S5. Aliments, noves tendències: realitat o publicitat

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1 T E R C E R A E D I C I Ó D E S A B A D E L L U N I V E R S I T A T D E L 5 A L 9 D E J U L I O L D E Envasos funcionals en la indústria alimentària S5. Aliments, noves tendències: realitat o publicitat Enric Riera, Universitat de Barcelona Sabadell, 7 de juliol de 2004 ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 1

2 Envases funcionales (o activos) en la industria alimentaria Enric Riera Valls ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 2

3 Envases funcionales: Cuadro resumen Envases funcionales Modificaciones físicas Espacio de cabeza Indicadores Envases inteligentes Auto calentamiento Auto enfriamiento Potenciantes de microondas Absorbentes (Carroñeros) Emisores Temperatura/ tiempo Humedad Oxígeno Alteración Permeabilidad función de la temperatura Semillas de germinación diferida Humedad Oxígeno Etileno Aromas/ Sabores CO2 Aromas/ Sabores CO2 Germicidas Antioxidantes ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 3

4 Tipos de funciones de los envases activos (1 de 5) 1. Actúan sobre la temperatura Absorbentes para microondas Sistemas de auto-calentamiento Sistemas de auto-enfriamiento ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 4

5 Tipos de funciones de los envases activos (2 de 5) 2. Modifican la composición del espacio en que se encuentra el alimento Absorbentes : de oxígeno de humedad de etileno de CO2 Emisores: de CO2 de etanol Reguladores: de humedad de permeabilidad al vapor de agua a los gases ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 5

6 Tipos de funciones de los envases activos (3 de 5) 3. Añaden componentes al alimento, para aumentar su conservación o para otros fines Activos como antimicrobianos Como antioxidantes Con actividad enzimática ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 6

7 Tipos de funciones de los envases activos (4 de 5) 4. Absorben componentes del alimento, para aumentar su calidad sensorial Absorbentes de naranjinina y de limonina, por ejemplo en zumos de uva y de naranja ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 7

8 Tipos de funciones de los envases activos: Envases llamados inteligentes(5 de 5) 5. A) Informan de la evolución de parámetros relacionados con el nivel de alteración del alimento Integradores temperatura-tiempo Indicadores de concentración interior de oxígeno Indicadores de concentración interior de CO2 Indicadores de concentración de aminas (pescado) 5. B) Cambian de permeabilidad en función de la temperatura Envasado de vegetales mínimamente procesados Semillas de germinación diferida ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 8

9 Envases activos: Con efecto térmico Envases que enfrían Clásico (botijo) Moderno (Expansión de gas) Freón Anhídrido carbónico adsorbido Envases que calientan Cloruro de calcio/agua ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 9

10 POTENCIADORES DE LAS MICROONDAS Primera generación Desarrollos previstos MATERIALES Polvo de aluminio Polvo de níquel, hierro, acero inoxidable DENSIDAD ÒPTICA 0.18 A 0.29 FUNDAMENTO Absorción de la componente eléctrica de la radiación TEMPERATURA ºC Unos 220ºC VELOCIDAD DE TRANSMISSIÓN DEL CALOR Absorben tanto la component magnètica como la elèctrica 9 15 cal/cm 2 /min 3 43 cal/cm 2 /min RETRÁCTIL No Sí ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 10

11 Contenido de oxígeno, en función del tiempo, para diferentes materiales y técnicas de envasado Info Sheet n.1-1/6/ distam ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 11

12 Comparación de los métodos para reducir la concentración de O2 en los envases Método O2 resultante en espacio de cabeza Beneficios Precauciones Barrido con N2 De 0.5 a 5% Cierto control de las oxidaciones y del crecimiento de MO aerobios Permeabilidad del envase al O2 Cierre del envase Vacío y rellenado con N2 De 0.5 a 2% Control temporal de las oxidaciones y no total del crecimiento de MO aerobios Permeabilidad del envase al O2 Cierre del envase Absorbente de O2 Aproxim. 0.01% Control total y permanente de las oxidaciones y del crecimiento de MO aerobios Las anteriores y Capacidad del generador de O2 ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 12

13 Efecto del depredador de oxígeno sobre el enmohecimiento de pan de molde ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 13

14 Tipos de depredadores de oxígeno Según mecanismo básico de acción Oxidación del hierro Procesos enzimáticos Oxidación del ácido ascórbico Oxidación de pigmentos fotosensibles Oxidación de poliolefinas Según presentación Bolsitas Incorporados en el material de envase ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 14

