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Universidad de La Salle Universidad de La Salle Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle Ciencias básicas e ingeniería Catálogo General 1-17-2015 La función del envase en la conservación de alimentos La función del envase en la conservación de alimentos Ismael Enrique Povea Garcerant Universidad de La Salle, Bogotá, ipovea@unisalle.edu.co Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/edunisalle_ciencias-basicas-ingenieria Recommended Citation Recommended Citation Povea Garcerant, Ismael Enrique, "La función del envase en la conservación de alimentos" (2015). Ciencias básicas e ingeniería. 18. https://ciencia.lasalle.edu.co/edunisalle_ciencias-basicas-ingenieria/18 This Libro is brought to you for free and open access by the Catálogo General at Ciencia Unisalle. It has been accepted for inclusion in Ciencias básicas e ingeniería by an authorized administrator of Ciencia Unisalle. For more information, please contact ciencia@lasalle.edu.co. https://ciencia.lasalle.edu.co/ https://ciencia.lasalle.edu.co/edunisalle_ciencias-basicas-ingenieria https://ciencia.lasalle.edu.co/libros-catalogo-general https://ciencia.lasalle.edu.co/edunisalle_ciencias-basicas-ingenieria?utm_source=ciencia.lasalle.edu.co%2Fedunisalle_ciencias-basicas-ingenieria%2F18&utm_medium=PDF&utm_campaign=PDFCoverPages https://ciencia.lasalle.edu.co/edunisalle_ciencias-basicas-ingenieria/18?utm_source=ciencia.lasalle.edu.co%2Fedunisalle_ciencias-basicas-ingenieria%2F18&utm_medium=PDF&utm_campaign=PDFCoverPages mailto:ciencia@lasalle.edu.co La función del envase en la conservación de alimentos Ismael Povea Garcerant Alfredo López Molinello Colaborador Funcion del envase.indb 3 29/10/14 5:18 p.m. ©Ismael Povea Garcerant Autor ISBN: 978-958-771-149-3 e-ISBN: 978-958-771-150-9 Primera edición: Bogotá, enero de 2015 Edición ©Ediciones Unisalle Cra. 5 No. 59A-44 Edificio administrativo 3er piso P.B.X.: (571) 348 8000 Extensión: 1224 Directo: (571) 348 8047 Fax: (571) 217 0885 publicaciones@lasalle.edu.co ©Ecoe Ediciones Carrera 19 No. 63C-32 Tel.: 2481449 info@ecoeediciones.com, www.ecoeediciones.com Dirección editorial Ediciones Unisalle Guillermo Alberto González Triana Dirección editorial Ecoe Ediciones Álvaro Carvajal Coordinación editorial Marcela Garzón Gualteros Corrección de estilo Viviana Zuluaga Diagramación y diseño de portada Andrea Julieth Castellanos Impresión Digiprint Editores Calle 63 Bis # 70-49, Bogotá Queda prohibida la reproducción total o parcial de este libro por cualquier procedimiento, conforme a lo dispuesto por la ley. Impreso y hecho en Colombia Printed and made in Colombia Povea Garcerant, Ismael La función del envase en la conservación de los alimentos / Ismael Povea Garcerant. -- Bogotá : Universidad de la Salle, 2014. 288 páginas : ilustraciones ; 16 × 24 cm. ISBN 978-958-771-149-3 1. Conservación de alimentos 2. Envases para alimentos 3. Envases - Aspectos sanitarios 4. Microbiología 5. Almacenamiento de alimentos I. Tít. 664.028 cd 21 ed. A1462374 CEP-Banco de la República-Biblioteca Luis Ángel Arango Funcion del envase.indb 4 29/10/14 5:18 p.m. A mis padres, Ofelia (q.e.p.d.) y Hugo. A mi hija Gabriela. Funcion del envase.indb 5 29/10/14 5:18 p.m. Funcion del envase.indb 6 29/10/14 5:18 p.m. Contenido Introducción 13 CAPÍTULO 1 Introducción a la ciencia y tecnología de los envases y embalajes 17 1.1. Historia de los envases y embalajes 18 1.2. Beneficios sociales de los envases y embalajes 22 1.3. Funciones de los envases y embalajes 23 1.4. Características generales exigibles 26 1.5. Ciencia y tecnología de envases y embalajes 29 1.6. Clasificación de los envases 31 Referencias 37 CAPÍTULO 2 Materiales de envase y embalaje 39 2.1. Materiales poliméricos (plásticos) 39 2.2. Materiales metálicos 62 2.3. Materiales celulósicos 68 2.4. Vidrio 78 2.5. Materiales complejos 84 Referencias 85 CAPÍTULO 3 La función del envase en la protección de las propiedades de los alimentos 87 3.1. Envasado de alimentos y su vida útil 87 3.2. Calidad de los alimentos y los índices de deterioro 99 Funcion del envase.indb 7 29/10/14 5:18 p.m. 3.3. Envases y vida útil microbiana de los alimentos 119 3.4. Métodos de vida útil 126 3.5. Envase, embalaje y vida útil de las carnes rojas frescas y las carnes de ave de corral 141 3.6. Envase y vida útil del queso 155 3.7. Envase, embalaje y vida útil del café 169 3.8. Envase, embalaje y vida útil de la cerveza 180 3.9. Envase y vida útil de frutas y hortalizas 191 3.10. Envase y vida útil de aceites 199 3.11. Envase y vida útil del jugo de naranja 213 3.12. Envase y vida útil de cereales y aperitivos 224 3.13. Envase y vida útil del vino 232 3.14. Envase y vida útil del pescado 237 3.15. Envase y vida útil de la leche 243 3.16. Envase y vida útil de la leche en polvo 254 Referencias 264 CAPÍTULO 4 Importancia de la microbiología en los alimentos 267 4.1. Microbiología 267 4.2. Taxonomía, papel e importancia de los microorganismos en los alimentos 268 4.3. Factores que pueden afectar el crecimiento de los microorganismos 269 4.4. Comportamiento de los microorganismos 270 4.5. Potencial de