Selección de compuestos para el desarrollo de envases activos y validación de su eficacia en el
producto final
Dra. Noelia López [email protected]
Area de I+D+i, CNTA27 de Noviembre, 2014
SEDE PRINCIPALSAN ADRIAN. NAVARRA. ESPAÑACARRETERA NA-134 KM. 53. 31570
OFICINA PERÚLINCE. LIMA. PERÚMANUEL VILLAVICENCIO 1191. OFICINA 303
LABORATORIO PERÚ TRUJILLO. PERÚRESIDENCIA Nº 1. PANAMERICA NORTE KM 512. SAN JOSE
El Centro Nacional de Tecnología y Seguridad Alimentaria (CNTA), es una organización sin ánimo de lucro, creada en
1981 por iniciativa de la Asociación Industrial de Conservas Vegetales del Valle del Ebro, con el objetivo de contribuir al
desarrollo e innovación de las empresas alimentarias y por extensión, favorecer la competitividad del sector.
Actualmente:
Presta servicios tecnológicos avanzados para la mejora de la competitividad del sector agroalimentario a través de la
Calidad y la Innovación, bajo el principio de la seguridad alimentaria.
¿QUIENES SOMOS?
SERVICIOS
6. I+D+I
1. SISTEMAS DE GESTIÓN DE CALIDAD Y SEGURIDAD ALIMENTARIA
3. CONTROL ANALÍTICO Y ASISTENCIA EN PROCESO
4. FORMACIÓN
2. CONSULTORIA TÉCNICA
5. EFICIENCIA OPERATIVA
Consultoría de implantación, control y seguimiento de sistemas de calidad y seguridad alimentaria APPCC, BRC, IFS, ISO-22000,…
FOOD DEFENSE
…
Auditorías
Ejercicios de Intercomparación
www.CNTA.es/intercomparativos
1. SISTEMAS DE GESTIÓN DE CALIDAD Y SEGURIDAD ALIMENTARIA
2. CONSULTORÍA TÉCNICA
Servicios de información (Vigilancia Tecnológica, Alinnova, …)
Consultoría técnica (FDA, USDA, Legislación, etiquetado…)
Gestión de Ayudas y Subvenciones
Análisis de composición de alimentos
Detección de sustancias contaminantes en alimentos
Detección de alérgenos: gluten y otros alérgenos
Biología Molecular
Microbiología alimentaria
Control de Calidad de producto
Análisis Sensorial, Paneles de Cata y Estudios de Vida Útil
Análisis y control de calidad de envases
Análisis de Aguas Envasadas y de Consumo. Planes de Control
Análisis de aguas residuales. Planes de Control
Caracterización de lodos
Control, minimización y optimización de los consumos y los vertidos de agua
Pruebas de depuración en plantas piloto
Optimización y Mejora del Rendimiento de Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales
Ecodiagnósticos
CONTROL ANALÍTICO3. CONTROL ANALÍTICO
Servicio de calibraciones
Servicios de Definición y Validación Procesos térmicos: Curvas de Penetración Calor y Distribución de
Temperatura
Asesoramiento en el desarrollo industrial de procesos y productos
Etiquetado de alimentos y Fichas técnicas
ASISTENCIA EN PROCESO3. ASISTENCIA EN PROCESO
4. FORMACIÓN
CURSOS EN ABIERTO
CURSOS A MEDIDA IN COMPANY
www.CNTA.es/formacion
Formación y capacitación de las personas
Lean Manufacturing – AleanMENTARIA®
Aseguramiento de la calidad
6 Sigma
Estrategia
Diseños organizativos
EFICIENCIA OPERATIVA5. EFICIENCIA OPERATIVA
Soluciones I+D+i adaptadas a las necesidades de las empresas…
Desarrollo de nuevos productos
Optimización y mejora de productos y procesos
Estudios específicos, interacciones envase-producto, vida útil, challenge tests…
Valorización de residuos y subproductos industriales
…donde lo importante es el apoyo
Planes de innovación, apoyo a la estrategia I+D+i de la empresa
Gestión de proyectos, opciones de financiación, alianzas y partners
Vigilancia Tecnológica, sectorial y a medida
I+D+i6. I+D+I
5 LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN para ayudar a las empresas agroalimentarias a enfrentarse a los
principales retos tecnológicos de los próximos años:
1 INGREDIENTES ALIMENTARIOS Micro‐ nano‐encapsulados, obtención de CBAs
2 DESARROLLO DE PRODUCTOS, PROCESOS Y PACKAGING
De formulación a industrialización. Tecnologías convencionales de proceso, escalado, packaging
3 NUEVAS TECNOLOGÍAS DE CONSERVACIÓN
Tecnologías de higienización y conservación alternativas. Proceso y equipo.
