Handbook Tecnologías Emergentes Aplicadas en Alimentos

Abstract

Nowadays, emerging technologies for food are the most studied, compared to the traditional food preservation. In this book some of the emerging technologies applied in the food industry are revised, such as irradiation that allows to improve food safety and shelf life; the advantages and some limitations of technology are presented, as well as the effects on the food properties and the applicable legislation for human consumption. A comparison of the emerging technologies combined with high hydrostatic pressure treatment is conducted. On the other hand, active packaging technology is described: its principles, advantages and disadvantages. Another technology that is presented is the ultrasound, with its basic concepts, applications and sustainability. The application of ozone technology in food usage and its environmental impact is also described. Moreover, the functioning of pulsed electric fields is explained, its effect and the microbial inactivation process on food.

Full text

Handbook T-I
Tecnologías Emergentes Aplicadas en Alimentos
ECORFAN®
ORTIZ-RODRIGUEZ, Lilia
SANDOVAL-SALAS, Fabiola
MORALES-OLÁN, Gema
ARCILA-LOZANO, Cynthia Cristina
Coordinadores

ECORFAN®
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SANDOVAL-SALAS, Fabiola. PhD
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Sello Editorial ECORFAN: 607-8695
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ECORFAN Tecnologías Emergentes Aplicadas en Alimentos
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Ortiz-Rodriguez, Lilia
Sandoval-Salas, Fabiola
Morales-Olán, Gema
Arcila-Lozano, Cynthia Cristina
Coordinadores
Tecnologías Emergentes Aplicadas en
Alimentos T-I
Handbooks
Instituto Tecnológico Superior de Perote Julio, 2022
DOI: 10.35429/H.2022.1.1.83
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Resumen
En la actualidad las tecnologías emergentes en alimentos son las más estudiadas en comparación con la
conservación tradicional de alimentos, en este libro se revisan algunas de las tecnologías emergentes
aplicadas en la industria de los alimentos como la irradiación que permiten mejorar la inocuidad y vida
de anaquel de los alimentos, se presentan las ventajas y algunas de las limitaciones de la tecnología,
así como los efectos en las propiedades de los alimentos y la legislación aplicable para el consumo
humano. Se realiza una comparación de las tecnologías emergentes combinadas con el tratamiento de
altas presiones hidrostáticas. Por otro lado, se describe la tecnología de los envases activos, sus
principios, ventajas y desventajas. Otra tecnología que se presenta es la de ultrasonido con sus
generalidades, aplicaciones y sustentabilidad. También se describe la aplicación de la tecnología de
ozono en el uso de alimentos y su impacto ambiental y además se explica el funcionamiento de los
campos eléctricos pulsados, su efecto y proceso de inactivación de macroorganismos en alimentos.

Abstract
Nowadays, emerging technologies for food are the most studied, compared to the traditional food
preservation. In this book some of the emerging technologies applied in the food industry are revised,
such as irradiation that allows to improve food safety and shelf life; the advantages and some limitations
of technology are presented, as well as the effects on the food properties and the applicable legislation
for human consumption. A comparison of the emerging technologies combined with high hydrostatic
pressure treatment is conducted. On the other hand, active packaging technology is described: its
principles, advantages and disadvantages. Another technology that is presented is the ultrasound, with
its basic concepts, applications and sustainability. The application of ozone technology in food usage and
its environmental impact is also described. Moreover, the functioning of pulsed electric fields is
explained, its effect and the microbial inactivation process on food.

