Conocimiento sobre el envasado de alimentos
1. Descripción general del envasado de alimentos
Debido a la diversidad de alimentos, la complejidad de los ingredientes y la variabilidad de su calidad debido al entorno de circulación, la aplicación de materiales y tecnología de envasado de alimentos se ha vuelto muy compleja. Resulta muy difícil lograr las tres funciones de "protección de los productos, almacenamiento y transporte convenientes, y promoción de ventas". Ante la amplia variedad de alimentos y los numerosos canales de consumo, el envasado de alimentos se ha vuelto cada vez más importante para facilitar la compra rápida de los consumidores. Fabricar un envase adecuado para alimentos es un desafío creciente. Por lo tanto, comprender el principio y las características del envasado de alimentos es fundamental para lograr un buen resultado.
Las ventajas de la película compuesta la convierten en el principal material de envasado de alimentos. Según las características del alimento envasado, las condiciones de producción y el equipo de envasado, el entorno y el modo de circulación, la película compuesta puede optimizarse aprovechando las ventajas de cada capa y combinarse en una película compuesta diversificada mediante impresión, laminación y otros procesos de producción de envases flexibles, lo que permite resolver los problemas específicos que surgen en la producción y circulación de diversos alimentos. Su amplia aplicabilidad la convierte en el material de envasado de alimentos más utilizado, superando con creces la cantidad de papel, vidrio, metal y otros materiales.
2. Requisitos alimentarios para la película de envasado
Efecto del medio ambiente en la calidad de los alimentos
La calidad de los alimentos es un indicador importante para evaluar si la película compuesta de envasado está diseñada correctamente. Durante el proceso de circulación, los alimentos se ven afectados por factores ambientales como el oxígeno, la humedad, la temperatura, etc. Para diseñar una estructura adecuada para la película de envasado, es necesario tener claro lo siguiente:
• ¿Qué efecto tienen estos factores ambientales, especialmente el oxígeno, la luz y la humedad, sobre los alimentos?
• ¿Qué estructura de película compuesta puede controlar estos factores ambientales, a fin de evitar los efectos negativos sobre los alimentos?
Por lo tanto, es muy importante comprender el impacto de estos factores ambientales en la calidad de los alimentos.
(1) Efecto del oxígeno en la calidad de los alimentos
El oxígeno en el aire es un factor importante que provoca cambios en la calidad de los alimentos durante el proceso de circulación. Los principales factores que provocan cambios en los alimentos incluyen:
1) Oxidación del aceite
Muchas materias primas alimentarias contienen aceite, y durante el procesamiento de alimentos, también se puede añadir aceite. Durante el almacenamiento, estos aceites aceleran la oxidación tras el contacto con el oxígeno, lo que produce un sabor agrio y algunos compuestos tóxicos, lo que se denomina rancidez. La concentración de oxígeno afecta la velocidad de oxidación del aceite. Cuando la concentración de oxígeno es muy alta, esta no influye en la velocidad de oxidación. Sin embargo, cuando la concentración de oxígeno es baja, esta es proporcional a la reacción de oxidación. Por lo tanto, una película compuesta con alta barrera puede ralentizar la oxidación del aceite. Además, a mayor temperatura y mayor superficie del alimento, la oxidación del aceite es más rápida, lo que aumenta los requisitos de barrera de la película de envasado.
2) Efecto del oxígeno sobre el color.
La carne recién sacrificada presenta un color rojo púrpura debido a su alto contenido de mioglobina. Tras 30 minutos de almacenamiento al aire, la mioglobina se combina con el oxígeno para generar mioglobina oxigenada, adquiriendo un color rojo brillante, característico de la carne fresca. La mioglobina y la oximioglobina pueden oxidarse a metahemoglobina, lo que provoca que la carne se torne marrón y oscura, lo cual no favorece su venta. El cambio de color puede ser rápido durante unas horas y lento durante unos días; es necesario evitar la entrada de oxígeno para ralentizar el proceso de cambio de rojo brillante a marrón.
