Packaging como barrera de inocuidad: estrategias para reducir agentes patógenos

Usualmente, asociamos los empaques con funciones como proteger, contener e incluso informar sobre los productos; sin embargo, en la industria de alimentos y bebidas, el packaging también desempeña un papel clave como barrera de inocuidad frente a los riesgos microbiológicos.

Según datos de la Organización Mundial de la Salud (OMS), cada año cerca de 600 millones de personas enferman por el consumo de alimentos contaminados, mientras que 420 mil muertes están asociadas a estas enfermedades. Las cifras, dan cuenta de la importancia de mantener la inocuidad a lo largo de toda la cadena de suministro del sector alimentario.

Durante el webinar “Packaging como barrera de inocuidad”, impartido por Angélica Reyes Jara, profesora asociada del Instituto de Nutrición y Tecnología de los Alimentos (INTA) de la Universidad de Chile, se explicó que, además de los riesgos a la salud, la industria enfrenta otro gran reto: la pérdida global de alimentos, que se estima en 1,300 millones de toneladas anuales, en gran medida influenciada por procesos de deterioro microbiológico.

En este contexto, además de aislar el alimento, el packaging evoluciona para garantizar su estabilidad; desde la inhibición del crecimiento microbiano hasta el desarrollo de envases activos e inteligentes, el diseño del empaque se posiciona como un elemento clave para reducir riesgos microbiológicos y extender la vida útil, integrando ciencia, tecnología y regulación en la industria alimentaria.

Microorganismos y dinámica de crecimiento

Para entender el papel del packaging en la inocuidad alimentaria, es necesario partir de un principio básico: los alimentos no son sistemas estériles, sino ecosistemas dinámicos donde interactúan múltiples microorganismos.

Reyes Jara destacó que, en cualquier matriz alimentaria pueden coexistir tres grandes grupos:

• Microorganismos benéficos, como aquellos utilizados en procesos de fermentación.

• Microorganismos alterantes, responsables del deterioro sensorial.

• Microorganismos patógenos, que representan un riesgo directo para la salud del consumidor.

Su proliferación depende de variables intrínsecas y extrínsecas del alimento, como el pH, la actividad de agua (aw), la disponibilidad de nutrientes, la temperatura y la concentración de oxígeno.

Bajo condiciones favorables, incluso una carga microbiana inicial baja puede multiplicarse de forma exponencial en pocas horas, transformando un alimento aparentemente seguro en un vehículo potencial de enfermedades.

Dicho crecimiento sigue una dinámica bien definida —fase de adaptación, crecimiento exponencial, fase estacionaria y declive— que determina tanto la vida útil como la inocuidad del producto.

Por ello, controlar el entorno del alimento se vuelve crítico, pues, más allá de los procesos térmicos o de refrigeración, factores como la humedad o la atmósfera interna pueden modificar significativamente la velocidad de proliferación microbiana; es precisamente en este punto, donde el envase adquiere relevancia, al convertirse en un modulador del ecosistema alimentario y no solo en un elemento de contención.

Riesgos para la salud y pérdida de alimentos

Cuando el equilibrio microbiológico en los alimentos se rompe, las consecuencias trascienden la calidad del producto y se convierten en un problema de salud pública y sostenibilidad.

Sin embargo, la experta advirtió que uno de los principales desafíos es que los microorganismos patógenos no siempre generan señales visibles en los alimentos: “Un alimento puede verse perfecto, oler increíble, pero ser un verdadero riesgo para la salud”.

Esa característica hace que el riesgo microbiológico sea particularmente complejo de gestionar, ya que no depende únicamente de la percepción del consumidor, sino del control técnico de variables a lo largo de toda la cadena de suministro.

Además del impacto sanitario, la falta de control microbiológico tiene implicaciones directas en la disponibilidad de alimentos; al respecto, la académica subrayó que una proporción significativa de las pérdidas globales está asociada a procesos de deterioro que reducen la vida útil de los productos o los vuelven inseguros para el consumo.

“Si no manejamos bien estos alimentos a nivel de un sistema productivo, estamos perdiendo una cantidad importante de ellos”, mencionó Reyes.

El desperdicio, no solo representa un costo económico para la industria, sino que también refleja una ineficiencia estructural en los sistemas alimentarios; frente a esta problemática, la pérdida de alimentos por causas microbiológicas conecta directamente con desafíos globales como la seguridad alimentaria, la sostenibilidad y la optimización de recursos.

