TECNOPAN MARZO 2018

editorialcastelum

Tecno Pan es una revista mensual electrónica educativa sin fines de lucro y de difusión de información tecnológica, comercial y de mercados para la industria panificadora mexicana que se distribuye gratuitamente a los líderes de las compañías y entidades del sector.

R E V I S T A M E N S U A L D I G I T A L

tecno-pan.com

Marzo 2018

INFORMACIÓN DE ACTUALIDAD

Reportajes e información

relevante del entorno de la

panificación nacional

NÚMEROS DEL MERCADO

Oferta y Demanda de Cereales

Marzo 2018

TECNOLOGÍA CÁRNICA

Estrategias para extender la vida útil del

pan y el pan libre de gluten desde la

masa madre hasta el envasado activo

antimicrobiano y la nanotecnología

SECCIÓN

ESPECIAL:

RECETAS PARA

PANIFICACIÓN


INFORMACIÓN

DE ACTUALIDAD

NÚMEROS DEL

MERCADO

TECNOLOGÍA

PANIFICADORA

PÁG. 6

IR A LA SECCIÓN

Diseña gastrónomo de la

UAQ, sopa de pasta a base

de chapulines

Bimbo ve oportunidad en la

crisis y prepara nuevas

inversiones

PÁG. 12

IR A LA SECCIÓN

Oferta y Demanda de

Cereales Marzo 2018

PÁG. 17

IR A LA SECCIÓN

Estrategias para extender la

vida útil del pan y el pan libre

de gluten desde la masa

madre hasta el envasado

activo antimicrobiano y la

nanotecnología

Tecno Pan es una revista mensual electrónica educativa sin fines de

lucro y de difusión de información tecnológica, comercial y de mercados

para la industria panificadora mexicana que se distribuye gratuitamente

a los líderes de las compañías y entidades del sector.

Año 6, número 1. Marzo 2018.

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SECCIÓN ESPECIAL: RECETAS PARA PANIFICACIÓN

ELABORACIÓN GELATINA DE CHOCOMENTA PÁG. 10

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6

INFORMACIÓN

DE ACTUALIDAD

Pág. 7

Pág. 8

Diseña gastrónomo de la UAQ, sopa de pasta a base de

chapulines

Bimbo ve oportunidad en la crisis y prepara nuevas

inversiones


Diseña gastrónomo de la UAQ, sopa de pasta a base de

chapulines

Fuente: Conacyt Agencia Informativa

Boletín 0046 / 2018

IR A FUENTE

Con el objetivo de desarrollar un alimento alto en proteína

que satisficiera las demandas nutricionales de la dieta

mexicana, el Lic. Eduardo Mendieta López, egresado de

la carrera de Gastronomía de la Universidad Autónoma

de Querétaro (UAQ) y estudiante de la Maestría en Diseño

e Innovación, de la Facultad de Ingeniería (FI), se encuentra

en la fase final del diseño de una sopa de pasta a base

de chapulines y sémola de trigo.

La iniciativa nace de la necesidad de creación de productos

de alta calidad nutrimental y sensorial, a base de

insectos, por ser considerados por la Organización de las

Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura

(FAO por sus siglas en inglés) como “el alimento del mañana”,

pues de acuerdo a este mismo organismo, se tiene

previsto un desabasto de alimentos a futuro, así como

dificultad en la producción suficiente de proteínas para

alimentar a la población alrededor del año 2050.

La antropoentomofagia, o el consumo de insectos como

alimento humano, es una costumbre ancestral muy arraigada

en el país desde el México Prehispánico; sin embargo,

en la actualidad es considerada un alimento de élite,

pues se ofertan las diferentes especies de insectos comestibles

en restaurantes a precios muy elevados.

A este respecto, el Lic. Mendieta López -investigador del

Centro Académico de Desarrollo e Innovación de

Productos (Caidep) de la UAQ- ha encaminado sus

esfuerzos a incluir estos ingredientes en la dieta diaria del

mexicano, con el propósito de conseguir una alimentación

saludable y balanceada.

“Dentro de las ventajas nutricionales que tiene el consumir

insectos es que es una fuente de proteína muy pura y

de alta calidad. Su producción no contamina como la

industria ganadera, no gasta tanta agua ni genera gases

invernadero. Se requiere de muy pocos recursos económicos

para alimentar a los insectos, por lo que producir un

kilo de proteína de insectos es mucho más sustentable

que un kilo de proteína bovina”, indicó el universitario.

De acuerdo a la Cámara Nacional de la Industria

Molinera de Trigo (CANIMOLT), las pastas son el alimento


más popular entre la población y, por tanto, la tendencia

de crecimiento de esta industria va en crecimiento; es así

que el gastrónomo observó la oportunidad de insertar el

chapulín en polvo en este producto, que puede cocinarse

de formas variadas.

Además, como parte de su proyecto, el Lic. Mendieta

realiza interacción con el probable consumidor a través

de la página de Facebook de SanChap; a fin de observar

la respuesta por parte de la población ante la propuesta

del consumo de insectos a través de panes y pastas. Para

m a y o r e s i n f o r m e s , s e e n c u e n t r a e l l i n k :

https://www.facebook.com/SanchapMX/

El también docente de la Facultad de Filosofía, ya había

presentado en 2016 un pan gourmet llamado SanChap,

elaborado con chapulines provenientes de Oaxaca.

“Los productos a base de insectos siempre han sido mi

línea de investigación desde la Licenciatura; la FAO ha

establecido que una estrategia para promover el consumo

de insectos es el desarrollo de productos que los contengan

y que la entomofobia o miedo irracional a los

insectos vaya disminuyendo”, señaló el Lic. Mendieta

López, quien apuntó que las películas de horror referentes

a insectos y los comerciales de insecticidas son uno de los

factores que a lo largo del tiempo han promovido el

rechazo a estos animales.

Bimbo ve oportunidad en la crisis y prepara nuevas

inversiones

Fuente: Alto Nivel

23/2/18

IR A FUENTE

El gigante mexicano de panificación Grupo Bimbo dijo el

viernes que espera un impacto positivo en su flujo libre de

efectivo por la reforma fiscal aprobada recientemente en

Estados Unidos, uno de sus principales mercados.

La nueva reforma fiscal, impulsada por el presidente

Donald Trump, ha causado temor entre muchos sectores

en México, pues reduce el impuesto corporativo, y algunos

analistas prevén la salida de capitales en México para

aprovechar las oportunidades del otro lado de la frontera.

Esta, junto con las elecciones presidenciales y las negociaciones

del TLCAN son los riesgos de crisis para México que

observan los expertos.


Sin embargo, Bimbo ha sabido aprovechar la oportunidad, y durante una

llamada con analistas para discutir los resultados financieros del cuarto

trimestre, Daniel Servitje, director general de la firma, dijo también que

invertirá alrededor de 800 millones de dólares durante 2018 en Estados

Unidos.

La cifra es ligeramente mayor a los 750 millones de dólares proyectados

previamente, principalmente para la integración de sus más recientes

adquisiciones, destacó el ejecutivo.

Bimbo dispara sus ganancias

El gigante mexicano de panificación Grupo Bimbo informó el jueves que

sus ganancias se dispararon en el cuarto trimestre de 2017 impulsadas por

un mejor desempeño operativo.

Bimbo, con presencia en 32 países de cuatro continentes, reportó un

beneficio neto de 427 millones de pesos (22 millones de dólares) entre

octubre y diciembre, contra los 86 millones de pesos registrados en el

mismo periodo de 2016.

Sus ingresos trimestrales crecieron un 3.0 por ciento a tasa interanual por

mayores ventas en México, Europa, Asia y África, que compensaron caídas

en los mercados de Norte y Latinoamérica.


SIGANOS EN


12

NÚMEROS DEL

MERCADO

Pág. 13

Oferta y Demanda de Cereales Marzo 2018


Oferta y la Demanda de cereales de la FAO Marzo 2018

La situación respecto de la oferta y la demanda mundiales de cereales

se ha mantenido en general en niveles estables en 2017/18 como lo

demuestran los cómodos coeficientes reservas-utilización de cereales

y los períodos sucesivos de precios internacionales relativamente bajos.

La producción de cereales alcanzó un máximo histórico en 2017

• La cosecha de los cultivos de cereales de 2017 está prácticamente

terminada y la FAO estima que la producción mundial de cereales se

situará en 2 642 millones de toneladas, es decir, 2 millones de toneladas

(menos de un 1 %) por encima de la estimación del mes anterior. Gran

parte del cambio en el mes atañe a los cereales secundarios, con revisiones

al alza en las estimaciones de la producción en Australia, así

como en varios países de África oriental y occidental. En cuanto al

arroz, la mejora de las perspectivas para Camboya y las revisiones al

alza a las estimaciones históricas para el Camerún y la República

Islámica del Irán fueron contrarrestadas en parte por una reducción en

la estimación de la producción de la República Bolivariana de

Venezuela. Para el año, se calcula que la producción mundial de arroz

será del orden de 502,2 millones de toneladas, lo cual supone un

aumento marginal (del 0,3 %) respecto del máximo histórico alcanzado

en 2016.


