UNIVERSIDAD NACIONAL DE SANCRISTOBAL DE HUAMANGA

FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y METALURGIA

ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA EN

INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

PRACTICA N° 08

“USO DE ENVASES ACTIVOS EN ALIMENTOS”

CURSO : ENVASES Y EMBALAJES

ALUNMOS : OBREGÓN CÁRDENAS, Paulette Jhisenia

PROFESOR : Ing. PONCE RAMÍREZ, Juan Carlos

SEMESTRE : 2012-II

HORARIO : jueves 7-10 am

AYACUCHO - PERU

2013

ENVASES Y EMBALAJES

INTRODUCCIÓN

El envasado activo se puede definir como las técnicas de envasado que contienen, externa o internamente, un indicador para generar una activa historia del producto y determinar su calidad.

El envasado activo se centra en la necesidad de protección y conservación que otorga el envase, protegiendo al alimento tanto de daños mecánicos durante su manipulación como del deterioro debido a los diferentes ambientes por los que pasará el envase durante su distribución y almacenamiento. A diferencia del envasado inteligente, que pretende proporcionar información del producto.

ENVASES Y EMBALAJES

I.- OBJETIVOS:

Determinar el comportamiento de los envases activos en la prolongación de la

vida en anaquel de los alimentos perecibles.

Clasificar los envases activos de acuerdo al tipo de producto.

II.- FUNDAMENTO TEÓRICO:

2.-ENVASADO ACTIVO - ENVASADO INTELIGENTE • Envasado en atmósfera modificada (MAP)• Controladores de atmósfera internaaa- Atrapadores de oxígeno aa- Productores o atrapadores de CO 2 aa- Removedores de humedad aa- Removedores de etileno • Liberadores de aditivos aa- Antimicrobianos aa- Fungicidas aa- Antagónicos naturales aa- Antioxidantes aa- Otros • Films comestibles • Indicadores tiempo-temperatura (TTI)• Indicadores de fuga (LI) aa- Indicadores de O 2 aa- Indicadores de CO 2

2.1.-ENVASADO ACTIVO

Uso de Atmósfera Modificada

Un producto envasado en atmósfera modificada (MAP) se puede definir como aquel

producto perecedero que ha sido almacenado en una atmósfera distinta a la del aire para

de esta manera disminuir los rangos de respiración, crecimiento microbiano y reducir

las degradaciones enzimáticas; teniendo como objetivo final alargar la vida útil.

Efectos del MAP sobre la calidad del producto

Mantener la calidad del producto durante el almacenamiento, principalmente se logra al

inhibir el crecimiento y proliferación de microorganismos; sin embargo, es importante

considerar ciertos factores tanto intrínsecos como extrínsecos al producto:

FACTORES INTRÍNSECOS FACTORES EXTRÍNSECOS

•  a w

•  pH

•  Flora microbiana

-  inicial

-  después del proceso

•  Control de Temperatura en todos los estados

•  Proceso de Higiene incluyendo

implementación de procedimientos de HCCP

•  Calidad de la materia cruda

•  Producto final, ej. Combinación de

ENVASES Y EMBALAJES

-  durante el desarrollo

•  Nutrientes disponibles

•  Concentración y tipo de agente

preservante

•  Potencial Redox

•  Presencia de componentes

naturales antimicrobianos

- Presencia de esporas

ingredientes en el empaque.

•  Tiempo previo al empaque

•  Composición de gas inicial y final

•  Permeabilidad relativa del empaque a los

gases.

•  Relación gas/ producto

•  Pureza del gas

- Diseño del empaque

2.2.-ELEMENTOS DEL EMPAQUE EN ATMOSFERA MODIFICADA

MAP tiene objetivos similares a otros procesos tecnológicos emergentes para el

procesamiento de alimentos, como la sub-esterilización la cual se aplica a alimentos

perecederos para de esta manera extender su vida útil en refrigeración.

Los siguientes elementos influyen directamente en la vida útil y seguridad de cualquier

producto empacado bajo atmósfera modificada.

