envasados inteligentes

8/4/2019 ENVASADOS INTELIGENTES

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TECNOLOGAS DE ENVASADO EN ATMSFERAS PROTECTORAS YSU CALIDAD MICROBIOLGICA

Prof. Mara Luisa Garca LpezDepartamento de Higiene y Tecnologa de los AlimentosFacultad de Veterinaria

Universidad de Len24071-Len

HISTORIALa utilizacin comercial de atmsferas modificadas (AM) o protectoras para

incrementar la vida til o durabilidad de los alimentos no es un concepto nuevo ya que seemple a principios de la dcada de 1930, en Australia y Nueva Zelanda, para elalmacenamiento, durante el transporte martimo, de canales de vacuno y ovino que seexportaban al Reino Unido y poco despus se emple para el almacenamiento de frutas(sobre todo peras y manzanas), verduras y hortalizas. La importancia prctica delalmacenamiento en AM se refleja en el hecho de que el IFT (Institute of FoodTechnologists) consider las AM durante 50 aos; desde 1939 hasta 1989, como una de lasdiez innovaciones ms significativas en Ciencia de los Alimentos. El desarrollo de pelculasflexibles impermeables al oxgeno y otros avances tecnolgicos facilitaron el envasado dealimentos destinados a la venta al por menor y, actualmente, una gran variedad deproductos frescos y procesados se comercializan envasados en atmsferas modificadas.

Desde sus inicios, los sistemas de envasado han ido evolucionando como respuestaa las exigencias de los consumidores en cuanto a una mayor durabilidad y mantenimientode las caractersticas de frescura. Los cambios en el estilo de vida han determinado tambinuna mayor demanda de productos fciles de consumir y semielaborados y la globalizacinde mercados ha impuesto nuevas exigencias. Por esta razn, los sistemas de envasado hanido evolucionando desde lo ms sencillo (envasado a vaco) hasta el empleo de envasesactivos e inteligentes.

EL OXGENO Y LA ALTERACIN DE LOS ALIMENTOSEl aumento de la vida til de los alimentos envasados en AM es debido a la

inhibicin de fenmenos microbiolgicos, qumicos y enzimticos relacionados con eloxgeno.

El oxgeno constituye el 21% de la atmsfera terrestre y, en condiciones normales,es el gas ms importante que est en contacto con los alimentos ya que participa en sualteracin facilitando el crecimiento de microorganismos aerobios, el enranciamientooxidativo de los lpidos y ciertas reacciones enzimticas. Tambin puede modificar el colory el bouquet y destruir ciertos nutrientes (vitaminas).

En presencia de oxgeno, se multiplican en los alimentos bacterias con grancapacidad alterante (por ejemplo, varias especies de Pseudomonas), mohos y levaduras. Enaerobiosis se produce el enranciamiento oxidativo debido a la oxidacin de los doblesenlaces de los cidos grasos insaturados con formacin de perxidos o hidro-perxidos, queposteriormente se polimerizan y descomponen dando origen a la formacin de aldehdos,cetonas y cidos. El enranciamiento oxidativo, adems destruye las vitaminas liposolubles,particularmente las vitaminas A y E. Finalmente, el oxgeno favorece la accin de enzimaspresentes de forma natural en los alimentos como catalasa y peroxidasa que sonresponsables del pardeamiento de verduras y hortalizas troceadas.

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http://es.wikipedia.org/wiki/Insaturadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Per%C3%B3xidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aldeh%C3%ADdohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cetonahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_carbox%C3%ADlicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vitaminahttp://es.wikipedia.org/wiki/Vitamina_Ahttp://es.wikipedia.org/wiki/Vitamina_Ehttp://es.wikipedia.org/wiki/Vitamina_Ehttp://es.wikipedia.org/wiki/Vitamina_Ahttp://es.wikipedia.org/wiki/Vitaminahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_carbox%C3%ADlicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cetonahttp://es.wikipedia.org/wiki/Aldeh%C3%ADdohttp://es.wikipedia.org/wiki/Per%C3%B3xidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Insaturado


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EFECTO DE LA COMPOSICIN DE LA ATMSFERA SOBRE LA

DURABILIDAD DE LOS ALIMENTOSEs evidente que la composicin de la atmsfera es muy importante en relacin con

la vida til o capacidad de conservacin de los alimentos. De todas formas, su accin

depende del grupo de alimentos y, dentro de cada grupo, de los diferentes productos. As:En frutas, verdurasy hortalizas las AM mantienen la calidad y alargan la vida tilporque: a) disminuyen la tasa de respiracin y, por tanto, la velocidad de maduracin,siendo importante en productos que maduran muy rpidamente una vez iniciado el proceso(p. ej., pltanos). Hay que recordar que a menor respiracin se genera menos calor, b) ladisminucin de O2 o el aumento de CO2 detiene la sntesis de etileno y 3) se controla lamultiplicacin de mohos.

En cereales y leguminosas, su principal efecto consiste en controlar el crecimientofngico.