óxido-reducción (Eh) y el oxígeno 271 4.6. Temperatura 271 4.7. Sustancias inhibidoras y aditivos 273 4.8. Métodos de conservación de los alimentos 274 4.9. El envase como clave para mantener la vida útil microbiológica del alimento 279 Referencias 284 Funcion del envase.indb 8 29/10/14 5:18 p.m. Índice de figuras Figura 1. Representación de alimento comercializado al detal 24 Figura 2. Sistema abre fácil en latas de aluminio 25 Figura 3. Material polimérico para el envasado de alimentos 28 Figura 4. Envase de vidrio para alimentos 28 Figura 5. Material complejo para el envasado de alimentos 29 Figura 6. Envase primario 33 Figura 7. Envase en MAP 33 Figura 8. Alimento envasado al vacío 34 Figura 9. Envase secundario 34 Figura 10. Envase terciario o embalaje 35 Figura 11. Envase flexible 36 Figura 12. Envase semirrígido 36 Figura 13. Envase rígido 37 Figura 14. Envase polimérico semirrígido 50 Figura 15. Envase sachet 50 Figura 16. Envase en Tetra Pak 51 Figura 17. Bandeja de PS expandido (icopor) 51 Figura 18. Esquema de una extrusora 52 Figura 19. Esquema de un proceso de coextrusión 53 Figura 20. Producción de polímeros por proceso de extrusión cast 55 Figura 21. Esquema de un proceso de extrusión-soplado 56 Figura 22. Proceso de inyección-moldeado 57 Figura 23. Esquema de extrusión-soplado 58 Figura 24. Esquema de inyección-soplado 58 Figura 25. Proceso de extrusión-revestimiento 59 Figura 26. Proceso de laminación-extrusión 60 Figura 27. Proceso de termoformado 61 Figura 28. Proceso de metalizado al vacío 61 Figura 29. Envases de aluminio rígido 64 Figura 30. Envase de aluminio flexible 65 Figura 31. Papel de aluminio 65 Figura 32. Cajas de cartón corrugado para el transporte de alimentos 70 Figura 33. Sistema abre fácil para cajas de cartón 71 Funcion del envase.indb 9 29/10/14 5:18 p.m. Figura 34. Clasificación del cartón corrugado 72 Figura 35. Tipos de ondulado para la fabricación de cajas de cartón 73 Figura 36. Estibas de madera 77 Figura 37. Partes de una botella de vidrio 81 Figura 38. Efecto de la permeabilidad de oxígeno en un envase de sopa de espinaca sobre microorganismos aerobios y anaerobios 122 Figura 39. Crecimiento bacteriano en PVdC y LDPE 123 Figura 40. Ejemplo de censura 129 Figura 41. Curva de supervivencia 132 Figura 42. KM curva de supervivencia no paramétrica 137 Figura 43. Reacciones de mioglobina con oxígeno y monóxido de carbono y efectos sobre el estado de mioglobina de la tasa de consumo de oxígeno (OCR) y la actividad de reducción de metamioglobina (MRA) del músculo 143 Figura 44. Bandejas envueltas 148 Figura 45. Carne envasada al vacío 151 Figura 46. Envase en atmósfera reducida de oxígeno 152 Figura 47. Envase multicapa (cartón, PE y aluminio) 175 Figura 48. Podsde café 175 Figura 49. Envase secundario para las vainas de café 176 Figura 50. Partes de un café pod 176 Figura 51. Recipientes para uso industrial. El bag in box café se encuentra como un concentrado líquido 177 Figura 52. Proceso de obtención de la cerveza 182 Figura 53. Proceso de elaboración de papas fritas 226 Figura 54. Oxidación de grasas 262 Figura 55. Ejemplo de una cinética de termodestrucción 275 Funcion del envase.indb 10 29/10/14 5:18 p.m. Índice de tablas Tabla 1. Principales propiedades del aluminio 63 Tabla 2. Composición del vidrio (%) 79 Tabla 3. Principales propiedades del vidrio de silicato 80 Tabla 4. Ingredientes para dar color al vidrio 81 Tabla 5. Entorno de desempeño de los envases 90 Tabla 6. Microorganismos comunes en alimentos 120 Tabla 7. Índice microbiano de fallas 159 Tabla 8. Índice químico de falla 160 Tabla 9. Índice organoléptico de fallas 161 Tabla 10. Características de la leche UP y UHT 245 Tabla 11. Proceso de precalentamiento de la leche en polvo 256 Tabla 12. Factores que intervienen en el crecimiento microbiano 261 Funcion del envase.indb 11 29/10/14 5:18 p.m. Funcion del envase.indb 12 29/10/14 5:18 p.m. 13 Introducción Siempre se ha hablado de la repercusión que tiene el envase o empa- que (dependiendo de la región, sector económico, país o lengua en la que se suscriba el término) en la comercialización de los productos y del impacto que tiene en la economía de los países. La entidad Promo- ción de Turismo, Inversión y Exportaciones (Proexport) en su Cartilla del empaque, embalaje y transporte (2000) aseguró que “se espera que el poder adquisitivo por persona aumente y por ende se demanden más productos empacados y embalados”. Mientras que en Colombia, un estudio adelantado por el Centro Tecnológico del Envase, Embalaje y Transporte (Cenpack) en el 2000, evidenció que las pérdidas en el tomate y el lulo son cercanas al 45 % de lo cosechado. Por su parte Chile, el país suramericano más desarrollado en la agroin- dustria, exporta sus alimentos en sistemas internacionalmente aceptados, como es el caso de la caja de cartón tipo Plaform®, que ofrece amplia protección, maximización del espacio en contenedor y mínimas pérdidas del producto, lo que conlleva mayor calidad, presentación, rendimiento, mejor precio y rentabilidad. En el presente libro se utilizará el término envase para describir todo producto fabricado con materiales de cualquier