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Mayo ! Junio 2006 ALFA EDITORES TÉCNICOS ! www.alfa-editores.com 34 1.- Introducción El envasado en atmósferas protecto- ras (EAP) consiste en cambiar la composición del aire en un determi- nado recipiente [10]. Así, la atmós- fera que rodea el producto se susti- tuye en el momento del envasado por otra especialmente preparada para cada tipo de alimento, lo que permite controlar las reacciones químicas, enzimáticas y microbianas, evitando o minimizando las principales degra- daciones que se producen durante los períodos de almacenamiento [15]. La mezcla de gases (cocktail de ga- ses) a emplear depende del tipo de producto. La atmósfera gaseosa cambia continuamente durante el período de almacenamiento por la in- fluencia de diferentes factores, como desarrollo de procesos metabólicos del producto envasado, cambios bioquímicos y la lenta difusión de los gases a través del envase [10]. Otro método semejante es el envasado en atmósfera con- trolada (EAC), ésta es una expresión utilizada frecuente- mente como sinónimo del envasado en atmósfera protectora; sin embar- go, su empleo es incorrecto. La com- posición se mantiene o regula se- gún conviene. El control es posible en grandes envases, pero no en pe- queñas unidades. Los gases introducidos se mantie- nen durante el período de almace- namiento mediante registro y regu- lación constantes. Las cámaras de almacenamiento están también re- frigeradas [10]. El almacenamiento a baja presión o hipobárico es otra forma de almacenamiento en atmós- fera controlada en la que se contro- la con precisión, presión, tempera- tura y humedad [15]. Ambos métodos deben diferenciar- se del envasado al vacío. Es el mé- todo más simple y más común de modificar la atmósfera interna de un envase, pero no sus- tituye la atmósfera sino que la evacua. El envase sin aire, se pliega alrededor del producto, puesto que la presión interna es muy inferior a la atmosférica [10]. Un término alternativo empleado con frecuencia para des- cribir el envasado en atmósfera protectora es el envasado en gas. Sin embargo, su empleo es inapropiado, puesto que la modificación de la atmósfera puede conseguirse por un simple vacío o evacuación del aire. También se Envasado de alimentos: Aspectos técnicos del envasado al vacío y bajo atmósfera protectora I. Gobantes y R. Gómez 1 , G. Choubert 2 . 1 Dpto. de Tecnología de los Alimentos, Fac. de Farmacia (UPV/ EHU) Vitoria. 2 Unité mixte INRA-IFREMER, Laboratoire de Nutrition des Poissons, Saint Pée-sur-Nivelle (Francia) Mantener la imagen y la cali- dad primaria del alimento du- rante todo el período de comercialización constituye la motivación fundamental que rige a la industria alimentaria. Por ello, conti- nuamente se desarrollan nue- vas tecnologías dirigidas a la conservación de las caracte- rísticas sensoriales de los ali- mentos, sobre todo en el cam- po del envasado. Así, con el envasado bajo atmósfera pro- tectora (EAP) se busca man- tener la calidad y prolongar el período de vida del producto, con la ventaja de no precisar aditivos ni conservantes. ACTUALIDADES ! ENVASADO

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1.- Introducción

El envasado en atmósferas protecto-ras (EAP) consiste en cambiar lacomposición del aire en un determi-nado recipiente [10]. Así, la atmós-fera que rodea el producto se susti-tuye en el momento del envasado porotra especialmente preparada paracada tipo de alimento, lo que permitecontrolar las reacciones químicas,enzimáticas y microbianas, evitandoo minimizando las principales degra-daciones que se producen durantelos períodos de almacenamiento [15].

La mezcla de gases (cocktail de ga-ses) a emplear depende del tipo deproducto. La atmósfera gaseosacambia continuamente durante elperíodo de almacenamiento por la in-fluencia de diferentes factores, comodesarrollo de procesos metabólicosdel producto envasado, cambios bioquímicos y la lentadifusión de los gases a través del envase [10].

