Investigación en envases y en nuevos tipos de aprovechamientos de las materias primas, como alimento

Alicia Namesny, info@poscosecha.com

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Entre los días 13 y 16 de enero se desarrolló en la Universidad Politécnica de Valencia el 9º Congreso CIBIA, Congreso Iberoamericano de Ingeniería de Alimentos, que reunió a científicos de ambos lados del océano en una puesta al día de tecnologías e investigación sobre tecnología de alimentos de origen tanto animal como vegetal. En la reseña que sigue nos centraremos en las tecnologías vinculadas a este último grupo.

Exposición de posters y mesa de entrada al 9º CIBIA, Congreso Iberoamericano de Ingeniería de Alimentos , Valencia, España, 13 a 16 enero 2014 Materiales biodegradables para el envasado activo Una de las manifestaciones de la conciencia medioambiental de la sociedad actual es su preocupación por evitar la generación de envases de difícil degradación. Los materiales biodegradables ofrecen un potencial de soluciones importante. Amparo Chiralt, Departamento de Tecnología de los Alimentos, UPV, brindó una panorámica de los envases biodegradables para envasado activo de alimentos.

El almidón es el material biodegradable base para estos envases; a través del agregado de, por ejemplo, nanopartículas, se elaboran biocomposites que mejoran las propiedades iniciales. Es el caso de mejoras en las propiedades mecánicas, en las de barrera frente al vapor de agua, etc. Los films en base a almidón “envejecen”, lo que se traduce en pérdida de propiedades, porque ocurren procesos de cristalización. Se prueban compuestos que retrasen este proceso; el agregado de lípidos ha demostrado no ser efectivo ni retrasando la cristalización ni mejorando las propiedades barrera al vapor de agua. No solo esto, también aumenta la permeabilidad al oxígeno y disminuye el brillo.

Mejores resultados se obtuvieron con biopolímeros. El quitosano mejora mucho la extensibilidad, aunque no mejora la permeabilidad al vapor de agua. Este compuesto, extraído de caparazones de moluscos, tiene su mayor virtud en sus propiedades antimicrobianas; el quitosano es especialmente efectivo en el control de bacterias gran negativas.

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La Dra. Chiralt analizó de esta forma las propiedades que confieren diferentes sustancias –aceites esenciales, antioxidantes, caseinato, …-, que influyen sobre otras propiedades también de interés como la rigidez la resistencia a la fractura, etc. No todos los almidones son iguales, y se menciona que la mezcla de almidón de yuca y gelatina resulta una mezcla interesante especialmente en mezclas 50 / 50.

En suma, es posible modular las propiedades de los films de almidón adecuándolas a diferentes requerimientos de envasado por la adición de micro o nanopartículas, otros polímeros con diferente grado de compatibilidad, compatibilizadores, plastificantes, o incorporar esas sustancias en forma de un segundo film (bicapa). Un campo de investigación en el que las innovaciones son constantes.

Chile, a la vanguardia en el desarrollo de films inteligentes María José Galotto y Abel Guarda lideran el Dpto. de Ciencia y Tecnología de los Alimentos en la Universidad de Santiago de Chile, donde se realizan múltiples investigaciones que son la base de nuevos desarrollos en el área de envases de alimentos y que se explicaron tanto a través de una conferencia en que Ma. J. Galotto trató el tema de forma global y enfoques puntuales en ponencias posteriores por parte de integrantes del equipo.

En el desarrollo de un envase es esencial saber cuáles son los principales factores que afectan a la vida útil de los alimentos. La actividad de enzimas endógenas provoca cambios en los atributos sensoriales y nutricionales (oxidación de lípidos, cambios de color, pardeamiento, cambios de sabor, etc.

También se producen cambios físicos, como son la desecación por pérdida de humedad.

Los envases buscan impedir o al menos ralentizar estos cambios, a la vez que evitar que el propio envase constituya un elemento indeseable. Por ejemplo, se buscan reducir las interacciones que se dan entre plástico y alimento, un tema que suscita interés creciente.

