8/18/2019 Incidencia Del Envase en La Calidad Sensorial de Los Alimentos Envasados

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INCIDENCIA DEL ENVASE EN LA CALIDAD SENSORIAL

DE LOS ALIMENTOS ENVASADOS

Juan CachoLaboratorio de análisis del aroma y enología. Dep. Química Analítica.

Facultad de Ciencias. Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón I3AUniversidad de Zaragoza. jcacho@unizar .es

Palabras clave : aromas, taints, off flavors, scalping

Una de las características del desarrollo humano es la selección de sus alimentos deforma que el acto necesario de comer y beber se convierta en un placer. A este sentidohedónico contribuyen muchos factores, pero son de vital importancia las interacciones delalimento con nuestros sentidos y la percepción consiguiente de la calidad organoléptica

Los alimentos, desgraciadamente, tienen una determinada vida útil, y desde el Neolíticoel hombre ha buscado la forma de conservarlos durante más tiempo recurriendo aprocesos que hoy llamaríamos antimicrobianos y a guardarlos en recipientes que losprotejan de los agentes externos, es decir, a lo que hoy denominamos envase.

Estos envases, mejor dicho, sus materiales constitutivos, pueden en mayor o menormedida interaccionar con los alimentos aportando o sustrayendo productos químicos quemodifiquen sus características organolépticas. Estas modificaciones, por lo general, sonnegativas aunque para ciertos alimentos y bebidas pueden ser esenciales.

Como todos sabemos los sentidos humanos son vista, oído, olfato, gusto y tacto y todosellos influyen en la caracterización de un alimento. Sin embargo, la importancia relativa

de cada uno de ellos varía con factores tales como el tipo de alimento, estado psicológicodel consumidor y momento de la ingestión. Además, es importante señalar que lossentidos no actúan de forma independiente sino que son frecuentes los efectosinteractivos.

En la práctica las propiedades sensoriales de los alimentos se suelen agrupar en trescategorías: Apariencia, aroma y textura.

- APARIENCIA: Todos los atributos visibles de una sustancia u objeto.

Con esta definición se solventa el error común de considerar únicamente el color para laapariencia y se abre el campo para considerar factores tales como la opacidad, satinado

e incluso la forma y tamaño. Como el primer contacto con el alimento normalmente espor la vista, la apariencia es una característica que puede determinar la percepción yreacción subsiguiente.

- AROMA (Flavour): Combinación compleja de las sensaciones olfativas, gustatorias ytrigeminales percibidas durante la degustación.

En esta definición se reconoce la interacción del sentido del olfato percibido a través dela nariz, del gusto percibido en la lengua y la respuesta sensitiva que produce efectosirritantes y sensaciones tales como calor o frio.

- TEXTURA: Atributos mecánicos, geométricos y superficiales de un producto perceptible

por medio de receptores mecánicos, táctiles y, donde es posible, visuales y auditivos.

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 Un aspecto importante de esta definición es el reconocimiento de la importancia de otrasmodalidades sensoriales como la astringencia y la suavidad.

El aroma de un alimento es, posiblemente, su cualidad más valorada. Por esa razónsurgen multitud de preguntas en relación a este tema y numerosas personas trabajantanto en intentar dar respuestas a las mismas como a elaborar alimentos con aromas quesorprendan, emocionen e incluso creen adicción. La dificultad tanto para unos como paraotros es la falta de conocimiento científico básico que permita diseñar sus trabajos conunas garantías de éxito razonables.

Si aceptamos que el aroma es la sensación o interpretación por el cerebro de las señalesque recibe cuando moléculas volátiles alcanzan la pituitaria, la comprensión del por quéde un aroma, de su aceptación o rechazo deberá basarse en el conocimiento de lageneración de tales señales y de cómo el cerebro las identifica, codifica, relaciona yalmacena y por supuesto también de nuestro conocimiento de la composición química delos vapores que alcancen la pituitaria.

El problema, por tanto, de una forma simple se puede dividir en dos partes: La inherentea los mamíferos, relativa a la olfacción y la del desarrollo científico-tecnológico de laQuímica Analítica para la identificación de las atmósferas odorantes.

