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atmósfera modificada

Probando la atmósfera en una bolsa de plástico llena de zanahorias. El envasado en atmósfera modificada ( MAP ) es la práctica de modificar la composición de la atmósfera intern...

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Probando la atmósfera en una bolsa de plástico llena de zanahorias.

El envasado en atmósfera modificada ( MAP ) es la práctica de modificar la composición de la atmósfera interna de un envase (comúnmente envases de alimentos, medicamentos, etc.) para mejorar su vida útil . [ 1 ] [ 2 ] La necesidad de esta tecnología para alimentos surge de la corta vida útil de productos alimenticios como carne, pescado, aves y lácteos en presencia de oxígeno . En los alimentos, el oxígeno está fácilmente disponible para las reacciones de oxidación de lípidos . El oxígeno también ayuda a mantener altas tasas de respiración de los productos frescos, lo que contribuye a acortar su vida útil. [ 3 ] Desde un punto de vista microbiológico, el oxígeno fomenta el crecimiento de microorganismos aerobios de deterioro . [ 2 ] Por lo tanto, la reducción del oxígeno y su reemplazo por otros gases puede reducir o retrasar las reacciones de oxidación y el deterioro microbiológico. También se pueden usar captadores de oxígeno para reducir el pardeamiento debido a la oxidación de lípidos al detener el proceso químico autooxidativo . El MAP logra cambios en la atmósfera gaseosa al incorporar diferentes composiciones de gases.

El proceso de modificación generalmente reduce la cantidad de oxígeno (O₂ ) en el espacio de cabeza del envase. El oxígeno puede ser reemplazado por nitrógeno (N₂ ) , un gas relativamente inerte, o dióxido de carbono (CO₂ ) . [ 2 ]

Se puede lograr una atmósfera estable de gases dentro del embalaje utilizando técnicas activas, como el lavado con gas y el vacío compensado, o de forma pasiva mediante el diseño de películas "transpirables".

Historia

Los primeros efectos beneficiosos registrados del uso de atmósfera modificada datan de 1821. Jacques Étienne Bérard , profesor de la Facultad de Farmacia de Montpellier, Francia , informó sobre el retraso en la maduración de la fruta y el aumento de su vida útil en condiciones de almacenamiento con bajo contenido de oxígeno. [ 4 ] El almacenamiento en atmósfera controlada (CAS) se utilizó desde la década de 1930, cuando los barcos que transportaban manzanas y peras frescas tenían altos niveles de CO 2 en sus bodegas para aumentar la vida útil del producto. [ 5 ] En la década de 1970, los envases MA llegaron a las tiendas cuando el tocino y el pescado se vendían en paquetes minoristas en México. Desde entonces, el desarrollo ha sido continuo y el interés en MAP ha crecido debido a la demanda de los consumidores.

Teoría

La atmósfera dentro del envase puede modificarse de forma pasiva o activa. [ 6 ] En el MAP pasivo, la alta concentración de CO 2 y los bajos niveles de O 2 en el envase se logran con el tiempo como resultado de la respiración del producto y las tasas de transmisión de gas de la película de envasado. Este método se usa comúnmente para frutas y verduras frescas que respiran. Reducir el O 2 y aumentar el CO 2 ralentiza la tasa de respiración, conserva la energía almacenada y, por lo tanto, prolonga la vida útil . [ 7 ] Por otro lado, el MA activo implica el uso de sistemas activos como captadores o emisores de O 2 y CO 2 , absorbentes de humedad, captadores de etileno , emisores de etanol y lavado de gas en la película de envasado o el contenedor para modificar la atmósfera dentro del envase. [ 7 ]

La mezcla de gases seleccionada para un envase MA depende del tipo de producto, los materiales de envasado y la temperatura de almacenamiento. La atmósfera en un envase MA consiste principalmente en cantidades ajustadas de N₂ , O₂ y CO₂ . [ 6 ] [ 8 ] La reducción de O₂ promueve el retraso de las reacciones de deterioro en los alimentos, como la oxidación de lípidos , las reacciones de pardeamiento y el crecimiento de organismos de deterioro. [ 5 ] [ 6 ] Se utilizan niveles bajos de O₂ de 3-5% para ralentizar la tasa de respiración en frutas y verduras. [ 6 ] En el caso de la carne roja, sin embargo, se utilizan niveles altos de O₂ ( ~80%) para reducir la oxidación de la mioglobina y mantener un atractivo color rojo brillante de la carne. [ 9 ] No se requiere realzar el color de la carne de cerdo, aves y carnes cocidas; por lo tanto, se utiliza una mayor concentración de CO₂ para prolongar la vida útil. [ 8 ] Los niveles superiores al 10% de CO 2 son fitotóxicos para las frutas y verduras, por lo que el CO 2 se mantiene por debajo de este nivel.

