Desarrollo y evaluación de nuevos sistemas de envases activos de uso alimentario

Resumo

Los compuestos fenólicos se encuentran ampliamente distribuidos en el reino vegetal, constituyen una parte esencial de la dieta humana y cada vez cobran mayor importancia debido a sus funciones bioactivas, propiciadas fundamentalmente por sus propiedades antioxidantes. En los últimos años ha aumentado el interés por los compuestos antioxidantes de origen natural para reducir al mínimo el empleo de los aditivos sintéticos en la conservacion de los alimentos. La posible toxicidad de algunos antioxidantes sintéticos, conjuntamente con la sensibilización de los consumidores en lo que respecta a cuestiones de seguridad y toxicidad alimentaria, ha motivado un creciente interés en la identificación de antioxidantes alternativos y seguros de origen natural como la vitamina E, o extractos naturales ricos en compuestos fenólicos y/o terpénicos. La capacidad antioxidante de una amplia variedad de vegetales, cereales, frutas, semillas y de residuos agrícolas e industriales ha sido analizada recientemente en diversos estudios, siendo los residuos agrícolas e industriales una fuente atractiva de antioxidantes naturales. Durante el procesado y almacenamiento, tanto refrigerado como congelado, a largo plazo, ocurren reacciones de oxidación que resultan en una disminución del valor nutritivo de los alimentos y su calidad sensorial. Retardar estos procesos de oxidación es importante, no solamente para el productor del alimento, sino también para todas las personas implicadas en la cadena de producción industrial y para el consumidor final. El uso de compuestos fenólicos y extractos obtenidos a partir de varias fuentes naturales, incluyendo residuos agro-industriales, va a tener un papel importante en el aumento de la vida útil de los alimentos. Estos compuestos, incrementan la estabilidad de los productos alimenticios a través de la prevención de la peroxidación lipídica, mediante la prevención de la descomposición de los pigmentos naturales de los alimentos y contribuyendo a la protección y estabilización de los aromas, además, hay que tener en cuenta que poseen una considerable capacidad antimicrobiana. Hoy en día se puede observar un incremento continuo en la demanda de la industria para aumentar la vida comercial de los productos alimenticios envasados y en la demanda de los consumidores para mejorar la seguridad, la calidad y la integridad de los alimentos. Para responder a estos cambios, a estas nuevas necesidades y desafíos, se están desarrollando nuevos sistemas de envasado conocidos como ¿envases activos¿. Los envases activos, a diferencia de los tradicionales, a los que se les exige que sean totalmente inertes, están diseñados para interaccionar de una forma activa y continua con su contenido, en un proceso de interacción entre envase, ambiente y alimento, que implica siempre una transferencia de masa, ya sea para ceder sustancias al contenido del envase (el alimento y su entorno) o absorber componentes desde dicho contenido y cuya finalidad es siempre la de ampliar el tiempo de conservación de los alimentos. Las sustancias responsables de la función activa del envase pueden estar, incorporadas directamente en el material de envase, siendo por lo tanto un objetivo importante en el desarrollo de este tipo de envases el diseño de materiales funcionales que incluyan el agente activo en su estructura y que esta sustancia activa pueda actuar o ser liberada de una manera controlada. Esta tesis se centra en el desarrollo y evaluación de nuevos sistemas de envases activos de uso alimentario que contiene compuestos de origen natural en la conservación de productos cárnicos y productos de la pesca. Para lograr este objetivo en esta tesis se aborda el aprovechamiento de una corriente residual de la industria cervecera rica en compuestos de naturaleza polifenólica, para la obtención de un extracto natural con capacidad antioxidante y antimicrobiana, que se utilizó para el desarrollo de nuevos envases activos de uso alimentario. Los sistemas activos desarrollados fueron utilizados en el envasado de productos cárnicos y de la pesca, y se evaluaron los beneficios sobre el producto envasado. Los polifenoles presentes en la cerveza son extremadamente importantes en su estabilidad física. Dicha estabilidad puede ser mejorada reduciendo el contenido en polifenoles o el contenido proteico de la cerveza, ya que los polifenoles y las proteínas de alto peso molecular tienden a combinarse lentamente y formar un complejo proteína-polifenol insoluble. Estos complejos resultan de reacciones de oxidación y polimerización de los polifenoles endógenos (catequinas y proantocianidinas) y de sus interacciones con las proteínas, que se forman durante la guarda fría y que se eliminan en la etapa de filtración de la cerveza. Una de las técnicas de estabilización más empleada es la reducción del contenido en compuestos fenólicos mediante la adsorción con polivinilpolipirrolidona (PVPP). Debido a que este PVPP tiene un coste considerable, una vez que los polifenoles se adsorben en la resina de PVPP, se realiza un lavado o regeneración de la torta de PVPP con soluciones alcalinas (NaOH) en caliente, para recuperar la capacidad de adsorción de la torta de PVPP, y por lo tanto, que ésta pueda ser reutilizada en sucesivos lotes. El líquido de lavado se considera un desecho, y como tal es enviado a la estación depuradora de aguas residuales, con la consiguiente pérdida de valor como subproducto, además de ocasionar costes de depuración considerables. Esta corriente residual de PVPP se encuentra cargada fundamentalmente con compuestos polifenólicos y por lo tanto, los extractos que se pueden obtener a partir de esta corriente residual de la industria cervecera son una fuente prometedora de antioxidantes naturales con amplia aplicación.