17

TECNOLOGÍA

PANIFICADORA

ESTRATEGIAS PARA EXTENDER LA VIDA ÚTIL DEL PAN Y EL

PAN LIBRE DE GLUTEN DESDE LA MASA MADRE HASTA EL

ENVASADO ACTIVO ANTIMICROBIANO Y LA

NANOTECNOLOGÍA


TECNOLOGÍA

PANIFICADORA

18

Estrategias para extender la vida útil del pan y el pan

libre de gluten desde la masa madre hasta el envasado

activo antimicrobiano y la nanotecnología

Resumen

El pan es un alimento básico en todo el mundo. Comúnmente sufre cambios fisicoquímicos y microbiológicos que afectan su calidad y

vida útil. El establo determina el deterioro organoléptico, mientras que el deterioro microbiológico causa un crecimiento visible del

moho y la producción invisible de micotoxinas. Para abordar este problema económico y de seguridad, la industria de la panificación

ha estado trabajando para identificar tratamientos que permitan la seguridad del pan y una vida útil prolongada. Los métodos físicos y

los conservantes químicos se han utilizado durante mucho tiempo. Sin embargo, nuevas fronteras han sido exploradas recientemente.

La masa madre (sourdough) resultó una tecnología antigua pero novedosa para preservar el pan estándar y sin gluten. También se

han obtenido resultados prometedores mediante la aplicación de técnicas de bioconservación alternativas, incluidos péptidos antifúngicos

y extractos de plantas.

El envasado activo, con compuestos absorbentes y / o liberadores efectivos contra el envejecimiento del pan y / o con antimicrobianos

que impiden el crecimiento de microorganismos indeseables, mostró un área emergente de tecnología alimentaria que puede

conferir muchos beneficios de conservación.

Las nanotecnologías también están abriendo todo un universo de nuevas posibilidades para la industria alimentaria y los consumidores.

Por lo tanto, este trabajo pretende proporcionar una visión general de las oportunidades y desafíos que pueden ofrecer los métodos

tradicionales e innovadores antienvejecimiento y antidesintegración para ampliar la vida útil del pan y proporcionar una base

para impulsar nuevas investigaciones sobre aplicaciones de nanotecnología en la industria de la panificación.

Documento Original: Melini, V.; Melini, F. Strategies to Extend Bread and GF Bread Shelf-Life: From Sourdough to Antimicrobial Active Packaging and Nanotechnology.

Fermentation 2018, 4, 9. Available from: .

Artículo publicado para fines educativos y de difusión según la licencia Open Access Iniciative del documento original. Tablas y gráficos adaptados del archivo original.


INTRODUCCIÓN

El pan es un alimento básico en todo el mundo y viene en

muchos tipos, formas, tamaños y texturas, dependiendo

de las tradiciones nacionales y regionales. Se puede consumir

como pan artesano, recién preparado todos los días

por los panaderos, o se puede encontrar en forma de pan

de molde envasado comercialmente. Según la

Asociación Internacional de Panaderos de Plantas (AIBI

de Italia), hay un gran número de diferencias en los patrones

de producción y consumo de pan entre los países

europeos.

En Grecia, Turquía e Italia, las panaderías artesanales

representan la mayor proporción y son una tradición alimentaria

arraigada, mientras que en Bulgaria, los Países

Bajos y el Reino Unido, hay porcentajes altos de participación

en el mercado de las panaderías industriales, que

satisfacen la creciente demanda de rebanadas y envoltorios

pan [1].

El pan es un sistema dinámico sometido a cambios físicos,

químicos y microbiológicos que limitan su vida útil. Los

cambios físicos y químicos determinan la pérdida de fres-


cura, en términos de textura y sabor deseables, y conducen

a la consolidación progresiva de la miga. El deterioro

microbiológico por bacterias, levaduras y mohos consiste

en el crecimiento visible de moho, la producción invisible

de micotoxinas y la formación de sabores extraños, que

pueden producirse incluso antes de que se vea el crecimiento

fúngico.

El pan estropeado representa un motivo de preocupación,

ya que causa un enorme desperdicio de alimentos

(es decir, pérdidas de producción mundial de pan del 5-

10%) [2] y pérdidas económicas tanto para la industria

panadera como para el consumidor [3], así como la intoxicación

humana debido a la contaminación con micotoxinas

fúngicas. Estos últimos, de hecho, a menudo se

asocian con varias enfermedades agudas y crónicas en

humanos [4].

Para abordar este problema económico y de seguridad,

la industria de la panificación ha trabajado durante

mucho tiempo para identificar e implementar estrategias

y métodos que permitan una vida útil más prolongada del

pan, la menor cantidad de cambios en la calidad organoléptica

del pan y también la seguridad del pan.

Los métodos físicos como la luz ultravioleta (UV), el infrarrojo

(IR), el calentamiento por microondas (MW) y los tratamientos

de ultra alta presión (UHP) se utilizan para destruir

los contaminantes posteriores a la cocción [5].

Los conservantes o conservadores químicos, como el

ácido acético, el acetato de potasio, el acetato de sodio

y otros se aplican de acuerdo con los límites establecidos

por el Reglamento (CE) n.º 1333/2008 sobre aditivos alimentarios

[6].

La masa madre o sourdough también se ha convertido

recientemente en una forma establecida de bioconservación

de alimentos y se ha explorado y destacado científicamente

el papel desempeñado por las bacterias del

ácido láctico (BAL) como agentes biológicos e inhibidores

del deterioro del pan.

El envasado activo es una opción más, con la justificación

de absorber y / o liberar compuestos efectivos contra el

envejecimiento del pan y / o antimicrobianos que impiden

el crecimiento de microorganismos indeseables [7].

Las nanotecnologías también se han aplicado para dise-


ñar envases activos y están abriendo todo un universo de

nuevas posibilidades tanto para la industria alimentaria

como para los consumidores.

El objetivo de este trabajo es proporcionar una visión general

de las oportunidades y desafíos que los métodos tradicionales

e innovadores de antienvejecimiento y deterioro

pueden ofrecer para prolongar la vida útil del pan y proporcionar

una base para impulsar nuevas investigaciones

sobre aplicaciones de nanotecnología en la panadería

industria.

En detalle, primero se brinda una visión general de los

factores que causan la degradación y el deterioro del

pan, y se discuten las estrategias tradicionales y actuales

utilizadas para extender la vida útil del pan.

Las tendencias futuras de los sistemas de envasado en la

conservación de los alimentos se presentan con énfasis en

el envasado activo antimicrobiano y las aplicaciones de

la nanotecnología. También se da una pista de los resultados

prometedores obtenidos de la aplicación de métodos

tradicionales e innovadores para prolongar la vida útil

del pan sin gluten (GF).

MÉTODOS

Búsqueda de literatura

El diseño del estudio se diseñó por primera vez y se realizó

una extensa búsqueda bibliográfica de las principales

bases de datos bibliográficas como SCOPUS, PubMed,

ScienceDirect de septiembre a diciembre de 2017.

Se utilizaron varias combinaciones de términos relacionados

con la vida útil del pan y el envasado de alimentos:

vida útil, vida útil de los productos de panadería, vida útil

del pan sin gluten, añejamiento del pan, deterioro del

pan, masa fermentada, envases de pan, envases activos,

pan y nanotecnología, pan y nanopartículas, nanopartículas

de pan y plata, pan y montmorillonita, pan y aceites,

pan y antimicrobianos.

Durante la búsqueda, también se establecieron límites de

tiempo: el año de publicación sería posterior a 2007, a fin

de recopilar los trabajos publicados más actualizados.

También se consultó a los sitios web de las instituciones

autorizadas, a saber, la Autoridad Europea de Seguridad


Alimentaria, la Organización para la Agricultura y la

Alimentación y la Orga

Criterios de inclusión y exclusión

Se excluyeron los documentos duplicados, los artículos no

accesibles para los autores o los estudios de investigación

que tratan con alimentos que no sean pan y productos de

panadería.

También se escanearon las listas de referencias de los

artículos para identificar aún más los documentos relevantes

que no se encontraron en las bases de datos electrónicas.

Una proyección del texto completo resultó en

una mayor exclusión de documentos.

