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Lograr una mayor vida útil de los alimentos, conservando y potenciando sus propiedades nutritivas y organolépticas son algunos de los retos a los que debe hacer frente el envase. En este artículo Itene detalla las propiedades de las diferentes tecnologías de envasado

Achieving a longer shelf life for foods as well as conserving and boosting their nutritional and organoleptic properties are some of the challenges that the packaging industry must face. In this article, Itene explains the properties of the different packaging technologies

Obtenir une plus grande vie utile des aliments, en conservant et en potentialisant leurs propriétés nutritives et organoleptiques, voici quelques défis que l’emballage doit affronter. Dans cet article, Itene explique en détail les propriétés des différentes technologies de l’emballage

En los últimos años, la industria del envase ha experimentado una gran evolución debido a las crecientes demandas en seguridad alimentaria, extensión de la vida útil de los alimentos envasados, coste-eficiencia, exigencias del consumidor, y a la presión legislativa, tanto sanitaria como ambiental que existe sobre este sector en continuo progreso. Asimismo, la concentración y cambios de escala de productores de envases y alimentos envasados, la aparición de grandes superficies comerciales, nuevas formas de logística y distribución y nuevos sistemas de trazabilidad, son consideradas también fuerzas directrices de la innovación en el sector del envase.
Según la Directiva 94/62/CE relativa a los envases y residuos de envases, un envase es todo producto fabricado con cualquier material de cualquier naturaleza que se utilice para contener, proteger, manipular, distribuir y presentar mercancías, desde materias primas hasta artículos acabados, y desde el fabricante hasta el usuario o el consumidor. Ya desde su origen, la principal función del envase fue contener y proteger al alimento de contaminación externa, daños y robos así como facilitar su transporte y almacenamiento. Sin embargo, a lo largo de los años, el concepto tradicional de envase ha ido cambiando, de forma que este sector se encuentra constantemente en un estado de cambio.
Con la finalidad de satisfacer las diversas demandas, nuevas tecnologías y materiales de envase han sido o están siendo desarrollados, optimizados y validados tanto a nivel académico, industrial, como por parte de agencias gubernamentales. Los avances logrados hasta el momento en el sector del envase se caracterizan por extender la vida útil del producto y mejorar su seguridad a través del envase, además de mantener o mejorar sus propiedades sensoriales y nutricionales a lo largo del período de almacenamiento del producto. En este sentido, la calidad del alimento envasado está estrechamente relacionada con las características del envase que lo contiene.
Entre las principales tecnologías, podemos destacar el envasado activo e inteligente, los envases en atmósfera modificada, y el envasado a altas presiones, entre otros. La aplicación de estas nuevas tecnologías viene acompañada del desarrollo de nuevos materiales, procesos y equipamiento compatibles que hagan posible una mejora en la calidad y seguridad del producto envasado.
En función del alimento, se emplearán distintos materiales y tecnologías de envase. A continuación se hace una revisión de las tecnologías citadas anteriormente.

