Envases y materiales para envasado en atmósfera modificada

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Envases y materiales para envasado en atmĂłsfera modificada

Claudia Conesa DomĂ­nguez clcodo@upvnet.upv.es

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Envasado en atmósfera modificada

Envases y materiales para envasado en atmósfera modificada

Claudia Conesa Domínguez

Índice Introducción a la tecnología de envasado en Atmósfera Modificada (EAM)

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Envases y materiales utilizados para EAM

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• • •

Envases utilizados para EAM Materiales utilizados para EAM Envases multicapa

Equipos para EAM

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Bibliografía

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Información comercial

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Envasado en atmósfera modificada

Introducción a la tecnología de Envasado en Atmósfera Modificada (EAM) Los cambios en el estilo de vida han impulsado la aparición de nuevas tendencias en el consumo de alimentos. En concreto, existe una creciente demanda de frutas y verduras frescas o mínimamente procesadas que ha propiciado el desarrollo de nuevos envases y tecnologías de envasado para cumplir con los estándares máximos de calidad y seguridad exigidos, como es el caso del envasado en atmósfera modificada.

La tecnología de Envasado en Atmósfera Modificada de frutas y hortalizas frescas (EAM o MAP en sus siglas en inglés, Modified Atmosphere Packaging) se basa en el reemplazo de la atmósfera del envase por una mezcla de gases, generalmente N2, 02 y C02, como se aprecia en la figura 1.

Figura 1. Esquema de la composición y funcionamiento de un EAM. Fuente: Kader, 2011.

Frente a otras tecnologías de envasado, el EAM permite reducir la velocidad de respiración, la actividad metabólica y la pérdida de humedad del producto, prevenir el crecimiento microbiano y mantener, por lo tanto, las propiedades organolépticas del alimento envasado. http://www.publicaciones.poscosecha.com Grupo THM

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Envasado en atmósfera modificada

En las tablas 1 y 2 se presentan las condiciones recomendadas para el EAM de algunas frutas y verduras de interés.

Tasa respiratoria

Tipo de producto Cereza, fresa, mora, frambuesa, melón Kiwi, nectarina, melocotón, caqui, aguacate, plátano, mango, cítricos

Elevada

Media

Manzana, pera, ciruela, uva

Baja

Concentración de gases recomendada (%) O2 CO2

Temperatura (ºC)

Humedad Relativa (%)

Vida útil

5-10

10-15

0-5

90-95

Variable (fresas y frambuesas pocas semanas)

2-5

5

0-15

85-95

Variable

90-95

Variable (manzanas y peras varios meses)

1-3

0-3

0-2

Tabla 1. Condiciones recomendadas para el EAM de algunas frutas frescas.

Fuente: Carburos Metálicos (Grupo Air Products).

Tasa respiratoria

Elevada

Media

Baja

Tipo de producto Tomate, judía verde, maíz, lechuga, col, apio, puerro, coliflor Espárrago, espinacas, brócoli Cebolla, ajo, patata, boniato

Concentración de gases recomendada (%) O2 CO2

Temperatura (ºC)

Humedad Relativa (%)

Vida útil

3-5

5

0-7

95-100

0.5-3 meses

20

10-15

0-1

95-100

3-4 semanas

1-2

0-5

0-2

65-85

6-10 meses

Tabla 2. Condiciones recomendadas para el EAM de algunas verduras frescas.

Fuente: Carburos Metálicos (Grupo Air Products).

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Envases y materiales utilizados para EAM La selección del material polimérico adecuado para el envasado es fundamental puesto que permite el intercambio gaseoso entre el espacio de cabeza y la atmósfera exterior. Gracias a ello, se alcanza un estado de equilibrio entre los gases consumidos y producidos por el alimento y los que entran y salen a través de la película de envasado. De esta manera, se logra mantener una composición gaseosa dentro del paquete muy similar a la de partida. a. Envases utilizados para EAM Los envases más extendidos en el EAM se fabrican con materiales plásticos y se dividen en dos categorías: -

Envases flexibles: principalmente bolsas tipo “almohada” con una soldadura longitudinal y dos transversales en los extremos (Figura 2).

Figura 2. Bolsa tipo “almohada”.