naturaleza y que se emplee para contener, proteger, manipular, distribuir y presentar mer- cancías alimenticias, desde materias primas hasta artículos acabados, en cualquier fase de la cadena de fabricación, distribución y consumo. Y aunque se tiene conciencia de la relevancia del concepto empaque, este se dejará para productos destinados a contener otro tipo de mercancías no alimenticias u otro sistema que se use para detener la salida de un fluido, por ejemplo, el empaque para evitar el escape de aceite del motor de un automóvil. Lo dicho se sustenta en la resolución del Ministerio de Salud y Protección Social de Colombia (2013) que establece los requisitos Funcion del envase.indb 13 29/10/14 5:18 p.m. Ismael Povea Garcerant 14 que deben cumplir los materiales, objetos, envases y equipamientos que tienen como fin entrar en contacto con alimentos de consumo humano, con el propósito de proteger la salud humana, preservar las caracterís- ticas sanitarias, nutricionales y sensoriales de los alimentos y prevenir las prácticas que puedan inducir a error a los consumidores. El envase se considera el principal componente en la comercialización de productos, ya que es el primer contacto con el consumidor. El envase primario, o unidad de venta, representa la carta de presentación porque cumple aspectos tanto legales —que se relacionan con toda la informa- ción que las autoridades competentes exigen para la comercialización de cualquier artículo— como comerciales, que se asocian con las estrategias que se despliegan para que el consumidor se decida por un producto y no por otro. En el sector de alimentos, el envase es fundamental durante su ciclo lo- gístico, porque es la principal protección con la que cuenta el producto para conservar todas sus características organolépticas y contra el ataque de microorganismos, moléculas de aromas, oxígeno y vapor de agua, así como de macroorganismos como animales, plagas y el mismo ser humano. Se conocen en el mercado seis tipos de materiales básicos de envases: plásticos, metálicos, cartón, papel, madera y vidrio, y un séptimo que se obtiene de la mezcla de dos o más de los materiales en mención, conocidos como envases complejos. Estos siete tipos de envases tienen ventajas y desventajas, es por eso que no existe el envase perfecto. Por ello, se debe tener mucha precaución al escoger el material de envase que va a proteger, conservar, comercializar y permitir la manipulación de los alimentos, ya que existen diversos criterios que se deben considerar para tomar la decisión más acertada. Teniendo en cuenta la importancia de los envases en la vida útil de los alimentos, los siguientes capítulos conectan la ingeniería de alimentos Funcion del envase.indb 14 29/10/14 5:18 p.m. La función del envase en la conservación de alimentos 15 con la tecnología de envases, cuyo resultado se denomina, en el libro, ingeniería de envases en agroindustria. Se plasman las generalidades y propiedades de cada uno de los materiales de envases y embalajes, sus ventajas y desventajas, sus especificaciones técnicas y los criterios que se deben sopesar al momento de escoger el material de envasado más idóneo para un producto específico. Asimismo, hay un estudio microbiológico en el cual se trata, en primera instancia, la relación de los agentes microbianos con los alimentos; posteriormente los factores que pueden afectar su crecimiento y producción, los diferentes métodos para la conservación de los alimentos y, finalmente, la impor- tancia del envase para mantener la vida útil microbiológica del alimento. Con este capítulo se procuró dar a conocer el impacto negativo de los microorganismos en el alimento y cómo el envase logra garantizar la no contaminación de este, tal como lo expone el profesor Alfredo López Molinello. El autor. Funcion del envase.indb 15 29/10/14 5:18 p.m. Funcion del envase.indb 16 29/10/14 5:18 p.m. 17 Capítulo 1 Introducción a la ciencia y tecnología de los envases y embalajes Un envase es todo producto fabricado con materiales de diversa natu- raleza que se utiliza para contener, proteger, manipular, distribuir y presentar mercancías, desde materias primas hasta artículos acabados, en cualquier fase de la cadena de fabricación, distribución y consumo. La sociedad moderna no contempla un producto comercializado sin un buen material de envase y embalaje, indistintamente de la forma, el tamaño, el material, el diseño gráfico, etc. Por otro lado, si se reconoce que la principal propiedad de un alimento es aportar energía y nutrien- tes al consumidor, el envase es vital durante su comercialización, ya que este es la principal barrera entre el medioambiente y el producto. No en vano el 60 % de los materiales de envasado que se producen, se destinan para los alimentos (horticom, s. f.), pues desde el momento en el cual estos abandonan su ambiente natural hasta su consumo son “atacados” por microorganismos, macroorganismos, malas prácticas de manipulación, factores físicos, químicos y fisicoquímicos, así como por los cambios inherentes (reacciones internas) que llevan a su dete- rioro; además de fallos o cambios en sus propiedades organolépticas y