Capitulo 07 Teca 10

42 • TECA [Associació Catalana de Ciències de l’Alimentació], núm. 10 (desembre 2006), p. 42-50

TECNOLOGIA

La innovació tecnològica en els envasos alimentaris

RESUM: Els envasos alimentaris no estan al marge dels importants canvis que es produïxen en la nostra societat de consum. Els esforços en el sector productiualimentari per aportar noves tecnologies i nous materials, la forta competència en el sector de la distribució i la necessitat de diferenciació entre productes de preu i qualitat molt similars, fa de l’envàs un element diferenciador fonamental.Els productors també volen utilitzar l’envàs per donar informació al consumidor,per identificar la traçabilitat, el preu, a més d’altres aspectes que la legislació sol demanar (codis de barres o microxips). D’altra banda hi ha la compatibilitat de l’envàs amb les noves tecnologies de processament (irradiació, altes pressions, microones, etc.) i el cada dia més important impacte ambiental.A tot això cal afegir les alarmes mediàtiques relacionades amb la seguretat delsaliments.

La innovació en envasos alimentaris va més encaminada a la millora delsmaterials ja coneguts que permetin noves tècniques d’envasar o de processar en la línia de producció. Les millores estan orientades a reforçar l’efecte barrerad’alguns materials, per exemple, aplicant metal·litzats en el disseny de pel·lícules de permeabilitat modificable o selectiva. Una línia de recerca és l’obtenció depolímers a partir de fonts renovables (biopolímers) per a recobriments comestiblesdels aliments i per a envasos biodegradables.

Els anomenats envasos actius o intel·ligents que aporten o eliminen enzims,gasos, aromes, etc., en l’aliment envasat, amb la qual cosa prolonguen la seva vidaútil, normalment solen ser materials continguts en una bossa dins de l’envàsprincipal junt amb l’aliment.

SUMMARY: Food packaging challenges at present are highly demanding, and shouldaccomplish several functions such as quality preservation, carrying consumerinformation, as well identification capabilities as traceability, bar codes, etc.On the other hand, new food processing technologies such as irradiation, highpressure, microwave, etc. should be compatible, as well as environment friendlyrequirements.

Innovation trends on food packaging, in particular material improvements toenhance barrier effect, are described and discussed, in particular concerning activeand intelligent packaging.

PARAULES CLAU: envasos alimentaris, plàstics per a envasos, envasos actius, envasosintel·ligents, biomaterials.

RAMÓN CATALÁ I RAFAEL GAVARA

Institut d’Agroquímica i Tecnologiad’Aliments. CSIC

Ponència dictada a la jornada sobre«Ciència i tecnologia dels aliments alcomençament del segle XXI», el dia 14 de desembre de 2005, organitzadaper l’ACCA.

Capitulo 07 Teca 10 9/2/07 14:55 Página 42

1. INTRODUCCIÓ

n una època de canvis coml’actual, en la qual succeei-xen mutacions importants al’escenari mundial en tots

els àmbits, els envasos no n’han que-dat al marge. Globalització, interna-cionalització, obertura de mercats,estabilitat econòmica en les àreesgeogràfiques de nivell econòmicmés elevat, junt amb factors socialscom l’envelliment de la població,més poder adquisitiu, canvis en lesformes de convivència, grandària deles llars i usos familiars, canvis d’u-sos i de costums alimentaris, etc., fansorgir noves formes d’envasos i detecnologies d’envasament.

Les innovacions són contínues,fruit dels molts esforços i recursosque cada dia més dediquen a lainvestigació i al desenvolupamentels sectors productors i usuaris d’en-vasos i embalatges, tractant de satis-fer les demandes dels consumidorsen unes societats culturalment ieconòmicament avançades. Perquèla demanda social va més enllà de lasimple satisfacció de les necessitatsbàsiques. El consumidor exigeixsatisfacció en aspectes com arahigiene, salubritat, requisits nutri-cionals, qualitat, confiança, conve-niència, funcionalitat, innovació,etc. És indubtable que el desenvolu-pament tecnològic dels envasoscontribueix molt significativamenta la satisfacció d’aquestes deman-des, i fins i tot en molts casos ésl’envàs tant o més que el producte elque comunica la satisfacció de lesexpectatives, encara que en granmanera la major part dels avençostecnològics no siguin fàcilment per-ceptibles pel consumidor.

Les exigències dels consumidorsconstituïxen, sens dubte, la princi-pal força impulsora del desenvolu-pament i de la innovació. Dia a diacreix l’interès per disposar d’ali-ments naturals o amb mínims trac-taments d’elaboració i de conserva-ció, així com productes ja preparatsi llestos per al consum o que exigei-xin una preparació mínima —pro-ductes de conveniència—, al costatde la demanda creixent de produc-

tes ecològics, dietètics, lleugers, fun-cionals, etc. I dintre d’aquestesexigències del consumidor, tambécal fer referència als envasos. El con-sumidor desitja funcionalitat, ambporcions adequades als distintsestrats o grups de població, a con-seqüència dels canvis socials (aug-ment de llars monoparentals, men-jars fora de la llar, menjadors d’em-presa o d’institucions, etc.). I tambésón demandes importants ergono-mia —aspecte que fins fa poc haestat lluny de les preocupacions delsdissenyadors d’envasos—, segure-tat, inviolabilitat i dificultat d’ober-tura per als nens. Sense oblidar eldisseny i la novetat, base de la com-petitivitat, sobretot per als sectorssocials amb més poder adquisitiu. Itambé cada dia més sostenibilitat,és a dir, que procedeixin de mate-rials i tecnologies respectuosos ambel medi ambient i no contribueixina degradar-lo.