2.2.1.-La naturaleza del producto

Factores críticos son el pH y la Aw del producto, la presencia de aditivos

antimicrobianos o preservativos. Es importante además la cantidad, tipo de patógeno y

la forma como los microorganismos se espera que crezcan.

2.2.2.-El contenido gaseoso dentro del envase

Los gases y sus concentraciones deben ser conocidas para cada uno de los productos,

donde principalmente hay combinaciones de diferentes gases como son el dióxido de

carbono (CO2), nitrógeno ( N2 ), y oxígeno ( O2 ) . El dióxido de carbono es importante

debido a su efecto bioestático sobre los microorganismos que crecen a temperaturas de

refrigeración y su efecto inhibidor en la respiración del producto. El nitrógeno sirve

como un gas inerte que reemplaza a otros gases reduciendo su concentración además de

evitar el colapso del empaque debido al CO2 disuelto en el producto. El O2 inhibe el

crecimiento de patógenos aeróbicos, pero en muchos casos no extiende en forma directa

la vida útil del producto.

ENVASES Y EMBALAJES

2.2.3.-El empaque

Factores importantes son el espacio de cabeza, permeabilidad, forma, e integridad. Los

dos primeros factores afectan la cantidad de gas y el tiempo que el gas está disponible

para la inhibición de los microorganismos. Empaques con altas barreras a los gases y

con un gran espacio de cabeza, aumentan la vida útil del producto. Para productos que

respiran, las características de permeabilidad del film determina en gran medida el

equilibrio entre la concentración de gas esperada en el empaque.

2.2.4.-Temperatura de almacenamiento

MAP no es un reemplazo de la refrigeración. La efectividad de la atmósfera modificada

decrece a medida que aumenta la temperatura debido a que la solubilidad tanto en

líquidos como en productos decrece. Para productos que respiran, al incrementar la

temperatura también se incrementan los rangos de respiración dando como resultado

una disminución de la vida útil del producto. El efecto del abuso de temperatura es de

particular importancia desde el punto de vista de seguridad microbiana.

2.2.5.-Efecto del Oxígeno

Mientras el tejido de los alimentos utiliza el oxígeno para la respiración, oxidación o

acción microbiana, uno espera que el MAP pueda tener algún efecto en la extensión de

la vida útil de productos frescos y alimentos preparados. La extensión ocurre al reducir

las reacciones metabólicas y rangos de oxidaciones químicas, pero un bajo nivel de

oxígeno puede estimular el crecimiento de patógenos anaerobios. El efecto del oxígeno

en el crecimiento de microorganismos depende del tipo específico de microorganismos.

El nivel de oxígeno en el empaque puede estar afectado por muchos factores, como la

solubilidad del oxígeno en la formulación, condiciones de proceso, permeabilidad del

envase al O 2 y CO2, rango de consumo de O 2 por los microorganismos y reacciones

químicas de los alimentos.

ENVASES Y EMBALAJES

2.2.6.-Efecto de Dióxido de Carbono

El CO 2 disminuye los niveles de oxígeno en el empaque, lo que aumenta la vida útil.

Una de las teorías propuestas para el papel del CO 2 en el envase, es de formar ácido

carbónico en la superficie del alimento. Las células de la superficie disipan energía para

poder mantener el pH interno, lo que produce un retardo en el crecimiento de los

microorganismos.

2.2.7.-Efecto de la pérdida de humedad y la actividad de agua (a w )

En general, cuando la actividad de agua ( a w ) de un alimento decrece, el rango de

crecimiento y proliferación de microorganismos decrece. Cualquier modelo del efecto

de las condiciones del medio ambiente sobre la vida útil o presencia de patógenos

depende mucho de la composición del alimento y de la permeabilidad del envase a la

humedad.

2.2.8.-Efecto de la temperatura y la interacción de los gases

Es interesante saber que un incremento en los niveles de CO 2 hace que la temperatura

mínima de algunos microorganismos sea mayor, dando algún rango de seguridad al

abuso térmico.

ENVASES Y EMBALAJES

2.3.-CONTROLADORES DE ATMOSFERA INTERNA

2.3.1.-Removedores de oxígeno

Con estos se consigue reducir el nivel de éste hasta diez veces más que con el envasado

al vacío. De esta manera se evita, por ejemplo, el enranciamiento de grasas o aceites y la

degradación de nutrientes como la vitamina C.