microbiológicas, todo esto genera la terrible consecuencia del rechazo por parte del consumidor. Funcion del envase.indb 17 29/10/14 5:18 p.m. Ismael Povea Garcerant 18 Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), el deterioro de alimentos de los países en desarrollo alcanza entre el 35 % y el40 % de- pendiendo del producto, mientras que en los desarrollados la cifra está entre el 2 % y el 3 %, gracias a los sistemas de envasado y de distribución, lo que conduce a una mayor competitividad de sus productos en los mercados internacionales, segmento de alto valor para la economía de todas las naciones. Un adecuado envase puede reducir las pérdidas de productos presentadas por magulladuras, esto significa mayor dispo- nibilidad de materias primas, lo que puede redundar en un precio más estable del producto. Lo anterior permite deducir que el material de envase es esencial en la cadena de comercialización de los alimentos y en el incremento de la competitividad de las empresas, ya que este se convierte en una herra- mienta fundamental para la consecución de nuevos mercados, aumento de la vida útil, precios más estables, entre otros aspectos. 1.1. Historia de los envases y embalajes En los últimos 200 años los envases se han transformado, pasando de ser un simple contenedor del producto a convertirse en un elemento valioso en el diseño total de este, por ejemplo, la evolución del envase de vidrio para la salsa de tomate hasta un material plástico multicapa escualizable ofreciéndole una mayor vida útil al producto. Requerimien- tos militares aportaron al adelanto de este sector de la economía de los países. Una gran contribución es el desarrollo del envase de hojalata en la época de Napoleón y el incremento del empleo de envases de papel para el mercadeo de los alimentos, incluyendo quesos suaves y bebidas a base de leche, así como los envases de aluminio y acero inoxidable en la Primera Guerra Mundial. El crecimiento en la demanda de alimentos preenvasados desde la Segunda Guerra Mundial diversificó el rango de envases primarios y secundarios. Esto ha hecho posible la consolidación de la ciencia y la tecnología de envases y embalajes para alimentos, Funcion del envase.indb 18 29/10/14 5:18 p.m. La función del envase en la conservación de alimentos 19 materiales de envasado y maquinaria como sistemas de final de línea de producción. Una visión del desarrollo de los envases en los últimos 200 años se presenta a continuación (Coles, Mcdowell y Kirwan, 2003): • 1800-1850. En 1809, en Francia, Nicolas Appert acuñó el concepto de conservación de alimentos por aplicación de altas temperaturas y altas presiones, preservando alimentos en jarras de vidrio selladas herméticamente. En 1810, Peter Durand diseñó envases de hojalata soldados con el objeto de conservar alimentos por aplicación de la tecnología de la esterilización. En Inglaterra, envases de hojalata de tamaño personal fueron creados para la armada de dicho país. • 1870. En 1871, Albert Jones patentó (número 122.023) el uso de cartón corrugado como material para envasar. En 1874 Oliver Long patentó (número 9948) el manejo de líneas de envasado con material corru- gado. En 1879, Robert Gair produjo la primera máquina moldeadora de cartón. • 1880. En 1884, Quaker® envasó por primera vez avena en caja de cartón. • 1890. En 1892, William Painter patentó la chapa cromada para tapar envases de vidrio. • 1900. En 1903, Michael Owens creó la primera máquina de envasado continuo para botellas de vidrio. En 1906, envases de papel cubiertos con cera de parafina fueron desarrollados y comercializados por G. W. Maxwell en San Francisco. • 1910. Envases de cartón cubiertos por parafina fueron utilizados para el envasado de helado. En 1912, se produjo la película de celulosa regenerada. En 1915, John Van Wormer de Toledo, Ohio, comercializó la botella de papel, una caja de color blanco llamada Pure-Pak®. Funcion del envase.indb 19 29/10/14 5:18 p.m. Ismael Povea Garcerant 20 • 1920. En 1923, Clarence Birdseye fundó Birdseye Seafoods en Nueva York y comercializó alimentos congelados en cajas de cartón con papel parafinado. En 1927, DuPont® perfeccionó el envasado en celulosa, gracias al desarrollo del celofán. • 1930. En 1935 los cerveceros estadounidenses empezaron a envasar y vender cerveza en lata. En 1939 el etileno fue el primer polímero comercializado por Imperial Chemical Industries (ICI). Más tarde se unió con DuPont® y el polietileno (PE) se convirtió en el material de envase y embalaje más común hasta 1960. • 1960. Se creó el envase metálico embutido de dos piezas con amplia aplicación en las bebidas carbonatadas y latas de cerveza. Tetra Pak lanzó su envase de cartón de forma rectangular para la comercia- lización de la leche larga vida a través del proceso de UHT (Ultra High Temperature). Este sistema conocido como Tetra Brik Aseptic (TBA) es hoy uno de los más extendidos para la comercialización de alimentos líquidos y pastosos como jugos y pulpas. • 1970. Se introdujo el sistema de identificación por medio de código de barras en los Estados Unidos. En el Reino Unido se incorporó la bolsa para la cocción de alimentos