Envasos plàstics en l'envasat en atmosfera modificada

L'emmagatzematge dels aliments en atmosfera modificada pot mantenir la qualitat i augmentar la vida útil gràcies a la disminució en la velocitat de les reaccions de degradació químiques i bioquímiques, i l'eliminació o reducció del creixement dels microorganismes responsables del deteriorament dels aliments. Això es fa més evident en productes alimentaris amb alt caràcter perible, en els quals l'atmosfera modificada és altament efectiva (taula 1).

L'aire en el seu estat gasós està compost per nitrogen (78,08%), oxigen (20,96%) i anhídrid carbònic (0,03%), juntament amb concentracions variables de vapor d'aigua i traces de gasos inerts.

La majoria dels aliments es degraden amb rapidesa amb l'aire a causa de la humitat o sequedat, reaccions amb l'oxigen o pel creixement i l'activitat de microorganismes aerobis. Aquests factors poden produir canvis de textura, sabor, color, olor, valor nutricional i fins i tot toxicitat en els aliments, i en definitiva el desenvolupament d'un producte poc segur i inacceptable.

D'altra banda, hi ha també l'emmagatzematge en atmosfera controlada (AAC), que es defineix com el manteniment del producte en una atmosfera gasosa de composició fixa, mitjançant el control i l'addició de gasos. La diferència principal entre EAM i AAC és que la composició gasosa dels aliments envasats en EAM està canviant contínuament, a causa de les reaccions químiques i l'activitat microbiana, o bé a un intercanvi de gasos entre l'interior de l'envàs i l'exterior a causa de la permeabilitat del material de l'envàs.

És important aclarir que l'envasat d'aliments en atmosfera modificada pot allargar la vida útil i millorar l'aparença d'un envàs comercial, però no pot fer que millori un producte de mala qualitat. Per això, és important que l'aliment sigui de qualitat abans de la seva envasat, perquè el EAM mantingui aquesta qualitat.

Avantatges

• Els principals avantatges de l'envasat en atmosfera modificada són:
• Perllonga la vida comercial de l'aliment
• Manté les propietats organolèptiques
• Minimitza l'ús d'additius i conservants
• Retarda el desenvolupament de bacteris i fongs
• Evita enranciment
• Permet millorar la gestió d'estocs de matèries primeres
• Evita les hores extres i puntes de treball en períodes de màxima demanda
• Permet ampliar les zones de distribució
• Evita el despreniment i la barreja d'olors
• Permet la diversificació en aparadors de venda amb poca infraestructura

Inconvenients

• Els principals inconvenients de l'envasat en atmosfera modificada:
• Inversió inicial en la maquinària d'envasat
• Cost dels gasos i materials d'envasat
• Inversions en els sistemes de control de qualitat
• Un increment en el volum dels paquets podria afectar els costos de transport i l'espai necessari per a la distribució al detall
• Possibles riscos deguts al creixement de patògens per un excés de temperatura comès per distribuïdors o consumidors

Els gasos més emprats en atmosfera modificada són oxigen, diòxid de carboni i nitrogen. Es pot emprar un gas o barreja de diversos en diferents proporcions depenent totalment de l'aliment per aconseguir augmentar la vida útil del producte, mantenint al mateix temps les seves propietats organolèptiques.

Diòxid de carboni

El CO ₂ és lleugerament corrosiu en presència d'humitat. Es dissol fàcilment en aigua produint àcid carbònic (H ₂ CO _3), que augmenta l'acidesa del medi. També és soluble en lípids i altres compostos orgànics. Això pot ocasionar la pèrdua del color vermell brillant en les carns, a causa del baix pH prop de la superfície de l'aliment que indueix canvis en les proteïnes (com el seu desnaturalització, que provoca valors atípics en l'absorció i reflexió de la llum des de la superfície del producte). A més, la solubilitat augmenta amb la temperatura, de manera que l'activitat antimicrobiana del CO ₂ és molt més gran a temperatures inferiors a 10 º C que a temperatures superiors als 15 º C. Això influeix molt en el EAM d'aliments, ja que l'alta solubilitat del CO ₂ pot donar lloc fins al trencament de l'envàs per reducció a l'espai de cap.

Oxigen

Es tracta d'un gas altament reactiu i poc soluble en aigua que provoca diversos tipus de reaccions de deteriorament en els aliments (oxidació de greixos, reaccions d'enfosquiment, oxidació de pigments, etc.).

La major part dels bacteris i fongs perjudicials per als aliments necessiten oxigen per al seu creixement, per això s'augmenta la vida útil dels aliments rebaixant la concentració d'oxigen residual en l'atmosfera interior de l'envàs.

També cal ressenyar que una baixa concentració d'oxigen pot provocar problemes de qualitat i seguretat en alguns aliments, per exemple canvis indesitjables de color en els pigments de les carns vermelles, essència en fruites i verdures, creixement de bacteris patògens, etc.

Nitrogen

És un gas poc reactiu i poc soluble en aigua i altres components dels aliments. La seva presència ajuda a inhibir el creixement d'organismes aerobis per desplaçament de l'aire, però no afecta el dels anaerobis, ja que no té efectes sobre les propietats químiques o bioquímiques dels aliments. S'empra també per equilibrar la pressió gasosa a l'interior dels envasos, evitant que es trenquin quan contenen aliments amb molta humitat o greix (carns, per exemple). La baixa solubilitat del nitrogen en els aliments ajuda a contrarestar els efectes de la solubilitat del CO ₂ en aigua i greixos de l'atmosfera interior de l'envàs.