El envase activo es aquel que incorpora funcionalidades de interés y el ideal es que sea incorporada en la propia composición del plástico a efectos de evitar el rechazo que produce un objeto extraño, como puede ser un sachet conteniendo esa sustancia. El grupo de investigación de Santiago tiene en curso numerosos ensayos de plásticos con funcionalidades, algunos de ellos ya utilizados en el comercio, concretamente para el envasado de salmón, un producto con un aroma propio potente que enmascara el aroma propio de las sustancias antimicrobianas incorporadas al envase.

Para conocer las potencialidades reales de un plástico funcional es imprescindible que las investigaciones se realicen a escala de producción comercial ya que en el proceso de extrusión la pérdida de la sustancia antimicrobiana suele ser muy importante debido a las altas temperaturas a que se realiza el proceso. Se trabaja buscando formas de incorporar estas sustancias activas de forma que se eviten las pérdidas; uno de los procesos estudiados es el uso de CO2 en estado supercrítico como forma de impregnación de los plásticos, un proceso que se realiza a una temperatura de solo 31ºC. Sin embargo, hay aspectos a resolver como es el hecho de que la impregnación por fluido supercrítico cambia el aspecto del plástico, que aparece como rayado. Los estudios de migración se realizan con el plástico ya fabricado y son esenciales para mostrar cuánto producto activo se libera efectivamente.

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La nanotecnología a la ayuda de los plásticos verdes El uso de materiales “verdes”, polietileno verde, es decir obtenidos de cultivos vegetales, pretenden disminuir el impacto de los plásticos provenientes de la industria petrolera. Sin embargo, lo nuevos materiales muchas veces no tienen las mismas propiedades mecánicas que el material tradicional. La nanotecnología, es decir, el agregado de partículas de tamaño nano (es decir partículas cuyo tamaño es del orden 10−9 o 1/1 000 000 000, en este caso metros, nm) puede ser una vía para mejorar las propiedades de los bioplásticos.

Muchos estudios se realizan con arcillas, nanoarcillas, partículas que por su estructura laminar permiten a su vez la incorporación de materiales a esta estructura en sándwich, lo que les confiere otras propiedades. Por ejemplo, se intenta añadir agentes con propiedades antimicrobianas a las arcillas, a las que se somete previamente a un proceso de separación de las láminas para crear el espacio donde alojar el compuesto activo.

Plásticos con otras propiedades Alejandro Coloma explicó el desarrollo de películas compuestas con capacidad de adsorción de etileno a base de PEBD, polietileno de baja densidad, y zeolita natural modificada. La modificación permite la incorporación de elementos que absorban etileno, siempre en la filosofía de evitar la inclusión de elementos extraños visibles en el envase.

Sin embargo, estas modificaciones pueden provocar fenómenos negativos, como afectar las propiedades ópticas. Al aumentar la concentración de zeolita modificada, el plástico adquiere más color y menos luminosidad. Se trata de alcanzar la concentración óptima de zeolita para obtener los beneficios deseados sin que las propiedades de interés del plástico se vean afectadas.

Alejandro Colona trabaja en películas compuestas con capacidad de adsorción de etileno a base de PEBD

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En la misma sesión del Congreso se explicaron el diseño de películas ecoactivas basadas en nanocompuestos de acetato de celulosa (F.J. Rodríguez), el diseño de películas con actividad antifúngica para la industria hortofrutícola (R.L. Abarca), un estudio sobre la migración de timol desde nanocomposites integrados en el plástico de envasado (Alejandra Torres). Todos estos estudios corresponden al mismo grupo de trabajo mencionado de la Universidad de Santiago de Chile y son el grupo de profesionales que da apoyo a algunas de las más importantes empresas fabricantes de plásticos inteligentes de Chile, un país en que esta industria cuenta con varios fabricantes con desarrollos propios, algo poco frecuente.

Películas comestibles Varios ponentes se refirieron al uso de películas realizadas en base a diferentes almidones, entre ellos de maíz o de harina de plátano. El tipo de almidón de que se parta confiere sus propiedades específicas al film y este es uno de los factores a que interviene en el resultado final como barrera. A estos films también se le pueden agregar aditivos, como es el caso de la montmorillonita de los ensayos que expuso R. González Soto, que afecta las propiedades de barrera y mecánicas de estas películas.

