS E ENVASES ACTIVOS E
INTELIGENTESINTELIGENTES
ATMÓSFERAS MODIFICADAS
A diferencia de las AC, en donde la concentración de gasesque rodea el producto se ajusta a los niveles óptimos, en
las atmósferas modificadas (AM) se tiene un control menos estricto de la concentración de gases, ya que se establece
en base al metabolismo del producto vegetal y la permeabilidad del material que lo envuelve.
ATMÓSFERAS MODIFICADAS
En la AM si la composición gaseosa deseada se obtiene por la interacción entre la respiración y la permeabilidad del polímero se denomina modificación pasiva.
Si la composición gaseosa se obtiene mezclando externamente el gas por inyección en el envase con ayuda o no de un vacío previo se denomina modificación activa.
ATMÓSFERAS MODIFICADAS
La AM y AC se diferencian en los sistemas de generación y de estabilización y en el grado de control de la composición de la atmósfera, que en la AC es más exacto.
ATMÓSFERAS MODIFICADAS
Las AM consisten en envasar los productos vegetales en una película de permeabilidad selectiva para conseguir una atmósfera alrededor del producto durante la conservación.
COMPOSICIÓN DEL AIRE
Gases Mayoritarios (volumen
aproximado)
Otros gases (Volumen total < 0.012 %)
Nitrógeno (78.03 %)Oxigeno (20.99 %)
Argón (0.94 %)Dióxido de Carbono
(0.03 %)
Dióxido de Nitrógeno
Monóxido de Carbono
Oxido NitrosoOzono
HelioHidrogenoDióxido de
AzufreVapor de
Agua
ATMÓSFERAS MODIFICADAS
La base física de la técnica de AM consiste en el hecho de utilizar determinados materiales de características altamente selectivas al paso de los gases: O2, CO2, N2, C2H4, H2O, etc.
ATMÓSFERAS MODIFICADAS
Son capaces de regular adecuadamente los intercambios gaseosos entre el órgano vegetal y el ambiente que lo rodea, originados en el metabolismo general del producto, de manera que se genere y estabilice una AM favorable para su supervivencia.
ATMÓSFERAS MODIFICADAS
Procesos de interacción envase plástico-alimento
Fuente: Alvarado et al. (2001)
ATMÓSFERAS MODIFICADAS
Modelo de permeabilidad de gases y vapores a través de
una película plásticaFuente: Coles et al. (2004)
CARACTERÍSTICAS GENERALES EXIGIBLES A LOS ENVASES
• Permeabilidades requeridas y selectivas para aire y vapor de agua.
• Elevada transparencia, brillo y propiedades anti-empañantes.
• Peso ligero.• No tóxico• Resistencia a la rotura y al estiramiento.• Facilidad para sellarse por calor a temperaturas
bajas.• Que no reacciones con el producto.• Que no produzca migraciones al producto.• Buena resistencia térmica.• Buena transmisión del calor.• Facilidad de manejo y etiquetado• Bajo costo y fácil adquisición.
MATERIALES EMPLEADOS PARA ENVASES
• Los polímeros son empleados en la fabricación de películas flexibles para el envasado de productos vegetales frescos, entre los que destacan el policloruro de vinilo (PVC), el poliestileno (PS), el polietileno (PE) y el polipropileno (PP).
• Los PE y PP son los polímeros más utilizados.
CARACTERÍSTICAS DE LOS DIFERENTES TIPOS POLÍMEROS
Polímero PERMEABILIDAD(P) [mL/m3.día.atm
O2 CO2 PCO2/PO2
Polietileno baja densidad
Polipropileno
Poliestileno
Acetato de celulosa
Cloruro de polivinilo
Cloruro de polivinilideno
Policarbonato
3900-1300
1300-6400
2600-7700
1814-2325
620-2248
15.5
13950-14725
7700-77000
7700-21000
10000-26000
13300-15500
4263-8138
59
23250-26350
2.0-5.9
3.3-5.9
3.4-3.8
6.7-7.3
3.6-6.9
3.8
1.7-1.8
Propiedades deseables de los materiales de envasado
Barrera o de protección
Estos materiales deben preservar el alimento y la atmósfera, del ambiente exterior
Barrera frente a gases, humedad y olores
Técnicas o mecánicas
Impuestas por el proceso de envasado,la maquinaria utilizada en él yla manipulación de los envases acabadosdurante su distribución y venta
Resistencia a fuerzas de tracción y fricciónResistencia frente a impactos, desgarros, perforaciones y abrasionesFlexibilidad para soportar la presión interna de los gasesAptitud para el termoformadoFacilidad de selladoResistencia a bajas y/o altas temperaturas
Comerciales
Presentación atractiva y manipulación
sencilla y práctica para el consumidor
Brillo y transparencia Capacidad antivaho Facilidad de apertura Aptitud para la impresión y la adición
de etiquetas y códigos
Otras
EconómicasLegalesMedioambientales
Rendimiento y coste por m2
Disponibilidad en el mercado Inercia química Posibilidad de reciclado
Propiedades deseables de los materiales de envasado
ATMÓSFERAS MODIFICADAS
• Los envases más extendidos en el envasado en atmósfera modificada que se fabrican con materiales poliméricos se dividen en dos categorías:
• Envases flexibles. A este grupo pertenecen los envases o bolsas tipo “almohada”, que tienen una soldadura longitudinal y dos transversales en los extremos, y los tipo “saco o sobre”, con los cuatro lados sellados.