En carne y pescado, el aumento de la vida til es debido a la inhibicin de lasbacterias aerobias Gram-negativas, especialmente Pseudomonas que son sustituidas porbacterias acidolcticas (BAL). El primer grupo bacteriano se caracteriza por producirmetabolitos ofensivos (amoniaco, aminas, SH2, etc.) cuando alcanzan niveles de 107-108ufc/g o cm2 mientras que los metabolitos de las BAL son principalmente cido lctico yotros compuestos que no se asocian con la alteracin hasta que este grupo bacteriano noalcanza niveles 109 ufc/g o cm2. Adems, las BAL se multiplican ms lentamente a bajastemperaturas en condiciones reducidas de oxgeno.

En otros alimentos como productos lcteos (quesos), productos de panadera, yproductos crnicos crudos curados, la durabilidad aumenta porque se inhibe el crecimientofngico.

En el envasado en AM, los gases ms empleados son CO2, N2, y O2 El efectoantimicrobiano del dixido de carbono se conoce desde hace tiempo, aplicndose aalimentos proteicos (inhibicin de la flora alterante), a productos vegetales (control demohos) y, a presiones elevadas (hiperbricas), en las aguas minerales y bebidasrefrescantes. Sin embargo, la causa ltima de inhibicin no est del todo esclarecidapudiendo ser la asociacin de varias acciones. Una de ellas, tiene que ver con la formacinde H2CO3. El CO2 de la atmsfera se disuelve en el agua para producir cido carbnico quese disocia parcialmente para producir aniones bicarbonato y protones

CO2 + H2O--------- H2CO3--------- H CO3- + H+

La cantidad de CO2 en disolucin depende de la presin parcial del CO2 en la fasegaseosa, de la temperatura y del pH. As, al bajar la temperatura, aumenta la solubilidad. Elcido carbnico como otros cidos orgnicos dbiles, atraviesa la membrana plasmtica yacidifica el interior de la clula.

Se cree que otras acciones podran ser:- producir alteraciones en la membrana celular que afectan desfavorablemente al

transporte de solutos.-inhibir enzimas esenciales, especialmente a aquellos que intervienen en reacciones

de carboxilacin/descarboxilacin en las que el dixido de carbono es un reactivo.-reaccionar con los grupos amino de las protenas modificando sus propiedades y su

actividad.El Nitrgeno es un gas inerte que tiene efecto anxico sobre los microorganismos y

retrasa el enranciamiento. Por otra parte, al ser poco soluble, se utiliza en algunos

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alimentos, como la carne fresca, tambin para evitar el colapso del envase asociado a la altasolubilidad del CO2.

El O2 se utiliza para el envasado de carne porque se mantiene el color de la misma(oximioglobina).

El empleo del monxido de carbono (CO) en algunos alimentos como la carne

fresca es interesante (color) pero tiene limitaciones prcticas (toxicidad y mezclaspotencialmente explosivas con el aire) y legales por lo que se usa poco.Los gases nobles (argn y helio) estn siendo utilizados, en sustitucin del

nitrgeno, para el envasado de ciertos grupos de productos como snacks.Otros gases investigados para su utilizacin en atmsferas protectoras son:

hidrgeno, xido nitroso, dixido de azufre, cloro y ozono.Es muy importante elegir convenientemente elmaterial de envasado empleado. La

funcin principal que desempea el envase es preservar el ambiente gaseoso creado en suinterior. Los materiales seleccionados para su fabricacin deben presentar determinadaspropiedades barrera al paso de los gases y la humedad. Adems, es deseable que renanotras caractersticas desde el punto de vista tcnico, comercial, legal y medioambiental. Losenvases ms empleados en el envasado en AM se fabrican con materiales polimricos y sedividen en dos categoras: envases flexibles y envases rgidos. En esta segunda categoralos envases constan de dos componentes. El inferior, generalmente una bandeja o barquetasobre la que se deposita el alimento, y una pelcula flexible para cubrirlo. Adems de lospolmeros se pueden utilizar otros materiales en aplicaciones concretas como los metalespara productos deshidratados (por ejemplo, para leche en polvo).

Es difcil que un nico material polimrico posea todas las caractersticas deseables.Por este motivo, la mayora de las pelculas se fabrican con laminados de dos o a cincopelculas. Un ejemplo tpico sera el de una pelcula con tres laminados:

Externo (resistente)Interno (con buena capacidad de sellado)Medio (barrera frente a los gases).SISTEMAS TRADICIONALES DE ALMACENAMIENTO/ENVASADO EN

CONDICIONES REDUCIDAS DE OXGENOLa modificacin de la atmsfera que rodea a un alimento es una prctica frecuente,

emplendose distintos trminos:1. Envasado en atmsferas modificadas (MAP)2. Envasado a vaco (VP)3. Envasado en atmsferas controladas (CAP)4. Almacenamiento en atmsferas modificadas (MAS)5. Almacenamiento en atmsferas controladas (CAS)

El MAP se define como el envasado de un producto perecedero en una atmsferaque ha sido modificada de forma que su composicin es distinta de la del aire.