Nuestro sistema olfativo parece operar de forma distinta al resto de los sistemassensoriales. Así, el ojo es capaz de discernir cientos de tonos con solo tres tipos defotorreceptores codificados por tres genes. El gusto está codificado por sólo una treintenade genes mientras que en el olfato (en el ratón) existen más de 900 unidades receptorascodificadas por otros tantos genes, lo que constituye la mayor familia de genes de todo elgenoma. Algo así como el 3% de todos los genes.

El conocimiento de estos receptores olfativos, mejor dicho, de los genes que controlan susíntesis es moderno, data de 1991, cuando Linda Buck y Richard Axel publicaron sustrabajos. La importancia de los mismos se ha visto recompensada por el Premio Nóbel enFisiología o Medicina en el año 2004.

En la especie humana se han descubierto hasta el momento 331 genes funcionales dereceptores de olores, además de numerosos pseudogenes, genes que han perdido sufunción en el curso de la evolución. También existen unos 10 millones de neuronassensoriales individuales y es interesante señalar que cada una de ellas expresa tan solouno de los receptores, es decir, está especializada en dar respuesta a odorantes conafinidad por ese receptor. Esta afinidad dependerá de determinadas particularidadesquímicas del odorante, por lo que puede suceder que una molécula compleja interaccione

con un tipo de receptor olfativo a través de una parte de la misma y con otro receptordistinto a través de otra parte con características químicas o estructurales diferentes.Dicho de otra forma, es posible que una molécula únicamente dé señal con un tipo dereceptor mientras que otra molécula sea capaz de dar señal simultáneamente con variostipos de receptores diferentes. El funcionamiento del sistema olfativo es combinatorio loque permite una capacidad prácticamente ilimitada de codificación de odorantesdiferentes.

Lo que la Ciencia no ha podido decirnos todavía es a que molécula, o moléculas, oagrupación química es sensible un receptor en concreto y mucho menos de formaexhaustiva. Tampoco a que va a oler una determinada agrupación química ni una mezclade sustancias odorantes. No se sabe todavía por qué puede discriminarse una mezcla de

dos odorantes no idénticos, como por ejemplo de manzana y de plátano, cuando lo que

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se origina en el cerebro es un patrón de actividad distinto al de cada odorante puro y sinembargo es imposible hacerlo cuando la mezcla se complica.

La otra característica muy importante todavía no explicada por la Ciencia es la razón dela potencia odorífera de los odorantes y sus efectos aditivos, sinérgicos y antagónicos ypara complicar más el problema, por qué la percepción que se crea en el cerebro no solorefleja los estímulos sensoriales sino también el contexto, la experiencia e incluso laemoción de quien percibe.

En consecuencia, a día de hoy y desde un punto de vista práctico, se debe recurrir altrabajo experimental para dar respuesta a las interrogantes sensoriales que se plantean.

El problema del análisis químico-instrumental de los odorantes de los alimentos tampocoestá resuelto satisfactoriamente. Razones hay muchas: En primer lugar el número deposibles sustancias a analizar, pero también su amplio intervalo de concentración (de losgramos por cien hasta partes por trillón) así como su disparidad de polaridades. Estosupone que se tenga que disponer de una metodología para el análisis de los

compuestos volátiles mayoritarios, otra para los minoritarios y otra distinta para cadamolécula o familia de moléculas que por su importancia sensorial, baja concentración oparticularidad química exija tratamientos específicos.

Por tanto, el llevar a cabo un análisis de la totalidad de los compuestos volátiles no esrazonable aunque solo sea por su coste, pero tampoco lo es desde un punto de vistasensorial. Una cosa es que un producto sea volátil y esté presente en los alimentos y otramuy distinta que contribuya a su aroma. En consecuencia, lo primero que se necesitaconocer cuando se habla del aroma es el nombre de los compuestos químicos querealmente contribuyan al mismo.

 A día de hoy se han desarrollado satisfactoriamente técnicas de aislamiento de los

aromas de los alimentos y de su separación e identificación por medio de lacromatografía de gases con detección olfatométrica y Espectrometría de Masas. Lamoderna cromatografía de gases, especialmente la dual, y las nuevas columnascromatográficas, permiten un aislamiento casi perfecto de los distintos odorantes. Ladetección por la nariz humana de los olores de los compuestos previamente separados,así como su cuantificación aproximada y descripción de la naturaleza del olor, permiteindicar el número de odorantes existentes y la posible importancia de los mismos.