• Envases rígidos. En esta segunda categoría los envases constan de dos componentes. El inferior puede tener distintas formas (copa, tarrina, etc.) aunque generalmente se trata de una bandeja sobre la que se deposita el alimento. El otro componente es una película flexible que sirve para cubrirlo.
ATMÓSFERAS MODIFICADAS
Envases más utilizados en el envasado en atmósfera modificada: (1) Bolsa tipo “almohada”,
(2) bolsa tipo “sobre” o “saco”, y (3) bandejaFuente: García et al. (2006)
ATMÓSFERAS MODIFICADAS
Variaciones del ambiente gaseoso en envases con productos metabólicamente activos, bajo una atmósfera modificada. 1) Composición inicial de la atmósfera; 2) consumo de O2 y producción de CO2 y vapor de agua debido a los procesos metabólicos del producto; y 3) difusión de gases a través del material de envasado de permeabilidad selectiva.
Propiedades físicas, ventajas e inconvenientes de los principales gases utilizados en el envasado en atmósfera modificada.
GasesPropiedades
físicasVentajas Inconvenientes
OxígenoIncoloroInodoroInsípido
Imprescindible para la conservación
óptima de alimentos
metabolicamente activos
Inhibe anaerobios
Favorece el crecimiento de
aerobios
Dióxido de
carbono
IncoloroInodoro
Ligero sabor ácido
Soluble en agua
BacteriostáticoFungistáticoInsecticida
Mayor acción a baja temperatura
Produce colapso del envaseDifunde
rápidamente a través del
envase
Nitrógeno
IncoloroInodoroInsípidoInsoluble
InerteDesplaza al oxigeno
Inhibe aerobiosEvita el colapso del
envase
Favorece el crecimiento de
anaerobios (100%
nitrógeno)
Gases investigados para su aplicación en el envasado en atmósfera modificada
Gas Aplicación
Monóxido de carbono
Inhibe el pardeamiento en productos vegetalesInhibe las reacciones de oxidación (de forma
indirecta)Inhibe el crecimiento de microorganismos aerobios
(de forma indirecta)
Argón Sustituye al N2 en atmósferas modificadas
HelioSustituye al N2 en atmósferas modificadasGas trazador para el control de microfugas
Hidrógeno Gas trazador para el control de microfugas
Óxido nitrosoInhibe el crecimiento de ciertos microorganismos
Inhibe la producción de etileno
Cloro Inhibe el desarrollo de microorganismos (mohos)
OzonoElimina el etileno
Inhibe el desarrollo de microorganismos
Fruta
Velocidad de
respira-
ción5oC mg
CO2/kg/h
Tolerancia Optimo
Temperatura de
Almacenamiento(ºC)
Vida de ana-quel
aproximad
a
% CO2
Máx.% O2
Min.% CO2 % O2
Manzana 5 - 10 2 - 5 1 - 2 1 - 3 1 - 2 0 - 32 – 11meses
Albaricoque
10 - 20 2 2 2 - 3 2 - 3 0 - 5 -
Aguacate - 5 3 3 - 10 2 - 5 5 - 138-10
días
Plátano - 5 2 2 - 5 2 - 5 12 - 15 15 días
Zarzamora - - -15 -
205 - 10 0 - 5 -
Mora azul - - -12 -
202.5 0 - 5 -
Melón Canta-loupe
- 15 2 - - 3 - 7 -
ENVASES ACTIVOS
• Los envases activos constituyen una alternativa para mejorar los métodos de conservación de los alimentos.
• Esta tecnología se basa en la incorporación de aditivos al sistema de envasado con la finalidad de mantener la calidad del producto al retrasar las principales reacciones de deterioro, una vez envasado.
ENVASES ACTIVOS
El envase activo es aquel tipo de envase que cambia las condiciones del envasado para prolongar la vida útil del producto o mejorar su seguridad, mientras mantiene su calidad (Coles et al, 2004).
ENVASES ACTIVOS
Se define como componente activo, al material u objeto destinado a prolongar el tiempo de conservación, o mantener el estado de los alimentos envasados.
Están diseñados para incorporar componentes que transmitan sustancias a los alimentos envasados o al entorno de éstos o que absorban sustancias de los alimentos envasados o del entorno de éstos (Coles et al, 2004).
Ejemplos de sistemas de envasado activo aplicados a la preservación y extensión de la vida de anaquel de frutos y
hortalizas
Categoría Compuestos utilizados Presentación
O2
Compuestos de Fierro, Ácido ascórbico, Sales metálicas,
Glucosa y alcohol oxidasa.
Sacos, etiquetas y películas
CO2
Hidróxido de calcio, sodio y potasio
Oxido de calcio Silica gel
Sacos
Etileno
Oxido de aluminio Permanganato de potasio
Carbón activado + catalizador metálico Zeolita Arcilla
Sacos y películas
Abs
orbe
dore
s
Vapor de agua
Propilenglicol Silica gel Arcilla
Sacos y películas
Olores (aminas y aldehídos)
Acetato de celulosa Sales ferrosas
Ácido cítrico o ascórbico Sacos y películas
Libe
rado
res
CO2
Ácido ascórbico Hidrogeno de sodio
Carbonato y ascorbato Sacos
Deterioros causados por el oxigeno en frutas y hortalizas
Fuente: García et al, 2006
• Dentro del envasado activo, una de las categorías más importantes es sin duda alguna la que componen los absorbedores de oxígeno.