Un segon aspecte que es consi-dera, no menys important, és el con-junt d’interessos que plantegen elssectors de la producció i la comer-cialització de productes. S’assisteixa una forta concentració empresa-rial als sectors generadors d’envasosi de productes envasats, amb deslo-calització de factories i subminis-traments multinacionals. Es poten-cien les llistes de subministradors, elsubministrament just a temps i, pertant, la necessitat d’assegurament dela qualitat. Però, possiblement, finsi tot té més incidència com a forçaimpulsora del desenvolupament ladistribució. Dia a dia s’incrementenles grans superfícies de venda con-trolades per unes poques empresesde la gran distribució, que dicten leslínies d’innovació, amb incidènciadirecta en el desenvolupament delsenvasos i embalatges. La forta com-petència en el sector de la distribu-ció i la necessitat de diferenciació deproductes amb característiques moltsimilars de preu i qualitat, fa del’envàs un element diferenciadorfonamental a l’hora de comercialit-zar-lo. Uns altres aspectes d’im-portància creixent en el món de ladistribució són les noves formes delogística i transport, i els nous siste-

mes de comercialització, com ara elcomerç electrònic, que sens dubteintrodueix nous requisits als enva-sos per a adequar-se a les exigènciesque planteja. I un nou tema que pre-ocupa cada dia més les empreses, elque es coneix per traçabilitat, o pos-sibilitat d’identificar a cada momentles incidències que sofreix el pro-ducte envasat des de la seva fabri-cació fins al consum.

Un tercer element en considera-ció, a més dels consumidors i lesempreses com a força impulsora dela innovació, són les legislacionssanitària, d’etiquetatge i mediam-biental. Particularment, la legislaciómediambiental apareix com un nouelement que té una presència nota-ble en el desenvolupament delsenvasos. La incidència mediam-biental ha passat a ser un temaestratègic de la tecnologia d’envasosi embalatges.

I a més de tots els aspectescomentats cal considerar també elsavenços tecnològics que propor-ciona la investigació. Els desenvolu-paments de nous materials o tecno-logies, com ara les nanopartícules,la irradiació, els tractaments ambaltes pressions, etc., aporten novessolucions a l’envasat, encara que nofos aquest el seu objectiu inicial niel seu camp immediat d’aplicació.

2. TENDÈNCIES I INNOVACIONSEN ELS MATERIALS I ENVASOSPER A ALIMENTS

Encara que dia a dia s’introduïxennous materials, els envasos tradi-cionals de llauna, vidre, paper o car-tró segueixen ocupant un llocimportant en l’envasament d’ali-ments, si bé subjectes a contínuarenovació, amb noves tècniques de fabricació que busquen la reduc-ció de l’ús de matèries primeres i d’energia, la utilització de matèriesrenovables, la reducció d’espessors,així com la millora de les seves carac-terístiques i també la màxima pro-ductivitat i automatització dels processos productius.

Junt amb els avenços en les tèc-niques de fabricació i millora de pro-

TECA / 10 • 43

E


pietats, es produeix una contínuarenovació en els dissenys, tant enl’aspecte estructural com gràfic. S’in-troduïxen noves formes que bus-quen la satisfacció del consumidor ila diferenciació de marca i/o pro-ducte, i també adaptar-se a lesnecessitats que creen les modernestècniques de logística, transport idistribució comercial. El dissenyassistit per ordinador, juntamentamb tecnologies avançades d’im-pressió, aconsegueixen dissenys querevolucionen la imatge tradicionald’alguns tipus d’envasos. Exemples

característics de noves formes d’en-vasos són les ampolles d’alumini, lesnoves llaunes amb formes o les llau-nes amb gasificació per a cervesa.

Els diferents materials i envasostracten així de renovar-se, en unaconstant pugna per mantenir o aug-mentar la seva presència als mercats,enfront dels reptes de la competèn-cia que plantegen els altres materialsi les contínues exigències dels con-sumidors, però sobretot la com-petència dels materials plàstics, laprogressiva implantació dels qualsha anat ocupant totes les àrees de la

tecnologia de conservació d’ali-ments. Generalment, els materialsplàstics i complexos aporten unagran gamma de característiquesadaptables a necessitats específi-ques i, d’altra banda, aquests mate-rials van introduir canvis qualitatiusd’importància decisiva per a laindústria alimentària, ja que possi-biliten noves formes d’envasamentper a les quals els materials clàssicsno són apropiats, amb el desenvo-lupament de conceptes com l’envàsflexible i els processos d’envasamentintegrats en línia, l’envasament enatmosfera modificada, etc.

