Aplicación del envasado activo e inteligente en el sector cárnico

En los países industrializados, los cambios en el estilo de vida han impulsado la aparición de nuevas tendencias en el consumo de alimentos. Las principales problemáticas que se asocian al envasado tradicional de carnes son la exposición al oxígeno, lo cual se da principalmente en sistemas que no son herméticos; la pérdida de humedad, por la exudación de la carne; y el desarrollo de olores y sabores indeseados, los cuales se producen principalmente por la generación de gases volátiles al interior de los envases.

Los materiales y objetos activos se definen en el Reglamento (CE) 450/2009 sobre materiales y objetos activos e inteligentes destinados a entrar en contacto con alimentos, como aquellos destinados a prolongar la vida útil o a mantener o mejorar el estado del alimento envasado.

Así pues, se considera que un envase es activo cuando incorpora de forma deliberada una sustancia activa que o bien retiene sustancias indeseables del producto o de su entorno.

En Europa existe un claro retraso en la incorporación de estas nuevas tecnologías debido principalmente a restricciones legislativas, además de la falta de conocimiento por parte del consumidor de la eficacia de estos sistemas.

El envase activo es una de las soluciones más eficientes contra el desperdicio de alimentación tanto para la industria como para el consumidor, ya que puede extender la vida útil de los alimentos el doble de tiempo, permitiendo que productos perecederos tengan una distribución geográfica y comercialización mucho más amplia.

El límite de la vida útil de la mayor parte de los alimentos envasados en estas atmósferas protectoras viene determinado entonces por la intensidad de los procesos oxidativos. Las reacciones de oxidación ejercen una influencia decisiva en el deterioro de sus propiedades sensoriales (color, olor, sabor, etc.). Por otra parte, la luz (en particular la radiación ultravioleta) es un fuerte activador de la oxidación. Así, la vida comercial de los alimentos envasados con materiales plásticos transparentes está limitada por la aparición de colores, olores y sabores desagradables, relacionada con los fenómenos oxidativos.

El objetivo del envasado activo es incrementar la vida útil de los alimentos y mantener o potenciar sus propiedades organolépticas. Para ello se liberan sustancias beneficiosas (antimicrobianos, antioxidantes, aromas) y/o se eliminan compuestos indeseables (oxígeno, etileno, olores) del producto envasado o de su entorno.

Algunas de las ventajas que ofrecen los envases activos son:

• Capacidad de respuesta del envase frente a los cambios que se producen.
• Realización de operaciones como calentamientos, enfriamientos, o fermentaciones, que se pueden ya realizar dentro del mismo envase.
• Reducción del empleo de aditivos o conservantes que pueden incorporarse en el mismo envase.
• Reducción de costes si se compara con el envasado en atmósfera modificada, ejerciendo un control de ésta en productos individuales.

Las carnes frescas, en especial las denominadas rojas, son un ejemplo típico de este comportamiento. En efecto, la necesidad de incorporar oxígeno a la mezcla de gases de envasado para mantener el color rojo brillante propio de la carne fresca da lugar a que las condiciones sean fuertemente oxidantes. Lo mismo es aplicable a los productos elaborados a base de carnes frescas picadas, tales como hamburguesas, albóndigas, salchichas, etc. El deterioro se ve acelerado en el caso de los productos elaborados, puesto que la mayor manipulación a que se ven sometidos incrementa notablemente su población microbiana y el contacto con el oxígeno.

Una alternativa cada día más reconocida como base de los nuevos sistemas de envasado activo es la introducción del elemento activo formando parte de la propia estructura del envase a través de varios procesos como por ejemplo incorporarlos como casting, extrusión y funcionalización de superficies. De esta forma, el agente activo puede ser liberado en el alimento, actuando de forma positiva a través del espacio de cabeza del envase, o bien por contacto directo, con el fin de interactuar con el alimento y, por tanto, alargar su vida comercial logrando además un alimento más seguro.

Además cabe destacar que esta nueva tecnología de envasado activo muestra una clara tendencia al empleo de agentes activos de origen natural, lo cual aumenta las posibilidades de aceptación por parte de los consumidores finales. Un ejemplo de esta tendencia es la gran cantidad de estudios que actualmente se están llevando con compuestos con diferente actividad antimicrobiana.

A la hora de aplicar este tipo de envasado activo deben de tenerse en cuenta una serie de factores como:

• La elección del antimicrobiano estará limitado por la labilidad de calor del componente durante la extrusión o por la incompatibilidad de los componentes con el material de envasado.
• Características de las sustancias antimicrobianas y alimentos. Componentes de los alimentos afectan de manera significativa la eficacia de las sustancias antimicrobianas y su liberación.
• Temperatura de almacenamiento. El aumento de la temperatura de almacenamiento puede acelerar la migración de los agentes activos en la película, mientras que la refrigeración disminuye la tasa de migración.
• Coeficientes de transferencia de masa. Se puede calcular los períodos de almacenamiento que mantienen la actividad.
• Propiedades físicas de los materiales de embalaje. El rendimiento de los envases materiales debe mantenerse tras la adición de sustancias activas.