RESULTADOS

Factores que afectan la vida útil del pan

Envejecimiento del pan

La degradación del pan se refiere a todos los cambios

químicos y físicos que ocurren en la corteza y la miga

durante el almacenamiento y que gradualmente dismi-

nuyen la aceptación del consumidor, ya que ya no se

considera "fresco". Se acompaña de pérdida de crujiente,

aumento de la firmeza y migajas de la miga (pérdida

de cohesión) y pérdida o cambio de sabor y aroma [8]. De

hecho, el deterioro se detecta principalmente organolépticamente

por los cambios en la textura del pan, el sabor y

el aroma.

Por lo tanto, el proceso global de envejecimiento consiste

en dos fenómenos separados: el efecto reafirmante causado

por la transferencia de humedad de la miga a la

corteza durante el almacenamiento y la reafirmación

intrínseca del material de la pared celular que está asociado

con la recristalización del almidón durante el almacenamiento

[9].

En el primer caso, la corteza absorbe fácilmente la humedad

de la migaja interior, que tiene un contenido de

humedad de aproximadamente 45%. La evidencia muestra

que durante un período de almacenamiento de 100 h,

la humedad de la corteza puede aumentar a 28% [9].

La degradación de las migas es, por otro lado, un fenómeno

más complejo y menos entendido, y la falla en comprender

el mecanismo del proceso es el obstáculo clave


para el desarrollo de una estrategia preventiva para la

degradación del pan.

Sin embargo, hasta ahora se han propuesto y discutido

muchas teorías, como el importante papel de la retrogradación

del almidón, específicamente la retrogradación

de la amilopectina, a pesar de que no es directamente

responsable del añejamiento del pan, del papel de las

proteínas del gluten y de las interacciones glutenalmidón.

La temperatura de almacenamiento, la migración de la

humedad, la redistribución de la humedad de la migaja y

la redistribución de la humedad entre los componentes

son otros factores que afectan la tasa de envejecimiento.

Algunos inhibidores antienvejecimiento son amilasas y

enzimas desramificadoras, lipasas, lipoxigenasas, enzimas

que modifican polisacáridos no amiláceos, proteasas,

lípidos tensioactivos y otros.

En lo que respecta al pan sin gluten o libre de gluten (GF),

el envejecimiento representa uno de los principales problemas,

ya que se basa principalmente en el almidón [10].

Por otra parte, el pan sin gluten a menudo contiene una

mayor densidad de grasa que sus contrapartes que contienen

gluten [11], por lo que es probable que se someta a

la oxidación de los lípidos. La formación de sabores extraños

podría por lo tanto perjudicar el perfil sensorial del pan

GF.

Deterioro del pan

Los ingredientes del pan son de apoyo para el crecimiento

de microorganismos y la multiplicación de los mismos

en diversas etapas de producción, procesamiento, envasado

y almacenamiento del pan. Mohos, levaduras y

bacterias son los principales agentes causantes del deterioro

microbiano del pan. Son capaces de crecer bajo

una gran variedad de condiciones, también donde otros

microorganismos no son competitivos, y son capaces de

sobrevivir en el ambiente de panadería [12].

El crecimiento del moho es la causa más común de deterioro

del pan. Los mohos es son en realidad responsables

de la contaminación posterior al procesamiento. El pan

recién sacado del horno está, de hecho, libre de mohos y

esporas del mismo, ya que se inactivan por el calor durante

el proceso de cocción; sin embargo, los panes pueden

estar contaminados por mohos durante el enfriamiento,

rebanado, envasado y almacenamiento, ya que el


ambiente dentro de una panadería no es estéril y es una fuente probable de contaminación [9].

El desarrollo del moho en el pan es lento y si la humedad relativa de la atmósfera está por debajo del 90%, no crece; sin

embargo, los moho pueden crecer rápidamente en una atmósfera húmeda y especialmente en un pan dentro de una

envoltura. Cuando el pan se envuelve caliente del horno, las gotas de agua se condensan en la superficie interna de la

envoltura y se promueve el crecimiento del moho. El pan envuelto en rebanadas es aún más susceptible al deterioro del

moho ya que una superficie más ancha está expuesta a infecciones por hongos. Varios factores pueden influir en la

tasa de crecimiento de moho: el tipo de harina, el método de procesamiento, el empaque y las condiciones de almacenamiento.

Rhizopus nigricans, con su micelio algodonoso blanco y puntos negros de esporangios, el Penicillium expansum verde o

P. stolonifer, y Aspergillus niger con sus cabezas conodiales de color verdoso a negro son los mohos más comúnmente

involucrados en el deterioro del pan y se conocen como "Pan mohoso" [9] (Tabla 1). En detalle, en pan de trigo se han

observado especies de Penicillium, Aspergillus, Cladosporium, Mucorales y Neurospora, con Penicillium spp. siendo el

tipo más común de moho para pan. En pan negro, Rhizopus (nigricans) stolonifer es el moho de descomposición más

común y aparece como un micelio algodonoso blanco y esporangios negros.

Algunos mohos también son responsables de la producción de micotoxinas, por lo que presentan un riesgo grave para

la salud pública. Aunque la microbiota dominante del deterioro del pan está compuesta de mohos, las bacterias formadoras

de esporas representan una preocupación más importante para la calidad y seguridad del pan. Las bacterias

formadoras de esporas probablemente están presentes en las partes externas de los granos y, posteriormente, en el aire

del ambiente de la panadería, y por lo tanto los ingredientes y / o el equipo de panadería son la principal fuente de

contaminación [13].


Tabla 1. . Principales agentes causantes del deterioro microbiano del pan

Mohos

Bacteria

Yeasts

Agentes de deterioro

Propiedades de la colonia

Penicillium spp. Azul / verde, plana, extendida bastante lento

Aspergillus niger

Aspergillus flavus

Aspergillus candidus

Aspergillus glaucus

Cladosporium spp.

Neurospora stophila

Rhizopus nigricans

Mucor spp.

Bacillus subtilis or Bacillus

licheniformis

Hyphopichia burtonii

Pichia anomala

Scopsisfi buligera

Pichia burtonii

Zygosaccharomyces bailii

Negra, esponjosa, se extiende con esporas con frecuencia

claramente visibles

Verde oliva

Crema

Verde Pálido

Verde oliva oscuro, plana , extendida lentamente

Salmón rosado, esponjosa y de rápida difusión

Gris / negra, muy esponjosa y de rápida expansión

Gris

Forma irregular, color blanco opaco

Crecimiento lento en la superficie del pan, colonias bajas, blancas

y extendidas

De rápido crecimiento en el pan

Suave, redonda, conveca y blanca a color crema


El principal microorganismo causante del deterioro bacteriano

es Bacillus subtilis, cuyas esporas forman endosporas

y sobreviven fácilmente a la cocción, y luego pueden

germinar y crecer dentro de las 36-48 h dentro del pan

para formar la masa suave, fibrosa, marrón característica

con un olor a piña madura o melón debido a la liberación

de compuestos volátiles, como diacetil, acetoína, acetaldehído

y isovaleraldehído [9]. Las bacterias también producen

amilasas y proteasas que degradan la miga de

pan. También se han identificado otras especies, como

Bacillus pumilus, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus megaterium,

Bacillus licheniformis y Bacillus cereus [13] (Tabla 1).

Según un estudio reciente de Valerio y colegas (2012) [14],

B. amyloliquefaciens podría ser la principal especie relacionada

con la aparición de deterioro de la cuerda, ya

que en trabajos anteriores se la identificó erróneamente

como B. subtilis.

El deterioro por levadura es el menos común de todos los

tipos de deterioro microbiano, y las levaduras, como los

mohos, no sobreviven al proceso de cocción. La contaminación

ocurre más bien durante el enfriamiento y, en el

caso del pan industrial, ocurre especialmente durante el

paso de corte.

Se han descrito más de 40 especies de hongos como

agentes contaminantes de alimentos horneados [15]. Son

responsables de la descomposición de la levadura, lo que

determina especialmente los olores desagradables del

pan.

En particular, cuando el deterioro se debe a levaduras

fermentativas, por lo general se registra un olor a alcohol o

este olor. Saccharomices cerevisiae, que generalmente

se usa como levadura de panadería, tiende a encontrarse

con mayor frecuencia.

La contaminación también puede deberse a levaduras

filamentosas. En ese caso, ocurre el fenómeno conocido

como "pan cretáceo". Significa que se desarrollan manchas

blancas en la miga. Este tipo de deterioro a veces se

confunde con el crecimiento de moho; sin embargo, la

distinción se puede hacer porque las levaduras producen

células individuales y se reproducen por gemación. H.

burtonii, P. anomala y Scopsis fibuligera son responsables

del deterioro temprano de los productos de pan, que

crecen en colonias bajas, blancas y extendidas que a

veces se ven como una pizca de polvo de tiza en la superficie

del producto [16]. El moho de tiza más común y problemático

es, sin embargo, P. burtonii, que crece muy


ápido en el pan, y es muy resistente a los conservantes y

desinfectantes. De lo contrario, la descomposición de la

levadura puede ser causada por Z. bailii, T. delbrueckii,

Pichia membranifaciens y Candida parapsilosis [17] (Tabla

1). Los mismos mohos, bacterias y levaduras son agentes

causantes del deterioro microbiano del pan libre de

gluten.