Línies d’innovació dels envasosde materials plàstics És difícil tan sols citar els nombro-sos materials i les tècniques ques’han desenvolupat en aquests anys.S’ha de tenir en compte que cadaplàstic, fins i tot considerant la resinaamb les seves característiques bàsi-ques, es pot fabricar amb un ampliespectre de propietats diferents. Sóncontinus els desenvolupaments denous materials amb propietats espe-cífiques, així com les millores en lestècniques d’obtenció i de manipu-lació que possibiliten nous usos omilloren significativament materialsben implantats. Algunes de les líniesd’innovació dels materials plàsticsdignes de destacar són els nousdesenvolupaments en materialsbarrera, els materials de permeabi-litat modificable o selectiva i els bio-polímers obtinguts a partir de matè-ries primeres renovables.

Materials barrera. Les exigències dequalitat i vida útil dels aliments estanimpulsant el creixent ús de materialsbarrera. En regressió el PVC per laseva incidència mediambiental i jaben establert el EVOH i els metal·lit-zats amb alumini com a materialsbàsics, es treballa activament en tec-nologies molt diferents per a aten-dre la creixent demanda de mate-rials barrera per a l’envasament detot tipus de productes.

Es comercialitzen ja nous mate-rials barrera amb excel·lents presta-cions, com les poliamides aromàti-ques, el polietilennaftalat (PEN), els

44 • TECA / 10

S’introduïxen noves formes quebusquen la satisfacció

del consumidor i la diferenciacióde marca i/o producte, i també

adaptar-se a les necessitats quecreen les modernes tècniques

de logística, transport i distribuciócomercial

Algunes de les línies d’innovaciódels materials plàstics dignes

de destacar són els nousdesenvolupaments en materials

barrera, els materials de permeabilitat modificable o selectiva i els biopolímers

obtinguts a partir de matèriesprimeres renovables


poliaminoèters o els polímers decristall líquid (LCP). Els nous LPCtenen permeabilitats a l’oxigen decinquanta a cent vegades més baixaque el PET, si bé són molt cars i nohan trobat encara aplicació per aenvasos. Uns altres nous materialspolimèrics interessants que podenser comercials en un futur molt pro-per són les policetones alifàtiques(PK), que s’obtenen per catàlisimetal·locènica a partir de compos-tos molt senzills i barats, com olefi-nes i monòxid de carboni. Aquestsmaterials presenten una barrera a l’oxigen similar als copolímersEVOH, poden processar-se fàcil-ment i no són tan sensibles a l’aigua.

Una manera d’obtenir materialsbarrera àmpliament estudiada és l’aplicació de recobriments trans-parents d’òxids de silici o d’alumini, amb diverses tècniques de deposi-ció al buit. Aquests tractamentss’han aplicat sobre PET, PP o PA, i s’han obtingut materials transpa-rents, resistents a l’aigua, esterilitza-bles i amb una barrera comparableals metal·litzats. Encara que hi haalguns desenvolupaments comer-cials la introducció d’aquests enva-sos és molt lenta, a conseqüència delpreu alt i d’algunes limitacions tèc-niques. També s’ha tractat d’acon-seguir bones propietats barrera ambrecobriments de capes d’adhesiusde laminació, tintes d’impressió o vernissos. Es treballa per a modi-ficar formulacions de resines derecobriment tractant de millorar lesseves característiques de barrera.Aquestes tecnologies ja s’utilitzenper a millorar la impermeabilitat en ampolles de PET (Lange i Wyser,2003).

Una altra alternativa que ésobjecte de gran atenció, amb excel-lents perspectives de futur per aldesenvolupament de materialsd’alta barrera, és la incorporació alspolímers d’ús comú de componentsque redueixin la velocitat de trans-ferència de substàncies de baix pesmolecular. La dispersió de partícu-les inorgàniques de pocs nanòme-tres en concentracions inferiors al 10 % en una matriu polimèrica, elque es coneix per nanocompostos,

permet aconseguir una sèrie de pro-pietats, com un increment notableen la rigidesa (mòdul elàstic) l’esta-bilitat tèrmica i dimensional, i en lespropietats barrera, sense compro-metre d’altres propietats com latenacitat i transparència, de granimportància en el disseny d’envasosalimentaris. Les millores observadesen les propietats barrera i mecà-niques tenen com a origen la grandispersió, l’escassa grandària de par-tícula (pocs nanòmetres) i l’alta rela-ció d’aspecte (relació entre longitudi espessor) que presenten les nanolà-mines ceràmiques exfoliades de sili-cats en la matriu polimèrica. Laimpermeabilitat de les nanolàminesincrementa de manera notable latortuositat del camí de difusió delspermeats al llarg de l’espessor del’envàs. S’estan realitzant nom-brosos estudis amb la finalitat dedesenvolupar nanocompostos i jan’existixen alguns de comercials.D’especial rellevància són els nano-compostos amb poliamides, que enalguns casos semblen aconseguir elsnivells barrera dels EVOH i fins i totels milloren a humitats relatives ele-vades. L’aplicació d’aquesta tecno-logia a materials que per si mateixosja són d’alta barrera podria conduira materials «superbarrera» (Cabedoet al., 2004).

Sens dubte, l’interès pels mate-rials d’alta barrera continuarà els

anys vinents amb nous desenvolu-paments en les diferents línies apun-tades.