3) Efecto del oxígeno sobre los microorganismos
Los microorganismos son factores importantes que causan el deterioro de los alimentos. Según la relación entre los microorganismos y el oxígeno, se pueden dividir en bacterias aeróbicas, bacterias anaeróbicas facultativas y bacterias anaeróbicas. Las bacterias aeróbicas necesitan oxígeno para crecer y reproducirse; los anaeróbicos facultativos pueden crecer en condiciones aeróbicas o anaeróbicas, pero la condición aeróbica es mejor; las bacterias aeróbicas también pueden crecer y reproducirse en ausencia de oxígeno. Las especies microbianas de los alimentos varían según las materias primas, las condiciones de higiene de la producción y los métodos de esterilización. Las empresas de envasado deben conocer las especies microbianas y su sensibilidad al oxígeno durante la circulación de los alimentos, para así llevar a cabo el diseño correcto de la resistencia al oxígeno de la película compuesta. La película compuesta con alta resistencia al oxígeno puede inhibir el crecimiento y la reproducción de bacterias aeróbicas y bacterias anaeróbicas facultativas, pero tiene poco efecto sobre los microorganismos anaeróbicos.
4) Efecto del oxígeno sobre la vitamina
Las vitaminas son sustancias vitales. La falta de vitamina A puede causar retraso en el crecimiento, ojo seco, ceguera nocturna y otros problemas en los niños. Muchos alimentos contienen vitamina A o carotenoides que los animales pueden convertir en vitamina A, como el aceite de hígado de bacalao, los productos lácteos, los productos de huevo, el hígado animal, las zanahorias, las batatas, las plántulas de guisantes, las espinacas cocidas, el brócoli cocido, los pimientos verdes, etc. Pero la naturaleza química de la vitamina A es vivaz y se oxida fácilmente en el aire. La vitamina C en frutas y verduras frescas o recién cortadas también se oxida fácilmente en el aire. La vitamina E es sensible al oxígeno, se oxida fácilmente y pierde actividad, y la oxidación del aceite también puede acelerar la destrucción de la vitamina E; además, la vitamina E en los alimentos secos se oxida más fácilmente.
5) Efecto del oxígeno en la conservación de la frescura de frutas y verduras.
A diferencia de los alimentos procesados, que deben evitar la exposición al oxígeno, las frutas y verduras frescas necesitan experimentar respiración para mantener las actividades fisiológicas normales y mantenerse frescas. Y la respiración necesita tomar oxígeno y exhalar dióxido de carbono, por lo que requiere oxígeno dentro del paquete. Sin embargo, la proporción de oxígeno del empaque de frutas y verduras no debe ser demasiado alta ni demasiado baja, ya que si es demasiado alta, la respiración será demasiado fuerte, lo que resultará en la maduración y el envejecimiento más rápidos, y fácil de pudrir; Demasiado bajo oxígeno es propenso a la respiración anaeróbica, que generará etanol, descomposición más rápida. Por lo tanto, la proporción de oxígeno en el paquete debe ser la mejor para mantener la respiración más baja de frutas y verduras sin respiración anaeróbica. Para la mayoría de las frutas y verduras, la proporción de oxígeno en el paquete debe mantenerse entre el 3% y el 5%.
El contenido de oxígeno en el envase también influye significativamente en el cambio de color de las frutas y verduras. Un bajo nivel de oxígeno puede contribuir a que los champiñones, las fresas, las campanillas de caballo recién cortadas, las manzanas recién cortadas y muchas otras frutas y verduras conserven un buen color. Un alto nivel de oxígeno también puede favorecer tonos más rojos del cártamo, naranjas anaranjadas y tonos más oscuros del naranja sanguina, e inhibir el color marrón de las verduras recién cortadas.
Además, la cantidad de dióxido de carbono en el envase también tiene diferentes efectos en la respiración y el cambio de color. Algunas frutas y verduras no son sensibles al dióxido de carbono, pero otras, como los cítricos, se tornan marrones y generan sabores anormales en concentraciones muy bajas de dióxido de carbono. Por lo tanto, para las frutas y verduras, incluidas las recién cortadas y las envasadas en atmósfera modificada (MAP), la elección de una película de envasado adecuada con la resistencia adecuada a los gases (incluyendo la resistencia al oxígeno y al dióxido de carbono) tiene un impacto importante en la protección de las frutas y verduras.
(2) Efecto de la humedad en la calidad de los alimentos
La humedad ambiental afecta el contenido de agua de los alimentos. Por ejemplo, con baja humedad, los alimentos pueden perder agua; con alta, pueden estar húmedos. Sin embargo, la calidad de los alimentos no está directamente relacionada con el contenido de agua, sino con el agua disponible en ellos, por lo que se propuso el concepto de actividad hídrica (Aw). Esta actividad es la relación entre el vapor de agua en equilibrio en un recipiente cerrado y la presión de vapor saturado del agua pura a la misma temperatura. La actividad hídrica es un mejor indicador que el contenido de agua para evaluar el deterioro de los alimentos. En circunstancias normales, los productores de alimentos pueden proporcionar el valor de la actividad hídrica de los alimentos; por supuesto, las empresas de envasado también pueden utilizar medidores de actividad hídrica y otros equipos para realizar pruebas.
