Concepto de atmósfera modificada
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La vida útil de los productos perecederos como la carne de ave conservada en atmósfera normal (aerobia), está limitada por dos factores:
Efecto del O2 atmosférico
Crecimiento de microorganismos aerobios que producen alteraciones, que pueden producir cambios de olor, sabor, textura y color, esto hace que el alimento sufra un deterioro general de la calidad.
El almacenamiento refrigerado puede retrasar estos cambios indeseables, pero en algunos casos, el incremento de la vida útil aportado resulta insuficiente, por ello, y entre otras razones, el envasado en atmósferas modificadas de la carne de ave supone un importante y necesario aliado de las empresas para la comercialización de sus productos ya que todas estas influencias indeseadas pueden ser reducidas por medio del envasado en la atmósfera modificada apropiada.
Concepto de atmósfera modificada
El envasado en atmósfera modificada consiste en la sustitución de la atmósfera que rodea al producto, por una mezcla de gases que garantice la calidad del producto y consiga alargar su vida útil. Para el envasado en atmósfera modificada de la carne de ave suelen utilizarse fundamentalmente el oxígeno, el dióxido de carbono y el nitrógeno.
Tabla 1. Composición del aire seco a nivel del mar (Parry, 1993)
Debido a que la oxidación deteriora los alimentos y fomenta el crecimiento de microorganismos, el oxígeno debería excluirse como gas para el envasado en atmósfera modificada. No obstante, en el caso del envasado de carne de ave, se requiere que esté presente en ciertas cantidades controladas para la formación de oximioglobina a fin de mantener el color rojo de la carne, sobre todo en despieces de pollo que incluyan corte de hueso y mantener el aspecto de frescura.
Nitrógeno
El nitrógeno es un gas inerte que inhibe reacciones, evita oxidaciones de vitaminas, color, aroma y grasas e inhibe el desarrollo de mohos. En el caso del envasado de carne de ave, la cual tiene un alto grado de humedad y un cierto contenido en grasa, se usa nitrógeno como gas de relleno, para compensar la diferencia en la mezcla de gas y evitar el colapso (hundimiento) del envase, cuando se produce la absorción del CO2 en la superficie del producto.
Dióxido de carbono en el envasado
El dióxido de carbono es el gas responsable del aumento de vida útil de la carne de ave, debido, a que posee un efecto bacteriostático e inhibe el crecimiento de microorganismos aerobios, dentro de los que se incluyen los que causan putrefacción de la carne. La concentración de CO2 en el envase está directamente relacionada con el tiempo de conservación de los productos envasados.
Difusión del CO2 en el producto
Una vez que el producto se envasa en atmósfera modificada con una cierta concentración de CO2, se produce un fenómeno de difusión del gas en la superficie del producto (interfase líquido-sólido). Tenemos que tener en cuenta que los alimentos como la carne de ave con altas actividades de agua (Aw) de 0,98, se comportan como líquidos en su superficie, por lo que la difusión del gas se producirá en la superficie del mismo.
LEY DE FICK
Este fenómeno de difusión podría explicarse según la primera ley de Fick, la cual nos dice que el flujo difusivo que atraviesa una superficie (J en mol cm-2 s-1) es directamente proporcional al gradiente de concentración. Dentro del envase hay un gradiente de concentraciones, por lo que se origina un flujo irreversible de materia (gas), desde las altas concentraciones (espacio de cabeza), a las bajas concentraciones (superficie del producto), hasta alcanzar el equilibrio.
Solubilidad del CO2 en el producto
Cuando el CO2 penetra en el agua superficial del producto genera, en primera instancia, ácido carbónico (H2CO3) el cual rápidamente entra a formar parte del complejo equilibrio ácido-base. Aunque en el agua la mayor parte del CO2 disuelto está como CO2 rodeado de moléculas de agua, parte estará en forma de ácido carbónico, de tal forma que cuando se habla en general de ácido carbónico se asume también la parte del gas disuelta (CO2 (aq)), a pesar de que es esta última la forma mayoritaria en la que se encuentra.
Al ser muy soluble en agua y grasa puede causar problemas de envasado como el colapso, por lo que el contenido de CO2 en el envase debe adecuarse al resto de parámetros de envasado, pudiendo originar problemas de exudación de la carne fresca, lo que se contrarresta con el uso de absorbentes en el fondo del envase.