Pel·lícules amb permeabilitat mo-dificable o selectiva. Aquests mate-rials són objecte de gran atenció peral desenvolupament de l’envasa-ment en atmosferes modificadesd’aliments amb altes taxes d’inter-canvi gasós. Un gran nombre d’ali-ments que s’envasen amb atmos-feres modificades són productesfrescos, com ara fruites i hortalisses,carns i peixos, que durant la distri-bució i fins que es consumeixenmantenen una apreciable activitatbiològica, per la qual cosa requerei-xen un adequat intercanvi de gasosper a mantenir a l’interior de l’envàsl’atmosfera adequada; són necessa-ris, per tant, materials de permeabi-litat modificable i/o selectiva.

Es treballa activament en el des-envolupament de polímers ambaquestes característiques i ja hi ha enel mercat alguns materials d’interès,com els copolímers butadiè-estirè,alguns polímers metal·locènics irecobriments acrílics. El desenvolu-pament d’aquests materials seràtambé els anys vinents un delscamps d’innovació.

Biopolímers. Un tema de màximinterès actual i línia prioritària d’in-vestigació són els polímers derivats

TECA / 10 • 45

Un tema de màxim interès actual i línia prioritària d’investigaciósón els polímers derivats de fontsrenovables, genèricamentbiopolímers, obtinguts a partir de macromolècules naturals, coma substituts dels actuals polímerssintètics procedents del petroli


de fonts renovables, genèricamentbiopolímers, obtinguts a partir demacromolècules naturals, com asubstituts dels actuals polímerssintètics procedents del petroli.

Biopolímers obtinguts a partir depolisacàrids, proteïnes o lípids sónobjecte d’estudi com a materialsd’envàs o recobriments d’aliments.Es poden obtenir per extracció a par-tir de biomassa (midó, quitosan,gelatina, col·lagen, gluten, zeïna,etc.), per síntesi química a partir demonòmers obtinguts de biomassa(àcid polilàctic i uns altres poliès-ters), o bé produir-se per microor-ganismes (cel·lulosa bacteriana,polihidroxialcanoats, etc.). Aquestsmaterials poden ser biodegradablesi molts, comestibles, i permeten uncontrol fisicoquímic i microbiològicdels aliments igual o superior alsplàstics convencionals, als qualspoden ser una bona alternativa pera usos molt diferents (Olivas i Bar-bosa-Cánovas, 2005).

Es poden obtenir en forma depel·lícules per les tècniques conven-cionals d’extrusió o de laminació, oalternativament poden ser aplicatsformant recobriments sobre polí-mers, generalment després de solu-bilització, dispersió o emulsió delpolímer. Les característiques mecà-niques, permeabilitat, etc., depenendels polímers utilitzats. Els materialsamb una alta proporció d’enllaços -H-, com ara proteïnes i polisacàrids,

tenen bones propietats barrera degasos a humitats baixes. Films fetsamb lípids i ceres es poden utilitzarper a altes condicions d’humitat.

Ja hi ha en el mercat alguns bio-polímers als quals se’ls troba aplica-cions pràctiques, principalment alJapó i també a Europa. Els polihi-droxialcanoats (PHA) constituïxenuna família de polièsters d’origenmicrobià ben desenvolupats, ambcaracterístiques similars a les del PPconvencional. Poden trobar aplica-cions pràctiques molt diverses endiferents sectors industrials, malgratque els elevats costos d’obtenció i depurificació limiten la seva extensiócomercial, centrada en usos mèdicsi productes cosmètics. També escomercialitzen copolímers de mi-dons amb caprolactones, com a polí-mers termoplàstics, essencialmentcristal·lins, que troben també apli-cació sobretot en el sector mèdic.Però, possiblement, el biopolímer demés desenvolupament comercial és

l’àcid polilàctic. Aquest biopolímerés un polièster alifàtic polimeritzat apartir d’àcid làctic, que s’obté perfermentació de sucres de blat demoro, remolatxa, etc. Es comercia-litzen biopolímers d’àcid polilàcticper a aplicacions molt diverses enenvasos, sobretot terrines i ampollesper a begudes, i també materialsauxiliars, com plats i coberts (Wu etal., 2002; Tharanathan, 2003; Olivasi Barbosa-Cánovas, 2005).

No obstant això, les excel·lentspossibilitats i l’avançat grau dedesenvolupament dels biopolímersno poden considerar-se, en general,econòmicament competitius, si bépot pronosticar-se un ampli desen-volupament per als anys vinents.

Envasos actius i intel·ligents Però, sens dubte, la línia d’innova-ció que suscita més interès són elsenvasos actius i intel·ligents.

Tradicionalment, una de lescaracterístiques millor valoradesdels envasos era la seva inèrcia res-pecte de l’aliment envasat. L’envàshavia d’actuar com un simple con-tenidor i barrera aïlladora del mediexterior, amb mínima incidènciasobre el producte envasat.

En l’última dècada, no obstantaixò, estan emergint noves tecnolo-gies de conservació d’aliments basa-des, precisament, a potenciar o apro-fitar les possibles interaccions del’envàs amb el producte i/o el mediambient. Així, per exemple, durantl’emmagatzematge de productesvegetals en atmosfera modificada esgeneren o consumeixen gasos comoxigen, diòxid de carboni, etc., ambmés o menys velocitat, segons lescaracterístiques del producte. Doncsbé, amb la introducció en l’envàs decertes substàncies que eliminin ogenerin aquests gasos i el control dela permeabilitat del material d’envàs,pot mantenir-se l’atmosfera ade-quada per a la millor conservació del’aliment envasat. Aquesta manipu-lació de l’atmosfera d’envasamentens duu al concepte d’«envàs actiu»(Catalá i Gavara, 2001).

