Envasado de alimentos

Conservación y envasado

ENVASADO DE ALIMENTOS

Mónica González González mgonzal@icia.es
Instituto Canario de Investigaciones Agrarias
Master en Seguridad y Calidad de los Alimentos

Conservación y envasado:
Envasado de alimentos

1. Conceptos básicos

2. Envasado bajo atmósfera protectora

3. Recubrimientos comestibles

4. Envases activos

5. Envases inteligentes

6. Nuevas tendencias

Conceptos básicos del envasado de los alimentos

COMUNICAR CONTENER
Identificar - promocionar

Funciones

PROTEGER PERMITIR
TRANSPORTE


Características

:: ser bromatológicamente apto

:: poseer buenas propiedades estructurales y mecánicas

:: soportar condiciones normales y especiales de proceso y uso
esterilización, congelación, boil-in-bag

:: adaptarse a los requisitos de grupos especiales de consumidores
tercera edad
discapacitados

:: producir el menor impacto sobre el medio ambiente

:: facilidad de impresión

:: ser aptos para contener promociones


FUNCIÓN PROTECCIÓN

:: vapor de agua

:: gases: O2, CO2, SO2 permeabilidad

:: aromas

:: radiaciones: luz, ultravioleta

:: polvo atmosférico
:: líquidos exteriores

:: microorganismos

:: alteraciones biológicas: insectos, aves, roedores

:: adulteración humana: evidencia de apertura, fraudes


aromas
vapor de agua
gases (O2, CO2, SO2)
microorganismos
migración de macroorganismos
componentes radiaciones (luz, UV)

Alimento Envase Ambiente

aromas residuos
componentes no volátiles
vapor de agua
gases (O2, CO2, SO2)


FUNCIÓN COMUNICACIÓN

:: etiquetado: información al consumidor

:: código de barras: identificación

http://www.consumer.es/infografias/

Materiales para el envasado

1795 1810 1850s

Vidrio Metal Cartón y papel

1951 1970s -
1980s

polietileno PE
poliestireno PS
polipropileno PP
Brik Plástico cloruro de polivinilo PVC

plástico + metal + cartón

Tipos de envases

Clasificación

Envases “pasivos” Envases “activos”
o “dinámicos”

únicamente separan al interactúan directamente con el producto
producto del ambiente y/o su ambiente para extender la vida útil
del alimento manteniendo su calidad

Atmósferas Recubrimientos Activos Inteligentes
protectoras comestibles

ENVASADO TRADICIONAL NUEVOS SISTEMAS DE ENVASADO

envase y alimento envase y alimento
ENTIDADES SEPARADAS INTERACCIONAN

Envasado bajo atmósfera protectora

COMUNICAR CONTENER

Funciones

PROTEGER PERMITIR
TRANSPORTE
ENVASES CON

PROTECTORA
ATMÓFERA


¿QUÉ ES?
:: eliminación del aire contenido en el envase

:: inyección o no de un gas (o mezcla) seleccionados
de acuerdo a las propiedades del alimento

:: se genera un ambiente gaseoso óptimo para la
conservación del producto

:: generalmente se reduce el contenido en oxígeno
y se aumenta el de dióxido de carbono

atmósfera atmósfera
exterior protectora

envase ejerce de barrera
aísla envase alimento
el ambiente interno de la atmósfera externa


OBJETIVOS

:: mantener la calidad sensorial

:: prolongar la vida comercial
2-3 veces superior al envasado tradicional en aire

:: cierto control sobre:
- reacciones químicas
- reacciones enzimáticas
- contaminación microbiana

deterioro de los alimentos
durante almacenamiento y comercialización


se extrae el aire del envase
se introduce un gas o mezcla de gases
control constante durante el almacenamiento

atmósfera
controlada

Clasificación
se evacua por completo el aire
del interior del envase

vacío atmósfera
modificada

se extrae el aire del envase
se introduce la atmósfera protectora
sin control a lo largo del tiempo

