El envasado en atmósfera modificada ( MAP ) es la práctica de modificar la composición de la atmósfera interna de un paquete (comúnmente paquetes de alimentos, medicamentos, etc.) para mejorar la vida útil . [1] [2] La necesidad de esta tecnología para los 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 aspecto microbiológico, el oxígeno favorece el crecimiento de microorganismos aeróbicos de deterioro . [2] Por lo tanto, la reducción de oxígeno y su sustitución por otros gases puede reducir o retrasar las reacciones de oxidación y el deterioro microbiológico. También se pueden utilizar eliminadores de oxígeno para reducir el oscurecimiento debido a la oxidación de lípidos al detener el proceso químico autooxidativo . Además, MAP cambia la atmósfera gaseosa incorporando diferentes composiciones de gases.
El proceso de modificación generalmente reduce la cantidad de oxígeno (O 2 ) en el espacio superior del paquete. El oxígeno se puede sustituir por nitrógeno (N 2 ), un gas comparativamente inerte, o dióxido de carbono (CO 2 ). [2]
Se puede lograr una atmósfera estable de gases dentro del embalaje mediante técnicas activas, como el lavado de gas y el vacío compensado, o pasivamente diseñando películas "respirables".
Los primeros efectos beneficiosos registrados del uso de atmósfera modificada se remontan a 1821. Jacques Étienne Bérard , profesor de la Facultad de Farmacia de Montpellier, Francia , informó un retraso en la maduración de la fruta y una mayor 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 salas de almacenamiento para aumentar la vida útil del producto. [5] En la década de 1970, los paquetes 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 aumentado debido a la demanda de los consumidores.
La atmósfera dentro del paquete se puede modificar de forma pasiva o activa. [6] En MAP pasivo, la alta concentración de CO 2 y los bajos niveles de O 2 en el paquete se logran con el tiempo como resultado de la respiración del producto y las tasas de transmisión de gas de la película de embalaje. Este método se utiliza comúnmente para frutas y verduras frescas que respiran. Reducir el O 2 y aumentar el CO 2 ralentiza la frecuencia respiratoria, conserva la energía almacenada y, por lo tanto, prolonga la vida útil . [7] Por otro lado, la MA activa implica el uso de sistemas activos tales 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 embalaje o contenedor para modificar la atmósfera dentro del paquete. [7]
La mezcla de gases seleccionada para un paquete MA depende del tipo de producto, los materiales de embalaje y la temperatura de almacenamiento. La atmósfera en un paquete MA consiste principalmente en cantidades ajustadas de N 2 , O 2 , y CO 2. [6] [8] La reducción de O 2 promueve el retraso en las reacciones de deterioro en los alimentos, como la oxidación de lípidos , las reacciones de pardeamiento y el crecimiento del deterioro. organismos. [5] [6] Los niveles bajos de O 2 del 3-5% se utilizan para disminuir la velocidad de respiración en frutas y verduras. [6] Sin embargo, en el caso de la carne roja, se utilizan altos niveles de O 2 (~80%) para reducir la oxidación de la mioglobina y mantener un atractivo color rojo brillante de la carne. [9] No se requiere mejorar el color de la carne en el caso de la carne de cerdo, aves y carnes cocidas; por lo tanto, se utiliza una concentración más alta de CO 2 para extender la vida útil. [8] Niveles superiores al 10% de CO 2 son fitotóxicos para frutas y hortalizas, por lo que el CO 2 se mantiene por debajo de este nivel.
El N 2 se utiliza principalmente como gas de relleno para evitar el colapso del paquete. [5] [8] Además, también se utiliza para prevenir la rancidez oxidativa en productos envasados, como bocadillos, al desplazar el aire atmosférico, especialmente el oxígeno, extendiendo así la vida útil. [5] [8] El uso de gases nobles como helio (He), argón (Ar) y xenón (Xe) para reemplazar el N 2 como gas de equilibrio en MAP también se puede utilizar para preservar y extender la vida útil de los alimentos frescos. y frutas y verduras mínimamente procesadas. Sus efectos beneficiosos se deben a su mayor solubilidad y difusividad en agua, lo que los hace más eficaces para desplazar el O 2 de los sitios celulares y de los receptores enzimáticos de O 2 . [10]
Ha habido un debate sobre el uso de monóxido de carbono (CO) en el envasado de carnes rojas debido a su posible efecto tóxico en los trabajadores del envasado. [9] Su uso da como resultado un color rojo más estable de la carboximioglobina en la carne, lo que genera otra preocupación de que puede enmascarar evidencia de deterioro en el producto. [5] [9]
Las concentraciones bajas de O 2 y altas de CO 2 en los paquetes son efectivas para limitar el crecimiento de bacterias Gram negativas , mohos y microorganismos aeróbicos, como Pseudomonas spp. Un nivel alto de O 2 combinado con un nivel alto de CO 2 podría tener efectos bacteriostáticos y bactericidas al suprimir los aerobios por el alto CO 2 y los anaerobios por el alto O 2 . [10] El CO 2 tiene la capacidad de penetrar la membrana bacteriana y afectar el pH intracelular . Por lo tanto, la fase de retraso y el tiempo de generación de microorganismos de descomposición aumentan, lo que prolonga la vida útil de los alimentos refrigerados . [9] Dado que el MAP suprime el crecimiento de microorganismos perjudiciales, la capacidad de crecimiento de los patógenos aumenta potencialmente. Los microorganismos que pueden sobrevivir en ambientes con poco oxígeno, como Campylobacter jejuni , Clostridium botulinum , E. coli , Salmonella , Listeria y Aeromonas hydrophila, son una gran preocupación para los productos envasados con MA. [7] Los productos pueden parecer organolépticamente aceptables debido al retraso en el crecimiento de los microorganismos de descomposición, pero pueden contener patógenos dañinos. [7] Este riesgo puede minimizarse mediante el uso de obstáculos 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 Actividad metabólica y crecimiento de patógenos. [8]
