Envasado de fruta mínimamente procesada

Actualmente existen diferentes tendencias de envasado de fruta novedosas como la aplicación de recubrimientos comestibles enriquecidos con agentes antimicrobianos o antioxidantes y el uso de envases activos e inteligentes.

Los envases activos, modifican determinadas condiciones o procesos en su interior que juegan un papel determinante en la vida comercial del producto, mientras que los envases inteligentes incorporan algún sistema que monitoriza y comunica información sobre el estado del alimento envasado.

En este campo, la identificación por radio frecuencia o RFID (Radio Frequency IDentification) se encuentra entre los sistemas más prometedores. También la nanotecnología puede ser un gran aliado para el envasado de fruta mínimamente procesada en el futuro.

En los países desarrollados, el estilo de vida es uno de los mayores condicionantes sobre el estado de salud de la población y en la gran mayoría de guías de práctica clínica se recomiendan cambios en el estilo de vida como primera línea de tratamiento. Entre las recomendaciones se incluye el incremento del consumo de vegetales.

La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) y la Organización Mundial de la Salud (OMS) recomiendan 400 gramos de frutas y hortalizas por día y por persona. En España, por grupos de alimentos, las frutas y hortalizas son, dentro de toda la alimentación en el hogar, las que mayor volumen ocupan en la cesta de la compra.

Sin embargo, su consumo ha descendido en un 1% los últimos tres años y además, aún se encuentra por debajo de las recomendaciones de las guías alimentarias, según se desprende de los datos del Panel de Consumo Alimentario del Ministerio de Agricultura.

Un estudio publicado en 2013 en la revista American Journal of Preventive Medicine demuestra que los niños y los adolescentes incrementan el consumo de fruta hasta en un 70% cuando se les ofrece pelada y cortada. Estos resultados ponen de manifiesto que para incentivar cambios en los hábitos alimentarios es necesario facilitar al consumidor actual alimentos saludables, como las frutas, de una forma más cómoda. Las frutas mínimamente procesadas son una interesante alternativa como producto preparado y fácil de consumir.

Las frutas y hortalizas frescas cortadas reciben en la bibliografía diversas denominaciones, bastante imprecisas según los países y el modo de preparación. Así, en los países del área francófona se les llama, casi exclusivamente, de la cuarta gama, IV gama (4ème Game) y en los anglosajones, minimamente procesados (minimally processed, slightly processed o partially processed), dispuestos para consumir (ready to eat o ready to use), precortados (pre-cut) y recién cortados o productos frescos cortados (fresh-cut products).

En España aún no hay una denominación consolidada y para evitar confusiones, los investigadores del sector consideran que se debe denominar productos vegetales procesados en fresco a los elaborados a partir de frutas, hortalizas, e incluso plántulas enteras (caso de la soja germinada), que han sufrido uno o varios tratamientos suaves en su preparación, en los que el producto permanece vivo después de elaborado, como hecho diferenciador clave.

La calidad de las frutas mínimamente procesadas o de IV Gama se relaciona con varios atributos que incluyen apariencia, textura, sabor, y aspectos nutricionales y de seguridad microbiológica. La calidad de estos productos se puede ver afectada por varios factores interdependientes que incluyen el tipo y características de fruta (especie, variedad, estado de maduración), las operaciones del procesado como el corte, el lavado los tratamientos antimicrobianos y antipardeamiento, el envasado, y la temperatura de almacenamiento.

Los trabajos de investigación que se llevan a cabo actualmente están orientados a mantener o, incluso incrementar la calidad y los mayores avances se han conseguido con el desarrollo de sistemas que eliminan los microorganismos sin pérdida de valor nutricional y organoléptico. Algunos de estos temas están ampliamente desarrollados en la bibliografía que se aporta en este artículo. Sin embargo, aún quedan muchos problemas que resolver en cuanto a calidad sensorial y seguridad para que los consumidores confíen plenamente en esta opción alimentaria.

Las tecnologías emergentes en materia de envasado de frutas y hortalizas mínimamente procesadas se han convertido en el centro de atención de gran parte de la industria alimentaria. Además de las técnicas clásicas relacionadas con la refrigeración de los productos o su tratamiento en atmósferas controladas y atmósferas modificadas que están dando muy buenos resultados, existen actualmente diferentes tendencias prometedoras como la aplicación de recubrimientos comestibles y el uso de envases activos e inteligentes, a los que dedicaremos especial atención en este artículo.

Recubrimientos comestibles

 

Los recubrimientos comestibles son finas películas transparentes comestibles que envuelven al alimento y se obtienen a partir de productos naturales como carbohidratos, lípidos, proteínas y resinas o mezclas de ellos. La aplicación de estos tratamientos se realiza recubriendo los trozos de fruta por inmersión en una solución formadora de cobertura.

