amenvasadoactivo,inteligente

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ENVASADO EN AM, ENVASES ACTIVOS E INTELIGENTES DRA. MA. ANDREA TREJO MÁRQUEZ

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Page 1: Amenvasadoactivo,inteligente

ENVASADO EN AM,

ENVASES ACTIVOS E

INTELIGENTES

DRA. MA. ANDREA TREJO MÁRQUEZ

Page 2: Amenvasadoactivo,inteligente

ATMÓSFERAS MODIFICADAS

A diferencia de las AC, en donde la concentración de gases

que 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.

Page 3: Amenvasadoactivo,inteligente

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.

Page 4: Amenvasadoactivo,inteligente

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.

Page 5: Amenvasadoactivo,inteligente

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.

Page 6: Amenvasadoactivo,inteligente

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 Nitroso

Ozono

Helio

Hidrogeno

Dióxido de

Azufre

Vapor de Agua

Page 7: Amenvasadoactivo,inteligente

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.

Page 8: Amenvasadoactivo,inteligente

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.

Page 9: Amenvasadoactivo,inteligente

ATMÓSFERAS MODIFICADAS

Procesos de interacción envase plástico-

alimento

Fuente: Alvarado et al. (2001)

Page 10: Amenvasadoactivo,inteligente

ATMÓSFERAS MODIFICADAS

Modelo de permeabilidad de gases y

vapores a través de una película

plástica

Fuente: Coles et al. (2004)

Page 11: Amenvasadoactivo,inteligente

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.

Page 12: Amenvasadoactivo,inteligente

MATERIALES EMPLEADOS PARA ENVASES

• Los polímeros son empleados en la fabricación depelículas flexibles para el envasado de productos vegetalesfrescos, entre los que destacan el policloruro de vinilo(PVC), el poliestileno (PS), el polietileno (PE) y elpolipropileno (PP).

• Los PE y PP son los polímeros más utilizados.

Page 13: Amenvasadoactivo,inteligente

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

Page 14: Amenvasadoactivo,inteligente

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 y

la manipulación de los envases

acabados

durante su distribución y venta

Resistencia a fuerzas de tracción y fricción

Resistencia frente a impactos, desgarros,

perforaciones y abrasiones

Flexibilidad para soportar la presión interna

de los gases

Aptitud para el termoformado

Facilidad de sellado

Resistencia a bajas y/o altas temperaturas

Page 15: Amenvasadoactivo,inteligente

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

Económicas

Legales

Medioambientales

Rendimiento y coste por m2

Disponibilidad en el mercado

Inercia química

Posibilidad de reciclado

Propiedades deseables de los materiales de envasado

Page 16: Amenvasadoactivo,inteligente

ATMÓSFERAS MODIFICADAS

• Los envases más extendidos en el envasado en atmósferamodificada que se fabrican con materiales poliméricos se dividen endos categorías:

• Envases flexibles. A este grupo pertenecen los envases o bolsastipo “almohada”, que tienen una soldadura longitudinal y dostransversales en los extremos, y los tipo “saco o sobre”, con loscuatro lados sellados.

• Envases rígidos. En esta segunda categoría los envases constan dedos componentes. El inferior puede tener distintas formas (copa,tarrina, etc.) aunque generalmente se trata de una bandeja sobre laque se deposita el alimento. El otro componente es una películaflexible que sirve para cubrirlo.

Page 17: Amenvasadoactivo,inteligente

ATMÓSFERAS MODIFICADAS

Envases más utilizados en el envasado en atmósfera

modificada: (1) Bolsa tipo “almohada”,

(2) bolsa tipo “sobre” o “saco”, y (3) bandeja

Fuente: García et al. (2006)

Page 18: Amenvasadoactivo,inteligente

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.

Page 19: Amenvasadoactivo,inteligente

Propiedades físicas, ventajas e inconvenientes de los principales gases utilizados en el envasado en atmósfera modificada.

GasesPropiedades

físicasVentajas Inconvenientes

Oxígeno

Incoloro

Inodoro

Insípido

Imprescindible para la

conservación óptima

de alimentos

metabolicamente

activos

Inhibe anaerobios

Favorece el

crecimiento de

aerobios

Dióxido de

carbono

Incoloro

Inodoro

Ligero sabor

ácido

Soluble en agua

Bacteriostático

Fungistático

Insecticida

Mayor acción a baja

temperatura

Produce colapso del

envase

Difunde

rápidamente a

través del

envase

Nitrógeno

Incoloro

Inodoro

Insípido

Insoluble

Inerte

Desplaza al oxigeno

Inhibe aerobios

Evita el colapso del

envase

Favorece el

crecimiento de

anaerobios (100%

nitrógeno)

Page 20: Amenvasadoactivo,inteligente

Gases investigados para su aplicación en el envasado

en atmósfera modificada

Gas Aplicación

Monóxido de

carbono

Inhibe el pardeamiento en productos vegetales

Inhibe 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 modificadas

Gas 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

Page 21: Amenvasadoactivo,inteligente

Fruta

Velocidad

de

respir

a-ción

5oC mg

CO2/k

g/h

Tolerancia OptimoTemperatura

de

Almacenami

ento

(ºC)

Vida de

ana-

quel

aproxima

da

% CO2

Máx.