congelados. Alimentos envasados en atmósfera modificada (MAP, por su sigla en inglés) se empezaron a comercializar en Estados Unidos. Se dio inicio al uso del PVC para el envase de las bebidas. Sistemas de llenado y sellado continuo en envases flexibles (FFS, por su sigla en inglés) florecen en Estados Unidos. DuPont® creó el sistema de moldeado por inyección-soplado para botellas de PET, las cuales se usaron para gaseosas y otras be- bidas carbonatadas. • 1980. Se incorporaron materiales coextruidos de alta barrera al oxígeno. Funcion del envase.indb 20 29/10/14 5:18 p.m. La función del envase en la conservación de alimentos 21 • 1990. Impresión digital para envases de cartón y etiquetado se intro- dujeron en el Reino Unido. También se adoptó el uso de etiquetas termoencogibles para envases de vidrio en la industria de las bebidas. • 2000. Actualmente, con el deseo de facilitar aún más el uso del envase, manteniendo un bajo costo, los diseñadores han creado nuevos ma- teriales complejos, aquellos que contienen combinaciones de metal, papel y plástico. Ejemplos de estos son los Tetra Brik utilizados para envasar jugos, leche larga vida, vino, etc. Los envases que se fabrican con estos materiales son más livianos, durables y con gran capacidad de mantener las características sanitarias de los alimentos. Dentro de los grandes progresos de este decenio, se encuentra el ácido poliláctico (PLA, por su sigla en inglés), el cual es un polímero proveniente de la obtención del ácido láctico —molécula altamente biodegradable— que genera un material con buenas propiedades de barrera y que gracias a la manipulación de sus isómeros D(–) y L(+) contempla varias aplicaciones en el mercado. Por otra parte, el desarrollo de envases que interactúan con el con- sumidor para ofrecer información veraz y en tiempo real, son los llamados envases inteligentes que, gracias a indicadores ubicados en la estructura, permiten que la persona que los manipule sepa de las condiciones de almacenamiento que debe tener ese alimento para evitar así su deterioro y el momento en el cual esas condiciones se rompen, de tal manera que se puedan tomar decisiones de inmediato para detener esta alteración. En este milenio se crearon los envases con aditivos en su estructura —los cuales se liberan al momento de detectar una condición adversa— que logran ampliar la vida útil del alimento. Funcion del envase.indb 21 29/10/14 5:18 p.m. Ismael Povea Garcerant 22 1.2. Beneficios sociales de los envases y embalajes A pesar del impacto negativo de algunos de los materiales de envase y embalaje para el medioambiente, ya que representan cerca del 65 % de los residuos sólidos urbanos (RSU) (Instituto Tecnológico del Embalaje, Transporte y Logística, 1998) y la mayoría de ellos no son biodegradables, se pueden mencionar los siguientes beneficios sociales, que de no ser por las propiedades de conservación del producto y por la posibilidad de comercialización que ofrecen, no se podría disfrutar de muchos ali- mentos, algunos originariosde muy lejanos lugares del planeta. • Reducen drásticamente las pérdidas de los productos. La protección microbiológica, química, física y mecánica de los envases llevan a que los productos lleguen en las condiciones adecuadas al consumidor, incrementando su compra y reduciendo sus pérdidas. • Reducen el volumen total y el porcentaje de restos orgánicos en los RSU. Los materiales de envase aumentan la vida útil de los alimentos evitando que el consumidor disponga de ellos como residuo sólido. • Mejoran la eficacia de la distribución de todo tipo de bienes de capital y consumo, disminuyendo los costos de transporte, gracias a las formas estandarizadas que permiten que se almacene mayor cantidad de producto en menor espacio. • Entregan al consumidor la información necesaria sobre las caracterís- ticas del producto y la forma de utilización, gracias a la capacidad de impresión de los materiales de envase para poder dar cumplimiento a las exigencias legales y comerciales. • Han hecho posible el acceso de todo tipo de mercancías a cualquier punto de la geografía mundial, facilitando sin duda, el advenimiento de nuevos modelos de comercialización. Funcion del envase.indb 22 29/10/14 5:18 p.m. La función del envase en la conservación de alimentos 23 1.3. Funciones de los envases y embalajes Las diversas funciones de los envases y embalajes se pueden resumir de la siguiente manera (Proexport, 2000). 