Nanopartículas usadas en la conservación de la carne

Por: Cruz-Monterrosa, R.G.; Reséndiz-Cruz, V.; Landa-Salgado, P.; Jiménez-Guzmán, J.; Díaz-Ramírez, M.; Miranda-De La Lama, G.; Rayas-Amor, A.A.; García-Garibay J.M. Universidad Autónoma Metropolitana. Unidad Lerma. México.

Fotos: Banco de imágenes

La industria de la carne se enfrenta cada día a nuevos retos de acuerdo con los requerimientos del consumidor; uno de los principales es la garantía en su sanidad, inocuidad y conservación, ya que es susceptible al deterioro por sus cualidades nutricionales, haciéndolo un alimento ideal para el desarrollo de microroganismos (Ercolini et al., 2006; Villada et al., 2007; Vásquez et al., 2009).

La nanotecnología estudia el diseño de nanopartículas incorporadas en los empaques de la carne para actuar como antimicrobianos y antioxidantes (Foladori e Invernizzi, 2008). La utilización de esta tecnología se facilita con el uso de los nanocompuestos de matriz polimérica (Jong et al., 2013). El deterioro de la carne se caracteriza por cambios en el alimento que lo hace inaceptable para el consumidor desde el punto de vista sensorial. Este causa daños físicos y químicos, tales como oxidación, cambios de color, presencia de malos sabores y olores, y crecimiento y metabolismo microbiano en el producto (Gram et al., 2002). Para lograr un tiempo de conservación óptimo para los alimentos, el sector alimenticio explora continuamente diferentes tecnologías de formulación y elaboración de empaques (Mihindukulasuriya y Lim, 2014).

Los empaques en la vida de anaquel de la carne

El envase activo o inteligente es una extensión de la vida útil en la carne, mantiene su calidad (Taik, 2010) y está diseñado con un componente que permite la liberación o absorción de sustancias, tales como oxígeno, dióxido de carbono, etileno, humedad, antioxidante y antimicrobianos; así como olores y sabores. El propósito de estos envases es proporcionar información mediante el monitoreo sobre la frescura de la carne a través de los cambios que sufra el producto.

El sistema de envasado activo debe ser dirigido a la mejora de la calidad y la extensión de la vida útil de los alimentos, y se puede clasificar en tres conceptos: la incorporación directa de las sustancias activas en la película de envasado; películas comestibles y recubrimiento con sustancias bioactivas, e incorporación de sustancias activas en una bolsita, parche o tableta. Los más comunes y prometedores son los sistemas antimicrobianos de envasado, de eliminación de O2, y de control de la humedad, que ofrecen importantes beneficios a la industria de la carne. A continuación se explican en detalle:

Incorporación directa de las sustancias activas en la película de envasado: se pueden integrar agentes antimicrobianos, dado que la industria de la carne ha tratado de utilizar diferentes sistemas de conservación para reducir al mínimo el riesgo de intoxicación y el deterioro.

Películas comestibles y recubrimiento con sustancias bioactivas: en películas comestibles, diversos aditivos alimentarios, tales como conservadores, antioxidantes y condimentos, se pueden utilizar para mejorar la calidad y la vida útil de los alimentos. Entre los materiales utilizados para formar películas comestibles está el quitosano, considerado uno de los más prometedores, debido a su capacidad para formar película, biodegradabilidad, biocompatibilidad y no tóxica (Shavisi et al., 2017). Otro es el ácido poli-láctico, el cual es un bio-plastico producido de la polimerización del ácido láctico y aprobado por la US Food and Drug Administration (USDA); su uso en el empaque de carne es acepta do por su transparencia, degradabilidad y nula toxicidad. Su impregnación con nanopartículas de celulosa y aceite de Ziziphora clinopodioides han prolongado la vida de anaquel en carne de bovino (Shavisi et al., 2017).

Incorporación de sustancias activas en una bolsita, parche o tableta: la atmósfera ambiental dentro del envase se puede cambiar mediante la incorporación de sustancias activas en el empaque utilizando una bolsita, parche o tableta. Las principales tecnologías para mejorar la calidad y la vida útil de los productos cárnicos son eliminación de O2, generadores de CO2 y controladores de humedad (Taik, 2010).

La nanoencapsulación

De las innovaciones tecnológicas que están surgiendo actualmente para hacer frente a la inocuidad y seguridad alimentaria, con la finalidad de poder extender la vida útil de los productos, está la encapsulación, la cual se refiere a pequeñas partículas o gotitas que rodean una capa funcional (Xu et al., 2013). Existen en el mercado diversos ingredientes activos nanoencapsulados (colocación de ingredientes activos dentro de cápsulas nanoscópicas); por ejemplo, vitaminas, conservadores y ácidos grasos que se utilizan para el procesamiento y la conservación de carnes. A muchos alimentos se les agregan nanopartículas deliberadamente, con el fin de mejorar sus propiedades de color y estabilidad durante el procesamiento, o bien aumentar el tiempo de conservación (Foladori e Invernizzi, 2008). La innovación promete opciones de actividades antimicrobianas, superficies antifúngicas, detección de señalización microbiológica y cambios bioquímicos. Los desarrollos más prometedores lanzados en el mercado son susceptibles de mejorar la calidad y la vida útil de la carne y productos cárnicos de manera significativa mediante la mejora de las propiedades de barrera con la incorporación de nanocompuestos bioactivos en o sobre la película.

Nano-empaques: Dado que uno de los fines principales es lograr un tiempo de conservación más largo a través de la mejora de las funciones de barrera del material utilizado, a fin de reducir el intercambio de gases y humedad, y la exposición a los rayos ultravioletas por mencionar algunos, la mejora de la película de envasado (barrera) se puede diseñar con nanomateriales que permitan la liberación de agentes antimicrobianos, antioxidantes, enzimas y sabores (Foladori e Invernizzi, 2008). Los nanocompuestos se incorporan en la matriz polimérica, la cual ocupa una amplia área superficial del empaque y mayor reactividad de la superficie del agente antimicrobiano con tamaño nanométrico, teniendo la capacidad de inactivar los microorganismos (Jong et al., 2013). La incorporación de nanopartículas con propiedades antimicrobianas representa una nueva generación en los envases de la carne, basados en nanocompuestos con propiedades antimicrobianos; estos incluyen iones de plata, cobre, oro, zinc, óxidos de metal (TiO2, ZnO, MgO), nanoarcilla orgánicamente modificada (amonio cuaternario modificado MMT, Ag-zeolita), biopolímeros naturales (quitosano), agentes antimicrobianos naturales (nisina, timol, carvacrol, isotiocianato, antibióticos), enzimas (peroxidasa, lisozima) y agentes antimicrobianos sintéticos (amonio cuaternario sales, EDTA, propiónico, benzoico, ácidos sórbico) (Jong et al., 2013; Chellaram et al., 2014; Panea et al., 2014).