2012. Peliculas Rc Con Efecto Antimicrobiano

7/26/2019 2012. Peliculas Rc Con Efecto Antimicrobiano

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12PELCULASYRECUBRIMIENTOSCOMESTIBLES

CONEFECTOANTIMICROBIANORosa M. Raybaudi-Massilia,1* Mara S. Tapia,1Jonathan Mosqueda-Melgar1

Resumen

En las ltimas dcadas, la demanda de los consumidores por alimentos sanos que sean prcti-cos para consumir, inocuos, con una vida til ms prolongada, con utilizacin de materiales deempaque amigables con el ambiente, ha impulsando a la industria de alimentos y a los investiga-dores a desarrollar nuevas estrategias para su procesamiento, manipulacin y empacado. En talsentido, las pelculas y recubrimientos elaborados con materiales biodegradables y comestibles,con efecto antimicrobiano gracias a sus caractersticas propias, o a la incorporacin de agentesantimicrobianos tradicionales o naturales, han resultado ser una alternativa novedosa para la ex-tensin de la vida til, el mantenimiento de propiedades fsicas, qumicas y sensoriales, y la ino-cuidad de los alimentos recubiertos. sta sirve como una barrera contra la prdida de humedady el paso del oxgeno, y como una va de transporte para diferentes compuestos bioactivosm al-

gunos de los cuales, al tener un efecto antimicrobiano sobre microorganismos patgenos de rele-vancia, garantizan la inocuidad de los alimentos. Adems, esta alternativa tiene como ventaja sucosto-beneficio. En el presente captulo se revisan diversos agentes antimicrobianos incorpora-dos en pelculas y recubrimientos y su efecto sobre diferentes matrices alimentarias. Adems, sediscuten los factores que se deben considerar para su desarrollo, as como el estatus regulatorio.

Palabras clave:pelculas, recubrimientos, antimicrobianos, empaquetamiento.

| Introduccin

Los cambios de hbitos en las dietas de los consumidores debido a los cambios en lospatrones de vida de la sociedad moderna, nos han llevado a una mayor adquisicin

1 Instituto de Ciencia y Tecnologa de Alimentos, Universidad Central de Venezuela,Lomas de Bello Monte, Calle Suapure, Caracas, Venezuela. Cdigo Postal 1041A, ApartadoPostal 47097. Tel: 0058-212-753-44-03/0058-212-753-56-84; Fax: 0058-212-753-38-71.

* Correo electrnico: , .

PelculasYRecubrimientosComestibles.indb 329 12/11/2012 7:55:08 PM


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de productos listos para comer (ready to eat) que proporcionen los valores nutritivosnecesarios para el funcionamiento adecuado del organismo, que sean ms seguros mi-crobiolgicamente, que vengan en empaques ms prcticos y amigables con el medioambiente, y que cuenten con una vida til ms larga (Cagri, Ustunol y Ryser, 2004). alesretos significan un desafo para la industria de alimentos tanto en lo tecnolgico (desa-rrollo de nuevas estrategias de procesamiento, manipulacin y empaquetamiento) comoen lo logstico (gestin, mercadeo y sistemas de distribucin adecuados), ya que los ali-mentos listos-para-comer requieren de una mayor manipulacin durante su proceso, ypor ende, son ms susceptibles al ataque de microorganismos deteriorativos y patgenos;los cuales pudieran causar problemas de salud pblica si estos alimentos no son procesa-

dos, manipulados y distribuidos adecuadamente (Beuchat, 1996; Daz-Cinco, Acedo-Felixy Garca-Galaz, 2005). Por tanto, un apropiado tratamiento, empaquetamiento y almace-naje, pudiera evitar la contaminacin de estos productos, y por consiguiente, conseguirun aumento de su vida til (Cagri, Ustunol y Ryser, 2004).

La industria de alimentos ha venido aplicando tradicionalmente varias estrategias(enfriamiento, deshidratacin, acidificacin, empaquetamiento en atmsferas modifica-das, fermentacin y/o el uso de antimicrobianos) para controlar el crecimiento micro-biano de alimentos tales como: frutas y vegetales frescos cortados, embutidos y quesosrebanados, y productos crnicos listos para cocinar (Davidson y aylor, 2007). Sin embar-go, nuevas tcnicas de preservacin estn siendo estudiadas y aplicadas con xito sobre

estos productos. Una de esas tcnicas es la aplicacin de pelculas y recubrimientos co-mestibles con sustancias antimicrobianas y antioxidantes aadidas.

La industria de alimentos tiene a su disposicin un amplio rango de materiales de em-paque de origen no comestible, tales como las pelculas de polipropileno y polietileno, lascuales pueden proteger a los alimentos de la contaminacin ambiental, pero presentan ladesventaja de que son materiales no biodegradables. Por tal motivo, las pelculas y recu-brimientos comestibles a base de protenas, lpidos y polisacridos, estn siendo estudia-das y aplicadas a productos de alimentos como un potencial material de empaque quepuede actuar como una barrera contra el vapor de agua, gases y compuestos voltiles. Ade-ms, pueden servir como transportadores de sustancias antimicrobianas, antioxidantes, sa-

borizantes y vitaminas, las cuales pueden aumentar la calidad, inocuidad, funcionalidad yvida til del producto, adems de ser empaques amigables con el ambiente (Gennadios,Hanna y Kurt, 1997; Cagri, Ustunol y Ryser, 2004, Lin y Zhao, 2007; Rojas-Gra, Soliva-Fortuny y Martn-Belloso, 2009). En este captulo nos enfocaremos en aquellas pelculasy recubrimientos comestibles a base de protenas, lpidos y polisacridos con sustanciasantimicrobianas aadidas o con actividad antimicrobiana propia, aplicadas sobre alimen-tos listos para comer.



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PELCULASYRECUBRIMIENTOSCOMESTIBLESCONEFECTOANTIMICROBIANO 331

| Agentes antimicrobianos incorporadosen pelculas y recubrimientos comestibles

Los antimicrobianos de alimentos son compuestos o sustancias qumicas que pueden re-tardar el crecimiento o causar la muerte microbiana cuando stos son incorporados enuna matriz de alimentos (Davidson y Zivanovic, 2003). Los principales blancos de accinde los antimicrobianos son los microorganismos patgenos productores de toxinas ocausantes de infecciones y microorganismos deteriorativos, cuyos productos finales me-tablicos causan olores y sabores desagradables, problemas de textura y decoloracin delproducto (Davidson y aylor, 2007).

La clasificacin de los antimicrobianos en grupos especficos no es fcil, ya que al-gunos de los considerados tradicionales y/o sintticos tambin se pueden encontrar enforma natural en los alimentos. Sin embargo, actualmente son clasificados por algunosautores como tradicionales y naturales (compuestos de origen natural) tomando encuenta ciertas consideraciones (Davidson y aylor, 2007; Raybaudi-Massilia, Mosque-da-Melgar, Soliva-Fortuny y Martn-Belloso, 2009).

Los antimicrobianos son llamados tradicionales cuando: 1)han sido usados por mu-chos aos, 2) han sido aprobados por muchos pases para inclusin como antimicro-bianos en alimentos, o 3) han sido producidos por sntesis qumica. Sin embargo, estaclasificacin no implica que preservativos tradicionales o sintticos sean ms efectivos

desde un punto de vista microbiolgico que uno de origen natural, o viceversa.No obstante, los agentes antimicrobianos naturales de origen de planta, animal y mi-crobiano estn siendo preferidos hoy en da por los consumidores, debido a la activa pro-mocin de estas sustancias como aditivos no perjudiciales para el organismo y, portanto, son ms saludables que las sustancias qumicas no naturales o sintticas.

La incorporacin de agentes antimicrobianos tales como: cidos orgnicos, bacterio-cinas, enzimas, extractos de plantas y polisacridos en pelculas y recubrimientos comes-tibles, ha demostrado ser una alternativa novedosa para retardar o inhibir el crecimientode bacterias, levaduras y mohos en un amplio rango de alimentos, por lo que su aplica-cin es cada vez ms frecuente (tabla 1).