El VP consiste en envasar un alimento en un sistema impermeable y eliminar el aire.En realidad es una variacin del MAP porque durante el almacenamiento, la respiracintisular o natural del alimento y el crecimiento microbiano (p. ej., bacterias acidolcticas(BAL) heterofermentativas) generan CO2 que puede alcanzar concentraciones de hasta el20%.

El CAP se considera que puede ser igual al MAP porque es muy difcil que, una vezque se envasa, se mantenga la atmsfera con la concentracin inicial de gases.

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El MAS consiste en mantener los alimentos en una cmara con una atmsferadistinta de la del aire.

El CAS supone el mantenimiento de una atmsfera definida en una cmara dealmacenamiento.

En resumen, las atmsferas modificadas se refieren al envasado en el cual se

elimina el aire (vaco) o se elimina el aire y se sustituye con los gases deseados; mientrasque las atmsferas controladas se refieren a una circunstancia por la que se mantiene unaatmsfera determinada durante el almacenamiento.

ENVASADO A VACOEs el mtodo ms sencillo de modificar la atmsfera en el interior de un envase.

Como ya se ha sealado supone nicamente la eliminacin del aire y el sellado del envasepero en el caso de tejidos animales y vegetales, la baja permeabilidad de las pelculas y larespiracin tisular y microbiana determinan que al cabo de cierto tiempo el oxgenoresidual sea sustituido por CO2. En el caso de la carne existe lo que se conoce comoenvasado a vaco segunda piel. En ste, el material de envasado se retrae por efecto delcalor adaptndose al contorno del producto. De esta forma se evitan las bolsas de aire yarrugas, incrementndose la vida til y mejorando notablemente su presentacin.

El sector crnico fue el primero en aplicar esta tecnologa. As, se emplea para laventa al por mayor de grandes piezas (medias canales, cuartos, etc.) que luego se despiezany se venden al por menor de forma tradicional o envasadas en AM.

ENVASADO EN ATMSFERA MODIFICADAEl envasado en atmsfera modificada implica la eliminacin del aire del interior del

envase y su sustitucin por un gas o mezcla de gases, generalmente CO 2, O2 y N2. Como yase ha sealado, adems de los anteriores, se han investigado otros gases aunque su empleo aescala comercial es muy limitado. Existe tambin la posibilidad de que los productosenvasados en pelculas flexibles permeables al oxgeno y listos para su venta al por menorse introduzcan en un envase secundario conteniendo CO2.

Las ventajas del envasado de los alimentos en estas condiciones son:o Significativo incremento de la vida tilo Menores prdidas de peso por evaporacino Transporte y almacenamiento ms higinicoso Eliminacin del goteo y de los olores desagradableso Mejor presentacin y facilidad para examinar el productoo Menos desechos y reduccin de costes por mano de obra durante la

ventao Ventajas econmicas por reduccin de peso y espacio durante la

distribucino Ampliacin de las reas de distribucin

Entre los inconvenientes podemos citar: Se necesita un equipamiento especfico Costes superiores a los del producto sin envasar. Es necesario elegir convenientemente las mezclas de gases Es preciso evaluar su efecto sobre el crecimiento de algunas bacterias patgenas

de transmisin alimentaria.

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ENVASADO ACTIVO Y ENVASADO INTELIGENTELos sistemas tradicionales de envasado a vaco y en atmsfera modificada tienen

limitaciones y, por ello se han desarrollado y se estn desarrollando nuevos sistemasconocidos como envasado activo y envasado inteligente

El objetivo del envasado activo es incrementar la vida til de los alimentos y

mantener o potenciar sus propiedades organolpticas. Para ello se liberan sustanciasbeneficiosas (antimicrobianos, antioxidantes, aromas) y/o se eliminan compuestosindeseables (oxgeno, etileno, olores) del producto envasado o de su entorno.

Algunas de las ventajas que ofrecen los envases activos en sus diferentesmanifestaciones son:

o Capacidad de respuesta del envase frente a los cambios que seproducen.

o Realizacin de operaciones como calentamientos, enfriamientos, ofermentaciones, que se pueden ya realizar dentro del mismo envase.

o Reduccin del empleo de aditivos o conservantes que puedenincorporarse en el mismo envase.

o Reduccin de costes si se compara con el envasado en atmsferamodificada, ejerciendo un control de sta en productos individuales.

Un envase inteligente controla las condiciones de conservacin de los alimentosdando informacin sobre la condicin del mismo durante el transporte y elalmacenamiento. Se entiende por condicin del alimento:

Procesos fisiolgicos (respiracin de frutas y verduras frescas) Procesos qumicos (oxidacin de lpidos) Procesos fsicos (endurecimiento de pan, deshidratacin) Aspectos microbiolgicos Infestacin (insectos)Los dispositivos de envasado inteligente registran y proporcionan informacin

relativa al estado del envase y del producto, siendo los envases inteligentes ms comuneslos que cuentan con dispositivos indicadores de tiempo-temperatura, de crecimientomicrobiano y de gases.

