Taller Tecnologias de Barrera

TALLER TECNOLOGIAS DE BARRERA.

INELDA CECILIA SEPÚLVEDA CASTILLO

ING. DAVID IBAÑEZ

UNIVERSIDAD DE CORDOBA FACULTAD DE INGENIERIAS PROGRAMA DE INGENIERIAS DE ALIMENTOS 2021

TECNOLOGIAS DE BARRERA.

EJEMPLOS DEL "EFECTO BARRERA" A cada alimento estable y seguro le es inherente una cierta serie de barreras que difieren en calidad e intensidad según el producto particular. Las barreras deben mantener bajo control la población "normal" de microorganismos en el alimento. Los microorganismos presentes en el producto, no deberían poder vencer ("saltar") las barreras; de otro modo, el alimento se alterará. Este concepto se ilustra en la figura 1. En el ejemplo 1) el alimento contiene 6 barreras: alta temperatura durante el proceso (valor F), baja temperatura durante el almacenamiento (valor t), actividad de agua (aw), acidez (pH), potencial redox (Eh) y conservantes (pres.). Los microorganismos presentes no pueden vencer las barreras y así, el alimento es microbiológicamente estable y seguro. Este ejemplo es solo un caso teórico, ya que todas las barreras son de la misma estatura (igual efectividad) y esto raramente ocurre. En el ejemplo 2) se ve una situación más probable, ya que la estabilidad microbiológica del producto se basa en barreras de distinta intensidad. Las principales barreras son la aw y los conservantes, otras barreras de menor importancia son la temperatura de almacenamiento, el pH y el Eh; estas 5 barreras son suficientes para inhibir el número y tipo de microorganismos usualmente asociados a dicho producto. En el ejemplo 3) hay pocos microorganismos desde el comienzo por lo que se precisan pocas barreras o bien barreras bajas para la estabilidad del producto. El envasado aséptico de alimentos perecederos se basa en este principio. El ejemplo 4) debido a malas condiciones higiénicas inicialmente hay presentes demasiados microorganismos indeseados y las barreras no pueden prevenir el deterioro o envenenamiento del producto. El ejemplo 5) ilustra un alimento rico en nutrientes y vitaminas que promueven el crecimiento de microorganismos por lo que las barreras deben ser realzadas, de otro modo serán vencidas. El ejemplo 6) muestra el comportamiento de organismos dañados sueltamente en el alimento. Si por ej., esporas bacterianas en productos cárnicos son dañadas sueltamente por calentamiento, entonces a las células vegetativas derivadas de dichas esporas les falta vitalidad y por lo tanto son inhibidas por unas pocas barreras o barreras de menor intensidad. En el ejemplo 7) se ilustra un proceso de maduración en el cual la estabilidad microbiana se logra mediante una secuencia de barreras que son importantes en distintas etapas del proceso y llevan a un producto final estable. En etapas tempranas del proceso de maduración de salame, las barreras importantes son la sal y los nitritos, que inhiben muchas de las bacterias presentes. Otras bacterias se multiplican, consumen oxígeno y así causan una disminución del potencial redox del producto. Esto, a su vez, aumenta la barrera Eh, lo que inhibe organismos aerobios y favorece el crecimiento de bacterias ácido lácticas, que son la flora competitiva, lo que causa acidificación del producto y así un incremento de la barrera de pH. En salame con larga medicaron la barrera de nitrito se ve debilitada y el recuento de bacterias ácido lácticas disminuye, mientras que el Eh y pH aumenta otra vez. Todas las barreras se vuelven débiles durante un proceso

de maduración largo. Solo la actividad agua se refuerza con el tiempo y es la principal responsable de la larga estabilidad de salchichas crudas de larga maduración.

APLICACIÓN DE TECNOLOGIAS DE BARRERAS EN ALIMENTOS. NUEVAS TENDENCIAS EN EL DESARROLLO DE MATERIALES BARRERA. ALIMENTO AL QUE SE LE APLICA ESTAS TECNOLOGIAS: CARNES MATERIALES BARRERA PARA EVITAR EL DETERIORO DE LA CARNE. Aumentar la vida útil de los alimentos depende directamente de que seamos capaces de protegerlos debidamente de los principales responsables de su deterioro. La luz, el oxígeno, la humedad y la temperatura son los principales responsables de este deterioro y, por tanto, los elementos cuyo efecto queremos frenar. La fecha de consumo preferente indica el espacio de tiempo durante el cual un alimento mantiene intactas sus características de calidad. En otras palabras, el periodo en el que nutrientes y cualidades organolépticas aún están intactas. Por su lado, la fecha de caducidad indica el tiempo que el alimento continúa siendo seguro y apto para el consumo. La oxidación de las grasas, reacciones enzimáticas, la destrucción de las vitaminas, los cambios de coloración de los alimentos y el crecimiento microbiano son algunas de las consecuencias de la acción de la luz, la humedad y el oxígeno sobre los alimentos.

