Importancia de controlar el oxígeno residual y el CO2 en los envases en atmósfera modificada

La gestión de los niveles residuales de oxígeno y CO2 en los envases en atmósfera protectora para alimentos es esencial en diferentes puntos como: mantener la calidad, prolongar la vida útil y garantizar la seguridad del consumidor.

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trabajadores fabrica Air Liquide

Cuando se utiliza el sistema de envasado en atmósfera protectora, el contenido residual de oxígeno y CO2 influye directamente en la calidad y la vida útil de los productos. Las microfugas o los defectos en las mezclas pueden provocar intercambios de gases indeseables, comprometiendo la seguridad de los alimentos. Este artículo explica la importancia de estos controles y las herramientas necesarias para llevarlos a cabo, como analizadores de gases y gases trazadores.

¿Tiene alguna pregunta sobre el control del contenido residual de oxígeno y CO2 en los envases con atmósfera modificada?

El oxígeno del aire, responsable de la degradación de los alimentos

La determinación de la atmósfera ideal para la conservación de los productos alimenticios está vinculada, en particular, a sus características fisicoquímicas: actividad de agua (Aw), composición, acidez (pH) y perfil microbiológico. El oxígeno presente en el aire que rodea a los alimentos es la principal causa de degradaciones químicas, enzimáticas y microbiológicas.
La sustitución del aire por un gas o una mezcla de gases, combinada con el uso de un envase adecuado, es un método que garantiza una conservación óptima de los productos alimenticios y contribuye así a la reducción del desperdicio alimentario.
El proceso clave para gestionar el envasado en atmósfera protectora a lo largo del tiempo es controlar el contenido de oxígeno y del gas o mezcla en el interior del envase.

¿Por qué controlar el contenido de oxígeno residual?

El oxígeno es un gas oxidante que mantiene la vida. Es un gas con diversas funciones, impide la proliferación de gérmenes anaerobios estrictos (por ejemplo, Clostridium botulinum en el caso del pescado fresco), mantiene el color rojo de la carne y asegura la respiración de los vegetales frescos.

Su acción varía según el tipo de alimento:

  • Los productos secos (aperitivos, frutos secos, patatas fritas, polvos) deben conservarse en ausencia de oxígeno (sustitución del aire por una atmósfera protectora no oxidante) para evitar la oxidación de las grasas.
  • Del mismo modo, los alimentos líquidos deben estar protegidos contra el oxígeno (idealmente desde el momento en que se preparan hasta el momento en que se envasan). Hablamos de desoxigenación: aceites, zumos de frutas, vinos.
  • La oxidación de las grasas provoca el enranciamiento de los productos, el mal sabor, la alteración del gusto, el olor, la textura y la pérdida de vitaminas.
  • En el caso particular de las carnes rojas (especialmente la de vacuno), el oxígeno contribuye a realzar el color rojo al mantener la hemoglobina en su forma oxigenada (oxihemoglobina). Atmósfera sobreoxigenada (del 70 al 80 % de O2) complementada con dióxido de carbono para limitar el crecimiento microbiológico.
  • En el caso de los vegetales crudos y las ensaladas, la presencia de una pequeña concentración de oxígeno permite una respiración mínima (con la adición de un gas neutro como el nitrógeno o el argón). La adición de CO2 limita el crecimiento microbiano.
  • Los moluscos vivos (mejillones y ostras) también se conservan con un alto contenido de oxígeno (70 %) para permitir su respiración.

El simple control del nivel de oxígeno en un envase garantizará la buena conservación de los productos envasados.

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¿Cómo podemos garantizar que la mezcla de gases se mantenga durante toda la vida útil del producto?

La realización de pruebas de conservación permite validar el tiempo de conservación de los productos alimenticios (validación microbiológica y fisicoquímica de acuerdo con la normativa). Durante la producción, la presencia de microfugas que provoquen intercambios de gas y humedad con el entorno exterior no permitirá garantizar el tiempo de conservación indicado en la etiqueta, a través de la cual el fabricante se compromete con los consumidores. De hecho, si la mezcla de gases no se mezcla correctamente o no se mantiene en el envase, esto puede causar problemas en la conservación de los alimentos y puede dar lugar a riesgos para la salud de los consumidores.
Durante la fase de envasado, el fabricante o el transformador de alimentos debe garantizar la conformidad de su proceso de envasado comprobando lo siguiente:

  • la composición de la mezcla de gases (análisis de gases, medición de oxígeno y CO2),
  • integridad del envase (sistema de medición de fugas, prueba de estanqueidad).

La medición del oxígeno en el envase, sea cual sea su tamaño, permite asegurar que se mantiene en una atmósfera sobreoxigenada (por ejemplo, carne roja, moluscos vivos) o, por el contrario, que no hay oxígeno en el caso de productos sensibles a la oxidación (por ejemplo, productos grasos).
El contenido de dióxido de carbono debe mantenerse en cantidad suficiente para garantizar el efecto bacteriostático esperado.