Agentes antimicrobianos tradicionales

Los cidos orgnicos son los agentes preservativos ms tradicionalmente o comnmenteusados en la industria de alimentos. Algunos de estos cidos orgnicos tales como: ctri-co, mlico, lurico, propinico, tartrico, benzoico, srbico y lctico, han sido incorpora-dos en pelculas y recubrimientos comestibles, de manera directa o en forma de sales. Su



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TABLA

1.AGENTESANTIMICROBIANOSIN

CORPORADOSEN

PELCULASYREC

UBRIMIENTOSCOMESTIBLES

Agenteantimicrobiano

Materialcom

estiblebase

Referencia

Pelcula

Recubrimiento

Tradicional

cidomlico

Alginato,

Prot.suerodeleche

Gadang,Hettiarachchy,JohnsonyOwens,20

08;Ra-

ybaudi-Mas

silia,Mosqueda-Melgar,Martn-Belloso,

2008;Rayba

udi-Massilia,Rojas-Gra,Mosque

da-Mel-

garyMartn

-Belloso,2008

cidoac

tico

Quitosano

BeginyVan

Calsteren,1999;

cidofrmico

Quitosano

BeginyVan

Calsteren,1999;

cidolctico

Quitosano

BeginyVan

Calsteren,1999;Ye,NeetooyCh

en,2008

cidolurico

Prot.soya

Dawson,Ca

rl,ActonyHan,2007

cidopr

opinico

Zena,

Celulosa

Janes,KoosheshyJohnson,2002;Valencia-Chamorro,

Prez-Gago

,DelRoyPalou,2009

Sorbato

depo-

tasio

Quitosano

Celulosa

Pranoto,Ra

kshitySalokhe,2005;Ye,Neetoo

yChen,

2008;Valencia-Chamorro,Prez-Gago,DelR

oyPa-

lou,2009

Benzoatodesodio

Quitosano

Celulosa

Ye,Neetoo

yChen,2008;Valencia-Chamorro,Prez-

Gago,DelR

oyPalou,2009

Quitosan

o

Quitosano,Metil-

celulosa

Quitosano

BeginyVan

Calsteren,1999;PenyJiang,2003;De-

vlieghere,V

ermeulenyDebevere,2004;Dong

,

Cheng,Tan

yotros,2004;Gonzlez-Aguilar,M

onroy-

Garca,Goy

coolea-Valenciayotros,2005;200

9;Pra-

noto,Raksh

itySalokhe,2005;Sebti,Martial-G

ros,

Carnet-Pantiezyotros,2005;Chien,SheuyYa

ng,

2007;Sangsuwan,RattanapanoneyRachtanapun,

2008;Ye,NeetooyChen,2008;Dutta,Tripath

i,Me-

hrotrayDutta,2009;Vargas,Chiralt,Alborsy

Gonz-

lez-Martnez,2009



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Naturalo

Nuevo

Enzimas

(Lisozima

yOvotra

nsferrina)

Quitosano,Algina-

to,Carragenina

Quitosano

Cha,Choi,ChinnanyPark,2002;Seol,Lim,Ja

ngy

otros,2009

Aceitese

senciales

Quitosano,Algina-

to;Prot.soya

Alginato,

Purdemanzana

Pranoto,Sa

lokheyRakshit,2005;Pranoto,Rakshity

Salokhe,20

05;Oussalah,CailletyLacroix,200

6;Rojas-

Gra,Raybaudi-Massilia,Soliva-Fortunyyotro

s,2007;

Raybaudi-M

assilia,Mosqueda-Melgar,Martn

-Belloso,

2008;Rayba

udi-Massilia,Rojas-Gra,Mosque

da-Mel-

garyMartn

-Belloso,2008

Bacteriocinas(Ni-

sina,Enterocinasy

Pediocin

as)

Quitosano,Algi-

nato,Carragenina,

Prot.soya,Celulo-

sa,Zena

Prot.suerodeleche

Cha,Choi,ChinnanyPark,2002;Janes,Koosheshy

Johnson,20

02;Franklin,CookseyyGetty,200

4;Pra-

noto,SalokheyRakshit,2005;Pranoto,Rakshity

Salokhe,20

05;Dawson,Carl,ActonyHan,20

07;Mi-

llette,LeTien,SmoragiewiczyLacroix,2007;Marcos,

Aymerich,M

onfortyGarriga,2008;Gadang,Hettia-

rachchy,JohnsonyOwens,2008;Santiago-Silva,Soa-

res,Nbreg

ayotros,2009

Extracto

desemi-

lladeuvaytoronja

Alginato,Carrage-

nina,gelatina

Prot.suerodele-

che,

Prot.soya

Cha,Choi,ChinnanyPark,2002;Theivendran

,Hettia-

rachchyyJohnson,2006;Gadang,Hettiarach

chy,Jo-

hnsonyOw

ens,2008;Hong,LimySong,2009

Extracto

detver-

de

Gelatina

Prot.Soya

Theivendran,HettiarachchyyJohnson,2006;

Hong,

LimySong,2009

Especies

enpolvo

Caseinato,

Prot.suerodele-

che

Outtara,Giroux,Yefsahyotros,2002

Vanillina

Alginato,Celulosa,

Purdemanzana,

Quitosano

Rojas-Gra,Raybaudi-Massilia,Soliva-Fortunyyotros,

2007;Sangsuwan,RattanapanoneyRachtanapun,

2008



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espectro de accin antimicrobiana es muy amplio, va desde una disminucin directa delpH del sustrato o medio de crecimiento debido a un aumento de la concentracin deprotones, hasta la alteracin de la permeabilidad de la membrana celular debido a la in-teraccin con protenas de la membrana, las cuales afectan su funcionamiento (Davidsony aylor, 2007). Adems, la forma no disociada de los cidos orgnicos dbiles puede pe-netrar la bicapa lipdica de la membrana celular de los microorganismos con mayor facili-dad, y una vez dentro, la molcula de cido es forzada a disociarse en aniones y protonescargados, debido al pH cercano a la neutralidad del citoplasma celular, y causar inacti-vacin celular por dao en la sealizacin celular, transporte activo y material gentico(Stratford y Eklund, 2003).

Agentes antimicrobianos naturales

Dependiendo de su origen, los antimicrobianos naturales pueden ser clasificados como:vegetal, animal o microbiano.

ORIGENVEGETAL

Los antimicrobianos de origen vegetal son todos aquellos compuestos que estn presentesen forma natural en las diferentes partes de las plantas, como tallos, cortezas, races, floresy frutos, que tienen un efecto inhibitorio o bactericida sobre los microorganismos. Dentrode los compuestos de este grupo que han sido aplicados a los alimentos a travs de pelcu-las y coberturas podemos incluir a los aceites esenciales, especias y otros extractos.

Aceites esenciales

Los aceites esenciales son lquidos aceitosos aromticos provenientes de las partes de las

plantas (flores, semillas, hojas, ramas, hierbas, madera, frutos y races), constituidos poruna compleja mezcla de compuestos como terpenos, alcoholes, cetonas, fenoles, cidos,aldehdos y esteres (Burt, 2004; Ayala-Zavala, Villegas-Ochoa, Cuamea-Navarro, 2005),que pueden ser obtenidos por fermentacin, extraccin o destilacin. Los aceites esen-ciales y sus componentes han sido utilizados desde la antigedad como saborizantes enalimentos, pero recientemente, algunos de ellos como los extrados de organo, cane-la, clavo, hierba de limn, palmarosa, timo, ajedrea, pimiento, ajo y algunos de sus com-puestos activos como carvacrol, cinamaldehdo, eugenol, citral, geraniol y timol, han sido



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incorporados como agentes antimicrobianos en pelculas y recubrimientos comestibles(Oussalah, Caillet, Salmiri y otros, 2004 y Oussalah, Caillet, Salmiri y otros, 2006; Prano-to, Salokhe y Rakshit, 2005 y Pranoto, Rakshit y Salokhe, 2005; Raybaudi-Massilia, Mos-queda-Melgar, Martn-Belloso, 2008, Raybaudi-Massilia, Rojas-Gra, Mosqueda-Melgary Martn-Belloso, 2008 y Raybaudi-Massilia, Mosqueda-Melgar, Soliva-Fortuny y Mar-tn-Belloso 2009; Rojas-Gra, Soliva-Fortuny y Martn-Belloso, 2009). No existe un ni-co mecanismo de accin de los aceites esenciales sobre los microorganismos, debido aque estn constituidos por mltiples compuestos qumicos que tienen diferentes blancosde accin en la clula microbiana (Burt, 2004). Nychas, Skandamis y assou (2003), Burt(2004) y Oussalah, Caillet y Lacroix (2006) indicaron que los aceites esenciales pueden cau-

sar degradacin de la pared celular, daos a la membrana citoplasmtica y a las protenasde membrana, favorecen la salida del contenido celular, coagulacin del citoplasma y unadisminucin de la fuerza protn motriz. Nychas, Skandamis y assou (2003) sealaronque el modo de accin es dependiente de la concentracin de aceite esencial, indican-do que bajas concentraciones inhiben las enzimas asociadas a la produccin de energa,mientras que altas concentraciones pueden causar la precipitacin de las protenas.