S’entén per envàs actiu un sis-tema entre aliment, envàs i entornque actua de manera coordinada pera millorar la salubritat i la qualitat del’aliment envasat i augmentar la sevavida útil. En general, l’objectiu del’envàs és protegir l’aliment enva-sat contra els agents responsables de l’alteració física, química, enzi-màtica o microbiològica, mitjan-çant interaccions beneficioses crea-des entre l’aliment i l’envàs. Ambaquesta definició s’amplia el con-cepte d’envàs, que passa de ser unmer contenidor —envàs passiu— a

46 • TECA / 10

S’entén per envàs actiu unsistema entre aliment, envàs

i entorn que actua de maneracoordinada per a millorar

la salubritat i la qualitat de l’aliment envasat i augmentar

la seva vida útil


ocupar un paper actiu en el mante-niment o fins i tot la millora de laqualitat de l’aliment envasat. Real-ment, l’envàs corregeix les deficièn-cies del sistema de conservació, ambdiverses maneres d’actuació, bésobre la composició de l’atmosferainterior mitjançant materials selec-tius amb substàncies que emeten oretenen gasos i vapors, bé sobre lacomposició i/o les característiquesde l’aliment, alliberant substànciesd’acció positiva sobre l’aliment oabsorbint o retenint componentsindesitjables.

Al novembre de 2004 es va ferpública una nova reglamentacióeuropea sobre els materials i objec-tes destinats a entrar en contacteamb l’aliment (Reglament (CE)1935/2004), en la qual es defineix elmaterial o objecte actiu com «aquelldestinat a ampliar el temps de con-servació, o a mantenir o millorarl’estat dels aliments envasats, i queestà dissenyat per a incorporar deli-beradament components que trans-metin substàncies als aliments enva-sats o a l’entorn d’aquests o queabsorbeixin substàncies dels ali-ments envasats o de l’entorn d’a-quests». També la mateixa regla-mentació distingeix i defineix el concepte de materials i objectesintel·ligents en contacte amb ali-ments com «els materials i objectesque controlen l’estat dels alimentsenvasats o l’entorn d’aquests».

El concepte d’envàs actiu no ésrealment nou. Al cap i a la fi les fullesamb què poblacions indígenes depaïsos tropicals recobrixen algunsproductes tradicionals són bonsexemples d’envasos actius; aques-tes fulles proporcionen al productecompostos aromàtics i enzims, res-ponsables d’algunes de les caracte-rístiques sensorials per les qualsaquests aliments són benvolguts,així com agents antimicrobians que contribuïxen a conservar-los.Actualment, amb la redefinició delconcepte d’envàs actiu i la sevaacceptació per part de les legisla-cions sanitàries internacionals, espot pensar a dissenyar envasos i tec-nologies d’envasament d’acord ambles necessitats dels diferents pro-

ductes i del mercat consumidor, quepossibilitin noves formes de con-servació i comercialització d’ali-ments.

Els envasos actius poden acon-seguir-se per diversos mitjans, peròsón dos bàsicament els mecanismesd’actuació, o bé introduint l’elementactiu a l’interior de l’envàs, junta-ment amb el producte que s’envasa,o bé formant part l’element actiu delmaterial d’envàs.

Des dels inicis del desenvolupa-ment d’aquestes tecnologies lamanera més usual d’introduir l’ele-ment actiu ha estat la utilitzaciód’una petita bossa, un sobre o unaetiqueta, que contenia aquest prin-cipi —per exemple, ferro per a eli-minar l’oxigen residual en l’envàs, ogel de sílice per a eliminar la humi-tat. La bossa es construeix ambmaterial polimèric suficientmentpermeable per a permetre l’allibera-ment i/o actuació del principi actiu,però sense que entri en contacte, engeneral, amb el producte. Per des-comptat, han d’usar-se matèriesactives que no posin en perill la salu-britat del producte envasat. Actuenaixí la major part dels sistemes quehan constituït la primera generaciód’envasos actius i fins i tot és encarala tècnica més generalitzada.

Una alternativa que ja s’utilitzaàmpliament per a alguns productesi que presenta les millors perspecti-ves de futur, és la introducció delprincipi actiu en el material d’envàs,bé formant part del polímer, béincorporat per mitjà d’algun delsseus components. Podria dir-se quees tracta d’un efecte positiu delsmecanismes de migració i sorció; enlloc de cedir a l’aliment substànciesindesitjables cedeix substànciesamb efecte beneficiós, prèviamentincorporades, o bé elimina per sor-ció components indesitjables de l’a-liment. Aquesta és, sens dubte, laforma més atractiva per al consu-midor, que així no troba res estranya l’interior de l’envàs que pugui cri-dar-li l’atenció i fer-li dubtar sobrela qualitat sanitària de l’aliment queva a consumir. En general, els mate-rials utilitzats per als envasos sónpolímers sintètics convencionals,

però també biopolímers d’origennatural, que en aquests últims anystenen gran interès. Els biopolímerscomestibles han passat d’utilitzar-se solament com a recobriment d’al-gunes fruites a ser vehicle de trans-port de nutrients, agents micro-bians, etc., perquè els processos dedifusió hi són més fàcils de contro-lar que en les pel·lícules sintètiques.

