La adición de compuestos bioactivos tales como antioxidantes y antimicrobianos a películas biodegradables, puede mejorar sus propiedades funcionales y convertirlas en empaques activos, a ello se complementan nuevas tecnologías como el uso de nanoencapsulación, con el fin de atender a la problemática de seguridad y calidad a la que hoy en día se enfrenta la industria alimentaria.
Palabras clave: empaque activo, nanoemulsiones, actividad antioxidante, actividad antimicrobiana
The addition of bioactive compounds such as antioxidants and antimicrobials to biodegradable films, can improve their functional properties and turn them into active packaging, to which new technologies such as the use of nanoencapsulation are complemented, in order to address the problems of safety and quality at the one that today faces the alimentary industry.
Keywords: active packaging, nanoemulsions, antioxidant activity, antimicrobial activity
La industria alimentaria hoy en día se enfrenta a grandes desafíos en cuanto a seguridad y calidad. Cada año se pierde una gran cantidad de alimentos comestibles a lo largo de toda la cadena de suministro, por otro lado la seguridad alimentaria es una prioridad mundial y uno de los principales objetivos de su actual legislación , sin embargo, las enfermedades transmitidas por los alimentos a causa de microorganismos siguen siendo hoy en día un problema. Además, existe una creciente demanda de los consumidores de productos alimenticios mínimamente procesados, más naturales y frescos. Es por ello que se han desarrollado nuevas estrategias de optimización de los envases, tales como su tamaño y diseño, con el fin de mantener su calidad y aumentar la vida útil. (Realini & Marcos, 2014)
De manera general, las innovaciones en el empaque de alimentos mejoran, combinan o extienden las cuatro funciones básicas del empaque tradicional:
Los envases activos son una de las nuevas tecnologías en la industria de los alimentos. Estos envases activos actúan de manera positiva con el producto y el medio ambiente para mejorar y/o preservar la calidad, la seguridad y las propiedades sensoriales de éstos, por más tiempo que los envases convencionales (Barbosa-Pereira et al; 2014).
El término "empaque activo" describe cualquier sistema de envasado que proteja los alimentos de la contaminación o degradación creando una barrera a las condiciones externas, mientras interactúan con el ambiente interno para controlar la atmósfera dentro del empaque, absorbe productos químicos de los alimentos o libera sustancias del medio ambiente dentro del envase que lo rodea, tales como conservantes, antioxidantes y aromas (Fang et al; 2017), estas sustancias que dan la función activa al empaque pueden encontrarse en un recipiente separado o ser incorporadas directamente en el material de embalaje (Ribeiro-Santos et al; 2017).
Algunos ejemplos importantes de empaque activo son: eliminadores de oxígeno, emisores o absorbedores de dióxido de carbono, absorbentes de humedad, etileno, emisores de etanol, sistemas de liberación o absorción de sabor, indicadores de tiempo-temperatura, películas que contienen color, sistemas de absorción o regulación de luz, películas anti-empañamiento y anti-adherencia (Ozdemir y Floros, 2004).
Algunos tipos de envases activos permiten la liberación controlada de sustancias bioactivas (antimicrobianos o antioxidantes que se han añadido previamente al empaque), evitando así la adición directa de los agentes activos al producto alimenticio. (Barbosa-Pereira et al; 2014). Por ejemplo, las películas incorporadas con antioxidantes pueden ser utilizadas para prevenir la oxidación de grasas y aceites que conducen a la rancidez. También pueden usarse para prevenir la formación de olores desagradables y sabores extraños en los alimentos. (Ozdemir y Floros, 2004). En el caso de las películas biodegradables con antimicrobianos, éstos compuestos reducen, inhiben o detienen el crecimiento de patógenos transmitidos por los alimentos y otros microorganismos que se encuentran en su superficie. La implementación de películas como empaque activos puede ser más eficaz que los aditivos antimicrobianos utilizados en los alimentos, ya que pueden migrar selectiva y gradualmente de los compuestos de la película activa a la superficie de los alimentos (Rocha et al; 2013)
Como se explicó anteriormente, las películas son sistemas prometedores para que se utilicen como portadores de compuestos bioactivos. Las películas son estructuras de auto-soporte que pueden utilizarse para envolver productos alimenticios y pueden colocarse en la superficie del alimento o entre diferentes componentes de un producto alimenticio. Estas películas tienen que cumplir con ciertas características como: buenos atributos sensoriales, de barrera y propiedades mecánicas, bioquímicas, fisicoquímicas así como de estabilidad microbiana, seguridad, de naturaleza no contaminante, tecnología simple y bajo costo de materiales para su procesamiento. Por otra parte es importante considerar la técnica de procesamiento a utilizar, teniendo en cuenta las características de los compuestos bioactivos, especialmente su resistencia al calor y su mecanismo de acción, para evitar dañarlos durante el procesamiento y asegurar la actividad del empaque. La adición de compuestos bioactivos y aditivos contribuye a lograr los requisitos para preservar la calidad, la seguridad y las propiedades sensoriales de los alimentos (Salgado et al., 2015). Actualmente existe un creciente interés en el uso de nanocompuestos como portadores de estos compuestos bioactivos en el empaquetado activo de alimentos, ya que la presencia de estas nanopartículas en la matriz del polímero podría modular el paso de moléculas a través de las películas, las partículas a escala nanométrica también tienen una proporción de superficie a volumen más alta que las partículas a microescala y, por lo que tienen la capacidad de unirse a un gran número de moléculas biológicas, aumentando su eficiencia. (Honarvar et al; 2016).
Para la elaboración de las películas es necesario un material estructural que pueden ser biopolímeros como polisacáridos (almidón, carbohidratos no almidón, gomas o fibras), proteínas, lípidos, o una mezcla de éstos (Gennadios et al., 1997). Actualmente existe especial interés en el uso de biomateriales extraídos de los recursos agrícolas renovables o subproductos industriales para este fin, debido a su mayor disponibilidad, menor costo y como una alternativa para proporcionar un mayor valor añadido a estos subproductos. (Salgado et al., 2015).
Plastificantes y otros aditivos se combinan con estos agentes formadores de película para modificar las propiedades físicas u otras funcionalidades de las películas. Múltiples mecanismos formadores de película, incluyen mecanismos intermoleculares como enlaces covalentes (por ejemplo, enlaces disulfuro y reticulación) y fuerzas electrostáticas, hidrófobas o iónicas y enlaces de hidrógeno. (Han, 2014).
Para finalizar, la incorporación de compuestos bioactivos y los procesos especializados de envasado que implica la elaboración de empaques activos aumentaría el costo de los materiales; sin embargo, la obtención de nuevos productos con seguridad mejorada y disminución del desperdicio de alimentos, son ejemplos que justifican uso potencial de envases activos (Bastarrachea et al; 2015).
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[a] Profesor - Investigador del Instituto de Ciencias Agropecuarias, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, daniFL82@hotmail.com
[b] Profesor - Investigador del Instituto de Ciencias Agropecuarias, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, heurjupa@gmail.com
[c]* Profesor - Investigador del Instituto de Ciencias Agropecuarias, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, rgcampos@uaeh.edu.mx
[d] Profesor - Investigador del Instituto de Ciencias Agropecuarias, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, ruben_jimenez@uaeh.edu.mx