Vanillina

La vanillina (4-hidroxi-3-metoxibenzaldehdo) es un aldehdo fenlico presente en losgranos de la vainilla que ha sido utilizado en recubrimientos comestibles como sabori-zante y antimicrobiano (Rojas-Gra, Raybaudi-Massilia, Soliva-Fortuny y otros, 2007).La vanillina es efectiva contra microorganismos Gram (+), Gram (), mohos y levaduras(Walton, Mayer y Narbard, 2003), siendo ms activa contra mohos y bacterias Gram (+)no lcticas (Davidson y aylor, 2007). Basado en estudios cientficos, la actividad inhibi-toria o bactericida de la vanillina radica principalmente en su capacidad para afectar deforma negativa la integridad de la membrana citoplasmtica, con prdida de gradien-tes inicos, desequilibrando la homeostasis del pH e inhibiendo la actividad respiratoria(Fitzgerald, Stratford, Gasson y otros, 2004).

Extracto de t verde, semilla de uva y toronja

Los extractos de t verde (), de semilla de uva () y semilla de toronja (), hansido adicionados tambin a pelculas comestibles y son de gran inters debido a su altocontenido de componentes fenlicos. En el caso del , los polifenoles, y en particular



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los flavonoides tales como las catequinas, son los componentes ms abundantes (Al-manjo, Carb, Lpez-Jimnez y Gordon, 2008), siendo muchas de sus propiedades anti-microbianas y antioxidantes atribuidas a esa fraccin de catequinas como: epicatequina(EC), epigallocatequina (EGC), gallato de epigallocatequina (EGCg), gallato de epica-tequina (ECg), gallato de catequina (Cg) y gallato de gallocatequina (GCg) (Frei y Hig-don, 2003). As pues, aylor, Hamilton-Miller y Stapleton (2005) sealaron que estudiosconducidos en los ltimos 20 aos han demostrado que las catequinas polifenlicas delt verde, en particular la EGCg y ECg, pueden inhibir el crecimiento microbiano de unamplio rango de microorganismos Gram (+) y Gram (). Shimamura, Zao y Hu (2007)indicaron que la actividad antimicrobiana de estas dos catequinas puede ser atribuida

principalmente a la fraccin galoil (g), la cual est ausente en EC y EGC. Asimismo, estosautores reportaron que EGCg puede enlazarse directamente a la capa de peptidoglicanoe inducir su precipitacin por interferir con su biosntesis, lo que hace que las bacteriasGram (+) sean ms sensibles que las Gram (), debido a la presencia de una membranaexterna que sirve como barrera de sustancias antibacterianas. De este modo, la funcinfisiolgica de la membrana externa y la baja afinidad entre la EGCg y los lipopolisacridosde la membrana externa son los que limitan el enlace de la EGCg a la capa de peptidogli-cano, y en consecuencia, un menor efecto antimicrobiano es observado contra las bacte-rias Gram () (Shimamura, Zao y Hu, 2007).

Los y son tambin fuentes ricas en compuestos fenlicos monomricos, ta-les como catequinas, EC y ECG, y procianidinas dmeras, trmeras y tetrmeras, las cua-les pueden actuar como agentes antivirales y antimutagnicos (Saito, Hosoyama, Arigay otros, 1998). Los y son efectivos principalmente contra las bacterias Gram (+),siendo el cido glico su principal componente activo (Jayaprakasha, Selvi y Sakariah,2003). Los mecanismos de accin antimicrobiana de los y propuestos, indican quelos compuestos fenlicos y procianidinas presentes en esas fracciones pueden actuar so-bre las protenas de membrana de las clulas, provocando la salida de una serie de com-puestos desde el interior de las clulas, originando prdidas de K+, cido glutmico, intracelular, entre otros, adems de una alteracin en la composicin de cidos grasos dela membrana (Rozs y Peres, 1998; Heggers, Cottingham, Gusman y otros, 2002).

ORIGENANIMAL

Dentro de los antimicrobianos de origen animal incorporados en pelculas y recubrimien-tos comestibles encontramos las enzimas, como lisozima y ovotransferrina, y el quitosa-no, como un polisacrido.



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Enzimas

La lisozima (peptidoglicano N-acetilmuramoyl hidrolasa EC 3.2.1.17) es una enzima queest presente en huevos de aves, leche de mamferos, lgrimas y otras secreciones, insec-tos y peces, que puede catalizar la hidrlisis del enlace glucosdico -1,4 entre el cidoN-acetilmurmico y la N-acetilglucosamina de la capa de peptidoglicano de la pared ce-lular de las bacterias (Davidson y aylor, 2007). Esta enzima resulta ms efectiva contrabacterias Gram (+) que contra bacterias Gram (), debido probablemente a que la capade peptidoglicano de la pared celular est ms expuesta. En la actualidad, es clasificadacomo un antimicrobiano tradicional, ya que ha sido aprobada por diferentes pases parasu uso en alimentos (Davidson y aylor, 2007).

Por su parte, la ovotransferrina (conocida comnmente como conalbmina), la se-gunda protena ms importante presente en la clara de huevo, es una glicoprotena enla-zada al hierro, perteneciente a la familia de las transferrinas, que transporta y secuestra elin hierro (Fe+3) (Ko, Mendoza y Ahn, 2008). La ovotransferrina inhibe varios microorga-nismos Gram (+), Gram () y levaduras, incluyendo: Escherichia coli, Pseudomonas spp.,Streptococcus mutans,Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Salmonella Enteritidis y Can-dida. No obstante, esta enzima es ms efectiva en bacterias Gram (+) (Davidson y aylor,2007; Ko, Mendoza y Ahn, 2008). El mecanismo de accin antimicrobiano de la ovotrans-ferrina no est an totalmente elucidado; sin embargo, se pensaba que tena capacidadde enlazarse al Fe+3, por ser el principal mecanismo de accin de la ovotransferrina. Sinembargo, estudios ms recientes han demostrado que la principal causa de su accin an-timicrobiana se debe a las interacciones directas de la ovotransferrina con la superficiebacteriana. Este hecho se produce por un aumento en la permeabilidad de la membra-na externa de las bacterias Gram (), la cual subsecuentemente puede causar daos a lasfunciones biolgicas de la membrana citoplasmtica (Ibrahim, Sugimoto y Aoki, 2000).

Quitosano

Otro tipo de antimicrobiano de origen animal utilizado en recubrimientos y pelculas

comestibles es el quitosano. ste es un hetero-polisacrido binario linear compuesto deN-acetil-glucosamina y glucosamina asociado al enlace -(1,4), el cual es obtenido comer-cialmente por deacetilacin de la quitina, un constituyente abundante del exoesqueletode crustceos, insectos y hongos (Pranoto, Rakshit y Salokhe, 2005; Sebti, Martial-Gros,Carnet-Pantiez y otros, 2005). Este compuesto tiene un gran potencial para un ampliorango de aplicaciones, debido a su biodegradabilidad, biocompatibilidad, actividad anti-microbiana, no toxicidad y sus verstiles propiedades fsicas y qumicas (Dutta, ripathi,



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Mehrotra y Dutta, 2009). El mecanismo de accin antimicrobiana de la quitina, el quito-sano y sus derivados an no se conoce del todo; sin embargo, estudios realizados por Liu,Du, Wang y Sun (2004) demostraron que el quitosano increment la permeabilidad dela membrana externa e interna de las clulas bacterianas al punto de ruptura, con la sub-secuente salida del contenido citoplasmtico. Los autores atribuyen este dao o efectobactericida a la interaccin electrosttica entre los grupos aminos (NH

3+) cargados posi-

tivamente del quitosano y los grupos fosforilos (PO3

-) de los componentes fosfolipdicosde las membranas celulares, los cuales estn cargados negativamente.

Origen microbiano

Dentro de los compuestos antimicrobianos de origen microbiano incorporados en pel-culas y recubrimientos comestibles, encontramos las bacteriocinas como la nisina, pedio-cina y enterocina.