Las películas flexibles se utilizan habitualmente para productos como productos frescos, carnes, pescado y pan, ya que proporcionan una permeabilidad adecuada para que los gases y el vapor de agua alcancen la atmósfera deseada. Las bandejas preformadas se forman y envían a la instalación de envasado de alimentos donde se llenan. Luego, el espacio superior del paquete 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 embalaje termoformados , ya que se pueden manipular diferentes tamaños y colores de bandejas sin riesgo de dañar el paquete. [11] Sin embargo, los envases termoformados se reciben en las instalaciones 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. Después de la formación, el paquete se llena con el producto y luego se sella. [12] Las ventajas que tienen los materiales de embalaje termoformados sobre las bandejas preformadas están principalmente relacionadas con los costes: los embalajes termoformados utilizan entre un 30% y un 50% menos de material y se transportan en rollos de material. Esto supondrá una reducción significativa de los costes de fabricación y transporte. [11]
Al seleccionar películas de embalaje para MAP de frutas y verduras, las principales características a considerar son la permeabilidad al gas, la tasa de transmisión de vapor de agua, las propiedades mecánicas, la transparencia, el tipo de paquete y la confiabilidad del sellado. [6] Las películas de embalaje utilizadas tradicionalmente, como LDPE (polietileno de baja densidad), PVC (cloruro de polivinilo), EVA (etileno-acetato de vinilo) y OPP ( polipropileno orientado ), no son lo suficientemente permeables para productos que respiran mucho, como productos frescos cortados y hongos. y brócoli. Como las frutas y verduras son productos que respiran, existe la necesidad de transmitir gases a través de la película. Las películas diseñadas con estas propiedades se denominan películas permeables. Otras películas, llamadas películas de barrera, están diseñadas para impedir el intercambio de gases y se utilizan principalmente con productos que no respiran, como la carne y el pescado.
Las películas MAP desarrolladas para controlar el nivel de humedad y la composición del gas en el paquete sellado son beneficiosas para el almacenamiento prolongado de frutas, verduras y hierbas frescas sensibles a la humedad. Estas películas se conocen comúnmente como películas de envasado en atmósfera modificada/humedad modificada (MA/MH).
Al utilizar máquinas envasadoras 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 estar preformadas o termoformadas. Se introduce el alimento en la bolsa, se cambia la composición de la atmósfera del espacio libre dentro del paquete; luego se sella térmicamente. [11] Este tipo de máquinas suelen denominarse envolvedoras de almohadas y forman, llenan y sellan el producto de forma horizontal o vertical. [5] Las máquinas de envasado de formado, llenado y sellado se utilizan generalmente para operaciones a gran escala.
Por el contrario, las máquinas de campana se utilizan para procesos por lotes. Se llena una envoltura preformada con el producto y se introduce en una cavidad. Se cierra la cavidad y luego se aplica vacío en la cámara y se inserta la atmósfera modificada según se desee. El sellado del paquete se realiza a través de barras selladoras calentadas y luego se retira el producto. Este proceso por lotes requiere mucha mano de obra y, por tanto, un período de tiempo más largo; sin embargo, es relativamente más barato que las máquinas de envasado automatizadas. [11]
Además, las máquinas de snorkel se utilizan para modificar la atmósfera dentro de un paquete después de que se ha llenado la comida. El producto se coloca en el material de embalaje y se posiciona en la máquina sin necesidad de cámara. A continuación se inserta una boquilla, que es el snorkel, en el material de embalaje. Crea un vacío y luego introduce la atmósfera modificada en el paquete. Se retira la boquilla y se sella térmicamente el paquete. Este método es adecuado para operaciones grandes y a granel. [11]
Muchos productos, como carnes rojas, mariscos, frutas y verduras mínimamente procesadas, ensaladas, pastas, quesos, productos de panadería, aves, carnes cocidas y curadas, comidas preparadas y alimentos secos, se envasan bajo MA. [4] En la siguiente tabla se muestra un resumen de las mezclas de gases óptimas para productos MA.
Envasado en atmósfera modificada para diferentes productos alimentarios y mezclas óptimas de gases [2]
Se puede utilizar atmósfera modificada para almacenar granos.
El CO 2 evita que los insectos y, según la concentración, el moho y la oxidación dañen el grano. El grano almacenado de esta manera puede seguir siendo comestible durante aproximadamente cinco años. [13] Un método es colocar un bloque de hielo seco en el fondo y llenar la lata con el grano. Otro método es purgar el recipiente desde el fondo con dióxido de carbono gaseoso de un cilindro o recipiente de suministro a granel.
El gas nitrógeno ( N 2 ) 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 a este respecto, ya que mata organismos a través de hipercarbia 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 sello hermético .
El almacenamiento hermético de granos (a veces llamado almacenamiento hermético) depende de la respiración de los granos, insectos y hongos que pueden modificar la atmósfera cerrada lo suficiente como para controlar las plagas de insectos. Este es un método de gran antigüedad, [16] además de tener equivalentes modernos. El éxito del método depende de tener la combinación correcta de sellado, humedad del grano y temperatura. [17]
Un proceso patentado utiliza pilas de combustible para agotar y mantener automáticamente el agotamiento del oxígeno en un contenedor de envío que contiene, por ejemplo, pescado fresco. [18]
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