19/10/2014

1

Curso: Engenharia de Alimentos

Profa. Msc. Jaqueline Camisa

So as embalagens que no somente separam o alimento

do ambiente, ela projetada para sentir o ambiente e/ou

levar informao ao usurio.

Embalagem auto-resfriamento Embalagem

auto-aquecimento Indicador de temperatura

Embalagens inteligentes

Crescente demanda por alimentos seguros

Embalagens inteligentes

Monitoram e comunicam informaes sobre o contedo

e o ambiente de um produto ao consumidor, varejista ou

produtor

Acessrios incorporados nos materiais de embalagem,

aplicados na mesma como adesivos ou at fixados no

produto

Indicadores de tempo-temperatura, indicadores de

amadurecimento e frescor, indicadores de O2, etileno,

CO2, microrganismos patognicos e toxinas, sensores de

violao.

Os indicadores de tempo-temperatura so sistemas inteligentes, que

interagem a exposio temperatura ao logo do tempo, registrando o

efeito cumulativo desta exposio e exibem ou indicam uma alterao de

cor ou de outras caractersticas fsicas

Indicadores de tempo-temperatura

Indicadores de tempo-temperatura

Apontam a histria trmica do produto e se foram submetidos

a condies extremas durante o armazenamento, transporte

e comercializao

Aes da cadeia de distribuio

Alerta ao consumidor segurana

Evoluo da tecnologia substituio do prazo de validade

pela indicao mais precisa de qualidade dada pelo sensor

Indicadores de tempo-temperatura

Tecnologias vinculadas a:

Migrao de uma tinta/corante atravs de um material

poroso que depende da temperatura e do tempo

Reao qumica, enzimtica ou de polimerizao

Tintas e pigmentos sensveis temperatura

Indicadores de pH

Maioria dos indicadores mudana de cor

19/10/2014

2

Indicadores de tempo-temperatura

PakSense

Etiqueta de monitoramento programvel evidenciam a ocorrncia

de flutuaes de T fora da faixa especificada

Dispositivo de leitura coleta os dados registrados

Fresh Point

Dispositivo com base metlica para

produtos refrigerados

Indicadores de qualidade, frescor e

amadurecimento

Medem compostos diretamente relacionados qualidade do

produto, resultantes de crescimento microbiano ou de

alteraes qumicas

Etiqueta tem sua cor alterada ao

reagir com a amnia produzida pela

degradao da carne

Cdigo de barras torna-se ilegvel ao

sistema de escaneamento

Sensor de maturao

Reage com os aromas liberados pela

fruta durante o amadurecimento,

mudando de cor

Embalagens que se autoaquecem ou

autorresfriam

Autoaquecimento gua + xido de clcio

Lata com cmara dupla mistura dos compostos

Autorresfriamento

Reao endotrmica que rouba calor do meio externo

Vapor dgua ou CO2 como fluido refrigerante utiliza uma

cpsula de alumnio que ativada gera uma exploso do CO2

pressurizado, que evapora e resfria a bebida

Vlvulas aromticas

http://www.embalagemmarca.com.br/2011/11/revista-virtual-novembro-de-2011/

Muda de cor

aps a

refrigerao

Tubo com CO2

mantm a cerveja

sob presso

19/10/2014

3

So as embalagens que no somente separam o alimento do

ambiente, mas tambm INTERAGEM com o produto acondicionado

para modificar propriedades desejveis.