1) Efecto de la humedad sobre la oxidación del aceite.
En alimentos con una actividad de agua muy baja (Aw < 0,1), la oxidación de las grasas es rápida. Con el aumento de la actividad de agua, la tasa de oxidación disminuye, y cuando Aw aumenta a aproximadamente 0,25, la tasa de oxidación se reduce al mínimo. A medida que la actividad de agua continúa aumentando (Aw entre 0,25 y 0,8), la reacción de oxidación se acelera. Sin embargo, cuando la actividad de agua es demasiado alta (Aw entre 0,8 y 0,99), el agua añadida ralentiza la oxidación de las grasas.
2) Efecto de la humedad sobre los microorganismos.
El crecimiento y la reproducción de microorganismos en los alimentos requieren agua, y existe un requisito mínimo de actividad acuosa. En general, la Aw bacteriana es > 0,94, la de mohos > 0,80 y la de levaduras > 0,87; sin embargo, cuando la Aw es < 0,6, la gran mayoría de los microorganismos no logran crecer.
3) Efecto de la humedad sobre las propiedades y el sabor de los alimentos.
Los alimentos secos son sensibles a la humedad y la absorben fácilmente cuando esta es alta. Por ejemplo, el contenido de agua del té recién procesado es de aproximadamente un 3 % en un entorno con una humedad relativa del 20 %. Sin embargo, a una humedad relativa del 50 %, el té absorbe la humedad y el contenido de agua aumenta hasta el 5,5 %. Además, a una humedad relativa del 80 %, el contenido de agua puede alcanzar el 13 %. Cuando el contenido de agua del té supera el 5,5 %, su estructura, sabor, color y valor nutricional disminuyen drásticamente, lo que afecta gravemente su calidad. En alimentos con alto contenido de agua, cuando la humedad es baja, es fácil que pierdan agua, se endurezcan o deformen, lo que provoca cambios en la dureza, la masticabilidad y la elasticidad.
4) Efecto de la humedad en frutas y verduras.
Las frutas y verduras contienen mucha agua; sin embargo, incluso en ambientes con alta humedad, también la pierden, lo que provoca encogimiento superficial, mal sabor o fibrosis de la madera. Si la pérdida de agua es excesiva, es fácil que se condense agua en el envase, lo que favorece el crecimiento de microorganismos y causa el deterioro de las frutas y verduras.
(3) Efecto de la luz en la calidad de los alimentos
1) Efecto de la luz sobre la oxidación del aceite.
Además del oxígeno, la luz también puede acelerar la oxidación del aceite. En particular, algunos alimentos contienen pigmentos naturales como la clorofila (hemoglobina), que es un fotosensibilizante y causa oxidación fotosensibilizada. La velocidad de oxidación con luz es entre 1000 y 1500 veces mayor que sin luz. La clorofila es un pigmento lipídico. En algunos alimentos que contienen materias primas vegetales, la clorofila se ve afectada por la luz y el oxígeno, y se fotólisis en pequeñas moléculas, desapareciendo durante el procesamiento y el almacenamiento. En la carne de res y aves de corral, debido a que la sangre no se purifica al momento del sacrificio, la carne aún contiene hemoglobina, lo que facilita la fotooxidación.
2) Efecto de la luz sobre la vitamina
La luz provoca la pérdida de algunas vitaminas fotosensibles. La vitamina B, fotosensibilizante, se descompone con la luz para producir fotoflavina. Esta fotoflavina es un oxidante fuerte, que puede reducir fácilmente el valor nutricional y causar mal olor en los productos lácteos, por lo que deben conservarse alejados de la luz.
La vitamina D, abundante en alimentos de origen animal, no se oxida fácilmente, pero puede causar una reacción de oxidación de las grasas debido a la radiación ultravioleta. Por ejemplo, el contenido de vitamina D en el aceite de pescado en envases convencionales disminuye continuamente durante el almacenamiento y prácticamente se pierde después de 4 semanas. La vitamina E es sensible tanto al oxígeno como a la luz ultravioleta, por lo que su oxidación se acelera fácilmente tras la exposición a la radiación ultravioleta. Las vitaminas A, B6, B12 y K se destruyen por la exposición a los rayos UV.