Vida útil del pan sin gluten (GF)

La vida útil del pan GF merece un análisis y una discusión

por separado, debido a la diferente formulación de este

pan en comparación con el pan estándar, lo que implica

desafíos adicionales para identificar y optimizar las estrategias

de conservación.

El pan GF es obligatorio para las harinas GF, y la falta de

gluten implica a nivel tecnológico algunas diferencias

con respecto a la panificación estándar [10]. Cuando los

ingredientes de GF se mezclan, la suspensión de aire resultante

del proceso de mezcla y el dióxido de carbono obtenido

de la fermentación de la levadura no pueden quedar

atrapados en la red de gluten que se forma en la panificación

estándar [10]. El resultado es, por tanto, la formación

de células irregulares e inestables, que conducen a

la falta de estructura celular, a un volumen reducido y a

una textura seca, desmenuzable y granulosa. La masa GF

también tiene una estructura más parecida a un fluido y

generalmente contiene niveles de agua más altos que la

masa a base de trigo, si se quiere obtener una migaja

aceptable [18]. Después de la formación de un sistema

complejo de emulsión-espuma y de un gran número de

burbujas de aire, generalmente también se agregan

ingredientes activos en la superficie (p. Ej., Claras de huevo,

lipoproteínas), ya que permiten el atrapamiento de

burbujas mediante la formación de una película protectora

alrededor de las burbujas de gas, y también evitar

que se fusionen. También se utilizan gomas, estabilizadores

y almidones pregelatinizados, de modo que puede

ocurrir la oclusión y estabilización del gas [10,19]. Sin

embargo, el nivel muy alto de agua, la adición de ingredientes

grasos y / o almidones de GF determinan en el pan

GF un comportamiento de reafirmación más rápido y una

mayor susceptibilidad al deterioro microbiano [18,20,21].

Algunos investigadores también propusieron que en el

pan de trigo, la red de gluten retrasa la migración del

agua de la miga a la corteza y la pérdida de humedad,

por lo que en el pan GF se puede observar un envejecimiento

más rápido [20,22].


Métodos tradicionales para mejorar la vida útil de pan

Tratamientos Físicos

La industria de la panificación se ha basado tradicionalmente

en el uso de métodos físicos para extender la vida

útil del pan, y la luz UV, la radiación IR, la calefacción MW o

el UHP son algunos ejemplos.

En detalle, la luz UV es un poderoso tratamiento antibacteriano,

con la longitud de onda más efectiva de 260 nm.

Se usa para controlar la aparición de esporas de moho en

el pan, y entre las aplicaciones hay irradiación directa

con UV de las superficies de productos de panadería

envueltos que permite una extensión de la vida útil. Sin

embargo, vale la pena mencionar una capacidad de

penetración generalmente pobre y la dificultad para

tratar un producto de múltiples superficies, ya que las

esporas de moho presentes en las paredes de las celdas

de aire dentro de la superficie del pan están protegidas

de la irradiación [8].

El calentamiento MW permite calentar rápidamente y de

forma uniforme panes sin grandes gradientes de temperatura

entre la superficie y el interior. Generalmente, un

tratamiento de 30-60 s permite hacer pan envuelto sin

moho. Sin embargo, la aplicación de este tratamiento

está limitada por el hecho de que puede causar problemas

de condensación que pueden afectar adversamente

la apariencia del producto [8].

El tratamiento IR también se puede utilizar para destruir las

esporas de moho, con la ventaja de no afectar adversamente

la calidad y apariencia del producto o la integridad

del material de embalaje [8]. Además, el tratamiento

IR minimiza los problemas debidos a la condensación o la

expansión del aire. Entre las desventajas, cabe mencionar

que es bastante costoso para productos de varias caras

que se requieren ya sea para rotar entre calentadores o

para ser tratados en dos hornos separados [8].

Tratamientos químicos

Los conservantes químicos pueden usarse alternativamente.

Los ácidos orgánicos débiles (por ejemplo, ácido

propiónico y ácido sórbico) se usan para sofocar el crecimiento

de microorganismos indeseados y, por lo tanto,

prolongar la vida útil del pan. Sin embargo, se han establecido

límites de aplicación dentro de la Unión Europea, y

actualmente están regulados por el Reglamento (CE) nº


1333/2008 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 16

de diciembre de 2008, sobre aditivos alimentarios [6].

En términos generales, las sales de potasio, sodio o calcio

de ácido propiónico y sórbico son las formas más generalmente

utilizadas debido a la mayor solubilidad en agua y

manejo más fácil que sus respectivos ácidos corrosivos

[25]. Los límites de 0.2% (p / p) y 0.3% (p / p) se establecen

para la adición de sorbato y propionato, respectivamente

(EEC, 2008), tanto en pan rebanado preenvasado

como en pan de centeno. En el caso del pan sin envasar

preenvasado, solo se permite un máximo de 0,1% de propionato.

Se observó que la adición de altas concentraciones de

sorbato o propionato se desea para la actividad antifúngica,

pero probablemente implica la alteración de las

propiedades sensoriales del pan. Por otra parte, el uso

prolongado de estos conservantes contra los hongos de

deterioro puede conducir al desarrollo de la resistencia a

los hongos [26, 27].

Los experimentos de cribado in vitro han demostrado que

la adición de propionato al pan de masa fermentada de

centeno no se recomienda debido a la resistencia de P.

roqueforti [28], así como al hecho de que el propionato

solo tiene un efecto leve en la inhibición del moho cuando

se incluye en pan en pH 6 [2].

En cuanto al sorbato, parece ser más eficaz que el propionato

para inhibir el deterioro del pan, pero rara vez se

utiliza en la panificación debido a su impacto negativo

sobre el volumen del pan [29].

La adición de etanol es un método tradicional más y de

alguna manera es preferible a otros conservantes químicos.

Se informa que las concentraciones de etanol que

oscilan entre 0.2% y 12% aumentan la vida útil del pan [30].

Además, su adición en la superficie del pan (0,5% p / p)

contribuye a mejorar el efecto sorbato y propionato [31].

Berni y Scaramuzza (2013) [32] han observado recientemente

el potencial de etanol para inhibir Crysonilia sitophila,

más comúnmente conocido como "el pan del moho

rojo", y H. burtoni, también conocido como "el moho calcáreo",

en pan empacado y rebanado en concentraciones

de etanol muy bajas (0.8%) y medianas (2.0%), respectivamente.

Curiosamente, también vale la pena mencionar

que no se aplican restricciones al uso de etanol como

conservante de alimentos, aunque debe incluirse su pre-


sencia en las etiquetas. Al ser una barrera adicional efectiva

para inhibir el crecimiento de hongos en pan y / o productos

de panadería en general, Hempel y colegas

(2013) [33] enfatizaron los resultados prometedores al

agregar etanol en envases activos.

Masa madre

En el pasado, el pan natural y aromatizado con una larga

vida útil se obtenía instintivamente, utilizando un proceso

tradicional de fermentación prolongada: masa fermentada.

Sobre esta base, la industria de la panificación ha

comenzado recientemente a reconsiderar este método

de fermentación tradicional para posiblemente reemplazar

los conservantes químicos y así garantizar una etiqueta

limpia. La masa madre se ha convertido así en una forma

establecida de bioconservación de los alimentos y se ha

explorado y destacado científicamente el papel desempeñado

por las BAL como agentes biológicos e inhibidores

del deterioro del pan.

Se ha encontrado una base científica sólida para la capacidad

de la masa madre para retardar el envejecimiento,

proteger el pan de la descomposición y, posteriormente,

contribuir a prolongar la vida útil del pan [15,34,35].

Lactobacillus acidophilus ATCC 20079, Lactobacillus amylovorous

DSM 19280, Lactobacillus brevis R2, Lactobacillus

fermentum Te007, Lactobacillus hammesii, Lactobacillus

paracasi D5, Lactobacillus paralimentarius PB127,

Lactobacillus pentosus G004, Lactobacillus plantarum,

Lactobacillus reuteri R29, Lactobacillus rhamnosus,

Lactobacillus rossiae LD108, Lactococcus BSN,

Pediococcus acidilactici KTU05-7, Pediococcus pentosaceus

KTU 05-8 y KTU 05-10, así como Leuconostoc citreum

C5 y HO12 son algunas de las cepas de BAL (Bacterias del

ácido láctico) con una interesante acción bioconservante

sobre el pan cuando se usan como cultivos

iniciadores [36].

