Envases activos que permiten alargar la vida útil de los alimentos

Ana Galet DomingoÁrea de Envase y Embalaje

ÁREA DE ENVASE Y EMBALAJE

Murcia, 11 de Febrero de 2010

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8000 aC

7000 hasta 1500 aC

1700

1939

1943-1951

La historia del hombre y de los envases se ha movido a la par desde los tiempos más remotos.

Los primeros envases utilizados fueron tomados directamente de la naturaleza, imitando las técnicas de conservación que ella usaba.

Vidrio: Primero lo usaron los egipcios y luego se inició su producción en cantidad y variedad de todo tipo de contenedores de vidrio.

1950

La empresa Tetrapack lanza al mercado sus novedosos envases fabricados con combinaciones de

distintos materiales .

El siglo XX vio nacer un nuevo material de envase, el plástico.

Durante la segunda guerra mundial se empleaban latas de estaño y acero para almacenar la comida

durante las largas estancias en el campo de batalla.

EVOLUCIÓN DEL ENVASE

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• Polímeros • Papel y cartón

• Aluminio

• Nuevos Materiales: · Óxido de Silicio, Fibra de madera· Polímeros Metalocénicos, · Biodegradables (almidón, ácido poliláctico…)· Films microperforados y microporosos· Films con partículas cerámicas, etc…

ENVASE A MEDIDA

· Polietileno (PE)· Poliamida (PA)· Polipropileno (PP)· Poliestireno (PS)· Cloruro de Polivinilo (PVC)· Cloruro de Polivilideno (PVdC)· Poliéster (PET)· Etilen-vinil alcohol (EVOH)· Etil-vinil acetato (EVA)· Ionómeros, etc..

• Vidrio

• Celulosa regenerada

Laminación coextrusión…

MATERIALES DE ENVASADO: TIPOS

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Acondicionar Proteger

ContenerIdentificar e informar

Conservar

FUNCIONES DEL ENVASE

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Agua

Aromas Vitaminas

Acidez

Colorantes

Grasas

Proteínas

Componentes novolátiles

EnzimasOxígeno

Gases (Oxígeno, anhídrido carbónico)

Macroorganismos

Humedad

Olores extraños

Microorganismos

Luz/radiaciones

Impactos y daños físicos

Temperatura

Tiempo

FACTORES QUE DETERMINAN LA ESTABILIDAD DE LOS ALIMENTOS

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CO2 , O2HumedadAromas

MIGRACIÓN

SORCIÓN

PERMEACIÓN O2HumedadAromas

Radiaciones

MonómerosAditivosResiduos

TintasDisolventes

Grasas Colorantes

Otros

ALIMENTO ENVASE ENTORNO EFECTOS

Degradación sensorial del alimento y posibles efectos

tóxicos.Alteración del envase.

Deterioro del envase(pérdida de calidad y

posible rechazo).

Degradación sensorial y nutricional del alimento:enranciamiento de grasas,

pérdida de textura,pardeamiento, reducción

de vitaminas, degradacióndel aroma, etc.

Degradación sensorialdel alimento.

Desarrollo de nuevas tecnologías de conservación (de alimentos) en las que se aprovecha las interacciones del sistema alimento/envase/entorno

INTERACCIONES ENVASE-ENTORNO-PRODUCTO

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“Transferencia de materia (gases) o energía a través del envase”

PRODUCTO ENTORNOENVASE

Enranciamiento grasasPardeamiento/Decoloración

Pérdida de vitaminasCrecimiento microorganismos

Modificaciones sabor, texturaapelmazamiento, endurecimiento

Crecimiento microorganismos

O2 atmosférico

Humedad

PERMEACIÓNINTERACCIONES ENVASE-ENTORNO-PRODUCTO

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Efectos sobre el alimento envasado: perdida de aroma y sabor…

El 40 % del limoneno presente en zumo de naranja queda retenido en LDPE

Efectos sobre el material: alteración aspecto y características

El agua plastifica el EVOH aumentando la permeación de gases y vapores

AguaAromasGrasas

PRODUCTO ENVASE

PRODUCTO ENTORNOENVASE

“Paso de sustancias desde el entorno o el alimento al envase”

SORCIÓNINTERACCIONES ENVASE-ENTORNO-PRODUCTO

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Migrantes: sustancias que son transferidas del envase al producto durante su

almacenamiento o preparación

Compuestos de bajo peso molecular presentes en envase

Ejemplo: Migración de componentes de tintas de bricks de leche y zumo

PRODUCTO ENTORNOENVASE

“Transferencia de masa del material de envase al alimento y/o al entorno”

Ejemplo: Migración de plastificantes de films estirablespara queso.