• Un absorbedor o scavenger de oxígeno es una sustancia que absorbe este gas del medio en el que se encuentra; eliminando la cantidad de oxígeno que está en contacto con el alimento (Coles et al, 2004).
• En general, los absorbedores de oxigeno se pueden clasificar en metálicos y no metálicos.
• Los primeros se tratan de sales ferrosas que reaccionan con el oxígeno para formar óxido de hierro bajo determinadas condiciones de humedad.
• Estos sistemas químicos reaccionan con el agua del alimento produciendo un agente reductor metálico hidratado, que secuestra el oxígeno dentro del envase del producto, convirtiéndolo de forma irreversible en un óxido estable (Ahvenainen, 2003):
• Fe Fe2+ + 2e-• ½ O2 + H2O + 2e- 2OH-
• Fe2+ + 2OH- Fe(0H)2
• Fe(OH)2 + ¼ O2 + ½ H2O Fe(OH)3
• Los absorbedores no metálicos incluyen a los que usan agentes reductores orgánicos tales como el ácido ascórbico, las sales de dicho ácido y el catecol.
• El catecol es un componente orgánico que no requiere elevada humedad para que se lleve a cabo la remoción del oxigeno (Ahvenainen, 2003).
• También incluyen secuestrantes de oxígeno enzimáticos, que emplean glucosaoxidasa y catalasa o alcoholoxidasa.
• En presencia de agua la glucosa oxidasa, oxida glucosa, formando ácido glucónico y peróxido de hidrógeno (H2O2) (Ahvenainen, 2003):
• 2 glucosa + 2O2 + 2H2O 2 ácido glucónico + 2H2O2
Donde la glucosa es el sustrato.
• El peróxido de hidrogeno es un producto final desagradable, por lo que es necesario la acción de otra enzima (catalasa) para metabolizarlo (Ahvenainen, 2003):
• 2H2O2 + catalasa 2H2O + O2 + catalasa
• Este tipo de absorbedores son muy sensibles a variaciones en el pH, actividad de agua, temperatura, y disponibilidad de solventes; ambas enzimas pueden ser parte del material de envase o estar en un saco independiente. El polipropileno (PP) y el polietileno (PE), son materiales comúnmente utilizados como sustrato para la inmovilización de enzimas (Ahvenainen, 2003).
ENVASES ACTIVOS
Captadores de oxígeno:
oxidación de polvo de hierro, de ácido ascórbico o de un pigmento fotosensible,
oxidación enzimática (glucosa oxidasa o alcohol oxidasa), ácidos grasos insaturados y
levaduras inmobilizadas en un material sólido o película.
Combinados con envasado al vacío o EAM/EAC.
Concentraciones objetivo < 0,1%
Nombre comercial Fabricante País del fabricante
Principio/ sustancias activas Presentación
Ageless® Mitsubishi Gas Chemical Co. J apón Metálico Sacos y etiquetas
Amosorb® 2000 BP Amoco Chemical Estados Unidos Desconocido Película plástica
Amosorb® 3000 BP Amoco Chemical Estados Unidos Desconocido Película plástica
ATCO® Standa Industrie Francia Metálico Etiquetas
Bioka® Bioka Ltd. Finlandia Enzimático Sacos
Darex® Grace Performance
Chemicals Estados Unidos Ascorbato / sulfitos Botellas
Freshilizer® Toppan Printing Co. J apón Metálico Sacos
FreshMax® Multisorb Technologies Inc. Estados Unidos Metálico Etiquetas
FreshPax® Multisorb Technologies Inc. Estados Unidos Metálico Sacos
OS1000® Cryovac Sealed Air Co. Estados Unidos Absorbedor activado
por luz películas plásticas
Oxycap Standa Industrie Francia Metálico Tapas de botellas
Oxyguard™ Toyo Seikan Kaisha J apón Metálico Bandejas plásticas
O-Buster Dessicare Ltd. Estados Unidos Metálico Sacos
Pure Seal® Technologies Inc. Estados Unidos Ascorbato/ sales metálicas Tapas de botellas
Sanso-cut® Finetech Co. J apón Metálico Sacos
Seaqul® Dai Nippon Co. J apón Metálico Sacos
Shelfplus O2 Ciba Specialty chemicals Suiza Metálico Película plástica
Tamotsu™ Oji Kako Co. J apón Catecol Sacos
Vitalon® 2 Toagosei Chemical Co. J apón Metálico Sacos
ZERO2™ CSIRO and VisyPak Australia Tinte fotosensitivo/ compuestos orgánicos películas plásticas
Nombre comercial
Fabricante País del fabricante Principio/
sustancias activas Presentación
Ageless® Mitsubishi Gas Chemical Co. J apón Metálico Sacos y etiquetas
Amosorb® 2000 BP Amoco Chemical Estados Unidos Desconocido Película plástica
Amosorb® 3000 BP Amoco Chemical Estados Unidos Desconocido Película plástica
ATCO® Standa Industrie Francia Metálico Etiquetas
Bioka® Bioka Ltd. Finlandia Enzimático Sacos
Darex® Grace Performance
Chemicals Estados Unidos Ascorbato / sulfitos Botellas
Freshilizer® Toppan Printing Co. J apón Metálico Sacos
FreshMax® Multisorb Technologies Inc. Estados Unidos Metálico Etiquetas
FreshPax® Multisorb Technologies Inc. Estados Unidos Metálico Sacos
OS1000® Cryovac Sealed Air Co. Estados Unidos Absorbedor activado
