Envases activos e inteligentes y seguridad alimentaria

Transcripción

1 Envases activos e inteligentes y seguridad alimentaria Ramón Catalá y Rafael Gavara Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos. CSIC Apartado de Correos Burjassot (Valencia) Telf ; Fax rcatala@iata.csic.es ; rgavara@iata.csic.es Congrés EBA Terrasa, novembre 2007

2 Envases activos e inteligentes y seguridad alimentaria Tecnologías para mejorar la seguridad y la calidad de los alimentos y aumentar su vida útil Incidencia de las interacciones envase/alimento en la seguridad alimentaria Legislación sobre materiales y objetos en contacto con alimentos

3 Legislación sobre los materiales y objetos en contacto con alimentos Reglamento (CE) Nº 1935/2004 (13/11/2004) sobre los materiales y objetos destinados a entrar en contacto con alimentos Artículo 2. Definiciones a) Materiales y objetos activos en contacto con alimentos: materiales y objetos destinados a ampliar el tiempo de conservación, o a mantener o mejorar el estado de los alimentos envasados, y que están diseñados para incorporar deliberadamente componentes que transmitan sustancias a los alimentos envasados o al entorno de éstos o que absorban sustancias de los alimentos envasados o del entorno de éstos b) Materiales y objetos inteligentes en contacto con alimentos: los materiales y objetos que controlan el estado de los alimentos envasados o el entorno de éstos

4 Envases activos o inteligentes con relación a las funciones de los envases Envase Envase inteligente inteligente Envase que hace algo más que ofrecer protección al Envase Envase activo: activo Envase que actúa como un sistema coordinado con el alimento y el entorno para mejorar la seguridad y la calidad del alimento y alargar su vida útil contenido, interaccionando con el mismo y respondiendo a posibles cambios protección conservación comunicación información contenedor manipulación presentación identificación

5 Artículo 3. Requisitos generales 1. Los materiales y objetos, incluidos los materiales y objetos activos e inteligentes, habrán de estar fabricados de conformidad con las buenas prácticas de fabricación para que, en las condiciones normales o previsibles de empleo, no transfieran sus componentes a los alimentos en cantidades que puedan: a) representar un peligro para la salud humana, o b) provocar una modificación inaceptable de la composición de los alimentos, o c) provocar una alteración de las características organolépticas de éstos 2. El etiquetado, la publicidad y la presentación de los materiales u objetos no deberán inducir a error a los consumidores

6 Artículo 4. Requisitos especiales para los materiales y objetos activos e inteligentes 1. En caso de aplicarse las letras b) y c) del apartado 1 del artículo 3, los materiales y objetos activos podrán ocasionar modificaciones de la composición o de las características organolépticas de los alimentos a condición de que cumplan las disposiciones comunes aplicables a los alimentos.. 2. Hasta que no se adopten normas adicionales las sustancias deliberadamente incorporadas en los materiales y objetos activos que vayan a liberase en los alimentos o en su entorno deberán autorizarse con arreglo a las disposiciones comunitarias. Reglamento sobre materiales y artículos activos e inteligentes destinados a entrar en contacto con alimentos 6. Los materiales y objetos activos e inteligentes estarán convenientemente etiquetados para indicar que dichos materiales y objetos son activos o inteligentes o ambas cosas

7 ENVASADO ACTIVO IATA-CSIC ENVASE CONVENCIONAL Contiene y presenta el alimento y le protege de la alteración microbiológica, deterioro físico-químico y contaminación química + ENVASE ACTIVO Altera dinámicamente las condiciones de sistema envase/producto envasado Aumenta la seguridad Mantiene la calidad Alarga la vida útil

8 Formas de actuación de los envases activos Modificación de la composición del espacio de cabeza Substancias que emiten o retienen gases o vapores Modificación de la composición o características del alimento Liberan substancias en el alimento Retienen componentes del alimento El elemento activo en el interior del envase junto con el producto envasado, aunque separado del mismo (bolsas, etiquetas..) El elemento activo formando parte del material de envase

9 Tecnologías de envases activos eliminación de O 2 liberación de antioxidantes control de emisión de etileno absorción/ generación de CO 2 regulación de la humedad protección anti-vaho adición conservantes químicos liberación/ absorción aromas control de microorganismos eliminación sustancias indeseables adición sustancias funcionales susceptores microondas

10 Envases activos para el control de O 2 La presencia de oxígeno puede ocasionar reacciones de oxidación y cambios metabólicos en el alimento así como crecimiento de microorganismos aeróbios Formas de control activo del O 2 Control de la entrada de oxígeno desde el exterior Eliminación del oxígeno residual en el espacio de cabeza del envase y/o el producto

