HPP y el envasado; en qué debes centrar tu atención

El envasado no sólo prolonga la vida útil de los alimentos, sino que también protege los productos de agentes externos perjudiciales, como son los productos químicos o los microorganismos. Esto, unido al procesado por altas presiones (HPP), alarga los tiempos, pero muchas industrias alimentarias se preguntan si sus actuales envases soportarían presiones de hasta 6.000 bar. En esta entrada hablamos abiertamente sobre los aspectos técnicos del envasado aplicado a productos HPP y, especialmente, del uso del Polymer ethylene vinyl alcohol (EVOH) tan apreciado en la industria alimentaria por su acción barrera frente al oxígeno.

El segmento de los envases específicos para productos HPP alcanzará la cifra de 1,1 mil millones de dólares en cinco años (Global High-Pressure Processing Market: Trends Analysis & Forecasts to 2021). “High-Pressure Processing Equipment Market – Global Trend and Forecast to 2022”, predice una tasa de crecimiento anual del 11,26% y menciona cómo afecta el cambio en el comportamiento del consumidor, a la industria alimentaria. Los consumidores de hoy día, además de preocuparse por el precio, le dan una gran importancia a las compras sostenibles y respetuosas con el medio ambiente.

Un estudio reciente sobre 30.000 consumidores de países de todo el mundo realizado por Nielsen, descubrió que más de la mitad están dispuestos a pagar más por productos sostenibles medioambientalmente y que el 52% basan sus decisiones de compra, en parte, en la sostenibilidad del envase.

Según Universal Pure:

“La industria de alimentos y bebidas demanda una vida útil más larga y una mayor sostenibilidad como factores claves para crecer dentro del mercado. El desperdicio de alimentos es un gran problema, ambiental, ético y financiero. Las empresas quieren ser responsables y asegurarse de que los bienes alimenticios no se desperdicien. Una vida útil más larga disminuye la probabilidad de que un producto termine en un vertedero. Además, cuanto más tiempo dura un producto, mayor cantidad y más lejos se puede distribuir y vender.”

El procesado por altas presiones (HPP), por los aspectos físicos inherentes a las presiones hidrostáticas y su efecto sobre microorganismos patógenos y alterantes, ya incrementa notablemente la vida útil del producto, preservando las propiedades organolépticas y nutricionales. Su uso combinado con procesos de envasado adecuados, no hace más que alargar dicha vida.

Natural, económico y respetuoso con el medio ambiente, los envases para HPP utilizan materiales reciclados y reciclables que, además permiten que los alimentos se refrigeren en lugar de congelarse, aspectos todos ellos que contemplan las actuales preocupaciones de los consumidores. El problema principal es que muchas empresas dudan de cuáles son los materiales y envases aptos para utilizar con HPP.

Puntos claves para un óptimo envasado HPP

Conocer cómo funcionan los equipos In-pack de HPP. Una vez envasado, el producto se coloca en contenedores, se sumerge en agua y se presuriza, por lo que es esencial:

  1. Un cierre hermético y fuerte que impida que entre el agua.
  2. Un material duradero que aguante presiones extremas y manipulaciones poco cuidadosas.
Proceso HPP In-Pack

Proceso HPP In-Pack

Conocer los principios básicos de las presiones hidrostáticas. Se aplican de manera uniforme e instantánea en todo el producto, por lo que es esencial:

  1. Que el producto tenga en su composición al menos un 30% de actividad de agua, para que le permita reducir su volumen hasta un 15%, por efecto de las altas presiones.
  2. Que el espacio de cabecera no sea excesivo para evitar que el envase colapse y para optimizer el coeficiente de llenado por contenedor. Se aconseja llenar el envase, al menos, en un 90%.
  3. Que el material del recipiente sea lo suficientemente flexible como para resistir entre el 10% y el 15% de la «compresión» (tensión mecánica) a la que le someterá la presión.

