Empaques activos y

Empaques comestiblesDra. Edith Ponce AlquiciraDepartamento de Biotecnología

Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa

Empaques activos y

Empaques comestiblesDra. Edith Ponce AlquiciraDepartamento de Biotecnología

Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa

Deterioro de carne y productos cárnicos

RancidezAroma y sabor

O2

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 A

mbi

ente

1

2Permeabilidad

Migración

Absorción

O2Vapor de aguaCO2etc.

Alimento

MonómerosAditivos

AromaGrasasÁcidos Pigmentos

Migración Consecuencia

1. Oxidación µoo ↓ aroma

2. Deshidratación

ToxicidadCambio en aroma

Pérdida de aroma y saborDaño al empaque

pelíc

ula

Diseño de empaques

Barrera y protecciónVida de anaquelFacilidad de distribución

Costo Normatividad Información / trazabilidad Mercadotecnia Conveniencia Impacto ambiental

Tipos de empaqueI. 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 inteligenteResponden y comunican cambios en la condición del producto

Temperatura Tiempo-temperatura Oxígeno / CO2

Crecimiento microbiano pH Detección de metabolitos (CO2, NH4, H2S, etc.)

Autenticidad (hologramas, DNA, etc.) Integridad del empaque Localización / trazabilidad (RFID) Patógenos

Inmunológicos, E. coli O157 / toxinas

Empaques inteligentes(Indicadores de tiempo-temperatura)

FRESHLABELOnVu™ 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 activosNeutralizan 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 activosFactor de deterioro Solución

Oxidación Absorbedores de O2antioxidantes

Desarrollo microbiano AntimicrobianoCO2

Pérdida de humedad humectantes

Condensación / exudadoAlmohadillas absorbentes, desecantes,

Acumulación de gas Válvula de presión, absorbedores de CO2

Aromas indeseables Carbón / liberación de aroma y sabor

Absorbedores de oxígeno (oxygen scavengers) • 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 - PET, NYLON o POLYAMIDASalta 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 LaminadosPET

++

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: colágeno, caseína, suero de leche, gluten, soya,

miofibrilares, sorgo, chícharo, zeína, etc.

Polisacáridos: almidón, celulosa, alginato, carragenina, pectina, quitosano, ácido poliláctico (PLA), polihidroxibutirato (PHB), etc.

Lípidos (ceras y resinas)

Plastificante: glicerol, sorbitol, etc.

Películas y recubrimientos comestibles

Películas simples y compuestas

Material Permeabilidad Resistencia Flexibilidad Transparencia

O2 Vapor

Películas simplesProteínas

Polisacáridos

Lípidos

Películas compuestasProt. / 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., 2007UAM-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

Gracias