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Interacciones del embalaje alimentario

El término embalaje se refiere a cualquier material usado para proteger un producto cuando se almacena y transporta. En concreto, el embalaje alimentario, se usa para proteger al alimento contra la contaminación microbiológica, química y física. Sin embargo, los materiales que componen el envase pueden reaccionar con el contenido y provocar alteraciones en el producto.

En ocasiones, las interacciones entre envase y alimento conllevan una pérdida de calidad así como la migración de productos tóxicos hacia el alimentos provocada por el uso de materiales inadecuados. Además, los materiales de envasado pueden absorber los compuestos de sabor de los productos, por lo que es importante prestar atención a las propiedades mecánicas del empaquetado para evitar variaciones de las propiedades organolépticas del alimento. Las sustancias que más interactúan con los materiales son plásticos, monómeros, oligómeros y contaminantes.  

El tipo de envase alimentario más utilizado es el plástico. En ellos, se utilizan aditivos como los plastificantes que mejoran su flexibilidad. Los plastificantes más usados son Butil bencil ftalato (BBP) y di-n-butil ftalato (DBP) y se utilizan junto a estabilizadores térmicos para retardar la descomposición.

Otras sustancias que se añaden a los plásticos son los aditivos deslizantes que actúan como lubricantes del plástico evitando conglomerados. Ejemplos de ello son ésteres y amidas de ácidos grasos, ceras de polietileno, estearatos metálicos y parafina.

En ocasiones, los envases se deterioran debido a los efectos de los microorganismos o agentes atmosféricos, por este motivo, los antioxidantes se incorporan a los plásticos para retrasar el proceso de oxidación. Además, también se pueden utilizar antimicrobianos como alguicidas, bactericidas y fungicidas.



Migración de sustancias

En general, la cantidad de componentes del envase que pueden migrar a los alimentos líquidos o sólidos depende de las propiedades químicas y físicas de los alimentos y el envase. El número de migraciones depende de su concentración, peso molecular y solubilidad entre otros factores.

Briston y Katan clasificaron los materiales basándose en el mecanismo de control limitante:

  • clase 1: materiales no migratorios con o sin presencia de alimentos.
  • clase 2: migración independiente, que no está controlada por los alimentos, aunque la presencia de alimentos puede acelerar la migración.
  • clase 3: lixiviación, que es controlada por los alimentos, insignificante en ausencia de alimentos, y significativa en su presencia.

A partir de esta clasificación se han determinado numerosos procedimientos analíticos que incluyen análisis cromatográfico o espectrofotométrico que permiten calcular el porcentaje de migraciones de sustancias  Estos métodos y protocolos han sido aprobados por agencias reguladoras como la FDA y la CE.

Alguno de los factores que afectan a esta migración de sustancias son la temperatura de transición vítrea (Tg) del polímero. A temperatura ambiente, los polímeros con una Tg menor que la temperatura ambiente poseen una gran permeabilidad para compuestos orgánicos en comparación con aquellos con una Tg mayor. Además el grado de solubilidad en los alimentos permite aumentar la velocidad de migración.



Interacción entre los alimentos y el material de embalaje

A menudo los metales que se utilizan como material de embalaje sufren corrosión debido a una reacción química o electroquímica con el medio ambiente. Existen numerosos factores que aceleran la corrosión como la acidez, presencia de oxígeno, nitratos, compuestos de azufre, así como la severidad del tratamiento térmico y las condiciones de almacenamiento.

Como hemos comentado en otro post, los alimentos enlatados utilizando materiales como el acero, a menudo son recubiertos con una capa de estaño para evitar la interacción con el alimento.

Otro metales como el plomo resultan peligrosos si se acumulan en los tejidos del cuerpo. Por ello, se ha incorporado el uso de latas soldadas o cementadas de tres piezas que impiden por completo la migración de plomo al alimento. Sin embargo, las materias primas utilizadas para alimentos sólo pueden contener 2 ppm de este metal, 0.5 ppm para los alimentos para bebés y 0.2 ppm para los refrescos. Además, los alimentos infantiles enlatados se sueldan con estaño puro para evitar la contaminación con plomo.

Actualmente, el límite admisible de estaño se sitúa en 150 ppm aunque es difícil encontrar latas laqueadas con más de 100 ppm. Los límites superiores no son admisibles por toxicidad sino por producir mal sabor.

El hierro, un componente esencial de nuestra dieta, no constituye un problema de toxicidad, y generalmente se considera un límite de 50 ppm.

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La mayoría de los casos documentados de migración de laminados de cartón se refieren a componentes transferidos de solventes y adhesivos utilizados para la fabricación de materiales y paquetes o aquellos transferidos de tintas utilizadas para la impresión. Los solventes utilizados para la impresión de papel a menudo se ven implicados en la migración de los residuos de solventes al producto envasado, lo que provoca un sabor desagradable.

Además, el proceso de fabricación de papel o cartón en sí podría provocar la formación de migrantes potenciales como clorofenoles y nitrosaminas. Otros compuestos con olor activo que se pueden formar y liberar durante el calentamiento de ciertos tipos de cartón incluyen acetona, cloroformo, furano, cloruro de metileno y acetaldehído.

 

Los plásticos tampoco son una barrera 100% eficaz, sino que realiza interacciones con el alimento. La migración de los plásticos se debe principalmente a:

  • componentes residuales y reactivos del proceso de fabricación
  • compuestos formados durante la conversión en materiales de embalaje
  • aditivos incorporados para la funcionalidad
  • adhesivos utilizados durante conversión

Lo verdaderamente importante es la migración de los componentes de los plásticos y su posible toxicidad. La mayoría de los plásticos contienen monómeros residuales y otros aditivos. Algunos de ellos se han relacionado con problemas de salud, el más importante el cloruro de vinilo. Por este motivo el estándar del Consejo Nacional de Salud e Investigación Médica en Australia ha prohibido por completo la presencia de este compuesto en los alimentos.

El contacto directo entre el plástico y un producto alimenticio puede dar lugar a componentes del envase que se lixivian en el producto, cambiando los sabores de los alimentos.

Los principales componentes susceptibles de causar daños son las amidas, los productos de degradación térmica de la base del polímero y los componentes de la tinta. La migración también puede ocurrir desde la comida hasta el plástico, que puede provocar la pérdida de resistencia mecánica. Además durante la extrusión del plástico, se alcanzan temperaturas de más de 250ºC, temperatura a la cual los antioxidantes desaparecen dando lugar a la formación de radicales libres en la superficie del material y en contacto con el alimento.

 

Muchos adhesivos contienen solventes que pueden migrar a los alimentos y algunas tintas usadas para imprimir materiales de envasado imparten sabores desagradables. Sin embargo, el secado adecuado de los materiales de impresión puede eliminar por completo la migración de solventes de los adhesivos y las tintas de impresión.

 

En resumen, la cantidad de sustancias utilizadas en los alimentos es considerable. Muchas de ellas son potencialmente tóxicas, dañinas y pueden migrar a los alimentos. Por lo tanto, para proteger al consumidor preocupado por la salubridad y seguridad alimentaria, los diferentes países han establecido regulaciones que marcan los límites aceptables de residuos. La probabilidad de que una sustancia represente un riesgo para la salud depende de su concentración en la dieta y de su potencial tóxico.



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