Tanto el envasado activo como el envasado inteligente se emplean frecuentementeen pases como Japn y Australia. Sin embargo, en Europa, su empleo es limitadoprobablemente debido a restricciones legislativas aunque el Reglamento (EC) n 1935/2004ya los contempla y, posiblemente, a la falta de conocimiento sobre la aceptacin delconsumidor, la eficacia de los sistemas y el impacto econmico y medioambiental.

SISTEMAS ACTIVOS

El principal objetivo del envasado activo es la mejora de la conservacin delproducto que contiene, extendiendo su vida til pero manteniendo sus propiedadesorganolpticas, su calidad y la seguridad del mismo.

Los sistemas activos se clasifican en absorbedores y emisores. Los absorbedoreseliminan sustancias no deseadas como oxgeno, exceso de humedad, etileno, olores,sabores, etc.

Los emisores liberan sustancias de inters como antioxidantes, antimicrobianos yaromas.

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Existen dos formas de aplicar el componente activo al envase:- Componente activo en el interior del envase:El uso de pequeas bolsas o sobres que contienen el principio activo constituyen el

sistema ms desarrollado y utilizado. Estas bolsitas estn fabricadas con un materialpermeable que, por una parte, permite actuar al compuesto activo y, por otra, impide el

contacto del mismo con el alimento. Tienen que ser resistentes a las roturas y estarconvenientemente identificados para evitar que se ingiera su contenido. Tambin se puedenutilizar etiquetas que se ubican en la parte interior del envase.

- Componente activo incluido en el material del envase:Como alternativa al uso de bolsas se estn desarrollando materiales para envasado,

pelculas sintticas y comestibles, que contienen el principio activo en su estructura Sebasan en fenmenos deseables de migracin ya que ceden al producto envasado lassustancias de inters.

Como ventajas de esta tcnica cabe destacar que se consigue que toda la superficiedel componente activo entre en contacto con el producto y que el consumidor no encuentreningn elemento extrao.

Tipos de sistemas activos1. Absorbedores de oxgeno (scavengers)El oxgeno presente en el envase puede acelerar la alteracin de muchos alimentos.

La presencia de oxgeno puede deberse a: La elevada permeabilidad del material del envase El aire retenido en el alimento o en el material del envase Pequeas filtraciones debidas a un sellado no eficaz y una evacuacin inadecuadaLos absorbedores de oxgeno permiten reducir los niveles de este gas hasta diez

veces ms que el envasado a vaco ya que su aplicacin elimina el oxgeno que est encontacto con el alimento.

Las principales ventajas de su aplicacin son: Control de la alteracin de los lpidos (enranciamiento) Eliminacin de coloraciones anmalas Control de mohos y bacterias aerobias Mantenimiento del sabor y caractersticas propias del producto Mantenimiento de nutrientes sensibles al oxgeno Extensin de la vida tilLos absorbedores de oxgeno que se utilizan pueden ser: Sales ferrosas que reaccionan con el oxgeno formando xido de hierro cido ascrbico Sustancias fotosensibles Enzimas (glucosa-oxidasa y etanol-oxidasa) cidos grasos insaturados (lonoleco, linolnico, oleco)2. Absorbedores y emisores de dixido de carbono

En algunos alimentos como la carne fresca, el dixido de carbono en el espacio decabeza es interesante porque posee actividad antimicrobiana. Sin embargo, en otros casoscomo sera el caf envasado, no es deseable porque hace estallar el envase. Losabsorbedores de CO2 utilizan hidrxido clcico para captar este gas.

Los generadores de dixido de carbono contienen como principio activo carbonatoferroso o una mezcla de bicarbonato sdico y cido ascrbico. El gas se produce de maneracontinua y as se controla la multiplicacin bacteriana. Su utilidad es limitada en algunos

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productos porque cantidades elevadas de CO2 pueden modificar los caracteresorganolpticos, favorecer la formacin de exudado, etc.

3. Absorbedores de etileno

En general, se utilizan para el envasado de frutas y hortalizas frescas ya que eletileno acelera el proceso de respiracin y favorece su maduracin. Los sistemas ms

usuales de absorcin de etileno son: Permanganato potsico (KMnO4) inmovilizado sobre sustrato mineral inerte comoperlita, alumina, zeolita, carbn activo, gel de slice, cristobalita. El KMnO4 actaoxidando el etileno a etilenglicol y ste a CO2 y agua

Catalizadores metlicos (paladio, etc.) inmovilizados sobre carbn activo.4. Absorbedores de humedad y reguladores de humedad

Son sistemas capaces de actuar sobre el agua en estado lquido o gaseoso en laatmsfera que rodea al alimento dentro del envase.

La humedad no slo favorece la multiplicacin bacteriana sino que empaa elenvase. Tambin es responsable del humedecimiento de alimentos con baja aw . Por otrolado, una excesiva evaporacin del agua puede dar lugar a la deshidratacin de losalimentos y favorecer la oxidacin de lpidos.