Otro método semejante es el envasado en atmósfera con-trolada (EAC), ésta es una expresión utilizada frecuente-

mente como sinónimo del envasadoen atmósfera protectora; sin embar-go, su empleo es incorrecto. La com-posición se mantiene o regula se-gún conviene. El control es posibleen grandes envases, pero no en pe-queñas unidades.

Los gases introducidos se mantie-nen durante el período de almace-namiento mediante registro y regu-lación constantes. Las cámaras dealmacenamiento están también re-frigeradas [10]. El almacenamientoa baja presión o hipobárico es otraforma de almacenamiento en atmós-fera controlada en la que se contro-la con precisión, presión, tempera-tura y humedad [15].

Ambos métodos deben diferenciar-se del envasado al vacío. Es el mé-todo más simple y más común de

modificar la atmósfera interna de un envase, pero no sus-tituye la atmósfera sino que la evacua. El envase sin aire,se pliega alrededor del producto, puesto que la presióninterna es muy inferior a la atmosférica [10].

Un término alternativo empleado con frecuencia para des-cribir el envasado en atmósfera protectora es el envasadoen gas. Sin embargo, su empleo es inapropiado, puestoque la modificación de la atmósfera puede conseguirsepor un simple vacío o evacuación del aire. También se

Envasado de alimentos:Aspectos técnicos del envasado alvacío y bajo atmósfera protectoraI. Gobantes y R. Gómez1, G. Choubert2.

1Dpto. de Tecnología de los Alimentos, Fac. de Farmacia (UPV/EHU) Vitoria.2Unité mixte INRA-IFREMER, Laboratoire de Nutrition desPoissons, Saint Pée-sur-Nivelle (Francia)

Mantener la imagen y la cali-dad primaria del alimento du-rante todo el período decomercialización constituyela motivación fundamentalque rige a la industriaalimentaria. Por ello, conti-nuamente se desarrollan nue-vas tecnologías dirigidas a laconservación de las caracte-rísticas sensoriales de los ali-mentos, sobre todo en el cam-po del envasado. Así, con elenvasado bajo atmósfera pro-tectora (EAP) se busca man-tener la calidad y prolongar elperíodo de vida del producto,con la ventaja de no precisaraditivos ni conservantes.

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piensa que puede presentar connotaciones de tipo emo-cional adversas para el consumidor, por lo tanto es untérmino que evitan muchos comerciales y distribuidores[10].

2.- Envasado al Vacío

Es la forma de envasado en atmósfera protectora desarro-llada comercialmente en primer lugar; todavía se empleaampliamente para productos como primeros cortes decarnes rojas frescas, carnes curadas, quesos duros ycafé molido; no está indicado para productos blandos oproductos de panadería porque el proceso de aplica-ción del vacío provoca una deformación irreversible delproducto.

El proceso implica envasado del producto en film debaja permeabilidad al oxígeno; el sellado, después derealizar la evacuación del aire. Con unas buenas condi-ciones de realización del vacío, la concentración de oxí-geno se reduce por debajo del 1%.

Cuando la carne es envasada al vacío se provoca uncambio de color de la carne, desde rojo a pardo, provo-cando un rechazo por parte del consumidor.

Un inconveniente adicional en los envases al vacío, duranteel largo almacenamiento, es la acumulación de exudado.Una variación del envasado a vacío es el skin package.

Este método implica el recubrimiento del producto con unfilm delgado y la aplicación de vacío, de modo que seforma una capa productora casi invisible sobre el produc-to. Debido a que es un método caro, sólo es apropiadopara ciertos productos.

3.- El envasado en atmósfera protectora:maquinaria, gases y films

Para la correcta aplicación de esta técnica conviene tenerun producto de buena calidad, una maquinaria apropiada,un gas o mezcla de gases adecuados, una película pro-tectora adaptada (coeficientes de permeabilidad apropia-dos y soldaduras estancas).

A continuación veremos todos estos puntos detallada-mente.