Introducción
La alimentación es fundamental para asegurar las funciones vitales en el humano y los seres vivos,
durante su historia ha buscado el acceso a los alimentos seguros e innocuos a través del su desarrollo de
tecnologías de la conservación. Hay varias causas del deterioro de los alimentos, por lo que, para
comprender la evolución de los diferentes métodos de conservación, es importante conocer las causas
del deterioro y las posibles medidas preventivas. La finalidad de la conservación es alcanzar condiciones
higiénicas de tal forma que se conserven sus cualidades organolépticas hasta llegar en la mesa del
consumidor, gracias a las barreras que no favorecen las condiciones de reproducción de microorganismos
evitando su invasión en el alimento. La aplicación de procesos no térmicos en la industria de los
alimentos, en combinación de técnicas tradicionales y otras tecnologías emergentes para evitar el
deterioro de alimentos. Existen suficientes técnicas de conservación para productos alimenticios, pero
actualmente la aplicación de procesos no térmicos combinados con algunas técnicas tiene varias ventajas
potenciales como el ahorro de energía para la preservación de alimentos.
Las tecnologías de conservación en alimentos para disminuir la tasa de reproducción de
microorganismos, puede alterar los alimentos durante su acopio, el calor aplicado produce pérdidas
mínimas en calidad sensorial, y nutritivas (pérdidas de vitaminas, principalmente). Por ello se han
buscado distintas alternativas para conservar los productos y derivados de alimentos con condiciones
idóneas evitando la aplicación de calor, que garanticen alimentos lo más similar cuando están frescos,
características nutritivas, sensoriales e inocuas. Las tecnologías emergentes son procesos no térmicos
alternativos a los tradicionales, se caracterizan porque la cantidad de calor se transfiere en una menor
cantidad al alimento en comparación con los tratamientos térmicos convencionales. Las tecnologías no
térmicas se siguen investigando por su eficiencia en la calidad del producto y para mejorar los niveles de
seguridad en la aplicación de los tratamientos, algunas de ellas son alta presión hidrostática, pulsos
eléctricos de alta intensidad de campo, irradiación, envases inteligentes, aplicación de ozono,
calentamiento óhmico, microondas, campos eléctricos y magnéticos oscilantes, rayos UV, arcos de
descarga eléctrica, entre otros.

El objetivo de este libro es presentar algunas tecnologías emergentes en alimentos por su interés
y la combinación de estas con otras prácticas convencionales utilizadas en la industria alimentaria. La
validez de cada tratamiento se determina por las normas aplicables, y por los efectos en la calidad del
alimento ya que cada tecnología presenta ventajas y limitaciones.
En el primer capítulo se describe la aplicación de radiación ionizante a los alimentos como una
de las contribuciones más importantes de la ciencia y la tecnología de los alimentos, tiene como objetivo
irradiar un haz de electrones para mejorar la sanidad y la vida útil de los alimentos. Los alimentos por
otro lado están sujetas a dosis específicas de radiación no ionizante con la finalidad de destruir
microorganismos en alimentos o productos agrícolas.
En el segundo capítulo se realiza una comparación de las tecnologías emergentes combinadas con
el tratamiento de altas presiones hidrostáticas, los avances tecnológicos han optimizado el proceso
térmico en los alimentos, que permite una eficacia contra microorganismo y el deterioro en la calidad del
alimento.
En el tercer capítulo se abordan las nuevas tendencias en envases activos que, a diferencia de los
envases tradicionales, permiten conservar los alimentos, no solo contenerlos. El envase activo se asocia
a las nanotecnologías para la creación de nuevos films, biofilms o membranas conformadas por
sustancias entre ellos óxidos, ácidos, alcoholes, péptidos, polifenoles, azúcares y ácidos grasos que
pueden absorber o liberar gases regulando humedad, temperatura y actuar como agentes antioxidantes y
antibacterianos, además estos envases inteligentes contienen sensores que brindan información para
disminuir el deterioro de los alimentos.
En el cuarto capítulo trata sobre la aplicación de ultrasonido mediante energía ultrasónica que
genera cavitación en los alimentos haciendo burbujas que por la alta presión explotan, provocando
radicales libres en el agua, se realiza a baja o alta potencia para el procesamiento de alimentos también
permite eliminar mecánicamente pesticidas en alimentos debido a las condiciones de fuerza al corte y
alto, por lo que la eficacia del tratamiento está en función d la potencia y el tiempo.
En el sexto capitulo una de las tecnologías emergentes para sanitización en la industria alimentaria
es el ozono y con aplicaciones como inactivador microbiano en distintos productos alimentarios como
carne, mariscos, frutas, vegetales, granos, hidrocoloides, agua en otros.
En el último capítulo se identifica un método rápido y uniforme de calentamiento que son los
pulsos eléctricos, esta tecnología con la baja cantidad de calor que se genera ralentiza, deteriora e inactiva
microrganismos por el efecto de electroporación en las células donde destruye la membrana celular.
Cada tecnología tiene objetivos específicos en las características de los alimentos después de ser
procesados y durante su almacenamiento y la validez de cada tratamiento está determinado por las
regulaciones necesarias de seguridad, las actuales tecnologías para la conservación de los alimentos en
un futuro mediano, podrían sustituir parcialmente los tratamientos térmicos convencionales.
Ortiz-Rodriguez, Lilia
Sandoval-Salas, Fabiola
Morales-Olán, Gema
Arcila-Lozano, Cynthia, Cristina
Coordinadores