4 MICROBIOLOGÍA INDUSTRIALBIO‐BASED: Ingredientes, valorización biotecnológica, fermentaciones, etc.
5 PRODUCCIÓN ALIMENTARIA SOSTENIBLE
Optimización de recursos (agua, energía, nutrientes), en proceso valorización de sub‐productos
I+D+i
Selección de compuestos para el desarrollo de envases
activos y validación de su eficacia en el producto final
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CAUSAS DEL FIN DE VIDA ÚTIL
Agentes Biológicos: microorganismos y enzimas.
Oxidación: La exposición al oxígeno y la luz son los dos factores principales que causan la
oxidación de alimentos.
La degradación por procesos de oxidación afecta a lípidos (enranciamiento), hidratos de
carbono y proteínas.
Degradación del color: Pardeamiento enzimático y no enzimático.
α2 α3
α7
α6
DEFINICIÓN DE ENVASE ACTIVOEnvase que actúa como un sistema coordinado con el
alimento y el entorno que trata de corregir las deficiencias de las tecnologías de conservación de los alimentos envasados, mejorando su calidad y extendiendo su vida útil.
SELECCIÓN DE COMPUESTOS
Antimicrobianos: conservantes alimentarios
naturales (compuestos de aceites esenciales, extractos de plantas…)
inorgánicos (sales de plata, óxido de zinc…)
Antioxidantes: sintéticos (BHA, BHT)
naturales (compuestos de aceites esenciales, extractos de plantas, polifenoles, carotenos, ácido cítrico y ascórbico, tocoferol…)
Controladores de senescencia vegetal: controladores de etileno (1-MCP,.
permanganato potásico, cloruro de paladio…)
Pardeamiento enzimático: controladores de enzimas como PPO, Peroxidasa
(SO2, ácidos, quelantes tipo EDTA, flavonoides…)
FACTORES A TENER EN CUENTA A LA HORA DESELECCIONAR EL COMPUESTO
Amplio espectro y actividad a baja concentración de sustancia activa
Sinergias o antagonismos: algunos compuestos como los compuestos principales de aceites esenciales o extractos en combinación pueden ser sinérgicos o antagónicos
Sin efectos sensoriales adversos: aportación de aromas, sabores o colores: cambios organolépticos
Modificación de su eficacia en función de la matriz alimentaria o en el caso de antimicrobianos, del microorganismo sobre el que actuar: ajuste de dosis de los estudios “in vitro” a los estudios “in vivo”
Capacidad de liberación de la superficie activa
Precio
Aspectos legales
EVALUACIÓN Y VALIDACIÓN DE LA ACTIVIDAD
Antimicrobianos: a controlar los factores que afecten a la respuesta del microorganismo/s y su crecimiento: temperatura, pH, actividad de agua, nutrientes. Selección de los microorganismos de estudio, diferentes resistencias: bacterias G+, G-, levaduras, mohos.
Estudios” in vitro”:
Estudios frente a diferentes microorganismos
Estudio de diferentes concentraciones de compuesto
Estudio de posibles sinergias o antagonismos entre compuestos
Método de difusión en agar (zona de inhibición)
Método de dilución en medio de cultivo líquido y en agar:
Estudios sobre sistemas modelo y alimentos:
Estudios sobre flora alterante y patógena de alimentos
Método de análisis: microbiología clásica, PCR
EVALUACIÓN Y VALIDACIÓN DE LA ACTIVIDAD
Antioxidantes: a controlar los factores que afecten a la oxidación: temperatura, luz, oxígeno, actividad de agua, nutrientes…
Estudios “in vitro”:
Capacidad antioxidante total del compuesto (DPPH, photochem)
Determinación del contenido en polifenoles, carotenos, tocoferoles, vitamina C
Determinación de sinergias entre compuestos
Estudios sobre sistemas modelo o alimentos:
Método de análisis de oxidación: TBA, índice de peróxidos, hexanal, rancimat, etc.