3.1. Maquinaria utilizada en el envasado en atmós-fera protectora

La composición de la atmósfera del espacio de cabeza,en un envase de atmósfera protectora, puede obtenersepor dos métodos fundamentales: purga con gas y vacíocompensado [10 y 15]: - En la técnica de purga con gasse inyecta una corriente continua de gas en el interior delenvase para reemplazar el aire existente diluyendo el aireen el espacio de cabeza alrededor del producto alimenti-cio y cuando la mayor parte del aire ha sido desplazado,se cierra el envase. Los niveles habituales de oxígeno re-sidual son del 2-5%. La gran ventaja de este sistema esla velocidad, pues se realiza en una operación de tipocontinuo, pero no es adecuada para alimentos muy sen-sibles al oxígeno.

En la técnica de vacío compensado realiza en primer lu-gar el vacío para eliminar el aire del interior de un envaseque contiene el alimento, y a continuación se introduce elgas o mezcla de gases deseada. La velocidad de trabajodel equipo es más lenta que la técnica de arrastre congas. Sin embargo, como el aire se elimina mediante va-cío, la eficacia del proceso respecto a los niveles de aireresidual, es muy superior. El método de vacío compensa-do se utiliza en varios tipos de máquinas de envasado [2 y15] como son las envasadoras de campana y lasenvasadoras automáticas.

Los equipos utilizados para obtener el envasado en at-mósfera modificada son las envasadoras de campana ylas envasadoras automáticas:

- En las envasadoras de campana el producto se coloca enel interior de una bolsa prefabricada y a continuación en lamáquina de vacío. La bomba de vacío elimina el aire de lacámara y el gas protector es inyectado en el interior delenvase a través de unas boquillas, contrarrestando la pre-sión interior con la exterior, para que la forma del productopermanezca intacta y se sella la bolsa herméticamente.

- Las envasadoras automáticas se aplican a produccio-nes industriales diarias. Util izan máquinastermoformadoras modulares. Tras el llenado del envasecon el producto, se acopla el film y se extrae el aire at-mosférico y se inyecta el gas o la mezcla de gases ade-cuada. El proceso siguiente es el sellado del envase.

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3.2. Gases utilizados en el envasado en atmósferaprotectora

Con el objetivo de aumentar el tiempo de vida media de losalimentos, se han estudiado varios tipos de gases, comopor ejemplo, el ozono y el óxido de etileno. Sin embargo,el único sistema de atmósfera protectora que se ha de-sarrollado comercialmente ha sido el del envasado a vacío yde mezclas de gases con CO2 como ingrediente activoprincipal y combinado con N2 y O2 .

El dióxido de carbono (CO2 ) ejerce un fuerte efectoinhibidor sobre el crecimiento bacteriano, pero el verdade-ro mecanismo de acción no se conoce todavía. Su acciónse incrementa a bajas temperaturas debido a un aumentode su solubilidad (179,9 ml/100 ml de agua a 0 °C). De-pendiendo de la concentración empleada (25-100%), eldióxido de carbono puede utilizarse para el envasado enatmósfera protectora de diferentes productos.

La absorción del dióxido de carbono depende en granmedida de los contenidos de humedad y grasa de losproductos. El empleo de este gas presenta un gran inte-rés sanitario y económico [7]. Es particularmente efectivocontra las bacterias aerobias de la descomposición, gram-negativas, tales como las especies de Pseudomonas queprovocan pérdidas de color y malos olores, en carnes,aves y pescados [10]. Sin embargo, el dióxido de carbonono retrasa el crecimiento de todos los micro-organismos,tiene poco efecto sobre las levaduras. Por ejemplo, el cre-cimiento de las bacterias ácido-lácticas se incrementa enpresencia de dióxido de carbono y con bajos niveles deoxígeno [13].

Un exceso en la absorción de dióxido de carbono, puedeconducir al fenómeno conocido como «colapso del enva-se», especialmente evidente a temperaturas de refrigera-ción [10 y 13]. El exudado dentro del envase también estáprovocado por la disolución del gas en la superficie delmúsculo fresco del alimento, que reduce su pH lo sufi-ciente como para disminuir la capacidad de retención deagua por las proteínas [1].