15 Ageless (Mitsubishi) ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 15

16 Absorbentes de oxígeno: ShelfPlus (Ciba) ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 16

17 Film absorbente de oxígeno e Instalación para activarlo Cryovac OS1000 Oxygen Scavenging Film ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 17

18 Absorbentes de humedad La durabilidad de tomates frescos envasados, pasó de 5 a días por medio de bolsas con cloruro sódico, que básicamente retardaron la formación de mohos en la superficie ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 18

19 Absorbentes de humedad: Prevención de descongelaciones ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 19

20 Reguladores de humedad Polímeros superabsorbentes, como polimetacrilatos o almidones copolimerizados, situados entre dos capas de material permeable ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 20

21 Efectos del etileno en frutas y verduras (Hormona vegetal que entre otros efectos, acelera la respiración) Beneficiosos Acelerar la maduración de los agrios Perjudiciales Acelerar la senescencia Provoca cambios de color indeseables, sobre todo en verduras (Que suelen ser más sensibles al etileno) ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 21

22 Según presentación Bolsitas Tipos de absorbentes de etileno Incorporados en el material de envase Según mecanismo básico de acción Oxidación del etileno por el permanganato potásico (KMnO4) (4 6% en soporte absorbente, como gel de sílice o carbón activo; sólo en bolsitas, por la toxicidad y el color del permanganato) Adsorción por materiales finamente divididos (p.ej. Zeolitas) incluidos en el material de envase. Alteran transparencia, permeabilidad y resistencia mecánica Adsorción en carbón activo impregnado con un catalizador como cloruro de paladio (Efectivo por encima de 20ºC) ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 22

23 Absorbentes de etileno basados en adsorbentes incorporados al film (Evert-Fresh) ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 23

24 Ejemplos de utilización de absorbentes de etileno ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 24

25 Depredadores de CO2 Absorbentes y emisores de CO2 Basados en la reacción del Co2 con óxido o con hidróxido de calcio. Se requiere una humedad suficiente, por lo que algunos fabricantes mezclan el reactivo con gel de sílice hidratada. Se usan en café tostado Emisores de CO2 Para mantener una presión parcial de CO2 elevada, por ejemplo en carnes frescas o para compensar la absorción del CO2 por el producto Combinados a veces con la función de depredar el oxígeno, para lo cual se usa carbonato ferroso en vez de óxido ferroso Otras veces se usa una mezcla de ácido ascórbico y bicarbonato sódico ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 25

26 Agentes antimicrobianos empleados en envases activos Agente Glucosa oxidasa Lisozima Ácidos/anhídridos orgánicos Nisina; Pediocina Ácido propiónico Sorbatos SO2 Quitosan Carragenatos Iónes plata (3%) Isotiocianato Antisépticos del grano de uva Fungicias Aminas Óxido de cloro Film LDPE Esteres de celulosa LDPE LDPE Ionómero Films comestibles Quitosan Carragenatos/Pectinas LDPE/Zeolitas (3-6µm) Varios polímeros Ionómeros Poliamidas Hidrofilo/Hidrófobo Observaciones Generación de H2O2 Posible potenciador de C.botulinum Iones de las zeolitas substituidos por Ag+ Grupos amida a amina por radiación láser Generación de ClO2 a partir de ClO2H y ácido ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 26

27 Generadores de óxido de cloro Una capa hidrófila, que contiene clorito Una capa hidrófila, que contiene un ácido Reguladores de velocidad de difusión de la humedad, a través de la capa hidrófila Por efecto de la humedad del producto, la solución de clorito se difunde hacia la capa hidrófoba, donde se produce óxido de cloro Protegido por 15 patentes ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 27

28 Generadores de óxido de cloro: Ejemplos Moldy unprotected bagels and bagels Protected by Microsphère Blueberries without Microsphère and blueberries protected by Microsphère ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 28

29 Generadores de óxido de cloro Formas de utilización ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 29

30 Emisores de alcohol etílico Marca (Freund Co.) Composición (%) Cantidad alcohol liberada Factores eficacia Ethicap 1 Alcohol, g Aw Ethicap 4 Agua, 10 Peso prod. Gel silice, 35 Durab. deseada Negamold Menor También absorbe O2 ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 30

31 Absorbentes de naranjinina y de limonina La naranjinina reacciona con la naranjinasa incorporada en un envase de acetato de celulosa La limonina es absorbida por el acetato de celulosa (Fenómeno físico) Efectos: El contenido de naranjinina baja de 700 a 420 (mg/l) y el de limonina, de 8 a 6.7 (mg/l) ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 31