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Conformidad de la mezcla de gases: ¡el equipo de monitorización de gases es su aliado!

  • Análisis de gases en línea

El análisis continuo del contenido de oxígeno residual (medición de oxígeno) y del porcentaje de dióxido de carbono puede hacerse con un dispositivo de análisis de gases en línea. El equipo de monitorización de gases toma muestras en un flujo contínuo; si la composición del gas no es conforme, se activan las alarmas para que el operario pueda parar la máquina.

  • Análisis aleatorio de gases o «muestreo puntual»

Además, una vez que ha salido un determinado número de envases secuenciales (basta con 5 o 6 envases) de la envasadora se realiza un control por muestreo puntual. Estos instrumentos utilizan accesorios como una aguja y una bomba para recoger el gas, que luego se hace pasar por sensores específicos para determinar las concentraciones de gas. Algunos modelos de equipos de monitorización portátiles están diseñados para funcionar con pilas o conectados a la red eléctrica.
Este análisis puede utilizarse para controlar la evolución del producto y su composición gaseosa durante su periodo de almacenamiento. Las variaciones significativas en los niveles de oxígeno y dióxido de carbono pueden indicar respiración microbiológica.

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De la microfuga al problema de calidad 

Una microfuga puede tener consecuencias mucho mayores en la conservación del producto y arruinar todos sus esfuerzos en la implantación de su envasado.
Comprobación de la integridad del envase: la medición de las fugas y de la resistencia del sellado garantiza que la mezcla de gases permanezca en el envase a lo largo del tiempo.

El control de calidad de los productos envasados en atmósfera modificada (MAP) o protectora debe garantizar la integridad del envase:

  • inspección visual del envase,
  • homogeneidad de las zonas de sellado: ausencia de «chimeneas», film doblado, perforaciones, manchas, etc.,
  • prueba de resistencia del sellado,
  • medición de fugas.

Hay dos tipos de controles:

  • el control en línea: no destructivo (análisis automático continuo mediante un sensor, en todos los productos al ritmo de la envasadora).
  • el control aleatorio: destructivo (muestreo manual aleatorio o periódico). Es posible comprobar la estanqueidad del envase con instrumentos de medición al vacío.

Es importante garantizar la trazabilidad de los controles anotando los resultados. Algunos equipos de monitorización también permiten el registro automático de datos.

Consejo: El análisis de la atmósfera de los envases vacíos (sin alimentos), en su unidad de transformación o producción, permite comprobar el rendimiento de la máquina (control justo después del envasado) y la permeabilidad del envase. Si la atmósfera en el envase es diferente de la que se colocó inicialmente, hay un problema (máquina, sellado, etc.).
La desviación de la composición del gas a lo largo del tiempo indicará la tasa de permeabilidad y de fuga de la combinación envase/sellado. El efecto beneficioso de la atmósfera no puede medirse hasta que se resuelva el problema.

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¿Y cuál es el papel del CO2?

El dióxido de carbono (CO2) es un agente bacteriostático y fungistático, es decir, puede retrasar el crecimiento y reducir la tasa de multiplicación de ciertas bacterias y mohos. Es eficaz a niveles superiores al 20 % en la atmósfera y no tiene ningún efecto estimulante sobre los patógenos.
Es soluble en agua y grasas: si no se controlan las proporciones correctas de CO2 en la mezcla de gases, esta propiedad puede provocar un sabor ligeramente ácido o el colapso del envase.

El control del contenido de CO2 en el envase durante la fase de envasado garantiza que la fracción de CO2 sea la esperada para asegurar la eficacia sobre los gérmenes y los mohos. En realidad, lo que influirá en la conservación del producto es la cantidad de CO2 en el envase. Por tanto, es preferible pensar en términos de «g» de CO2 en el envase. Por eso es importante el tamaño del envase. La proporción correcta es ⅔ de volumen ocupado por el producto y ⅓ ocupado por el gas.

Gases trazadores CO2 y helio: ¡buenos indicadores!

Se pueden utilizar gases trazadores como el CO2 o el helio para un análisis rápido y preciso de las fugas. El CO2 tiene la ventaja de formar parte ya de la atmósfera de conservación la mayor parte del tiempo.

Nuestro equipo de expertos está a su disposición para ayudarle:

  • elección del gas o la mezcla de gases adecuados para sus productos
  • métodos de entrega adaptados a sus necesidades (botellas que ya contienen la mezcla de gases o mezcla de gases realizada in situ en su unidad de producción o transformación)
  • en la aplicación de la atmósfera modificada (MAP) o protectora a su envase

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