Los envases de alimentos se diseñan cuidadosamente para exaltar, y no para degradar,los atributos sensoriales deseados de los mismos. Sin embargo la degradación puedetener lugar si el diseño del combinado envase/ alimento es deficiente, o si el alimento secierra bajo condiciones no apropiadas. Así, el color del alimento puede disminuir si se

envasa en un film transparente y se expone a la luz del día por la acción de los rayos UV.La textura de los alimentos puede deteriorarse si se empaquetan en un film depermeabilidad inadecuada; los aperitivos pueden perder su rigidez, y por tanto lapropiedad de crujir, si se envasan en un film con alta permeabilidad al agua.

El aroma de los alimentos puede deteriorarse según dos mecanismos principales:mediante cambios físico-químicos que tengan lugar en el interior del alimento y que sedenominan off-flavours y mediante la introducción de aromas en el mismo provenientesde fuentes externas y que se denominan taints.

Un tercer mecanismo del deterioro puede ser la absorción, selectiva o no, de aromas delalimento en el material del envase fenómeno conocido como scalping.

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 Aunque ambos tipos de defectos pueden volver el alimento igualmente desagradable,esta distinción es de gran ayuda para identificar la causa de los taints, ya que el taintpuede tener lugar en todas las etapas de la elaboración del alimento y de la cadena desuministro y de fuentes muy distintas de cada etapa. En consecuencia, el trabajo deinvestigación necesario para identificar la causa de la protesta de los consumidores enrelación a los taints puede ser bastante diferente para taints y para off-flavours. Ladificultades de identificar tales problemas provienen del gran número de fuentes.

Las descripciones de los taints para los consumidores son, con pocas excepciones, muypoco realistas, debido, en parte, a una falta de experiencia en métodos descriptivosanalíticos, pero fundamentalmente por una falta de familiaridad con las especiesquímicas responsables del taint. Una excepción notable es el taint resultante de lacontaminación por clorofenol, que se describe de forma realista como antiséptico omedicinal; esto se debe a la familiaridad de los consumidores con productos queproducen sensaciones similares.

Los problemas que origina el taint incluyen perdida de producción, caída de ventas,

perdida de la confianza del consumidor, daño en la imagen de marca, daño en lasrelaciones comerciales entre suministrador, elaborador y distribuidor y litigios caros. Loselaboradores de alimentos comprenden fácilmente las implicaciones financieras de laproducción defectuosa de un día, pero no la implicación más amplia de la producción"taintada"; por ejemplo una producción "tainted" no será valida y la planta puede sufrir unperíodo de cierre prolongado mientras se reemplazan las materias primas defectuosas. Además, identificar la fuente del "taint" puede ser cara y emplear mucho tiempo.

 Algunas de las causas más comunes de taints y off flavours de los alimentos se indicanen la tabla I, clasificada en cinco amplios grupos. De ellas los tres primeroscorresponden a taints de fuentes externas y los dos últimos a causa de off flavours. En lapráctica la mayoría de los problemas de taint provienen de los envases, contenedores de

transporte, sistemas de tratamiento de aguas, materiales de limpieza y desinfectantes. Enla tabla II se muestran algunas de las familias más comunes de compuestos que originantaint.

De los incidentes reseñados por taints en alimentos los ocasionados por halofenoles yhaloanisoles son responsables de un 60-70%

Por todo lo dicho esta claro que la contaminación de alimentos puede tener lugar a travésde muchas rutas, pero una de las mayores fuentes de riesgo tiene su origen en elcontacto directo del alimento con materiales que contienen migrantes potenciales.Muchos de tales materiales pueden identificarse. Materiales poliméricos inapropiadosutilizados en los procesos de manufacturado pueden pasar a los alimentos (taint) y los

contenedores utilizados para el transporte han sido, y siguen siendo, la causa de losmayores problemas, particularmente cuando alimentos tales como frutos secos y frutadeshidratada se transportan a grandes distancias. Las cocinas domésticas tienen muchosmateriales en contacto con los alimentos que representan riesgos potenciales, e inclusolas baldosas (azulejos) se comercializan ahora como libres de "taint". Además, debetomarse en consideración la posibilidad de taint como consecuencia de los tratamientosdados al sistema alimento/embalaje. Así se ha encontrado la producción de taint en lairradiación de alimentos empaquetados en materiales poliméricos.