1.3.1. Técnicas Son aquellas que se asocian a las cualidades que confiere el material de envase al producto, para poder llegar al consumidor con todas las condiciones establecidas por el fabricante (figura 1). • Protección. Capacidad de evitar daños de diversa índole en el pro- ducto que contiene. – Alteraciones químicas: son las ocasionadas por agentes químicos adicionados al alimento o que se encuentran en el medioambiente. – Alteraciones físicas: son aquellas relacionadas con cortes, punza- duras, grapas, etc. – Alteraciones biológicas: tratan sobre el desarrollo de microorga- nismos (hongos, bacterias, levaduras) o macroorganismos (plagas, roedores, hormigas, etc.). • Conservación. Mantener las especificaciones que establece el fabricante para brindar al consumidor un producto que cumpla con todas las condiciones nutritivas y organolépticas. Para lograr ello, los materia- les de envase deben escogerse por su grado de permeabilidad a los aromas, oxígeno y vapor de agua, así como por la baja interacción del envase con el alimento (migración). • Transporte. Unifica el transporte para cumplir con los estándares internacionales y poder comercializar el producto en cualquier mercado. • Almacenamiento. Son las propiedades que tienen los materiales de envase para conservar el producto durante su ciclo logístico y poder comercializarse al detal dentro de las grandes superficies. Funcion del envase.indb 23 29/10/14 5:18 p.m. Ismael Povea Garcerant 24 Figura 1. Representación de alimento comercializado al detal Fuente: amenic181 (2013). 1.3.2. Mercadeo y comerciales Son aquellas funciones que cumple el envase para poder cautivar al consumidor y ser el vendedor silencioso en la cadena de venta. • Localización. Permite identificar el producto dentro de un sistema lineal de venta por medio del acatamiento de las especificaciones establecidas por el almacén, cautivando al consumidor y llevándolo a que escoja un producto por encima de cualquier otro similar exis- tente en el mercado. • Identificación. Esta propiedad alude a formas, colores corporativos, tipos de letras, siluetas y demás, que permiten que el consumidor se identifique con el producto por sus características o valor agregado que este otorgue. • Información. Brinda todos los datos legales y comerciales que llevan al consumidor a adquirir más confianza durante su compra, ya que Funcion del envase.indb 24 29/10/14 5:18 p.m. La función del envase en la conservación de alimentos 25 se relaciona con la legalidad de la compañía para vender el produc- to. Se enmarca en esta propiedad la información de precauciones, marca, datos de la empresa, entre otras. • Seducción. Lleva al consumidor a adquirir el producto por medio de una compra subconsciente, la cual se logra gracias al desarrollo de formas especiales, aplicación de aromas, etc. Todo ello lo conecta el consumidor con el precio que se encuentra dispuesto a pagar por el producto. • Servicio. Es el valor agregado con el que puede contar el envase para poder facilitar su consumo o transporte. Por ejemplo, asas para agarrar el envase o sistemas de abre fácil (figura 2). Se puede incluir en este aspecto un servicio social del envase, que consiste en publicar fotos de personas perdidas como una manera de difundir esa información. Figura 2. Sistema abre fácil en latas de aluminio Fuente: artzenter (2013a). Funcion del envase.indb 25 29/10/14 5:18 p.m. Ismael Povea Garcerant 26 1.3.3. Seguridad En relación con: • El medioambiente. Son las propiedades con las que cuentan los mate- riales de envase para poder estar en contacto con el medioambiente sin afectarlo negativamente, causándole el mínimo impacto gracias a la posibilidad del reciclaje o reutilización. • El consumidor. Son las funciones que garantizan la salud del consu- midor debido a la impresión de fechas de vencimiento, número de lote, instrucciones de uso, de manipulación y conservación. También se vinculan con el empleo de bandas o precintos de seguridad que indican al consumidor cuándo el producto fue abierto. En esta pro- piedad del envase también se tienen aquellos que cuentan con un diseño especial en la tapa para evitar que sean abiertos por niños. • El producto. Son los atributos del material de envase para mantener el contenido del alimento. 1.4. Características generales exigibles Los envases de alimentos deben cumplir con las siguientes caracterís- ticas (figuras 3, 4 y 5): • Compatibilidad con el producto a contener. Es la capacidad del material de envase de no cambiar las propiedades de sabor, color y olor por reacciones que se puedan presentar entre el alimento y el material del envase. • Resistencia mecánica adecuada. Trata de la capacidad de resistir fuerzas de apilamiento, tracción, rasgado, punzadura y demás acciones que el consumidor o el mismo ciclo logístico pueda llegar a someter el producto. Funcion del envase.indb 26 29/10/14 5:18 p.m. La función del envase en la conservación de alimentos 27 • Propiedades de estabilidad. Es la capacidad del material de envase de resistir el ataque de sustancias químicas, la luz, gases o aromas que puedan alterar la estabilidad del producto. • Maquinabilidad. El material de envase debe ser apto para la línea de envasado, pues de lo contrario se convierte en un “cuello de botella” dentro del proceso de fabricación. Su facilidad de sellado, electro- conductividad, encogimiento a altas temperaturas, entre otras, son propiedades con las que los envases deben contar. • Conveniencia. Son las características de peso, forma, ergonomía, du- rabilidad, etc., que deben considerarse al momento de escoger un material de envase. • Facilidad de ser “mercadeado”. La facilidad de impresión, de nitidez en las fotos o imágenes, absorción de ciertos tipos de tintas, transpa- rencia, brillo y muchas otras más, son condiciones de los materiales de envase que influyen en el mercado del producto. • Aspectos