Hi ha altres desenvolupaments en l'actualitat, a la recerca de millorar les característiques organolèptiques i augmentar el temps de vida útil evitant els riscos sanitaris. A la taula 2 es mostren els gasos més investigats actualment:

Els materials plàstics que configuren els envasos tenen com una de les principals característiques la permeabilitat que presenten davant els diversos gasos que componen l'atmosfera modificada. Això suposa un problema en l'envasat EAM ja que una incorrecta selecció de materials pot originar la pèrdua de l'atmosfera que introduïm inicialment.

A la taula 3 es presenta la permeabilitat selectiva dels principals materials plàstics usats per a la fabricació d'envasos alimentaris.

Actualment, hi ha molts tipus de materials plàstics, cadascun d'ells amb propietats diferents. En moltes ocasions, és difícil que un únic material present totes les característiques de protecció, tècniques i comercials necessàries per a l'envasat en atmosfera modificada d'un aliment concret. Per aquest motiu, solen fabricar envasos amb estructures multicapa. La realització d'estructures multicapa ha permès augmentar les aplicacions dels materials plàstics per a l'envasat d'aliments. Aquestes estructures permeten combinar materials plàstics amb diferents propietats amb l'objectiu d'obtenir un conjunt vàlid per a l'envasament final. Una estructura base d'un multicapa consisteix en un material situat al part externa que tingui propietats estructurals, un material a la capa central amb propietats barrera a gasos i un tercer material en la capa interna que faciliti i permet el segellat amb si mateix o amb un altre material addicional (Taula 4). Aquests materials, normalment, no són compatibles entre ells pel que han d'anar units per capes d'adhesius (figura 1). No obstant això, aquestes estructures poden tenir una composició variable que pot anar 2:11 capes.

En el cas concret d'estructures d'envasat en atmosfera modificada és necessari l'ús d'aquest tipus d'estructures, amb l'ús d'un material barrera a gasos per mantenir la composició gasosa a l'interior de l'envàs durant el temps de vida de l'aliment.

Si la caducitat de l'aliment és molt curta, és possible que amb materials monocapa amb propietats barrera acceptables com, per exemple, el polietilentereftalat (PET) o la poliamida (PA) pugui ser suficient. Per a això s'ha de verificar el seu comportament en base a assaigs de permeabilitat i estudis de vida útil de l'aliment envasat.

A nivell de tipus d'envasos, és convenient indicar que actualment s'aconsegueixen estructures multicapes en tots els formats coneguts, film, safates, envasos injectats, ampolles, etc. Els principals processos de fabricació d'estructures multicapa són la co-extrusió, el recobriment per extrusió, la laminació, i la co-injecció.

Els films per envàs flexible i les làmines multicapes per a l'obtenció de safates, inclouen aquells materials que s'han obtingut per la combinació de dues o més capes de materials simples. Aquestes estructures multicapa poden obtenir-se per diferents procediments. Quan l'estructura es compon només per materials termoplàstics s'utilitza la tècnica de co-extrusió o extrusió simultània dels diferents materials polimèrics intercalant, habitualment un adhesiu termoplàstic.

En el recobriment per extrusió es parteix d'un material-base sobre el qual s'incorpora un altre film amb altres característiques (per exemple, apta per a la impressió, segellat, etc) procedent de la màquina extrusora. Ambdues làmines s'uneixen per acció de la calor sense necessitat d'adhesius. Es tracta d'un procés ràpid perquè l'estructura multicapa s'obté en un sol pas, encara que té la limitació que ha de ser aplicada a materials compatibles.

D'altra banda, hi ha el procés de laminació que passa mitjançant aplicació d'adhesius i que permet combinar substrats de diferent naturalesa, per exemple, plàstics no compatibles, o plàstic combinat amb paper o foils d'alumini. També resulta el procediment més indicat quan es precisa, previ a la unió, imprimir els materials, amb l'avantatge que reporta que la impressió es faci pel costat intern del material, actuant aquest com a protector de la impressió.

Per a l'obtenció d'envasos rígids, flascons o ampolles, es pot utilitzar el procés de co-extrusió bufat de cos buit de manera similar al procés de co-extrusió explicat anteriorment.

D'altra banda, hi ha el procés de co-injecció, que és una de les variants del procés d'emmotllament per injecció multimaterial de dos components. El procés de co-injecció es caracteritza per la seva capacitat d'encapsular completament un dels materials injectats dins d'un altre. El mecanisme del procés consisteix en injeccions seqüencials de dos materials diferents a través de la mateixa entrada, és un procés en tres fases de manera que el segon material queda encapsulat pel primer.

Resumint, els envàs plàstics gràcies a la varietat de materials i de processos permeten adaptar els envasos necessaris als processos d'envasat actuals amb atmosfera modificada, incloent tot tipus de formats, film, safates, flascons, ampolles, etc. No obstant això, cal una correcta selecció dels materials plàstics empleats ja que degut a la particularitat de permeabilitat que tenen els plàstics no és vàlid l'ús de qualsevol material.