% O2

Min.% CO2 % O2

Manzana 5 - 10 2 - 5 1 - 2 1 - 3 1 - 2 0 - 32 – 11

meses

Albaricoque 10 - 20 2 2 2 - 3 2 - 3 0 - 5 -

Aguacate - 5 3 3 - 10 2 - 5 5 - 13 8-10 días

Plátano - 5 2 2 - 5 2 - 5 12 - 15 15 días

Zarzamora - - - 15 - 20 5 - 10 0 - 5 -

Mora azul - - - 12 - 20 2.5 0 - 5 -

Melón

Canta-

loupe

- 15 2 - - 3 - 7 -

Page 22: Amenvasadoactivo,inteligente

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.

Page 23: Amenvasadoactivo,inteligente

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).

Page 24: Amenvasadoactivo,inteligente

ENVASES ACTIVOS

Se define como componente activo, al material uobjeto destinado a prolongar el tiempo deconservación, o mantener el estado de losalimentos envasados.

Están diseñados para incorporar componentes quetransmitan sustancias a los alimentos envasados oal entorno de éstos o que absorban sustancias delos alimentos envasados o del entorno de éstos(Coles et al, 2004).

Page 25: Amenvasadoactivo,inteligente

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

Abso

rbedore

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

Lib

era

dore

s

CO2

Ácido ascórbico Hidrogeno de sodio

Carbonato y ascorbato Sacos

Page 26: Amenvasadoactivo,inteligente

Deterioros causados por el oxigeno en

frutas y hortalizas

Fuente: García et al, 2006

Page 27: Amenvasadoactivo,inteligente

• 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).

Page 28: Amenvasadoactivo,inteligente

• En general, los absorbedores de oxigeno se puedenclasificar en metálicos y no metálicos.

• Los primeros se tratan de sales ferrosas quereaccionan con el oxígeno para formar óxido de hierrobajo determinadas condiciones de humedad.

• Estos sistemas químicos reaccionan con el agua delalimento produciendo un agente reductor metálicohidratado, que secuestra el oxígeno dentro delenvase del producto, convirtiéndolo de formairreversible en un óxido estable (Ahvenainen, 2003):

Page 29: Amenvasadoactivo,inteligente

• Fe Fe2+ + 2e-

• ½ O2 + H2O + 2e- 2OH-

• Fe2+ + 2OH- Fe(0H)2

• Fe(OH)2 + ¼ O2 + ½ H2O Fe(OH)3

Page 30: Amenvasadoactivo,inteligente

• 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.

Page 31: Amenvasadoactivo,inteligente

• 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.

Page 32: Amenvasadoactivo,inteligente

• 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

Page 33: Amenvasadoactivo,inteligente

• 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).

Page 34: Amenvasadoactivo,inteligente

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%

Page 35: Amenvasadoactivo,inteligente

Nombre comercial

Fabricante País del fabricante Principio/

sustancias activas Presentación

Ageless® Mitsubishi Gas Chemical Co. Japón 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. Japón 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 Japón 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. Japón Metálico Sacos

Seaqul® Dai Nippon Co. Japón Metálico Sacos

Shelfplus O2 Ciba Specialty chemicals Suiza Metálico Película plástica

Tamotsu™ Oji Kako Co. Japón Catecol Sacos

Vitalon® 2 Toagosei Chemical Co. Japón Metálico Sacos

ZERO2™ CSIRO and VisyPak Australia Tinte fotosensitivo/

compuestos orgánicos películas plásticas

Page 36: Amenvasadoactivo,inteligente

Nombre comercial

Fabricante País del fabricante Principio/

sustancias activas Presentación

Ageless® Mitsubishi Gas Chemical Co. Japón 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. Japón 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 Japón 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. Japón Metálico Sacos

Seaqul® Dai Nippon Co. Japón Metálico Sacos

Shelfplus O2 Ciba Specialty chemicals Suiza Metálico Película plástica

Tamotsu™ Oji Kako Co. Japón Catecol Sacos

Vitalon® 2 Toagosei Chemical Co. Japón 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. Japón 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. Japón 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 Japón 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. Japón Metálico Sacos

Seaqul® Dai Nippon Co. Japón Metálico Sacos

Shelfplus O2 Ciba Specialty chemicals Suiza Metálico Película plástica

Tamotsu™ Oji Kako Co. Japón Catecol Sacos

Vitalon® 2 Toagosei Chemical Co. Japón Metálico Sacos

ZERO2™ CSIRO and VisyPak Australia Tinte fotosensitivo/

compuestos orgánicos películas plásticas

Page 37: Amenvasadoactivo,inteligente

Estructura de la bandeja OxyguardTM

Page 38: Amenvasadoactivo,inteligente

Absorbedor de oxigeno Fresh Max®

Fuente: Ficha técnica Fresh Max®,

Multisorb, 2006

Page 39: Amenvasadoactivo,inteligente

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

Page 40: Amenvasadoactivo,inteligente

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

Page 41: Amenvasadoactivo,inteligente

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.