Contenido
Página
1
Irradiación en Alimentos
ORTIZ-RODRIGUEZ, Lilia
1-16
2
Conservación de alimentos utilizando la tecnología de altas presiones
hidrostáticas
SANDOVAL-SALAS, Fabiola, MÉNDEZ-CARRETO, Carlos, BARRALES-
FERNÁNDEZ, Christell y ORTEGA-AVILA, Graciela
17-22
3
Envases activos
MORALES-OLÁN, Gema & MORENO-ZARATE, Pedro
23-35
4
Ozono aplicado en Alimentos
ARCILA-LOZANO, Cynthia Cristina, ORTIZ-RODRIGUEZ, Lilia y RUIZ-
COLORADO, Nora Isela
36-44
5
Ultrasonido Aplicado al Procesamiento de Alimentos, Una Opción Sustentable
y Eficaz
RUIZ-COLORADO, Nora, ORTIZ- RODRIGUEZ, Lilia y ARCILA-LOZANO,
Cynthia Cristina
45-52
6
Campos Eléctricos Pulsados
PINEDA-POSADAS, Jorge Alberto, ORTIZ-RODRÍGUEZ, Elsa y ORTIZ-
RODRÍGUEZ, Lilia
53-61

1
Capítulo 1 Irradiación en Alimentos
Chapter 1 Food Irradiation
ORTIZ-RODRIGUEZ, Lilia*
Tecnologico Nacional de Mexico / Instituto Tecnológico Superior de Perote
ID 1er Autor: Lilia, Ortiz-Rodríguez / ORC ID: 0000-0002-5548-0078, CVU CONACYT ID: 291742
DOI: 10.35429/H.2022.1.1.16
L. Ortiz
*lilia.ortiz@perote.tecnm.mx
L. Ortiz, F. Sandoval, G. Morales y C. Arcila (VV. AA.). Tecnologías Emergentes Aplicadas en Alimentos. Handbooks-TI-
©ECORFAN-Mexico, 2022.

2
Resumen
La aplicación de radiación ionizante a los alimentos es una de las contribuciones más importantes de la
ciencia y la tecnología de los alimentos, porque mejora la sanidad y la vida útil de los alimentos. Existen
estudios científicos sobre esta tecnología emergente, donde demuestran que los alimentos no se
convierten en productos radioactivos, sino por el contrario, los efectos de la irradiación son mínimos en
su calidad nutrimental, sensorial y de textura. La radiación no ionizante se encuentra en la mayoría de
los ambientes en los que normalmente se desarrolla el ser humano. No se han encontrado efectos
contundentes contra la salud. Los alimentos, por otro lado, están sujetos a dosis específicas de radiación
no ionizante, como la luz visible, infrarroja, ultravioleta, microondas y haces de electrones acelerados
con la finalidad de destruir microorganismos como virus o bacterias en alimentos o productos agrícolas.
Exponer los alimentos a radiaciones controla la infestación de insectos, retrasa la maduración de la fruta
o evitar que en las verduras brote algún patógeno, también reduce la alergenicidad de proteínas en
productos pecuarios o semillas. Las frutas irradiadas son a menudo más dulces que los no irradiados. Sin
embargo, el uso de dosis de irradiación excesivas puede tener efectos adversos en los alimentos por lo
que es importante aplicar la normatividad de las dosis permitidas. Algunas de las ventajas de la aplicación
de irradiación en alimentos es el ahorro de energía, la mejora el sabor y textura, el aumento de la vida
útil, la reducción de la alergenicidad, es una alternativa para evitar el uso de productos químicos o
fumigantes y esteriliza alimentos.
Irradiación, Alimentos, No Ionizante
Abstract
The application of ionizing radiation on food is one of the most important contributions to food science
and technology due to it improves food safety and shelf life. There are scientific studies about this
emerging technology that demonstrate that food does not transform into radioactive products, on the
contrary, the irradiation effects are minimal on their nutritional, sensory and texture quality. Non-ionizing
radiation is found in most environments where humans beings are normally developed. Adverse health
effects have not been found. Food, on the other hand, is subject to specific non-ionizing radiation doses
such as visible light, infrared light, ultraviolet light, microwaves and accelerated electrons beams in order
to destroy microorganisms such as virus or bacteria on food or agricultural products. Exposing food to
radiation controls insect infestation, delays fruit ripening or avoids the appearance of any pathogen on
the vegetables; it also reduces the proteins allergenicity on livestock products or seeds. Irradiated fruits
are frequently sweeter than non-irradiated fruits. However, excessive irradiation doses may have adverse
effects on food; for this reason, it is important to apply the normativity of the allowed dose. Some of the
advantages of applying irradiation on food are energy saving, the improvement of flavour and texture,
the increase of shelf life, the reduction of allergenicity, it is an alternative for avoiding chemical products
or fumigants and it sterilizes food.
Irradiation, Food, Non-Ionizing
1.1 Introducción
Una de las tecnologías emergentes es la aplicación de la energía ionizante en la conservación de los
alimentos, las bombas atómicas y accidentes de plantas de energía nuclear, han generado miedo en la
población suponiendo generan efectos secundarios en la salud por consumir alimentos irradiados.
Irradiación se describe como la aplicación de energía, acción de emitir radiaciones o rayos, que
pueden ser de luz, de calor o magnéticos en el proceso. En la irradiación, los productos se someten a un
campo de energía sin tener contacto con la fuente de energía. La aplicación del tipo de radiación y
cantidad de calor suficiente en la irradiación de alimentos elimina bacterias que causan contaminación
alimentaria, sin que los alimentos se vuelvan radiactivos (Rossi et al., 2009; Léxico, 2021).
A lo largo de la historia se ha procurado mantener la salud de la población por el riesgo de
consumir alimentos contaminados, es por ello que la organización Mundial de la Salud ha hecho
hincapié en la implementación de medidas de higiene para que las personas puedan ingerir alimentos
seguros, y sean sometidos a procesos donde se elimine en su mayor cantidad a los patógenos responsables
de toxiinfecciones trasmitidas a través de los alimentos.