L’envàs actiu ha anat introduint-se comercialment, i ja són molts imolt diversos els usos, sobretot alJapó i a Austràlia i quelcom menysals Estats Units. En Europa, fins almoment la introducció d’aquestsenvasos ha estat mínima, si bé ambla recent aprovació de la nova legis-lació comunitària és probable unaràpida expansió.

S’han proposat formes moltdiverses d’envasos actius per al con-trol de diferents problemes de dete-rioració o d’alteració de la qualitatdels aliments, com ara control degasos a l’espai de cap dels enva-sos —oxigen, diòxid de carboni,etilè...—, addició d’antioxidant i deconservants químics, regulació de lahumitat, incorporació d’aromes, eliminació d’olors estranyes i subs-tàncies indesitjables, o control de la contaminació microbiològica(Ahvenainen, 2003; López-Rubio etal., 2004).

Sens dubte, l’aplicació actualmés freqüent dels envasos actius ésel control i la modificació de l’at-mosfera interior dels envasos, per simateixos o com a complement de lacapacitat de barrera del material, pertal d’aconseguir la composiciógasosa adequada per a la conserva-ció del producte. S’han proposatsolucions molt diverses per al con-trol de l’oxigen, del diòxid de carbonii de la humitat i, en menor mesura,de l’etilè i l’alcohol, gran nombre deles quals ja plenament comercialit-zades.

Els absorbidors d’oxigen consti-tuïxen l’aplicació actual més estesa;el control de l’oxigen a l’interior delsenvasos sempre és una exigència pera una conservació més bona dels ali-ments. En general, les tecnologiesactuals per al control d’oxigen esbasen en oxidació de metalls o òxids

TECA / 10 • 47


metàl·lics, àcids grassos insaturats oenzims. Amb aquests sistemes, s’a-consegueix reduir la presència d’o-xigen a un nivell inferior del 0,01 %,en combinació amb l’ús de materialsd’alta barrera. Alguns d’aquests sis-temes s’han emprat amb èxit per alcontrol de l’oxigen en productes debrioixeria, pastes, formatges, fruitssecs, carns i peixos o begudes.

També està estès l’ús d’envasosactius per al control del diòxid de car-boni en l’envasament en atmosferamodificada de fruites i hortalisses. Escomercialitzen bosses que contenenhidròxid càlcic o carbó actiu per aabsorbir l’excés de diòxid de carbonique es genera abundantment en larespiració de moltes fruites, o bébicarbonat sòdic com a emissor d’a-quest gas per a alguns productesvegetals o fruits secs. Una altra apli-cació interessant és el control del diò-xid de carboni en el cafè envasat; elcafè genera gas després del procés detorrat i la seva acumulació pot crearla pressió suficient per a posar enperill la integritat de l’envàs.

L’etilè té un paper important enla vida posterior de la col·lecció delsproductes del camp com a hormonade la maduració. És necessari con-trolar-lo i eliminar-lo en moltes oca-sions per a l’adequada conservacióde nombroses fruites. S’han aplicatamb més o menys èxit diferents tèc-niques per a la remoció d’etilè, uti-litzant com a absorbidors substàn-cies com ara carbó activat, gel de

sílice, minerals, nitrat d’argent, i d’al-tres minerals, però l’element méscomú és el permanganat potàssicsuportat en diferents materials com alúmina, zeolita o sepiolita. Hiha disponibles diferents sistemescomercials, tant aplicats en bossespermeables amb l’absorbidor comen pel·lícules plàstiques flexiblesimpregnades amb minerals del tipuszeolita.

El control de la humitat és unaaltra aplicació comercial dels enva-sos actius. S’empren àmpliamentper al control de la condensaciód’aigua a l’interior de l’envàs decarns o productes vegetals frescos,que enlletgixen la presentaciócomercial del producte; s’incorpo-ren al plàstic additius amb la missióde reduir la tensió superficial de lesgotes de condensat fins a formaruna fina pel·lícula contínua tot justperceptible. Una altra aplicació inte-ressant és la retenció dels líquidstraspuats en carns i peixos frescosenvasats. Per a això s’han dissenyatdiferents sistemes basats en polí-mers absorbents amb copolímers demidó o poliacrilats, que podensituar-se en el fons de les safates decomercialització de l’aliment, pro-tegits per una làmina de polietilè opolipropilè.

S’estudien tècniques d’envasa-ment actiu per al control del creixe-ment superficial de microorganis-mes en els envasos. Així, s’ha assajatamb èxit l’ús de nisina o derivats dels

àcids benzoic, sòrbic i propiònic endiferents films plàstics i en polímerscomestibles. També s’ha assajat laincorporació als materials d’envàsde zeolites, que retenen i alliberende manera controlada aquestessubstàncies. La incorporació d’a-gents microbicides als materialspolimèrics és, sens dubte, una tèc-nica de gran potencial. Permet l’alli-berament lent i la incorporació a l’a-liment d’un agent fungicida o bac-tericida que pot reduir la càrregamicrobiològica de productes frescossense cap altre tractament, amb laqual cosa s’allarga el temps de co-mercialització.