4.1- Absorbedores de humedad:

Se emplean para retener los lquidos que puedan desprenderse por exudacin delproducto envasado. Bsicamente consisten en un polmero absorbente y granular (sales depoliacrilato, amidas modificadas o copolmeros de almidn) protegidos por dos capas depolietileno o polipropileno. Se suelen colocar en las bandejas de comercializacin deproductos frescos

4.2- Plsticos con aditivos antivaho:Estos aditivos, del tipo de los etoxilatos no inicos o monoglicridos, presentan el

grupo apolar unido al plstico y el polar en la interfase. Su funcin ser reducir la tensinsuperficial del agua condensada en el interior del plstico haciendo que las gotas se unan yformen una pelcula continua manteniendo la transparencia del envase

4.3 -Reguladores de humedad:Captan vapor de agua en el interior del envase controlando, as, el desarrollo

microbiano. Se pueden utilizar sobres en los que la materia activa puede ser gel de slice,xido de calcio o algunas sales de cloruro sdico, existiendo tambin etiquetas con lamisma funcin. Hay materiales de envasado que contienen compuestos absorbentes en supropia estructura como el propilenglicol, sustancia absorbente protegida por dos capas deplstico (polivinilalcohol) muy permeables al vapor de agua.

4.4 -Pelculas comestibles: Se trata de ceras que evitan la deshidratacin de frutas y mejoran su aspecto. Tambin se pueden utilizar pelculas mixtas a base de derivados de celulosa,

gomas, gluten, almidn, combinados con compuestos lipdicos ya que stos ofrecen unaimportante barrera a la humedad, pero pueden presentar problemas de estabilidad(fundamentalmente fenmenos de oxidacin), e influir en la textura y caractersticasorganolpticas.

5. Absorbedores de olores y sabores

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Son sustancias empleadas para eliminar efectos indeseables en los alimentosenvasados tales como el olor y el sabor. Algunos materiales utilizados son: triacetato decelulosa, papel acetilado, acido ctrico, carbn activo, arcillas, etc.

La inclusin de triacetato de celulosa en el material de envase para zumos, eliminacomponentes amargos debidos a la limonina que se forma durante la obtencin del zumo.

Otros sistemas eliminan aldehdos (hexanal, heptanal). El Reglamento (CE) n 1935/2004limita el uso de los absorbedores de olores y sabores, ya que no deben alterar lacomposicin ni las propiedades organolpticas de los alimentos..

6. Liberadores de sistemas antimicrobianos

Son sistemas capaces de liberar sustancias que actan sobre los microorganismosindeseables en los alimentos envasados.

Entre los compuestos liberados con accin antimicrobiana tenemos: CO2, etanol,dixido de azufre, dixido de cloro, aceites esenciales, plata, compuestos quelantes(EDTA), y compuestos bioactivos como cidos orgnicos, enzimas (glucosa oxidasa,muramidasa), bacteriocinas, etc. Hay diferentes formas de presentacin tales como sobres,pelculas plsticas antimicrobianas, pelculas antimicrobianas comestibles, etc (Coma,2006).

6- Otros sistemas activos

El inters que existe por los sistemas de envasado activo hace que se investiguencontinuamente nuevos mtodos como por ejemplo la incorporacin de anticuerpos en laspelculas que permiten detectar patgenos.

SISTEMAS INTELIGENTESEl objetivo del envasado inteligente es controlar la seguridad y calidad de los

alimentos. Estos sistemas monitorizan los mecanismos de alteracin del alimento que sondebidos a procesos fisiolgicos (p. ej., respiracin de frutas), qumicos (p. ej., oxidacin delpidos) o biolgicos (bacterias, mohos, levaduras y parsitos) y, que a su vez, estnrelacionados con cambios de pH, aw, concentracin de gases, temperatura, etc. Los sistemasinteligentes se basan en el seguimiento de estos cambios para informar al consumidor sobreel estado del producto. Este tipo de envasado es beneficioso no slo para el consumidorsino tambin para la industria ya que proporciona a los productos un valor aadidopermitiendo monitorizar la calidad de los alimentos, mejorar la gestin de la cadena deproduccin o conseguir un eficaz sistema anti-fraude/anti-pirateo.

Aunque existen muchos tipos de sistemas inteligentes slo unos pocos se encuentranen el mercado. Entre estos ltimos tenemos: indicadores tiempo-temperatura, indicadoresde fuga (Leak-indicators-LI), indicadores de grado de frescura o indicadores deautenticidad del envase.

1. Indicadores tiempo-temperatura

Un indicador tiempo-temperatura es un dispositivo pequeo, simple y barato quemuestra una dependencia tiempo-temperatura fcilmente mensurable, correlacionando uncambio irreversible en el dispositivo con un cambio de calidad de un producto asociado a latemperatura. Se trata de etiquetas adheridas al envase que monitorizan el factor temperaturaintegrado con el tiempo, indicando el efecto acumulativo sobre la vida til del alimento.

