ABC de los empaques activos

El término empaque activo se refiere a un sistema en el cual ocurre un fenómeno físico-químico que permite que la función protectora del empaque alcance un periodo más extendido de tiempo, comparado con los mejores empaques de tipo pasivo. La idea con los empaques activos es la de neutralizar de manera más efectiva el efecto dañino de alguna sustancia indeseable sobre el empaque o su contenido.

El concepto fue introducido originalmente en los años noventa y todavía está en un periodo de expansión y aplicación, especialmente en empaques para alimentos. Por lo pronto, las principales aplicaciones se han centrado en la disminución de la concentración de oxígeno, humedad, dióxido de carbono, otros gases y microorganismos en la pared del empaque y/o en el interior del mismo. De esta manera, los alimentos pueden retener durante más tiempo su nivel calidad, expresada en la frescura, propiedades organolépticas, control de microorganismos y facilidad de manejo. Los sistemas pueden incluir películas multicapa, bandejas, bolsas autoparables, botellas, tapas, bolsas, etc.

Es conveniente aclarar que los empaques activos no son lo mismo que los empaques inteligentes o que los pasivos. Los empaques inteligentes generalmente conllevan funciones relacionadas principalmente con el manejo de la información y los registros. Así por ejemplo, un detector de temperatura puede mostrar si la temperatura a la que ha estado expuesto el empaque subió de un cierto nivel que se considera como máximo aceptable. Puede indicar de manera similar el nivel de exposición a la humedad. En otra aplicación, con un chip RDF puede transmitir información a sistemas de logística durante la manipulación del empaque.

Los empaques pasivos, por otro lado pueden ser de muy alta barrera, ayudando así a extender la vida útil de los contenidos en los empaques. Pero, a pesar de que la barrera sea muy efectiva, si el poco gas que logra difundirse a través de la pared del empaque termina acumulándose (o siendo deficitario) en el interior, eventualmente va a alcanzar y a traspasar el nivel máximo permitido iniciándose entonces el deterioro del contenido. Los empaques activos contienen generalmente las propiedades de los pasivos más un elemento activo fisicoquímicamente que refuerza la acción de las barreras altas absorbiendo, por ejemplo, las pequeñas cantidades de gases que logran migrar.

Los niveles de efectividad de los empaques activos plásticos todavía no se igualan a los hallados en materiales como el vidrio, aluminio o el acero, pues estos últimos normalmente ofrecen barreras cercanas al 100% de efectividad. Sin embargo, los desarrollos tecnológicos que se están logrando hacen prever que el futuro de este tipo de empaques formará parte importante de la nueva era en el mundo de los plásticos. La compañía de estudios de mercado Freedonia Group está anunciando la publicación de su estudio más reciente sobre empaques activos e inteligentes en el cual prevé que el mercado de estos empaques en Estados Unidos alcanzará un tamaño avaluado en 11.000 millones de dólares en el año 2011. Y el 72% corresponderá al sector de alimentos y bebidas.

Mientras que el mercado global de empaques estará creciendo al 13% anualmente, los empaques activos participarán con un crecimiento del 11% anual hasta el año 2011. Los empaques inteligentes tendrán un mayor crecimiento, estimado en un 30% anual, en el mismo periodo. Como explicación para estas cifras, Freedonia Group encontró el crecimiento de la demanda de empaques que ofrezcan una vida de anaquel más larga y que a la vez permitan emplear menos preservativos adicionados en los alimentos. En el mercado de las bebidas existe una gran expectativa con respecto a las botellas de PET fabricadas en monocapa que tengan la capacidad de absorber el oxígeno que ingresa a la pared del envase. Sin embargo, el costo de estas botellas sigue siendo una desventaja muy grande frente al vidrio en el mercado de la cerveza.

A continuación una revisión de algunos de los mercados que con más dinamismo están buscando implementar sistemas de empaques activos. Se insiste en el uso del término “sistema” debido a que la unidad de empaque activo puede ser más costosa que la de un empaque tradicional, pero evaluados los beneficios globales de su uso el costo queda compensado con creces a través de la cadena de suministro.

