Larga vida a los alimentos envasados

Itene trabaja con un grupo de expertos de toxicología de la Universidad de Sevilla para aumentar la vida útil de los alimentos envasados. Para ello, emplean arcillas modificadas con las que obtener un material nanocompuesto con propiedades más resistentes. El fin de estos estudios con nanoarcillas es aumentar la vida útil del producto consiguiendo así disminuir la cantidad de alimentos que terminan en la basura. La investigadora principal de este proyecto es la profesora de la Facultad de Farmacia Ángeles Mencía Jos Gallego y el desarrollo tecnológico se lleva a cabo por el equipo de Susana Aucejo, responsable de I+D de Itene, quien en este artículo nos relata cómo las nanoarcillas mejoran las propiedades térmicas del envase y hacen también de barrera para evitar que el oxígeno traspase el plástico con facilidad.

En el estudio del nuevo material se ha comprobado que al añadir nanoarcillas al material de envase, la permeabilidad a gases como el oxígeno se ve notablemente disminuida. Esta reducción beneficiará el retraso de los procesos de degradación oxidativa en alimentos grasos como la carne, culpable de la producción de sustancias tóxicas para el organismo, aportando además un incremento de su vida útil, beneficios de seguridad alimentaria.

Una de las líneas de I+D de Itene se centra en el desarrollo de nuevos materiales de envase que permitan mejorar las propiedades de los materiales convencionales. Éstas se pueden mejorar con la incorporación de agentes de refuerzo que pueden proceder de fuentes renovables como son las fibras celulósicas, o ser inorgánicos, como es el caso de las arcillas modificadas.

En este sentido, el centro tecnológico está trabajando con arcillas modificadas como refuerzo para obtener un material con propiedades más resistentes. Éstas cuentan con diferentes utilidades como mejorar las propiedades térmicas de los envases o mejorar las propiedades barrera para evitar que el oxígeno traspase el plástico llegando al producto que contiene y acelerando su deterioro.

“Por citar un ejemplo, estamos desarrollando un proyecto junto con la Universidad de Sevilla, para desarrollar novedosos envases que alarguen la vida útil de los alimentos envasados, con lo que se podría disminuir la cantidad de alimentos que diariamente terminan en la basura por estar en mal estado”, asegura Susana Aucejo. responsable de I+D de Itene. “Gracias a desarrollos como este, logramos uno de los objetivos de Itene como centro tecnológico, que es generar oportunidades de negocio, posibilitar a las empresas que puedan lanzar nuevos productos, con propiedades mejoradas que los diferencien respecto a su competencia”.

Las empresas podrán contar en breve con un nuevo sistema de envasado que les permita, por ejemplo, la exportación de sus productos al alargar los plazos del fin de vida, y en general, más confianza entre sus clientes.

Se ha comprobado que al añadir estas arcillas modificadas al material de envase, la permeabilidad a gases como el oxígeno, se ve notablemente disminuida. “Efectivamente, los refuerzos de arcilla modificada, al ser añadidos al material de envase, disminuyen entre un 40% y 60% la permeabilidad a gases como el oxígeno. Ello retrasará el proceso de oxidación en alimentos grasos como la carne, aportando además un incremento de la vida útil del alimento y de la seguridad alimentaria”, señala la responsable de Itene.

La nanotecnología se está utilizando prácticamente en todos los campos del conocimiento y de la actividad humana, llegando a considerarse la nanoindustria como la siguiente revolución industrial. “Además, también se está viendo como una tecnología esencial para el estímulo de la I+D+i para mejorar la competitividad de las empresas. Todos estos factores están permitiendo que la nanotecnología se esté desarrollando a gran velocidad y su valor socioeconómico global está creciendo continuamente. En este caso hablamos de la ciencia dedicada al diseño, la producción y el empleo de estructuras y objetos que cuentan con al menos una de sus dimensiones en la escala de 0,1 milésimas de milímetro (100 nanómetros) o menos. Cuando se manipula la materia a escala tan minúscula presentan propiedades extraordinarias y diferentes a la escala micro o macro”, aclara Susana Aucejo.

Uno de los ámbitos donde está teniendo un mayor desarrollo es en la creación de nuevos materiales, y su posterior aplicación en este caso en el envase y embalaje. La nanotecnología permite modificar las propiedades del material utilizado, y así conseguir hacerlos “a la carta”, con mejores prestaciones.

Estos materiales resultan de interés en el ámbito del packaging porque dotan a los envases de cualidades interesantes como rigidez, barrera al oxígeno y la humedad, resistencia a la degradación y la manipulación y flexibilidad.

En cuanto a la salida comercial de la investigación, la responsable de Itene se muestra convencida: “Son muchas las empresas con las que estamos llevando a cabo proyectos, ya que entienden que los envases activos e inteligentes suponen a la larga un ahorro para el consumidor. Algunos de ellos están en fase de patente, y los daremos a conocer una vez haya concluido este proceso”.