Adio de fatores que mudam a condio da embalagem para

aumentar vida de prateleira, melhorar segurana ou propriedades

sensoriais, enquanto mantm a qualidade do alimento

Embalagens ativas Principais requisitos

Ser segura em termos de sade pblica

Absorver/emitir o gs ou vapor de interesse velocidade

apropriada

Ter alta capacidade de absoro do gs ou vapor de

interesse

Manter-se estvel durante a estocagem

Ter custo compatvel com a aplicao

Absorvedores de oxignio

Oxignio oxidao de leos, gorduras e vitaminas,

descolorao de pigmentos, escurecimento enzimtico,

desenvolvimento de micro-organismos

Pequenos sachets contendo agentes redutores como xido

de ferro, carbonato ferroso ou outros compostos ferrosos e

platina

Absorvedores de oxignio

Seleo do tipo e tamanho

Volume de oxignio presente na embalagem

imediatamente aps o acondicionamento e o volume

adicional esperado, devido permeao da embalagem

Atividade de gua do produto

Velocidade de absoro de oxignio varia com o tipo e

posicionamento do sachet no interior da embalagem

Efeito Aplicao

Manuteno do gosto, aroma e

frescor dos produtos

Vrios alimentos, como caf e ch

Reduo da rancidez Produtos fritos, carnes processadas

Inibio da descolorao Carnes processadas, ch, vegetais

desidratados

Asorvedores de oxignio Absorvedores de oxignio

Desvantagens

necessria uma rea livre ao redor do sachet para maior

eficincia

Pode haver colapso da embalagem

Desenvolvimento de microrganismos anaerbios

produtores de toxinas

Resistncia do consumidor quanto presena do sachet

no interior da embalagem

19/10/2014

4

Absorvedores de O2 e CO2

Aplicao caf torrado e modo

Aps a torrefao o caf libera CO2 estufamento

embalagem

O2 oxidao de aromas

Absoro de O2 feita com o uso de ps de ferro

Absoro de CO2 hidrxido de clcio combinado com

hidrxido de sdio ou potssio

Absorvedores de O2 e emissores de CO2

CO2 ao bacteriosttica usado para aumentar a

vida de prateleira de alimentos frescos e processados

Usado com absorvedores de O2 evita problemas de

colapso, devido ao consumo de O2 do espao livre das

embalagens

Absorvedores de etileno

Etileno natural do metabolismo de vegetais estimula a

maturao

Formao de compostos amargos em cenoura e brotamento

de batatas

Reduo do metabolismo e aumento da vida de prateleira

Sachets com permanganato de potssio embebido em slica

Slica absorve o etileno e o permanganato o oxida em acetato

e etanol

Emissores de etanol

Etanol agente antimicrobiano e reduz alteraes

oxidativas

Forma microcpsulas de anidridos de etanol que so

ativados pela atividade de gua dos alimentos aps o

acondicionamento

O sistema libera vapor de etanol no interior da

embalagem, o qual condensa sobre o produto,

funcionando como preservante microbiolgico

Uso pes, bolos, massas para pizzas

Emissores de sabor e aroma

Liberao de aroma encapsulado, incorporando sabores e

fragrncias, aprovados para contato com alimentos

Aroma aplicado como um revestimento sobre a embalagem

durante o envase do produto

Durante o manuseio as microcpsulas de aroma so

rompidas e o aroma liberado

Ativao da liberao tambm pelo aquecimento (micro-

ondas)