HPP pressure

Conocer las características del producto y la demanda del consumidor para ofrecer la mejor opción del mercado. Aspectos a considerar, serían:

  1. Abre fácil: es una característica importante que permite a los consumidores abrir el paquete y, a veces, reutilizarlo como el que usa Sadia Soltissimo / BRF en Brasil.
  2. Barreras adicionales: combinación de HPP con atmósferas modificadas, vacío y diferentes tipos de materiales como EVOH.
  3. Usar la etiqueta del envase para asociar la empresa con las ventajas de la alta presión o la adaptación a un sistema certificado como el del Cold Pressure Council.
  4. Sostenibilidad: ya que la mayoría de los productos están envasados en plástico, es importante tratar de usar materiales reciclables o reutilizables. Si se trata de una bebida, puede recurrir a un proceso que permita el envasado en otros tipos de materiales, como el sistema In-Bulk desarrollado por Hiperbaric.

Puede parecer que únicamente hay un puñado de envases que son adecuados para el procesado por alta presión (HPP), pero la realidad es que hay varias opciones en diferentes formas y tamaños que se pueden utilizar:

  • La geometría no interfiere de ninguna manera con la posibilidad de procesar por alta presión, si bien es cierto, que es importante buscar una forma que optimice la eficiencia de llenado. Por ejemplo, nuestro cliente Coldpress utiliza una botella hexagonal para la disposición en panal. A continuación, se presentan algunas opciones viables para diferentes formas y tamaños:
Características del envasado HPP

Características del envasado HPP

Características del envasado HPP

  • Material: debido a su buena flexibilidad, elasticidad y propiedades de barrera contra el agua, los plásticos se usan comúnmente como material de envasado en productos HPP. Sin embargo, hay muchos polímeros incluidos en esta clasificación, como por ejemplo: PP, HDPE, PET, C-PET, EVOH,…
  • Sistema de envasado: al vacío, en atmósfera modificada,…
  • Proceso de fabricación del envase: por inyección o por termoformado.
  • Etiquetado: los envases pueden presurizarse sin y con etiquetas. Si elige procesar el envase ya etiquetado, hay varios tipos de tintas compatibles con este sistema: impresión en offset, impresión IconicTM, etiquetas sensibles a la presión, etiquetas en molde y funda retráctil.

Ejemplos de envasado en diferentes aplicaciones de clientes Hiperbaric.

Ejemplos de envasado en diferentes aplicaciones de clientes Hiperbaric.

Ejemplos de envasado en diferentes aplicaciones de clientes Hiperbaric.

El alcohol etilvinílico (EVOH) en los envases de alimentos como barrera de oxígeno, un caso de estudio.

El oxígeno es básico para la vida en la tierra, ya que es esencial en la respiración aeróbica y constituye uno de los componentes principales de las moléculas orgánicas. En los sistemas alimentarios, una gran variedad de microorganismos patógenos y alterantes utilizan el oxígeno para el crecimiento y, aunque otros proliferan en ausencia de oxígeno, crecen de forma óptima cuando éste está presente en el ambiente.

El oxígeno también participa en reacciones químicas y enzimáticas que alteran la calidad y propiedades nutricionales de los alimentos, desarrollando cambios de color (por ejemplo, el pardeamiento de las manzanas) o sabor (por ejemplo, queso rancio), que los clientes perciben como desagradables. Por lo tanto, limitar la exposición de los alimentos al oxígeno puede ayudar a prolongar su vida útil, y el envasado juega un papel fundamental.

Pardeamiento de manzana, un ejemplo de reacciones de oxidación no deseadas en los alimentos. Fuente: Wikimedia Commons.

Pardeamiento de manzana, un ejemplo de reacciones de oxidación no deseadas en los alimentos. Fuente: Wikimedia Commons.

Los polímeros plásticos son uno de los materiales de envasado de alimentos más recurrentes. En el procesado por alta presión (HPP), la mayoría de los materiales utilizados en el envasado son: polietileno (PE), polipropileno (PP) y tereftalato de polietileno (PET) solos o combinados. Se pueden incorporar otros materiales para mejorar la flexibilidad del envase o su capacidad de barrera y el EVOH es una de las mejores barreras de oxígeno disponibles.