Las causas más comunes de taints y de off-flavours en los alimentos son las siguientes:contacto directo, contaminación de agua, contaminación aérea, reacciones microbianas yreacciones químicas. Sus fuentes pueden verse en la tabla I.

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TABLA I. Causas comunes de taints y off flavors

Contacto directo embalajespaletas de madera

desinfectantes / materiales limpiezapesticidas / herbicidascorchos (en vino)fumigantes

Contaminación de agua sistemas de tratamiento de agua.algas azul / verdes / actino micetosmigración de componentes de la línea de procesoefluyentes

Contaminación aérea contenedores de transportesustancias blanqueantes

pinturasdesinfectanteshumos dieselmateriales aislantesproductos químicos externos desprendidos

Reacción microbiológica carne y pescado estropeadodegradación de vainillinafermentación anaeróbicadegradación de ácido sórbico

Reaccion quimica reacciones de auto oxidación

reacciones enzimáticasreacciones de precursores

Las sustancias químicas que contribuyen a la degeneración del aroma pertenecen afamilias muy distintas. De entre ellas, las que contienen azufre o cloro en su molécula ylos aldehídos poseen umbrales de percepción muy bajos, algunas de ellas de partes portrillón. El tipo de sustancia, su descripción aromática y sus fuentes más comunes seindican en la tabla II.

Los aldehídos en particular son muy importantes pues pueden producirse por causasmuy distintas, desde la oxidación por radicales libres de lípidos insaturados hastadegradaciones de Strecker. Las reacciones de oxidación están afectadas por muchos

TABLA II . Productos químicos

Tipo Descripción Fuentes

Fenoles Fenólico Materiales para entarimadoDegradación de vainillinaPatatas deterioradas

Halogenoles Desinfectante Halogenación de fenoles Antiséptico Papel blanqueado/cartónFenólico Desinfectantes

Herbicidas

Madera tratada

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  Derrames químicosHaloanisoles Moho Acción microbiológica en halofenoles  Tierra Corchos de vino

Papel blanqueado/cartónClorobencenos Químico Desagües de limpieza

Madera Desodorante de bañoCompuestos azufrados Gato Reacción disolvente/alimento

Col Fumigación con bromuro de metiloGeosmina y metilisoborneol Terroso Crecimiento de algas y mohos

MohoFangoso

Guaiacol Fenólico Degradación microbiológica devainillina

Hidrocarburos Plástico Estireno monómero residual enpoliestireno

Petróleo Recubrimiento de superficie del cartónQuímico Degradación microbiológica de ácido

sórbico y de aldehído cinámicoDerrames de crudo en el mar

 Acrilatos Plástico Tintas y barnices Acrilo Curados por UV

factores, entre los que se incluyen la temperatura y la presencia de agentesfotosensitivos.

Las tintas de curado ultravioleta se emplean normalmente en imprimaciones de losmateriales de empaquetamiento celulósicos. Estas tintas contienen fotoiniciadores quetienen el potencial de afectar la velocidad y extensión de la oxidación de los lípidos

insaturados que pueden encontrarse en el papel y en el cartón originando la formación delos compuestos aldehídicos odoríferos.

El scalping puede reducir la intensidad del aroma característico del alimento, aunque siúnicamente ocurre esto, puede que el consumidor no llegue a detectarlo. Más importantepuede ser la absorción selectiva de ciertos volátiles, ya que esto puede cambiar elbalance aromático y modificar el aroma del alimento. Los materiales reciclados oreutilizados también pueden presentar un problema adicional. Si compuestos volátilesaromáticos se han absorbido durante su primer uso pueden desprenderse y detectarsedurante un uso posterior.

La capacidad de un determinado material de envase de absorber sustancias odoríferas

dependerá de la naturaleza química y del tamaño molecular de tales moléculas. De igualforma, el tipo y naturaleza química del material de embalaje también tendrá influencia enel grado de absorción de los aromas.

En algunos materiales después de la absorción tiene lugar la difusión de las moléculasaromáticas hasta que permean a la atmósfera. En consecuencia los alimentos envasadosen los mismos pueden llegar a perder totalmente su aroma.

El polipropileno absorbe la mayoría de los aromas, más del doble de lo que absorbe elpolietileno de baja densidad. Los filmes de las poliolefinas LDPE, LLDPE y PP absorbenlos esteres y los aldehídos mucho más que los de PA y PET.

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