Las bacteriocinas, las cuales son pptidos o protenas producidas por diferentes mi-croorganismos, son compuestos que tienen un efecto inhibitorio o bactericida sobreotros. Las bacteriocinas producidas por bacterias cido lcticas comprenden dos gran-des grupos: el primero donde encontramos la lactacina y la lactocina (producidas porLactobacillusspp.), y el segundo donde encontramos la nisina (producida por Lactococ-

cus lactis lactis) y pediocina (producida por Pediococcus acidilactici) (Marugg, 1991; Da-vidson y Zivanovic, 2003). Otro grupo comnmente estudiado de bacteriocinas son lasenterocinas, las cuales son producidas por especies del gnero Enterococcus. De estasbacteriocinas, la ms estudiada y aplicada ha sido la nisina, un pequeo pptido de 34aminocidos estable al calor, el cual tiene un efecto bactericida contra bacterias Gram(+) y esporosttica contra sus esporas, pero inefectiva contra bacterias Gram () (He-lander y Mattila-Sandholm, 2000). El mecanismo de accin de la nisina involucra la in-teraccin con precursores del peptidoglicano y formacin de poros transitorios en lamembrana citoplasmtica del microorganismo blanco (Abee, Rombouts, Hugenhultz yotros, 1994), que producen una disminucin de la fuerza protn motriz y una prdida de

iones celulares, aminocidos y AP (Crandall y Montville, 1998). Adems, la nisina puedeinterferir en la biosntesis de la pared celular; sin embargo, algunos investigadores han in-dicado que esto puede ser simplemente una consecuencia de la prdida de energa y ladespolarizacin de la membrana resultante de la formacin de poros e induccin de au-tolisis (Tomas, Clarkson y Delves-Broughton, 2000).

Por tanto, la baja efectividad antimicrobiana de la nisina contra bacterias Gram ()es debida a la membrana externa protectora, que cubre la membrana citoplasmtica, y



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a la capa de peptidoglicano de las clulas Gram () que es ms delgada. Esta membranaexterna contiene fosfoglicridos en su interior y molculas de lipopolisacridos (LPS) ensu exterior, la cual crea una superficie hidrfila (Nikaido, 1996), y en consecuencia, una ba-rrera de penetracin contra sustancias hidrfobas y macromolculas. En este caso, la ni-sina, como macromolcula hidrfoba, es incapaz de atravesar la membrana externa debacterias Gram (), y por ello no puede alcanzar su mecanismo de accin principal (He-lander y Mattila-Sandholm, 2000).

Por otra parte, las pediocinas y enterocinas no han sido bien caracterizadas, y su modode accin sobre los microorganismos an no est claro del todo; sin embargo, su actividadantimicrobiana ha sido demostrada, ya que se ha reportado una fuerte actividad contra

microorganismos patgenos(Sobrino Lpez y Martn-Belloso 2008; Santiago-Silva, Soa-res, Nbrega y otros, 2009). En este sentido, Buhnia, Johnson, Ray y Kalchayanand (2008)indicaron que el posible mecanismo de accin de la pediocina con relacin a la prdidade la viabilidad de las clulas sensibles se debe a que, inicialmente, la pediocina se une alos receptores no especficos (probablemente cidos lipoteicoicos), cuando los sitios noespecficos estn saturados, las molculas de pediocina se enlazan a los receptores es-pecficos, y logran producir cambios en la integridad de la membrana; en consecuencia,las clulas pierden los iones de potasio y otras molculas pequeas, adems de inducirseprdida en su capacidad para multiplicarse. En algunas cepas, la membrana celular tam-bin puede perder la integridad estructural y producir lisis. En las bacterias Gram (+) re-

sistentes los receptores especficos, son ausentes o no estn disponibles para enlazarse, yen la bacterias Gram () tanto los receptores no especficos como los especficos para pe-diocina estn ausentes. Por su parte, Krxmer y Brandis (1975) indicaron que las enteroci-nas pueden inhibir la sntesis de protenas, ADN y ARN, adems de inhibir la acumulacinde isoleucina e inducir la salida de isoleucina ya acumulada. Estos efectos en los procesosbioqumicos pueden indicar una inhibicin del suministro de energa o una alteracin dela permeabilidad de la membrana.

| Factores a considerar para la seleccin

de antimicrobianos

La efectividad de los antimicrobianos depende de varios factores asociados al alimento, alas condiciones de almacenamiento, a su manipulacin, y al tipo de microorganismo a con-trolar. Por ende, la preservacin de los alimentos se logra mejor cuando son conocidos y to-mados en cuenta los siguientes factores: los microorganismos a hacer inhibidos, el tipo deantimicrobiano y su concentracin, la temperatura y el tiempo de almacenamiento, el pH



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del alimento y su capacidad amortiguadora, y la presencia de otros agentes que puedanafectar su vida til (Davidson y aylor, 2007).De acuerdo con Gould (1989), los factores que pueden afectar la actividad de los an-

timicrobianos se pueden clasificar en: microbianos, intrnsecos, extrnsecos y de proce-samiento. Los factores microbianos incluyen la resistencia inherente (clulas vegetativasvs. esporas; diferencias entre cepas), nmero inicial y tasa de crecimiento, interaccincon otros microorganismos (competencia, antagonismo), composicin celular (reaccinGram), estatus celular (lesionadas), y la capacidad de formar bio-pelculas. Los factores in-trnsecos que afectan la actividad antimicrobiana son aquellas asociadas con el alimen-to e incluyen nutrientes, pH, capacidad amortiguadora, potencial de xido reduccin

y actividad de agua. Los extrnsecos que afectan la actividad antimicrobiana incluyen latemperatura de almacenamiento, la atmsfera y humedad relativa. Adems, el tiempode almacenamiento es un factor importante. Los factores de procesamiento incluyen lacomposicin de alimentos, reemplazo de la micro-flora nativa, cambios en la poblacinmicrobiana y cambios en la micro-estructura del alimento.

| Determinacin de la actividad antimicrobiana

La actividad antimicrobiana de las coberturas y pelculas puede ser determinada a travs

de dos mtodos: dilucin y difusin por discos.

Mtodo de dilucin

El mtodo de dilucin consiste en colocar diferentes concentraciones del antimicrobia-no en un medio lquido o slido y luego inocularlo con el microorganismo en estudio.As, por ejemplo, Rojas-Gra, Raybaudi-Massilia, Soliva-Fortuny y otros (2007) evalua-ron la actividad antimicrobiana de una solucin formadora de pelculas comestibles abase de alginato y pur de manzana conteniendo aceites esenciales de organo, canela

y hierba de limn y/o sus compuestos activos: carvacrol, cinamaldehdo y citral contraE. coliO157:H7. Los autores colocaron la solucin formadora de pelcula diluida con so-lucin salina (pH 3.3) con los aceites esenciales o sus compuestos activos en pocillos deuna microplaca para luego inocularlos con E. coliO157: H7 y determinar la concentra-cin de cada compuesto capaz de reducir 50% la poblacin del microorganismo, lo quelos autores denominaron actividad bactericida 50 (BA50).



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Mtodo de difusin por discos

El mtodo de difusin por discos consiste en colocar discos de papel de filtro o dis-cos obtenidos de la pelcula preformada conteniendo diferentes concentraciones dela(s) sustancia(s) antimicrobiana(s) a evaluar sobre placas con agar previamente ino-culadas con el microorganismo que se quiere estudiar (figura 1). Padgett, Han y Daw-son (1998), Cagri, Ustonol y Ryser (2001), Cha, Choi, Chinnan y Park (2002), Seydim ySarikus (2006) y Rojas-Gra, Avena-Bustillo, Friedman y otros (2006) evaluaron la acti-vidad antimicrobiana de pelculas por este mtodo, y encontraron que puede ser unabuena alternativa para evaluar antimicrobianos a diferentes concentraciones, ya que

permite al investigador hacer una seleccin del antimicrobiano y concentracin ideal,basado en la deteccin y medicin de la zona de inhibicin del crecimiento del mi-croorganismo alrededor de los discos.

| Pelculas y recubrimientos comestiblescon efecto antimicrobiano

El objetivo principal del empacado de alimentos es preservar la calidad e inocuidad de s-tos, desde el momento de su manufactura hasta el momento de su consumo. As pues, el

material de empaque funciona como una barrera al paso de agentes contaminantes haciael producto. Los materiales de empaques mejor conocidos y aplicados que cumplen coneste objetivo en la industria de alimentos son el polietileno o los materiales a base de co-polmeros, los cuales han sido utilizados por la industria de alimentos por ms de 50 aos(Cutter, 2006). No obstante, una de las limitantes de estos materiales es que no son bio-degradables, lo que significa que se convierten en una fuente de contaminacin para elambiente. Esto ha motivado a los investigadores a desarrollar empaques que sean elabo-rados con materiales biodegradables que a su vez pueden ser comestibles, disminuyendola contaminacin ambiental y garantizando que el empaque cumpla el objetivo principalde proteccin del alimento.

