¿Qué es el envasado en atmósfera protectora?
El envasado en atmósfera protectora (MAP) permite que los alimentos frescos envasados con un mínimo procesamiento mantengan un aspecto y textura apetitosos. El entorno MAP controlado permite una conservación más prolongada de los alimentos envasados, sin necesidad de añadir conservantes químicos o estabilizadores.
Las empresas de procesamiento y comercialización de alimentos confían en el envasado en atmósfera protectora (MAP) para garantizar el sabor y la frescura de sus productos que cumplen en todo momento con las expectativas del cliente en cuanto a la calidad de la marca, consistencia, frescura y disponibilidad en stock.
¿Qué es el envasado en atmósfera protectora (MAP)?
El envasado en atmósfera protectora consiste en envolver el producto en una mezcla óptima de oxígeno puro, dióxido de carbono y nitrógeno en un envase de barrera alta o permeable. La mezcla de gas se desarrolla para cumplir con las necesidades específicas de respiración de cada alimento envasado.
Se seleccionan films plásticos, papeles de aluminio y otros materiales de envasado con propiedades específicas de permeabilidad al vapor de agua y determinados gases. Estos sustratos de barrera alta se convierten en envases MAP tras su formación en bandejas, tapas o bolsas y se llenan con una mezcla seleccionada de gases medioambientales de oxígeno, dióxido de carbono y nitrógeno.
Los films de envasado se ajustan a las características y necesidades del producto alimenticio. La permeabilidad del film, las velocidades de transmisión de vapor de agua y las características de sellado deben medirse y probarse en las fases de conversión de envasado y llenado de producto, porque la capacidad de un film para soportar las características de rendimiento del MAP pueden variar en cada fase.
Para lograr un buen envasado en atmosfera modificada debemos tenes en cuenta estos cuatro factores:
- La calidad de los alimentos e higiene.
- El gas o mezcla de gases inertes
- Maquina de envasado
- Material de empaque (film)
¿Cómo funciona el envasado en atmósfera protectora?
El entorno del envasado en atmósfera protectora se forma con una mezcla equilibrada de gases atmosféricos comunes. La mezcla de gases del MAP ralentiza el envejecimiento del producto reduciendo la pérdida de color, olor y sabor resultante del deterioro del producto así como el estado rancio causado por mohos y otros organismos anaeróbicos. Un envasado en atmósfera protectora logra y mantiene una velocidad de respiración óptima para conservar el color, sabor fresco y el contenido de nutrientes de la carne roja, marisco, frutas y verduras procesadas mínimamente, pasta, alimentos preparados, queso, alimentos al horno, carnes curadas y alimentos salados durante todo su periodo de preservación.
El envasado en atmósfera protectora ofrece mayor eficacia en la cadena de suministro
La prolongada preservación de los envases MAP permite a las empresas de procesado de alimentos, fabricantes, distribuidores y minoristas tener un mejor control de la calidad, disponibilidad y costes de los productos.
Los ciclos de alimentos frescos más largos permiten eliminar la frecuente rotación de productos, su retirada y nuevo almacenaje en el punto de venta; es decir, se reducen los costes de mano de obra y eliminación de residuos.
Los distribuidores pueden ampliar los territorios de distribución u ofrecer una mayor variedad de líneas de productos para el minorista, porque una reducción en los requisitos de sustitución de productos permite el crecimiento en otras áreas.
Los fabricantes pueden aprovechar los ciclos de reposición ampliados para reducir las demandas de requisitos de producción. La capacidad de fabricación se puede utilizar de forma más rentable con el desarrollo y oferta de nuevos productos.
Detección de fugas en paquetes: Su cuantificación y control del problema
Cualquier rotura que se produzca durante el proceso de envasado, aunque sea de pocas micras, puede comprometer aspectos necesarios tales como como la atmósfera interna, la mecánica y los efectos barrera del embalaje. Este fenómeno provoca entonces intercambios indeseables, principalmente de O2, CO2 y H2O, que se traducen en el deterioro del producto. Por tal motivo las fugas también representan un gran inconveniente en el envasado y la conservación de los alimentos. En los productos envasados en atmósfera modificada MAP, el análisis del gas durante la producción , no garantiza que su concentración y proporción permanecerán invariables durante la vida útil del mismo.