Emissores de sabor e aroma

Aplicada aos processos de fabricao de embalagens

plsticas

Sopro, injeo, termoformao, extruso

19/10/2014

5

Absorvedores de umidade

Absoro de umidade problemas de textura,

aglomerao, deteriorao microbiolgica

Controle da umidade no interior das embalagens

Mais comum slica gel

xido de clcio, cloreto de clcio, polpa de celulose,

xido de silcio, xido de alumnio

Absorvedores de umidade

Embalagem com duplo

compartimento: o primeiro

acondiciona o produto e o

segundo coleta e retm o

lquido exsudado da carne

Filmes especiais para carnes

Embalagens vcuo 2 a 4 meses de vida de prateleira

Afetam a apresentao visual do produto alterao de cor

Uso de nitrito de sdio na camada do filme em contato com a carne

O nitrito em contato com a carne transforma-se em xido nitroso

que reage com a mioglobina vermelho brilhante

Minimiza a oxidao e reduz o tamanho dos cristais de gelo

formados nas clulas do alimento

Preserva sabor e textura e aumenta a vida de prateleira

Embalagens com antioxidantes

Controle da oxidao de lipdeos

Mecanismo sequestro de radicais livres

Antioxidantes naturais e sintticos

Associao com absorvedores de umidade e/ou O2

Alimentos frescos e matrias primas

Incorporao nas embalagens e liberao gradual no espao

livre ou superfcie do produto

BHA(butilhidroxianisol), BHT(butilhidroxitolueno), galato de propila,

enzimas imobilizadas

Higienizao

Selos de frutas difcil remoo e usados apenas para

identificao do produtor

Fruitwash Label transforma-se em sabo ao se lavar a

fruta

Embalagens antimicrobianos

Embalagens sintticas com atividade antimicrobiana

Incorporao de ons metlicos

Ag e Cu fixos em uma camada de material microporoso

absorvente

Uso alimentos lquidos e contato direto com alimentos slidos

Incorporao de enzimas no material da embalagem

Podem consumir O2 disponvel para o desenvolvimento

microbiano

Podem agir diretamente sobre os micro-organismos

Podem sintetizar agentes antimicrobianos

19/10/2014

6

Embalagens antimicrobianas

Embalagens e envoltrios comestveis antimicrobianos

Controle do desenvolvimento microbiano na superfcie

dos alimentos frescos

Agentes de reteno para limitar a difuso de aditivos

antimicrobianos no interior do alimento

Exemplo: filme de glten de trigo + cido ascrbico

Exemplos de sistemas de embalagem ativa

Histrico

Sculo XIX - Uso de CO2 para conservao de carnes

1889 - Estudo do efeito bacteriosttico do CO2

1910 - Considervel uso de atmosfera modificada (AM) para

conservar alimentos

1938 - Transporte martimo de carnes frescas

Dcada de 60 - Aplicao em estocagem de aves

Incio do sculo XX - Estocagem de frutas e hortalias a granel em

contentores com atmosfera modificada ou controlada

Recentemente o conceito foi estendido de estocagem a granel em

cmaras para embalagens

Definies

Atmosfera modificada (AM)

Modificao da atmosfera do interior da embalagem no

incio do armazenamento

A atmosfera ao redor do alimento se altera durante a

estocagem devido interao do gs com o produto

Atmosfera controlada (AC)

Sistema onde se faz o controle contnuo da atmosfera ao

redor do alimento durante o armazenamento

Vantagens

Aumento da vida de prateleira do produto

Comercializao de produtos com maior qualidade

conservao da cor, aroma e frescor

Reduo de perdas na distribuio

Melhor apresentao do produto

Eliminao ou reduo de conservantes

Maior lucro aumento do valor agregado

19/10/2014

7

Desvantagens

Custo adicional com embalagem, equipamentos e gases

Necessidade de adequao de um sistema especfico de

embalagem em relao ao produto e condies de

armazenamento

Necessidade de controle de temperatura durante o

armazenamento

Necessidade de controle de qualidade da matria-prima

Parmetros crticos da tecnologia

1. Natureza e qualidade inicial do produto

2. Especificidade da mistura gasosa em relao ao

produto

3. Controle da temperatura

4. Propriedades de barreira da embalagem

5. Eficincia do equipamento de acondicionamento

Natureza e qualidade inicial do produto

Levar em considerao:

Atividade de gua

pH

Contedo de gordura e sal

Taxa de respirao

Carga microbiana

A embalagem com AM no melhora a

qualidade inicial do alimento, apenas

retarda a deteriorao

Misturas gasosas

Gases mais utilizados

Dixido de carbono (CO2)

Nitrognio (N2)

Oxignio (O2)

Que gs ou combinao de gases e em quais concentraes

relativas eles devem estar na atmosfera a ser utilizada?

Dixido de carbono (CO2)

Gs mais importante na tecnologia de AM

Efeito bacteriosttico e fungisttico

Mecanismo de ao

Alterao das funes da membrana celular

Inibio direta das enzimas ou diminuio da velocidade das

reaes enzimticas

Penetrao na membrana bacteriana e alterao do pH

intracelular

Alterao nas propriedades fsico-qumicas das protenas

Nitrognio (N2)

Gs quimicamente inerte

Principal funo: substituir os gases ativos como CO2 e O2

Afeta indiretamente o desenvolvimento de micro-organismos

pela substituio do O2 dentro da embalagem

Baixa solubilidade e menor permeabilidade que O2 e CO2

Utilizado como gs de enchimento para evitar o

desenvolvimento de vcuo na embalagem (consumo de O2 e

CO2 do espao livre)

Inertizao: diluio do ar pelo N2 at O2 residual < 2%

19/10/2014

8

Oxignio (O2)

um gs reativo

Utilizado em AM para carnes para manter a colorao

vermelho brilhante

Apresenta efeito inibitrio no desenvolvimento de alguns

micro-organismos (anaerbios estritos)