El uso de masa fermentada fermentada por BAL en sí misma,

sin embargo, permite lograr solo un bajo efecto conservante.

Se encontró que la acidificación a través de

fermentación de masa fermentada inhibe la germinación

y el crecimiento de endosporas de Bacillus spp. responsable

del deterioro de la cuerda [37]. Sin embargo, la caída

del pH y la acidificación, que generalmente se asocian

con la producción de ácidos láctico y acético, son parámetros

que pueden prolongar la vida útil del pan solo en

un grado limitado y / o no influenciar ampliamente la inhibición

del moho [2].


La capacidad antibacteriana, antimicrobiana y antifúngica,

que la masa fermentada de BAL ha demostrado

poseer, está relacionada con los compuestos activos que

producen y / o liberan y que son complementarios a los

conservantes químicos o incluso pueden sustituir su uso.

Los metabolitos que principalmente ejercen actividad

antifúngica son específicamente compuestos de baja

masa molecular, como dipéptidos cíclicos, hidroxiloácidos

grasos, fenilo y derivados de fenilo sustituidos (p. Ej.,

3-feniláctico, 4-hidroxipentiláctico y ácido benzoico),

diacetilo, hidrógeno peróxido, caproato, reuterina y péptidos

fungicidas.

Las bacterias BAL heterofermentativas liberan específicamente

ácidos orgánicos anti-hongos [38]. Lactobacillus

sanfranciscensis CB1 produce, por ejemplo, una mezcla

de ácidos orgánicos, como acético, butírico, caproico,

fórmico, n-valérico y propiónico. La actividad antimoho

de este microorganismo contra Fusarium, Penicillium,

Aspergillus y Monilia spp. se debe principalmente a estos

compuestos [39].

Cepas de Lb. plantarum ha demostrado ejercer una

amplia actividad antifúngica, gracias a la producción de

compuestos inhibidores como el 4-hidroxifeniláctico y el

ácido feniláctico. También es evidente que la masa fermentada

comenzó con cepas antimicóticas de Lb. plantarum

permite reducir el contenido de propionato de

calcio en pan de trigo en alrededor de 30%, sin ningún

efecto negativo en la vida útil del pan [40]. Lb. Reuteri

libera concentraciones activas de reutericiclina, un antibiótico

de bajo peso molecular activo contra BAL y levaduras

Gram-positivas, así como también reuterina, un

compuesto que contiene las formas diméricas monoméricas

y cíclicas hidratadas de 3-hidroxipropionaldehído y

que tiene actividad antimicrobiana contra varios organismos

que deterioran los alimentos, entre las cuales se

encuentran bacterias Gram positivas y negativas, levaduras

y mohos.

Sin embargo, estos compuestos están presentes con una

concentración de inhibición mínima relativamente alta,

que oscila entre 0.1 y 10.000 mg / kg [2], a pesar de que se

produce en baja cantidad en el sustrato de fermentación.

Por esa razón, se ha formulado la hipótesis de que el

mecanismo inhibidor antifúngico probablemente se origina

a partir de complejos mecanismos de sinergia entre los

compuestos de baja masa molecular [2].

En cuanto a la actividad sinérgica de los compuestos y el


efecto antifúngico de masa fermentada BAL, Lb. Reuteri,

Lb. plantarum y Lb. brevis demostraron retrasar el crecimiento

fúngico en ocho días en presencia de propionato

de calcio (0.2%, p / p). La actividad antifúngica que tienen

Lactobacillus buchneri y Lactobacillus diolivorans

contra el crecimiento de mohos en el pan se ha atribuido

a menudo a una combinación de acetato y propionato El

efecto conservante de Lb. amylovorous se ha atribuido a

la sinergia entre más de diez compuestos antifúngicos,

incluidos los dipéptidos cíclicos, los ácidos grasos, el fenilactato

y los ácidos fenólicos. Curiosamente, también se

ha observado que la producción de compuestos antifúngicos

en la masa fermentada es específica de especie y

sustrato [2].

La sinergia de la versatilidad metabólica de BAL, favoreciendo

la adaptación a las diversas condiciones de procesamiento;

los mecanismos de protocooperación con

levaduras autóctonas durante la fermentación de masa

fermentada; el metabolismo de carbohidratos y aminoácidos;

la síntesis de ácidos orgánicos, exopolisacáridos y

compuestos antimicrobianos, así como la conversión de

compuestos fenólicos y lípidos por BAL son más bien los

parámetros clave para investigar, con el fin de comprender

el papel desempeñado por BAL como una biotecno-

logía clave en la conservación del pan [38]. 41,42]. El efecto

antifúngico de la masa fermentada de BAL se atribuye

a la actividad sinérgica de varios compuestos.

También vale la pena mencionar el papel desempeñado

por las levaduras distintas de la levadura de panadería (es

decir, S. cerevisiae). Su aplicación ha sido, de hecho, sugerida

como una alternativa prometedora para la conservación

del pan. Wickerhamomyces anomalus LCF1695 es,

por ejemplo, usado como un iniciador mixto en combinación

con Lb. plantarum 1A7 [43]; Meyerozyma guilliermondii

LCF1353 portuario marcó actividad antifúngica hacia

P. roqueforti DPPMAF1; masa fermentada fermentada

con una cultura inicial combinada. M. guilliermondii

LCF1353, W. anomalus LCF1695 y Lb. plantarum 1A7 cepa -

permite obtener excelentes resultados en términos de

vida útil prolongada [44].

Además de los metabolitos antifúngicos de las bacterias

del ácido láctico, también se ha observado el efecto

conservante de los péptidos inhibidores derivados del

sustrato. Un extracto de agua de frijoles en combinación

con masa fermentada fermentada con Lb. brevis AM7

contenía tres compuestos inhibidores naturales, dos

faseolinas y una lectina. La actividad combinada de la


misma determinó un retraso en el crecimiento de hongos

de hasta 21 días, lo que condujo a una vida útil para el

pan que era comparable a la encontrada cuando se usa

propionato de calcio (0.3% p / p).

Nuevas estrategias para mejorar la vida útil del pan:

embalaje activo

Tras el desarrollo del Reglamento de Empaquetado

Activo e Inteligente por la Comisión Europea [45], el envasado

activo puede definirse como un envasado destinado

a prolongar la vida útil de los alimentos envasados o

para mantener y / o mejorar su estado al liberar o absorber

sustancias en o desde la comida o sus alrededores.

Junto a los envases inteligentes, los envases activos pertenecen

a sistemas de envasado innovadores que se supone

que interactúan con los alimentos y no son solo una

barrera pasiva que protege y preserva los alimentos envasados

de daños físicos, químicos y biológicos, como lo es

el envasado convencional.

Diferentes tipos de sistemas de embalaje activos están

disponibles. En términos generales, pueden categorizarse

principalmente como sistemas absorbentes y liberadores

[46]. Los primeros eliminan los compuestos indeseados,

como el oxígeno, del entorno del paquete, mientras que

los últimos liberan compuestos, como antioxidantes, conservantes

y antimicrobianos, en los alimentos envasados o

en el espacio para la cabeza del paquete [46]. Los absorbentes

y liberadores pueden venir en forma de bolsita,

etiqueta o película. Comúnmente los sobres se colocan

en forma libre en el espacio libre del paquete, mientras

que las etiquetas se fijan en la tapa. Debe evitarse cualquier

contacto directo con los alimentos, ya que la función

del sistema podría verse afectada y la migración

podría ocurrir. La nanotecnología también permitió el

diseño de polímeros con una función de barrera mejorada

contra el oxígeno.

En lo que respecta al pan y al pan libre de gluten GF, se

han utilizado envases activos que absorben oxígeno y

liberan antimicrobianos para prolongar su vida útil.

Embalaje activo con absorbentes de oxígeno

La inclusión de un absorbente de oxígeno en el envase se

ha usado en productos de panadería, tales como pan y

pasteles, y en alimentos preparados, por ejemplo, sándwiches

y pizza [47].


El oxígeno aumenta la tasa de panificación y la degradación

de los productos de panadería, y promueve la oxidación

de los lípidos en las grasas que contienen pan, como

el pan de centeno y el pan libre de gluten . Como consecuencia,

la eliminación del oxígeno del envase contribuirá

a preservar la textura y el sabor deseados del pan.