¿Dónde se origina el riesgo? Contaminación a lo largo de la cadena alimentaria

Reyes señaló que el riesgo microbiológico no es un evento aislado, sino más bien, el resultado de múltiples puntos de exposición a lo largo de la cadena alimentaria, los cuales, van desde la producción primaria hasta el consumo final; en este sentido, los alimentos pueden entrar en contacto con microorganismos presentes en el entorno, lo que convierte a la inocuidad en un desafío sistémico.

Durante el webinar, la académica presentó evidencia científica sobre la presencia de patógenos en el ambiente, particularmente en fuentes de agua utilizadas en la agricultura.

Estudios realizados en colaboración con instituciones internacionales han documentado la detección frecuente de microorganismos como Salmonella y Listeria monocytogenes en aguas superficiales, lo que incrementa el riesgo de contaminación en frutas y hortalizas desde etapas tempranas de la producción.

“Vivimos en un entorno donde coexistimos con microorganismos, y lo importante no es alarmarse, sino aprender a controlarlos”, dijo la experta.

A nivel de producto, este riesgo también se manifiesta en alimentos de consumo cotidiano, pues investigaciones presentadas durante la ponencia evidencian la presencia de Salmonella en huevos comercializados, incluso cuando cumplen con estándares de distribución. Este tipo de hallazgos refuerzan la necesidad de controles más allá de la apariencia o las condiciones externas del producto.

Un caso particularmente ilustrativo es el de los alimentos para mascotas; en estudios comparativos, las dietas crudas mostraron presencia de patógenos como Salmonella y Listeria, mientras que los alimentos extruidos no registraron detección. Más allá del impacto en los animales, este hallazgo abre un frente adicional de riesgo, ya que los humanos pueden exponerse a estos microorganismos a través del contacto con sus mascotas.

Los ejemplos evidencian que la contaminación microbiológica puede originarse en distintos puntos de la cadena y bajo diversas condiciones; por ello, el control no puede depender únicamente del procesamiento o la manipulación, sino de estrategias integrales que acompañen al alimento desde su origen hasta el consumidor final.

Packaging como barrera de inocuidad: de contenedor a sistema de control

Como hemos podido notar, los alimentos están en constante riesgo de contaminación, no solo en la planta de producción, sino desde el origen y en los tránsitos que realizan hasta alcanzar la mesa del consumidor; ante este panorama, el packaging adquiere un papel fundamental en la protección de los productos alimentarios.

Al respecto, la profesora Angélica Reyes explicó que el envase no solo protege al alimento de factores externos, sino que también influye directamente en las condiciones que determinan su estabilidad.

“El envase puede tener un rol en la preservación, evitando la contaminación con microorganismos y controlando el entorno del alimento”, destacó.

Bajó este entendido, la función del packaging se extiende a tres dimensiones clave:

1). Prevención de la contaminación. Al actuar como barrera física frente a agentes externos como aire, humedad o manipulación.

2). Control del ambiente interno. Al mantener condiciones específicas de temperatura, humedad o composición gaseosa que limitan la proliferación microbiana.

3). Protección de la calidad e inocuidad. Al preservar las características sensoriales del alimento y reducir el riesgo de deterioro o contaminación.

Estas funciones, transforman el envase de un elemento pasivo dentro de la cadena de valor a un componente activo del sistema de inocuidad, capaz de intervenir en la dinámica de crecimiento de los microorganismos y, por lo tanto, en la vida útil del producto.

¿Cómo actúa el envase frente a los microorganismos?

Sobre este punto, la profesora mencionó que el packaging no es solo una barrera física de inocuidad, sino que el envase puede intervenir directamente en la dinámica microbiológica del alimento a través de distintos mecanismos que buscan controlar, limitar o incluso eliminar la presencia de microorganismos.

Reyes Jara explicó que estas intervenciones pueden agruparse en tres niveles principales: “Los envases pueden ayudar a destruir microorganismos, impedir su desarrollo y evitar la contaminación del alimento”.

1). Destrucción de microorganismos. Puede lograrse mediante procesos asociados al envasado, como tratamientos térmicos o tecnologías complementarias que reducen la carga microbiana inicial.

2). Inhibición del crecimiento. Donde el envase contribuye a crear condiciones menos favorables para la proliferación bacteriana, por ejemplo, mediante la reducción de oxígeno o el control de humedad.

3). Prevención de la contaminación. Una vez que el alimento ha sido procesado, el envase actúa como la principal barrera para evitar el ingreso de nuevos microorganismos desde el entorno, lo que resulta especialmente relevante en productos listos para el consumo.