por luz películas plásticas
Oxycap Standa Industrie Francia Metálico Tapas de botellas
Oxyguard™ Toyo Seikan Kaisha J apón Metálico Bandejas plásticas
O-Buster Dessicare Ltd. Estados Unidos Metálico Sacos
Pure Seal® Technologies Inc. Estados Unidos Ascorbato/ sales metálicas Tapas de botellas
Sanso-cut® Finetech Co. J apón Metálico Sacos
Seaqul® Dai Nippon Co. J apón Metálico Sacos
Shelfplus O2 Ciba Specialty chemicals Suiza Metálico Película plástica
Tamotsu™ Oji Kako Co. J apón Catecol Sacos
Vitalon® 2 Toagosei Chemical Co. J apón Metálico Sacos
ZERO2™ CSIRO and VisyPak Australia Tinte fotosensitivo/
compuestos orgánicos películas plásticas
Nombre comercial Fabricante País del fabricante Principio/
sustancias activas Presentación
Ageless® Mitsubishi Gas Chemical Co. J apón Metálico Sacos y etiquetas
Amosorb® 2000 BP Amoco Chemical Estados Unidos Desconocido Película plástica
Amosorb® 3000 BP Amoco Chemical Estados Unidos Desconocido Película plástica
ATCO® Standa Industrie Francia Metálico Etiquetas
Bioka® Bioka Ltd. Finlandia Enzimático Sacos
Darex® Grace Performance Chemicals Estados Unidos Ascorbato / sulfitos Botellas
Freshilizer® Toppan Printing Co. J apón Metálico Sacos
FreshMax® Multisorb Technologies Inc. Estados Unidos Metálico Etiquetas
FreshPax® Multisorb Technologies Inc. Estados Unidos Metálico Sacos
OS1000® Cryovac Sealed Air Co. Estados Unidos Absorbedor activado por luz películas plásticas
Oxycap Standa Industrie Francia Metálico Tapas de botellas
Oxyguard™ Toyo Seikan Kaisha J apón Metálico Bandejas plásticas
O-Buster Dessicare Ltd. Estados Unidos Metálico Sacos
Pure Seal® Technologies Inc. Estados Unidos Ascorbato/ sales metálicas Tapas de botellas
Sanso-cut® Finetech Co. J apón Metálico Sacos
Seaqul® Dai Nippon Co. J apón Metálico Sacos
Shelfplus O2 Ciba Specialty chemicals Suiza Metálico Película plástica
Tamotsu™ Oji Kako Co. J apón Catecol Sacos
Vitalon® 2 Toagosei Chemical Co. J apón Metálico Sacos
ZERO2™ CSIRO and VisyPak Australia Tinte fotosensitivo/ compuestos orgánicos películas plásticas
Estructura de la bandeja OxyguardTM
Absorbedor de oxigeno Fresh Max®
Fuente: Ficha técnica Fresh Max®, Multisorb, 2006
ABSORBEDORES DE CO2
• El reactivo comúnmente utilizado para remover el CO2 es el hidróxido de calcio (CaOH)2; el cual reacciona con el CO2 para formar carbonato de calcio (CaCO3), en condiciones de humedad elevada (Ahvenainen, 2003).
• Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O
ABSORBEDORES DE CO2
• Multiform Desiccants patentó un absorbedor de CO2, en sachet o sacos. El material utilizado para la formación del saco contiene en sus poros óxido de calcio (CaO), y un agente desecante (gel de sílice), que absorbe la humedad dentro del envase.
• El CaO reacciona con el agua absorbida por el gel de sílice, formando Ca(OH)2 (Ahvenainen, 2003).
• CaO + H2O Ca(OH)2
ABSORBEDORES DE ETILENO
• Los sistemas más usuales de absorción de etileno se basan en los siguientes mecanismos:
• Permanganato potásico (KMnO4) inmovilizado sobre sustrato mineral inerte como perlita, alumina, zeolita, carbón activo, gel de sílice, cristobalita.
ABSORBEDORES DE ETILENO
• El KMnO4 actúa oxidando el etileno (CH2CH2) a acetaldehído (CH3CHO), que posteriormente es oxidado a Ácido acético (CH3COOH), y éste a CO2 y agua (Ahvenainen, 2003).
• 3CH2CH2 + 12KMnO4 12MnO2 + 12KOH + 6CO2
Absorbedores de etileno en forma de cartuchos
Fuente: García et al, (2006)
Ejemplos de absorbedores de etileno Izquierda: Absorbedor de etileno en saquitos,
Derecha: Absorbedor de etileno incorporado en el material plástico
Absorbedores de etileno comerciales
Nombre comercial Fabricante País del fabricante
Principio/ sustancias activas Presentación
Air Repair DeltaTRAK Estados Unidos KMnO4 Sacos
BO film Odja Shoji C. J apón Cerámica Película plástica
Ethysorb™ Molecular Products Ltd. Reino Unido - -
Everest-Fresh Everest-Fresh Corporation Estados Unidos Minerales Película plástica
Ethylene EliminatorPak Dessicare Estados Unidos Zeolitas Sacos
Fridge Friend Ethylene control Inc. Estados Unidos KMnO4 Cajas para su en refrigeradores
Green Keeper Super Bio Star S.A. España - -
Green Pack Rengo Co. J apón - -
Mrs. Green´s Extra Life Dennis Green Ltd. Estados Unidos KMnO4
Cartuchos para su uso en refrigeradores
Neupalon Sekisui J ushi J apón Carbón activado Sacos
Orega bag Cho Yang Heung San Co. Corea Minerales como zeolita,
carbón activado, cristobalita, etc.