11 Materiales activos para el control de oxígeno Oxidación de metales u óxidos metálicos (Fe, FeO, Mn, Zn ) Oxidación de ácido ascórbico Ácidos grasos insaturados (oleico, linoleico ) Oxidación enzimática (glucosa-oxidasa, alcohol oxiadasa.) Levaduras inmovilizadas en un soporte sólido Oxidación fotosensible de compuestos En general son substancias que no pueden entrar en contacto directo con el producto. Actúan: Separadas del producto y del envase bolsas, etiquetas,.. Formando parte del material de envase plásticos activos

12 Control de la oxidación de alimentos IATA-CSIC Reducción/eliminación del oxígeno Control de la entrada de oxígeno desde el exterior Eliminación del oxígeno residual en el espacio de cabeza del envases y/o producto envasado Reducción/eliminación de especies reactivas de oxígeno Adición de antioxidantes - En el alimento envasado - En el material de envase

13 Adición de antioxidantes naturales en polímeros en contacto con alimentos En la formulación de polímeros para envases se emplean sustancias antioxidantes para evitar problemas de degradación por acción de la temperatura, radiación UV, proceso de obtención de los envases, etc. Los antioxidantes naturales representan una alternativa que está siendo empleada con buenas perspectivas - Se ha usado vitamina E, BHT, BHA.., en poliolefinas para envasado de alimentos - Se han probado mezclas de flavonoides conteniendo el grupo catecol para la protección de degradación de poliolefinas durante la extrusión Los antioxidantes naturales en el polímero pueden tener paralelamente una acción positiva actuando como antioxidantes del alimento envasado

14 Liberación de antioxidantes en polímeros. Efecto de la concentración y del alimento % Catechin 0.5% Catechin Water 10% ethanol Absorbance at 274 nm K=100 D= m 2 /s Absorbance at 274 nm time (days) Efecto de la concentración de catequina K=100, D= m 2 /s K=1000, D= m 2 /s time (days) Efecto del medio Liberación de catequina en películas de EVOH en agua y en etanol 10% como medios simulantes de alimentos* * López Dicastillo A.C., Hernández-Muñoz P., Catalá R., Graciano-Vedugo A., Soto H., Gavara, R. First International Conference Food Contact Polymers. Bruselas febrero 2007

15 Capacidad antioxidante de películas activas Quercetin 1%, water Quercetin 5%, water Quercetin 1%, 10% ethanol Quercetin 5%, 10% ethanol % DPPH inhibition time (days) Capacidad de captación de radicales de películas activas expuesto a diferentes medios simulantes de alimentos* * López Dicastillo A.C., Hernández-Muñoz P., Catalá R., Graciano-Vedugo A., Soto H., Gavara, R. First International Conference Food Contact Polymers. Bruselas febrero 2007

16 Capacidad antioxidante de películas activas n-hexanal peak area (a.u.) Blank Q1% Q5% Cat.0.5% Cat.2% day5 day20 day45 Control de la generación de hexanal en cacahuetes envasados con envases activos* * López Dicastillo A.C., Hernández-Muñoz P., Catalá R., Gavara, R. 5th International Packaging Congress & Exhibition noviembre 2007

17 Envases que liberan o retienen componentes en el producto o envase Liberación de antioxidantes Control del oxígeno residual en espacio de cabeza Control de la oxidación de lípidos Liberación de componentes aromáticos para corregir la retención por el envase o para potenciarlo Absorción de vapores orgánicos Olores a aminas en pescado Aldehídos de aceites y fritos. Absorción de sustancias indeseables Limonina (principio amargo) en zumos cítricos Colesterol y lactosa en leches..

18 Control de colesterol en leche Colesterol residual en leche tras 7 días de exposición a películas de PVOH con y sin adición de ciclodextrinas* Porcentaje de colesterol eliminado en leche en presencia de películas de EVOH con adición de ciclodextrinas* * López de Dicastillo A.C., Hernández-Muñoz P., Catalá R. y Gavara R. Foodsmarts IFT Chicago,

19 Envases antimicrobianos El desarrollo de microorganismos es la principal causa de deterioro de gran número de alimentos La aplicación directa de agentes antimicrobianos sobre la superficie (por pulverización ó inmersión) no siempre es efectiva. Su rápida difusión al interior limita su efectividad sobre la microbiota superficial Alternativa envases activos antimicrobianos Agentes antimicrobianos más utilizados Dióxido de cloro, dióxido de azufre,.. Iones metálicos (Ag..) Bacteriocinas (nisina, pediocina.) Enzimas Fungicidas (imazalil, benzoatos, sorbatos, ) Compuestos orgánicos bactericidas (triclosan.) Extractos de especias (alil-isotiocianato ).