Sin embargo, utilizando correctamente los materiales barrera podemos evitar estos efectos por más tiempo. Por ejemplo, para productos muy sensibles a la actuación del oxígeno, como pueden ser los platos preparados, la conservación en frío y los envases barrera en atmósfera protectora o modificada pueden prolongar su vida útil en varias semanas. Los materiales barrera mantienen la humedad alejada de productos como los snack, conservando por más tiempo su textura crujiente y, por supuesto, son cruciales cuando hablamos de aumentar la vida útil de productos altamente perecederos como la carne.

BENEFICIOS DEL DESARROLLO TECNOLÓGICO DE LOS MATERIALES BARRERA. Los materiales barrera de envasado permiten aumentar la vida útil de los alimentos, logrando reducir con ello el desperdicio de alimentos. Esto último supone una ventaja de cara a las medidas de la Unión Europea, cuya legislación está cada vez más enfocada en la reducción del desperdicio. Pero los materiales barrera no sólo constituyen la herramienta de protección primaria del producto alimentario. El desarrollo de tecnologías para mejorar las propiedades de los envases barrera está posibilitando que la industria pueda beneficiarse de: 

Mejoras en las propiedades barreras de los materiales. Aumentando sus capacidades como ocurre con los nuevos materiales que ofrecen mayor impermeabilidad a los gases o los que incluyen aditivos funcionales.

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Posibilitar el ahorro de costes. Se está trabajando en la reducción de materiales empleados. Esto implica, por un lado, un ahorro económico en materias primas, y por otro, envases de mayor ligereza que conllevan ahorros en trasporte y almacenaje. Además, la aparición de nuevos materiales nos posibilita la sustitución de aquellos con un alto coste por otros más baratos. Lograr materiales con mayor grado de reciclabilidad. Materiales barrera más reutilizables y con un menor volumen de residuos. En definitiva, materiales que suponen alternativas más sostenibles a los actuales sistemas de envasado.

En la actualidad, la investigación tecnológica aplicada al desarrollo y mejora de las cualidades de envases barrera centra sus esfuerzos en distintos aspectos: 1. EL DESARROLLO DE NUEVAS MATERIAS PRIMAS. Para las mejoras en las propiedades barrera de los materiales, los esfuerzos se focalizan en el desarrollo de materiales y envases activos, nuevas materias primas menos permeables a la humedad como los sustitutivos de PS o con mayores propiedades barrera ante la luz. Destacan aquellos materiales que mantienen la barrera a los gases después del proceso de retort y el trabajo en plásticos que presentan mayor resistencia térmica. Al mismo tiempo, se trabaja en la optimización de las cualidades técnicas de los materiales como mejoras en la distribución de espesores en termo formado y retractilado, facilidades para el sellado y recerrabilidad (PSA), mejores propiedades ópticas o mecánicas, etc. 2. NUEVAS TECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓN. El desarrollo de nuevas tecnologías de fabricación como puede ser el empleo de micro y nano compuestos, así como nuevos adhesivos entre láminas, son clave para mejorar cualidades técnicas de los films plásticos tales como propiedades barrera a oxígeno, vapor de agua o luz, u ofrecer una mayor resistencia a la perforación, entre otras. Las nuevas tecnologías de fabricación incluyen:       

Empleo de aditivos con filtros UV. Coinyección con capas barrera consistidas en PP, PET. Coextrusión con capas barrera. Recubrimientos internos o externos (resinas epoxi, DLC, SiOx…). Etiquetas IML con barrera. Soplado de preformas en condiciones asépticas. Uso de absorbedores de oxígeno en materiales monocapa o multicapa. Sistemas de cierre, por ejemplo tapones, con absorbedores para envases barrera.

Los materiales barrera de envasado permiten aumentar la vida útil de la carne. 3. PERFECCIONAMIENTO DE NUEVOS FORMATOS. Se trabaja en nuevos formatos enfocados al ‘convenience packaging’, mayor ergonomía y envases más sostenibles. En definitiva, características más alineadas con las preferencias del consumidor.         

Films coextruidos con mayor número de capas, orientación, mejores prestaciones (mecánicas, barrera, transparencia) y reducción de espesores. Nuevos envases microondables. Nuevos formatos de envase para consumo on-the-go. Soluciones barrera materiales biodegradables. Sistemas de sellado con mono materiales o disposición de PE solo en el borde para bandejas de PET para mejora coste y reciclaje. Desarrollo de sistemas recerrables para bandejas y bolsas por medio de PSA. Nuevos adhesivos para laminación. Soluciones espumadas de PET, PP, PLA. Reciclabilidad. Uso de reciclado.

