envasado activo de frutas y hortalizas -...
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CENTRO TECNOLÓGICO DE LA INDUSTRIA CARNICA
CENTRO DE INNOVACIÓN Y TECNOLOGÍA ALIMENTARIA
LA RIOJA
ENVASADO ACTIVO DE FRUTAS Y HORTALIZAS
Dra. Erika Róth
IV Jornadas de Tecnología e Innovación AlimentariaTendencias en la Conservación de Alimentos
27 ABRIL 2011 – Calahorra
INDICE
1. ENVASADO DE LOS ALIMENTOS
2. ENVASADO ACTIVO
3. SISTEMAS ACTIVOS
4. EJEMPLOS DE PROYECTOS DE ENVASADO ACTIVO EN
CTIC-CITA
IV Jornadas de Tecnología e Innovación Alimentaria CTIC‐CITA, 27 abril 2011
Función tradicional de envase: • una barrera pasiva – contiene el producto + protege de la alteración microbiana, deterioro físico-químico y contaminación• plataforma comercial – facilitando la comercialización de los productos• control la transferencia de masa: alimento – envase – entorno
ENVASADO DE LOS ALIMENTOS
No-deseable• Migración de aditivos• Eliminación de aromas• Permeabilidad a gases y
agua
Deseable – ENVASE ACTIVO• Liberación de compuestos deseables (conservantes y aditivos)• Mantener una óptima concentración de gases en el interior del envase
MEJORAR CALIDAD Y SEGURIDADAUMENTAR VIDA ÚTIL
No-permeable Permeable(carne, V Gama) (frutas y hort.)
Permeabilidad alta
Permeabilidad adecuada
Permeabilidad baja
ATMÓSFERA EN EL ENVASE DE FRUTAS Y HORTALIZAS
Envasado en atmósfera modificada (pasivo o activo)
• Productos vivos – continuan respirar después de la cosecha• Disminuir la taza de respiración vida útil más larga
IV Jornadas de Tecnología e Innovación Alimentaria CTIC‐CITA, 27 abril 2011
OBJETIVOS DEL ENVASADO
• A menudo se necesita baja permeabilidad al O2 para reducir la tasa de respiración junto con alta permeabilidad al CO2 para evitar fermentación.
La tasa de respiración depende del producto
Necesidad de films con un rango amplio de permeabilidades
• Prolongar la vida útil:
• Retrasando el crecimiento microbiano
• Reduciendo la tasa de respiración
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PERMSELECTIVIDAD
Permselectividad = permeabilidad al CO2 / permeabilidad al O2
Permeabilidad y permselectividad de los productos elegidos para obtener una atmósfera optima dentro el envase (Hotchkiss, 2010):
PO2 PCO2 PCO2/PO2Fresa 0.245 0.26 1.1
Lechuga 0.049 0.47 9.5
Broccoli 0.032 0.07 2.2
Zanahoria 0.017 0.06 3.7
Manzana 0.017 0.1 6.3
Berza 0.008 0.03 3.0
Pimiento verde 0.007 0.04 6.0
IV Jornadas de Tecnología e Innovación Alimentaria CTIC‐CITA, 27 abril 2011
Landec, Apio Tech - Breatheway® membrane technology
NOVEDADES SOLUCIONES EN EL ENVASADO
• Plásticos con alta permeabilidad al O2 (HOTR: PCO2=(2x-6x) PO2,
PPO/PPO+PE).• Micro-perforación (PERFOTEC: tecnología láser de precisión y
rápida).• Membranas que regulan la permeabilidad de los films.
• Envasado Activo
• absorción de O2
• absorción/emisión de CO2
ENVASADO ACTIVO
Además de barrera, el envase interactúa activamente con el producto para aumentar su vida útil o incluso mejorar su calidad. Incluyendo agentes activos en el envase o en el film, se modifica continuamente la atmósfera gaseosa mediante la eliminación de gases o la adición de gases a la masa de vapor dentro del envase.
IV Jornadas de Tecnología e Innovación Alimentaria CTIC‐CITA, 27 abril 2011
Tipos por modo de acción:•Migratorio - emisores:
• Liberación de antioxidantes• Generación de CO2
• Adición de conservantes químicos• Adición de aromas• Aditivos funcionales (1-MCP etc.)
•No-migratorio – absorbedores:• Absorción de etileno• Eliminación de oxigeno• Protección antivaho• Mal olores
ENVASADO ACTIVO DE LOS ALIMENTOS
IV Jornadas de Tecnología e Innovación Alimentaria CTIC‐CITA, 27 abril 2011
Tipos según su función:
•Controladores de Oxígeno
ENVASADO ACTIVO DE LOS ALIMENTOS
(ITENE)
(SMART GridsTM)
•Controladores de microorganismos
• Controladores de humedad
• Absorbedores de etileno
• Otros: Absorbedores de olores, etc.
