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La seguridad alimentaria mejorada gracias a los nuevos agentes antimicrobianos
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Nuevos Agentes antimicrobianos revolucionan la industria del packaging

El empaque con agentes antimicrobianos se desarrolla al cargar o recubrir un agente antimicrobiano en películas poliméricas de empaque.

Agentes antimicrobianos: la solución para una vida útil más larga de los productos envasados

Un componente antimicrobiano puede migrar a la superficie del alimento (película migratoria) o puede actuar contra el crecimiento microbiano superficial sin migración (película no migratoria).

Los agentes activos utilizados en el envasado de alimentos se pueden clasificar según varios criterios, como el origen (vegetal, bacteriano, animal), el modo de acción (depuradores, emisores, antioxidantes, agentes antimicrobianos, agentes antibiofilm, etc.), la estructura (orgánica, inorgánicos, metales, péptidos antimicrobianos, enzimas, antibióticos, etc.) y otros.

La seguridad alimentaria mejorada gracias a los nuevos agentes antimicrobianos

Nanopartículas de base metálica como agentes antimicrobianos

Una nueva generación de materiales de empaque son películas de nanocompuestos que combinan el polímero de base biológica (actúa como una matriz) con rellenos (por ejemplo, agentes antimicrobianos) que se dispersan para mejorar las propiedades funcionales del material. Los polímeros de base biológica pueden ser tanto naturales (varios polisacáridos, proteínas, ligninas, lípidos, etc.) como sintéticos (polímeros sintéticos de base natural o de base biológica como ácido poliláctico/PLA/y polímeros parcialmente de base biológica), mientras que como nanocargas se utilizan a menudo metales u óxidos metálicos.

Nanopartículas metálicas

Entre las nanopartículas metálicas (NP) que ejercen un efecto antimicrobiano, las más utilizadas son las NP de cobre, plata, selenio y oro. Las NP metálicas se pueden agregar a la matriz polimérica. Sin embargo, no todas las NP metálicas se incorporan al recubrimiento de los alimentos, ya que a veces se usan solas o en combinación con otros antimicrobianos.

Nanopartículas de óxido metálico

Las nanopartículas de óxido metálico se pueden utilizar como nanorellenos. Los más comunes que se utilizan de esta manera incluyen óxido de zinc (ZnO), óxido de titanio (TiO2), sílice (SiO2), óxido de aluminio (Al2O3), óxido de hierro (Fe2O3) y óxido de cobre (CuO).

Los mecanismos de toxicidad de las NP y sus iones contra las bacterias incluyen la generación de ROS, con la subsiguiente inducción de estrés oxidativo y daño irreversible de las estructuras celulares que resulta en la muerte bacteriana.

Ácidos orgánicos

Muchos ácidos orgánicos tienen una larga historia como aditivos alimentarios naturales o tradicionales porque disminuyen el pH en soluciones, inhibiendo el crecimiento de microorganismos no deseados.
Uno de los ejemplos más conocidos de ácidos orgánicos utilizados para la conservación de alimentos es el ácido láctico.

Péptidos antimicrobianos y bacteriocinas

Los péptidos antimicrobianos (AMP) son los oligopéptidos de defensa del huésped compuestos por cinco a más de cien aminoácidos producidos por diversos organismos, tanto procariotas como eucariotas. Las bacteriocinas incluyen nisina, leucocina, lactocina, enterocina, lactococina A, bifidina, pediocina, mientras que los AMP de otro origen incluyen, entre otros, catelicidinas, defensinas, pleurocidina, LL-37, plectasina, protegrinas, cecropinas y magaininas.

Agentes Antimicrobianos Naturales de Origen Vegetal

Se estima que existen más de 1300 plantas que contienen componentes conocidos con actividad antibacteriana contra microorganismos de descomposición y patógenos transmitidos por los alimentos. Se utilizan como fracciones individuales (purificadas mediante varios procesos de extracción) que contienen mezclas de ingredientes biológicamente activos (p. ej., aceites esenciales) o como un solo compuesto (p. ej., compuesto polifenólico específico). Todos estos compuestos suelen ser también fuertes antioxidantes, por lo que existe una gran demanda de ellos en la industria alimentaria.

Enzimas

Las enzimas se utilizan cada vez más como agentes antimicrobianos en los alimentos debido a su capacidad para inhibir la formación de biopelículas bacterianas, ya sea atacando directamente a los microorganismos y/o experimentando reacciones catalizadoras que dan como resultado la formación de compuestos antibacterianos.

La Lactoferrina

Entre los numerosos componentes proteicos de la leche, vale la pena mencionar la alfa-lactoalbúmina, la beta-lactoglobulina, la albúmina de suero bovino, las inmunoglobulinas, los glicomacropéptidos y las proteínas menores, es decir, la lisozima, la lactoperoxidasa y la lactoferrina. Las propiedades antimicrobianas de la leche están relacionadas principalmente con la lactoperoxidasa, la lisozima, la lactoferrina y las inmunoglobulinas.

Quitosano

El quitosano juega un doble papel en el envasado de alimentos, pudiendo ser utilizado tanto como material matriz (polímero) como agente antimicrobiano. Debido a su biodegradabilidad, biocompatibilidad y baja toxicidad, buena capacidad de formación de película y alta versatilidad, se ha investigado ampliamente y se usa comúnmente en varias industrias. Los materiales poliméricos a base de quitosano pueden transformarse en fibras, películas, escamas, geles, polvos, esponjas, perlas o incluso nanopartículas.

Bacteriófagos

Una de las ideas más interesantes, pero todavía algo controvertidas, es el uso de bacteriófagos para el desarrollo de futuros materiales de envasado. El bacteriófago es un virus, por lo que debe encontrar un huésped a través del cual pueda replicarse en el medio ambiente, lo que significa que los recubrimientos con bacteriófagos deben tener contacto físico con los alimentos. Hay muchos productos de bacteriófagos disponibles comercialmente que son ‘generalmente reconocidos como seguros’ y aprobados por la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) o la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA).

Desafíos y posibles direcciones de desarrollo en la industria del envasado de alimentos

Además del aspecto de la reutilización o la biodegradabilidad, los envases de alimentos permiten a los productores prolongar la vida útil, evitando así el desperdicio de alimentos o el desecho de productos que todavía están en buen estado. Teniendo en cuenta que los alimentos no siempre se conservan en las condiciones adecuadas (por ejemplo, cadena de frío, exposición a la luz) o que los envases pueden estar dañados o desprecintados, puede ocurrir que, aunque no se haya alcanzado la vida útil, el producto no sea el adecuado para el consumo.

Los productores de alimentos deberían esforzarse por crear envases de alimentos tan innovadores que apoyen activamente la extensión de la vida útil, pero al mismo tiempo proporcionen información cada vez más precisa sobre la condición del producto.

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