Antes de que estos nuevos materiales de envasado lleguen al consumidor, los investigadores están desarrollando todo tipo de análisis para garantizar que no hay ningún riesgo para la salud. Así bien, se han hecho ya experimentos in vitro e in vivo para comprobar que no tienen ningún efecto adverso a través de estudios toxicológicos en células hepáticas e intestinales, evaluando la potencial inducción de inflamación, estrés oxidativo celular, genotoxicidad, etc.

“Como hemos visto, la nanotecnología aporta numerosos beneficios para el desarrollo de nuevos materiales debido al comportamiento que adopta cuando los materiales están reducidos a nanoescala”, puntualiza la responsable del departamento de I+D del centro tecnológico.

“Del mismo modo —continúa— los riesgos también son diferentes. Una producción masiva de nanopartículas en el futuro supondrá una exposición muy alta tanto para las personas como para el medio ambiente. Por este motivo, la nanoseguridad se plantea como un elemento esencial para los profesionales que se exponen a materiales con características toxicológicas hasta el momento poco conocidas”.

La legislación vigente en materia de toxicidad de los nanomateriales está regulada por el reglamento REACH, es decir, que están sujetos a las mismas disposiciones legales que los compuestos químicos tradicionales a escala macrométrica.

Aunque lo cierto es que actualmente todavía existen pocos estudios realizados sobre nanoseguridad y aspectos como la absorción, la translocación o la interacción con los sistemas biológicos del organismo de estos materiales a escala nano.

Averiguar cómo las nanopartículas que se incorporan a nuevos materiales pueden afectar a la seguridad laboral es uno de los objetivos que se plantea un proyecto europeo liderado por Itene.

Este proyecto, denominado NanoRisk, responde al interés que tiene la Unión Europea por conocer los efectos que puede tener sobre el medio ambiente, la seguridad y la salud laboral la liberación de nanopartículas durante el proceso de producción de nuevos materiales y diseñar los elementos de protección necesarios. Se trata de una iniciativa enmarcada en el programa LIFE+ de la Unión Europea.

En este proyecto se están realizando diferentes pruebas de migración para garantizar la seguridad con el uso de nanotecnología. De todas maneras, en los casos en los que es necesario, se solicita la correspondiente autorizados a las administraciones a través de sus organismos pertinentes, como son la EFSA en Europa o la FDA en Estados Unidos.

Existen diferentes experiencias actuales donde se está trabajando la incorporación de la nanotecnología al envase. “En Itene estamos participando en varios de ellos, como el proyecto europeo Nanobarrier, que aborda la incorporación de nanotecnología en nuevos materiales biodegradables para aumentar las propiedades barrera de los envases junto con materiales sensorizados, que serán capaces de informar del estado de los productos, su caducidad, frescura, etcétera.

También en el 7º Programa Marco de la Unión Europea se encuentra el proyecto Funkifibre, en el que trabajamos con empresas como Flahavans, Elastopoly y la española Almuplas, en la optimización de los procesos tecnológicos necesarios para transformar los residuos del cereal en un producto válido para envase”, indica.

Asimismo en FLHEA, iniciativa centrada en el desarrollo de procesos de re-escalado industrial para obtener nanofibras de celulosa modificada, estamos desarrollando biocomposites con propiedades mejoradas. El proyecto se centra en el re-escalado y la modificación de los micro y nanorefuerzos basado en cáñamo y lino, y su posterior procesamiento para obtener materiales compuestos con propiedades mejoradas. Una de las aplicaciones donde se demostrarán los resultados del proyecto serán bandejas de envasado para alimentos.

La aplicación de nanotecnología para la conservación de los productos en el envase es otra de las áreas que más desarrollo está suscitando. En el sector de la cosmética, empresas como Alan Coar, Alissi Brontë y Miniland trabajan junto con Itene en Biobeauty. El principal objetivo del proyecto es el desarrollo de un envase bio para cremas naturales para piel a través de la combinación de nanotecnología y envases activos.

Estará basado en un material respetuoso con el medio ambiente, como el PLA bionanocompuesto, y un agente natural activo con propiedades antioxidantes, con la intención de que se retrase la degradación del producto contenido. La seguridad de cada componente será comprobada con estudios toxicológicos in vitro. Este trabajo también cuenta con el apoyo del 7º Programa Marco de la Unión Europea.

“En Itene trabajamos en lo que denominamos el envase del futuro, que cuenta con propiedades inteligentes, activas y sostenibles. Los envases inteligentes, por ejemplo, cuentan con etiquetas que cambian de color según la frescura del alimento que contienen. Con ello, siempre sabemos de manera real si el alimento está en buen estado para consumir y evitamos el desperdicio alimentario”, apunta.