El nitrógeno (N2 ) es un gas inerte, incoloro, inodoro einsípido, con baja solubilidad en el agua y en las grasas.En el envasado en atmósfera protectora se utiliza funda-mentalmente para desplazar al oxígeno, así como para

retrasar la oxidación y prevenir el enranciamiento. In-di-rectamente, también puede influir sobre losmicroorganismos en los alimentos perecederos, al retra-sar el desarrollo de los organismos aerobios productoresde la descomposición. El nitrógeno actúa como relleno yevita el colapso del envase en los alimentos que absorbenel dióxido de carbono [10 y 15].

El deterioro de los alimentos puede estar provocado por fac-tores físicos, químicos y microbiológicos, el oxígeno (O2 ) esprobablemente el gas más importante en este sentido. En elenvasado en atmósfera protectora se elimina el oxígeno o sereduce hasta niveles tan bajos como sea posible. Las ex-cepciones se presentan cuando el oxígeno es necesario parala respiración en frutas y hortalizas, la retención del color,como en la carne roja o para evitar el desarrollo demicroorganismos anaerobios en el caso del pescado blan-co. Es incoloro, inodoro e insípido [10 y 15].

El empleo de otros gases como el monóxido de carbono(CO) ha comprobado ser muy efectivo para mantener elcolor rojo de las carnes frescas, debido a la formación decarboximioglobina. No se ha empleado comercialmentecon este objetivo, puesto que al ser un gas altamentetóxico, su empleo no ha sido autorizado ante los posiblesriesgos para la salud en las operaciones de las máquinasde envasado. El monóxido de carbono ejerce un reducidoefecto sobre los microorganismos [10 y 13].

Las posibilidades de otros gases como cloro, óxido deetileno, dióxido de nitrógeno, ozono, óxido de propileno ydióxido de azufre, también se han investigado experimen-talmente para el envasado en atmósfera protectora, peroes poco probable que su utilización comercial para el en-vasado de alimentos, cuente con la aprobación de las au-toridades [10]. Basándose en las cualidades de estos tresgases, se ha de diseñar la mezcla más adecuada, tantocualitativa como cuantitativamente.

La atmósfera protectora debe interaccionar con el produc-to en la mayor medida posible, para conseguir un máximoperíodo de conservación [15].

3.3. Films para envasado en atmósfera protectora

La elección del film de un paquete específico se deberealizar teniendo en cuenta una amplia gama de factores.

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Cuando se revisa la gama de films utilizados, se observaque las propiedades barrera para los gases O2, CO2 y N2,y para el vapor de agua varían considerablemente.

Otros factores considerados frecuentemente son las pro-piedades barrera del paquete frente a olores capaces decontaminar el producto.

Para que el envase sea útil, es decir, cumpla con las funcio-nes de contener, conservar y presentar, capaz de llevar infor-mación (como mínimo para satisfacer las exigencias lega-les), debe reunir una serie de requisitos relativos al diseño,precio y material. Este último es el más importante y debereunir una serie de características determinadas [2]:

a) Mecánicas (resistencia a la abrasión, desgarro, perfo-ración, etc.).

b) Ópticas (brillo y/o transparencia permitiendo la visuali-zación del producto).c) Permeabilidad a los gases y vapor de agua, lo que es-tará en función de la naturaleza del polímero, del gas y dela interacción gas-polímero, y de factores externos comotemperatura, presión, etc.

d) Inercia química: los envases no deben ceder al ali-mento parte de sus componentes en cantidades quepuedan afectarlo sensorialmente durante su almacena-miento. Tampoco se permitirá que el alimento puedaperder algún componente minoritario, como pueden serlos aromas.

Entre los films más utilizados para envasado en atmós-fera protectora se incluyen: polietileno (PE), poliamida(PA), polipropileno (PP), poliestireno (PS), policlorurode vinilo (PVC), poli-cloruro de vinilideno (PVDC),copolímero etilenoacetato de vinilo (EVA), ionómeros,y combinaciones entre ellos para aprovechar cada unade las propiedades individuales.

El polietileno de baja densidad (LDPE) se utiliza en unaamplia proporción de plásticos porque es extremada-mente versátil. Presenta una inercia química relativa ysu permeabilidad es moderadamente baja al vapor deagua, pero alta para el oxígeno. En general, la permeabi-lidad a los gases es alta y también presenta un reduci-do efecto barrera frente a los olores; los aceites esen-

ciales pasan rápidamente a través de los polietilenosde baja densidad [6].