Método de análisis de capacidad antioxidante y determinación del compuesto
EVALUACIÓN Y VALIDACIÓN DE LA ACTIVIDAD
Senescencia: a controlar los factores que afecten a la estructura celular de la fruta: temperatura, pH, humedad ambiental, nutrientes…
Estudios sobre alimentos:
pérdida de peso, color CIELab, acidez, brix, actividad respiratoria, concentración de etileno liberada, …
Pardeamiento enzimático: a controlar la actividad enzimática, separación física entre enzima y sustrato, pH, temperatura... Actuación con compuestos que inhiban o reduzcan la actividad enzimática
Estudios in vitro y sobre alimentos:
Actividad enzimática y color CIELab
PROYECTOS DE CNTA
SUPERFICIES ACTIVAS
300 MPa
600 MPa Control
MAHONESA
Capacidad antioxidante
0
200
400
600
800
1000
1200
0 30
Tiempo (días)
µgra
mos
de
trolo
x/m
g
Control 0% tocoferolControl 1,5% tocoferolControl 3% tocoferolControl 5% tocoferol300 Mpa 0% tocoferol300 Mpa 1,5% tocoferol300 Mpa 3% tocoferol300 Mpa 5% tocoferol600 Mpa 0% tocoferol600 Mpa 1,5% tocoferol600 Mpa 3% tocoferol600 Mpa 5% tocoferol
Desarrollo y evaluación de films antioxidantes para procesado posterior (HPP)
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
0 5 10 15 20 25 30
Tiempo (días)
mg
toco
fero
l/kg
acei
te
Control_0%.
Control_1,5%.
Control_3%.
Control_5%.
Concentración de tocoferol
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
0 5 10 15 20 25 30
Tiempo (días)
mg
toco
fero
l/kg
acei
te
300 Mpa_0%.
300 Mpa_1,5%.
300 Mpa_3%.
300 Mpa_5%.
Capacidad antioxidante
Control de la liberación!!
Proyecto nacionalconsorciado. CEIDE@
SUPERFICIES ACTIVAS
0
1
2
3
4
5
6
0 5 10 15
Tiempo (días)
mg
MD
A/K
g ca
rne
Control
Eugenol
Carvacrol
Desarrollo y evaluación de films antioxidantes basados en compuestos aromáticos y extractos de plantas
Ajuste de dosis fundamental!!Efecto sensorial
Oxidación lipídica
30 días
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 14 22
mg MDA
/kg
Tiempo (días)
Proyecto Natal. Proyecto consorciado nacional. CEIDE@. Proyecto Inkpack. Plan Tecnológico de Navarra Cemitec‐CNTA
SUPERFICIES ACTIVAS
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 10 20 30
Log ufc aerobios m
esófilo
s/g
Tiempo (días)
15 días
Desarrollo y evaluación de films antimicrobianos basados en extractos de plantas
Proyecto Natal. Proyecto consorciado nacional. CEIDE@. Proyecto Inkpack. Plan Tecnológico de Navarra Cemitec‐CNTA
Ajuste de dosis. Efecto sensorial.
Detección del microorganismo más limitanteDiferencias en la acción dependiendo del producto y tipo de envasado
SUPERFICIES ACTIVAS
Desarrollo y evaluación de films antisenescencia
Proyecto Inkpack. Plan Tecnológico de Navarra Cemitec‐CNTA
12 días
Control1‐mcp
Variabilidad de los lotes de producción,
diferentes grados de madurez diferente efecto
SUPERFICIES ACTIVAS
Control
1‐mcp
Desarrollo y evaluación de films antisenescencia
16 días
Proyecto Inkpack. Plan Tecnológico de Navarra Cemitec‐CNTA
SUPERFICIES ACTIVAS
Desarrollo y evaluación de films activos que alarguen la vida útil del champiñón fresco
19 días
Control A Control B Activo 1
Activo 2 Activo 3 Activo 4
Proyecto Champipack. Innpacto 2011. Eurochamp, Plásticos Alai, Itene y CNTA
Valoración global 8 12 19 22Control A 7,2 6,4 5,6 4,9Control B 7,9 7,1 5,9 4,6Activo 1 8,1 6,9 5,6 4,9Activo 2 8,1 6,6 6,1 5,1Activo 3 8,2 7,3 5,9 5,1Activo 4 8,3 7,2 6,5 5,5
Muchas gracias por su atención