El N₂ se utiliza principalmente como gas de relleno para evitar el colapso del envase. [ 5 ] [ 8 ] Además, también se utiliza para prevenir la rancidez oxidativa en productos envasados, como los aperitivos, desplazando el aire atmosférico, especialmente el oxígeno, lo que prolonga la vida útil. [ 5 ] [ 8 ] El uso de gases nobles como el helio (He), el argón (Ar) y el xenón (Xe) para reemplazar el N₂ como gas de equilibrio en MAP también puede utilizarse para conservar y prolongar la vida útil de frutas y verduras frescas y mínimamente procesadas. Sus efectos beneficiosos se deben a su mayor solubilidad y difusividad en agua, lo que los hace más eficaces para desplazar el O₂ de los sitios celulares y los receptores enzimáticos de O₂ . [ 10 ]

Se ha debatido sobre el uso de monóxido de carbono (CO) en el envasado de carne roja debido a su posible efecto tóxico en los trabajadores que la envasan. [ 9 ] Su uso produce un color rojo más estable de la carboximioglobina en la carne, lo que genera otra preocupación: que puede enmascarar signos de deterioro en el producto. [ 5 ] [ 9 ]

Efecto sobre los microorganismos

Las bajas concentraciones de O₂ y las altas concentraciones de CO₂ en los envases son eficaces para limitar el crecimiento de bacterias Gram negativas , mohos y microorganismos aerobios, como Pseudomonas spp. Las altas concentraciones de O₂ combinadas con altas concentraciones de CO₂ podrían tener efectos bacteriostáticos y bactericidas al suprimir los aerobios por las altas concentraciones de CO₂ y los anaerobios por las altas concentraciones de O₂ . [ 10 ] El CO₂ tiene la capacidad de penetrar la membrana bacteriana y afectar el pH intracelular . Por lo tanto, la fase de latencia y el tiempo de generación de los microorganismos de deterioro aumentan, lo que resulta en una extensión de la vida útil de los alimentos refrigerados . [ 9 ] Dado que el crecimiento de los microorganismos de deterioro se suprime mediante MAP, la capacidad de los patógenos para crecer aumenta potencialmente. Los microorganismos que pueden sobrevivir en un ambiente con bajo oxígeno, como Campylobacter jejuni , Clostridium botulinum , E. coli , Salmonella , Listeria y Aeromonas hydrophila, son de gran preocupación para los productos envasados ​​en MA. [ 7 ] Los productos pueden parecer organolépticamente aceptables debido al retraso en el crecimiento de los microorganismos responsables del deterioro, pero podrían contener patógenos dañinos. [ 7 ] Este riesgo puede minimizarse mediante el uso de barreras adicionales como el control de la temperatura (mantener la temperatura por debajo de 3 grados C), la reducción de la actividad del agua (menos de 0,92), la reducción del pH (por debajo de 4,5) o la adición de conservantes como el nitrito para retrasar la actividad metabólica y el crecimiento de los patógenos. [ 8 ]

Materiales de embalaje

Las películas flexibles se utilizan comúnmente para productos como frutas y verduras frescas, carnes, pescados y pan, ya que proporcionan la permeabilidad adecuada para que los gases y el vapor de agua alcancen la atmósfera deseada. Las bandejas preformadas se fabrican y se envían a la planta de envasado de alimentos, donde se llenan. El espacio libre del envase se modifica y se sella. Las bandejas preformadas suelen ser más flexibles y permiten una gama más amplia de tamaños en comparación con los materiales de envasado termoformados , ya que se pueden manipular bandejas de diferentes tamaños y colores sin riesgo de dañar el envase. [ 11 ] Sin embargo, el envasado termoformado se recibe en la planta de envasado de alimentos como un rollo de láminas. Cada lámina se somete a calor y presión, y se forma en la estación de envasado. Tras el conformado, el envase se llena con el producto y luego se sella. [ 12 ] Las ventajas de los materiales de envasado termoformados sobre las bandejas preformadas están principalmente relacionadas con el coste: el envasado termoformado utiliza entre un 30 % y un 50 % menos de material y se transporta como rollos de material. Esto supone una reducción significativa de los costes de fabricación y transporte. [ 11 ]