Si el paquete no se encuentra sellado correctamente, la fuga acelerará la transferencia del gas y el agua, reduciendo su vida útil. El mismo problema se observa en el envasado al vacío y en aire, generando un incremento en el crecimiento de hongos y bacterias además de alta humedad.
Los instrumentos EXOS y OXYLOS de la marca Abiss Anelolia miden y caracterizan las microfugas de los envases mediante el metodo de “compensación por presión”.
Una sobrepresión es aplicada al embalaje. En caso de existir una perdida , un volúmen continuo de aire es inyectado al paquete para mantener la presión. El volúmen de aire inyectado representa la pérdida de gas expresada en ml.atm/min, y el tamaño del poro se expresa en μm por cálculo.
LAS APLICACIONES DE LOS PROCESOS INDUSTRIALES
Para garantizar determinados procesos de fabricación, las industrias analizan las moléculas Ar, H2, He, O2, CO2, N2O y N2, así como el CO y el C2H4. Las aplicaciones implicadas pueden tener por objetivo las mezclas binarias o ternarias para la industria alimentaria, tales como la maduración de frutas, o incluso la fabricación de metales o el análisis de los gases de chimenea, por ejemplo.
Envasado de frutas y verduras en atmósfera modificada
A diferencia de la mayoría de alimentos, la fruta fresca y las verduras siguen “respirando” después de su cosecha. Este proceso consume el oxígeno y produce dióxido de carbono y vapor de agua. La clave para mantener frescos estos productos envasados consiste en reducir la tasa de respiración sin dañar la calidad del producto (su sabor, textura y apariencia). En general, la tasa de respiración puede reducirse manteniendo una baja temperatura, introduciendo unos niveles menores de oxígeno en la atmósfera protectora y aumentando los niveles de dióxido de carbono. Sin embargo, las cosas no son tan sencillas. Por ejemplo, si la cantidad de oxígeno de la atmósfera de envasado es demasiado escasa, se activará un proceso llamado respiración anaeróbica. Esto produce unos sabores y olores no deseados en el producto y causarán el deterioro del alimento. Además, un exceso de dióxido de carbono puede dañar a algunas variedades del producto.
Aparte de estas consideraciones, el alto contenido en agua de esta clase de alimento, junto con el hecho de que las frutas son intrínsecamente ácidas, puede provocar una descomposición con levaduras y moho. Asimismo, la carne puede reblandecerse por el ataque de enzimas provenientes de microbios, lo que con el tiempo provoca putrefacción. El material de envasado que se utiliza para la fruta y las verduras es especialmente crucial, así como lo permeable y respirable que sea el material. Si los productos se sellan dentro de un envase hermético, el oxígeno se agotará enseguida y podrían desarrollarse condiciones anaeróbicas no deseadas. Por otro lado, si el material es demasiado poroso, la atmósfera protectora escapará y no se conseguirá ningún beneficio.
El objetivo es alcanzar un estado conocido como equilibrio para producir una atmósfera protectora equilibrada o EMA por sus siglas en inglés. Aquí, el oxígeno y el dióxido de carbono pueden pasan del interior al exterior del envase y viceversa de modo que el oxígeno que se consuma dentro del envase se sustituye con oxígeno del exterior; el nivel de dióxido de carbono se mantiene de forma similar. Otra ventaja de una atmósfera protectora es que reduce la producción natural de la fruta o verdura de un gas llamado etileno, que acelera el proceso de maduración.
En un envase de ensalada mixta, por ejemplo, una EMA típica puede componerse de un 5 por ciento de oxígeno, un 15 por ciento de dióxido de carbono y un 80 por ciento de nitrógeno. Esto podría alargar el período de caducidad del producto hasta ocho días, mientras que si se expusiera al aire tendría suerte si se conservara fresco cuatro o cinco días. Una atmósfera protectora puede tener un efecto potente sobre la pigmentación marrón de la fruta y las verduras cortadas como patatas y manzanas, que resulta de una oxidación producida por las enzimas liberadas al dañar la carne. En estos casos, disponer de una mezcla de dióxido de carbono y nitrógeno en el envasado puede evitar la pigmentación marrón durante varios días, en vez de solo unos minutos u horas como ocurre al aire libre.