Gases:
N2, O2, CO2 solos o combinados
Envases:
recintos con condiciones controladas

atmósfera
controlada

Clasificación

Gases:
vacío atmósfera
no se utilizan modificada

Gases:
N2, O2, CO2 solos o combinados
Envases:
propiedades barrera variables
Envases:
según necesidades del producto
propiedades barrera elevadas


VENTAJAS

:: incremento de la vida útil

:: reducción de la intensidad de otros tratamientos de conservación

:: optimización de la gestión de almacenes:
- no hay riesgo de transmisión de olores
- posibilidad de apilamiento

:: mejora en la presentación del alimento

:: elemento diferenciador: valor añadido


INCONVENIENTES

:: diseño de atmósfera adecuada para cada alimento

:: elevada inversión inicial:
- maquinaria de envasado
- sistemas de control

:: coste de los materiales de envasado y gases

:: incremento del volumen de los envases
:: necesidad de personal cualificado
:: otros derivados de la propia tecnología de EAP:
- colapso del envase
- formación de exudado


Base legal para el envasado bajo atmósfera protectora

:: Real Decreto 142/2002, de 1 de febrero, por el que se aprueba la lista
positiva de aditivos distintos de colorantes y edulcorantes para su uso en
la elaboración de productos alimenticios, así como sus condiciones de
utilización

- Gases de envasado: se consideran aditivos alimentarios

- Incluye la definición de los mismos

- Se establecen las condiciones de uso en la elaboración de alimentos,
productos donde pueden emplearse y cantidades permitidas en cada uno de
ellos

:: Real Decreto 1334/1999, de 31 de julio, por el que se aprueba la norma
general de etiquetado, presentación y publicidad de los productos
alimenticios

- En el etiquetado se debe incluir obligatoriamente la indicación “envasado en
atmósfera protectora”

Recubrimientos comestibles

COMUNICAR CONTENER

Funciones

PROTEGER PERMITIR
RECUBRIMIENTOS

TRANSPORTE
COMESTIBLES


¿Qué son?
:: películas biodegradables

:: se adhieren a la superficie del alimento creando una micro-
atmósfera (pobre en oxígeno) en torno a él

:: propiedades barrera en función de la composición:
- polisacáridos
- lípidos o combinaciones de ellos
- proteínas

:: otros componentes:
- agentes de entrecruzamiento
- plastificantes (glicerol, polietilenglicol)
- antimicrobianos y antioxidantes

Objetivos
:: mantener la calidad sensorial y prolongar la vida comercial
- ofrecen protección frente a los gases y la humedad
- evitan la pérdida de aromas y la deshidratación
- pueden mejorar la textura y apariencia


Clasificación

:: celulosas modificadas, derivados del almidón,
a base de
carragenanos, quitosano
polisacáridos
:: permiten el intercambio gaseoso con el exterior
:: elevada permeabilidad al vapor de agua

aceites vegetales, diglicéridos y triglicéridos y ceras
películas
::

lipídicas :: necesario utilizar una matriz soporte del recubrimiento:
hidroxipropilmetilcelulosa, etilcelulosa, metilcelulosa,
quitosano, proteínas del suero
:: buen control de la deshidratación

:: caseína, albúmina de huevo, proteínas de soja, gluten
láminas
de trigo, colágeno, gelatina
proteicas
:: menor protección del producto del vapor de agua que
las películas lipídicas

Envases activos e inteligentes

INTELIGENTES COMUNICAR CONTENER
ENVASES

Funciones

PROTEGER PERMITIR
TRANSPORTE
ENVASES
ACTIVOS


Envases activos

Envases capaces de:
- aumentar la vida útil
- mejorar la seguridad
- mantener la calidad del alimento
a través de la interacción entre el producto y el envase

Envases inteligentes Smart packaging

Envases que utilizan:
- propiedades del alimento o de algún material del envase
- componentes del alimento o de algún material del envase
como indicadores del historial y calidad del producto