Al seleccionar películas de envasado para MAP de frutas y verduras, las principales características a considerar son la permeabilidad a los gases, la tasa de transmisión de vapor de agua, las propiedades mecánicas, la transparencia, el tipo de envase y la fiabilidad del sellado. [ 6 ] Las películas de envasado utilizadas tradicionalmente como LDPE (polietileno de baja densidad), PVC (cloruro de polivinilo), EVA (etileno-acetato de vinilo) y OPP ( polipropileno orientado ) no son suficientemente permeables para productos altamente respirables como productos frescos cortados, champiñones y brócoli. Como las frutas y verduras son productos respirables, es necesario transmitir gases a través de la película. Las películas diseñadas con estas propiedades se llaman películas permeables . Otras películas, llamadas películas barrera, están diseñadas para evitar el intercambio de gases y se utilizan principalmente con productos no respirables como carne y pescado.

Las películas MAP, desarrolladas para controlar el nivel de humedad y la composición gaseosa del envase sellado, son beneficiosas para la conservación prolongada de frutas, verduras y hierbas frescas sensibles a la humedad. Estas películas se conocen comúnmente como películas de atmósfera modificada/humedad modificada (MA/MH).

Equipo

En el uso de máquinas de envasado de formado, llenado y sellado, la función principal es colocar el producto en una bolsa flexible adecuada a las características deseadas del producto final. Estas bolsas pueden ser preformadas o termoformadas. El alimento se introduce en la bolsa, se modifica la composición de la atmósfera del espacio libre dentro del envase y luego se sella térmicamente. [ 11 ] Este tipo de máquinas se denominan generalmente máquinas de envasado tipo almohada, que forman, llenan y sellan el producto horizontal o verticalmente. [ 5 ] Las máquinas de envasado de formado, llenado y sellado se utilizan habitualmente para operaciones a gran escala.

En cambio, las máquinas de cámara se utilizan para procesos por lotes. Un envoltorio preformado se llena con el producto y se introduce en una cavidad. La cavidad se cierra, se aplica vacío a la cámara y se introduce la atmósfera modificada según se desee. El sellado del paquete se realiza mediante barras de sellado calentadas y, a continuación, se retira el producto. Este proceso por lotes requiere mucha mano de obra y, por lo tanto, un período de tiempo más prolongado; sin embargo, es relativamente más económico que las máquinas de envasado automatizadas. [ 11 ]

Además, las máquinas de snorkel se utilizan para modificar la atmósfera dentro de un envase después de haber llenado el alimento. El producto se coloca en el material de envasado y se introduce en la máquina sin necesidad de una cámara. A continuación, se inserta una boquilla, que actúa como snorkel, en el material de envasado. Esta crea vacío y luego introduce la atmósfera modificada en el envase. Se retira la boquilla y se sella térmicamente el envase. Este método es adecuado para operaciones a gran escala. [ 11 ]

Productos

Muchos productos como carne roja, mariscos, frutas y verduras mínimamente procesadas, ensaladas, pasta, queso, productos de panadería, aves de corral, carnes cocidas y curadas, comidas preparadas y alimentos secos se envasan bajo atmósfera modificada (AM). [ 4 ] En la siguiente tabla se muestra un resumen de las mezclas de gases óptimas para productos con atmósfera modificada.

Envasado en atmósfera modificada para diferentes productos alimenticios y mezclas de gases óptimas [ 2 ]

Granos

Se puede utilizar atmósfera modificada para almacenar granos.

El CO₂ evita que los insectos y, según la concentración, el moho y la oxidación dañen el grano. El grano almacenado de esta manera puede conservarse comestible durante aproximadamente cinco años. [ 13 ] Un método consiste en colocar un bloque de hielo seco en el fondo y llenar el recipiente con el grano. Otro método consiste en purgar el recipiente desde el fondo con dióxido de carbono gaseoso procedente de un cilindro o un depósito a granel.

El nitrógeno gaseoso ( N₂ ) en concentraciones del 98% o superiores también se utiliza eficazmente para matar insectos en el grano mediante hipoxia . [ 14 ] Sin embargo, el dióxido de carbono tiene una ventaja en este sentido, ya que mata organismos mediante hipercapnia e hipoxia (dependiendo de la concentración), pero requiere concentraciones de aproximadamente más del 35%. [ 15 ] Esto hace que el dióxido de carbono sea preferible para la fumigación en situaciones donde no se puede mantener un sellado hermético .