Alimentos preparados
Los alimentos prácticos modernos como las “comidas preparadas” que se envasan en bandejas, a veces con varios compartimentos que contienen distintos platos de carne o verduras, se están volviendo cada vez más populares. Comparten un lugar de preferencia con las comidas preparadas tradicionales como las pizzas y los bocadillos. El período de caducidad de estos alimentos preparados puede prolongarse significativamente gracias al envasado en atmósfera modificada, pero existen unos desafíos importantes para el desarrollo de los mejores materiales de envasado y mezclas de gas.
El problema de estos alimentos es la variedad de comestibles que contiene un solo envase. Una simple pizza, por ejemplo, tiene una base de masa cubierta de queso. Cada uno de estos elementos se deteriora de distinta manera. Por separado, tendrían un régimen de envasado en atmoósfera modificada distinto. Debe encontrarse una mezcla de gas apta para ambos. El sistema se vuelve aún más complicado con las comidas exóticas preparadas en bandejas o bocadillos con distintos rellenos.
No obstante, los expertos en MAP pueden diseñar la mejor manera de preservar esos alimentos con múltiples componentes. Por ejemplo, un nivel de oxígeno reducido, junto un mayor nivel de dióxido de carbono y nitrógeno, puede ampliar en cinco o seis días el período de caducidad de muchos tipos de bocadillo. Se ha demostrado, mediante varias pruebas, que la caducidad de las comidas preparadas y los productos con “cocinado-refrigeración” (alimentos preparados y cocinados antes de refrigerarlos rápidamente con pocos grados y almacenarlos a baja temperatura, para que luego el consumidor los recaliente) puede aumentar de 2-5 días a 5-10 días si se utiliza el envasado en atmósfera modificada. Además, se ha demostrado que el envasado en atmósfera modificada retrasa la aparición de un fenómeno característico relacionado con la carne de cerdo, ternera y aves precocinada: el “sabor a recalentado por oxidación”, un sabor rancio que puede desarrollarse en esos comestibles tras un par de días, si se almacenan al aire libre. Se ha demostrado que unos niveles de oxígeno bajos retrasan el desarrollo de dicho sabor.
Carne fresca
El envasado de carne fresca como ternera, cerdo y aves de corral en una atmósfera protectora presenta un reto interesante, debido a unos factores contradictorios. El tipo de bacterias que tienden a provocar la descomposición de la carne se llaman bacterias aeróbicas: necesitan oxígeno para sobrevivir. Por lo tanto, lo deseable sería una atmósfera con bajo contenido en oxígeno. Sin embargo, en el caso de los productos cárnicos, sobre todo la carne roja como la ternera, uno de los problemas principales de almacenamiento es asegurarse de que la carne conserve su color rojo atractivo: la carne tiende a volverse marrón cuando se expone al aire.
El color de la carne fresca lo determina principalmente la proteína mioglobina, presente en el tejido. La propia mioglobina es púrpura, pero puede reaccionar con el oxígeno para crear otras dos formas pigmentadas, la oximioglobina, que es roja, y la metamioglobina marrón. En el aire, la concentración de oxígeno se encuentra a un nivel que favorece la formación de metamioglobina, que vuelve la carne marrón. Sin embargo, con mayores concentraciones de oxígeno, hay más posibilidades de producir oximioglobina de color rojo intenso. De modo que con la mezcla de MAP apropiada (por lo general entre un 60 y un 80 por ciento de oxígeno) la carne fresca conserva su color apetitoso: la carne roja como la ternera necesita un mayor nivel de oxígeno que la carne de color menos intenso como el cerdo. Entonces ¿qué pasa con las bacterias? Afortunadamente, el gas de dióxido de carbono puede inhibir en gran medida el desarrollo de estas bacterias aeróbicas. Así que, si el resto del gas de la mezcla es dióxido de carbono (digamos un 20 por ciento), este detendrá el desarrollo de los microbios que descomponen la carne fresca; así pueden alcanzarse los dos objetivos: una apariencia atractiva y una baja tasa de descomposición.