El film pierde elasticidad, transparencia...

MIGRACIÓNINTERACCIONES ENVASE-ENTORNO-PRODUCTO

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NUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIODEFINICIONES

ENVASE ACTIVO:

Materiales y objetos destinados a ampliar el tiempo de conservación, o a mantener o mejorar el estado de los alimentos envasados

Diseñados para incorporar deliberadamente componentes que :

- transmitan sustancias a los alimentos o a su entorno (migración positiva)

- absorban sustancias de los alimentos o de su entorno (sorción, permeación)

Actúa para corregir los defectos propios de un envase pasivo

ENVASE INTELIGENTE:

Materiales y objetos que controlan el estado de los alimentos envasados o del entorno de éstos.

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Ventajas del envase activo:Migración controlada (la adición se prolonga en el tiempo)

En adición directa, concentración inicial de aditivos

relativamente elevada. En migración controlada, puede

mantenerse constante.

Se evitan cantidades elevadas de conservantes y aditivos en

alimentos

En adición directa, pérdida de actividad y consumo rápidos

Existe la posibilidad de que el antioxidante adicionado actúe

como pro-oxidante a concentraciones elevadas

NUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIOENVASES ACTIVOS

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Tipos de envase activo:

(I) Sistemas que absorben o retienen sustancias indeseables, del producto o su entorno

(II) Sistemas que liberan o emiten sustancias beneficiosas, al producto o a su entorno

(III) Sistemas con efecto térmico: transferencia de calor

(IV) Sistemas que regulan la entrada y/o salida de sustancias deseables y/o indeseables, del entorno del producto

NUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIOENVASES ACTIVOS

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Sistemas absorbedores de:

Oxígeno (hierro, ácido ascórbico, glucosa-oxidasa, polímero insaturado,..)

Humedad (gel de sílica, arcilla, sal anhidra)

Exudados (celulosa, poliacrilato de sodio…)

Dióxido de carbono (carbonato sódico, lima…)

Etileno (permanganato de potasio, zeolitas…)

Olores (carbón activado, zeolitas…)

¡¡ No deben absorber sustancias indicativas

del deterioro,ej. aldehídos y

cetonas !!

PET

EVOHAdhesivo

Absorbedor

TIPOS DE ENVASE ACTIVO (I)NUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIO

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Sistemas emisores de:

Inhibidores (ácidos orgánicos, enzimas, aceites esenciales, iones metálicos (plata)…):antioxidantes, antimicrobianos...

Dióxido de carbono (carbonato cálcico, carbonato de hierro, bicarbonato sódico/ácido ascórbico,..)

Vapor (almohadillas, gel de superabsorbente hidratado…)

Aditivos (ácidos orgánicos, enzimas, vitaminas…)

TIPOS DE ENVASE ACTIVO (II)NUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIO

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Sistemas con efecto térmico:

Envases auto-enfriables

Envases auto-calentables

Susceptores de microondas

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Perforador

Agua

Aislante térmico

Separador agua/CaO

Cal viva

Mordaza que sella compartimentos

Abre fácil

TIPOS DE ENVASE ACTIVO (III)NUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIO

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Sistemas que controlan:

Dióxido de carbono OxígenoHumedadAromaEtilenoPresión

Sistemas generadores de:

Espuma

Films permeables, microperforados(para productos que respiran: queso, frutas y verduras, bulbos, flores… )

Atmósfera modificada

Válvulas (café, pasta, pasteurización dentro del envase, cocinado con microondas…)

TIPOS DE ENVASE ACTIVO (IV)NUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIO

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Films Tapas Bolsitas Etiquetas