Los indicadores disponibles en el mercado son de tres tipos: Indicadores de temperatura crtica (CTI) dan respuesta slo si una temperatura de

referencia a la cual fueron programados es sobrepasada en algn punto de la cadena dedistribucin

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Indicadores tiempo-temperatura crtica (CTTI) que muestran una respuestamediante un cambio de color que refleja el efecto tiempo-temperatura acumulado sobre unatemperatura crtica

Indicadores o integrados tiempo-temperatura (TTI) miden tanto la temperaturacomo el tiempo y los integran en un solo resultado visual

2. Indicadores de fuga (LI-Leak indicators)Aportan informacin sobre la composicin del espacio de cabeza (O2 y CO2) y laintegridad del envase. Pueden utilizarse como indicadores de fugas o para verificar laeficiencia de, por ejemplo, un absorbedor de oxgeno. Muchos de estos indicadorescambian de color como resultado de una reaccin qumica o enzimtica. El tinte masutilizado para indicadores de fuga es el azul de metileno, cuyo cambio de color est basadoen una reaccin de oxidacin-reduccin.

Son muy tiles para los productos envasados en atmsfera protectora ya quepermiten detectar perforaciones y fallos en el sellado del envase. Los ms utilizados son losindicadores de oxgeno y de dixido de carbono.

3. Indicadores de frescura

Estos sistemas estn basados en mecanismos que indican el deterioro o la falta defrescura del producto. Estn basados en la deteccin de metabolitos voltiles producidosdurante la alteracin de alimentos; por ejemplo; dixido de carbono, aminas (del pescado),amoniaco y sulfuro de hidrgeno.

4. Otros sistemas inteligentes

Otros sistemas menos usuales son los indicadores de color, de golpes, deautenticidad o de microorganismos, que se activan cuando la concentracin de patgenossupera un nivel que supone un riesgo sanitario. Recientemente se han diseado envasesinteligentes que incorporan en las pelculas anticuerpos, por ejemplo unidos ananopartculas con propiedades luminiscentes, que al ponerse en contacto con el patgenocorrespondiente presente en la superficie de la carne genera una seal visual que alerta alconsumidor.

Los dispositivos de etiquetado y envasado inteligente tambin estn siendoutilizados por las empresas con objetivos diferentes a los de garantizar la seguridad ycalidad de los alimentos, como es el caso de la fidelizacin de marcas. Para conseguir esteobjetivo se pueden utilizar diferentes estrategias como es el empleo de etiquetas RFID(Radio Frecuency Identification) que permite la comunicacin automtica de lainformacin.

MICROBIOLOGA DE LOS PRODUCTOS ENVASADOS EN AMEFECTO DEL ENVASADO EN AM SOBRE LA FLORA ALTERANTELa principal causa de alteracin de muchos grupos de alimentos es el crecimiento de

microorganismos lo que se manifiesta en cambios sensoriales indeseables del color, textura,sabor y olor.

Las concentraciones de dixido de carbono superiores al 5%, inhiben el crecimientode la mayor parte de las bacterias que provocan alteraciones, especialmente ciertas especiesde bacterias Gram-negativas, aerobias y psicrotrofas pertenecientes a los gnerosPseudomonas, Psychrobacter,Acinetobater,Moraxella, etc., principalmente Pseudomonas,que se multiplican activamente en una amplia gama de alimentos proteicos mantenidos arefrigeracin. Algunos gneros Gram-positivos comoMicrococcus y Bacillus son asimismosensibles al CO2.

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La mayora de los mohos que deterioran los alimentos presentan una completadependencia del oxgeno y se muestran sensibles a niveles elevados de CO2. Sin embargo,muchas levaduras son capaces de crecer en ausencia de oxgeno, siendo la mayorarelativamente resistentes al CO2.

Para ilustrar el efecto sobre la flora alterante del envasado en AM, nos referiremos a

la carne fresca. Cuando sta se almacena en condiciones aerbicas, se altera bsicamentepor la accin de cuatro especies de Pseudomonas: P. fragi, P. lundensis, P. fluorescens y P.putida que, en el momento de la alteracin pueden constituir hasta el 90% de la flora ysiempre ms del 50%. Algunas enterobacterias, B. thermosphacta, Psychrobacter,AcinetobacteryMoraxella, pueden, asimismo, participar.

En carne envasada a vaco, la flora dominante est constituida por BAL. Entreestas destacan:

Lactobacillus.-Especies y cepas homofermentativas. L. sake, L. curvatus, L.bavaricus yLactobacillus spp.

Carnobacterium.- C. piscicola y C. divergens.Leuconostoc.-L. mesenteroides subsp. mesenteroides,L. carnosum yL. divergens.Lactococcus.-L. raffinolyticus.Tambin pueden multiplicarse Brochothix thermosphacta y enterobacterias que se

encuentran, sobre todo, en carne de cerdo y ovino. Las enterobacterias son importantes encarne de vacuno cuando tienen una contaminacin inicial elevada. Se ha descrito el papelalterante de cepas de clostridios psicrotrofos, como C. laramie, que producen grandescantidades de O2 y CO2. La alteracin por clostridios no es frecuente y se desconocen lasrazones por las que se produce en carne de pH normal con un nmero alto de BAL yalmacenada a temperaturas correctas.

Si el pH es mayor de 6, las enterobacterias y Shewanella putrefaciens puedendesempear un papel destacado asociado a la produccin de SH2. B. thermosphacta yAeromonas spp. pueden, asimismo, participar.