Los recubrimientos protegen al alimento actuando como barrera física que previene de daños mecánicos además de reducir la transferencia de gases (vapor de agua, oxígeno, CO2), de aromas y de lípidos entre el propio alimento y el ambiente que lo rodea, es decir, crean una atmósfera modificada a su alrededor. Así, ralentizan el deterioro y senescencia del fruto o trozo de fruta que recubren, proporcionándole así una mayor vida útil. Muchos recubrimientos pueden hacer la fruta más apetecible mejorando su apariencia.

Asimismo, pueden incorporar sustancias antioxidantes y antimicrobianas para proteger el alimento de oxidaciones y deterioro microbiano. Para que sean efectivos, los recubrimientos deben ser transparentes; deben estar exentos de sabores y olores extraños, así como de cualquier sustancia nociva para la salud; deben ser estables a distintas condiciones de almacenamiento; y deben ser extensibles para que el alimento quede recubierto de forma homogénea, además de tener un bajo coste. Los trabajos de los últimos años tienden a utilizar recubrimientos comestibles enriquecidos con agentes antibacterianos o antioxidantes.

Por ejemplo, un trabajo realizado en 2014 con alginato combinado con bacteriocina permite almacenar papaya mínimamente procesada durante 3 semanas sin modificar las cualidades físico-químicos ni su seguridad microbiológica. También, un trabajo realizado en 2015 demuestra la efectividad para la conservación de pera fresca cortada de un recubrimiento comestible a base de goma xantana enriquecido con ácido cinámico. Aunque ya hay muchos estudios a este respecto, aún quedan retos que superar.

Envases activos

 

Los envases activos están diseñados para interaccionar de forma activa y continua con su contenido. Esta interacción implica siempre una transferencia de masa, ya sea para incorporar sustancias al contenido del envase (el alimento y su entorno) o absorber componentes del mismo.

La finalidad de esta interacción es ampliar el tiempo de conservación, mantener o mejorar el estado de los alimentos, y por tanto es una interesante opción para el envasado de fruta cortada. Los materiales activos, modifican determinadas condiciones o procesos del alimento que juegan un papel determinante en la vida comercial del producto, por ejemplo procesos químicos, físicos o microbiológicos.

Estas condiciones pueden ser reguladas mediante la aplicación de los sistemas activos apropiados consiguiéndose así un aumento de la vida comercial del producto. Los envases activos incluyen sistemas que absorben/eliminan o regulan compuestos como el oxígeno, radicales, etileno, humedad o aquellos que pueden ocasionar olores o sabores desagradables en los alimentos. Otros sistemas liberan sustancias químicas como conservantes, antioxidantes, colorantes, aromas, etc.

Legalmente, se denominan materiales y objetos activos en contacto con alimentos a aquellos “materiales y objetos destinados a ampliar el tiempo de conservación, o a mantener o mejorar el estado de los alimentos envasados, y que están diseñados para incorporar deliberadamente componentes que transmitan sustancias a los alimentos envasados o al entorno de éstos o que absorban sustancias de los alimentos envasados o del entorno de éstos” (UE, 2004).

Envases inteligentes

 

Sin embargo, las tendencias actuales de los alimentos mínimamente procesados listos para el consumo hacen de los envases inteligentes novedosas opciones que facilitan el consumo y aseguran la calidad del producto. Son aquellos envases que incorporan algún sistema que monitoriza y comunica información útil de las propiedades y/o estado del alimento envasado.

Algunos de estos sistemas de envasado inteligente pueden detectar el crecimiento de patógenos en el interior del envase (Food Sentinel System). La detección del patógeno, mediante un anticuerpo específico del microorganismo, provocaría la aparición de otra línea en el código de barras y con ello sería imposible la lectura del mismo en caja, por lo que no se podría vender.

Otros envases detectan la presencia de fugas (Ageless Eye) de forma que un chivato advierte al consumidor con un cambio de color cuando el porcentaje atmosférico de oxígeno es inferior a un nivel crítico. Otros sistemas advierten de cambios en Tiempo-Temperatura (por ejemplo, Onvu, TT Sensor TM y Checkpoint). Estos sensores están activados para cambiar de color de forma irreversible según el tiempo y la temperatura a la que ha estado sometido el producto. El cambio de color en la etiqueta marca si el producto es apto para el consumo o no.

Otros sensores (RipeSense) cambian de color según la atmósfera que se crea en el envase como consecuencia de los cambios en estado de maduración de la fruta, indicando si está en un estado de menor o mayor maduración. Además de los presentados aquí, existen otros envases inteligentes en el mercado que tienen funciones y características parecidas.

Uno de los sistemas más novedosos, que podría tener gran importancia en el envasado inteligente futuro de las frutas mínimamente procesadas, es la identificación por radio frecuencia o RFID (Radio Frequency IDentification). Este método se empezó a utilizar para el seguimiento de personal y equipamiento militar, hasta que dos empresas norteamericanas comenzaron su comercialización civil a finales de los años 70. Actualmente, bajo las siglas RFID se agrupan tecnologías que sirven para identificar objetos mediante ondas de radio.