En la mateixa línia hi ha actual-ment nombrosos grups d’investi-gació estudiant la introducció dediferents additius per a usos moltespecífics, que poden tenir graninterès pràctic. Així, s’ha estudiat laimmobilització de l’enzim naringi-nasa, que produeix el trencament deles flavonones, responsables deldesenvolupament del sabor amargdels cítrics, en un polímer que potincorporar-se a l’interior d’un envàsde cartró complex dels que s’emprenhabitualment per a l’envasat de sucs.Quan el suc està en contacte amb elpolímer l’enzim hidrolitza els com-postos amargs i fa que la begudas’endolceixi amb el temps. Tambés’ha assajat la immobilització d’en-zims per a eliminar colesterol i lac-tosa en llet envasada, la qual cosapossibilitaria el consum d’aquestproducte als qui no poden fer-ho perla coneguda intolerància a la lactosa.

Sens dubte, l’envasament actiuconstituïx ja a hores d’ara una alter-nativa plenament acceptada, ambexcel·lents perspectives de futur pera la millora de la qualitat i l’augmentde la vida útil dels aliments indus-trialitzats. D’altra banda, el termeenvàs actiu apareix molt sovint al costat del de envàs intel·ligent.Ambdós termes s’han usat en mol-tes ocasions com a sinònims, quanrealment es refereixen a conceptesdiferents, encara que poden ser enmolts casos complementaris.

S’entén per envàs intel·ligent unenvàs capaç d’efectuar una funcióintel·ligent, com detectar, mostrar,

48 • TECA / 10

S’entén per envàs intel·ligentun envàs capaç d’efectuar

una funció intel·ligent, comdetectar, mostrar, registrar

o comunicar una informació sobre l’estat de l’aliment

envasat o l’entorn d’aquest


registrar o comunicar una informa-ció sobre l’estat de l’aliment envasato l’entorn d’aquest, per a facilitaruna presa de decisions que permetiestendre’n la vida útil, augmentar-ne la seguretat, millorar-ne la quali-tat o prevenir possibles problemes.L’envàs intel·ligent implica sempreel sistema complet aliment/envàs/entorn, de manera que l’envàs ana-litza el sistema, processa la infor-mació i la presenta, sense exercirgeneralment cap acció. Per contra,l’envàs actiu realitza l’acció. Amb-dues funcions poden ser, per tant,complementàries i no excloents(Yam et al., 2005).

En la pràctica, qualsevol que siguila forma que prengui un envàsintel·ligent, consta d’un dispositiu ouna mena de presentació, d’adqui-sició o de processat de dades, un sistema de comunicació de la infor-mació i un dispositiu receptor d’a-questa que permeti la presa de deci-sions. Totes aquestes funcions podenfins i tot ser en un sistema únic.Generalment, el sistema intel·ligentestà constituït per una etiqueta oplaca situada sobre l’envàs que faci-lita la informació i la comunicació.Hi ha dues formes bàsiques d’enva-sos intel·ligents: a) sistemes porta-dors de dades —etiquetes de codisde barres o plaques d’identificacióper radiofreqüència— que s’usen per a emmagatzemar o transmetredades i b) indicadors d’incidèn-cies en l’envasament —indicadorsde temps i temperatura, indica-dors de gasos o biosensors —quepermeten el control del medi i delproducte envasat (Yam et al., 2005;De Jong et al., 2005).

El codi de barres és, amb molt, laforma més simple i estesa de sistemaintel·ligent. Actualment, s’aplica pera la comercialització de tot tipus deproductes envasats, però la infor-mació que pot facilitar és limitada,fins i tot la de les noves formes decodis de barres desenvolupades. Lesetiquetes o plaques d’identificacióper radiofreqüència (RFID) són unaforma més avançada d’emmagatze-matge i identificació automàtica dedades, que comença a ser aplicadaals productes envasats. Un sistema

RFID consta d’un emissor, que emetones de radiofreqüència per a cap-tar la informació d’una etiqueta oplaca situada en l’envàs, que éstransferida a un sistema de lectura id’elaboració de la informació. Lesplaques o els dispositius RFID podenser etiquetes passives que contenenla informació i que s’activen per l’e-nergia que subministra el lector, opoden disposar d’un circuit o micro-xip propi que emet els senyals al lec-tor. Sigui quin sigui el sistema,aquests dispositius no requereixenque el lector les visualitzi per a latransferència de dades i poden serllegides amb gran rapidesa. Els dis-positius de RFID poden emmagat-zemar gran quantitat d’informaciócomercial del producte, però tambéinformació tècnica, com ara lesincidències tèrmiques, característi-ques nutricionals de l’aliment o ins-truccions d’ús. La implantació de laRFID per al control d’envasos és aramolt incipient, ja que el seu preu és molt elevat com perquè l’assu-meixin la major part de productesde consum, però s’espera que enmolt pocs anys la identificació perradiofreqüència estigui tan implan-tada en els envasos com ho estàactualment el codi de barres.