Se AJUSTA al
“SIENTE” e INFORMA
alimento, reaccionando
sobre el alimento
con él

ENVASE ENVASE
ACTIVO INTELIGENTE


CO2
C2H4
O2

deshidratación

FISIOLÓGICOS FÍSICOS
respiración
emisión de etileno
Procesos que
controlan

contaminación
QUÍMICOS BIOLÓGICOS
microbiana

oxidación de
lípidos

Envasado activo

Clasificación

Controladores de atmósfera interna

eliminación de oxígeno + vida útil antimicrobiano - oxidación

control del dióxido de carbono + vida útil antimicrobiano

reguladores de la humedad + vida útil antimicrobiano + calidad sensorial

control del etileno + vida útil - maduración

Liberadores de aditivos: control de microorganismos

+ vida útil antimicrobiano

Envasado activo

Absorbedores de oxígeno ¿QUÉ SON?

:: permiten reducir nivel de O2 hasta diez veces más que el envasado al vacío

:: se inhiben:
- las alteraciones causadas por reacciones de oxidación
- la degradación de nutrientes: vitamina C
- el crecimiento de microorganismos e insectos

:: se basan en:
- la oxidación de sales ferrosas con el oxígeno para formar óxido de hierro
Fe2+ + O2 + H2O Fe(OH)3 Fe2O3
inconveniente: a veces confiere sabor metálico

:: alternativas
- oxidación del ácido ascórbico
- procesos enzimático: glucosa oxidasa y etanol oxidasa
- oxidación de sustancias fotosensibles
- oxidación de ácidos grasos insaturados

Envasado activo

Etiquetas Sobres

Ageless®

Absorbedores
de oxígeno

Envasado activo

Absorbedores de oxígeno

Ageless®

Envasado activo


Envases de plástico (envases multicapa)

- plásticos formados por polímeros absorbentes (incluidos en la estructura)
- adhesivos, lacas, tintes o esmaltes aplicados al envase

Envasado activo


DarExtend®

polietileno tereftalato

copolímero de etilen vinil alcohol

Sellos de los tapones de las botellas

- retirada del oxígeno desde el espacio de cabeza de los envases

Envasado activo

Generadores de dióxido de carbono ¿QUÉ SON?

:: se utilizan para:
- mantener una presión parcial de CO2 elevada
- compensar la absorción de CO2 por el producto
:: se utilizan porque el CO2:
- inhibe el crecimiento microbiano
- difunde a través del material de envasado rápidamente
:: bolsas o sobres que contienen
- bicarbonato sódico
- si se combina la función con la de absorbedor de oxígeno
- carbonato ferroso (en vez de óxido ferroso)
- bicarbonato sódico + ácido ascórbico

Envasado activo

Controladores de la humedad

¿QUÉ SON? :: regulan el agua o la humedad del envase
:: se utilizan porque el agua (gas o líquido) favorece
la alteración del alimento:
- físico-química
- microbiológica

CLASIFICACIÓN :: absorbedores de agua
:: reguladores de humedad
:: plásticos con aditivos antivaho

Envasado activo


Absorbedores de agua

:: película polimérica con gran capacidad para retener agua
líquida + otros materiales micro-porosos que la recubren
- sales de poliacrilato
- amidas modificadas
- copolímeros de almidón

:: retienen líquidos que se desprenden por exudado del producto

Envasado activo



Reguladores de humedad

:: materia activa:
- sustancias humectantes (propilenglicol)
contenidas entre láminas permeables al
vapor de agua
estructura envase

- compuestos desecantes (gel de sílice,
óxido de calcio o arcillas naturales)
bolsas o etiquetas

:: captan vapor de agua de la atmósfera interna del envase

Envasado activo



Reguladores de humedad

Plásticos con aditivos antivaho

:: materia activa: etoxilatos no iónicos o
monoglicéridos
- grupo apolar unido al plástico
- grupo polar en la interfase

:: evitan la pérdida de visibilidad provocada
por la condensación de vapor de agua en la
superficie interna del envase

Envasado activo

Absorbedores de agua y Peaksorb®
reguladores de humedad

MiniPax®

Regulador
de humedad Absorbedor de agua

Envasado activo

Absorbedores de etileno ¿QUÉ SON?