Los tres niveles de acción están directamente relacionados con la vida útil del alimento porque al reducir la carga microbiana, limitar su crecimiento y evitar nuevas contaminaciones, el envase contribuye a extender el tiempo durante el cual el producto mantiene tanto su calidad como su inocuidad.

Innovación en packaging: envases activos e inteligentes

Ante los riesgos de inocuidad a lo largo de toda la cadena de suministro, la academia y la industria han buscado nuevas soluciones de packaging que van más allá de la protección pasiva y se han vuelto activos e inteligentes. Estas tecnologías están diseñadas para interactuar con el alimento y su entorno, con el objetivo de controlar la proliferación microbiana y mejorar la estabilidad del producto a lo largo de su vida útil.

Durante su ponencia, Reyes destacó que el desarrollo de envases activos se basa en la incorporación de compuestos con propiedades antimicrobianas directamente en los materiales de empaque.

“Se pueden incorporar sustancias antimicrobianas en los envases para controlar microorganismos patógenos y alterantes”, dijo la investigadora.

Entre las estrategias más relevantes se encuentran el uso de nanopartículas —como el óxido de zinc—, aceites esenciales con actividad antimicrobiana y metabolitos producidos por bacterias, conocidos como bacteriocinas, los cuales permiten que el envase actúe directamente sobre los microorganismos, ya sea inhibiendo su crecimiento o reduciendo su presencia.

Paralelamente, los envases inteligentes introducen una capa adicional de control mediante sistemas capaces de monitorear las condiciones del alimento. Tecnologías como los captadores de oxígeno o etileno ayudan a regular el ambiente interno, mientras que indicadores visuales y sensores permiten detectar cambios en temperatura o deterioro, proporcionando información en tiempo real sobre el estado del producto.

Sobre esta última tecnología, vale la pena hacer un paréntesis para mostrar dos herramientas utilizadas para monitorear la cadena de frío tanto de alimentos como de medicamentos:

1). Etiquetas que cambian de color. Se establece una temperatura específica y si se salen de ese parámetro van a cambiar de color, lo cual indicará que se rompió la cadena de frío, aunque es un gran indicador, no guarda digitalmente los datos.

2). Sensores electrónicos. Estos permiten hacer un registro que puede verse en tiempo real. El sensor tiene una batería que, de acuerdo con cómo esté configurado, va a enviar los datos a una plataforma en la que puedes monitorear la cadena de frío.

¿Cuándo usar uno u otro? Eduardo Macías, Vicepresidente Global de Soluciones de Visibilidad de Activos en Zebra Technologies, nos compartió en entrevista, el pasado 5 de marzo, durante la inauguración de la planta de la empresa en Querétaro, que “las etiquetas se usan cuando no te interesa saber cuándo subió y bajó la temperatura, el hecho que se salió de rango ya la arruinó la cadena de frío”.

Las etiquetas, en este caso, serían muy útiles en mariscos y pescados que se consumen crudos, como los utilizados en la comida japonesa, en donde un pequeño cambio en la cadena de frío puede arruinar por completo el insumo; también, son útiles en el caso de los alimentos ready to eat que, si bien son prácticos, al no lavarse o cocinarse antes de su ingesta pueden generar riesgos para la salud.

Por otro lado, los sensores sí ofrecen datos de los cambios de temperatura en tiempo real, lo cual es muy útil para monitorear envíos internacionales de insumos perecederos como carne, que al llegar a la aduana sí solicita información sobre la temperatura a la que estuvo sometida la carga.

Estas innovaciones no solo contribuyen a mejorar la inocuidad, sino que también permiten optimizar la gestión de la cadena de suministro, reducir pérdidas y ofrecer mayor transparencia al consumidor; en este contexto, el packaging se posiciona como una plataforma tecnológica que integra funciones de protección, monitoreo y comunicación en un solo sistema.

De la investigación a la industria: materiales, biopolímeros y nuevos desarrollos

Cabe mencionar que, los avances en envases activos e inteligentes está estrechamente ligado al desarrollo de nuevos materiales, muchos de ellos, aún en fase de investigación, pero con un alto potencial de escalamiento industrial.

Al respecto, Angélica Reyes destacó que gran parte de estas innovaciones surgen desde la academia, donde se exploran nuevas combinaciones de compuestos con propiedades antimicrobianas y funcionales.

Uno de los enfoques más relevantes es el uso de biopolímeros y materiales biodegradables, como el ácido poliláctico (PLA), que permiten integrar funcionalidades activas sin comprometer la sostenibilidad. A esto se suma el desarrollo de nanocompuestos, por ejemplo, aquellos que incorporan óxido de zinc, capaces de generar efectos antibacterianos mediante mecanismos avanzados como la piezocatálisis.