Según lo descrito anteriormente podríamos Clasificar los envases antimicrobianos en dos grandes grupos:

1. Envases que Implican la unión de un agente antimicrobiano a la superficie del envase, esto requiere de una gran estructura molecular, suficiente para conservar la actividad en la pared celular microbiana, ligada al plástico. Es probable que estos agentes se limiten a enzimas u otras proteínas antimicrobianas.
2. Implican la liberación de agentes activos en la superficie de los alimentos.

Los envases inteligentes, los cuales son definidos por el Reglamento (CE) 450/2009 como aquellos que controlan el estado de los alimentos envasados o de su entorno, presentan entre sus funciones detectar, grabar, memorizar, trazar, comunicar y aplicar la lógica científica para facilitar la toma de decisiones, extender y/o garantizar la vida útil de los productos, aumentar la seguridad, mejorar la calidad, suministrar información y advertir sobre posibles problemas. Por tanto, un envase es inteligente si es capaz de controlar el producto a lo largo de la cadena de suministro, dar información de las condiciones internas o externas a él y comunicarse con los usuarios.

Los dispositivos que se insertan en los envases para dotarlos de nuevas funciones ‘inteligentes’ se pueden clasificar en dos grupos bien diferenciados, los que indican mediante un cambio de color, los cuales son dispositivos indicadores y se emplean para monitorizar las condiciones ambientales externas y advertir en caso de que sea necesario, y los que transportan datos, como por ejemplo los dispositivos de identificación por radio frecuencia (RFID) gracias a los cuales se pueden detectar e identificar elementos sin necesidad de que exista contacto visual directo, marcando una clara diferencia frente al código de barras. Uno de los dispositivos indicadores más empleados en la actualidad son los indicadores tiempo-temperatura (TTis).

Estos indicadores informan de forma medible sobre la relación entre temperatura a la que ha sido expuesto el producto y el tiempo que ha durado la exposición. En la actualidad se han desarrollado y patentado una gran cantidad de TTis. Normalmente, los indicadores comerciales existentes son aplicados en los envases en forma de etiqueta, pero existen estudios e investigaciones dirigidos a optimizar su aplicación mediante la impresión directa en el material de envase. Por otro lado, dentro de los envases inteligentes se encuentran los indicadores de frescura, los cuales indican la calidad y vida útil del producto en función de la concentración de metabolitos que hay en el espacio de cabeza de los envases.

Fuente: Universidad Nacional de Irlanda. Pasado, presente y futuro de los envases activos e inteligentes para carnes.

Dentro de los envases inteligentes aplicados al sector cárnico, el uso de indicadores de factores que afectan a la carne durante su vida útil es la aplicación más ampliamente usada. Los indicadores pueden ser dispositivos o sustancias que revelan la presencia, ausencia o concentración de otra sustancia en la carne, permitiendo así monitorear la calidad de ésta.

Algunos de los más comunes son los indicadores de frescura, los cuales dan información sobre el grado de actividad bacteriana o cambios químicos que se puedan estar dando en la carne, mediante el uso de metabolitos tales como: ácidos orgánicos, etanol, dióxido de carbono y ácido sulfhídrico.

Los indicadores de tiempo-temperatura también son otra aplicación disponible. Estos muestran el tiempo en que la carne ha sido expuesta a distintas temperaturas durante su vida útil, siendo capaz de recomendar, o no, el consumo del producto si es que éste registra niveles de exposición que atentan contra su calidad y condición.

En los últimos 20 años ha habido un gran desarrollo de esta tecnología, pudiéndose encontrar actualmente en el mercado indicadores TTi con aplicación en el control de la temperatura de diversos productos.

En función de su principio activo, los TTis se pueden dividir en 3 tipos:

• Sistemas físicos. La mayoría de los indicadores tiempo-temperatura están basados en propiedades físicas que dependen básicamente de fenómenos de absorción o difusión. Un modelo común se basa en etiquetas multicapa que contienen un tinte o reactivo que es absorbido por una capa porosa, en la cual, la presencia de color indica la historia térmica del producto. Incontables variaciones de este diseño se pueden encontrar en patentes y artículos.
• Sistemas biológicos. Este tipo de indicadores emplean normalmente indicadores enzimáticos.
• Sistemas químicos. Finalmente, el tercer tipo de indicadores se basan en reacciones químicas de polimerización, que dan como resultado un polímero coloreado.

La aplicación en el sector cárnico de envases activos e inteligentes permite:

• Aportar soluciones innovadoras de envasado que permitan evaluar su calidad y prediga la vida útil comercial de los productos en los lineales de venta.
• Conservar adecuadamente del producto final, alargando la vida útil y manteniendo sus cualidades a lo largo del período de distribución.
• Mejora la aceptación de consumidor al evitar la aplicación directa de conservantes o aditivos al producto, por el uso de compuestos activos naturales.
• Al ofrecer mayor caducidad al consumidor se reducen los costes logísticos por una menor rotación del producto.
• Puede favorecer la exportación ya que este tipo de envasado hace posible que los productos puedan llegar más lejos con una calidad óptima.
• El reducir el despilfarro en los lineales de venta, supone un menor impacto ambiental debido a la fecha de caducidad delos productos.