EVOH es una resina de película polimérica hecha de la copolimerización de etileno y alcohol vinílico. El EVOH se clasifica según el contenido de etileno en el polímero (24-48% mol), parámetro que define sus propiedades barrera frente al oxígeno y su flexibilidad. El EVOH con la concentración de etileno más baja (24% en moles) exhibe las mejores capacidades de barrera al oxígeno. La flexibilidad aumenta a medida que la concentración de etileno se aproxima al 48% en moles, mientras que la permeabilidad disminuye gradualmente.

EVOH en el envasado HPP

Es posible que el producto HPP más conocido internacionalmente, de aquellos que se han beneficiado de la combinación del procesado por altas presiones y del uso de las barreras de oxígeno para reducir el pardeamiento, sea el aguacate. Sin embargo, en productos como los preparados cárnicos de alta calidad, por ejemplo los jamones curados, este duo HPP – EVOH, retarda la oxidación lipídica y la consecuente aparición de sabores rancios o la migración de compuestos volátiles que proporcionan un aroma o sabor delicado.

La combinación de HPP y EVOH también dificulta el crecimiento microbiano. En estudios recientes realizados sobre camarón tigre negro envasado en bolsas de plástico, se comprobó que las altas presiones (361 MPa, 12 min, 46 ° C) reducen el recuento total en placa y las bacterias psicrotróficas de 5,10 – 5,40 a 1,47 – 1,91 log10 ufc / g de (Kaur y Rao, 2017). Los autores monitorearon el crecimiento bacteriano para el control y las muestras de HPP hasta 30 días (4 °C) en bolsas de polietileno de baja densidad (LDPE) y EVOH. Para muestras de HPP, el material de envasado influyó significativamente en la recuperación microbiana durante el almacenamiento. El LDPE tiene la tasa más alta de permeabilidad entre los materiales probados y los recuentos alcanzaron el límite crítico asociado con el deterioro microbiano (≥6 log10 ufc / g) después de 21 días. Por el contrario, EVOH y las películas multicapa metalizadas proporcionan una mejor barrera de oxígeno, limitando el recuento total de microorganismos y las bacterias psicrotróficas a ≤4,70 log10 ufc / g durante 30 días.

Efecto del envasado en la recuperación post-HPP de microorganismos alterantes en el camarón tigre negro. Datos de Kaur & Rao (2017).

Efecto del envasado en la recuperación post-HPP de microorganismos alterantes en el camarón tigre negro. Datos de Kaur & Rao (2017).

Algunos proveedores especializados en el envasado HPP

Kuraray

Kuraray es una empresa japonesa creada en 1926, que fabrica derivados de polímeros para diversas aplicaciones industriales, incluido el EVOH para el sector alimentario. El personal técnico de Kuraray, dirigido por el gerente Edgard Chow, organizó un taller técnico entre el 18 y el 19 de octubre del presente año en Houston, Texas. Los especialistas técnicos Astrid Torres, Emilio Morales, Diana Maya y Pablo García compartieron la fiabilidad y conveniencia del uso de EVOH (alcohol etilenvinílico) en las industrias agrícola, bioquímica, automoción y química. El evento organizado para facilitar el desarrollo de negocios en América Latina, contó con la participación de asistentes de Méjico, El Salvador, Colombia, Chile, Perú, Paraguay y Argentina.

En aplicaciones alimentarias, el personal técnico expuso los múltiples beneficios de incorporar EVOH como un componente de embalaje. El zumo de naranja almacenado a 20 °C en bricks mostró que cerca del 90% de su vitamina C persistía tras 14 días, cuando el envase incluía una capa de EVOH. Por el contrario, el zumo envasado en el brick sin esa capa sólo retenía el 40%, lo que se atribuyó a una mayor exposición al oxígeno durante el almacenamiento. Además de las capacidades de barrera frente al oxígeno, el EVOH también frena la difusión de compuestos volátiles asociados con las características sensoriales y nutricionales de los alimentos.