:: se utilizan para:
- eliminar el etileno que rodea al producto

:: se utilizan porque el C2H4 favorece:
- el amarilleamiento de las hojas y partes verdes de las hortalizas
- el ablandamiento de los frutos
- otros desórdenes relacionados con la senescencia

:: mecanismos de acción:
- oxidación del etileno por el permanganato potásico
inmovilizado en un sustrato inerte carbón activo, gel de sílice
- adsorción en carbón activo
impregnado con un catalizador metálico (paladio)
- adsorción por materiales finamente divididos (zeolitas)
incluidos en el material del envase

Envasado activo

Absorbedores de etileno

Sacos

PowerPellet

Retarder

Envasado activo

Absorbedores de etileno

Bolsas

Evert-Fresh
Peakfresh®

Envasado activo

Liberadores de aditivos: Control de microorganismos

¿Qué son? :: alargan la fase de latencia de los microorganismos

aumentan la vida útil del alimento

:: se basan en que en la mayoría de los alimentos el crecimiento
microbiano es superficial

:: materia activa:
- etanol (adsorbido a gel de sílice)
- dióxido de azufre sobres
- dióxido de cloro
- iones de plata
- ácidos orgánicos
incorporados al film
- enzimas: lisozima
- bacteriocinas: nisina

Envasado activo


Liberadores de etanol Liberadores de dióxido de azufre

inconvenientes:
decoloración del alimento

Ethicap®

inconvenientes:
olores y sabores indeseables

Envasado activo


Control de la actividad antimicrobiana en films
- por migración:
ácidos orgánicos, enzimas, nisina, sales de plata
- por adsorción:
poliamida modificada

AlphaSan® RC 5000
Irgaguard® B 5000
Zeomic®

Envasado activo

Problema de calidad Solución envasado activo

oxidación absorbedor de oxígeno
antioxidantes

maduración prematura absorbedor de etileno
generadores de dióxido de carbono

desarrollo de microorganismos liberadores de conservantes
recubrimiento antimicrobiano
generadores de dióxido de carbono

humedad/condensación absorbedor de agua
regulador de humedad

Conservación y envasado
Envasado de alimentos

1. Conceptos básicos

2. Envasado bajo atmósfera protectora

3. Recubrimientos comestibles

4. Envases activos

5. Envases inteligentes

6. Nuevas tendencias

Envasado inteligente

Definición

:: Utilizan:
- propiedades del alimento o de algún material del envase
- componentes del alimento o de algún material del envase
como indicadores del historial y calidad del producto

Se AJUSTA al
“SIENTE” e INFORMA
alimento, reaccionando
sobre el alimento
con él

ENVASE ENVASE
ACTIVO INTELIGENTE


Objetivo

CONTROLAR INFORMAR
de las condiciones de al consumidor
conservación del alimento del estado del alimento

GARANTIZAR
la calidad y la seguridad del alimento


Indicadores de Indicadores de
fugas de gases frescura
Clasificación

Indicadores Indicadores de
tiempo – temperatura calidad microbiológica


Indicadores de temperatura (TI)

Indicadores indican si se sobrepasa una temperatura
tiempo – temperatura superior o inferior a un valor umbral

Indicadores de tiempo y temperatura (TTI)

efecto acumulativo de tiempo y temperatura

De historia parcial De historia completa

Responden Responden
si se sobrepasa independientemente
una temperatura umbral de la temperatura umbral


Indicadores
¿QUÉ SON?
tiempo – temperatura

:: etiquetas adheridas al envase o tintas

:: detectan reacciones sensibles a las variaciones de
temperatura
- reacciones enzimáticas
- reacciones de polimerización
- fusión de compuestos

cambio de color

:: pueden ser
- activos continuamente
- de activación previa

:: uno de los sistemas de envasado activo más extendido
más de 100 patentes en el mercado