Bolsas
Peakfresh Peakfresh products Australia Minerales películas plásticas
Profresh E-I-A Warenhandels GmbH Austria Minerales Película plástica
PowerPellet Ethylene Control Inc. Estados Unidos KMnO4 Sacos
Purafil Purafil Estados Unidos KMnO4, impregnado con alumina Sacos
Retarder Bioconservación S.A. España - Etiquetas
Sendomate Mitsubishi Chemical Co. J apón Carbón activado + Pd como catalizador Sacos
Absorbedores de etileno comerciales
Nombre comercial Fabricante País del fabricante
Principio/ sustancias activas Presentación
Air Repair DeltaTRAK Estados Unidos KMnO4 Sacos
BO film Odja Shoji C. J apón Cerámica Película plástica
Ethysorb™ Molecular Products Ltd. Reino Unido - -
Everest-Fresh Everest-Fresh Corporation Estados Unidos Minerales Película plástica
Ethylene EliminatorPak Dessicare Estados Unidos Zeolitas Sacos
Fridge Friend Ethylene control Inc. Estados Unidos KMnO4 Cajas para su en refrigeradores
Green Keeper Super Bio Star S.A. España - -
Green Pack Rengo Co. J apón - -
Mrs. Green´s Extra Life Dennis Green Ltd. Estados Unidos KMnO4
Cartuchos para su uso en refrigeradores
Neupalon Sekisui J ushi J apón Carbón activado Sacos
Orega bag Cho Yang Heung San Co. Corea Minerales como zeolita,
carbón activado, cristobalita, etc.
Bolsas
Peakfresh Peakfresh products Australia Minerales películas plásticas
Profresh E-I-A Warenhandels GmbH Austria Minerales Película plástica
PowerPellet Ethylene Control Inc. Estados Unidos KMnO4 Sacos
Purafil Purafil Estados Unidos KMnO4, impregnado con
alumina Sacos
Retarder Bioconservación S.A. España - Etiquetas
Sendomate Mitsubishi Chemical Co. J apón Carbón activado + Pd
como catalizador Sacos
Nombre comercial Fabricante País del fabricante
Principio/ sustancias activas Presentación
Air Repair DeltaTRAK Estados Unidos KMnO4 Sacos
BO film Odja Shoji C. J apón Cerámica Película plástica
Ethysorb™ Molecular Products Ltd. Reino Unido - -
Everest-Fresh Everest-Fresh Corporation Estados Unidos Minerales Película plástica
Ethylene EliminatorPak Dessicare Estados Unidos Zeolitas Sacos
Fridge Friend Ethylene control Inc. Estados Unidos KMnO4 Cajas para su en refrigeradores
Green Keeper Super Bio Star S.A. España - -
Green Pack Rengo Co. J apón - -
Mrs. Green´s Extra Life Dennis Green Ltd. Estados Unidos KMnO4
Cartuchos para su uso en refrigeradores
Neupalon Sekisui J ushi J apón Carbón activado Sacos
Orega bag Cho Yang Heung San Co. Corea Minerales como zeolita,
carbón activado, cristobalita, etc.
Bolsas
Peakfresh Peakfresh products Australia Minerales películas plásticas
Profresh E-I-A Warenhandels GmbH Austria Minerales Película plástica
PowerPellet Ethylene Control Inc. Estados Unidos KMnO4 Sacos
Purafil Purafil Estados Unidos KMnO4, impregnado con alumina Sacos
Retarder Bioconservación S.A. España - Etiquetas
Sendomate Mitsubishi Chemical Co. J apón Carbón activado + Pd como catalizador Sacos
LIBERADORES DE AGENTES ANTIMICROBIANOS
Fuentes de contaminación de las frutas frescas cortadas y condiciones que incrementan
el riesgo.
LIBERADORES DE AGENTES ANTIMICROBIANOS
• Algunos agentes antimicrobianos reconocidos por la FDA, como GRAS (generaly recognized as safe):
Agente Efectivo contra
Acido propionico y propionatos Acido sórbico y sorbatos
Acido benzoico y benzoatos Párabenos
Oxido de etileno y propileno Diacetato de sodio
Nisina
Mohos Mohos
Mohos y levaduras Mohos y levaduras Mohos y levaduras
Mohos Bacterias
LIBERADORES DE AGENTES ANTIMICROBIANOS
• Los agentes antimicrobianos químicos incluyen principalmente ácidos orgánicos, además de fungicidas, alcoholes, gases y últimamente agentes de origen metálico como la plata incorporados en zeolita (Raybaudi et al, 2006).