Las estrategias, como la eliminación de oxígeno del

paquete mediante tecnología de vacío, no son adecuadas

para productos de panadería. Como cuestión de

hecho, el envasado al vacío evacua la mayor parte del

oxígeno presente en el envase a niveles inferiores al 1%, y

el oxígeno se elimina también de los poros interiores del

pan. Esto provocaría el colapso del pan y los panecillos, y

las propiedades organolépticas del pan comúnmente

apreciadas por los consumidores, como la suavidad, se

perderían.

El uso del Empaque Activo Modificado (MAP por sus siglas

en inglés) para extender la vida útil del pan también tiene

algunos inconvenientes. En detalle, la estructura altamente

porosa no permite la eliminación completa de oxígeno

y el intercambio con el gas que fluye a través del paquete.

Por lo tanto, el oxígeno puede persistir en el paquete de

alimentos. La cantidad de oxígeno detectada en el espacio

de cabeza del paquete también puede depender de

la permeabilidad del material de envasado a este gas. En

el caso de la permeabilidad del envase, el oxígeno puede

acumularse con el tiempo a un nivel suficiente para soportar

el crecimiento de moho [48].

La adición de absorbentes de oxígeno en el empaque

para asegurar la eliminación de oxígeno se ha propuesto

como una estrategia alternativa para superar el vacío y

los inconvenientes de empaquetado MAP.

Los absorbentes de oxígeno, como ATCO (Standa

Industrie, Caen, Francia) o Ageless (Mitsubishi Gas

Chemical Co., Tokio, Japón) se han utilizado para reducir

la concentración de oxígeno en el envasado de alimentos.

Se investigó la efectividad de los absorbentes de oxígeno

ATCO para extender la vida útil microbiana del pan

rebanado y se observó que la concentración de oxígeno

disminuyó por debajo del 0.1% a los pocos días del envasado.

Además, los absorbentes no tuvieron ningún efecto

sobre la calidad sensorial del pan sobre el almacenamiento

[49]. Por lo tanto, los absorbentes de oxígeno permitieron

evitar el añejamiento y el deterioro del pan, ya

que el oxígeno es un factor esencial del crecimiento del

moho y de los microorganismos estrictamente aeróbicos.


En 1998, Berenzon y Saguyf [50] estudiaron el efecto de los

absorbentes de oxígeno en la reducción de la oxidación

de lípidos de las galletas de ración militar a varias temperaturas

de almacenamiento (es decir, 15, 25 y 35 ° C)

durante 52 semanas. Nielsen y Ríos (2000) [51] investigaron

el efecto de los absorbedores de oxígeno en la disminución

de organismos de descomposición tales como

Penicillium commune y P. roqueforti. También observaron

que A. flavus y Endomyces fibuliger persistieron a niveles

de oxígeno de 0.03%. Sin embargo, la combinación de

absorbentes de oxígeno con aceites esenciales de mostaza

(Brassica spp.), Canela (Cinnamomum spp.), Ajo

(Allium sativum) y clavo de olor (Syzygium aromaticum) se

encontraron efectivos [51]. Más recientemente, Latou y

sus colegas (2010) [52] encontraron que el uso de un

absorbente de oxígeno en combinación con un emisor

de alcohol era tan efectivo como los conservantes químicos

(por ejemplo, propionato de calcio y sorbato de potasio)

para disminuir el crecimiento de levaduras y mohos y

B. cereus. El sistema también inhibió la peroxidación lipídica

y los olores rancios durante 30 días de tratamiento.

En general, las tecnologías de eliminación de oxígeno se

basan en la oxidación del polvo de hierro, la oxidación del

ácido ascórbico, la oxidación del catecol, la oxidación

del colorante fotosensible, la oxidación enzimática, la

grasa no saturada o la levadura inmovilizada en un material

sólido [46]. Sin embargo, la mayoría de los sistemas de

absorción de oxígeno se basan en la capacidad del hierro

para formar óxido de hierro no tóxico en condiciones

de humedad apropiadas [46]. Como consecuencia de la

oxidación del hierro, se puede observar la formación de

óxido. El sistema está contenido en una bolsita para evitar

que el polvo de hierro imparta color a la comida. Sin

embargo, el uso de bolsitas tiene algunos inconvenientes.

Podrían filtrarse y contaminar el producto. Por lo tanto, los

absorbentes podrían ser ingeridos accidentalmente por el

consumidor. Se han desarrollado películas y etiquetas

poliméricas para superar estos problemas [46]. Los absorbentes

de oxígeno deben cumplir criterios específicos

para ser efectivos y tener éxito comercial. En detalle,

deben absorber oxígeno a una velocidad apropiada,

deben ser compactos y de tamaño uniforme, no deben

ser tóxicos ni producir reacciones secundarias desfavorables.

La elección de los absorbentes de oxígeno está

influenciada por las propiedades de los alimentos, como

el tamaño, forma, peso y aw del alimento, la cantidad de

oxígeno disuelto en el alimento, la vida útil deseada del

producto y la permeabilidad del material de envasado al

oxígeno [53]


Empaquetado activo con liberadores: sistemas de liberación

de antimicrobianos

El envasado activo antimicrobiano es el sistema de envasado

activo más común que libera agentes antimicrobianos

en la superficie de los alimentos (donde predomina el

crecimiento microbiano) inhibiendo o retardando el crecimiento

y el deterioro microbianos. Los objetivos principales

de un sistema de envasado activo antimicrobiano

son

(i) garantía de seguridad,

(ii) mantenimiento de calidad y

(iii) extensión de la vida útil; como consecuencia,

los envases antimicrobianos podrían desempeñar un

papel importante en el aseguramiento de la inocuidad

de los alimentos. Se pueden incorporar varios agentes

antimicrobianos en el sistema de envasado, a saber, antimicrobianos

químicos, antioxidantes, productos biotecnológicos,

polímeros antimicrobianos, antimicrobianos

naturales y gases. Los más comúnmente utilizados son

ácidos orgánicos, fungicidas, alcoholes y antibióticos [46].

Los ácidos orgánicos, tales como ácidos benzoicos, parabenos,

sorbatos, ácido sórbico, ácido propiónico, ácido

acético, ácido láctico, ácidos grasos de tamaño medio y

mezclas de los mismos, tienen una fuerte actividad antimicrobiana

y se han usado como conservantes en preparaciones

alimenticias. Se informó actividad fungicida para

benomil e imazalil. Los antioxidantes también se informaron

eficaces agentes antifúngicos, debido a la restricción

de oxígeno requerido de los mohos [46].

Entre los alcoholes, el etanol ha demostrado una fuerte

actividad antibacteriana y antifúngica, a pesar de que

no es eficaz contra el crecimiento de la levadura. Sin

embargo, el uso de etanol en el envasado de alimentos

tiene algunos inconvenientes debido a un fuerte olor químico

indeseable. En lo que se refiere a los productos de

pan y productos de panadería, se han utilizado sistemas

activos de emisión de etanol para extender su vida útil. El

uso de etanol en el envasado de alimentos se realiza en

virtud del Reglamento 2011/10 / CE [54]. Se ha considerado

generalmente como seguro (GRAS) en los Estados

Unidos como un ingrediente alimenticio humano directo.

Labuza y Breene (1989) [55] reportan el uso de Ethicap®,

un alcohol de grado alimentario adsorbido en polvo de

dióxido de silicio y contenido en un sobre hecho de un

copolímero de papel y acetato de etil vinilo. El polímero


libera vapor de etanol a una concentración que oscila

entre 0.5-2.5% (v / v) que actúa como un agente antimicrobiano

cuando se condensa en la superficie del alimento.

La vainilla y otros compuestos se utilizan para enmascarar

el sabor del alcohol. Ethicap® tiene varias ventajas:

(i) se puede generar vapor de etanol sin aplicar soluciones

de etanol directamente sobre los productos antes del

envasado;

(ii) los sobres pueden retirarse convenientemente de los

paquetes y descartarse al final del período de almacenamiento;

(iii) bajo costo. Franke y colegas (2002) [56] también informaron

sobre el uso de Ethicap en bollos precocidos (aw =

0,95). Descubrieron que el envasado en bolsas de PE-LD

estériles con Ethicap retrasó el crecimiento del moho

durante 13 días, a temperatura ambiente. Previamente,

Smith y colegas (1990) también observaron que los generadores

de vapor de etanol fueron efectivos para controlar

10 especies de moldes, incluyendo especies de

Aspergillus y Penicillium, 15 especies de bacterias, incluyendo

Salmonella, Staphylococcus y Escherichia coli, y las

especies de levadura de putrefacción [57] Más recientemente,

los emisores de etanol se han usado en combinación

con aceites esenciales. Koukoutsis y colegas (2004)

[58] evaluaron los emisores de etanol de agua (WE) y etanol

de masilla (ME) para controlar el crecimiento de

microorganismos en productos de panadería de alta

humedad y alto pH. Además de prevenir o retrasar el deterioro

del pan, el etanol es eficaz contra el envejecimiento

del pan, ya que actúa como un plastificante de la red de

proteínas de la miga de pan [53].