Una altra línia de desenvolupa-ment d’envasos intel·ligents per aaliments que suscita gran interès sónels genèricament qualificats d’indi-cadors d’incidències en l’envasa-ment. Així, la temperatura és un delsfactors mediambientals de mésincidència en la conservació delsproductes envasats. És una constantaspiració dels consumidors saber siun aliment congelat o refrigerat, perexemple, ha mantingut adequada-ment la temperatura durant totl’emmagatzematge, i ja es comer-cialitzen etiquetes autoadhesivesque contenen un polímer que s’en-fosqueix gradualment i de manerairreversible amb l’exposició acumu-lativa a la temperatura. Es treballaactivament en el desenvolupamentd’indicadors de temps i tempera-tura, amb la finalitat de servir d’a-lerta als consumidors sobre lesincidències tèrmiques que ha sofertun producte envasat durant l’em-

magatzematge i la comercialització,però encara són lluny de ser una rea-litat comercial generalitzada.

La composició del gas d’espaid’algun dels envasos es veu modifi-cada constantment com a conse-qüència de l’activitat de l’aliment, dela naturalesa de l’envàs o de les con-dicions ambientals. El coneixementde l’evolució d’aquesta composiciópot ser, per tant, un bon indicador deles modificacions de la qualitat i vidaútil de l’aliment envasat. Es treballaactivament en l’estudi d’indicadorssobretot de la concentració d’oxigen,vapor d’aigua o diòxid de carboni, toti que encara el desenvolupamentd’aquest estudi és incipient.

Una altra línia de desenvolupa-ment d’envasos intel·ligents que sus-cita el màxim interès són els bio-sensors. En general, un biosensor ésun mecanisme analític compacteque detecta, registra i transmetinformació referent a les reaccionsbioquímiques que tenen lloc en l’a-liment envasat. El sistema consta dedos components, un bioreceptor,que reconeix la presència d’un ana-lit determinat, i un transductor, queidentifica el senyal i el converteix enidentificable. El bioreceptor és gene-ralment un material biològic, comenzims, hormones, microorganis-mes, àcids nucleics, etc., específicsde la reacció que té lloc. Els biosen-sors es caracteritzen sobretot per laseva especificitat, sensibilitat i fiabi-litat, per la qual cosa poden servirper a alertar el consumidor de l’es-tat sanitari o nutritiu del producteenvasat abans del seu consum idonar fins i tot una indicació delfinal de la vida útil del producteenvasat. La idea és, sens dubte, moltatractiva, però és lluny el desenvo-lupament comercial d’un envàs ambaquestes característiques.

En conclusió, molts són els frontsen els quals es treballa activament ies manifesta la innovació en elsenvasos alimentaris. Si bé no calesperar desenvolupaments revolu-cionaris a curt termini, encara quemai són descartables, sí som davantd’un desenvolupament i una inno-vació continus que seguiran els anysvinents, per tractar de col·laborar en

TECA / 10 • 49


la millora de l’alimentació i, per tant,de la nostra qualitat de vida.

BIBLIOGRAFIA

AHVENAINEN, R. [ed.]. (2003). «Active andintelligent packaging». A: Novel FoodPackaging Techniques. Boca Raton:CRC Press.

CABEDO, L.; GIMÉNEZ, E.; LAGARÓN, J. M.;GAVARA, R.; SAURA, J. J. (2004). «Deve-lopment of EVOH-Kaolinite nano-composites». Polymer, vol. 45, núm. 15,p. 5233-5238.

CATALÁ, R.; GAVARA, R. (2001). «Nuevos enva-ses. De la protección pasiva a la defensa

activa de los alimentos envasados».Arbor, vol. 661, p. 109-127.

DE JONG, A. R.; BOUMANS, H.; SLAGHEK, T.;VEEN, J. van; RIJK, R.; ZANDVOORT, M. van(2005). «Active and intelligent pack-aging for food: Is it the future?». FoodAdditives & Contaminants, vol. 22,núm. 10, p. 975-979.

LANGE, J.; WYSER, Y. (2003). «Recent innova-tion in barrier technologies for plasticpackaging. A review». Packaging Tech-nol. & Science, vol. 16, p. 149-158.

LÓPEZ-RUBIO, A.; ALMENAR, E.; HERNÁNDEZ-MUÑOZ, P.; LAGARÓN, J. M.; CATALÁ, R.;GAVARA, R. (2004). «Overview of ActivePolymer-Based Packaging Technolo-gies for Food Applications». Food Rev.Internat., vol. 20, núm. 4, p. 357-386.

OLIVAS, G. I.; BARBOSA-CÁNOVAS, G. V. (2005).«Edible coatings for fresh-cut fruits».Criticar Rev. in Food Sci. & Nutrition,vol. 45, p. 657-670.

THARANATHAN, N. R. (2003). «Biodegradablefilms and composite coatings: Past,present and future». Trens in Food Sc.& Technology, vol. 14, p. 71-78.

WU, Y.; WELLER, C. L.; HAMOUZ, F.; CUPPET, S.L.; SCHNEPF, M. (2002). «Developmentand application of multicomponentcoatings and films. A review». Adv. inFood & Nutrition Reseach, vol. 44, p. 347-394.

YAM, K. L.; TAKHISTOV, P. T.; MILTZ, J. (2005).«Intelligent Packaging: Concepts andAplications». J. Food Science, vol. 70,núm. 1, p. R1-R10.

50 • TECA / 10

Fotografia cedida pel Museu de l’Institut Químic de Sarrià.


Documents

Capitulo 07 Teca 10