Indicadores
CARACTERÍSTICAS
tiempo – temperatura

:: dispositivos pequeños y baratos

:: fáciles de usar

:: fáciles de activar

:: responden con precisión a la temperatura y a las
fluctuaciones de ésta

:: responden irreversiblemente y correlativamente al
daño del alimento

:: habilidad para acumular efectos de la temperatura
y el tiempo

:: clara interpretación por parte del consumidor


Indicadores temperatura

Hemotemp II TM Freezewatch TM

termómetros de cristal líquido indicador irreversible de temperatura
muestran temperaturas seleccionadas al alcanzar – 4ºC el líquido de la ampolla
se descongela y moja el papel indicador


fusión de compuestos:
difusión
3 M Monitomark ®

reacciones
enzimáticas Indicadores tiempo – temperatura
Check-Point
polimerización
Lifelines Fresh-Check ®


Indicadores tiempo – temperatura

indicador de historia parcial
fusión de compuestos: difusión

indicador: difusión por la guía
cuando se alcanza el punto de fusión

papel secante
+
compuestos químicos con punto de fusión característico
+
compuesto indicador de color azul



indicador de historia completa
reacción enzimática

disolución enzimática
+
sustancia lipídica e indicador pH

hidrólisis de la sustancia lipídica
con cambio de pH

activación:
se rompe separación entre reactivos
se ponen en contacto



indicador de historia completa
reacción de polimerización

anillo central polimérico

se oscurece
con temperatura


¿QUÉ SON?

:: control del:
- correcto envasado del producto
Indicadores
- eficacia de un absorbedor de oxígeno
de fugas de gases
:: etiquetas o incorporados a los absorbedores de gases

:: se basan en reacciones:
- enzimáticas y/o
cambio de color
- químicas

:: inconveniente: información errónea si hay consumo de
oxígeno por los microorganismos

CLASIFICACIÓN

:: indicadores de oxígeno

:: indicadores de dióxido de carbono


Indicadores de fugas de gases

Ageless Eye ®
acompaña al absorbente de oxígeno


Indicadores de
¿QUÉ SON?
frescura

:: control del:
- deterioro o falta de frescura
- estado de madurez

:: etiquetas

:: se basan en detección de volátiles producidos por:
- envejecimiento del alimento
dióxido de carbono
diacetatos
aminas en el pescado
amoniaco
sulfuro de hidrógeno
- proceso de maduración


Indicadores de frescura

FreshTag

responde a
aminas o sulfuros volátiles

cambio de color
deterioro del pescado


Indicadores de frescura

RipeSense Ltd

fruta que no cambia de color cuando madura
- aguacate
- pera
- melón

(eO) Food Freshness


Indicadores de
¿QUÉ SON?
calidad microbiológica

:: control del proliferación de microorganismos:
- patógenos
- alterantes

:: etiquetas

:: se activan cuando la concentración del:
- microorganismo
- metabolito volátil
- pH
supera un determinado valor que representa un riesgo


Indicadores de
calidad microbiológica

Toxin Guard

presencia de
microorganismo

cambio de color


Base legal para los envases activos e inteligentes

:: 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

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 esos cambios el alimento cumple los requisitos
aplicables al alimento en cuestión y a los de aditivos que pueden usarse en él

- No pueden usarse para enmascarar alteraciones de los alimentos y no han de
inducir a confusión a los consumidores


Base legal para los envases activos e inteligentes

:: Reglamento (CE) No 450/2009 de la Comisión, de 29 de mayo de 2009,
sobre materiales y objetos activos e inteligentes destinados a entrar en
contacto con los alimentos

- Desarrollo de requisitos específicos de los materiales y objetos activos o
inteligentes que se comercialicen en el mercado comunitario

- Establecimiento de la lista comunitaria de sustancias autorizadas y de las que
no están incluidas en la lista (aditivos o enzimas alimentarios implantados o
inmovilizados en los materiales u objetos)