Con las condiciones de envasado en atmósfera modificada correctas, se puede aumentar el período de caducidad de la carne roja de dos a cuatro días aproximadamente a entre cinco y ocho días en refrigeración, mientras que el de la carne de ave puede aumentar de 4-7 días a 16-21 días.
Productos de panadería
Los productos de panadería son excelentes candidatos para el envasado en atmósfera modificada; esta tecnología se utiliza en gran medida con esos comestibles. Los productos que suelen beneficiarse del envasado en atmósfera modificada son rollos de tortilla, pita, pan naan y otros tipos de pan plano. Debido a que estos productos tienen un contenido de agua relativamente bajo, el tipo de microbios que pueden causar una descomposición son principalmente mohos, ya que las bacterias prefieren una mayor cantidad de agua. Estos mohos son aeróbicos: necesitan el oxígeno del aire para desarrollarse. De modo que excluir el oxígeno y utilizar una alta proporción de dióxido de carbono (hasta el 100%) es una forma muy efectiva de prolongar significativamente la caducidad de estos productos de panadería. Una gran ventaja del uso muy elevado de CO2 como gas en una atmósfera modificada es que hace que el envasado sea relativamente fácil de examinar para buscar fugas.
Los sistemas de detección de fugas para el dióxido de carbono están bien desarrollados y pueden configurarse para que actúen automáticamente durante el proceso de envasado. La integridad de los materiales de envasado es especialmente importante para los productos de panadería, ya que cualquier fuga puede provocar que penetre el oxígeno, lo cual originaría enseguida el desarrollo de moho, además de provocar que el producto se seque y se vuelva duro. Un producto de panadería precocinado y envasado en una atmósfera compuesta exclusivamente de dióxido de carbono suele alargar su caducidad de cinco a 20 días aproximadamente, cuando se almacena a temperatura ambiente. Algunos productos pueden conservar un período de caducidad de hasta seis meses si se envasan en una atmósfera apropiada y con los materiales de envasado correctos. Al envasar así los productos de panadería no será necesario congelar los productos, facilitando y abaratando su almacenamiento, transporte y distribución.
Otros productos de panadería son válidos para el envasado en atmósfera modificada, aunque existen otros aspectos a tener en cuenta. Por ejemplo, en el caso de los productos glaseados, el exceso de dióxido de carbono puede provocar que su apariencia se deteriore. En casos así, se resuelve el problema con una cierta cantidad de nitrógeno en la mezcla.
Quesos
Puede que al principio suene algo extraña la idea de que haya que proteger al queso de los microbios: al fin y al cabo, los microorganismos tienen un papel crucial en la fabricación del queso. No obstante, aunque algunos microbios son “buenos” y útiles para fabricar queso, otros no lo son tanto y pueden provocar que se estropee. En general, los quesos duros que carecen de un alto contenido de agua son susceptibles de ser atacados por mohos, mientras que los quesos con mayor cantidad de humedad pueden verse afectados por bacterias. Las grasas de algunos quesos también pueden sufrir una oxidación por el oxígeno del aire, lo que puede provocar que el queso se vuelva rancio. El gas principal que se utiliza en el envasado en atmósfera modificada para prolongar la frescura del queso duro es el dióxido de carbono. El queso duro puede envasarse en una atmósfera compuesta únicamente de dióxido de carbono, mientras que para los quesos suaves, la proporción suele ser del 20 al 40 por ciento (el resto por lo general se compone de nitrógeno). La razón principal de que se haga esto con los quesos suaves es que, con el tiempo, el dióxido de carbono puede disolverse en el agua que se encuentra dentro del queso, lo que reduce el volumen de gas del envase, provocando eventualmente que el envasado se deshaga. La presencia del nitrógeno impide eso.
El envasado en atmósfera modificada es particularmente bueno para los quesos gratinados o en lonchas, ya que permite conservar un espacio en torno al queso cuando este se encuentra envasado. Esto permite al queso “respirar” y desarrollar más sabor, además de hacer que los trozos de queso individuales sean más fáciles de separar una vez abierto el envase. Este no es el caso si el queso está envasado al vacío, por ejemplo, cuando el contenido está necesariamente compactado. De esta manera, el MAP no solo alarga la caducidad del producto, sino que puede tener un efecto positivo sobre el sabor y la apariencia del queso.
