ENVASADO ACTIVO DE FRUTAS Y HORTALIZAS -...

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


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


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


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.


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


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.


• 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


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


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)


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


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)


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


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


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


DEVELOPMENT OF AN INNOVATIVE PACKAGING SOLUTION FOR THE DETERMINATION OF FRESH MEAT QUALITY AND

PREDICTION OF SHELF-LIFE

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