Envasado activo
Los materiales y objetos activos han sido definidos por el Reglamento (CE)  450/2009 sobre materiales y objetos activos e inteligentes destinados a entrar en contacto con alimentos, aquellos destinados a prolongar la vida útil o a mantener o mejorar el estado del alimento envasado. Están diseñados para incorporar intencionadamente componentes que liberarán sustancias en el alimento envasado o en su entorno o absorberán sustancias del alimento o de su entorno. Así pues, se considera que un envase es activo cuando incorpora de forma deliberada una sustancia activa que o bien retiene sustancias indeseables del producto o de su entorno como, por ejemplo, oxígeno, vapor de agua, etileno, dióxido de carbono etc., o bien se libera al producto o su entorno porque es beneficiosa como antioxidantes, antimicrobianos, etileno, etc., con la intención de mantener o alargar la calidad del producto envasado.
A partir de los años ochenta se empezaron a comercializar estas ideas de envasado activo en países como Japón, Australia y Estados Unidos. Sin embargo, en Europa existe un claro retraso en la incorporación de estas nuevas tecnologías debido en parte a restricciones legislativas y ausencia de legislaciones específicas que los regulara, además de la falta de conocimiento por parte del consumidor, la falta de eficacia de los sistemas, y el impacto económico y medioambiental asociado.
En las primeras etapas del desarrollo de estas tecnologías, el componente activo se introducía en el envase, contenido en una pequeña bolsa de un material con baja capacidad barrera frente a la sustancia que se quería retener o liberar para permitir su acción activa sobre el alimento envasado. La incorporación del agente activo en bolsitas, a pesar de ser la forma de presentación más extendida, tiene una serie de inconvenientes que han provocado su rechazo en Europa. Este rechazo de debe principalmente a una reticencia por parte del consumidor por la presencia de un elemento extraño junto al alimento, al riesgo de una ingesta accidental o un derrame de su contenido dentro del envase, y por el inconveniente, económico y de tiempo, que supone la introducción del sobre o etiqueta en la línea de envasado.
Como consecuencia, la alternativa cada día más reconocida como base de los nuevos sistemas de envasado activo, es la introducción del elemento activo formando parte de la propia estructura del envase a través de varios procesos como por ejemplo incorporarlos como casting, extrusión y funcionalización de superficies. De esta forma, el agente activo puede ser liberado en el alimento, actuando de forma positiva a través del espacio de cabeza del envase, o bien por contacto directo, con el fin de interactuar con el alimento, y por tanto alargar su vida comercial logrando además un alimento más seguro. Además cabe destacar que esta nueva tecnología de envasado activo muestra una clara tendencia al empleo de agentes activos de origen natural, lo cual aumenta las posibilidades de aceptación por parte de los consumidores finales. Un ejemplo de esta tendencia es la gran cantidad de estudios que actualmente se están llevando con aceites esenciales que poseen eficacia antioxidante y/o antimicrobiana demostrada. Por el contrario, compuestos como el dióxido de cloro y el dióxido de azufre empleados como antimicrobianos volátiles en otros países como EE UU, no podrían ser utilizados para contacto con alimentos en Europa, ya que su uso no está regulado por la legislación europea.
Aunque actualmente todavía hay muy pocas soluciones comerciales, esta alternativa está despertando un gran interés y es la más aceptada en Europa.
Dentro de la clasificación de envases activos es habitual encontrar los envases con funciones específicas como los envases autoenfriables, autocalentables y los que llevan incorporados gasificación para bebidas, entre otros. Sin embargo, estos envases no están recogidos como tales en el Reglamento de envases activos e inteligentes (CE)  450/2009, ya que no liberan ni absorben sustancias desde el envase al alimento o vicerversa, aunque están proporcionando una función activa al alimento envasado. Los denominados “autocalentables” se producen por el carácter exotérmico de la reacción de hidratación del óxido de calcio, mientras que los “autoenfriables” se basan en el proceso endotérmico de disolución de compuestos como nitrato de amonio o tiosulfato sódico en agua. Actualmente, ya existen diversos envases a nivel comercial como el Nescafé® autocalentable o el café autocalentable 2go (Fastdrink), las latas de cerveza autoenfriables I.C. Can™, o la lata exclusiva de cerveza Guinness “CGD” (Canned Guinness Draught) que contiene una cápsula que libera CO2 y al abrirla se obtienen las mismas condiciones de espuma como si se tratase de cerveza de barril.

Envasado inteligente
Los envases inteligentes, los cuales son definidos por el Reglamento (CE) 450/2009 como aquellos que controlan el estado de los alimentos envasados o de su entorno, presentan entre sus funciones detectar, grabar, memorizar, trazar, comunicar y aplicar la lógica científica para facilitar la toma de decisiones, extender y/o garantizar la vida útil de los productos, aumentar la seguridad, mejorar la calidad, suministrar información y advertir sobre posibles problemas. Por tanto, un envase es inteligente si es capaz de controlar el producto a lo largo de la cadena de suministro, dar información de las condiciones internas o externas a él y comunicarse con los usuarios.
Los dispositivos que se insertan en los envases para dotarlos de nuevas funciones “inteligentes” se pueden clasificar en dos grupos bien diferenciados, los que indican mediante un cambio de color, los cuales son dispositivos indicadores y se emplean para monitorizar las condiciones ambientales externas y advertir en caso de que sea necesario, y los que transportan datos, como por ejemplo los dispositivos de identificación por radio frecuencia (RFID) gracias a los cuales se pueden detectar e identificar elementos sin necesidad de que exista contacto visual directo, marcando una clara diferencia frente al código de barras.
Uno de los dispositivos indicadores más empleados en la actualidad son los indicadores tiempo-temperatura (TTis). Estos indicadores informan de forma medible sobre la relación entre temperatura a la que ha sido expuesto el producto y el tiempo que ha durado la exposición. En la actualidad se han desarrollado y patentado una gran cantidad de TTis. Normalmente, los indicadores comerciales existentes son aplicados en los envases en forma de etiqueta, pero existen estudios e investigaciones dirigidos a optimizar su aplicación mediante la impresión directa en el material de envase. Por otro lado, dentro de los envases inteligentes se encuentran los indicadores de frescura, los cuales indican la calidad y vida útil del producto en función de la concentración de metabolitos que hay en el espacio de cabeza de los envases.