20 Envases antimicrobianos Envases con capacidad de emisión o eliminación de compuestos volátiles antimicrobianos Secuestradores de oxígeno Emisores de óxido de cloro Fungicidas (etanol, imazalil, 2-nonanona ) Envases que liberan sustancias en el alimento Bacteriocinas (nisina,...) Tioisocianato de alilo Benzoato, sorbato... Envases que evitan el crecimiento de microorganismos por contacto Sales de plata en zeolitas Materiales antimicrobianos (quitosano, alginatos, poliamidas irradiadas...)

21 Envase activo con actividad antifúngica para fresas silvestres Tapa termosoldada (film de PP microperforado) SISTEMA ACTIVO (bolsa de film continuo PE metalocénico conteniendo el antifúngico impregnado en soporte emisor ) Tarrina de PP/EVOH/PP (capacidad 125 ml) Almenar E., Del Valle V., Catalá R., Gavara R. J. Agricultural Food Chemistry 55/6, , 2007

22 Envase activo con actividad antifúngica para fresas silvestres Efecto de la 2-nonanona en el crecimiento de Botrytis Cinerea Evolución colonia (cm 2 ) Control Tenax + 10 µl 2-nonanona Alúmina + 10 µl 2-nonanona Alúmina + 5 µl 2-nonanona Días a 22 ºC 10 días a 10 ºC con 2,5 μl 2-nonanona 10 días a 10 ºC sin 2,5 μl 2-nonanona

23 Envases inteligentes IATA-CSIC Envase inteligente: Envase capaz de efectuar una función inteligente (detectar, mostrar, comunicar, ) para facilitar una decisión que permita extender la vida útil, aumentar la seguridad, mejorar la calidad, proporcionar información y avisar de posibles problemas El envase inteligente implica al sistema completo envase/producto/ entorno. El envase inteligente analiza el sistema, procesa la información y la presenta. El envase activo realiza la acción Ambas funciones no son excluyentes

24 Sistemas inteligentes IATA-CSIC Etiquetas o rótulos que facilitan la información y comunicación para tomar las decisiones adecuadas par mantener la calidad, seguridad y vida útil Sistemas portadores de datos: Códigos de barras Identificación por radio frecuencia Indicadores en el envase: Indicadores tiempo/temperatura Indicadores de contaminación microbiológica Indicadores de gases Biosensores

25 Identificación por radio frecuencia (RFID) Un emisor de radio frecuencia emite ondas para captar información en un dispositivo de radio frecuencia en el envase, pasando la información a un sistema de control Pueden almacenar información técnica y comercial del producto, y también la información de otros dispositivos inteligentesindicadores de temperatura, biosensores,. Trazabilidad

26 Indicadores tiempo/temperatura IATA-CSIC Etiquetas que proporcionan información visual de la temperatura a que ha estado sometido el envase, o si ha sufrido algún abuso térmico (no alcanzó la temperatura de esterilización, no ha estado a la temperatura de congelación adecuada, se rompió la cadena de frío, etc ) Indicadores de temperatura crítica Indicadores de historia térmica parcial Indicadores de historia térmica completa Etiqueta autoadhesiva Fresh- Check que contiene un polímero sensible al tiempo y a la temperatura. Oscurece gradualmente y de forma irreversible con la exposición acumulativa a la temperatura.

27 Indicador de contaminación n microbiológica Complejo con Pd que reacciona con volátiles que contienen compuestos con S ó N. Al reaccionar el complejo induce un cambio de ligando y crea una fluorescencia provocando un cambio de color de la etiqueta de rosa a amarillo

28 Biosensores Mecanismo analítico compacto que detecta y transmite información referente a reacciones bioquímicas que tienen lugar en el producto envasado. Generalmente consta de dos componentes primarios: un bioreceptor que reconoce la presencia de un analito determinado y un transductor que lo convierte en una señal cuantificable. El bioreceptor es generalmente un material orgánico o biológico (enzima, hormona, microorganismo, antígeno, ácido nucleico.), específico de la reacción a controlar. El transductor puede actuar con señales electroquímicas, ópticas, acústica, dependiendo del parámetro a a medir Perspectivas: indicadores de fin de vida útil

29 Muchas gracias por su atención