Page 42: Amenvasadoactivo,inteligente

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

Page 43: Amenvasadoactivo,inteligente

Absorbedores de etileno

en forma de cartuchos

Fuente: García et al, (2006)

Page 44: Amenvasadoactivo,inteligente

Ejemplos de absorbedores de etileno

Izquierda: Absorbedor de etileno en saquitos,

Derecha: Absorbedor de etileno incorporado en el

material plástico

Page 45: Amenvasadoactivo,inteligente

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. Japón 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. Japón - -

Mrs. Green´s Extra Life

Dennis Green Ltd. Estados Unidos KMnO4 Cartuchos para su uso

en refrigeradores

Neupalon Sekisui Jushi Japón 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. Japón Carbón activado + Pd

como catalizador Sacos

Page 46: Amenvasadoactivo,inteligente

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. Japón 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. Japón - -

Mrs. Green´s Extra Life

Dennis Green Ltd. Estados Unidos KMnO4 Cartuchos para su uso

en refrigeradores

Neupalon Sekisui Jushi Japón 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. Japón 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. Japón 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. Japón - -

Mrs. Green´s Extra Life

Dennis Green Ltd. Estados Unidos KMnO4 Cartuchos para su uso

en refrigeradores

Neupalon Sekisui Jushi Japón 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. Japón Carbón activado + Pd

como catalizador Sacos

Page 47: Amenvasadoactivo,inteligente

LIBERADORES DE AGENTES ANTIMICROBIANOS

Fuentes de contaminación de las

frutas frescas cortadas y

condiciones que incrementan el

riesgo.

Page 48: Amenvasadoactivo,inteligente

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

Page 49: Amenvasadoactivo,inteligente

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

Page 50: Amenvasadoactivo,inteligente

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).

Page 51: Amenvasadoactivo,inteligente

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-Jasmonato Guayaba Incremento de la tolerancia contra el

ataque de patógenos -

Metil-Jasmonato 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 %)

Page 52: Amenvasadoactivo,inteligente

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-Jasmonato Guayaba Incremento de la tolerancia contra el

ataque de patógenos -

Metil-Jasmonato 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-Jasmonato Guayaba Incremento de la tolerancia contra el

ataque de patógenos -

Metil-Jasmonato 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 %)

Page 53: Amenvasadoactivo,inteligente

Mecanismos de acción de los agentes antimicrobianos

en los materiales de envase

ENVASES ACTIVOS

Page 54: Amenvasadoactivo,inteligente

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).

Page 55: Amenvasadoactivo,inteligente

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).

Page 56: Amenvasadoactivo,inteligente

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.

Page 57: Amenvasadoactivo,inteligente

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

rgánic

os

Sorbatos y propionatos PE -

Enzim

as

Lisozima inmovilizada

PVOH -

Nisina PE Bacterias

Bacterio

cin

as

Nisina, citrato y EDTA PVC, LDPE Bacterias

Extracto de la semilla de toronja

LDPE Bacterias

Extractos

Naturale

s

Extracto herbales LDPE Bacterias

Algunos agentes antimicrobianos y materiales de envasado

Page 58: Amenvasadoactivo,inteligente

ENVASES INTELIGENTES

• El envasado inteligente se puede definir como lastécnicas de envasado que contienen, externa ointernamente, un indicador para generar una historiaactiva del producto y determinar su calidad.

• Es aquel que monitoriza de las condiciones del alimentoenvasado dando información sobre la calidad durante sucomercialización (Ahvenainen, 2003; García et al, 2006).

Page 59: Amenvasadoactivo,inteligente

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.

Page 60: Amenvasadoactivo,inteligente

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

Page 61: Amenvasadoactivo,inteligente

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).

Page 62: Amenvasadoactivo,inteligente

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).

Page 63: Amenvasadoactivo,inteligente

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

Page 64: Amenvasadoactivo,inteligente

ENVASES INTELIGENTES

Partes componentes de los indicadores

tiempo-temperatura 3M

Fuente: Ficha técnica, indicadores Monitor

Mark™ y Freeze Watch™, 3M, 2003

Page 65: Amenvasadoactivo,inteligente

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

Page 66: Amenvasadoactivo,inteligente

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)