Tecnología de empacado en atmósferas modificadas

UNIVERSIDAD DE CIENCIAS COMERCIALES

Coordinación de ingeniería industrial y TSCYTA

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Clase: Tecnología y caracterización de productos hortofrutícolas

Tecnología de empacado en atmósferas modificadas

Docente: Ing Alfonso Suarez

Elaborado por:

Br. Miguel J. Caldera Cabrera

Fecha: 24 de enero de 2016

Contenido

Tecnología de empacado en atmósferas modificadas        

Tecnología de empacado en atmósferas modificadas        

Gases empleados en AM        

Efectos de AM en microorganismos        

Materiales de empaque        

Técnicas de envasado en AM        

Aplicación de AM        

Condiciones recomendadas para el almacenamiento de a limentnc en AM        

Tecnología de empacado en atmósferas modificadas

El propósito de modificar la atmósfera no es necesariamente crear una mezcla de gases para incrementar la vida de los productos, sino, controlar la atmósfera del empaque donde se va a almacenar el producto. AM crea una composición de gas predeterminada, la cual cambia con respecto al tiempo. Las variables que se relacionan con la fisiología del producto (velocidad de respiración, edad, entre otras), factores físicos del ambiente (temperatura, HR, presión) y las propiedades de permeabilidad del material de empaque, determinan la composición específica del gas en el equilibrio (Al-Ati y Hotchkiss, 2002).

Existen varias técnicas para modificar la atmósfera que rodea a un producto, y esto origina confusiones con la terminología usada, tal y como se puede apreciar en la tabla I. [pic 2]

La distinción entre Atmósferas Modificadas y Atmósferas Controladas puede dejar de ser tan clan debido a los avances en las tecnologías de empaques, tales como: películas de "barrera fuerte", empacado inteligente, empaques de charola, secuestrantes de gases, y productores de gases (Parry, 1993; Church, 1994).

Existen 3 tipos de mezclas de gases que son utilizados para el envasado en atmósfera modificada: Cobertura inerte ( N2 ), Atmósfera semi- activa ( CO2/ N2, 02/ CO2! N2), Atmósfera completa/activa ( CO2, CO2/ 02). La combinación de gases a utilizar depende de muchos factores, como tipo de producto, material de empaque y la temperatura de almacenamiento.

Gases empleados en AM

Los tres gases más usados comercialmente para AM son oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono.

1. Oxígeno (02). El oxígeno probablemente es el gas más importante: es utilizado por los microorganismos aerobios que provocan la descomposición de los tejidos vegetales, y participa en algunas reacciones enzimáticas en los alimentos, sin embargo, puede inhibir el crecimiento de anaerobios estrictos (Farber, 1991). Por estas razones, en el envasado en AM éste se elimina o reduce hasta niveles tan bajos como sea posible. Las excepciones se presentan cuando el oxígeno es necesario para la respiración de frutas y hortalizas, la retención de color, como la carne roja (Hood y Riordan, 1973), o para evitar las condiciones anaerobias en el caso del pescado blanco (Al-Ati y Hotchkiss, 2002).

2. Nitrógeno (N2). El nitrógeno es un gas inerte, insaboro (Inns, 1987), de baja solubilidad en agua y grasas. Se utiliza fundamentalmente en atmósferas modificadas para desplazar al oxígeno, y así retardar la rancidez oxidativa e inhibir el crecimiento de microorganismos aerobios, previniendo también el enranciamiento de frutos secos. Debido a su baja solubilidad, es usado como gas de relleno para prevenir el colapso de empaques conteniendo altas concentraciones de CO2 ( Gill y Penney, 1988; Farber, 1991; Church, 1994;Davies, 1995).

3. Dióxido de Carbono • El dióxido de carbono ejerce un fuerte efecto bacteriostático y fungicida sobre los microorganismos en AM (Wolfe, 1980; Dixon y Kell, 1989). Su mecanismo de acción no está demostrado por completo (Rizvi, 1981; Daniels et al, 1985; Inns, 1987; Hotchkiss, 1988); sin embargo, éste depende de la disolución del gas (solubilidad en agua y grasa) en el producto empacado (Church et al, 1995). El efecto inhibidor se presenta como una extensión de la fase lag del crecimiento microbiano, y un decremento en la velocidad de crecimiento en la fase logarítmica (Farber, 1991). Este efecto bacteriostático es función de la concentración de CO2, la edad y carga inicial microbiana, la temperatura de almacenamiento y el tipo de producto que será empacado. C.botutinum y C. perfringens no son afectados por la presencia de CO2, y se ha encontrado crecimiento de ellos en atmósferas modificadas con condiciones anaerobias.

El CO2 en exceso de 5% v/v, tiene un efecto inhibitorio en contra del crecimiento de la mayoría de los microorganismos que crecen en condiciones de refrigeración. Particularmente, el CO2 es efectivo contra bacterias gram-negativas aerobias y deteriorativas, tales como Psendomopos sp. que provocan pérdida de color y malos olores en carnes, aves y pescados; sin embargo, no retrasa el crecimiento de las bacterias ácido-lácticas, el cual se incrementa en su presencia; tampoco tiene efecto sobre las levaduras. Este gas es soluble tanto en agua como en lípidos, por In que la absorción de CO2 depende en gran medida de los contenidos de humedad y grasa de los productos. Las concentraciones elevadas de CO2 pueden provocar la decoloración y el desarrollo de sabores ácidos en carnes rojas y aves. Algunos productos lácteos, como cremas, son muy sensibles a la concentración de CO2, el cual ftworece la aparición de manchas. Este gas se difunde a través de la película de envasado alrededor de 30 veces más rápido que cualquiera de los otros gases empleados en el envasado de productos alimenticios (Reddy et al., 1992; Church, 1994; Davies, 2002; Al-Ati y Hotchkiss, 2002).