2.3.2.-Generadores de gases

Utilizan algunas reacciones químicas que generan dióxido de carbono y lo difunden por

el envase (también existen para oxígeno).

Los aditivos no sólo absorben el oxígeno que penetra a través del envase, sino también

el oxígeno residual que se encuentra en el espacio superior del envase lleno. La

estrategia consiste entonces en crear activamente una atmósfera que conserve la calidad

nutritiva del contenido del envase mediante una reacción química. Por lo general, los

reductores del oxígeno están formados por sales ferrosas que se incorporan a una capa

de plástico intermedia para que no pueda migrar ninguna sustancia extraña hacia los

alimentos. El uso de catalizadores metalorgánicos en las poliolefinas optimizan las

propiedades del producto. Para activar los aditivos se necesita una cierta humedad

atmosférica que, de todos modos, existe en los alimentos preparados.

Ya se usan capas antioxidantes en las botellas de PET multicapas. Hasta ahora, el

período de conservación de las bebidas carbonatadas envasadas en botellas de plástico

era relativamente pequeño en comparación con las botellas de vidrio tradicionales.

Mientras que las barreras pasivas sólo retardan la penetración del oxígeno en la botella,

la barrera activa fija el oxígeno. El problema que presentan todos los recipientes de

plástico con multicapas, sean botellas, vasijas con comida o latas cilíndricas, es que los

diferentes materiales deben tener un comportamiento similar durante el proceso de

conformación. De no ser así, se podrían presentar puntos de rotura que mermarían la

efectividad de la barrera.

2.3.3.-Removedores de etileno

ENVASES Y EMBALAJES

Al gas etileno se lo conoce como "hormona de maduración" porque regula muchos de

los aspectos del desarrollo, crecimiento y senescencia de los frutos y puede ocasionar

deterioro como ablandamiento acelerado, que induce desordenes fisiológicos con un

efecto directo sobre la calidad.

Existen varias técnicas para eliminar al etileno del medio ambiente que rodea al fruto

como son la ventilación de cuartos de almacenamiento o contenedores o el uso de

compuestos químicos como sílica gel con permanganato de potasio, carbón activado,

zeolitas, cerámicas, etc.

2.3.4.-Removedores de humedad

Las zeolitas son sólidos cristalinos, tridimensionales con microporos, en una estructura

bien definida que contiene aluminio, silicio y oxígeno. Este arreglo da como resultado

una estructura tridimensional abierta y estable, cargada negativamente.

En los poros o cavidades se localizan cationes y agua, que neutralizan la carga negativa

proporcionando cargas parcialmente positivas. Las características de los poros de las

zeolitas son de importancia primordial y, dada la regularidad de su estructura, es posible

aprovecharlas para tamizar moléculas, atrapar compuestos o adsorber gases. Además,

tienen la capacidad de remover compuestos químicos orgánicos volátiles del aire, y

separar isómeros y mezclas de gases.

Las zeolitas tienen capacidad para absorber moléculas de vapor de agua, de hecho se

utilizan como desecantes. Una característica importante de algunos tipos de zeolitas es

que son capaces de catalizar la degradación del Polietileno de Baja Densidad (PEBD) a

compuestos de carbono de bajo peso molecular, disminuyendo su potencial de

contaminación al medio ambiente. Las diferentes proporciones de zeolita incrementaron

la permeabilidad al oxígeno y la transmisión de vapor de agua de las películas de PEBD,

esto es importante pues las frutas y hortalizas consumen oxígeno (O 2 ) y producen

dióxido de carbono (CO 2 ) por lo que, si no hay suficiente intercambio de gases con el

exterior del envase, el fruto puede sufrir daño por CO 2 , o bien, se puede favorecer el

crecimiento de microorganismos anaeróbicos.