Nombre Principal constituyente
Pimienta Clavo
Orégano Tomillo Canela
Eugenol Eugenol
Timol / Carvacol Timol
Aldehído Cinámico
ENVASES ACTIVOS
Liberadores de antioxidantes y agentes antimicrobianos:
Adición de agentes naturales.
Semipermeables: regulan la atmósfera de CO2 y O2.Captadores de etileno (carbón activo, permanganato potásico.)
Reguladores de la humedad: semipermeables, films antivaho, absorbedores (sandwich).
Antimicrobiano Sustrato Efecto CMI (ppm)/CU
Vainillina Sistemas modelo de agar a base de frutas
Inhibición de la tasa de crecimiento radial de colonias de especies de Aspergillus
1000-2000
Eugenol, timol, mentol y eucalipto
Cerezas Inhibición del crecimiento de bacterias aerobias mesófilas, mohos y levaduras
/ 1 ml en forma de vapor (aplicado en gasas
humedecidas con el aceite esencial)
Carvacol y acido cinámico
Melón y kiwi cortado
Reducción de los recuentos de microorganismos viables en kiwi y extensión de la fase lag de la flora microbiana natural
del melón
1mMol
Aceite de mandarina, limón y lima
Ensalada de frutas Aumento de la vida de anaquel y reducción
de crecimiento microbiano -
Metil-J asmonato Guayaba Incremento de la tolerancia contra el
ataque de patógenos -
Metil-J asmonato y etanol
Fresa Disminución del deterioro fúngico y
aumento de la capacidad antioxidante -
Hexanal Manzanas cortadas Inhibición del crecimiento de bacterias aerobias mesófilas, psicrofilas, mohos y
levaduras / 0.15mMol/ 100g
Hexanal y trans-2-hexanal Manzanas cortadas
Extensión de la vida útil de la fruta por inhibición del crecimiento de la flora nativa y prolongación de la fase lag de levaduras
inoculadas
/ Diferentes concentraciones fueron
evaluadas
Hexanal, (E)-2-hexanal y hexil acetato
Manzanas cortadas Efecto bactericida contra L. Monocytogenes
y extensión de la fase lag de E. Coli
/ 150, 150 y 20 de hexanal, hexil acetato y
(E)-2-hexenal respectivamente
Vapores de acido, acético glacial,
peroxido de hidrogeno y dióxido de cloro
Manzanas enteras
Reducción de la población de E. Coli inoculada en 3.5 log10 UFC/ g usando acido acético en vapor, reducciones de 2 log10
usando soluciones de peroxido de hidrogeno o dióxido de cloro y reducción de 4.5 log10 usando dióxido de cloro en forma gaseosa
-
Vapores de acido acético
Uva Reducción de hasta 94 % del deterioro -
Peroxido de hidrogeno como solución de
lavado Manzanas enteras Reducción de la población de E. Coli / H2O2 al 5 %
Peroxido de hidrogeno como solución de
lavado
Melón entero y cortado
Reducción de la población de Salmonella spp. Inoculada en melones enteros
/ H2O2 al 2.5 y 5 %
Peroxido de hidrogeno, nisina, lactato de
sodio y acido cítrico aplicados como
soluciones de lavado
Melón entero y cortado
Reducción de la transferencia de E. Coli O157:H7 y L. Monocytogenes del fruto
entero al fruto picado
/ H2O2 al 2.5 % o una mezcla de H2O2 al 1% +
nisina (25 g/ ml) + lactato de sodio (1 %) +
acido cítrico (0.5 %)
Antimicrobiano Sustrato Efecto CMI (ppm)/CU
Vainillina Sistemas modelo de agar a base de frutas
Inhibición de la tasa de crecimiento radial de colonias de especies de Aspergillus
1000-2000
Eugenol, timol, mentol y eucalipto
Cerezas Inhibición del crecimiento de bacterias aerobias mesófilas, mohos y levaduras
/ 1 ml en forma de vapor (aplicado en gasas
humedecidas con el aceite esencial)
Carvacol y acido cinámico
Melón y kiwi cortado
Reducción de los recuentos de microorganismos viables en kiwi y extensión de la fase lag de la flora microbiana natural
del melón
1mMol
Aceite de mandarina, limón y lima
Ensalada de frutas Aumento de la vida de anaquel y reducción
de crecimiento microbiano -
Metil-J asmonato Guayaba Incremento de la tolerancia contra el
ataque de patógenos -
Metil-J asmonato y etanol Fresa
Disminución del deterioro fúngico y aumento de la capacidad antioxidante
-
Hexanal Manzanas cortadas Inhibición del crecimiento de bacterias aerobias mesófilas, psicrofilas, mohos y
levaduras / 0.15mMol/ 100g
Hexanal y trans-2-hexanal Manzanas cortadas
Extensión de la vida útil de la fruta por inhibición del crecimiento de la flora nativa y prolongación de la fase lag de levaduras
inoculadas
/ Diferentes concentraciones fueron
evaluadas
Hexanal, (E)-2-hexanal y hexil acetato
Manzanas cortadas Efecto bactericida contra L. Monocytogenes
y extensión de la fase lag de E. Coli
/ 150, 150 y 20 de hexanal, hexil acetato y
(E)-2-hexenal respectivamente
Vapores de acido, acético glacial,
peroxido de hidrogeno y dióxido de cloro
Manzanas enteras
Reducción de la población de E. Coli inoculada en 3.5 log10 UFC/ g usando acido acético en vapor, reducciones de 2 log10
