Empaques activos y
Empaques comestiblesDra. Edith Ponce AlquiciraDepartamento de Biotecnología
Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa
Empaques activos y
Empaques comestiblesDra. Edith Ponce AlquiciraDepartamento de Biotecnología
Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa
Deterioro de carne y productos cárnicos
RancidezAroma y sabor
O2
Microorganismos
Pérdida de nutrientes
Deterioro del color
Empaques: función primaria
Contener Proteger contra daño físico, Barrera
Gases y Humedad (pérdida/condensación) Luz (visible, UV, IR) Contaminación química Contaminación biológica (insectos, microorganismos o roedores)
Interacción alimento-película-ambiente A
mbi
ente
1
2Permeabilidad
Migración
Absorción
O2Vapor de aguaCO2etc.
Alimento
MonómerosAditivos
AromaGrasasÁcidos Pigmentos
Migración Consecuencia
1. Oxidación µoo ↓ aroma
2. Deshidratación
ToxicidadCambio en aroma
Pérdida de aroma y saborDaño al empaque
pelíc
ula
Diseño de empaques
Barrera y protecciónVida de anaquelFacilidad de distribución
Costo Normatividad Información / trazabilidad Mercadotecnia Conveniencia Impacto ambiental
Tipos de empaqueI. Pasivos o tradicionales
Barrera inerte
II. Funcional
Inteligentes Información y registro
Activos (neutraliza deterioro, Labuza 1987)
Atmósfera Modificada (MAP)
Películas y recubrimientos comestibles
1. Empaque inteligenteResponden y comunican cambios en la condición del producto
Temperatura Tiempo-temperatura Oxígeno / CO2
Crecimiento microbiano pH Detección de metabolitos (CO2, NH4, H2S, etc.)
Autenticidad (hologramas, DNA, etc.) Integridad del empaque Localización / trazabilidad (RFID) Patógenos
Inmunológicos, E. coli O157 / toxinas
Empaques inteligentes(Indicadores de tiempo-temperatura)
FRESHLABELOnVu™ time-temperature indicators (TTIs)
http://www.cibasc.com/
Microcristales que se tornan azul oscuro por activación con luz UV, a medida que transcurre el tiempo la reacción se revierte:
Fresh-Check® (TempTime Inc.)VITSAB? (VITSAB AB)
Avery Dennison Industrial Products Div.,
www.averydennison.com
Indicadores de temperatura
MonitorMark® (3M)
2. Empaques activosNeutralizan reacciones de deterioro
<< conservadores en alimentos
Productos inocuos “etiqueta limpia”
Empaques activosFactor de deterioro Solución
Oxidación Absorbedores de O2antioxidantes
Desarrollo microbiano AntimicrobianoCO2
Pérdida de humedad humectantes
Condensación / exudadoAlmohadillas absorbentes, desecantes,
Acumulación de gas Válvula de presión, absorbedores de CO2
Aromas indeseables Carbón / liberación de aroma y sabor
Absorbedores de oxígeno (oxygen scavengers) • Fuentes de oxígeno:
• Barrera insuficiente• Aire incluido en el producto o en el espacio libre• Perforaciones o defectos de sellado
• Ventajas en el uso de absorbedores :• Estabilizar color• Evitar rancidez• Preservar nutrientes sensibles al oxígeno• Prevenir desarrollo de microorganismos aerobios • Protección de características organolépticas
• Material de empaque - PET, NYLON o POLYAMIDASalta barrera a la transmisión de gases,
Absorbedores de oxígeno
Substrato Estructura Aplicación Uso comercial
Hidrógeno / sílica Saco/ sándwich laminados ++
Sulfito / ascorbato Saco/multicapas
sellado +
polibutadieno/Nylon multicapas LaminadosPET
++
Hierro en polvo Sal y zeolita sacos ++
Olefinas Co-extrusiones Películas ++
Multisorb Technologies (www.multisorb.com) Shelfplus®, barrera de protección, Ciba Specialty
Chemical (www.cibasc.com/packaging) Bio Fresh®bags absorbe etileno y amoniaco Amosorb ActiTUF ZerO2 (CSIRO-FSA) OS2000® (Cryovac)
Absorbedores de oxígeno, humedad
Antioxidantes
BHA, BHT, TBHQ, PG Mono-fenoles, fenoles (α-tocoferol) Ácido ascórbico Extractos (romero y salvia) Glucosa oxidasa
Previenen Rancidez Deterioro de aroma y sabor Deterioro de color
Estabilidad del Color
Fluctuación de temperatura Carga microbiana 105 ufc/g Sistema de empaque
Oxígeno OxiMb (inestable) MetMb Vacío DeMb (estable) MAP (CO2) COMb (rojo brillante)
Empaques con filtro UV Antioxidantes
BHT, BHA, romero, salvia, vit E, etc.