Este sistema está muy extendido sobre todo en sistemas de trazabilidad (en distribución) y antirrobo. Actualmente, se está estudiando su posible uso para asegurar la calidad de los alimentos mínimamente procesados, ya que serviría para detectar cambios en las condiciones del envase como presencia de fugas, crecimiento de patógenos, cambios de tiempo, temperatura, vida útil, entre otros.

 

Tecnología RFID

 

La tecnología RFID hace posible la auto-identificación de un objeto que contiene una emisora de radio. En el estado actual de desarrollo, el abaratamiento de los costes y la reducción en su tamaño, permite que estas emisoras sean lo suficientemente pequeñas como para tener la forma de etiquetas adhesivas, pudiéndose incorporar casi a cualquier objeto, por ejemplo, bolsas o bandejas de frutas mínimamente procesadas. Gracias a estas microemisoras (tags o etiquetas) el producto puede ser localizado a una distancia variable, desde pocos centímetros hasta varios kilómetros.

El funcionamiento de esta tecnología se basa en la señal de radio que genera la etiqueta RFID, en la que previamente se han grabado los datos identificativos del objeto al que está adherida, aunque su capacidad depende del modelo. Un lector físico se encarga de recibir esta señal, transformarla en datos y transmitir dicha información a la aplicación informática específica que gestiona RFID. Las etiquetas actualmente tienen precios muy bajos (apenas unos céntimos de euro) y dimensiones de hasta 0,4 mm2, por lo que están preparadas para su integración en todo tipo de objetos.

El concepto de material activo o inteligente comprende un amplio rango de tecnologías que están a disposición de la industria alimentaria para diferentes aplicaciones, como la conservación de fruta mínimamente procesada. Según el estudio The Active, Intelligent and Smart Food and Drink Packaging Market 2011-2021, el mercado global para los envases activos e inteligentes crecerá a una tasa anual de 8% hasta 2016 y posteriormente hasta 2021 a una tasa anual de 7,7%.

Además, se pronostican varios mercados relevantes para este tipo de envases durante la próxima década, siendo Estados Unidos el más importante, con un crecimiento compuesto anual de 7,4%; Japón, el segundo mercado más importante y Australia el tercero. En Europa, se pronostica un incremento en Reino Unido y Alemania aunque su desarrollo y aplicación son todavía limitados.

En la actualidad los materiales y objetos activos e inteligentes se encuentran autorizados de manera general en el marco del Reglamento (CE) Nº 1935/2004 sobre los materiales y objetos destinados a entrar en contacto con alimentos (UE, 2004), en donde se definen y se establecen los requisitos especiales que deben cumplir; y de una manera específica en el Reglamento (CE) Nº 450/2009 (UE, 2009).

Sin embargo, y a pesar de esta inclusión en el marco legal europeo, la realidad es que la industria alimentaria europea está utilizando muy tímidamente esta tecnología, probablemente por las dudas que se puedan plantear en cuanto a la aceptación de estos sistemas por los consumidores. El uso de estas tecnologías de envasado es claramente creciente, liderada por países como Japón y Alemania, que generalmente marcan tendencias respecto a tecnologías emergentes que luego son adoptadas por otros.

 

Nanotecnología

 

También la nanotecnología puede ser un gran aliado para los envases de fruta mínimamente procesada en el futuro. Esta ciencia trabaja a escala nanométrica y su interés radica en que el pequeño tamaño de las partículas conlleva propiedades físicas y químicas que difieren significativamente de las habituales a mayor escala.

Ya existen en el mercado materiales con nanocompuestos para el envasado, que mejoran sus propiedades. Una de sus ventajas es producir envases activos con menores contenidos de polímero (disminución del peso del envase y, por tanto, del coste final), y que mantengan sus propiedades (barrera a los gases y a la luz, propiedades mecánicas o capacidad antimicrobiana) e incluso las mejoran.

En el mercado, los primeros polímeros nanocompuestos que han aparecido como materiales mejorados para el envasado de alimentos son los polímeros que incorporan nanopartículas de arcilla. El uso de arcillas se debe a su bajo coste, su efectividad, su alta estabilidad y su escasa toxicidad.

Por ejemplo, en el 2nd International Food Technology Congress celebrado en Kusadasi (Turquía) se presentó un prototipo de envase inteligente para fruta mínimamente procesada que está fabricado con materiales biodegradables y que incluye diferentes sensores que aseguran al consumidor la calidad del producto. Además de RFID, el envase está elaborado a base de nanoarcillas que aportan mayor impermeabilidad y nanocelulosas que mejoran sus propiedades mecánicas, haciendo que el envase sea más resistente.

Además, estas nanocelulosas han sido extraídas de residuos de la industria agroalimentaria, en concreto de la paja del trigo, revalorizando así este residuo.

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Por María Teresa Pretel Pretel, Doctora en Ciencias Biológicas y profesora titular del departamento de Biología Aplicada en la Escuela Politécnica Superior de Orihuela (Universidad Miguel Hernández)