4. AVANCES EN NUEVOS SISTEMAS DE ENVASADO. Las nuevas tecnologías en envases barrera también se enfocan en la mejora de la eficiencia de los procesos, tanto de producción como de consumo. Nuevos sistemas de envasado que nos permiten:    

Tratamientos altas presiones integrados en línea. Desarrollo de equipos de envasado en condiciones higiénicas. Envases asépticos en bolsas stand-up, de PET (preformas, llenado con trozos…) o en bowls. Envasado en brick con menor impacto ambiental.

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Envasados con MAP y Skin con posibilidad de doble tapa. Nuevos envases combinando cartón y plástico.

Los envases de PVDC de Krehalon de alta barrera pueden adquirirse con o sin acabado de adhesión a la carne ‘L‘. 5. DESARROLLO DE SISTEMAS PARA LA MEJORA DE LAS MEDICIONES Y ESTUDIOS DE VIDA ÚTIL. Medir la permeabilidad real en los envases, así como los estudios de vida útil de los alimentos envasados con estos nuevos materiales, son aspectos fundamentales para conocer hasta qué punto se consiguen los objetivos marcados en su desarrollo. Algunos de los aspectos en los que se está trabajando son:     

Sensores óptico-químicos para estudiar la cantidad de oxígeno que finalmente afecta al alimento. La cantidad de vapor de agua que logra superar las ultra barreras Estudios que permiten conocer hasta qué punto los procesos de envasado y conservación afectan a las propiedades barreras de los materiales. Integración estudios de vida útil y caracterización de materiales. Equipos de detección en línea de espesores, integridad de cierres, composición MAP, defectos, etc.

ALIMENTO AL QUE SE LE APLICA ESTAS TECNOLOGIAS: FRUTAS Y VERDURAS. TABLA COMPARATIVA DE LOS EFECTOS DE LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS Y NO TÉRMICOS, CONVENCIONALES Y NO CONVENCIONALES SOBRE LAS PROPIEDADES NUTRICIONALES DE LAS FRUTAS Y LAS VERDURAS. Tecnología

Efecto sobre la calidad nutricional (positivo o negativo) El escaldado no afecta las propiedades físico-químicas de los alimentos, pero sí su calidad nutricional.

ESCALDADO

ESTERILIZACIÓN

Se producen cambios sustanciales en el valor nutritivo y organoléptico de los alimentos; durante la esterilización la pérdida es de 50-90% para la vitamina C y del 20% para tiamina (B1), piridoxina (B6) y B12 y del 30% para el ácido fólico. También durante la esterilización de fruta y verdura se producen pérdidas importantes de todas las vitaminas hidrosolubles, de radiaciones en alimentos

Efecto sobre la calidad sensorial (positivo o negativo) El escaldado por sí solo no constituye un método de conservación, sino un pretratamiento para acondicionar la materia prima o como preparación para otras operaciones de conservación. Este método afecta la calidad sensorial, ya que al usar fuentes de calor genera transformaciones en la estructura molecular del producto. Se logra la llamada esterilidad comercial, la cual asegura la calidad del producto bajo las condiciones adecuadas de manejo. Con este método, no se afecta la calidad sensorial del producto. Garantiza la calidad sensorial del producto.

USO DE ANTIMICROBI A-NOS Y BACTERIOCIN AS

MICRO Y ULTRAFILTRACIÓ N

SISTEMA OXYION

Las bacteriocinas son una opción atractiva como conservadores naturales para el desarrollo de alimentos mínimamente procesados, lo que en muchos casos puede producir efectos positivos en la calidad nutricional del producto,

No existen muchos estudios que determinen algún tipo de efecto sobre la calidad nutricional del producto. Oxyion no genera residuos químicos, además, permite inactivar los microorganismos, de manera que estos no dañan a las frutas y hortalizas frescas; así mismo, disminuye la deshidratación de los productos por lo tanto conservando su valor nutricional, además ayuda a disminuir la pudrición de los productos y además ayuda a la calidad, seguridad e Inocuidad de los mismos.

Produce efectos en la calidad sensorial en productos como carne, productos lácteos, alimentos enlatados, pescado, bebidas alcohólicas, ensaladas, huevo, productos de panificación, vegetales fermentados, entre otros, ya sea solos o en combinación con otros métodos. Este tipo de método afecta de manera ostensible la calidad sensorial del producto. El hecho de que no genere deshidratación en las frutas y verduras permite conservar su turgencia, factor que favorece esta característica sensorial de gran importancia en estos productos.

Fuente: elaborado por Cardona Arias, Luis Fernando (2015).

BIBLIOGRAFIA.  https://m.monografias.com/trabajos10/tebar/tebar.shtml  https://www.interempresas.net/Alimentaria/Articulos/230571-

Materiales-barrera-para-evitar-el-deterioro-de-la-carne.html  http://repository.lasallista.edu.co/dspace/bitstream/10567/1763/1/Trata

mientos_termicos_propiedades_frutas_verduras.pdf 