Envases funcionales (o activos) en la industria alimentaria · magnètica como la elèctrica ......
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Envases funcionales (o activos) en la industria
alimentaria
Enric Riera Valls
Nueva base legal para los envases activos
• Reglamento (EC) No 1935/2004 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 27 de octubre de 2004, sobre materiales y artículos destinados a estar en contacto con los alimentos y que deroga las Directivas 80/590/EEC y 89/109/EEC
Reglamento (EC) No 1935/2004
• Envases activos y envases inteligentes:– Podrán ser desarrollados por normas posteriores– Incluye las definiciones de los mismos– Especifica que estos materiales y artículos pueden
causar cambios en los alimentos, sólo si con esoscambios el alimento cumple los requisitos aplicables al alimento en cuestión y a los de aditivos que puedenusarse en él
– No pueden usarse para enmascarar alteraciones de los alimentos y no han de inducir a confusión a los ocnsumidores
Envases activos: Con efecto térmico
• Envases que enfrían
• Clásico (botijo)
• Moderno (Expansión de gas)
• Freón
• Anhídrido carbónico adsorbido
• Envases que calientan
• Cloruro de calcio/agua
Envases activos para, cognac, armagnac, brandy
Cesión de:
•Compuestos fenólicos
•Colorantes
Al destilado de vino
Envases funcionales: Cuadro resumen
Envases funcionales
Modificaciones físicas
Espacio de cabeza
IndicadoresEnvases
inteligentes
•Auto calentamiento•Auto enfriamiento•Potenciantes de microondas
Absorbentes (Carroñeros)
Emisores
•Humedad•Oxígeno•Etileno•Aromas/ Sabores•CO2
•Aromas/ Sabores•CO2•Germicidas•Antioxidantes
•Temperatura/tiempo
•Humedad•Oxígeno•Alteración
•Permeabilidad función de latemperatura
•Semillas de germinación diferida
Tipos de funciones de los envases activos (1 de 5)
1. Actúan sobre la temperatura– Absorbentes para microondas– Sistemas de auto-calentamiento– Sistemas de auto-enfriamiento
Primera generación
Desarrollos previstos
MATERIALES Polvo de aluminio Polvo de níquel, hierro, acero inoxidable
DENSIDAD ÒPTICA
0.18 A 0.29
FUNDAMENTO Absorción de la componenteeléctrica de la radiación
Absorben tanto la component magnètica como la elèctrica
TEMPERATURA 190 – 200ºC Unos 220ºC
VELOCIDAD DE TRANSMISSIÓN DEL CALOR
9 – 15 cal/cm2/min 3 – 43 cal/cm2/min
RETRÁCTIL No Sí
POTENCIADORES DE LAS MICROONDAS
Tipos de funciones de los envases activos(2 de 5)
2. Modifican la composición del espacio en que se encuentra el alimento
– Absorbentes :– de oxígeno– de humedad– de etileno– de CO2
– Emisores:– de CO2– de etanol
– Reguladores:– de humedad– de permeabilidad
– al vapor de agua– a los gases
Límites tolerables para la absorción de oxígeno (ppm)
420Queso Emmental
Puede absorber humedad hasta una aw de 0.8 (El café soluble se apelmaza con una aw de 0,52, = 0.085 gHO/ gMS)
150Café tostado
35Huevo en polvo
10 – 40Patata deshidra-tada en gránulos
40Coca-cola
20Refrescos cítricos
1 - 8Leche UHT
3Vino
Además, pérdida de CO2 no superior a 15%1 - 4Cerveza
ObservaciónesLím. O2 (ppm)
Permeabilidades de film de aluminio y de algunos filmes metalizados
Zonas de interés para las permeabilidades
0,001
0,01
0,1
1
10
100
0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
Perm. O2 (cc/m2/dia)
Perm
. H
2O
(g
/m
2/
día
)
Film de Aluminio
MET/EVOH/OPP
MET/PET
MET/HDPE/OPP
MET/OPP
Formas de mejorar la permeabilidad en botellas de PET
1. Multicapas: Capas estructurales + capas centrales barrera
1. Barreras pasivas
1. Polímeros barrera
2. Nanocompuestos de arcilla
2. Barrera pasiva más barrera activa
2. Recubrimientos
1. Interiores
1. Carbono, tecnología plasma
2. SiO2 , tecnología plasma
2. Exteriores
3. Monocapas
1. Pet especiales
2. PEN (Poli-etilen-naftenato)
3. Mezclas
Nanocompuestos: Generalidades
1.Concepto
Dispersión de nano-láminas de arcilla, con relaciones longitud : espesor superiores a 200:1
1.Mecanismo
Crean un recorrido tortuoso para las moléculas gaseosas (Equivale a un aumento del espesor del material)
1.Concentraciones de uso y efectos sobre la permeabilidad
Coeficiente de permeabilidad al
oxígeno (1)
Paso de oxígeno por envase (2)
PET 11,33 30
Pet + 10% nanocompuesto 2,66 --
PET/PA& con 1 a 3% nanocompuesto/PET -- 2
(1) cm3xmil/100sq.inch/dia/atm (2) µl/envase/día
Nanocompuesto:Microfotografía electrónica de transmisión
Debido al espesor de unos pocos manómetros, en la fotografía sólo se ven reflejados los bordes de las placas
Comparación de los métodos para reducir la concentración de O2 en los envases
Las anteriores y•Capacidad del generador de O2
Control total y permanente de las oxidaciones y del crecimiento de MO aerobios
Aproxim. 0.01%
Absorbente de O2
•Permeabilidad del envase al O2 •Cierre del envase
Control temporal de las oxidaciones y no total del crecimiento de MO aerobios
De 0.5 a 2%Vacío y rellenado con N2
•Permeabilidad del envase al O2 •Cierre del envase