En carne envasada en atmsfera modificada y mantenida a menos de 2 C dominanlas BAL, siendo notable la participacin deLeuconostoc.B. thermosphacta es otro alteranteimportante. Ambos son los principales responsables de la produccin de compuestos comocidos orgnicos, acetona, diacetilo, putrescina y cadaverina que se asocian con laalteracin. Con este tipo de envasado y mantenida la carne a 5 C tienen un papel destacadoPseudomonas y Enterobacteriaceae. A temperaturas superiores (7 C) se multiplicaAeromonas spp. que pueden ser relativamente importantes durante el almacenamientoprolongado.

PELIGROS BIOLGICOS EN ALIMENTOS ENVASADOS EN AMEl comportamiento de las bacterias patgenas en los alimentos depende de una serie

de parmetros interrelacionados, destacando entre ellos: la temperatura de almacenamiento,la composicin de gases en la atmsfera y la flora competitiva (Farber, 1991; Samelis et al.,2001).

En relacin con la temperatura, parece evidente que el fro impedir el crecimientode las bacterias mesfilas. Sin embargo, tanto durante el almacenamiento como durante ladistribucin y venta existen oportunidades para su multiplicacin cuando se rompe lacadena del fro. Estas fluctuaciones afectarn tambin al comportamiento de las bacteriaspsicrotrofas tanto patgenas como alterantes. Cuando se trata de productos mantenidos enatmsferas reducidas, una preocupacin adicional es el efecto que sobre los patgenos

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pueden ejercer el prolongado almacenamiento y la flora (nmero y tipo) que se desarrollaen el producto (Tamplin, 2002).

Desde el punto de vista de la salud pblica, preocupa el comportamiento de lasbacterias patgenas capaces de multiplicarse en condiciones reducidas de oxgeno. Enalimentos envasados en AM son especialmente importantes las bacterias psicrotrofas

anaerobias y anaerobio-facultativas entre las que destacan Clostridium botulinum tipo E ycepas no-proteolticas de los tipos B y F, Listeria monocytogenes, Yersinia enterocoliticaas como Aeromonas hydrophila y otras aeromonas mviles que se pueden multiplicar atemperaturas inferiores a 5 C. Hay que sealar, adems, que bacterias mesfilas comoSalmonella, Shigella,Escherichia coli verotoxignico y otros grupos de E. coli patgenos,tipos proteolticos de C. botulinum, Clostridium perfringens, Bacillus cereus,Staphylococcus aureus, etc. pueden multiplicarse en AM si flucta la temperatura. Estehecho no es infrecuente, especialmente en los expositores y en los frigorficos domsticos eincluso cuando se controla adecuadamente la temperatura porque se producen aumentoscclicos de la misma durante el desescarche.

En general, la accin inhibidora del CO2 vara segn el microorganismo. Lasbacterias aerobias no se multiplican cuando la concentracin en la atmsfera es del ordendel 10-20% mientras que el crecimiento de la flora anaerobia y anaerobio facultativa puedeverse inhibido, enlentecido o potenciado. Entre las bacterias patgenas, algunas como C.perfringens, C. botulinum yL. monocytogenes prcticamente no se ven afectadas cuando laconcentracin de CO2 no supera el 50%. Esto es importante porque al aumentar la vida tilpueden multiplicarse hasta niveles peligrosos antes de que los microorganismos alteranteshayan alcanzado valores asociados con la alteracin y, por tanto, un alimentoaparentemente fresco puede resultar peligroso. Preocupa, asimismo, el lento crecimientode la flora alterante y el que sta no est dominada por Pseudomonas spp. que, encondiciones de aerobiosis, son potentes competidores aunque las BAL son capaces deproducir compuestos antimicrobianos. El efecto de la interaccin entre la flora residente oalterante y las bacterias patgenas necesita ser ms estudiado.

Es evidente que el aspecto ms crtico es determinar y controlar la temperatura y eltipo y la concentracin de gases que garantizan la seguridad de los diferentes grupos dealimentos envasados en AM. Un envasado seguro depende tambin de otros factores comoson: pH, aw, adicin de conservadores, etc. La modificacin de estos factores puedeutilizarse como barrera para prevenir el crecimiento de patgenos.

El mayor riesgo asociado al consumo de alimentos envasados en AM es la presenciade toxinas botulnicas. Existe un considerable nmero de publicaciones en las que se dacuenta de los resultados obtenidos al investigar el efecto de las condiciones reducidas deoxgeno sobre el crecimiento de C. botulinum (tambin algunas sobre el de C. perfringens )en los alimentos. De ellas puede concluirse que ambas especies no se vensignificativamente afectadas por el CO2 y que pueden multiplicarse en alimentos envasadosen AM aunque el factor determinante es la temperatura de almacenamiento, especialmentecrtica en C. botulinum tipo E en productos de la pesca (especialmente los ahumados) yaque ste puede crecer y producir toxina a una temperatura tan baja como 3,3 C. Cepas noproteolticas de los tipos B y F son tambin psicrotrofas, siendo capaces los tres tipos deproducir toxina en productos envasados en AM a diferentes temperaturas y muchas vecesantes de que aparezcan signos evidentes de alteracin.