Envasado en atmosfera modificada (MAP)
La demanda de productos frescos y naturales, sin adición de compuestos químicos, está creciendo de manera dramática. El concepto de envasado en atmósfera modificada, el cual implica la adición o retirada de gases en el interior del envase, con la finalidad de alcanzar una composición distinta a la atmosférica o a la composición que normalmente rodea a cada tipo de alimento, parece ser un método ideal de conservación de muchos alimentos. En este sentido, esta tecnología es capaz de alargar significativamente la vida útil del producto sin afectar sus características de frescura, retrasando en la medida de lo posible la merma de sus características sensoriales y valores nutritivos con respecto al envasado tradicional, controlar el crecimiento microbiano y prevenir la contaminación del producto envasado.
A pesar de la evidencia científica del potencial de esta tecnología en la preservación de alimentos, el envasado en atmósfera modificada ha evolucionado muy despacio, pero es a partir de los años 70, cuando su aplicación en la industria agroalimentaria se ve incrementada sustancialmente.
Los tres gases empleados principalmente en MAP son nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono. El nitrógeno es un gas inerte sin actividad antimicrobiana y generalmente se emplea como gas de relleno, además no es muy soluble en agua y principalmente se emplea para prevenir el colapso del envase. El oxígeno inhibe el crecimiento de los microorganismos anaeróbicos, sin embargo favorece el crecimiento de los aeróbicos. Adicionalmente, es responsable de algunas reacciones indeseables que ocurren en los alimentos incluyendo oxidación y enranciamiento de grasas y aceites, senescencia acelerada de frutas y vegetales, endurecimiento de los productos de panadería y bollería, cambios de color en los alimentos y deterioro debido al crecimiento de microorganismos.
Debido a los efectos negativos del oxígeno en la preservación de la calidad de los alimentos, generalmente se intenta evitar en el envasado en MAP, sin embargo, la presencia de este gas es a veces necesaria para algunos alimentos debido a su metabolismo. Por ejemplo, muchas frutas y vegetales necesitan presencia de oxígeno en el envase con la finalidad de evitar la respiración anaerobia con la consiguiente fermentación. En otros casos como en las carnes rojas, las elevadas concentraciones de oxígeno son empleadas para mantener el color rojo de la carne. Por último, el dióxido de carbono tiene un efecto bacteriostático, y normalmente disminuye la respiración de algunos productos, sin embargo la disolución del dióxido de carbono en el alimento puede provocar el colapso del envase. En general, estos gases son seguros, económicos y no son considerados aditivos.
Esta tecnología se puede aplicar a una gran variedad de productos resultando muy útil para alimentos mínimamente procesados como frutas y verduras y alimentos listos para consumir, de forma que el envase ejercerá de barrera aislando el producto del exterior. Si el envase es impermeable a gases, la velocidad de producción o consumo de los gases dictará la composición de la atmósfera. Por el contrario, si el envase es permeable, se producirá intercambio con el exterior a través del envase.

Envasado en altas presiones
En la conservación de los alimentos, el tratamiento mediante temperatura (pasteurización o esterilización), ha sido uno de los procesos tecnológicos más utilizados para garantizar la seguridad de los alimentos, buscando siempre un compromiso entre la calidad microbiológica y la calidad organoléptica y nutritiva.
Actualmente, se tiende a desarrollar productos con nuevos métodos de tratamiento y conservación que sean menos agresivos con el alimento, con el fin de no modificar el contenido de sustancias no estables térmicamente como vitaminas y antioxidantes y más eficaces contra enzimas y microorganismos alterantes y patógenos.
Entre las tecnologías que se han ido desarrollando para la conservación e higienización de los alimentos se encuentran la pasteurización hiperbárica (HPP), pulsos eléctricos de alta intensidad, campos magnéticos oscilantes, pulsos luminosos de alta intensidad y ultrasonidos.
La tecnología HPP ha resultado ser efectiva en la inactivación de esporas y enzimas, pudiéndose tratar los alimentos a bajas o moderadamente altas temperaturas, conservándose los parámetros de calidad del producto original. La presión se transmite de forma instantánea y uniforme, independientemente del tamaño, forma o composición del alimento. El tiempo de aplicación varía entre unos pocos segundos e incluso milisegundos (pulsos de alta presión) y 30 minutos. Cuanto mayor sea la presión, el tiempo de mantenimiento y la temperatura del proceso, más cambios tendrán lugar en la estructura química de los productos y, por lo tanto, más cambios sufrirán en su apariencia. Los parámetros y condiciones propias del tratamiento de altas presiones generan también la necesidad del uso de materiales de envase que soporten estos tratamientos, a la vez que mantengan sus cualidades o propiedades funcionales y sensoriales.
En esencia, las tecnologías de envasado y los materiales de envase están en continuo desarrollo y mejora para satisfacer las necesidades de los consumidores. Los cambios en el estilo de vida, nuevas tecnologías de procesado, exigencia de alimentos cada vez más seguros y la preocupación por el medio ambiente son algunas de las razones por las que este mercado se encuentra evolucionando constantemente.

Referencias
– Catalá R., Gavara R., Materiales y estructuras poliméricas de alta barrera para el envasado de alimentos perecederos. Plásticos Modernos, 81, pp. 221-228, (2001).
– Climpson, J., The future of active packaging in food and drink markets. Pira International Leatherhead. Surrey, UK, (2005).
– Han J. H., Innovations in Food Packaging. Elsevier Academic Press (2005).
– Ahvenainen R., Novel Food Packaging Techniques. CRC Press (2003).
– Reglamento (CE) 450/2009 de la Comisión de 29 de mayo de 2009 sobre materiales y objetos activos e inteligentes destinados a entrar en contacto con alimentos.

 

Publicado en la revista Tecnifood núm.78 (noviembre/diciembre 2011).

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