Un queso duro como el cheddar que se haya envasado en una atmósfera de gran cantidad de CO2 puede ver su caducidad ampliada de dos a tres semanas a temperatura ambiente a un máximo de diez en un envasado en atmósfera modificada. Un queso suave puede durar por lo general ocho días si se almacena a temperatura ambiente y tres semanas si se hace bajo una mezcla adecuada de dióxido de carbono y nitrógeno.
Embutidos
En las carnes procesadas como el jamón, el salami y el chorizo existe una tendencia a que la carne pierda el color con el tiempo, si se almacena al aire libre. Cuando se curan las carnes crudas, a menudo adoptan un color rojo, debido a que la proteína mioglobina, cuyo color es púrpura, reacciona ante las sales que contienen nitrógeno y que se utilizan en el proceso de curado. Esta reacción provoca un pigmento rojo llamado nitrosilmioglobina. Si este se calienta posteriormente, su color se vuelve rosado.
Estos pigmentos rojos y rosados de las carnes procesadas pueden verse afectados por el oxígeno del aire y por la luz, que generan en ellos un color gris marrón. Si los productos se envasan en un material opaco, esto ralentiza la despigmentación producida por la luz. Si el producto, además, se encuentra en una atmósfera protectora con poco oxígeno y un nivel elevado de dióxido de carbono y nitrógeno, esto prolongará el período de caducidad.
Además, la carne procesada puede verse descompuesta por microbios. Dichos microbios suelen ser distintos de los que se encuentran en la carne cruda, debido a que por lo general se introducen durante las fases de procesamiento como el secado o el marinado. La composición de gas del envasado en atmósfera modificada también tiene en cuenta este perfil particular de posible deterioro microbiano y dicta las proporciones necesarias de dióxido de carbono y nitrógeno.
Por lo general, el envasado en atmósfera modificada amplía el período de caducidad de las carnes procesadas de entre dos y cuatro días a entre dos y cinco semanas.
Pescado y mariscos
Ampliar la caducidad del pescado fresco y mariscos como langostinos y gambas es todo un desafío, debido a la naturaleza especial del producto y a la existencia de múltiples tipos de pescado con distintas características y, por tanto, distintos requisitos de envasado. La carne del pescado y el marisco contiene pocos carbohidratos o ninguno, de modo que las bacterias presentes en la tripa y las agallas del pescado comienzan a actuar sobre la proteína del tejido muy rápido. Las enzimas de la carne también comienzan a degradar el tejido. El alto contenido en agua del tejido del pescado y el marisco posee un pH neutro (no es ni ácido ni alcalino); estas condiciones favorecen una rápida actividad de las bacterias y las enzimas, que provocan el deterioro, dando como resultado la producción de varias sustancias químicas que dan al pescado podrido su característico olor desagradable. El pescado con alto contenido de grasa, como el arenque y la caballa, también es susceptible de sufrir la oxidación producida por el aire y que provoca la rancidez. La clave para conservar fresco el pescado el mayor tiempo posible es mantener una baja temperatura, lo más cercana a 0oC que sea posible.
Uno de los grandes retos para elegir una atmósfera protectora adecuada que impida la proliferación de bacterias es que algunos microbios son aeróbicos (se desarrollan con el oxígeno) mientras que otros son anaeróbicos y la ausencia de oxígeno alienta su crecimiento. De modo que se necesita un equilibrio cuidadoso. Una proporción de dióxido de carbono en la atmósfera de envasado del pescado crudo, que sea superior al 20 por ciento y ronde por lo general el 50 por ciento, es efectiva para inhibir el desarrollo de las bacterias aeróbicas comunes. Cuando el CO2 se disuelve en agua, crea una solución ligeramente ácida que puede retrasar el crecimiento de estas bacterias. El oxígeno también contribuye a preservar el color de la carne. Sin embargo, en el pescado con gran nivel de grasa, es mejor emplear poco oxígeno o ninguno, para evitar que se vuelva rancio. El marisco como las gambas se envasa en una atmósfera que suele contener únicamente dióxido de carbono y nitrógeno. De este modo, con las condiciones de refrigeración correctas, se puede duplicar o incluso triplicar el plazo de caducidad, de unos días a dos o tres semanas en algunos casos.
Mezclas de gases por producto