Una alternativa novedosa de empacado ha sido el uso de pelculas comestibles, lascuales pueden ofrecer propiedades de barrera y limitar el paso del oxgeno previniendola contaminacin y el deterioro del producto. Las pelculas comestibles pueden inhibir elcrecimiento de los microorganismos por el solo hecho de limitar el paso del oxgeno, opor ser elaboradas a base de materiales con propiedades antimicrobianas como el quito-sano. Adems, stos pueden servir como transportadores de sustancias antimicrobianas



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FIGURA1. FIGURAREPRESENTATIVADEZONASINHIBIDORASDEDISCOSDEPELCULADESUERODEPROTENADELECHECONTENIENDOACEITEDEESENCIALDEORGANOAL2% YCOMPARADOCONTRAELCONTROL.

(A) CONTROL, (B) S. AUREUS, (C) E. COLIO157:H7,(D) L. MONOCYTOGENES, (E) L. PLANTARUMY(F) S. ENTERITIDIS

Fuente: tomada de Seydim y Sarikus (2006).

de origen natural o sinttico (Rojas-Gra, Soliva-Fortuny y Martn-Belloso, 2009). Una delas ventajas de incorporar los agentes antimicrobianos a las pelculas es la reduccin en lavelocidad de difusin de estos compuestos en el alimento, garantizando as su accinpor ms tiempo en la superficie, donde por lo general ocurre la mayor contaminacin(Cagri, Ustunol y Ryser, 2004).



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Aplicadas a productos crnicos

La contaminacin de los productos crnicos principalmente comienza por la superficiedebido a la carga microbiana proveniente de la manipulacin inadecuada, maquinariasde procesamiento y empacado. Las pelculas antimicrobianas pueden ser utilizadas paraprevenir la contaminacin de la carne y productos crnicos durante el almacenamientoen refrigeracin, pero tambin pueden ser utilizadas para inhibir el crecimiento microbia-no en la superficie de los productos frescos procesados y extender as su vida til (Cagri,Ustonol y Ryser, 2004).

De acuerdo con la bibliografa, las pelculas antimicrobianas aplicadas a productos

crnicos han sido elaboradas principalmente a base de polisacridos (alginato, celulosa,metil-celulosa, e hidroxipropilmetilcelulosa) y protenas (zena, caseinato, suero de leche,soya y gelatina).

Oussalah, Caillet, Salmiri y otros (2004) probaron los efectos antimicrobianos de pe-lculas comestibles a base de protena de leche conteniendo aceite esencial de organo(1%) y/o pimiento (1%) contra E. coliO157:H7 y Pseudomonas spp. inoculadas sobre fi-letes de msculo de res almacenados por 7 das a 4C. Estos autores encontraron que laspelculas que contenan el aceite esencial de organo fueron ms efectivas, al lograr redu-cir alrededor de 1 ciclo log las poblaciones microbianas en comparacin con las mues-tras control y sobre esas pelculas que contenan aceite esencial de pimiento. Por su parte,Oussalah, Caillet, Salmiri y otros (2006) determinaron el efecto de la aplicacin de pe-lculas a base de alginato conteniendo aceites esenciales de organo, canela o ajedrea(Saturejaspp.) al 1% sobre poblaciones de Salmonella Typhimuriumo E. coliO157:H7 ino-culadas en filetes de carne de res almacenados por 5 das a 4C. Los autores reportaronque aquellas pelculas que contenan aceites esenciales de organo o canela resultaronlas ms efectivas contra S. Typhimurium (reducciones alrededor de 1 ciclo log); mientrasque en el caso de E. coli O157:H7 la pelcula elaborada con aceite esencial de organomostr la mejor reduccin (1,97 ciclos log). En el mismo sentido, Milette, Le ien, Smo-ragiewics y Lacroix (2007) evaluaron el efecto antimicrobiano de una pelcula a base dealginato, pero usando nisina (500 y 1000 UI) incorporada en la pelcula para controlar elcrecimiento de Staphylococcus aureusinoculado sobre filetes de carne de res almacena-

dos por 14 das a 4C. Los autores encontraron que despus de 7 das a 4C, fue observadauna reduccin de 0.91 y 1.86 UFC/cm2 del microorganismo sobre los filetes de carne de rescubiertos con la pelcula conteniendo 500 o 1000 UI/ml de nisina, respectivamente. Por suparte, estudios realizados por Zinoviadou, Koutsoumanis y Biliaderis (2010) en carne deres fresca picada cubierta con pelculas a base de aislado de protena de suero incorpora-das con lactato de sodio (NaL) o e-polilisina (e-PL), demostraron que se logr una reduc-cin en la tasa de crecimiento de la flora nativa total y una inhibicin total del crecimiento



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de las bacterias cido lcticas cuando se aadi a la pelcula una concentracin de 0.75%de e-PL. Mientras que una inhibicin significativa del crecimiento de la flora total y dePseudomonasspp., fue logrado con la incorporacin de 2% de NaL. Asimismo, Outtara,Giroux, Yefsa y otros (2002) redujeron ligeramente (en 0.5 ciclos log) los recuentos tota-les de microorganismos presentes naturalmente en carne molida durante los primeros 4das a 4C, cuando una pelcula a base de una mezcla de protenas (caseinato de calcio yaislado de protena de soya) conteniendo tomillo, salvia y romero en polvo al 3% fue apli-cada. Sin embargo, poblaciones de Brochothrix thermosphacta, Staphylococcus spp, bac-terias cido lcticas, coliformes, enterobacterias y Pseudomonasno se vieron afectadassignificativamente por el uso de esta pelcula antimicrobiana.

Por otra parte, Seol, Lim, Jang y otros (2009) lograron reducir las poblaciones de mi-croorganismos totales y E. colipor 1.8 y 2.7 UFC/g, respectivamente, en pechuga de po-llo cubierta por una pelcula a base de zena conteniendo EDA (5 mM) y ovotransferrina(25 mg) como antimicrobianos y almacenada por 7 das a 5C. De la misma forma, Janes,Kooshesh y Johnson (2002) lograron reducir en 1.69 y 2.03 ciclos logartmicos las pobla-ciones de L. monocytogenes en pollo listo-para-comer, almacenado 8 das a 4C, utilizan-do nisina (1 000 UI/g) y nisina (1 000 UI/g)-propionato de calcio (1%), respectivamente,incorporadas en una pelcula a base de zena usada para cubrir el producto. Sin embargo,el efecto antimicrobiano de la nisina sola incorporada en la pelcula comestible se vio in-tensificado (hasta 2.59 reducciones logartmicas) cuando un aumento en la temperatura

(8C) de almacenamiento fue llevado a cabo.En otros estudios, Hong, Lim y Song (2009) obtuvieron un efecto antimicrobiano en

lomo de cerdo cuando se aplic una pelcula a base de una mezcla de gelatina y agaro-sa de alga roja conteniendo extracto de semilla de toronja (0.08%) o extracto de t verde(2.8%). Estos autores lograron inhibir el crecimiento de E. coliO157:H7 y reducir las pobla-ciones de L. monocytogenespor alrededor de 1 ciclo log despus de 7 das a 4 C. Por suparte, Kang, Jo, Kwon y otros (2007) evaluaron el efecto de un recubrimiento comestiblea base de pectina conteniendo polvo de t verde (0.5%) sobre la calidad de hamburgue-sas de cerdo envasadas en aire o al vaco y almacenadas por 14 das a 10C. Los autores re-portaron que la poblacin inicial de microorganismos aerbicos totales (10 4UFC/mg) se

redujo hasta niveles indetectables por ms de 7 das bajo condiciones de vaco; mientrasque bajo condiciones normales de atmsfera (aire) se tuvo un nivel de 10 5UFC/mg, lascuales estuvieron en 108UFC/mg, despus de 7 das a 10 grados Celsius.