económicos. Costos de los materiales, de almacenamiento del producto basado en el tipo de envase que se escogió, de producción y de devoluciones, se deben tener en cuenta al momento de escoger un envase. • Aspectos legales. Los aspectos legales que rigen la comercialización de los materiales de envase, así como el tipo de tintas utilizadas para la impresión y el cumplimiento de las normas medioambientales, son aspectos que deben sopesarse al momento de escoger el material de envase. • Disponibilidad. Es muy importante contar con disponibilidaddel material de envase escogido. Funcion del envase.indb 27 29/10/14 5:18 p.m. Ismael Povea Garcerant 28 Figura 3. Material polimérico para el envasado de alimentos Fuente: Grant Cochrane (2013a). Figura 4. Envase de vidrio para alimentos Fuente: Vuono (2010). Funcion del envase.indb 28 29/10/14 5:18 p.m. La función del envase en la conservación de alimentos 29 Figura 5. Material complejo para el envasado de alimentos Fuente: digitalart (2011a). 1.5. Ciencia y tecnología de envases y embalajes La disciplina de los envases y embalajes aplica los principios de las cuatro mayores áreas de la ciencia: ciencia de los materiales, ciencia de los alimentos, ciencia de la información y ciencias socioeconómicas, para entender las propiedades de los materiales de envasado, los reque- rimientos de los envases para los alimentos, los sistemas de envasado, etc. Ejemplos de estos fenómenos son la cinética de deterioro de los alimentos, los fenómenos de transporte de masa y la relación entre el esfuerzo y la deformación (ver capítulo 4). La tecnología de los envases y embalajes es una fracción de soluciones prácticas para proveer alta calidad y productos alimenticios seguros al consumidor. Ejemplos de la tecnología de envasado son: MAP, enva- sado para microondas y envasado aséptico. El empuje o aporte de la tecnología a la ciencia de los envases y embalajes se expresa a través de nuevos productos o innovaciones que son creadas a través del avance Funcion del envase.indb 29 29/10/14 5:18 p.m. Ismael Povea Garcerant 30 en la ciencia de los materiales, ciencia de los alimentos y ciencia de la información y luego estos nuevos productos o innovaciones son em- pujados para lograr la aceptación del mercado, quien a su vez hala el desarrollo de la ciencia de los envases mediante la generación de nece- sidades socioeconómicas y, por ende, la tecnología provee soluciones para satisfacer esos requerimientos. Es así como la ciencia y la tecnología de envases y embalajes se funden para incorporar todos los conceptos que permitan la satisfacción del consumidor, verbigracia: en la industria de envases para satisfacer la demanda de los consumidores por conveniencia, se desarrollaron los alimentos envasados en materiales aptos para microondas. 1.5.1. Ciencia del envasado de alimentos Históricamente, la ciencia de los materiales y la ciencia de los alimentos han contribuido a la evolución del envasado de alimentos. La primera es importante para entender propiedades mecánicas de los materiales como: esfuerzo, propiedades barrera, apariencia y otras particularidades físicas y químicas del papel, vidrio, metal, polímeros y materiales com- puestos; los cuales son relevantes para la manufactura y desempeño de los envases para alimentos. La ciencia de los alimentos es significativa para entender la cinética de deterioro de los alimentos como: desarrollo microbiano, oxidación de lípidos, absorción y pérdida de humedad, que influyen en la vida útil de las comidas. 1.5.2. Tecnología del envasado de alimentos La tecnología del envasado de los alimentos se soporta en las soluciones de la ciencia para direccionar necesidades específicas del envasado de alimentos. Casos son los envases que soportan las condiciones de mani- pulación y envasado en MAP que buscan un incremento en una de las principales funciones de los envases: la conveniencia para aportar valor Funcion del envase.indb 30 29/10/14 5:18 p.m. La función del envase en la conservación de alimentos 31 agregado al consumidor. La tecnología de envases también es relevante para la mejora de la eficiencia en la manufactura de envases, distribu- ción, venta al por menor y eliminación de residuos para la industria. Tecnologías innovadoras como envases antimicrobianos, envases con emisión controlada de sustancias, nanotecnología, biosensores y la iden- tificación por radiofrecuencia (RFID, por su sigla en inglés) han atraído el interés de la comunidad especializada en años recientes. Hasta que la tecnología sea viable, se soportará su desarrollo en las exigencias del mercado. 