amenvasadoactivo,inteligente
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ENVASADO EN AM,
ENVASES ACTIVOS E
INTELIGENTES
DRA. MA. ANDREA TREJO MÁRQUEZ
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.
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 Nitroso
Ozono
Helio
Hidrogeno
Dióxido de
Azufre
Vapor 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
plástica
Fuente: 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 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.
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 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
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
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.
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)
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
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)
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
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 -
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 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).
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
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 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):
• 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. 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
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
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. 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
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
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-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 %)
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 %)
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
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
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).
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)