Las investigaciones también están explorando la revalorización de subproductos agroindustriales como fuente de compuestos bioactivos. Un caso presentado durante la ponencia es el uso de extractos de hojas de maqui, que han demostrado capacidad antioxidante para prolongar la vida útil de alimentos como el salmón.

Este tipo de soluciones abren la puerta a modelos más circulares, donde los residuos se transforman en insumos funcionales para el desarrollo de nuevos materiales de empaque.

“Se están evaluando desechos agrícolas para generar compuestos bioactivos que puedan incorporarse en materiales de packaging”, afirmó la ponente.

Sin embargo, el paso de la investigación a la industria no es inmediato; la escalabilidad, los costos de producción y la compatibilidad con procesos existentes son factores que condicionan la adopción de estas tecnologías. En muchos casos, las soluciones desarrolladas en laboratorio requieren años de validación antes de integrarse en aplicaciones comerciales.

Para la investigadora, esta brecha entre el potencial científico y su implementación muestra la necesidad de una mayor colaboración entre academia e industria para traducir el conocimiento en soluciones viables que respondan a las necesidades del mercado.

Desafío regulatorio: seguridad, migración y validación tecnológica

Es menester abordar otro de los desafíos que enfrentan los desarrollos de envases activos e inteligentes: la viabilidad regulatoria. A medida que los materiales incorporan compuestos funcionales —como agentes antimicrobianos o nanomateriales—, surge la necesidad de garantizar que estos no representen un riesgo para el consumidor.

Al respecto, Angélica Reyes subrayó que uno de los principales retos es controlar la migración de sustancias desde el envase hacia el alimento: “Queremos que los compuestos controlen los microorganismos, pero que no migren al alimento y afecten la salud del consumidor”.

Tal aspecto es especialmente relevante en envases primarios, que están en contacto directo con el producto. La evaluación de migración debe considerar no solo la composición del material, sino también variables como la temperatura, el tiempo de almacenamiento y la naturaleza del alimento.

A ello se suma la necesidad de validar la eficacia de estas tecnologías en condiciones reales: “Un material puede funcionar muy bien en laboratorio, pero eso no siempre se traduce en el mundo real”, señaló la ponente.

Este punto es fundamental, pues, aunque un material pueda demostrar propiedades antimicrobianas en laboratorio, su desempeño puede variar significativamente en matrices alimentarias complejas y bajo condiciones industriales.

Los marcos regulatorios —como el Codex Alimentarius, la FDA en Estados Unidos o las normativas europeas— establecen criterios para la aprobación de materiales en contacto con alimentos, incluyendo pruebas de seguridad, eficacia y cumplimiento de límites de migración.

Frente a este entorno normativo, cada vez más exigente, solo aquellas tecnologías que logren equilibrar funcionalidad, seguridad y cumplimiento regulatorio podrán escalar hacia aplicaciones comerciales dentro de la industria alimentaria.

Equilibrio pendiente: inocuidad, vida útil y sostenibilidad

Asimismo, el desarrollo de soluciones de packaging en la industria alimentaria enfrenta otro desafío estructural: lograr un balance adecuado entre la protección del alimento, la seguridad del consumidor y el impacto ambiental.

A medida que los envases incorporan tecnologías más avanzadas para controlar riesgos microbiológicos y extender la vida útil, también aumenta la presión por garantizar que estos materiales sean sostenibles.

“El desafío es cómo protegemos los alimentos y, al mismo tiempo, desarrollamos soluciones que sean amigables con el medio ambiente”, aseguró Reyes.

Por tal razón, la transición hacia modelos de economía circular se posiciona como una prioridad, lo cual implica diseñar envases que no solo cumplan su función de protección, sino que también puedan ser reciclados, reutilizados o integrados en nuevos ciclos productivos.

Sin embargo, este enfoque introduce nuevos retos técnicos porque los materiales sostenibles deben cumplir con los mismos estándares de barrera, resistencia y funcionalidad que los envases convencionales, sin comprometer la inocuidad ni la vida útil del producto.

Además, deben adaptarse a regulaciones cada vez más estrictas y a consumidores más informados, que demandan transparencia sobre el origen, composición y destino final de los envases.

En este escenario, el packaging se ha convertido en un punto de convergencia entre ciencia, tecnología, regulación y sostenibilidad; el reto, ya no es solo desarrollar envases más eficientes, sino diseñar soluciones integrales que permitan proteger los alimentos, reducir el desperdicio y responder a las exigencias de un sistema alimentario en transformación.