Por otra parte, Dawson, Carl, Anton y Han (2007) evaluaron la efectividad antimi-crobiana de pelculas a base de protena de soya conteniendo cido lurico (8%) y ni-sina (400 UI/g) solas o combinadas contra L. monocytogenesinoculada en mortadela depavo, logrando reducir 1 ciclo log de L. monocytogenesdespus de 21 das a 4C. Sin em-



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bargo, un mayor efecto antimicrobiano fue observado por Santiago-Silva, Soares, Nbregay otros (2009), quienes demostraron que la incorporacin de pediocinas (25% o 50%) enuna emulsin para pelculas a base de celulosa logr reducir las poblaciones de microor-ganismos patognicos como Listeriay Salmonellaen rebanadas de jamn inoculadas. Es-tas pelculas antimicrobianas demostraron ser ms efectivas contra Listeria,ya que con50% de pediocinas se redujeron 2 ciclos log en comparacin con el control, y slo 0.5 ci-clos log de Salmonella. De igual forma, Gadang, Hettiarachchy, Johnson y Owens (2008)consiguieron reducir las poblaciones inoculadas de L. monocytogenesy E. coliO157:H7 en2 ciclos log y S. Typhimurium en 1 ciclo log en salchichas tipo Frankfurt almacenadas a4C durante 28 das, usando pelculas comestibles a base de protena de suero de leche

incorporadas con una combinacin de nisina (6 000 UI/g), cido mlico (1%) y extractode semilla de uvas (0.5%), adems de (1.6 mg/ml) para los casos de S. Typhimuriumy E. coliO157:H7. Resultados similares fueron reportados por Teivendran, Hettiarachchy yJohnson (2006), quienes evaluaron el efecto bactericida de la nisina (10 000 UI/g) com-binado con extracto de semillas de uva (1%) o extracto de t verde (1%) contra L. mono-cytogenes inoculada sobre salchichas tipo Frankfurt de pavo sumergidas en solucionesformadoras de pelculas a base de protena de soya. Estos autores lograron disminuir lapoblacin de L. monocytogenespor ms de 2 ciclos log despus de 28 das de almacena-miento a 4 o 10C. De la misma manera, Franklin, Cooksey y Getty (2004) lograron redu-cir por ms de 2 ciclos log las poblaciones de L. monocytogenesen salchichas tipo perro

caliente almacenadas por 28 das a 4C, pero usando nisina sola (2 500 UI/ml) y en unamenor concentracin dentro de una pelcula hecha a base de metilcelulosa/hidroxipro-pilmetilcelulosa. No obstante, Marcos, Aymerich, Monfort y Garriga (2008) encontraronun efecto bacteriosttico contra L. monocytogenes inoculada en jamn cocido durantelos primeros 8 das a 1C, al incorporar enterocinas A y B en pelculas a base de alginato.

Aplicadas a productos pesqueros

Las pelculas aplicadas a productos pesqueros han sido elaboradas principalmente a base

de gelatina sola o en combinacin con quitosano. La gelatina ha sido ampliamente estu-diada por su capacidad de formar pelculas y por su aplicabilidad como una coberturaexterna para proteger los alimentos de la deshidratacin, luz y oxgeno. Adems este esuno de los primeros materiales propuesto como transportador de compuestos bioacti-vos (Gmez-Guillen, Prez-Mateos, Gmez-Estaca y otros, 2009). Las fuentes ms abun-dantes de gelatina son la piel y los huesos de cerdo y ganado. No obstante, en los ltimosaos la gelatina extrada de pescado ha ganado mucha ms importancia.



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Lpez-Caballero, Gmez-Guillen, Prez-Mateos y Montero (2005) evaluaron el efec-to conservante de un recubrimiento hecho a base de una mezcla de quitosano y gelatinade piel de pescado (Lepidorhombus boscii) sobre hamburguesas de bacalao. Estos inves-tigadores reportaron que los recubrimientos previnieron el deterioro microbiano de lashamburguesas de bacalao durante 8-11 das de almacenamiento refrigerado, indicandoque los recuentos de microorganismos fueron ms bajos (alrededor de 2 ciclos log) quelas muestras control, siendo ms efectivos contra las bacterias Gram () como enterobac-terias y Pseudomonasspp. Asimismo, Gmez-Estaca, Montero, Gimnez y Gmez-Guilln(2007) demostraron que pelculas comestibles a base de gelatina-quitosano con extrac-tos de organo y romero incorporados, lograron reducir los recuentos totales de aerobios

y bacterias reductoras de sulfuro de 2 a 3 ciclos log sobre sardinas ahumadas en fro, des-pus de 16 das a 5 grados Celsius.

Por otra parte Datta, Janes, Hue y otros (2008) reportaron que la aplicacin de cober-turas a base de alginato de calcio con lisozima de ostras o lisozima de huevo de gallina in-corporada en el recubrimiento sobre salmn ahumado, result efectiva para reducir losniveles de Salmonellavar. Anatum (alrededor de 2.2 ciclos log) y L. monocytogenes(alre-dedor de 2.7 ciclos log) inoculadas.

Aplicadas a quesos

Los quesos frescos pueden sufrir deterioro por accin de bacterias psicrtrofas Gram() (Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes), coliformes, levaduras y mohos que lle-gan a ellos como una contaminacin posproceso. Mientras que los quesos maduradosestn propensos a un deterioro por crecimiento superficial de mohos y levaduras, parti-cularmente si estn expuestos al oxgeno. Adems, el uso de un cultivo iniciador de creci-miento lento puede permitir el crecimiento de microorganismos patgenos tales comoStaphylococcus, Salmonella, Listeria,y E. colienteropatognica,los cuales provienen de laleche cruda o de la contaminacin posproceso.

Una alternativa novedosa para evitar el deterioro o extender la vida til de los quesos

y garantizar la inocuidad de este tipo de productos es el uso de pelculas antimicrobianas.As pues, Cao-Hoang, Grgoire, Chaine y Wach (2010) demostraron que la aplicacin depelculas a base de caseinato de sodio con la incorporacin de sorbitol como plastifican-te y nisina (1 000 IU/cm2) como antimicrobiano, redujo la poblacin de Listeria innocuainoculada en la superficie de quesos madurados, tipo Mini Babybel, en 1.1 ciclos log des-pus de un periodo de almacenamiento de 7 das a 4 grados Celsius.



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Aplicados a frutas y vegetales

Las coberturas comestibles con agentes antimicrobianos han ganado importancia comouna nueva tecnologa para reducir los efectos deletreos causados durante el almacena-miento de frutas enteras y el procesamiento de las frutas y vegetales frescos cortados. Esteefecto es ms severo en estos ltimos, donde el corte induce daos en la estructura celu-lar de los tejidos y favorece la salida de los constituyentes, ocasionando cambios de color,textura y una vida til microbiolgica ms corta, ya que funciona como un transporte dediferentes agentes conservantes como antioxidantes, conservadores de textura y antimi-crobianos, y nutricionales como vitaminas y minerales.

Valencia-Chamorro, Prez-Gago, Del Ro y Palou (2009) estudiaron el efecto antifn-gico de recubrimientos a base de hidroxipropilmetilcelulosa en combinacin con sorba-to de potasio (2%), benzoato de sodio (2.5%), propionato de sodio (0.5%), y sus mezclassobre la conservacin poscosecha de naranjas var. Valencia enteras. Los autores seala-ron que los recubrimientos aplicados lograron reducir significativamente los efectos cau-sados por cepas de Penicillum digitatumy Penicilllum italicuminoculados en la superficiede las naranjas almacenadas a 20C, despus de un periodo de almacenamiento de 60das a 5C, resultando ms efectivos los recubrimientos comestibles con sorbato de pota-sio combinado con propionato de sodio. De manera similar, Park, Stan, Daeschel y Zhao(2005) evaluaron el efecto antifngico de recubrimientos elaborados a base de quitosa-no (2%) o hidroxipropil-metilcelulosa (1%) incorporados con sorbato de potasio (0.3%)aplicados sobre fresas frescas inoculadas con cepas de Cladosporiumsp. o Rhizopussp.yalmacenadas por 23 das a 5C. Los autores reportaron que la incorporacin de sorbatode potasio no ejerci un efecto aditivo significativo con respecto a los recubrimientos dequitosano solo, contra los mohos inoculados en fresas frescas. Adems, ellos indicaronque la aplicacin de los recubrimientos estudiados sobre las fresas disminuyeron los re-cuentos totales de aerobios y coliformes.