Favorece o desenvolvimento de micro-organismos aerbios

deteriorantes

Provoca reaes de oxidao (gorduras, pigmentos,

vitaminas) e enzimticas (escurecimento)

Exemplos de mistura de gases para

embalagens com atmosfera modificada

Temperatura

A atmosfera modificada retarda a deteriorao, mas no

substitui a estocagem refrigerada

Permeabilidade a gases das embalagens plsticas com

da temperatura

O sucesso da AM depende do controle da temperatura

durante o preparo, distribuio e comercializao dos

produtos

Propriedades dos materiais de embalagem

Produtos que no respiram

Permeabilidade a gases barreira para manter a AM

Permeabilidade ao vapor de gua impedir perda ou ganho de

umidade

Termossoldabilidade garantir fechamento hermtico

Propriedades mecnicas boa resistncia perfurao

Barreira luz dependente do produto

Exemplo de materiais utilizados PVC/PEBD,

PP/EVOH/PEBD, PA/EVOH/PEBD, PEBD/EVOH/PEBD

Propriedades dos materiais de embalagem

Produtos que respiram composio gasosa do espao livre

da embalagem se altera durante o armazenamento

Permeabilidade a gases material deve apresentar composio

que compense o consumo de O2 e ao mesmo tempo permita a

sada do CO2 gerado pela respirao

Permeabilidade a vapor de gua adequada para no causar o

murchamento ou deteriorao microbiana

Termossoldabilidade garantir fechamento hermtico

Barreira luz dependente do produto

Exemplo de materiais utilizados BOPP/EVA, BOPP/PEBD

Equipamentos para AM

Cmaras de vcuo

http://www.airproducts.ie/food/MAP/guide-to-MAP/MAP-machines.asp

19/10/2014

9

Equipamentos para AM

Mquina de termoformao-enche-fecha

http://www.airproducts.ie/food/MAP/guide-to-MAP/MAP-machines.asp

Equipamentos para AM

Mquina flow-pack horizontal

Equipamentos para AM

Mquina para

embalagem bag in box Envasadora vertical

GS

GS

Extenso da vida de prateleira utilizando AM

Nanocincia e nanotecnologia

Empregadas no desenvolvimento de produtos em escala

nanomtrica (10-9 m)

19/10/2014

10

Tipos de materiais

Nanoargilas

Nanopartculas de carbono/nanotubos

Metais e xidos em escala manomtrica

Nanoplaquetas de silicato

Nanocompsitos

Nanocatalisadores

Nanocelulose

Nanocristais de amido, quitina, quitosana e outros

materiais inorgnicos

Nanocincia e nanotecnologia

Melhora das propriedades de barreira gases, aromas, vapor

dgua e luz (plsticas e celulsicas)

Melhora as propriedades mecnicas

Aumento da estabilidade trmica de termoplsticos

Melhora a adeso e modificaes de superfcies

Incorporao de componentes ativos

Produo de nanossensores e de indicadores de informaes

Aumento da biodegradabilidade e reciclabilidade

Embalagens com superfcie antiaderente e autolimpante

Sistemas de rastreabilidade e de segurana

Materiais de barreira

Revestimento de filmes com xido de silcio por meio de um

processo de deposio a vcuo

Boa uniformidade e aderncia, alta barreira a gases e umidade,

manuteno da transparncia

Aplicado em filme PET ou de poliamida biorientada

No compromete a reciclabilidade

Incorporao de nano-xido de zinco, nanodixido de zinco e

nanodixido de titnio

Barreira luz UV

Absorvedores de O2 e antimicrobianas

Incluso de nanopartculas como xido de zinco e ons de

prata em nanocompsitos

Inibio do crescimento microbiano diretamente ou como

veculos de antibiticos e outros agentes que eliminam

fungos e bactrias

http://www.nanobiomatters.com

Nanossensores e nanoindicadores

Sensores para deteco de microrganismos patognicos,

toxinas e contaminantes

Bionanossensores

Utilizam materiais biolgicos sensitivos como DNA, anticorpos e

enzimas associados a transdutores fsicos ou qumicos que

convertem o sinal biolgico para um sinal eltrico processvel

Podem detectar mudanas e agir segundo alteraes percebidas

Sensores de crescimento microbiano que liberam conservantes

Alta sensibilidade e seletividade, resposta rpida, portabilidade

e custo compatvel