Los antibióticos también pueden usarse como antimicrobianos,

pero no están aprobados para funciones antimicrobianas,

y su uso también es controvertido debido al

desarrollo de microorganismos resistentes.

Desafortunadamente, ningún agente antimicrobiano

funciona eficazmente contra todos los microorganismos

patógenos y en descomposición. Como consecuencia,

las propiedades del microorganismo, como el requerimiento

de oxígeno (aerobios y anaerobios), la composición

de la pared celular (Gram positivos y Gram negativos),

la etapa de crecimiento en la que se encuentran

(esporas y células vegetativas), la temperatura óptima

para el crecimiento (termófilo, mesófilo y psicrotrópico) y

la resistencia a los ácidos / ósmosis son fundamentales

para seleccionar el agente antimicrobiano más apropiado.


Figura 1. Aplicación de la nanotecnología y el mecanismo de acción de los envases activos

para prolongar la vida útil del pan para pan y GF, y aumentar la seguridad alimentaria


Aplicación de Nanotecnología en Empaquetado Activo

Actualmente, la industria alimentaria es pionera en la

aplicación de la nanotecnología en el envasado de alimentos

activos, con el fin de extender la vida útil de los

alimentos y mejorar la seguridad alimentaria (Figura 1).

La nanotecnología se ha aplicado en la producción de

nanocompuestos y en la encapsulación de compuestos

activos.

Los nanocompuestos son materiales multifásicos caracterizados

por un polímero (fase continua) fusionado a material

nano-dimensional (fase discontinua) que puede venir

en forma de fibras inorgánicas u orgánicas, escamas,

esferas o partículas, comúnmente denominados "rellenos"

[54,55]. ] Por lo tanto, los nanocompuestos son una fusión

de polímeros de empaquetamiento tradicionales con

nanopartículas.

En términos generales, la inclusión de rellenos a nanoescala

mejora la resistencia mecánica de los materiales del

paquete de alimentos y reduce su peso. Los nanocompuestos

también han mejorado la capacidad de barrera

contra el oxígeno, el dióxido de carbono, la radiación

ultravioleta, la humedad y los volátiles. Además, pueden

(i) dejar salir el aire y otras enzimas pero no hacerlo,

(ii) degradar el gas de maduración, como el etileno, y

(iii) tener actividad antimicrobiana [56,58,59,60,61,62,63 ]

Por lo tanto, los nanocompuestos pueden usarse para

prolongar la vida útil de los alimentos, reduciendo así la

adición de conservantes hechos por el hombre en los

alimentos.

Varios materiales, como el metal, óxidos metálicos, hidróxidos

metálicos, sílice, arcilla, nanocristales de polisacáridos,

nanotubos de carbono, quitosano y celulosa se han

explorado como rellenos [64].

Las nanopartículas de plata, óxido de metal (como dióxido

de titanio (TiO2), óxido de zinc (ZnO) y óxido de magnesio

(MgO)) e hidróxido de metal (como hidróxido de

calcio (Ca (OH) 2) e hidróxido de magnesio (Mg (OH) 2 ))

nanopartículas se han utilizado en aplicaciones de envasado

de alimentos antimicrobianos [65].

Se ha investigado el mecanismo de acción de las nanopartículas

de plata en microorganismos y mohos, y se ha


demostrado que pueden penetrar en las membranas

externa e interna de las células, alterando componentes

de barrera, como lipopolisacáridos y proteínas. La actividad

antimicrobiana de los mismos se ha atribuido tanto a

su capacidad para inhibir las enzimas de la cadena respiratoria

como a la alteración de la replicación normal del

ADN y los procesos de activación de las proteínas celulares,

también [62,63,64,65,66,67,68,69].

Además, la actividad antimicrobiana de las nanopartículas

de plata se debe a la capacidad de producir especies

reactivas de oxígeno que causan estrés oxidativo a las

células microbianas [70].

Las nanopartículas de plata también se han integrado o

combinado en sistemas utilizados para la inactivación de

bacterias y se han utilizado en aplicaciones antiincrustantes.

Orsuwan y colegas (2016) [71] integraron nanopartículas

de plata en películas de polvo de agar y plátano, y

se obtuvieron sistemas compuestos. Exhibieron actividad

antimicrobiana contra bacterias patógenas transmitidas

por los alimentos, tales como E. coli y Listeria monocytogenes.

Kanmani y colegas (2014) [72] incorporaron nanopartículas

de plata en gelatina y encontraron que los patógenos

bacterianos, como S. typhimurium, L. monocytogenes,

E. coli, S. aureus y B. cereus, se inhibieron significativamente

en una dosis Dependiente En detalle, S. typhimurium

Gram-negativo resultó ser más susceptible a las nanopartículas

de plata, seguido de B. cereus Gram-positivo y

S. aureus. Los patógenos, como L. monocytogenes y E.

coli, fueron menos susceptibles a las nanopartículas de

plata en las películas de gelatina. Las nanopartículas de

plata también se integraron en óxido de grafeno y se descubrió

que las superficies resultantes inhiben casi hasta el

100% de las bacterias unidas [73]. Las nanopartículas de

plata ancladas en superficies comunes, como el vidrio,

también inhiben la formación de biopelículas [74], luego

se usaron como sistemas antiincrustantes.

La arcilla y los silicatos también se han usado como nanopartículas

en la producción de nanocompuestos intercalados

y exfoliados [75]. Los primeros tienen una estructura

multicapa con capas de polímero / relleno alternadas

separadas por unos pocos nanómetros, mientras que en

el último las capas de relleno se deslaminan y se dispersan

aleatoriamente en la matriz polimérica [76]. De todos

modos, la presencia del relleno en el polímero aumenta la

tortuosidad del camino difusivo de una molécula penetrante,

por lo que proporciona al material excelentes propiedades

de barrera [59]. La montmorillonita, una arcilla


hidratada de capas de alúmina-silicato que consiste en

una lámina octaédrica borde-compartida de hidróxido

de aluminio entre dos capas de tetraedros de sílice es el

tipo más ampliamente estudiado de rellenos de arcilla

[59].

Agarwal y colegas (2014) [77] compararon la vida útil del

pan almacenado en películas de polipropileno (embalaje

de control) y en películas de polipropileno recubiertas

con nanofibras de montmorillonita-nylon 6 (MMT-N6). Ellos

determinaron el crecimiento de hongos y microbios al

final del quinto día de almacenamiento y observaron el

crecimiento de hongos en el pan empacado en paquetes

de control, mientras que no se encontró crecimiento

en los paquetes de prueba. En lo que respecta al recuento

microbiano, las muestras de pan empaquetadas en

paquetes de polipropileno al final de 5 días mostraron 2.9

4

× 10 CFU / g, mientras que en los paquetes nanocoated el

recuento microbiano fue de 92 CFU / g. Al final del séptimo

día de almacenamiento, el pan de control mostró un

crecimiento microbiano en el rango de 7.25 × 104 CFU / g

de muestra de pan, y el pan envasado en paquetes recubiertos

con MMT-N6 mostró 230 CFU / g de muestra de

pan. Por lo tanto, el uso de películas recubiertas con MMT-

N6 permite aumentar la vida útil del pan de casi 2 días, lo

que es bastante significativo tanto para la industria como

para el consumidor. La montmorillonita se ha usado también

en combinación con nanopartículas de plata para

prolongar la vida útil de alimentos distintos al pan.

Las nanopartículas de plata se han utilizado ampliamente

en el envasado de alimentos, incluso combinados con

óxidos metálicos. Cozmuta y colegas (2014) [78] investigaron

el efecto de los envases de plata / dióxido de titanio

(Ag / TiO2) en la vida útil del pan y encontraron que la

proliferación de levadura / mohos, B. cereus y B. subtilis se

redujo en comparación al pan almacenado en la atmósfera

abierta o en un paquete de plástico común.

Además, encontraron que la tasa de degradación de los

principales compuestos nutricionales también disminuyó.

Más recientemente, Peter y colegas (2016) [79] investigaron

la posibilidad de utilizar paquetes de papel modificados

con Ag / TiO2-SiO2, Ag / N- TiO2 y Au / TiO2 para prolongar

la vida útil del pan blanco. Encontraron paquetes

con papel Ag / TiO2-SiO2, Ag / N- TiO2 que permiten

ampliar la vida útil del pan en 2 días, mientras que no se

observó ningún efecto al usar papel Au / TiO2.