Por su lado, Caillet, Millete, Salmiri y Lacroix (2006) cubrieron zanahorias inoculadascon L. innocua(103UFC/g) con un recubrimiento antimicrobiano basado en una combi-nacin de caseinato de calcio, aislado de protena de suero de leche, carboximetilcelulosay pectina conteniendo trans-cinamaldehdo (0.025%), y encontraron ligeras reducciones

(0.5 ciclos log) del microorganismo inoculado despus de 21 das a 4 grados Celsius.Por otra parte, Rojas-Gra, Raybaudi-Massilia, Soliva-Fortuny y otros (2007) evalua-

ron el efecto antimicrobiano de aceites esenciales de hierba de limn (1 y 1.5%) y or-gano (0.1 y 0.5%), y de vanillina (0.3 y 0.6%) incorporados en soluciones formadoras decoberturas elaboradas a base de alginato y pur de manzana sobre la flora nativa (aero-bios psicrfilos, mohos y levaduras) y L. innocuainoculada en manzanas frescas cortadas,encontrando que todos los antimicrobianos utilizados inhibieron significativamente la



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flora nativa durante los 21 das de almacenamiento a 4C, y que los aceites esenciales dehierba de limn y organo ejercieron un efecto antimicrobiano mayor que la vanillina so-bre L. innocua, alcanzndose una reduccin de hasta de 4 ciclos log . Asimismo, Raybau-di-Massilia, Mosqueda-Melgar y Martn-Belloso (2008) demostraron que la aplicacin derecubrimientos comestibles a base de alginato incorporados con cido mlico solo o encombinacin con aceites esenciales de canela de hoja, palmarosa y hierba de limn al 0.3y 0.7% o sus compuestos activos como: eugenol, geraniol y citral al 0.5%. lograron redu-cir significativamente la poblacin de Salmonellavar. Enteritidis inoculada en trozos demeln frescos por alrededor de 3 a 5 ciclos log, e inhibir el crecimiento de la flora nativapor ms de 21 das a 5C. As mismo, Raybaudi-Massilia, Rojas-Gra, Mosqueda-Melgar

y Martn-Belloso (2008) obtuvieron un resultado similar cuando incorporaron cido m-lico solo o en combinacin con aceites esenciales de canela de corteza, clavo y hierba delimn al 0.3 y 0.7% o sus compuestos activos cinamaldehido, eugenol o citral al 0.5% en re-cubrimientos elaborados a base de alginato, logrndose una reduccin de la poblacin deE. coliO157:H7 inoculada por ms de 4 ciclos log despus de 30 das de almacenamientorefrigerado sobre trozos de manzana fresca. Se alcanz una inhibicin del crecimiento dela flora nativa por ms de 30 das de almacenamiento a 5 grados Celsius.

Por otro lado, Chien, Shev Yang (2007) evaluaron el efecto de la aplicacin de recubri-mientos comestibles a base de quitosano (0.5, 1 y 2%) en mango fresco cortado almacena-do por 7 das a 6C, encontrndose que el crecimiento de la flora nativa expresado comorecuento total de microorganismos fue inhibido en las muestras con recubrimientos ela-borados con diferentes concentraciones de quitosano (5.53; 5.41; 5.30 UFC/g) en compa-racin con el control (6.41 UFC/g). Sin embargo, una mayor efectividad de la aplicacinde recubrimiento a base de quitosano fue observada por Gonzlez-Aguilar, Valenzuela-Soto, Lizardi-Mendoza y otros (2009), quienes encontraron que el uso de coberturas dequitosano de bajo peso molecular (al 2%) y mediano peso molecular (al 1% y 2%) en pa-payas frescas cortadas caus una reduccin del recuento de aerobios mesfilos de 2.8UFC/g hasta niveles indetectables despus de 14 das de almacenamiento a 5C. Estos au-tores reportaron, adems, que el crecimiento de mohos y levaduras fue tambin inhibi-do en las papayas recubiertas en comparacin con las papayas control. Esas diferencias encuanto a la efectividad de la aplicacin de las coberturas a base de quitosano pueden ser

debidas principalmente al tipo de fruta y carga microbiana inicial.De otra manera, Sangsuwan, Rattanapanone y Rachtanapun (2008) evaluaron la efec-

tividad de la aplicacin de recubrimientos de quitosano/metilcelulosa con y sin la incor-poracin de vanillina en meln y pia frescas cortados almacenados a 10C por 8 das.Estos autores encontraron que los niveles de E. coli inoculados (5.18 UFC/pieza) dismi-nuyeron significativamente a lo largo del almacenamiento hasta niveles indetectables enmelones frescos cortados recubiertos, en comparacin con los controles (no recubiertos).



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Mientras que los niveles de Saccharomices cerevisiaedisminuyeron ligeramente en me-ln fresco cortado y significativamente en pia fresca cortada, recubierta con respecto alos controles. Adems, estos autores indicaron que la incorporacin de vanillina a la co-bertura de quitosano/metilcelulosa aument su efectividad contra ambos microorganis-mos inoculados.

| Impacto sobre los atributos sensoriales

Las pelculas y recubrimientos comestibles son consumidos normalmente con el produc-

to cubierto, por tanto, la incorporacin de compuestos tales como antimicrobianos, an-tioxidantes y nutraceticos no debera afectar la aceptacin de los consumidores(Rojas-Gra, Soliva-Fortuny y Martn-Belloso, 2009). No obstante, algunos autores han in-dicado que la incorporacin de agentes antimicrobianos en recubrimientos comestiblespodra influenciar los atributos sensoriales en los alimentos, especialmente cuando se uti-lizan aceites esenciales de plantas (Burt, 2004). Rojas-Gra, Raybaudi-Massilia, Soliva-For-tuny y otros (2007) vieron afectados los atributos sensoriales de manzanas frescascortadas cubiertas cuando se aplic un recubrimiento a base de alginato-pur de manzanaconteniendo 0.1% (v/v) de aceite esencial de organo. De igual manera, Raybaudi-Massilia,Mosqueda-Melgar y Martn-Belloso (2008), y Raybaudi-Massilia, Rojas-Gra, Mosqueda-

Melgar y Martn-Belloso (2008) encontraron que manzana y meln frescos cortadosrecubiertos con una cobertura a base de alginato conteniendo aceite esenciales de cane-la, hierba de limn, palmarosa y clavo al 0.7% afectaron los atributos sensoriales comotextura, color y sabor, por lo que se recomienda que se usen en muy bajas concentra-ciones y de ser posible en combinacin con otras alternativas de conservacin, con elpropsito de reducir el impacto sobre estos atributos sensoriales. Sin embargo, Raybau-di-Massilia, Mosqueda-Melgar y Martn-Belloso (2008) reportaron que la incorporacinde 0.3% (v/v) de aceite esencial de palmarosa en recubrimientos de alginato sobre melnfresco cortado parece prometedor, ya que fue bien aceptado por los panelistas, a pesar deser perceptible por los mismos.

En otros estudios realizados sobre recubrimientos antimicrobianos a los cuales le in-corporaron cidos orgnicos, Eswaranandam, Hettiarachchy y Meullenet (2006) encon-traron que la adicin de cido mlico o lctico al 2.6% (p/v) en recubrimientos a base deprotena de soya, no afect las propiedades sensoriales de cubos de meln Cantaloupefrescos cortados.

Rojas-Gra, Raybaudi-Massilia, Soliva-Fortuny y otros (2007) evaluaron la calidad sen-sorial de las manzanas frescas cortadas cubiertas con un recubrimiento de alginato-pu-r de manzana conteniendo vanillina al 0.3% (p/p), y los panelistas indicaron aceptacin



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en trminos de sabor del producto recubierto. En contraste con estos resultados, Wal-ton, Mayer y Narbad (2003) sealaron que una limitante del uso de la vanillina, a pe-sar de ser una sustancia GRAS, es el fuerte sabor impartido por este compuesto a lasconcentraciones mnimas inhibitorias (>0.2%) requeridas en algunos alimentos. Esta di-ferencia encontrada en los hallazgos de los investigadores est influenciada probable-mente por el tipo de alimento al cual se le est aadiendo la sustancia.

El efecto de otros compuestos con propiedades antimicrobianas utilizados comobase para la formulacin de recubrimientos antimicrobianos como el quitosano, sobrelos atributos sensoriales tambin ha sido evaluado, encontrndose que la calidad senso-rial de la fresa fresca cubierta con quitosano al 0.6%, no se vio afectada significativamen-te durante los 7 das de almacenamientos a 2 C (Han et al., 2005). Asimismo, Chien, Sheuy Yang (2007) reportaron que el mango fresco cortado recubierto con quitosano al 0.5%,1% y 2% no vari significativamente sus atributos sensoriales despus de tres das de al-macenamiento a 6 C, pero s fue significativamente alterada despus de 7 das en aque-llas que contenan quitosano al 1 y 2 por ciento.

| Estatus regulatorio

Las pelculas y recubrimientos comestibles pueden ser clasificados de acuerdo con las re-gulaciones europeas y americanas (ED, 1995 y 1998; , 2006) como productos de ali-

mentos, ingredientes de alimentos, sustancias en contacto con los alimentos, o materialde empaquetamiento de alimentos. Sin embargo, las pelculas y recubrimientos son unaparte integral de la porcin comestible de los alimentos, por tanto, todas las regulacionesrequeridas para ingredientes de alimentos deberan ser obligatorias (Guilbert y Gontard,1995). Los principales organismos gubernamentales dedicados a todo lo concerniente so-bre aditivos de alimentos son la Administracin de Alimentos y Frmacos de Estados Uni-dos (, por sus siglas en ingls), el Comit Europeo para la Estandarizacin () y elCodex Alimentarius, los cuales constituyen en conjunto la Organizacin de las NacionesUnidas para la Agricultura y Alimentacin (, por sus siglas en ingls)/OrganizacinMundial de la Salud () (Raju y Bawa, 2006).