Los empaques para carne fresca
Pactiv Corporation (www.pactiv.com), en los Estados Unidos, ha sido uno de los líderes del desarrollo de empaques activos para carnes frescas de exhibición y venta en supermercados. Otro proveedor importante es Cryovac (www.cryovac.com). Estas compañías ofrecen sistemas de empaques para carnes frescas que permiten trasladar el manejo, corte y empacado desde el supermercado hacia centros de procesamiento que lo anteceden.

Las carnes de pollo ya se manejan de esta manera, pero las de res han encontrado dificultades porque contienen oximioglobina, una sustancia que le confiere a la carne el color rojo brillante característico de las carnes frescas. La sustancia alcanza el color deseado en presencia de oxígeno pero en su ausencia el color de la carne se torna marrón oscuro y perderá su brillo. Este último color es indicio de mala calidad entre los consumidores pues se asocia con carnes viejas y en proceso de degradación. Sin embargo, si una carne fresca se almacena en un ambiente libre de oxígeno, a pesar de su frescura se torna marrón y adquiere la connotación de mala calidad. La ausencia de oxígeno preserva la carne contra el daño microbiológico de los microbios aeróbicos. En carnes molidas la vida útil garantizada por este sistema de empaque activo es de 20 días y, en las carnes sin moler, es de 30 días. El bajo nivel de oxígeno se logra a través del uso de una pared en el empaque de alta barrera a este gas reforzado con la presencia de una bolsa con material absorbedor del mismo gas.

La estrategia propuesta es la de emplear el sistema activo desde el centro de corte y empacado hasta el supermercado usando un sobre empaque de la bandeja regular, la cual puede consistir en una bandeja de poliestireno espumado envuelta con una película estirable de PVC. El sobre empaque es una bolsa de alta barrera que contiene a la bandeja más una bolsita con el material absorbente de oxígeno. Adicionalmente, antes de cerrar la bolsa y colocar el absorbente se hace un lavado del aire empleando CO2 con nitrógeno. Después de empacada, la carne se torna marrón y se conserva así hasta el momento de exhibición en la góndola del supermercado. Llegado ese momento, se retira el sobre empaque y el aire migra a través de la película de PVC restaurando el color rojo y brillante de la carne. Idealmente, es el usuario final, el cliente, quien debería realizar el proceso de separación del sobre empaque pero el color marrón que perdura hasta ese instante da la sensación de mala calidad. Esto ha hecho que la aplicación del sistema de empaque activo no tome fuerza todavía en el mercado.

Otras tecnologías propuestas consisten en emplear por el contrario mezclas más ricas en oxígeno acompañadas de CO2 para favorecer desde un inicio el color de la carne y contrarrestar los microbios anaeróbicos. Multisorb Technologies (www.multisorb.com) y Paper Pak Industries (www.pp-industries.com) son empresas que ofrecen diversas formas de materiales absorbentes de oxígeno y que son aplicables en los sistemas de empacado de carnes frescas.

Almohadillas antimicrobiales
Paper Pak Industries ofrece un sistema de agentes antimicrobiales empacados en almohadillas que se activan en presencia de humedad y goteo proveniente del alimento empacado. De esta manera, el agente antimicrobiano también combate los organismos en la fuente donde pueden crecer, es decir, los jugos liberados por el alimento. La acción activa del sistema de empaque ocurre entonces debido al inicio de la reacción en la presencia de humedad. Los elementos activos antimicrobiales pueden ser el dióxido de carbono generado en la almohadilla, absorbentes de oxígeno para inhibir los organismos aeróbicos, acondicionados con absorbedores de olor y generadores de aromas.

Absorbedores de oxígeno, humedad y otros gases
Multisorb Technologies es uno de los proveedores líderes de materiales absorbentes de oxígeno y humedad para empaques activos, principalmente de alimentos y medicinas. Una premisa de los empaques activos es la presencia de una barrera alta al gas que se desea controlar. Así, por ejemplo, en el caso de oxígeno la barrera del empaque activo debe permitir como máximo el paso de 15 cc O2/m2/día y, a la vez, el contenido debe estar cerrado herméticamente. En algunos casos, la conservación de la frescura del producto puede requerir la acción combinada de la retención del oxígeno y la humedad. Tales sistemas de empaques han llevado a crear el rango de productos con “etiqueta limpia” que permite al productor eliminar el uso de preservativos tales como BHA, BHT, dióxido de azufre, sorbatos y benzoatos.