Estructura típica de envases multicapa con EVOH. Imagen cortesía de Kuraray.

Estructura típica de envasado multicapa con EVOH. Imagen cortesía de Kuraray.

Otras ventajas importantes dadas las propiedades del EVOH es que el material puede incorporarse tanto a un envase rígido, como a uno flexible. Los ejemplos de EVOH en el envasado de alimentos incluyen bolsas, bolsas con boquilla, bolsas de vacío, cubas, bandejas, bricks,…. Además, puede utilizarse en microondas, es transparente y reciclable, todo en línea con las tendencias de los consumidores actuales.

Vinicio Serment, especialista en aplicaciones de Hiperbaric USA, presentó en este taller una descripción general del mercado y los principios básicos de la tecnología HPP e introdujo brevemente el diseño del envase para la tecnología HPP “In-pack”, que comprende botellas, bolsas selladas al vacío, bolsas, cubas y bandejas. Las condiciones comerciales actuales de HPP (30-600 MPa; 0,5-10 min, 4-25 °C) no modifican los enlaces covalentes en los alimentos, contribuyendo a mantener sus características nutricionales y sensoriales; lo mismo se aplica al envasado ya que las propiedades mecánicas y de barrera no se ven afectadas. Además, Vinicio informó a los asistentes sobre cómo el innovador equipo de HPP “In-Bulk” superará las actuales limitaciones de envasado para alimentos y bebidas líquidos, abriendo la posibilidad al uso de envases de vidrio, metal y papel.

Desde Hiperbaric, extendemos nuestro más sincero agradecimiento a Astrid, Edgard, Emilio, Diana, Rodrigo, Pablo, Dexter, Al, Jerry y Joe por la valiosa información que compartimos durante el evento y por todas las atenciones recibidas para hacer nuestra estancia lo más agradable posible.

Berry Global, Inc:

Berry Global, Inc es una de las 500 mayores fortunas del mundo en la fabricación y comercialización de productos plásticos de embalaje. Con sede en Evansville, Indiana, cuenta con más de 131 instalaciones en todo el mundo y más de 23.000 empleados.

Berry ofrece una de las líneas más amplias de productos para envasado. Tiene más de 2.500 clientes, incluidas firmas como Sherwin-Williams, Borden, McDonald’s, Burger King, Gillette, Procter & Gamble, Coca-Cola, Wal-Mart, Kmart y Hershey Foods. Para obtener más información sobre sus formatos para HPP, consulte la sección Procesado por alta presión.

Plastic Ingenuity:

Plastic Ingenuity con sede en Cross Plains, Wisconsin, es un termoformador especializado de envases de plástico y biodegradables. La compañía se enorgullece de producir envases de plástico personalizados para una variedad de industrias que utilizan métodos ecológicos y recursos de energía renovable. En 2012, Plastic Ingenuity proporcionó fondos adicionales para apoyar a tres centros de reciclaje diferentes en los Estados Unidos que estaban implementando nuevos métodos de reciclaje de envases de PET termoformados.

Plastic Ingenuity ha hecho varios esfuerzos para ser ecológicos al proporcionar envases de recursos renovables como una alternative a los productos derivados del petróleo. Otros materiales incluyen PLA, PSM y pulpa de madera.

Hay otras compañías con las que Hiperbaric ha trabajado en el pasado para probar sus capacidades en HPP. Algunas de estas empresas son: Teinnovations, Display Pack, Captiva Containers, MVP Plastics, Winpak, Messpack, Cryovac, ULMA Packaging y muchos más.

Hiperbaric considera el envasado como una parte esencial del éxito en la aplicación de la tecnología HPP. Tiene un impacto directo en la comercialización, la productividad y la aceptación de los productos HPP por parte del consumidor, por lo que estaremos encantados de asesorarle en la selección de envases y en el diseño de sus productos HPP.

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