Bolsas

Adhesivos (Hot-melt)

Cinta adhesiva

Cartuchos

Tapones, juntas

Bandejas

PRESENTACIONES DE ENVASE ACTIVONUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIO

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Dispositivo independiente: bolsitas, etiquetas, cartón o sobre, tapón

Ventajas

• El dispositivo se prepara independientemente del envase

• Posibilidad de varias funciones simultáneas

• Separado del alimento en un recipiente irrompible

Inconvenientes

• Dispositivo visible y manipulable por el consumidor

• Operación adicional en el proceso de envasado

• La rotura accidental del dispositivo puede ser tóxico

Presentación del envase activo

NUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIOENVASES ACTIVOS

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Incorporación del agente activo en las paredes del envase (o del tapón)

Ventajas

• Dispositivo no visible ni manipulable por el consumidor

• Envasado realizado en máquinas convencionales

Inconvenientes

• El agente sufre los procesos de elaboración del envase

• Los procesos de migración no deseados pueden ser tóxicos

• “El agente actúa desde el momento en que se fabrica el envase”.

Presentación del envase activo

NUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIOENVASES ACTIVOS

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Absorbedores de oxígeno

oLiberación de antioxidantes

EL OXÍGENO Y LA CALIDAD DE LOS ALIMENTOS

Problemas asociados al Oxígeno:Alteración microbiológica (mohos o microorg. Aerobios)

Deterioro enzimático (pardeamiento enz., oxidación vitamina C, pérdida de aromas

Deterioro bioquímico (enranciamiento de grasas)

Soluciones habituales:Uso de materiales alta barrera

Envasado en MAP

Envasado a vacío

Problema remanente:No se elimina completamente el oxígeno:

Presencia residual

Permeación a través paredes del envase

NUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIO

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Sistemas inorgánicosMetales y óxidos metálicos en polvo

- Fe, Mn, Zn, FeO- Ditionito sódico

Sistemas orgánicosAscorbatos y otros antioxidantesHidrocarburos insaturadosÁcidos grasos, cauchos, polímeros insaturados

Sistemas fotoreductoresTinta reactiva y sustrato oxidable

ATCOAGELESS

MULTISORB

BERICAP

AMOSORB

CIBA

BIOKA

- Pérdida de transparencia- No pasa detector de metales

SECUESTRADORES DE OXÍGENONUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIO

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PET

EVOH

Adhesivo

Absorbedor

Secuestradores de Oxígeno

SECUESTRADORES DE OXÍGENONUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIO

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14 d14 díías de as de almacenamientoalmacenamiento

Film EVOH + secuestrador O2

Film LDPE

Film PA/PE + secuestrador O2

Film PA/PE + 30% CO2/70% N2Film EVOH + 30% CO2/70% N2

Antimicrobiano-Secuestradores de Oxígeno

ANTIMICROBIANO-SECUESTRADORES DE OXÍGENONUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIO

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El dióxido de carbono está presente en muchos sistemas envase-producto

En frutas y hortalizas frescas se genera por la actividad fisiológica del producto - Eliminación

En productos tostados sigue desprendiéndose tras el envasado (café, pan tostado) – Eliminación

En muchos productos de elevada humedad se introduce como fungiestático - Incorporación

EMISORES Y ABSORBEDORES DE CO2

NUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIO

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El etileno es una sustancia que forma parte de la actividad fisiológica de los vegetales

Se considera una hormona vegetal

Afecta a concentraciones muy bajas

El efecto depende en gran medida de la concentración

El efecto es positivo para muchos productos

Induce el florecimiento de piñas

Desverdización de cítricos

Maduración de tomates

Acelera la senescencia de frutas y hortalizas

Plátanos, kiwi, aguacate, brócoli…(desde 1970)

EMISORES Y ABSORBEDORES DE ETILENONUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIO

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No absorbido por el intestino

Se evitan tratamientos costosos:

Extracción fluidos supercríticos

Uso de ciclodextrinas

ADICION DE ENZIMASNUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIO

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Aceites esenciales:oréganotomillocanelaromero

Con propiedades antimicrobianas y/o antioxidantes

Polifenoles naturalesderivados de frutas

y verduras

Aditivos Naturales“Clean Label”