Cierto control de las oxidaciones y del crecimiento de MO aerobios
De 0.5 a 5%Barrido con N2
PrecaucionesBeneficiosO2 resultante en espacio de
cabeza
Método
Contenido de oxígeno, en función del tiempo, para diferentes materiales y técnicas de envasado
Info Sheet n.1 - 1/6/1997 - diSTAM
Efecto del depredador de oxígeno sobre el enmohecimiento de pan de molde
Tipos de depredadores de oxígeno
• Según mecanismo básico de acción– Oxidación del hierro– Procesos enzimáticos– Oxidación del ácido ascórbico– Oxidación de pigmentos fotosensibles– Oxidación de poliolefinas
• Según presentación– Bolsitas– Incorporados en el material de envase
Ageless (Mitsubishi)
Absorbentes de oxígeno: ShelfPlus(Ciba)
Film absorbente de oxígeno e Instalación para activarlo
Cryovac® OS1000 Oxygen Scavenging
Film
Etiquetas absorbentes de oxígeno
FreshMax (Absorción máxima 50cc O2
Concentración de O2 alcanzable: 0.01%
Pigmentos depredadores de oxígeno
Coextrusionado de siete capas desarrollado por RPC- Bebo y Ciba. Incorpora una capa de film de Evoh y una capa de PP con un depredador de oxígeno incorporado. Bestfoods y HJHeinz lo están usando para platos preparados
Con depredador de oxígeno
Sin depredador de oxígeno
Bandeja termoformada para comidas prepareadas
En PP multicapa (RPC Bebo Plastik (Alemania)
Etiquetas absorbentes de oxígeno
FreshMax (Absorción máxima 50cc O2
Concentración de O2 alcanzable: 0.01%
Pigmentos depredadores de oxígeno
Coextrusionado de siete capas desarrollado por RPC- Bebo y Ciba. Incorpora una capa de film de Evoh y una capa de PP con un depredador de oxígeno incorporado. Bestfoods y HJHeinz lo están usando para platos preparados
Con depredador de oxígeno
Sin depredador de oxígeno
Bandeja termoformada para comidas prepareadas
En PP multicapa (RPC Bebo Plastik (Alemania)
Efectos del etileno en frutas y verduras
Beneficiosos–Acelerar la maduración de los agrios
•Perjudiciales–Acelerar la senescencia–Provoca cambios de color indeseables, sobre todo en verduras (Que suelen ser más sensibles al etileno)
(Hormona vegetal que entre otros efectos, acelera la respiración)
Absorbentes de humedad: Prevención de descongelaciones
Reguladores de humedad
Polímeros superabsor-bentes, como polimetacri-latos o almidones copolimeriza-dos, situados entre dos capas de material permeable
Absorbentes de etileno basados en adsorbentes incorporados al film (Evert-Fresh)
Ejemplos de utilización de absorbentes de etileno
Absorbentes de naranjinina y de limonina
•La naranjinina reacciona con la naranjinasa incorporada en un envase de acetato de celulosa
•La limonina es absorbida por el acetato de celulosa (Fenómeno físico)
Efectos: El contenido de naranjinina bajade 700 a 420 (mg/L) y el de limonina, de 8 a 6.7 (mg/L)
Tipos de funciones de los envases activos(3 de 5)
3. Añaden componentes al alimento, para aumentar su conservación o para otros fines
– Activos como antimicrobianos– Como antioxidantes– Con actividad enzimática
Antioxidantes
•BHT/BHA incorporados a la parafina, en papel parafinado
•BHT/BHA incorporado a polietileno
•Vitamina E incorporada a polietileno
Generadores de óxido de cloro
•Una capa hidrófila, que contiene clorito•Una capa hidrófila, que contiene un ácido•Reguladores de velocidad de difusión de la humedad, a través de la capa hidrófila•Por efecto de la humedad del producto, la solución de clorito se difunde hacia la capa hidrófoba, donde se produce óxido de cloro•Protegido por 15 patentes
Tipos de funciones de los envases activos(4 de 5)
4. Absorben componentes del alimento, para aumentar su calidad sensorial
– Absorbentes de naranjinina y de limonina, por ejemplo en zumos de uva y de naranja
Tipos de funciones de los envases activos: Envases llamados inteligentes(5 de 5)
5. A) Informan de la evolución de parámetros relacionados con el nivel de alteración del alimento
• Integradores temperatura-tiempo• Indicadores de concentración interior de oxígeno• Indicadores de concentración interior de CO2• Indicadores de concentración de aminas
(pescado)
5. B) Cambian de permeabilidad en función de la temperatura • Envasado de vegetales mínimamente procesados• Semillas de germinación diferida
Temperaturas en expositores frigoríficos
Info Sheet n.1 - 1/6/1997 - diSTAM
Temperatura en frigoríficos domésticosInfo Sheet n.1 - 1/6/1997 - diSTAM
Ejemplos de integradores temperatura-tiempo
Vitsab® TTI CheckPoint™ LabelsDataSource™ loggers
Indicadores de alteración en pescado y marisco
Material sometido a vapores de trietanolamina
Langostinos envejecidos artificialmente
Indicadores de humedad
Humonitor®
Cambios de permeabilidad al O2 y al CO2 y de la relación entre ambas, al cambiar la temperatura
Recubrimiento sensible a la temperatura
Película microporosa(Poliolefina +
carga)
Película impermeable(LDPE, CPP)
Cambio de permeabilidad al vapor de agua al cambiar la temperatura:Recubrimiento
de semillas