Alimentos funcionales y alimentos clínicos La creación de alimentos especialmente ricos en determinados compuestos o con composiciones especiales es un campo que ha pasado del tratamiento de personas con enfermedades a ser una oferta para la sociedad en general, con los pros y contras que esto implica. Periódicamente trabajos científicos y de divulgación alertan sobre efectos negativos del consumo de antioxidantes en exceso, uno de ellos el que puede favorecer la aparición de cáncer.

Entre los ejemplos en principio claramente positivos, al menos hasta donde se sabe hoy, está la elaboración de “chuches”, golosinas, que llevan menos azúcares, lo que reduce el riesgo de caries en los consumidores principales, los niños, y también de bajo índice glicémico. Explica Ana María Andrés, del Instituto de Ingeniería de Alimentos para el Desarrollo, de la UPV, que si el siglo XIX fue el siglo de los alimentos sanos, o que al menos no aporten nada negativo, el siglo XX fue el siglo de los alimentos funcionales. Enfermedades como la obesidad, la diabetes, la celaquia, se abordan desde el punto de vista de los alimentos funcionales.

Que no son lo mismo, explica la investigadora, que los alimentos clínicos, que recaen en otra categoría.

Los alimentos clínicos abordan problemas alimenticios debidos a enfermedades como por ejemplo el mal funcionamiento del páncreas. La investigadora Andrés participa en un grupo de trabajo que tiene por objetivo una terapia sustitutiva de las enzimas a través del desarrollo de alimentos clínicos para suministrar pancreatina. Uno de los aspectos de los trabajos que se llevan a cabo es buscar tecnología de encapsulación para incorporar pancreatina, tanto de origen porcino como microbiano, a diferentes matrices.

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El siglo XX fue el de los alimentos funcionales

Un aspecto a tener en cuenta en el desarrollo de estos productos es la bioaccesibilidad. Se define como tal a lo que queda del compuesto de interés después del proceso industrial y del pasaje por el aparato digestivo, hasta llegar al duodeno que es donde se absorbe. El compuesto debe liberarse de la matriz alimentaria y transformarse en el compuesto biodigerible. Para optimizar la biodisponibilidad, la reducción en cada etapa debe ser la mínima posible.

La biodisponibilidad de proteínas, carbohidratos y grases, es del orden del 90%.

Los tratamientos térmicos están entre los factores que más la afectan, y también existen las interacciones entre ingredientes que la hacen variar.

Las bases de datos actualmente disponibles para diferentes alimentos adolecen no solo de que pocas incluyen información sobre compuestos bioactivos, sino que también usan en algunos casos métodos analíticos obsoletos, no se indica el número de muestras analizadas ni parámetros estadísticos de variabilidad, y no incluyen información sobre parámetros de bioaccesibilidad.

Retención de la calidad en productos mínimamente procesados Bajo el término de MPF, fruta mínimamente procesada por sus siglas en inglés, se engloban, explica Marco Dalla Rosa, Universidad de Bolonia, los productos lavados y cortados, sin ningún tipo de tratamiento posterior, o IV gama, pero también los que han experimentado una deshidratación parcial, ya sea a través de ósmosis o de impregnación al vacío. Los últimos tienen ventajas en cuanto a una mayor vida de anaquel (imagen 3), pero los más próximos a los productos frescos son los primeros, IV gama.

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El profesor Marco Dalla Rosa y su equipo trabajan con diferentes tecnologías para prolongar la conservación de los productos, incluyendo la preservación de las propiedades nutricionales y las sensoriales. El cuadro muestra el efecto sobre estos parámetros de diferentes formas de tratar el producto (mínimamente procesado, osmo deshidratado e impregnado al vacío)

Cada tratamiento afecta las propiedades nutricionales y funcionales de diferente forma y en esto se centran muchas de las investigaciones que realiza el grupo del ponente. La respiración decrece al decrecer la hidratación de los tejidos; un tejido en ambiente rico en nitrógeno también tiene menos actividad metabólica.