El control del nivel de oxígeno previene la oxidación de las grasas insaturadas que pueden provocar, a su vez, el crecimiento de patógenos bacterianos y hongos. La tecnología es aplicable, por ejemplo, a alimentos como carnes curadas, almendras, pastelería, pasabocas y productos lácteos. Los materiales disecantes mantienen la humedad dentro de los límites que le permiten a los alimentos preservar su textura y evitar el crecimiento de bacterias. Los absorbentes vienen en diferentes presentaciones, tales como almohadillas, celdas, tabletas comprimidas, bolsas de formato grande o etiquetas autoadhesivas, todas hechas con materiales compatibles con alimentos.

Ciba Specialty Chemicals (www.cibasc.com/packaging) ofrece la tecnología denominada de barrera para protección contra el oxígeno: Shelfplus®. Este es un aditivo que se puede agregar a una poliolefina, como el polipropileno, para formar parte de una estructura de capas coextruidas, que debe incluir un material de alta barrera como el EVOH. La idea es que el aditivo complemente la acción de alta barrera del EVOH para eliminar las trazas de oxígeno que logren traspasar la estructura. Esta capa de poliolefina debe estar situada en el lado interno del empaque. Huhtamaki (www.huhtamaki.com) desarrolló un empaque retortable de alimentos para gatos empleando el aditivo mencionado.

El empaque activo en el mercado de las cervezas y jugos
El PET es considerado como el material preferido para fabricar botellas de cerveza debido a sus atributos: alta transparencia, resistencia a la rotura, facilidad de moldeo, capacidad de reciclaje y economía. Además es posible someter una botella de PET a los procesos de pasteurización a los cuales se someten regularmente las botellas de vidrio. Es importante entonces destacar que el PET es un material apto para alimentos pasteurizables y, seguramente, lo será en el futuro cercano para los alimentos retortables.

Otra condición positiva del PET es su barrera natural al paso del oxígeno (la cual es considerada como mediana entre los materiales de barrera). En las aplicaciones para el envasado de cerveza es necesario incrementar la barrera al oxígeno y, a la vez, establecer un sistema activo que absorba el gas y que logre traspasar la barrera. Tales condiciones permiten alcanzar una vida útil de la bebida de nueve meses de duración.

La compañía Holsten-Brauerei de Brunswick, Alemania, es la primera en instalar una línea de empacado de cerveza de alta capacidad: 36.000 botellas por hora. Inicialmente, la capacidad de las botellas de PET es de 0.5 litros. Las preformas de color marrón pesan 28 gramos y son suministradas por Amcor PET Packaging. Tales preformas se fabrican empleando la tecnología Bind-Ox de Amcor, la cual consta de un componente de alta barrera pasivo consistente en una capa de nylon que, a su vez, contiene un absorbedor de oxígeno de carácter activo.

Por otro lado, Bericap provee las tapas inyectadas de polipropileno impregnado también con material absorbente de oxígeno. La botella de PET es 100% reciclable y puede ser descartada de una manera más segura que las botellas de vidrio. Otras características son su bajo peso, estabilidad, neutralidad al sabor y transparencia.

Amosorb es un aditivo diseñado para ser empleado con PET y que, en la actualidad, es producido por BP Amoco Chemical Co. Una adición del 2% a 5% del aditivo extiende la vida de jugos hasta cerca de seis meses. También es usado en el empacado de condimentos. Entre los usuarios está Graham Packaging, que lo utiliza en las botellas de jugos de frutas fabricadas en forma de monocapas. Las monocapas de PET con aditivos activos que absorben oxígeno son vistas como la forma más económica de fabricar un empaque activo y se prevé, por tanto, que en el futuro los empaques activos de PET tendrán que ser fabricados en monocapas.