Fuente: ULMA Packaging.

-

Envases rígidos: que constan de dos componentes. El inferior puede tener distintas formas aunque en general se trata de una bandeja o barqueta obre la que se deposita el alimento. El otro componente es una película flexible que sirve para cubrirlo (Figura 3).

Figura 3. Envase rígido y película flexible.

Fuente: ULMA Packaging. http://www.publicaciones.poscosecha.com Grupo THM

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b. Materiales utilizados para EAM Existe, en la actualidad, una amplia gama de materiales plásticos con diferentes permeabilidades para EAM (Tabla 3), siendo los más comunes el LDPE, PVC flexible, PS, PP y PET. En los últimos años, se han desarrollado modificaciones de algunos materiales con permeabilidades selectivas a los diferentes gases, con objeto de controlar su intercambio y alcanzar así la tasa de respiración adecuada del producto envasado.

Este es el caso de los polietilenos metalocénicos que presentan una mayor permeabilidad al O2 respecto a los plásticos convencionales. Esto, junto a una claridad mejorada y una baja temperatura de termosellado, los convierte en los materiales poliméricos idóneos para productos con altas tasas de respiración (tablas 1 y 2).

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Permeabilidad a los gases

Transmisión

2

de vapor de

Resistencia

agua

a grasas y a

2

aceites

(cm /m .día.atm) películas de 25mµ 25ºC Película O2

CO2

N2

(g/m .día) 38ºC 90%HR

Polietileno de baja densidad

7800

42000

2800

18

Pobre

2600

7600

650

7-10

3700

10000

680

10-12

2000

8000

400

6-7

12500

50000

4900

40-60

Pobre

150-350

150-350

60-150

30-40

Excelente

500-30000

1500-46000

300-10000

15-40

Buena

40

150-190

14

84-3100

Excelente

500

2000

52

5-13

Excelente

50-130

180-390

15-18

25-30

Excelente

5000

18000

800

100-125

Buena

3-5

-

-

16-18

-

6000

6000

-

25-35

Pobre

(LDPE) Polietileno de alta densidad (HDPE) Polipropileno (PP) fundido Polipropileno orientado Etileno-acetato de vinilo (EVA)

Buenaexcelente

Buena Buenaexcelente

Policloruro de vinilo (PVC) rígido Policloruro de vinilo (PVC) plastificado Poliamida (PA) o Nylon-6 Poliamida (PA) o Nylon-11 Politereftalato de etilenglicol (PET) o poliéster, orientado Poliestireno (PS), orientado Etileno-alcohol vinílico (EVOH) Ionómeros

Tabla 3. Principales materiales utilizados para el EAM. Fuente: Barberena, 2004; Parry, 1995. http://www.publicaciones.poscosecha.com Grupo THM

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También destacan los materiales microporosos o microperforados que permiten un intercambio gaseoso a través del material mayor del que puede obtenerse con los polímeros convencionales. Para la obtención de dichos filmes se pueden incluir materiales cerámicos finamente divididos, tales como zeolitas, CaCO3 ó SiO2 en la estructura del polímero. Seleccionando la cantidad y diámetro de los poros, puede controlarse en el interior del envase la concentración de O2, CO2, y etileno, previniendo así la acumulación de gas en el espacio de cabeza. Además, muchos de estos aditivos inorgánicos son capaces de absorber gases, como es el caso de la zeolita con el etileno (Figura 4). No obstante, un mayor intercambio gaseoso se consigue con los materiales microperforados mecánicamente o por aplicación de láser, con tamaños de poro de 50-250 μm, en los que la relación transferencia O2/CO2 es de 1/1 (Figura 5).

Figura 4. Envases de atmósfera modificada DYNAMIC, de PAC LIFE®. Incorporan la ZEOLITA para la absorción de etileno.

Fuente: PAC LIFE®

Figura 5. Detalle de poro realizado con láser.