En su forma no plastificada el policloruro de vinilo (PVC) esla lámina base termoformable más ampliamente utilizadapara envasado en atmósfera protectora. Los progresos parareemplazarlo con poliésteres o poliestirenos podrían reducirsu empleo con el tiempo, pero actualmente, su idoneidadtécnica y comercial es superior. El PVC posee una buenacapacidad barrera frente a los gases y moderada al vapor deagua y una excelente resistencia a grasas y aceites [6].

Existen otros films en el mercado aunque no son tan utiliza-dos en el amplio mercado del envasado en atmósferas pro-tectoras como el poliestireno de alto impacto (HIPS), barex,politereftalato de etilénglicol (Poliéster o PET), copolímerosde etileno- alcohol-vinílico (EVOH), polipropileno orientadocoextruido (COPP), policarbonatos (PC), etc. La legislaciónactual y las tendencias contra el empleo de compuestosque contienen cloro en contacto con alimentos han produci-do algún movimiento en contra de su uso.

Es difícil encontrar películas de un único componente quesatisfagan todas las necesidades de esta técnica. Normal-mente se utilizan materiales multicapas formados por dife-rentes polímeros teniendo cada una de las capas unas ca-racterísticas determinadas tales como permeabilidad aldióxido de carbono, al oxígeno, al nitrógeno y al vapor deagua, características de soldabilidad, aptitud para eltermoformado y formado en un movimiento lineal, resisten-cia a la punción, claridad, propiedades antivaho, nivel de rigi-dez requerido, costo por metro cuadrado, aptitud para unircon otros films/ pintar la superficie, aptitud para admitir códi-gos y etiquetas, disponibilidad del film y tiempo necesariopara el suministro [6].

4. Ventajas e inconvenientes del envasadoen atmósfera protectora

Entre las ventajas del envasado en atmósfera protectora delos alimentos está el incremento de la vida útil de los pro-ductos envasados con esta técnica. Así, permite reponerlas estanterías de venta con menor frecuencia y mejora lapresentación, ya que favorece la clara visión del productoy visibilidad en todo el entorno. Este tipo de envasado per-mite el apilado higiénico de los envases, cerrados y libresde goteo. Una gran ventaja del envasado, tanto al vacío

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como en atmósferas protectoras, además dado que se evitala necesidad de conservantes químicos, es la posibilidadde que puedan almacenarse con otros alimentos, ya queno transmiten olores ni suelen penetrar en los envases losdel ambiente.

Debido a la menor frecuencia de reparto se incrementa lazona de distribución favoreciendo una reducción de loscostos de transporte. Otra de las ventajas del envasadoen atmósferas protectoras es la reducción de los costosde producción y almacenamiento debido a la mejor utili-zación del trabajo, espacio y equipos. Uno de los mayo-res inconvenientes del envasado en atmósferas protecto-ras es la inversión en maquinaria de envasado con gas, asícomo el costo de los gases y materiales de envasado.Igualmente son necesarias las inversiones en los siste-mas para asegurar la calidad, para evitar la distribución deenvases con perforaciones, etc. El incremento en el volu-men de los paquetes, podría afectar adversamente a loscostos de transporte y al espacio necesario en la distribu-ción al por menor. Uno de los riesgos más importantes quesufren los alimentos envasados en atmósferas protectorases la posibilidad de crecimiento de patógenos en los alimen-tos debido a los excesos de temperatura cometidos por losdistribuidores y los consumidores. Este hecho puede crearproblemas sanitarios durante su comercialización y venta aldetalle, puesto que los productos refrigerados se mantienena veces a temperaturas superiores a 5 °C [7].