Las atmósferas controladas (AC) evitan que ocurran picos de respiración. En relación a atmósferas, este grupo de investigación trabaja con “tratamiento en frío de gas plasma”, un gas ionizado, que se caracteriza por la presencia de partículas activas tales como electrones, iones, radicales libres y átomos y que tiene efectos sobre las propiedades de los alimentos. La ionización se logra aplicando energía a la mezcla de gases. La duración del tratamiento de plasma afecta, por ejemplo, la respiración del producto y, en general, se muestra como un método promisorio para aumentar la estabilidad de los MPF. Este grupo forma parte del grupo de investigación Alma Food, que se define como “cubriendo todos los aspectos relevantes para la cadena alimentaria.

Una de las presentaciones que tuvieron lugar durante las jornadas trató de la obtención de snacks de pimiento expandido por microondas. El trabajo, expuesto por Raquel Rodríguez analizó concretamente el efecto de las condiciones de procesado en la calidad, en un producto que es original en su presentación.

La formación sobre la cadena alimentaria Que la formación es importante, es algo claro; pero una investigación que cuantifique su influencia no es frecuente. Fue la ponencia presentada por Paola Pittia, de la Univeridad de Teramo, Italia, coordinadora del grupo ISEKI Food 4 Project (ISEKI es una organización sin ánimo de lucro europea, independiente, creada en 2005 por instituciones universitarias, institutos de investigación, empresas y asociaciones relacionados con la alimentación de todo el mundo).

En definitiva, el beneficio es para el consumidor final, que saca partido de profesionales más formados que mejoran los resultados de la industria.

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Los consumidores son los beneficiarios de los avances en la industria alimenticia

La ponente destacó la importancia de la competencia de otros campos más allá de la tecnología de los alimentos. La movilidad laboral es también positiva. El estudio muestra que los profesionales que más veces cambiaron de trabajo tenían mejores sueldos. Las industrias que más profesionales acogen son la del procesamiento de alimentos y bebidas (47%), seguida por la de fabricante / proveedor de ingredientes (23%); la academia ocupa el 3er puesto (9%). Las profesión con mejores perspectivas laborales en Europa, con diferencia, es en tecnología de los alimentos

Tecnología de los alimentos es una de las carreras con mejores persepectivas Aprovechamiento de residuos agrícolas El potencial que tienen los residuos agrícolas para generar productos de interés es algo que estudian numerosos grupos de investigación en todo el mundo, con el objetivo de obtener energía o compuestos de interés para la salud, la belleza, etc.

Claudia Conesa expuso los resultados obtenidos al realizar pretratamientos con microondas en residuos de piña en el rendimiento en bioetanol. En el mundo se producen 21 millones de toneladas de esta fruta y en su procesamiento aproximadamente un 50% del producto son residuos. Estos contienen celulosa, hemicelulosa y azúcares que son aprovechables para la obtención de combustibles y el trabajo analiza tratamientos que faciliten a los microorganismos su fermentación, como se muestra en el caso de la aplicación de microondas

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Claudia Conesa durante la exposición del trabajo sobre pretratamiento con microondas para la obtención de bioetanol a partir de piña Reducción de pérdidas poscosecha y seguridad alimentaria El proyecto llamado Gratitude FP7 estudia en países de Africa y el Sudeste Asiático la industria de la mandioca, los productos que se obtienen de ella y las condiciones de salubridad del procesamiento, detectando las mejoras necesarias para llegar al mercado con opciones de mayor conservación y menor riesgo para la salud (la mandioca cruda es tóxica). También detectan oportunidades de negocio al existir productos locales con potencial de venta en otras zonas.

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Sistemas de gestión de la calidad en laboratorios La aplicación de protocolos para la gestión de la calidad en laboratorios agroalimentarios fue un tema tratado por Rosana Martínez García, de la empresa Icsa, especializada en instrumentos y servicios para laboratorios, incluyendo médicos y agroalimentarios. La ponente explicó la norma UNE-EN ISO/IEC 17025.

Esta empresa cuenta con desarrollos propios de gestión para estos tipos de laboratorios que permiten trabajar en la nube y se ocupan de la gestión de muestras y determinaciones, puntos de muestreo, contraste con especificaciones, seguimiento de clientes, gestión de documentos, instrumentos (mantenimiento, calibración, verificación), trazabilidad del stock e informes.

Alicia Namesny info@poscosecha.com SPE3, s.l.

Valencia, España

Más información CIBIA, http://www.cibia9.org/

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