1.6. Clasificación de los envases 1.6.1. Según su nivel Un sistema de envase está compuesto por varios niveles. Según el Ministerio de Salud y Protección Social de Colombia (2013), existen básicamente tres niveles de envases: • Primario. Artículo que está en contacto directo con el alimento destina- do a contenerlo desde su fabricación hasta su entrega al consumidor, con la finalidad de protegerlo de agentes externos de alteración y contaminación (figura 6). Este envase se encarga de la preservación de la calidad microbio- lógica, fisicoquímica y organoléptica, así como de la sanidad del alimento. Se considera la “carta de presentación” del producto ante el consumidor, por lo que debe cumplir con todas las directrices legales, normativas, informativas y de diseño estructural y gráfico. Este sistema envase-alimento consta de cuatro componentes: el ali- mento, el ambiente interno (espacio de cabeza), el envase y el ambiente externo. Un buen entendimiento de las reacciones que se pueden presentar entre el alimento y el espacio de cabeza son los factores Funcion del envase.indb 31 29/10/14 5:18 p.m. Ismael Povea Garcerant 32 externos como aromas, luz, oxígeno, humedad y microorganismos capaces de permear el envase, fundamentales para la determinación del material de envase más adecuado según el alimento que este vaya a contener. En la mayoría de los casos, el espacio de cabeza está lleno de aire y el oxígeno en él se encarga de alterar las condiciones del alimento, ya que muchos de sus compuestos son sensibles a este gas. Es por ello que numerosas empresas toman la decisión de desplazar el oxígeno con nitrógeno o dióxido de carbono, técnica que se conoce como inyección de gas o envasado en MAP (figura 7). Este procedimiento es ideal y se emplea con frecuencia en el envasado de café o de maní. Otra técnica es la de aplicación de la tecnología de vacío (figura 8), por medio de la cual se extrae hasta el 99 % del aire presente en el espacio de cabeza. Sin embargo, en estas condiciones se presenta el desarrollo de bacterias anaerobias que se encargan de la alteración del alimento a través de reacciones ácido-lácticas. En el sistema alimento-envase primario se evidencian interacciones deseables e indeseables. Ejemplos de interacciones deseables son los envases que absorben oxígeno, filmes antimicrobianos que inhiben o reducen el desarrollo microbiano en la superficie del alimento, así como los filmes semipermeables que permiten el intercambio gaseoso entre el producto y el medioambiente, ideales para mante- ner la frescura de las frutas y hortalizas. Ejemplos de interacciones indeseables son la migración de compuestos no agradables del ma- terial de envasado hacia el alimento y de aromas del alimento hacia el material de envasado, entre otros (ver capítulo 3). Funcion del envase.indb 32 29/10/14 5:18 p.m. La función del envase en la conservación de alimentos 33 Figura 6. Envase primario Fuente: Sheehan (2007). Figura 7. Envase en MAP Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/25/Bio-K_Blister_CG.jpg Funcion del envase.indb 33 29/10/14 5:18 p.m. Ismael Povea Garcerant 34 Figura 8. Alimento envasado al vacío Fuente: Grant Cochrane (2013b). • Secundario. Artículo diseñado para dar protección adicional al ali- mento en envase primario o para agrupar un número determinado de envases primarios (figura 9). El envase secundario también se conoce como unidad de carga o unidad logística, ya que es la que se utiliza para el transporte de mer- cancías, facilitando la distribución y asegurando que el consumidor reciba la calidad que espera, pagando precio justo y sin deteriorar el medioambiente. Figura 9. Envase secundario Fuente: Nualpradid (2011). Funcion del envase.indb 34 29/10/14 5:18 p.m. La función del envase en la conservaciónde alimentos 35 El envase secundario cobra gran significado durante la distribución del producto, ya que se encarga de proteger al envase primario a un costo adecuado siempre y cuando se tengan en cuenta las considera- ciones establecidas en el capítulo 4 del presente libro, de tal manera que no se sobreproteja al producto y por ende se incurra en un alto costo, ni que suceda lo contrario. • Terciario. Artículo diseñado para facilitar la manipulación y el transporte de varias unidades de envases primarios o secundarios para protegerlos durante su manipulación física y evitar los daños inherentes al transporte (figura 10). La principal función del envase terciario es lograr que la carga llegue hasta el importador o distribuidor del mercado destino en óptimas condiciones de calidad y satisfacción, como si se acabara de producir. Figura 10. Envase terciario o embalaje Fuente: scanrail (s. f.). Funcion del envase.indb 35 29/10/14 5:18 p.m. Ismael Povea Garcerant 36 1.6.2. Según su forma Según su forma los envases se dividen en: • Flexibles. Como bolsas que se sellan por calor. Se afectan por las condiciones externas, lo que hace que se inflen o deflecten, depen- diendo de las presiones internas y externas a las cuales se sometan (figura 11). Figura 11. Envase flexible Fuente: aopsan (2012). • Semirrígidos. Como un contenedor plástico, por ejemplo (figura 12). Figura 12. Envase semirrígido Fuente: khunaspix (2014). Funcion del envase.indb 36 29/10/14 5:18 p.m. La función del envase en la conservación de alimentos 37 • Rígidos. Como una lata metálica o envase de vidrio, los cuales no cambian su forma aún en altísimas presiones (figura 13). Figura 13. Envase rígido Fuente: artzenter (2013b). Referencias amenic181 (2013). Fruits And Vegetables. Recuperado de http://www.freedigital- photos.net/images/fruits-and-vegetables-photo-p208024 aopsan (2012). Aluminum Bag. 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