Mioglobina(púrpura)
Carboximioglobina(rojo cereza)
Oximioglobina(rojo brillante)
Metamioglobina(pardo)
O2
CO
Mtb reductasa
↓O2
Antimicrobianos Ácidos orgánicos y sales
benzoico, parabenzoico, sórbico, propionico, láctico, etc. Ácidos grasos (láurico, palmitoléico), Quelantes (EDTA, citrato, lactoferrina) Sanitizantes (triclosan, cetilpiridinium) Antibióticos (natamicina) Fenoles (catequina, cresol, hidroquinona)
Enzimas Lisozima, glucosa oxidasa, lactoperoxidasa,
Péptidos Bacteriocinas (Nisina, lacticina, pediocina), poli-lisina (ε-PL)
Probióticos (bacterias lácticas) Extractos naturales
Extractos de uva, toronja, clavo, té verde, orégano, etc.
Almohadillas con agentes antimicrobianos:Pacer Pak Industries (www.pp-industries.com)
Empaques antimicrobianos
Acción antimicrobiana
Bactericida Eliminación de todos los microorganismos de
interés en el sistema alimento-empaque.
Bacteriostático Inhibición de carga microbiana hasta un nivel
critico
Impacto ambiental de los empaques de alimentos
30% de la desechos municipales incineración. rellenos sanitarios. reciclaje
Películas plásticas 11.8% 13.7 millones de toneladas
Biodegradación PET 100 años LDPE 150 años
Fuente: EPA US Agencia protección ambiental,)KENNETH y BUGUSU, JFS, 2007
Películas y recubrimientos comestibles
Materiales formadores de película Proteínas: colágeno, caseína, suero de leche, gluten, soya,
miofibrilares, sorgo, chícharo, zeína, etc.
Polisacáridos: almidón, celulosa, alginato, carragenina, pectina, quitosano, ácido poliláctico (PLA), polihidroxibutirato (PHB), etc.
Lípidos (ceras y resinas)
Plastificante: glicerol, sorbitol, etc.
Películas y recubrimientos comestibles
Películas simples y compuestas
Material Permeabilidad Resistencia Flexibilidad Transparencia
O2 Vapor
Películas simplesProteínas
Polisacáridos
Lípidos
Películas compuestasProt. / L
Policac / L
Prot / Polisac
Prot / Polisac / L
Función de películas y
Reducen pérdida de humedad Previenen formación de exudado Retardan oxidación de lípidos y mioglobina Reduce la pérdida o absorción de compuestos
volátiles Reducen absorción aceite durante el freído vehículo de agentes activos:
Antioxidantes, antimicrobianos, nutraceúticos, sabores, colores, aceites esenciales, extractos, etc.
Consideraciones para la incorporación de agentes activos
Estabilidad Efectividad Concentración (MIC) Velocidad de migración Condiciones de
almacén
Atomización Emulsiones Nano-recubrimientos
Ventajas: Distribución uniforme Menor gasto de
material Impacto visual
Recubrimiento por aspersión Ultrasónica Sono-Tek (www.sono-tek.com)
BRODY, Food Technology, 09-2007
Películas Nanocompuestas Modificación a nivel atómico y molecular
Polímeros plásticos y/o biopolímeros
Nanopartículas 2-8% Arcilla, carbón Compuestos activos
Ventajas: Propiedades mecánicas Permeabilidad a gases/
humedad Transparencia Estabilidad térmica biodegradabilidad BRODY, Food Technology, 10-2007
Mercado de los empaques Empaques incremento del
1.8% anual
Empaques inteligentes crecimiento 30% anual.
Alimentos demandan el 72% activos e inteligentes en 2006
Seguridad y regulación Costo Aplicación Respuesta del consumidor Impacto ambiental
http://www.elempaque.com/