El envasado de alimentos se está volviendo (naturalmente) más inteligente – ACS Axial

El empaque y el desperdicio de alimentos son dos temas clave en la carrera para abordar el cambio climático, y a menudo son lo mismo. Pero varios estudios recientes presentan soluciones innovadoras para alternativas inteligentes y sostenibles de envasado de alimentos a plásticos a base de petróleo y tintes sintéticos.

Los alimentos que comemos tienen un impacto dramático en el planeta. Se presta mucha atención a las consecuencias ecológicas de la agricultura en masa, la agricultura y los procesos de producción de alimentos. Pero parte del desafío surge de dos problemas asociados: niveles crecientes de desperdicio de alimentos y el uso omnipresente de plásticos en los envases de alimentos. De hecho, el envasado de alimentos es la tercera industria mundial más grande y la mayor contribuyente individual a los residuos sólidos.1-3

Dado que la mayoría de los envases de alimentos se desechan de manera incorrecta o no se pueden reciclar en absoluto, el daño causado por los desechos plásticos y los microplásticos también es una parte importante de la conversación.2 Sin embargo, el envasado es una necesidad esencial para muchos alimentos, ya que previene la contaminación y prolonga la vida útil. Este papel en la reducción del desperdicio de alimentos es crucial, ya que se estima que el 17% de la producción mundial total de alimentos se desperdicia.3

Algunos argumentan que eliminar el empaque por completo daría como resultado una mayor dependencia de la refrigeración, lo que podría conducir el problema de una manera diferente al aumentar aún más el uso de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero. Entonces, ¿cómo podemos abordar este problema sin comprometer la higiene y la calidad de los alimentos?

Progreso hacia el envasado activo biodegradable

Una solución propuesta es a través de tecnología de envasado activoque, cuando se desencadena por cambios en el producto en sí o en las condiciones ambientales externas, funciona para liberar compuestos activos o aislar las emisiones gaseosas dentro del paquete para extender la frescura.1 Aunque el concepto de envase activo existe desde principios del siglo XX, las innovaciones tecnológicas significativas solo han comenzado a ganar terreno en los últimos años.

Últimamente, la investigación en el campo se ha centrado en el uso exclusivo de materiales biodegradables y biocompatibles para la tecnología de envasado activo. Las opciones para biopolímeros antimicrobianos naturales en envases de liberación activa incluyen almidón de maíz, colágeno, celulosa y quitosano.1,4 Desafortunadamente, estos biopolímeros a menudo tienen propiedades materiales más débiles, como la resistencia mecánica y la estabilidad térmica, en comparación con los plásticos convencionales, que deben mejorarse antes de que el empaque activo de base biológica pueda ser una solución segura y ampliamente aceptada.

Los agentes activos naturales, como los polifenoles del té o los aceites esenciales del clavo, la mejorana o el tomillo, también pueden usarse como antimicrobianos.1 Se está trabajando para garantizar que la liberación de estos compuestos activos de los envases pueda controlarse estrictamente para cumplir con las normas de seguridad alimentaria y garantizar que no afecten el olor o el sabor de los alimentos. Aquí, la industria alimentaria puede tomar prestado de la medicina, donde los medicamentos de liberación controlada se han convertido en la norma en muchas áreas terapéuticas. Esto podría significar que es posible construir un entorno de envasado de alimentos de liberación controlada en el que los antimicrobianos naturales sean inducidos por estímulos externos como el calor o el pH. Y hablando de pH…

Dar un nuevo significado a los colorantes alimentarios

Otra reseña en ACS Ciencia y tecnología de los alimentos también destaca enfoques más naturales para el envasado inteligente de alimentos, centrándose específicamente en desarrollos en tecnología de indicadores de color sensibles al pH.5 Los indicadores de color en los paquetes de alimentos han ganado una popularidad significativa en los últimos años, lo que hace que sea más fácil que nunca para los consumidores evaluar rápidamente los niveles de pH y la frescura de los alimentos con una vida útil más corta, como carnes, productos lácteos y mariscos. Pero casi todos los indicadores de pH comerciales actuales usan tintes sintéticos que podrían presentar grandes riesgos para la salud y la seguridad si se filtran del empaque al alimento mismo.

Como solución, los científicos han comenzado a desarrollar nuevos indicadores de color hechos de colorantes naturales que responden al pH, como las antocianinas (que se encuentran en los productos agrícolas y las flores); curcumina6 (derivado de la cúrcuma); alizarina y shikonina (derivados de raíz); y betalaínas (que se encuentran en la remolacha). Hasta ahora, los indicadores que utilizan estos colorantes naturales han funcionado con éxito en los envases de varios productos alimenticios de origen animal. A pesar de su increíble potencial, se deben realizar más investigaciones y pruebas para fortalecer aún más propiedades como la sensibilidad al pH y la detección de marcadores microbianos antes de que estos indicadores basados ​​en colorantes naturales lleguen a su supermercado local.

Muchos países muestran un deseo de avanzar hacia envases reutilizables, reciclables o compostables, y el desarrollo de envases biodegradables que puedan competir con los plásticos a nivel comercial es fundamental para esta revolución. Hasta la fecha, ha habido pocos éxitos escalables en el campo. Pero con los problemas que sustentan la necesidad de envases de alimentos sostenibles e inteligentes que siguen creciendo, seguramente es solo cuestión de tiempo antes de que la química que ocurre en el laboratorio se convierta en la corriente principal.

Explore más artículos sobre envases de alimentos sostenibles de las publicaciones de ACS

  1. Zare, M. et al. Tendencias emergentes para las nanopartículas de ZnO y sus aplicaciones en el envasado de alimentos. Ciencia de los alimentos ACS. Tecnología 2022, 2, 5, 763–781
  2. Li, F. et al. Una película de nanocompuesto de origen natural con actividad antibacteriana fotodinámica: nueva perspectiva para el envasado sostenible de alimentos. Aplicación ACS. Mate. Interfaces 2021, 13, 44, 52998–53008
  3. patel, p. Ha llegado el momento de los envases comestibles. Noticias de química e ingeniería 2020, 98, 4.

Referencias

  1. Westlake, JR y col. Envases Activos Biodegradables de Liberación Controlada: Principios, Avances y Perspectivas. Ciencia de los alimentos ACS. Tecnología 2022, 2, 8, 1166–1183
  2. Zhao, XY y col. Reduciendo la brecha para el uso de bioplásticos en el envasado de alimentos: una actualización. Reinar. ciencia Tecnología 2020, 54, 8, 4712–4732
  3. Informe del índice de desperdicio de alimentos del PNUMA 2021; PNUMA, 2021.
  4. Wang, H. et al. Películas emergentes a base de quitosano para aplicaciones de envasado de alimentos. J. Agric. Química alimentaria 2018, 66, 2, 395–413
  5. Priyadarshi, R. et al. Avances recientes en aplicaciones de envasado inteligente de alimentos utilizando colorantes alimentarios naturales. Ciencia de los alimentos ACS. Tecnología 2021, 1, 2, 124–138
  6. Cvek, M. et al. Películas biodegradables de PLA/PPC y curcumina como materiales de empaque e indicadores inteligentes del deterioro de los alimentos. Aplicación ACS. Mate. Interfaces 2022, 14, 12, 14654–14667



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