4. Otros gases. Se ha comprobado que el monóxido de carbono (CO) es muy efectivo para conservar el color rojo en las carnes frescas, debido a la formación de carboximioglobina, aunque no se emplea por ser un gas altamente tóxico (Davies, 2002; Al-Mi y Hotchkiss, 2002). Asimismo, otros gases que se han investigado experimentalmente son: S02, óxido nitroso (420), óxido nítrico (NO), ozono (03),I le, 112, Ne, Ar, óxido de propileno,etileno y C12; sin embargo, su uso es limitado, debido a factores de seguridad, legislación, respuesta adversa del consumidor, costo y efectos negativos en las propiedades organolépticas de productos empacados (Church, 1993).

Efectos de AM en microorganismos

En general, los microorganismos aerobios son sensibles al CO2, Las bacterias Gram-negativas son generalmente más sensibles al CO2 que las Gram-positivas (Lamben et al., 1991; Reddy et al, 1992). En el almacenamiento refrigerado de alimentos con contenido proteínico, tales como carne y pescado, la aplicación de AM inhibe el crecimiento de bacterias Gram-negativas, tales como: Psendomonas spp., Acmetobacter spp., Moraxella spp. y Enterobacterias, mientras que las bacterias ácido lácticas Gram-positivas y Brochothrix thermosphacta son los organismos dominantes (Church, 1994; Davies, 2002; Al-Ati y Hotchkiss, 2002).

Debido a que los mohos tienen una absoluta necesidad de 02, el envasado anaeróbico en AM puede ser extremadamente benéfico para prolongar la vida de anaquel de productos alimenticios donde el deterioro por mohos es la principal preocupación, tales como productos de panadería o quesos madurados. Si además se usa CO2 para producir AM, existe el beneficio adicional de su actividad antibacterial y fungicida (Church, 1994;Davies, 2002; Al-Ati y Hotchkiss, 2002).

Si bien la capacidad de AM para extender la vida útil de muchos productos es un hecho bien conocido, existe un riesgo de seguridad para cienos productos (Chata, 1901;. Avery. 1994). Htslónaunenle, las cepas de Clo.viriditon bomilnum han sido la principal preocupación de seguridad. Estas cepas pueden crecer y producir su toxina sin un deterioro visible del producto (Thatcher et al. 1962: Church, 1994).

Las AM en pescado y productos de pescado han sido causa de preocupación con respecto al Cl. borunnum, y como resultado, las agencias reguladoras han prohibido empacar este tipo de producto en atmósferas modificadas hasta que se compruebe la seguridad y estabilidad de los sistemas (Davis, 1993). Un enfoque que probablemente provee la seguridad requerida del pescado en AM con respecto al a bolannum es el uso de pre-tratamientos en combinación con atmósferas modificadas. Por ejemplo, sorbato de potasio, cloruro de sodio e irradiación en combinación con AM han mostrado ser efectivos (Stammen et al., 1990).

En alimentos mínimamente procesados, el potencial de contaminación microbiana es alto, debido a su exposición a diversas condiciones, ambientes y procesos (Corlen, 1989; Hurst y Schuler, 1992; Madden, 1992; Swanson et al, 1995); las poblaciones microbianas en vegetales frescos pueden variar desde 10 hasta 109 UFC/g (Ahvenainen, 2000), llegándose a encontrar especies de bacterias patógenas mesofilicas tales como Escherichia coli„Staphykxwecus aureus„Valmonella spp„Sligella .vpp en productos almacenados a temperatura ambiente (Saddik et al, 1985; Brocklehurst et al, 1987; Church et al, 1995), y organismos patógenos psicrotróficos tales como Listeria monocytogenes, Aeromonas It»imphila y Yersittla enicrocolitica (Brocklehurst et al, 1987; Sizmur y Walker, 1988; Berrang et al, 1989) tanto en productos almacenados a temperatura ambiente como en refrigeración. Se ha recomendado la sanitización con cloro (100 pm/It durante 5 minutas), particularmente a vegetales con hojas, aunque existe duda de su efectividad en L.monocytogenes (Brackett, 1987; Berrang et al, 1989; Beauchat y Brackett, 1990). Teóricamente, existe la posibilidad de toxicidad debida a la presencia de abomlinum (tipos E, y cepas no proteolíticas B y F) en atmósferas anaerobias y con temperaturas incrementadas (debido a un aumento en la velocidad de respiración, y consecuente concomo de oxigeno (O'Beime, 1990) o al uso de materiales de empacado equivocados (Day, 1993)), aunque existe poca evidencia de esto (Church et al, 1995). Zagory y Kader (1988) demostraron que la acumulación de toxina de aboffilinum en vegetales no se presenta sin algún indicio de cambio sensorial , siendo apoyados por los estudios de Malizio y Johnson (1991) realizados en champiñones (1991), y en tomates por Hotchkiss et al (1992). Respecto a las frutas, éstas presentan pocos riesgos de salud pública debido a su relativo bajo (Church et al, 1995).

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