- Regula las solicitudes de autorización de sustancias que constituyen el
componente del material u objeto

- Legisla sobre el etiquetado: si el material u objeto activo e inteligente está en
contacto con el alimento hay que etiquetar para que el consumidor pueda
identificar las partes no comestibles; las sustancias activas liberadas se
consideran ingredientes

Nuevas tendencias

Tendencias en la innovación en envases

:: diseño

:: conveniencia
incluyen salsas aliños
incorporación utensilios
facilidad de utilización del envase
facilidad de utilización del envase
productos en porciones
envases “microondables”
envases “microondables”
resellables

:: sostenibilidad
biodegradables
biodegradables
reutilizables

:: dan información al consumidor
dan información al consumidor

Envases que facilitan la preparación o consumo del alimento

Envases caloríferos ¿QUÉ SON?
o autocalentables

:: envases que se calientan automáticamente

:: tiempo de calentamiento: 6-8 min desde activación

:: comodidad en la preparación y consumo

:: se basan en la reacción exotérmica entre:
- carbonato de calcio o magnesio u óxido de calcio
- agua

:: Recipiente:
- una sola pieza sin costura
- varias cámaras interiores

dispositivo de calentamiento
ocupa mucho espacio


Envases caloríferos o autocalentables
1. Agua
2. Carbonato/óxido de calcio molido
3. Dispositivo de apertura
4. Cierre hermético de los compartimentos
del agua y del óxido de calcio
5. Sistema de apertura
6. Aislante del calor
7. Separador impermeable
8. Lata


Envases caloríferos o autocalentables


Envases refrigerantes
¿QUÉ SON?
o autoenfriables

:: envases que se enfrían automáticamente

:: 2-3 min desde activación, disminución de 18ºC

:: comodidad en el consumo

:: se basan en la evaporación de un componente
externo que elimina calor del componente interno
(alimento):
- freón (no adecuado medio-ambiente)
- dióxido de carbono: presurizado
- agua:
comprimida, evaporada y absorbida
en superficies


Envases refrigerantes o autoenfriables


Envases con susceptores ¿QUÉ SON?
de microondas

:: Envases con “componentes” que permiten el
secado, tostado y asado del alimento cocinado
en un horno microondas
:: susceptores o receptores de microondas
convierten la energía microondas en
calor, aumentando la temperatura
por encima de 100ºC

material que se caliente muy finas capas de metal
rápidamente (Al, materiales ferromagnéticos)
y mantenga la temperatura sobre PET o papel


Envases con susceptores de microondas

Eco-packaging

Envases sostenibles

En la UE, en 2002, los envases y envoltorios generaron
66 millones Tm de residuos

necesidad de envases:

reducido impacto medioambiental reciclables biodegradables
durante fabricación, transporte, uso
y destrucción

Eco-packaging

Envases sostenibles Envases biodegradables

:: ácido poliláctico (PLA)
se disuelve en contacto con el agua
se obtiene a partir de maíz
Biomax® Strong

NatureWorks™
:: policaprolactona (PCL)

:: poli hidroxibutirato-valerate (PHBV)

:: polímeros de almidón

Etiquetas inteligentes

Etiquetas de identificación
por radiofrecuencia - RFID tags

¿QUÉ SON?

:: etiquetas que contienen:
- una antena transmisora
- un microchip

:: se leen mediante un lector de RFID o transceptor

:: sistema que sustituirá al código de barras

:: transferencia de datos al lector sin contacto físico
lectores incorporados al móvil,
el ordenador o la nevera

:: aplicación generalizada en alimentos: diez años

Etiquetas inteligentes

Etiquetas de identificación
por radiofrecuencia - RFID tags

INFORMACIÓN AL CONSUMIDOR

:: datos alérgicos

:: para elaborar cualquier plato

:: origen de los alimentos e ingredientes

:: cantidad exacta que queda en el envase

:: fecha de caducidad

:: período de conservación a diversas temperaturas

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