usando soluciones de peroxido de hidrogeno o dióxido de cloro y reducción de 4.5 log10 usando dióxido de cloro en forma gaseosa
-
Vapores de acido acético
Uva Reducción de hasta 94 % del deterioro -
Peroxido de hidrogeno como solución de
lavado Manzanas enteras Reducción de la población de E. Coli / H2O2 al 5 %
Peroxido de hidrogeno como solución de
lavado
Melón entero y cortado
Reducción de la población de Salmonella spp. Inoculada en melones enteros
/ H2O2 al 2.5 y 5 %
Peroxido de hidrogeno, nisina, lactato de
sodio y acido cítrico aplicados como
soluciones de lavado
Melón entero y cortado
Reducción de la transferencia de E. Coli O157:H7 y L. Monocytogenes del fruto
entero al fruto picado
/ H2O2 al 2.5 % o una mezcla de H2O2 al 1% +
nisina (25 g/ ml) + lactato de sodio (1 %) +
acido cítrico (0.5 %)
Antimicrobiano Sustrato Efecto CMI (ppm)/CU
Vainillina Sistemas modelo de agar a base de frutas
Inhibición de la tasa de crecimiento radial de colonias de especies de Aspergillus
1000-2000
Eugenol, timol, mentol y eucalipto
Cerezas Inhibición del crecimiento de bacterias aerobias mesófilas, mohos y levaduras
/ 1 ml en forma de vapor (aplicado en gasas
humedecidas con el aceite esencial)
Carvacol y acido cinámico
Melón y kiwi cortado
Reducción de los recuentos de microorganismos viables en kiwi y extensión de la fase lag de la flora microbiana natural
del melón
1mMol
Aceite de mandarina, limón y lima
Ensalada de frutas Aumento de la vida de anaquel y reducción
de crecimiento microbiano -
Metil-J asmonato Guayaba Incremento de la tolerancia contra el
ataque de patógenos -
Metil-J asmonato y etanol
Fresa Disminución del deterioro fúngico y
aumento de la capacidad antioxidante -
Hexanal Manzanas cortadas Inhibición del crecimiento de bacterias aerobias mesófilas, psicrofilas, mohos y
levaduras / 0.15mMol/ 100g
Hexanal y trans-2-hexanal Manzanas cortadas
Extensión de la vida útil de la fruta por inhibición del crecimiento de la flora nativa y prolongación de la fase lag de levaduras
inoculadas
/ Diferentes concentraciones fueron
evaluadas
Hexanal, (E)-2-hexanal y hexil acetato
Manzanas cortadas Efecto bactericida contra L. Monocytogenes
y extensión de la fase lag de E. Coli
/ 150, 150 y 20 de hexanal, hexil acetato y
(E)-2-hexenal respectivamente
Vapores de acido, acético glacial,
peroxido de hidrogeno y dióxido de cloro
Manzanas enteras
Reducción de la población de E. Coli inoculada en 3.5 log10 UFC/ g usando acido acético en vapor, reducciones de 2 log10
usando soluciones de peroxido de hidrogeno o dióxido de cloro y reducción de 4.5 log10 usando dióxido de cloro en forma gaseosa
-
Vapores de acido acético
Uva Reducción de hasta 94 % del deterioro -
Peroxido de hidrogeno como solución de
lavado Manzanas enteras Reducción de la población de E. Coli / H2O2 al 5 %
Peroxido de hidrogeno como solución de
lavado
Melón entero y cortado
Reducción de la población de Salmonella spp. Inoculada en melones enteros
/ H2O2 al 2.5 y 5 %
Peroxido de hidrogeno, nisina, lactato de
sodio y acido cítrico aplicados como
soluciones de lavado
Melón entero y cortado
Reducción de la transferencia de E. Coli O157:H7 y L. Monocytogenes del fruto
entero al fruto picado
/ H2O2 al 2.5 % o una mezcla de H2O2 al 1% +
nisina (25 g/ ml) + lactato de sodio (1 %) +
acido cítrico (0.5 %)
Mecanismos de acción de los agentes antimicrobianos en los materiales de envase
ENVASES ACTIVOS
ENVASES ACTIVOS
Agente antimicrobiano inmovilizado en la superficie del material de envase
• En este mecanismo se diferencian: (a) polímeros que presentan propiedades antimicrobianas propias, y (b) filmes que inmovilizan químicamente al agente (mediante enlaces covalentes que forman los agentes dentro de la estructura del material de envasado).
ENVASES ACTIVOS
• En estos últimos, el polímero debe presentar una estructura molecular lo suficientemente grande para poder actuar el agente (enzimas y otras proteínas antimicrobianas), desde su unión al plástico sobre la pared celular microbiana.
• En algunos casos, se inmovilizan agentes antimicrobianos, como antibióticos o fungicidas.
• Actualmente presentan pocas aplicaciones comerciales, aunque esta siendo objeto de numerosas investigaciones (Tabla 38) (Almenar, 2005).
ENVASES ACTIVOS
• Incorporación del agente antimicrobiano sobre el alimento mediante migración o sorción
En el caso de los envases antimicrobianos basados en el fenómeno de transporte de masa se aprovechan las propiedades de difusión, propias de los polímeros para la emisión del agente antimicrobiano sobre el alimento e inhibe el crecimiento de los microorganismos.