Para las bacterias patgenas psicrotrofas y anaerobio-facultativas, la mayora de losdatos disponibles indican que el riesgo en alimentos envasados o almacenados en AM no

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slo no es mayor que en alimentos mantenidos en aerobiosis sino que con frecuencia esmenor. Para las tres especies, el envasado a vaco parece ser el menos restrictivo y, en otrostipos de envasado, la accin inhibidora depende de la concentracin de CO2 y de latemperatura y, en ocasiones, tambin es significativo el nivel de la flora acompaante.

Los estudios que investigan el comportamiento deL. monocytogenes en condiciones

reducidas de oxgeno ponen de manifiesto que la composicin de la atmsfera no tiene granefecto en el crecimiento de L. monocytogenes ya que se han observado tiempos degeneracin similares en condiciones aerbicas, anaerbicas y de microaerofilia. Para que elCO2 sea eficaz deben de utilizarse concentraciones altas y bajas temperaturas. En productosvegetales, como lechuga y esprragos, envasados o almacenados en atmsfera controladaen condiciones comerciales (


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Garca Iglesias, E., Gago Cabezas, L. & Fernndez Nuevo, J. L. 2006. Tecnologas deenvasado en atmsferas protectoras. Disponible en http://www.madrimasd.org.

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ALGUNOS ASPECTOS LEGALES

Los sistemas de envasado inteligentes estn regulados por el Reglamento(CE) N 1935/2004 del Parlamento Europeo y del Consejo de 27 de octubre de 2004,sobre los materiales y objetos destinados a entrar en contacto con alimentos. En dichoReglamento, aparecen una serie de requisitos especiales para los materiales y objetosactivos e inteligentes:

Los materiales y objetos activos no ocasionaran modificaciones de lacomposicin ni de las caractersticas organolpticas de los alimentos, porejemplo enmascarando su deterioro, que puedan inducir a error a losconsumidores.

Los materiales y objetos inteligentes no darn informacin sobre el estado de losalimentos que pueda inducir a error a los consumidores.

Los materiales y objetos activos e inteligentes que estn ya en contacto conalimentos debern llevar el etiquetado adecuado que permita al consumidoridentificar las partes no comestibles.

Los materiales y objetos activos e inteligentes estarn convenientementeetiquetados para indicar que dichos materiales y objetos son activos ointeligentes, o ambas cosas.

RESUMEN

El almacenamiento y envasado de alimentos en atmsfera modificada ha recibidoconsiderable atencin por parte de los cientficos y de la industria. Su principal aplicacines incrementar la vida til de los alimentos generalmente por inhibicin de la flora aerobiaalterante. Una durabilidad prolongada depende de que los alimentos sean de buena calidadmicrobiolgica, se elijan correctamente los materiales de envasado y la atmsfera y secontrole la temperatura de almacenamiento. El control de otros factores como el oxgenoresidual en el envasado a vaco y las fugas se puede conseguir utilizando sistemas activos(absorbedores de oxgeno) o inteligentes (indicadores de fugas). La mayor preocupacin

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http://www.madrimasd.org/http://www.madrimasd.org/


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sanitaria son los posibles riesgos asociados a bacterias patgenas que se multiplican encondiciones reducidas a bajas temperaturas (psicrotrofos) o cuando se producen fallos en lacadena del fro (mesfilos). El riesgo principal es la presencia de toxinas botulnicasproducidas por Clostridium botulinum tipo E y cepas no proteolticas de los tipos B y F quepueden crecer a 3,3 C. ParaListeria monocytogenes, Yersinia enterocolitica yAeromonas

hydrophila, la mayora de los datos disponibles indican que el riesgo no es mayor que enalimentos mantenidos en aerobiosis y, con frecuencia, menor. Para minimizar el riesgorelacionado con bacterias patgenas psicrotrofas y mesfilas, es crtica la temperatura y eltipo y la concentracin de gases. El efecto del CO2 es mayor cuanto menor sea latemperatura. Aproximaciones recientes son el diseo de envases activos liberadores decompuestos antimicrobianos y envases inteligentes que generan una seal visual que alertaal consumidor.

Curriculum vitae

Mara Luisa Garca Lpez es Doctora en Veterinaria y Catedrtica de Universidaddel rea de conocimiento Nutricin Bromatologa. Est adscrita al Departamento deHigiene y Tecnologa de los Alimentos de la Universidad de Len (ULE) y es profesoraresponsable de dos asignaturas troncales que se imparten en las titulaciones Licenciado enVeterinaria e Ingeniero Agrnomo. Es IR del grupo de investigacin en Microbiologade los Alimentos y Seguridad Alimentaria de la ULE que ha llevado a cabo un nmeroconsiderable de proyectos de investigacin cuyos resultados han dado lugar a ms de uncentenar de artculos en revistas recogidas en el JCR as como a captulos de libro. Elcampo de trabajo del grupo es principalmente la caracterizacin y control demicroorganismos patgenos y alterantes en alimentos de origen animal.

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envasados inteligentes

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