32 Antioxidantes BHT/BHA incorporados a la parafina, en papel parafinado BHT/BHA incorporado a polietileno Vitamina E incorporada a polietileno ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 32

33 Envases activos para, cognac, armagnac, brandy Cesión de: Compuestos fenólicos Colorantes Al destilado de vino ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 33

34 Temperaturas en expositores frigoríficos Info Sheet n.1-1/6/ distam ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 34

35 Temperatura en frigoríficos domésticos Info Sheet n.1-1/6/ distam ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 35

36 Ejemplos de integradores temperatura-tiempo DataSource loggers Vitsab TTI CheckPoint Labels ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 36

37 Indicadores de temperatura a) Envases con tintas indicadoras de tratamiento térmico b) Tintas indicadoras de baja temperatura ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 37

38 Indicadores de alteración en pescado y marisco Material sometido a vapores de trietanol amina Langostinos envejecidos artificialmente ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 38

39 Indicadores de humedad Humonitor ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 39

40 Cuadro resumen aplicaciones 1: Absorbentes de O2 Secos Grasos Minimam. procesados Carnes y lácteos Congelados Horneados Bebidas Frutos secos tostados; Café; Pescado seco; Cereales; Especias; Patatas chips; Chocolate Pasta para sopa fresca Queso; Salami; Carnes ahumadas; Pescado; Salchichas Pescado; Vegetales Masas para pizza; Pasteles; Galletas Cerveza; Zumos de frutas; Té preparado; Zumos de tomate; Vinos ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 40

41 Cuadro resumen aplicaciones 2-Absorbentes de CO2 Secos Grasos Minimam. procesados Carnes y lácteos Café Frutas Qeusos; Volatería;Carne de ternera Congelados Horneados Bebidas ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 41

42 Cuadro resumen aplicaciones 3: Absorbentes de C2H4 Secos Grasos Minimam. procesados Carnes y lácteos Congelados Horneados Bebidas Productos climatéricos (Elevación de la velocidad de respiración con la maduración. Ej: manzana, melocotón, plátano, tomate) ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 42

43 Cuadro resumen aplicaciones 4: Absorbentes de humedad Secos Grasos Minimam. procesados Carnes y lácteos Congelados Horneados Bebidas Todos Pasta para sopa fresca Carnes; Pescado; Quesos Pescadps; Carnes Pan; Pasteles blandos ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 43

44 Cuadro resumen aplicaciones 5: Emisores de CO2 Secos Grasos Minimam. procesados Carnes y lácteos Congelados Horneados Bebidas Frutos secos Patatas chips; Cacahuetes Vegetales en general Carnes frescas; Pescado Bizcocho ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 44

45 Cuadro resumen aplicaciones 6: Emisores de etanol Secos Grasos Minimam. procesados Carnes y lácteos Congelados Horneados Bebidas Pescados semi-deshidratados Quesos Panes poco cocidos; Pastelitos ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 45

46 Cuadro resumen aplicaciones 7: Emisores de antimicrobianos Secos Grasos Minimam. procesados Carnes y lácteos Frtas Carne; Quesos Congelados Horneados Bebidas ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 46

47 Cuadro resumen aplicaciones 8: Emisores de antioxidantes Secos Grasos Minimam. procesados Carnes y lácteos Congelados Horneados Bebidas Cereales para desayuno Vino en envases flexibles ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 47

48 Cuadro resumen aplicaciones 9: Absorbentes de aromas Secos Grasos Minimam. procesados Carnes y lácteos Congelados Horneados Bebidas Pescado (Absorción de aminas) Zumos de frutas (Se incluye la eliminación de narinjina y limonina en zumos de uva y de naranja) ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 48

49 Cuadro resumen aplicaciones 10: Emisores de aromas Secos Grasos Minimam. procesados Carnes y lácteos Congelados Horneados Bebidas Helados Zumo de naranja ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 49

50 Cuadro resumen aplicaciones 11: Integradores temperatura-tiempo Secos Grasos Minimam. procesados Carnes y lácteos Congelados Horneados Bebidas ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 50

51 Cambios de permeabilidad al O2 y al CO2 y de la relación entre ambas, al cambiar la temperatura Recubrimiento sensible a la temperatura Película impermeable (LDPE, CPP) Película microporosa (Poliolefina + carga) ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 51

52 Cambio de permeabilidad al vapor de agua al cambiar la temperatura:recubrimiento de semillas ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 52

53 Cambios de propiedades en la temperatura de transición vítrea ENVASES ACTIVOS: Enric Riera Valls 53