La afirm que cualquier compuesto a ser incluido en la formulacin debera sergeneralmente reconocido como seguro (, por sus siglas en ingls) o regulado comoaditivo alimentario y usado dentro de los lmites especificados (, 2006, 2009 y 2010).En Europa, los ingredientes que pueden ser incorporados dentro de formulaciones desoluciones formadoras de pelculas son reconocidos principalmente como aditivos ali-mentarios y estn nombrados dentro de la lista de aditivos para fines generales, aunquepectinas, cera de abejas, polisorbatos, cidos grasos, lecitina, y gomas arbigas y karayas,



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se mencionan aparte para las aplicaciones de recubrimiento (ED, 1995). En cualquiercaso, se permite el uso de estas sustancias formadoras de pelculas, siempre y cuando serespete el principio de quantum satis.Recientemente, el fue complementado por laintroduccin de criterios especficos de pureza para los aditivos alimentarios (ED, 2008).

Debido a que las pelculas y recubrimientos comestibles podran tener ingredientescon un efecto funcional, la inclusin de estos compuestos debera ser mencionada en eletiquetado. En Europa, el uso de aditivos alimentarios siempre debe estar etiquetado en elembalaje segn su categora como antioxidante, conservante, colorante, entre otros. En elreglamento correspondiente de la mayora de los pases, las sustancias qumicas aadidascomo antimicrobianos son consideradas como aditivos alimentarios, si el propsito prin-

cipal de las sustancias es la extensin de la vida til (tabla 2). Sin embargo, cada pas tie-ne sus propios reglamentos de definicin de una lista de los aditivos aprobados (ED, 1995,1998 y 2008; , 2006 y 2009).

Otro tema importante dentro del estatus regulatorio es la presencia de alrgenos.Muchas pelculas y recubrimientos comestibles son hechos con ingredientes que podrancausar reacciones alrgicas. Dentro de estos alrgenos tenemos que los derivados de la le-che, los frijoles de soya, alimentos marinos (pescado, moluscos, crustceos, entre otros), elman, las nueces y el trigo son los ms importantes. Varias pelculas y recubrimientos co-mestibles estn formados por protenas de la leche (suero, casena), protena de trigo (glu-ten), protena de soya y protena de man. Por tanto, la presencia de un alrgeno conocidoincorporado en una pelcula y/o recubrimiento comestible aplicado sobre un alimentodebera ser tambin muy claramente etiquetada (Franssen y Krochta, 2003).

Las protenas de huevo de gallina tales como: ovotransferrina (Gal d 3), y lisozima (Gald 4) usadas como antimicrobianos en pelculas comestibles, las cuales residen en la frac-cin de la clara del huevo, han sido tradicionalmente implicadas en el desarrollo de aler-gias por alimentos. Aunque reacciones clnicas a la ovotransferrina y lisozima han sidoraramente reportadas, una reaccin hipersensitiva mediada por la inmunoglobulina-E(IgE) podra ocurrir en personas alrgicas a estas enzimas (Prez-Caldern, Gonzalo-Gari-jo, Lamilla-Yerga y otros, 2007). Por tanto, una condicin para el uso seguro de la lisozimay la ovotransferrina sera alertar a la poblacin sensible a estas enzimas en el etiquetadodel producto (, 2010).

| Conclusiones y perspectivas

Queda demostrado que el uso de recubrimientos y pelculas con propiedades antimicro-bianas, constituye una alternativa novedosa de empaque que puede garantizar la inocui-dad de diferentes tipos de alimentos, incluyendo productos crnicos, pesqueros, frutas,



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TABLA

2.-ESTATUSREGULATORIOD

ELOSAGENTESANTIM

ICROBIANOSINCORPORADOSENP

ELCULASYRECUBRIMIENTOSCOM

ESTIBLES

Agenteantim

icrobiano

Esta

tus

regula

torio

Can

tidad

perm

itida

Referencia

Quitosano

GRAS;

GRN73;

GRN170

BPM

USFDA,2010

Aceitesesencialesdep

lantasysuscom-

puestosactivos(carvac

rol,canela,cina-

maldehdo,citral,cido

cinmico,citrcos,

clavo,eugenol,ajo,geraniol,limn,lima,

hierbadelimn,mandarina,organo,pal-

marosa)

GRAS;

21CFR182.10;

21CFR182.20;

21CFR182.1317;

21CFR182.60;

21CFR184.1257

BPM

USFDA,2010

Extractodesemillade

uva

CAS-RN085594-37-2;

21CFR182.20

BPM

USFDA,2009

Extractodesemillade

toronja

CAS-RN090045-43-5

BPM

USFDA,2009

Extractodetverde

GRN259

BPM;hasta540mg/p

orporcinenjugo.

USFDA,2006

Lisozima

GRAS,

GRN64;

E-1105

BPM;

5,5mg/kgentripas

desalchichaFrankfurt;

4,4mg/kgenproductosdepolloycarne

cocida.

Lossoetal.,2000;

USFDA,2006

USFDA,2010

Nisina

GRAS;

GRN65;

21CFR184.1538;

E-234;

A565;

CodexStan

dardA-8

BPM;

6,9mg/kgentripas

desalchichaFrankfurt;

5,5-12,5mg/kgenpro

ductosdepolloycar-

ne

USFDA,2010;FSANZ,

2007.



25/34

Vanillina

GRAS;

21CFR182.60

BPM

USFDA,2010

cidosorgnicos(actico,lctico,mlico,

propinico,srbico,be

nzoico,ysussales)

GRAS;

21CFR184.1005;

21CFR184.1021;

21CFR184.1221;

21CFR18

4.1069;

21CFR182.3640

BPM

Doores,1

993

GRAS:generalmentereconocidocomoseguro;GRN:noticiaGRASdeacuerdoalaUSFDA;A:

aplicacindeacuerdoalaFSANZ;2

1CFR:T-

tulo21delCdigodela

sRegulacionesFederalesdelosE

stadosUnidos;E:nmerodecd

igodelosaditivosdealimentosd

elaUnin

Europea;CAS-RN:nmeroderegistrodelservicioderesu

menqumico.BPM:deacuerdoa

lasbuenasprcticasdemanufact

ura.

Fuente:adaptadodeRa

ybaudi-Massilia,Mosqueda-Melgar,Soliva-FortunyYMartn-Belloso

(2009)



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vegetales y derivados lcteos como quesos, adems de extender su vida til. No obstan-te, para lograr que su aplicacin sea exitosa, se recomienda tomar en cuenta la composi-cin del alimento, para seleccionar el (los) componente(s) bsico(s) para la formulacindel recubrimiento o pelcula, y el antimicrobiano a utilizar, el tipo y nmero de microor-ganismos a controlar y los factores intrnsecos, extrnsecos y de procesamiento que pue-dan influir sobre las caractersticas del producto. Adems, se recomienda incorporar losagentes antimicrobianos en cantidades moderadas para prevenir un impacto negativosobre las caractersticas sensoriales del producto, las cuales son el principal aspecto co-mnmente considerado por el consumidor.

Es de esperar que materiales que actualmente son subutilizados o desechados por la

industria, como por ejemplo restos de vegetales, plantas, conchas de crustceos, entreotros, sean aprovechados para la obtencin de materiales base (como la celulosa y sus de-rivados y el quitosano), para la formulacin de pelculas y recubrimientos, logrando asmateriales biodegradables y una mejor conservacin del medio ambiente.

Asimismo, en los ltimos aos han surgido una serie de estudios de investigacin so-bre compuestos de origen natural, como extractos de diferentes plantas, que muestranpropiedades antimicrobianas In vitrocontra microorganismos patognicos de importan-cia en alimentos como L. monocytogenes, E. coliO157:H7, Salmonella spp., Staphylococcusaureus, entre otras especies. Sin embargo, su aplicacin en alimentos en forma directa o atravs de recubrimientos y pelculas no ha sido totalmente estudiada. Por tal motivo, seespera que en los prximos aos surjan nuevas propuestas en la formulacin de materia-les de empaque que incluyan dichos agentes antimicrobianos.

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