Empaques activos y Empaques comestibles

Empaques activos y

Empaques comestibles

Dra. Edith Ponce Alquicira

Departamento de Biotecnología

Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa

Empaques activos y

Empaques comestibles

Dra. Edith Ponce Alquicira

Departamento de Biotecnología

Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa

Deterioro de carne y productos cárnicos

Rancidez

Aroma y sabor

O

Microorganismos

Pérdida de nutrientes

Deterioro del color

Deterioro de carne y productos cárnicos



Tiempo



Temperatura



Empaque

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

Ambiente

1 2

Permeabilidad

Migración

Absorción

O2

Vapor de agua CO2

etc.

Alimento

Monómeros Aditivos

Aroma Grasas Ácidos Pigmentos

Migración Consecuencia 1. Oxidación

µoo

↓ aroma

2. Deshidratación Toxicidad

Cambio en aroma

Pérdida de aroma y sabor Daño al empaque

película

Diseño de empaques

Barrera y protección Vida de anaquel

Facilidad de distribución

 Costo

 Normatividad

 Información / trazabilidad

 Mercadotecnia

 Conveniencia

 Impacto ambiental

Tipos de empaque

I. 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 inteligente

Responden y comunican cambios en la condición del producto

 Temperatura

 Tiempo-temperatura

 Oxígeno / CO₂

 Crecimiento microbiano

 pH

 Detección de metabolitos ^(CO₂^{, NH}₄^{, H}₂^{S, etc.)}

 Autenticidad (hologramas, DNA, etc.)

 Integridad del empaque

 Localización / trazabilidad (RFID)

 Patógenos

 Inmunológicos,

 E. coli O157 / toxinas

Empaques inteligentes

(Indicadores de tiempo-temperatura)

FRESHLABEL

OnVu™ 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 activos

Neutralizan reacciones de deterioro

<< conservadores en alimentos

Productos inocuos “etiqueta limpia”

Leistner Hurdle technique

Teoría de barreras

temperatura _empaque

Vida de anaquel

Leistner Hurdle technique

Teoría de barreras

temperatura _empaque

Vida de anaquel

Empaques activos

Factor de deterioro Solución

Oxidación Absorbedores de O2

antioxidantes Desarrollo microbiano Antimicrobiano

CO2

Pérdida de humedad humectantes

Condensación / exudado

Almohadillas absorbentes, desecantes,

Acumulación de gas Válvula de presión, absorbedores de CO2

Aromas indeseables Carbón / liberación de aroma y sabor

Absorbedores de oxígeno

•

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 -

alta 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 Laminados PET

++

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:



Polisacáridos:



Lípidos



Plastificante: glicerol, sorbitol, etc.

Películas y recubrimientos

comestibles

Películas simples y compuestas

Material Permeabilidad Resistencia Flexibilidad Transparencia O₂ Vapor

Películas simples Proteínas

Polisacáridos Lípidos

Películas compuestas Prot. / 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.

APSL y Zeína

Quintero y Ponce., 2007 UAM-I

a b

Suero de leche

Listeria innocua

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/

Gracias

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