Liberadores de aditivos

2.3.5.-Sustancias antimicrobianas

ENVASES Y EMBALAJES

Las sustancias antimicrobianas se utilizan para inhibir el crecimiento de levaduras,

mohos y bacterias durante el almacenamiento y distribución. Los más comunes

incluyen: Ac. Benzoico , Benzoato de sodio , Ac. Sórbico , Sorbato de potasio y Ac.

Propiónico . La efectividad de estos aditivos depende de la habilidad de los mismos para

difundir en el alimento.

Una película antimicrobiana perfecta tendrá que tener varias propiedades:

• deberá actuar fuertemente frente el microorganismo de interés,

• debe ser estable en un rango alrededor de 200 °C y estar a temperaturas por arriba de

ésta durante la etapa de formación del envase,

• Bajo las mejores condiciones no deberá migrar al alimento ni convertirse en aditivo

alimentario con todos los sistemas de seguridad sanitaria requeridos para dichas

sustancias,

• deberá conferirle propiedades mecánicas, químicas y ópticas aceptables a la película,

• se requiere que sea relativamente barata si se desea aplicar en alimentos.

Los péptidos, ventajosos por ser productos naturales y bioactivos, son utilizados como

agentes antimicrobianos para envases por el hecho de que actúan en la superficie de la

célula y no requieren entrar a la misma para actuar. Se piensa que son buenos

candidatos para ligarlos o adherirlos a las superficies ya que están aprobados para estar

en contacto directo con los alimentos.

2.3.6.-Sustancias fungicidas

Las enfermedades post-cosecha de las frutas y vegetales pueden ser suprimidas con

almacenamiento a bajas temperaturas, atmósferas reducidas en oxígeno, tratamiento con

reguladores que retardan la senescencia del tejido y varios tratamientos fungicidas con o

sin cera.Los fungicidas pueden aplicarse al producto cosechado como gas o líquido

dependiendo de las propiedades físicas de éstos.

En cítricos los fungicidas se aplican mediante emulsiones a base de ceras o

suspensiones acuosas. En el caso de emulsiones de cera, al poseer mayor viscosidad, el

fungicida tiene menor eficiencia ya que se reduce su movilidad hacia el tejido de las

frutas.

2.3.7.-Antagonistas naturales

ENVASES Y EMBALAJES

Se utilizan para evitar la pérdida post-cosecha de producción. Se debe controlar el nivel

de agente antagonista sobre la superficie del producto para reducir la cantidad requerida

y poder mantener la aceptabilidad del producto durante el almacenamiento.

2.3.8.-Antioxidantes

Se usan para aumentar la estabilidad, mantener el valor nutricional y el color de los

productos protegiéndolos contra rancidez oxidativa, degradación y decoloración. Dado

que el fenómeno de oxidación lipídica es superficial y que es posible controlar la

concentración de antioxidantes en la superficie del alimento, el uso de estas películas

puede ser muy efectivo para prevenir este tipo de deterioro.

2.3.9.-Otros aditivos

En los films también se utilizan:

• Plastificantes como: glicerol, polietilén glicol, propilén glicol y sorbitol que son

productos que aportan flexibilidad y elongación a sustancias poliméricas.

• tensioactivos y emulsificantes que reducen la actividad de agua superficial y la tasa de

pérdida de humedad del producto.

• CaCl 2 que se incorpora para mejorar la textura y el color de los productos.

III.- MATERIALES Y MÉTODOS:

3.1.- Materia Prima.

Uva Plátanos pintones

3.2.-Insumos:

Cámara fotográfica. Microscopio monocromático. Alúmina, zeolitica o carbón activado. Sílice gel (anti vaho). CaOH o carbón activo( absorbedores de CO2) KMnO4 (etileno). Papel tisue o filtro. Acido ascórbico (absorbedores de O2). Bicarbonato sódico(liberadores de CO2)

3.3.- PROCEDIMIENTOS.

Realizar las siguientes actividades:

Utilizar frutas climatéricas y no climatéricas.

ENVASES Y EMBALAJES

Utilizar papel tisue o papel de alta permeabilidad para elaborar las bolsas

adhesivas (bags active check) con el reactivo especifico para eliminar el etileno,

adsorber CO2, antovaho , absorbedores de O2 y liberadores de CO2.