ENVASES ACTIVOS
Agentes Antimicrobianos Materiales de envasado Microorganismos
Acido benzoico PE Bacterias
Párabenos LDPE -
Acido benzoico y sórbico PE con acrilatos Hongos
Sorbatos PE, LDPE, PET Levaduras
Ácid
os O
rgán
icos
Sorbatos y propionatos PE -
Enzim
as
Lisozima inmovilizada
PVOH -
Nisina PE Bacterias
Bact
erio
cinas
Nisina, citrato y EDTA PVC, LDPE Bacterias
Extracto de la semilla de toronja LDPE Bacterias
Extr
acto
s Na
tura
les
Extracto herbales LDPE Bacterias
Algunos agentes antimicrobianos y materiales de envasado
ENVASES INTELIGENTES
• El envasado inteligente se puede definir como las técnicas de envasado que contienen, externa o internamente, un indicador para generar una historia activa del producto y determinar su calidad.
• Es aquel que monitoriza de las condiciones del alimento envasado dando información sobre la calidad durante su comercialización (Ahvenainen, 2003; García et al, 2006).
ENVASES INTELIGENTES
Los envases inteligentes basan su funcionamiento en tecnologías de diagnóstico, y cuentan con dispositivos
indicadores de diferentes parámetros como gases, tiempo-temperatura, grado de madurez, etc.
Indicadores de Temperatura
Indicador de pH
Indicador de fugas.
ENVASES INTELIGENTES
Los indicadores FreshCheck® son etiquetas con un anillo central polimérico que, por acción de la temperatura, se oscurece (reacción de polimerización), informando al consumidor de no consumir el producto
Indicador de fecha de caducidad
Indicador de frescura
ENVASES INTELIGENTES
Un indicador tiempo-temperatura se puede definir como un dispositivo, que muestra una dependencia tiempo-temperatura; correlacionando un cambio irreversible en el dispositivo con un cambio de calidad de un producto alimenticio (Tirado et al, 2005).
Estos dispositivos, informan el historial térmico del producto, basándose en distintos principios fisicoquímicos, tales como reacciones enzimáticas, fusión de compuestos, procesos de polimerización, etc.; reacciones dependientes y sensibles a las variaciones de temperatura e irreversible (Ahvenainen, 2003).
ENVASES INTELIGENTES
Estos dispositivos se encuentran principalmente en forma de etiquetas adheridas al envase, que cambian de color cuando se producen variaciones de temperatura en el almacenamiento, transporte y comercialización del producto.
Si la cadena de frío se mantiene durante estas etapas las etiquetas permanecen inalteradas (García et al, 2006).
ENVASES INTELIGENTES
Indicador de tiempo-temperatura Monitor MarkFuente: Ficha técnica, indicadores Monitor Mark™ y Freeze
Watch™, 3M, 2003
Indicador doble de tiempo-temperatura Monitor Mark
Fuente: Ficha técnica, indicadores Monitor Mark™ y Freeze Watch™, 3M, 2003
ENVASES INTELIGENTES
Partes componentes de los indicadores tiempo-temperatura 3M
Fuente: Ficha técnica, indicadores Monitor Mark™ y Freeze Watch™, 3M, 2003
ENVASES INTELIGENTES
Compuesto de interés Tipo de biosensor
Aditivos alimentarios Biosensores enzimáticos
Residuos de plaguicidas y fertilizantes
Biosensores enzimáticos (Fertilizantes y plaguicidas) Transductores amperometricos y ópticos (herbicidas)
Otros contaminantes
Inmunosensores, biosensores enzimáticos y biosensores con compuestos orgánicos
Biosensores que incorporan microorganismos modificados genéticamente y enzimas
En ambos casos los sistemas de transducción son los electroquímicos y ópticos
Biotoxinas Biosensores basados en reacciones de bioafinidad, mediante
síntesis de anticuerpos específicos contra estas toxinas o en reacciones biocataliticas
Microorganismos patógenos
Biosensores de tipo inmunológico combinados con transductores piezoeléctricos, ópticos, bioluminiscentes o de impedancia
Detección indirecta mediante marcaje con fluorescencia, detección de metabolitos microbianos y detección electroquímica
Biosensores basados en ADN Calidad de los alimentos
(etanol, glucosa, almidón, colesterol, acido fólico…..)
Biosensores amperometricos, SPR, electroquímico
Evaluación de la vida útil (determinación de polifenoles, ácidos grasos de cadena corta,
aminas, histamina)
Biosensores amperometricos, electroquímico, potenciometríco
Tipos de Biosensores
ENVASES INTELIGENTES
Clasificación de los biosensores en función del sistema de transducción.
Biosensores electroquímicos
Conductimetros Potenciometricos Amperometricos Impedimetricos
Biosensores ópticos
Sensor de fibra óptica Resonancia de plasmones superficiales (SPR) Resonancia de espejos Onda Evanescente
Termometrico Se basan en la detección del calor generado en las reacciones
enzimáticas exotérmicas, proporcional a la concertación del analito
Nanomecanico El elemento de reconocimiento biológico se inmoviliza sobre la
superficie de una micropalanca de silicio que se sumerge en una muestra liquida
Combinación entre sistemas de transducción óptico y electroquímico
Light-addressable potentiometric sensor (LAPS)
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