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• Bolsas pequeñas (modo tradicional): presente en elinterior del envase separado del alimento envasado(oxido de hierro: antioxidante)
INCORPORACIÓN DE COMPUESTOS ACTIVOS
Incorporación de compuestos activos dentro de envase• Nanotecnología: cambiar permeabilidad, absorber
moléculas, emitir compuestos antimicrobianos etc. • Barnices (superficie de film)• Ciclodextrinas (liberación decompuesto activo por humedad)
(Ayala-Zavala et al., 2008)
Control de la entrada de oxígeno desde el exterior Materiales barrera
Control del oxígeno
Eliminación del oxígeno residual en el espacio de cabeza del envase y/o el producto
Absorbedores de O2
ENVASES ACTIVOS PARA EL CONTROL DE LA OXIDACIÓN EN ALIMENTOS
Absorbedores de O2
• Absorben el oxígeno del ambiente del envase y permiten aumentar el tiempo de vida útil del producto envasado. • Los principales factores que afectan a la eliminación efectiva del oxígeno:
forma del alimentocontenido de humedad del productodiseño del envase
• Comercializados en bolsitas, etiquetas, recubrimientos o en la estructura plásticadel envase.
• Bolsas y etiquetas: - Ageless. Mitsubishi Gas Chemical Co. Inc., Japón- Freshmax. Multisorb Technologies Inc., EE.UU.- Freshilizer. Toppan Printing Co. Japón ……..
• Polímeros: - OS2000-Cryovac. Sealed Air, EE.UU.- OSP. Chevron Phillips Chemical Co., EE.UU. - Shelfplus. CIBA Specialty Chemicals, Gran Bretaña- Oxyguard. Toyo Seikan Kaisha, Japón - Amosorb. Colormatrix Corp., Gran Bretaña- ZerO2. CSIRO-FSA, Australia ………
Agentes activos: Metales y óxidos metálicos -Fe, FeO, Mn, Zn…-; ácido ascórbico; ácidos grasos insaturados; enzimas (glucosa-oxidasa, alcohol oxiadasa..); levaduras inmovilizadas en soportesólido; compuestos fotosensibles…….
Materiales comerciales
CONTROL ACTIVO DE O2 - ABSORBEDORES COMERCIALES
Control de la entrada de oxígeno desde el exterior Materiales barrera
• Control del oxígeno
Eliminación del oxígeno residual en el espacio de cabeza del envase y/o el producto
• Control de la oxidaciónReducción de la presencia de oxígenoReducción/eliminación de especies reactivas
Adición de antioxidantes
Absorbedores de O2
ENVASES ACTIVOS PARA EL CONTROL DE LA OXIDACIÓN EN ALIMENTOS
• Principal causa de deterioro de muchas alimentos: el desarrollo de microorganismos
• Solución tradicional: la aplicación directa de agentes antimicrobianos sobre la superficie
• pulverización • inmersión
NECESIDAD POR ENVASES ANTIMICROBIANOS
no siempre es efectiva(difusión rápida al interior limita la efectividad superficial)
Alternativa envases activos antimicrobianos
Las sustancias antimicrobianas incorporadas en el material de envase pueden controlar la contaminación microbiana reduciendo la velocidad de crecimiento y la máxima población de un microorganismo determinado.
FUNCIONAMIENTO DE LOS ENVASES ANTIMICROBIANOS
Clasificación de materiales de envase antimicrobianos:
- Agentes antimicrobianos que pueden migrar de la superficie del envase al alimento.
- Agentes efectivos contra el crecimiento microbiano en la superficie del alimento sin migración del agente activo al alimento
• Envases que emiten compuestos volátiles antimicrobianos• Emisores de ClO2, SO2, CO2…. • Fungicidas (etanol, imazalil, 2-nonanona…)
ENVASES ANTIMICROBIANOS
• Envases que liberan sustancias antimicrobianas en el alimento• Bacteriocinas (nisina, lacticina, pediocina...)• Isocianato de alilo• Benzoato, sorbato ...
• Envases que evitan el crecimiento de microorganismos por contacto
• Sales de plata en zeolitas • Materiales antimicrobianos
• quitosano • alginatos • poliamidas irradiadas...
Material activo Nombre comercial Fabricante/distribuidor
Etanol vapor (bolsitas) Oitech Nippon Kayaku, JapónEtanol vapor (bolsitas) Negamold, Ethicarp Freund Industrial, Japón
Plata en zeolita (bolsitas, plásticos, papel)
AglON Agion Technologies Inc., USA
Triclosan (material plástico)
Microban Microban Products, UK
Isotiocianato de alilo (hojas) WasaOuro Lintec Corp., Japón
Glucosa oxydasa(bolsitas)
Bioka Bioka Ltd., Finlandia
Cl2O (bolsitas, plásticos..) Microsphere Bernard Technologies, USA
CO2 (bolsitas) FreshPax Multisorb Technologies, USA
MATERIALES ANTIMICROBIANOS COMERCIALES
EJAMPLOS ENVASES ANTIMICROBIANOS
Envase: Tarrina de PP/EVOH/PP (capacidad 125 mL), tapa film de PP microperforado
Sistema activo
Agente activo antifúngico: 2-nonanona (componente del aroma de la fresa)
Sistema activo: Bolsa de film continuo PE metalocénico conteniendo el antifúngico impregnado en soporte emisor – alúmina.