Fuente: PERFOTEC® http://www.publicaciones.poscosecha.com Grupo THM

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El uso de materiales biopoliméricos (filmes o recubrimientos) procedentes de fuentes renovables constituye una alternativa cada día más extendida a los materiales plásticos convencionales al proporcionar una permeabilidad selectiva para el CO2, O2 y la humedad. Algunos de éstos se basan en proteínas y polisacáridos que proporcionan alta relación de permeabilidades CO2/O2 y, por lo tanto, permiten mantener una baja concentración de O2 e impedir el daño por el excesivo CO2. En concreto, se están aplicando filmes comestibles para frutas enteras o cortadas con base almidón, ésteres de celulosa o quitosano. Además, se están comercializando bandejas rígidas y bolsas flexibles de PLA para vegetales de ensalada y frutas cortadas, como los de la figura 6.

Figura 6. Envases rígidos de PLA de NatureWorks LLC. Fuente: NatureWorks LLC Se están desarrollando nuevos materiales capaces de ajustar la transferencia de gases a las necesidades propias del producto envasado. Este es el caso de los polímeros capaces de modificar su permeabilidad en función de los cambios de temperatura, al producirse una transformación reversible de estado cristalino a amorfo en su matriz polimérica a partir de una temperatura dada. Estos materiales permiten compensar los cambios en la atmósfera interior del envase que pueden producirse por los cambios en el metabolismo de los vegetales a consecuencia de las fluctuaciones de la temperatura durante el almacenamiento y distribución. c. Envases multicapa Los envases con una estructura multicapa poseen varias de las propiedades deseables de las distintas películas que lo componen. De esta manera, el envase es capaz de satisfacer las demandas de protección, técnicas y comerciales de cada alimento (Figura 7). http://www.publicaciones.poscosecha.com Grupo THM

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Figura 7. Ejemplos de envases multicapa para EAM. Fuente: García Iglesias, 2006

Equipos para EAM Para el envasado en atmósfera modificada de frutas y hortalizas frescas se utiliza principalmente envasadoras horizontales Flow-Pack (HFFS: Horizontal, FormFill and Seal). En estos equipos el alimento viaja sobre una cinta transportadora y una pinza formadora dirige la lámina de la bobina a su alrededor hasta formar un tubo que lo envuelva. Seguidamente se sellan las costuras de la bolsa obtenida y se realiza el barrido del aire de su interior inyectando el gas o gases de interés. El proceso acaba con la soldadura del extremo abierto y la separación por corte de cada unidad (Figura 8).

Figura X. Envolvedora Flow-Pack FM 300 de ULMA Packaging.

Fuente: ULMA Packaging

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Estas envasadoras horizontales destacan por su simplicidad y gran versatilidad.

De hecho, se recomiendan cuando deben realizarse numerosas modificaciones en el formato del envase. Además, estos equipos trabajan en continuo con altas velocidades de producción. Además la misma línea puede incluir analizadores de gases “on-line” para el control del envasado.

Bibliografía consultada Barberena, E. Envases flexibles en la industria alimentaria. Portal abcPACK. www.abcpack.com/default.php/cPath/1_26 Carburos Metálicos (Grupo Air Products). Envasado en atmósfera protectora de productos vegetales. www.carburos.com/htm/your_business/Food_eap9.htm Catalá, R.; Hernández-Muñoz, P.; López-Carballo, G.; Gavara, R. Materiales para el envasado de frutas y hortalizas con tratamientos mínimos. http://www.horticom.com/revistasonline/extras/extra09/60_65.pdf García Iglesias, E.; Gago Cabezas, L.; Fernández Nuevo, J.L. (2006). Tecnologías de envasado en atmósfera protectora. http://www.madrimasd.org/informacionidi/biblioteca/publicacion/doc/vt/vt3_tecnologias_de_envas ado_en_atmosfera_protectora.pdf Kader, A. A. (2011). Tecnología Postcosecha de cultivos hortofrutícolas. http://anrcatalog.ucdavis.edu/Items/3530.aspx NatureWorks LLC. http://www.natureworksllc.com/ PAC LIFE®. http://www.envasespaclife.com/index.php Parry, R.T. (1995). Envasado de alimentos en atmósfera modificada. Ed. A. Madrid Vicente.

PERFOTEC®. http://perfotec.com/es/ San Jorge Packaging. http://www.sjp.cl/index.php?lang=sp ULMA Packaging. http://www.ulmapackaging.com/maquinas-de-envasado/flow-pack-hffs

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