5. Adecuación de los procesos deproducción

En la mezcla de gases, tipo de envase y equipo de envasa-do, existen otras variables de igual importancia, que influyende manera directa en la obtención de buenos resultados.Para garantizar el éxito de la aplicación de envasado en at-mósferas protectoras tendremos que controlar [15]:

a) La temperatura de almacenamiento debe de mantener-se entre 0 y 4 °C, sobre todo para aquellos productos quetengan un contenido medio o alto de humedad.

b) El estado inicial del producto, principalmente en verdu-ras y pescados. Un producto que se haya envasado enmalas condiciones, nunca mejorará por muy buena quehaya sido la elección de la mezcla de gases. Es por tantofundamental, trabajar con productos de buena calidad.

c) Unas correctas condiciones de higiene, tanto del equi-po de envasado, como del resto de componentes queintervienen en el proceso: envase, manipuladores, red dedistribución, mezcla de gases, etc., son imprescindiblespara garantizar la inocuidad del producto.

d) Para garantizar una correcta aplicación de la técnica EAP,es preciso considerar el volumen de gas aplicado en rela-ción con el volumen de producto a envasar. Normalmente espreciso que la relación volumen gas/volumen producto seaigual o superior a dos, en el caso del envasado del pescadose recomienda que sea igual a tres. Valores inferiores deesta relación hacen que los efectos de la atmósfera seanpoco apreciables, como inconveniente de este hecho es elmayor volumen que ocupará el envase.

6. Aplicaciones prácticas del envasadobajo atmósferas protectoras

El empleo de las atmósferas protectoras para aumentar lavida útil de los alimentos, ha sido utilizado industrialmenteen vegetales, algo en carnes y ahora se empieza a emplearen pescado. La utilización del envasado al vacío en carnesrojas es problemática ya que provoca una reducción de oxí-geno que supone un cambio de color desde rojo(oximioglobina) a pardo (metamioglobina). Aunque la pérdi-da del color rojo brillante que caracteriza la carne fresca nosea una verdadera alteración, el consumidor puede rechazarel producto por presentar un aspecto poco atractivo [9]. Uninconveniente adicional de los envases al vacío es la acumu-lación de exudado. Por lo tanto, el uso de esta técnica, EAP,en la conservación de carne fresca podría resultar de gran

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interés [5]. Está aceptado que en car-ne fresca, las atmósferas de conteni-do 70-85% de O2 y 15-25% de CO2 sonlas más efectivas [8]. Otros autores hanutilizado altas concentraciones de CO2

con objeto de aumentar la vida útil dela carne. Sin embargo, concentracio-nes de CO2 superiores a un 30% encarnes rojas acelera su decoloración[16].

Las investigaciones realizadas paraampliar la vida útil del pescado fres-co mediante su envasado bajo atmós-feras protectoras han sido menosnumerosas que para la carne [9]. Enla década pasada se ha estudiadoprofusamente el envasado de pesca-do bajo atmósferas protectoras, es-pecialmente desde un punto de vistamicrobiológico, para garantizar laseguridad de su consumo [7]. En loque coinciden los estudios realizadoshasta ahora es en que el envasadoen atmósferas protectoras, junto conuna correcta aplicación del frío, per-mite incrementar la vida útil del pes-cado fresco dos o tres veces con res-pecto a los métodos hasta ahora uti-lizados e inhibe el crecimiento de laflora microbiana que provoca el dete-rioro de los alimentos [3, 4, 11, 12 y14]. En los próximos años, se esti-

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ma que el envasado en atmósferas protectoras del pesca-do fresco refrigerado puede ser una tecnología que, ade-cuadamente empleada, contribuya a aumentar el consu-mo, la vida útil y calidad de estos productos.

Por lo tanto, las tendencias actuales tienden a aumentarlas cantidades y el crecimiento de los productos envasa-dos al vacío y en atmósfera protectora con vistas a satis-facer la demanda del consumidor hacia los productosfrescos. Así, la gama de productos envasados al vacíoo en atmósfera protectora se extiende desde carne rojafresca hasta comidas precocinadas y abarca la mayo-ría de productos perecederos y mínimamente procesa-dos existentes actualmente en la cadena alimenticia.Hay posibilidades de desarrollo de nuevos productosexplotando la imagen de frescura, la duración de la con-servación superior gracias a esta técnica y los nuevosalimentos preparados.

7. Bibliografía

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