REFERENCIA: Almenar E., Del Valle V., Catalá R., Gavara, R. : Active package for wild strawberryfruit (fragaria vesca). J.Agr. Food Chem 2007/55, 2240-2245
EJAMPLOS ENVASES ANTIMICROBIANOS
10 días a 10ºC CON2,5 μL 2-nonanona
Efecto de la 2-nonanona en el crecimiento de Botrytis Cinerea
10 días a 10ºC SIN2,5 μL 2-nonanona
PROYECTOS EN ENVASE ACTIVO DE CTIC-CITA
IV Jornadas de Tecnología e Innovación Alimentaria CTIC‐CITA, 27 abril 2011
Puntos principales a considerar:
1. Características del producto
2. Problemas que pueden surgir que afecten a la calidad del producto, y posibles soluciones
3. Sistemas de envasado ya existentes en el mercado
4. Valor añadido de la técnica propuesta
5. Viabilidad en la aplicación de la nueva técnica (seguridad alimentaria, aspectos económicos, etc.)
DESARROLLO UNA NUEVA TECNOLOGIA DE ENVASADO PARA FRUTAS Y HORTALIZAS
IV Jornadas de Tecnología e Innovación Alimentaria CTIC‐CITA, 27 abril 2011
OBJETIVOS:
• Selección de variedades y determinar el estado óptimo de recolección para IV Gama.
• Optimización de envase (film con mejor permselectividad) y tratamientos a aplicar.
• Desarrollo de un sistema de envasado activo mediante la inclusión del compuesto activo (naturales: aceites esenciales) directamente a la superficie del envase para minimizar los tratamientos necesarios durante el procesado.
• Aumentar vida útil con Atmósfera Modificada.
ENVASADO ACTIVO PARA NECTARINAS ENCUARTA GAMA (NECTARINA)
IV Jornadas de Tecnología e Innovación Alimentaria CTIC‐CITA, 27 abril 2011
El uso de envasado activo puede reducir el conjunto de tratamientos a
aplicar a los productos, satisfaciendo así la demanda del consumidor
de un producto seguro y de calidad, con una mínima o nula adición de
productos químicos.
VALOR DE MERCADO DE LA INNOVACIÓN
IV Jornadas de Tecnología e Innovación Alimentaria CTIC‐CITA, 27 abril 2011
OBJETIVOS:
• Extender la vida útil (mantener la seguridad microbiana y la calidad sensorial – textura original, gusto y aroma), mediante el uso de envasado activo de fruta fresca altamente perecedera y en cuarta gama.
• Realización:Desarrollo de nuevos films activos para fresa, cereza, pera cortada y
coliflor cortada en IV Gama, para aumentar su vida útil.Determinar la vida útil de las frutas enteras y en IV Gama envasados en
envases activos.Minimizar los tratamientos necesarios para mantener la calidad de los
productos IV Gama envasados con films activos.
EMPLEO DE ENVASADO ACTIVO PARA AUMENTAR LA VIDA ÚTIL DE FRUTAS Y HORTALIZAS ENTERAS Y MÍNIMAMENTE
PROCESADAS (NANOFRUIT)
IV Jornadas de Tecnología e Innovación Alimentaria CTIC‐CITA, 27 abril 2011
Pera IV Gama• Pardeamiento enzimático• Pérdida de textura y flavorColiflor IV Gama• Pardeamiento de la superficie del corte• Crecimiento microbiano• Pérdida de aguaFresa• Pèrdida de textura• Crecimiento microbiano (Botrytis, Sphaerotheca etc)Cereza• Cuarteamiento• Crecimiento microbiano (Penicillium, Botrytis, etc)
MATERIA PRIMA Y RETOS DEL ENVASADO
IV Jornadas de Tecnología e Innovación Alimentaria CTIC‐CITA, 27 abril 2011
La introducción de nuevos sistemas de envasado activo para
productos perecederos y IV Gama, puede aportar:
- Productos de alta calidad con una mayor vida útil (conservando la
calidad sensorial y aportando seguridad alimentaria).
- Facilitar el crecimiento de la Industria Agroalimentaria de La
Rioja abriendo nuevos mercados y promoviendo la utilización de
productos locales.
VALOR DE MERCADO DE LA INNOVACIÓN
IV Jornadas de Tecnología e Innovación Alimentaria CTIC‐CITA, 27 abril 2011
100% reciclable
Transparente
30% más ligero
Impermeable al oxígeno
Barniz con un extracto natural con capacidad secuestrante de oxígeno residual
FreshFilm Package
NEW ACTIVE RECYCLABLE PACKAGING WITH NATURAL ANTIOXIDISING FOR THE EXTENSION OF THE FRESH FOOD
SHELF LIFE
• FP7 Capacities Work Programme: Research for the Benefit of specific groups (in particular SME-Associations).
•Call Identifier: FP7-SME-2011-2
IV Jornadas de Tecnología e Innovación Alimentaria CTIC‐CITA, 27 abril 2011
DEVELOPMENT OF AN INNOVATIVE PACKAGING SOLUTION FOR THE DETERMINATION OF FRESH MEAT QUALITY AND
PREDICTION OF SHELF-LIFE