Las nanopartículas de plata también se han incluido en

recipientes de alimentos de polipropileno, como Fresher


Longer Plastic Storage y BagsFresherLonger Miracle Food

Storage. Según los informes, mantuvieron el pan y las frutas,

verduras, hierbas, quesos, sopas, salsas y carnes más

frescos 3 o incluso 4 veces más y redujeron el crecimiento

bacteriano en un 98% en comparación con los contenedores

de alimentos convencionales [80].

La encapsulación protege a los compuestos antimicrobianos

contra las reacciones químicas y las interacciones

indeseables con los componentes de los alimentos y controla

la administración de los mismos [81]. En comparación

con la microencapsulación que garantiza la protección

de los compuestos antimicrobianos contra la degradación

o la evaporación, la alta relación área superficial /

volumen de los sistemas de nanoencapsulación permite

concentrar los antimicrobianos en áreas de alimentos

donde los microorganismos se localizan preferiblemente

[82].

La nanoencapsulación también se ha utilizado para obtener

sistemas de envasado antimicrobianos. Esta tecnología

se ha aplicado a aceites esenciales que pueden

actuar como antimicrobianos potentes, pueden presentar

actividad antifúngica y / o tener propiedades antioxidantes.

Una desventaja importante en el uso de aceites

esenciales es que deben agregarse en pequeñas cantidades

a los alimentos para evitar el deterioro de las propiedades

sensoriales de los alimentos.

La nanoencapsulación de aceites esenciales permite

superar este problema. Consiste en recubrir aceites esenciales

con otro material en tamaños a nanoescala para

aumentar la protección de los mismos, reducir la evaporación,

promover una manipulación más fácil y controlar su

liberación durante el almacenamiento y la aplicación. Se

ha experimentado con la combinación de aceites esenciales

con papel, películas comestibles basadas en proteínas

de la leche, quitosano o alginatos. Otoni y colegas

(2014) [83] informaron la incorporación de micro y nanoemulsiones

de aceites esenciales de clavo de olor

(Syzygium aromaticum) y orégano (Origanum vulgare) en

películas de metilcelulosa para extender la vida útil del

pan de rebanada. Estudiaron el crecimiento de mohos y

levaduras durante 15 días y descubrieron que a los 15 días

de almacenamiento, el pan colocado en la película antimicrobiana

de metilcelulosa y nanoemulsiones de aceites

esenciales de clavo de olor y orégano mostraron la menor

cantidad de levaduras y mohos, seguido de una muestra

de pan añadida con un antifúngico comercial (ácido

sórbico, propionato de calcio, etanol y alcohol) y luego


con una muestra de pan colocada en una película de

metilcelulosa sin aceite / bolsas de polipropileno metalizado

(que se sellaron y almacenaron a 25 + 2 ° C en un intento

de simular condiciones de comercialización habituales

de pan de productos de panadería). En 2011, Gutiérrez y

colegas [84] investigaron el efecto de un envase activo

con la etiqueta de aceite esencial de canela combinada

con MAP para aumentar la vida útil de pan en rodajas sin

gluten. Descubrieron que el embalaje activo aumentaba

considerablemente la vida útil de los alimentos envasados

manteniendo las propiedades sensoriales del pan sin gluten.

Souza y colegas (2013) [85] investigaron el efecto de

diferentes cantidades de aceite esencial de canela sobre

la actividad antimicrobiana, las propiedades mecánicas

y de barrera de películas de almidón de yuca, glicerol y

nanopartículas de arcilla y encontraron que todas las

películas mostraron actividad antimicrobiana efectiva

contra P . commune y E. amstelodami, hongos que se

encuentran comúnmente en los productos de pan.

Preocupaciones de seguridad del envasado activo y la

aplicación de nanotecnología en productos alimenticios

/ Legislación

El Reglamento Nº 1935/2004 de la CE establece los principios

generales de seguridad e inercia para todos los materiales

de contacto con alimentos, a saber, el envasado de

alimentos [86]. Los principios establecidos en el reglamento

mencionado anteriormente exigen que los materiales

no liberen sus componentes en los alimentos a niveles

nocivos para la salud humana y no modifiquen la composición,

el sabor y el olor de los alimentos de manera inaceptable.

En realidad, el embalaje activo no es inerte, por su diseño,

y puede liberar o absorber sustancias hacia o desde los

alimentos o su entorno. Por lo tanto, el embalaje activo

está exento de la norma de inercia general del

Reglamento (CE) nº 1935/2004 y está regulado por el

Reglamento CE nº 450/2009 [45]. La sustancia liberada

debe estar autorizada por la legislación alimentaria y

debe someterse a una evaluación de seguridad por parte

de la EFSA antes de autorizarse. Además, se puede liberar

solo en cantidades autorizadas. El Reglamento (CE) Nº

450/2009 también prevé el establecimiento de una lista

de sustancias permitidas para la fabricación de materiales

activos.

En cuanto a la aplicación de la nanotecnología al envasado

de alimentos, se sabe poco sobre el destino y la toxi-


ción de nanorrellenos. Además del uso como materiales

de embalaje, los nanocompuestos también se pueden

usar como sistemas de entrega al ayudar a la migración

de aditivos funcionales, a saber, antimicrobianos. Las

nanoclays también se pueden usar como vehículos para

los agentes activos. Los desarrollos posteriores del envasado

activo y la aplicación de la nanotecnología al envasado

dependerán del problema de seguridad y de la aceptación

del consumidor.

Hasta el momento, la aplicación de la nanotecnología a

los alimentos amplía la vida útil de los productos panificados

y de panadería. Sin embargo, podría retener las propiedades

organolépticas del pan, especialmente del pan

GF y reducir el deterioro del pan, reduciendo así el desperdicio

de pan.

Las principales ventajas de los envases activos para los

distribuidores de productos de panadería son el aumento

de los tiempos de ciclo de rotación de existencias y la

extensión de la red de distribución geográfica. El consumidor

también puede sacar provecho de los envases activos,

ya que los productos de panadería pueden almacenarse

sin refrigeración durante más tiempo y listos en cualquier

momento como comida o refrigerio de sabor fresco.

La masa fermentada fermentada con cepas antifúngicas

y antimohos de BAL también es un área de enfoque creciente,

además de permitir la producción de pan GF con

un valor nutricional, calidad y seguridad mejorados.

Además, hasta ahora está en línea con la búsqueda del

consumidor de productos "naturales", es decir, productos

que contienen menos aditivos. También se han obtenido

resultados prometedores mediante la aplicación de otras

técnicas de bioconservación alternativas, incluida la

utilización de péptidos antifúngicos y extractos de plantas.

Este último también puede agregarse a formulaciones

de pan o incorporarse en películas antimicrobianas

para el envasado activo de pan..

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urgente de directrices específicas para las pruebas de

nanofoods.

En 2011, la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria

(EFSA) publicó una opinión científica (Comité Científico

de la EFSA, 2011) para que se concibiera como un enfoque

práctico para evaluar los riesgos potenciales de la

aplicación de nanomateriales en la cadena de alimentos

y piensos. En el documento mencionado anteriormente,

la EFSA declaró que faltan datos sobre la interacción

entre los nanomateriales y las matrices de alimentos, los

comportamientos de los nanomateriales en el cuerpo

humano y los métodos para determinar tales interacciones

y comportamientos, a pesar de su relevancia para la

evaluación de riesgos.

Asimismo, la FAO y la OMS elaboraron conjuntamente un

documento técnico sobre el estado del arte sobre las

iniciativas y actividades relacionadas con la evaluación

del riesgo y la gestión del riesgo de las nanotecnologías en

los sectores de la alimentación y la agricultura. En el documento,

se revisaron actividades científicas nacionales e

internacionales (es decir, relacionadas con la evaluación

de riesgos) y normativas (es decir, gestión de riesgos)

sobre aplicaciones de la nanotecnología en la alimentación

y la agricultura con el fin de establecer el contexto

para necesidades y perspectivas futuras.

En realidad, la dificultad para caracterizar, detectar y

medir nanopartículas solas y en matrices complejas,

como alimentos y muestras biológicas [87] conduce a la

falta de datos toxicológicos exhaustivos y completos.

CONCLUSIONES Y PERSPECTIVAS FUTURAS

El envasado activo es un área emergente de tecnología

alimentaria que puede conferir muchos beneficios de

conservación en una amplia gama de productos alimenticios.

El objetivo principal de los sistemas de envasado

activos es mantener la calidad sensorial y prolongar la

vida útil de los alimentos, al tiempo que se mantiene la

calidad nutricional y se garantiza la seguridad microbiana.

Esto se traduce en una disminución del desperdicio de

alimentos al mismo tiempo.

Las películas nanocompuestas tienen / exhiben propiedades

antimicrobianas gracias a los agentes antimicrobianos

y debido a su integridad estructural mejorada, que

resulta de las propiedades de barrera creadas por la adi-


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