El almacenamiento hermético de granos (a veces llamado almacenamiento hermético) se basa en la respiración del grano, los insectos y los hongos que pueden modificar la atmósfera cerrada lo suficiente como para controlar las plagas de insectos. Este es un método de gran antigüedad, [ 16 ] y también cuenta con equivalentes modernos. El éxito del método depende de tener la combinación correcta de sellado, humedad del grano y temperatura. [ 17 ]

Un proceso patentado utiliza celdas de combustible para agotar y mantener automáticamente el agotamiento del oxígeno en un contenedor de transporte que contiene, por ejemplo, pescado fresco. [ 18 ]

Véase también

Citas

  1. ↑ Ogg, M (abril de 2020), El envasado en atmósfera modificada añade más valor a los productos de valor añadido , Produce Business , consultado el 20 de agosto de 2020.
  2. 1 2 3 4 Parry, RT (1993). Principios y aplicaciones del envasado de alimentos en atmósfera modificada . Boston, MA: Springer US. ISBN 9781461358923OCLC 840284063​​ 
  3. ↑ Boskou, D., Elmadfa, I. (2011). Fritura de alimentos : oxidación, antioxidantes nutritivos y no nutritivos, compuestos biológicamente activos y altas temperaturas (2.ª ed.). Boca Raton: CRC Press. ISBN   9781439806821OCLC 466361000 .​ {{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  4. 1 2 Kirtil, E y Oztop, MH (2016). "Envasado en atmósfera controlada y modificada". Reference Module in Food Science . doi : 10.1016/B978-0-08-100596-5.03376-X . ISBN 9780081005965.{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
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  13. ↑ Navarro, Shlomo; Timlick, Blaine; Demianyk, Colin; White, Noel (marzo de 2012). "Atmósferas controladas o modificadas" (PDF) . k-state.edu . Consultado el 17 de marzo de 2018 .
  14. ↑ Annis, PC y Dowsett, HA 1993. Desinfestación de granos con bajo contenido de oxígeno: periodos de exposición necesarios para una alta mortalidad. Actas de la Conferencia Internacional sobre Atmósfera Controlada y Fumigación. Winnipeg, junio de 1992, Caspit Press, Jerusalén, págs. 71–83.
  15. ↑ Annis, PC y Morton, R. 1997. Efectos de mortalidad aguda del dióxido de carbono en diversas etapas del ciclo de vida de Sitophilus oryzae. J. Stored Prod.Res. 33. 115–124
  16. ↑ Varios autores, Sesión 1: Almacenamiento natural hermético En: Shejbal, J., ed., Almacenamiento de granos en atmósfera controlada, Elsevier: Ámsterdam, 1–33
  17. ↑ Annis PC y Banks HJ 1993. ¿Es factible el almacenamiento hermético de granos en los sistemas agrícolas modernos? En "Control de plagas y agricultura sostenible", Eds. SA Corey, DJ Dall y WM Milne. CSIRO, Australia. 479–482
  18. ↑ Laine Welch (18 de mayo de 2013). "Laine Welch: La tecnología de celdas de combustible impulsa el transporte marítimo de pescado a larga distancia" . Anchorage Daily News . Archivado del original el 9 de junio de 2013. Consultado el 19 de mayo de 2013 .

Referencias

  • Church, IJ y Parsons, AL: (1995) Tecnología de envasado en atmósfera modificada: una revisión, Journal Science Food Agriculture, 67, 143-152
  • Day, BPF: (1996) Una perspectiva del envasado en atmósfera modificada de productos frescos en Europa Occidental, Food Science and Technology Today, 4,215-221
  • Consejo Europeo de Información Alimentaria (EFIC: (2001) Dictamen del Comité Científico de Alimentos sobre el uso de monóxido de carbono como componente de gases de envasado en atmósfera modificada para carne fresca .
  • Parry, RT: (1993) Principios y aplicaciones del envasado en atmósfera modificada (MAP) de alimentos, Blackie Academic & Professional, Inglaterra, 1-132
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  • Robertson, GL, "Envases para alimentos: Principios y práctica", 3.ª edición, 2013, ISBN 978-1-4398-6241-4
  • Zagory, D. y Kader, AA: (1988) Envasado en atmósfera modificada de productos frescos, Food Technology., 42(9), 70-77