ADICIÓN DE ANTIOXIDANTES Y ANTIMICROBIANOSNUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIO

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Antimicrobiano Nombre comercial

Proveedor Formas de envase para alimentos

Zeolita- AgAgIonTM

Novaron

AgIon Technologies

Taogosei, Co. LTD

Envases industriales, cartones, envoltorios plásticos y de papel y envases para lecheMuchos (Japón)

TriclosanMicroban Microban Products

Envases recalentables (UK)

Alil-isocianato WasaOuro Lintee Corporation Etiquetas activadas por presión (Japón)

Dióxido de cloro MicrosphereDry Company LTDBernard Techologies Inc

SaquitosBolsas de almacenaje, recubrimiento de papel, envases rígidos, etiquetas..

Dióxido de carbono

FreshPaxVerifrais

Multisorb TechnologiesSARL Codimer

SaquitosSaquitos (Francia)

Etanol vaporEthicapNegamoldFretekOitech

Freund

Nippon Kayaku

Saquitos

Saquitos (Japón)

Glucosa oxidasa Bioka Bioka LTD Saquitos (Finlandia)

ENVASES ANTIMICROBIANOSNUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIO

BLANCOCONTACTO DIRECTO AOX VOLÁTIL

DIA 1 DIA 1 DIA 1

DIA 10 DIA 10 DIA 10

Parámetros analizados:

- TBARS

- Parámetros CIE Lab (color)

- Contenido de Hexanal

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

0 5 10 15 20

t (días)

TBA

RS

(Abs

531

nm)

Control volatil contacto

ADICIÓN DE ANTIOXIDANTES Y ANTIMICROBIANOSNUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIO

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Esteriliza y desinfecta en concentraciones superiores al 60%

En concentraciones del 4% inhibe crecimiento de mohos, algunas levaduras y bacterias

En forma de vapor reduce el crecimiento de mohos en la superficie del producto

Necesaria cierta barrera al etanol en el envase del producto para mantener la concentración

Existe absorción de etanol en el producto por lo que es conveniente calentar antes de consumir

Productos de panadería, bollería, pastelería, pizzas

Racimos de uva

EMISORES DE ETANOLNUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIO

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Envases autocalentablesPerforador

Agua

Aislante térmico

Separador agua/CaO

Cal viva

Mordaza que sella

compartimentos Abre fácil

Envases autoenfriables

ENVASES CON EFECTO TÉRMICONUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIO

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Son materiales que convierten la energía microondas en calor aumentando la temperatura por encima de 100ºC y produciendo secado, tostado, asado…

Están basados en aplicación de finas capas de metal (Al, materiales ferromagnéticos ...) sobre PET o papel

Bolsa para palomitas de maíz, bases para pizza microhorneable, tartas, galletas, panes, patatas fritas

ENVASES CON EFECTO TÉRMICONUEVA GENERACIÓN DE ENVASE ALIMENTARIO

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Alimentos

• Legislación sobre materiales en contacto con alimentos:

General: Reglamento (CE) Nº 1935/2004

Específica: Plásticos (Directivas 2002/72/CE, 82/711/CE), Celulosa Regenerada (93/10/CEE), Cerámicas (84/500/CE), Otros materiales (CoE, Leyes o Normativas Nacionales).

Directiva específica para envases activos

• Directivas sobre aditivos y aromatizantes alimentarios: 89/107/CEE,Decisión 292/97/CE, 95/2/CE, 95/45/CE, 94/36/CE, 97/35/CE...Etiquetado (2001/13/CE)

LEGISLACIÓN APLICABLE

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LEGISLACIÓN APLICABLE

Legislación sobre materiales y objetos activos e inteligentes destinados a entrar en contacto con los alimentos, Reglamento (CE) Nº 450/2009:

Cumplir legislación del material sin componente activo

Sustancia activa liberada no se incluye en el valor de migración global

Listas positivas: i) Sustancias que se liberan; ii) Sustancias absorbedoras

Directrices proceso autorización.

Declaración de conformidad.

Etiquetado partes no comestibles

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Gracias por su atenciónagalet@itene.com