Gráfico 1. Absorción de CO2 de diferentes despieces de pollo envasados en atmósfera (80% CO2, 20%O2)
Fuente: Proyecto CENIT SOST-CO
Efecto bacteriostático del CO2 sobre la flora alterante
La solubilidad del CO2 en el agua superficial, da como resultado la formación de ácido carbónico:
Una de las teorías que más de barajan para poder explicar el efecto bacterióstatico del CO2 sobre la flora alterante es el modo de acción del ácido carbónico sin disociar cuando se encuentra disuelto en la fase acuosa del producto el cual se puede resumir de la siguiente manera:
Al mismo tiempo al ácido disociado en el citoplasma interfiere sobre enzimas citoplasmáticas específicas e importantes para su estado fisiológico e interfiere en la síntesis de ADN.
Gráfico 2. Modo de acción del ácido carbónico en la bacteria, Cherrintong et al.1981 y Russel 1992
En condiciones de refrigeración y aerobiosis la alteración de la carne de ave es debida a que pseudomonas utilizan la glucosa como fuente de carbono y posteriormente utilizan lactato y aminoácidos, produciendo ácido sulfhídrico, amoníaco, indol, cadaverina y otras sustancias de mal olor y consistencia viscosa característica.
Por el contrario en condiciones de refrigeración y atmósfera modificada, la alteración es debida fundamentalmente a la flora láctica alterante la cual utiliza la glucosa como fuente de carbono, disminuyendo el pH por la formación de ácido láctico y con producción de CO2 lo que produce en ocasiones el fenómeno de hinchazón de la bandeja, aunque también pueden producir otro tipo de metabolitos, si son de naturaleza heterofermentativa, como aldehídos y cetonas que se detectan a altas concentraciones de 109 ufc/g.
Tabla 2. Flora alterante presente en filetes de pollo bajo diferentes atmósferas
Hay que tener en cuenta que la carga inicial en el producto independientemente del tipo de flora es un factor crítico a la hora del envasado en atmósfera modificada.
Si el producto de partida tiene una carga bacteriana alta (105-106 ufc/g o ufc/cm2), no obtendremos buenos resultados debido a que no habrá efecto bacteriostático (no habrá fase Lag o fase de adaptación), por lo que es indispensable envasar el producto en atmósfera modificada lo antes posible.
Materiales para envasado de carne de ave en atmósfera modificada
Normalmente para el envasado de carne de ave en atmósfera modificada se utilizan materiales plásticos, los cuales tienen como una de sus principales características la permeabilidad que poseen ante los diversos gases que componen la atmósfera modificada que queremos utilizar para aumentar la vida útil de la carne de ave. Este aspecto es crítico ya que una incorrecta selección del envasado puede originar la pérdida de la atmosfera que introducimos inicialmente y por lo tanto no conseguir los objetivos deseados.
En ocasiones es difícil que un único material posea todas las características necesarias para el envasado en atmósfera modificada de un alimento perecedero como la carne de ave, por este motivo, suelen fabricarse envases con estructuras multicapa (materiales complejos), las cuales permiten combinar materiales plásticos con distintas propiedades con el objetivo de obtener una combinación óptima para el envasado final del producto. Además de materiales multicapa, es posible utilizar en el envasado de carne de ave, materiales monocapa con propiedades barrera aceptables como, por ejemplo, el polietilentereftalato (PET) o la poliamida (PA) aunque para su aplicación se debe de verificar su comportamiento en base a ensayos de permeabilidad y estudios de vida útil del alimento envasado.
Gracias a la variedad de materiales disponibles es posible el envasado de carne de ave con diferentes combinaciones de materiales poliméricos, aunque, es necesaria una correcta selección de los mismos ya que debido a la particularidad de permeabilidad que tienen los plásticos no es válido el uso de cualquier material.
Es posible aumentar la vida útil de la carne de ave, por la aplicación del envasado en atmósfera modificada con respecto al envasado en atmosfera aerobia, aunque por otro lado las condiciones de producción y la carga bacteriana inicial antes del envasado van a condicionar este aumento. La elección del material para el envasado, vendrá en función de nuestros objetivos de vida útil que queramos obtener y es importante entender el comportamiento del producto ya que nos ayudará a la elección de la mejor mezcla de gases y conseguir nuestros objetivos. La mezcla de gases utilizada será determinante para aumentar la vida útil, y es necesario el realizar ensayos con diferentes mezclas con el objetivo de elegir aquella que mejor se adapte a nuestras necesidades.
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