De hecho, forman parte de la iniciativa Save Food, para contribuir a la búsqueda de soluciones que reduzcan la pérdida de alimentos y residuos alimentarios en el mundo. Uno de los principales objetivos de esta iniciativa es que los alimentos se envasen adecuadamente desde el origen hasta que llegan al mercado.

En cuanto a los envases activos, trabajamos en el desarrollo de envases que alargan la vida útil del alimento. Ya no solo nos informan, sino que el propio envase interactúa con el alimento y lo conserva en mejor estado durante más tiempo, alargando su vida útil.

“Y por supuesto, desarrollamos envases biodegradables, elaborados a partir de materiales naturales. Esto lo conseguimos, entre otros, con la incorporación de la nanotecnología al campo de los materiales de envase”, puntualiza la responsable de I+D de Itene.

Según la experta del centro tecnológico, entendemos por envase inteligente aquel que es capaz de proporcionar información de valor al usuario y al consumidor sobre el deterioro actual del producto, lo cual puede ayudarles a tomar decisiones de una mejora manera que con el uso de una incierta fecha de caducidad. Para ello, diferentes indicadores colorimétricos (etiquetas) se incorporan al envase y cambian de color para mostrar el nivel de frescura del producto, que ha sido expuesto a diferentes temperaturas inapropiadas. Por tanto, estos indicadores inteligentes ofrecen una información veraz sobre los alimentos para evitar pérdidas de producto innecesarias a lo largo de toda la cadena de suministro.

Por ejemplo, desde Itene se ha desarrollado un indicador de frescura aplicado a una solución de envase para monitorizar la frescura de la carne de pollo, una tecnología denominada Sensopack. Ésta informa de forma sencilla sobre la verdadera vida útil de la carne de pollo envasada.

El indicador utiliza tintas que han sido formuladas utilizando compuestos indicadores reactivos, en lugar de las tintas o pigmentos comunes. El indicador de color cambia en función del grado de frescura de la carne envasada. Mejora de forma notable la trazabilidad del producto, así como otros parámetros críticos de la distribución como el abuso de temperatura, las pérdidas de frescura, especialmente en alimentos envasados. Es capaz de informar sobre la calidad o sobre la vida útil real de cada producto individual de acuerdo a sus cargas microbianas o la reducción de frescura, con el fin de marcar de una forma más extensa y precisa la vida útil del producto.

“Los retos vienen marcados por el propio entorno socio-económico, por las tendencias o gustos del consumidor, intereses de los sectores de producción y distribución comercial o los propios avances tecnológicos”, señala.

Así, entre otros, la innovación se centra en ámbitos como la interacción entre los envases y el consumidor, seguridad y fiabilidad de los envases y embalaje, innovación en el ámbito de la tecnología de fabricación y procesado de envases y la relación entre envases, embalajes y distribución. Además, otros retos se centran en la reciclabilidad, reutilización y revalorización.

Los cambiantes hábitos de consumo hacen que se generen más envases que acaban en la basura. ¿Es la sostenibilidad uno de los hándicaps del sector? “La sostenibilidad es una de nuestras prioridades, y por supuesto una de nuestras principales líneas de desarrollo de proyectos de I+D+I. Trabajamos en investigación y desarrollo de proyectos que reduzcan el impacto ambiental generado en toda la cadena de suministro desde que se envasa un producto hasta que llega al consumidor, e incluso, más allá, hasta que se desecha el envase, se recicla y se convierte en materia prima secundaria”.

En este sentido en el centro tecnológico están involucrados en muchos proyectos, y algunos de ellos han obtenido reconocimientos muy importantes. Por ejemplo, el proyecto Green Commerce ha recibido el premio ‘Best of the Best’ LIFE Medio Ambiente 2013, que otorga la Comisión Europea, con el que se reconoce a este proyecto como una de las seis mejores prácticas medioambientales desarrolladas en toda Europa.

Este proyecto consiste en el desarrollo de una aplicación informática para pequeños comercios, que evalúa diferentes indicadores ambientales tales como la gestión de residuos, el consumo de agua y electricidad y la adecuación al entorno urbano, entre otros. La herramienta ofrece un listado de preguntas y respuestas que los comercios van cumplimentando, obteniéndose una nota final de comportamiento medioambiental.

El desarrollo tecnológico se está llevando a cabo en las instalaciones de Itene en Valencia mientras que los estudios toxicológicos de las muestras se hacen en los laboratorios de los Servicios Generales de Investigación de Biología, Microscopía y Microanálisis ubicados en los Centros de Investigación, Tecnología e Innovación de la Universidad de Sevilla (Citius y Citius Celestino Mutis) en el campus de Reina Mercedes.