Colocar las frutas respectivas en las bandejas de PVDC, cubrir con un polímero

con baja permeabilidad a los gases y vapores.

Almacenar por 7 días a Tº ambiente y a Tº de refrigeración.

ENVASES Y EMBALAJES

IV.- RESULTADOS:

CUADRO 01: Resultados obtenidos de la practica realizadas.

MUESTRAS CONDICION DE

ALMACENAJE (a

temperatura ambiente)

Apariencia y Color Microorganismo

Tiempo(días)

1er 7mo

PLATANO KMnO4 Excelente, pinton excelente,

amarillo

ausente

Silicagel Excelente, verde Excelente,

amarillo

ausente

UVA blanca KMnO4 Excelente, regular, color

pardo

mohos

Silicagel Excelente, Malo, color

pardo

ausente

Ac. ascorbico Excelente, Regular, poco

color pardo

ausente

ENVASES Y EMBALAJES

V.- DISCUSIONES:

En el cuadro 01 se muestra los resultados de la práctica realizada, observándose

lo siguiente: hubo crecimiento microbiano (mohos), pude ser por muchos

factores intrínsecos tales como Aw, pH, nutrientes disponibles, presencia de

esporas; hacen que el producto se deteriore.

Otros factores extrínsecos como permeabilidad relativa del empaque, higiene;

hacen que el alimento se deteriore.

El nivel de oxígeno en el empaque puede estar afectado por muchos factores,

como la solubilidad del oxígeno en la formulación, permeabilidad del envase al

O2 y CO2, rango de consumo de O2 por los microorganismos y reacciones

químicas de los alimentos.

En general, cuando la actividad de agua ( Aw ) de un alimento decrece, el rango

de crecimiento y proliferación de microorganismos decrece. Cualquier modelo

del efecto de las condiciones del medio ambiente sobre la vida útil o presencia

de patógenos depende mucho de la composición del alimento y de la

permeabilidad del envase a la humedad.

Luego del crecimiento se observó un aumento pronunciado en masa del fruto,

esto debido por la expansión y elongación de la célula.

La muestra plátano y uva en ambiente tuvieron una buena conservación ya que

la masa no varió mucho debido a que el clima es seco en el ambiente, en cambio

los de refrigeración y fresa al ambiente sufrieron un deterioro; pudiendo ser un

mal empacado.

Se observo que el KMnO4 inhibió el etileno lo cual retardo la maduración del

plátano. En el caso de la uva la inhibición de etileno retardo considerablemente

su maduración pero la humedad hizo que creciera mohos.

El silicagel absorbió el exceso de humedad en el caso de la uva no existe mohos

pero se pardeo.

En el caso de la uva con el acido ascórbico inhibió la oxidación presentando solo

unos cuantos puntos de color pardo.

La temperatura y la humedad relativa son unos buenos indicadores de

conservación, los cuales no se encuentran en su óptimo y por ese motivo más se

deterioraron los alimentos en estudio.

ENVASES Y EMBALAJES

VI.- CONCLUSIONES:

Se logro determinar el comportamiento de los envases activos en la

prolongación de la vida en anaquel de los alimentos perecibles.

Se logro clasificar los envases activos de acuerdo al tipo de producto.

VII.- BIBLIOGRAFÍA:

ENVASES INTELIGENTES,ENVASES Y ENVASADO,ENVASES ACTIVOS E INTELIGENTES; Irina Diaz y Vidal Ariana; Universidad Nacional de Quilmes,2006

• http://www.ott.ucv.cl/envases/index.html • http://www.alkimistas.com/noticias/12.php• http://w w w.ide-e.com/cgi-in/ArticuloDetalles.asp?qArticulo.id_articulo=1430• http://www.mundogar.com/ideas/reportaje.asp?FN=4&ID=7517• http://www.mty.itesm.mx/die/ddre/transferencia/56/56-III.05.html• http://www.envapack.com/article.php?sid = 111• http://www.enfasis.com/mx-ali/2001_03_ali/nota03.htm

ANEXO

Foto 01: plátano al 1er día

ENVASES Y EMBALAJES

Foto 02: plátano al 7mo día