3
La aplicación de radiación ionizante a los alimentos (irradiación alimentaria) es una de las
contribuciones más importantes de la ciencia y la tecnología de los alimentos desde la adopción de la
pasteurización, porque mejora la sanidad y la vida útil de los alimentos. La irradiación es una tecnología
emergente que existe desde hace muchos años y se utiliza en muchos países diferentes donde es aplicada
a diversos alimentos. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), le preocupa que el rechazo
injustificado de este proceso pueda poner en riesgo la salud y privar a los consumidores en opciones de
alimentos procesados para su seguridad. (Käferstein et al., 1993; FAO/OMS, 2003).
Este capítulo tiene como objetivo dar a conocer la irradiación no ionizante en la aplicación de
alimentos que ha tenido un papel importante para garantizar la inocuidad alimentaria pues existen
estudios científicos sobre esta tecnología emergente, donde demuestran que los alimentos no se
convierten en productos radioactivos, sino por el contrario, los efectos de la irradiación son mínimos en
su calidad nutrimental, sensorial y de textura, se dará a conocer brevemente los tipos de irradiación, las
ventajas y desventajas del proceso así como las normas aplicadas en alimentos irradiados.
1.2 Irradiación, radiación y radioactividad.
La palabra irradiar según la real academia proviene del latín irradiare; impulsar rayos de luz en algún
tipo de energía. La irradiación representa la velocidad a la que la energía cae sobre una superficie
por unidad de área determinada. La palabra radiación se forma por los vocablos latinos “radius” = rayo
de luz y “cion” = acción y efecto. El consejo de seguridad nuclear define la radiación como: “La emisión,
propagación y transmisión de energía en cualquier medio en forma de ondas o partículas
electromagnéticas” (CSN, 2015, p. 1). La radiación como tipo de transferencia de calor comparada con
la conducción y la convección es más rápida (a la velocidad de la luz) y no se atenúa en el vacío. De
igual forma, la transferencia de calor por radiación ocurre en los sólidos, así como en los líquidos y los
gases (Cengel, 2011).
La palabra radioactividad proviene de los vocablos latinos “radius” = rayo, “agere” = mover hacia
adelante y “tivo” = relación activa y pasiva. La radioactividad es un fenómeno físico caracterizado por
la desintegración, es decir, la reorganización de los núcleos atómicos inestable, esta disgregación se
acompaña de la manifestación de irradiaciones ionizantes, por otro lado Núñez, (2011) describe la
radiactividad como un fenómeno natural consistente en la emisión espontánea y/o radiación
electromagnética de partículas por parte de un núcleo inicial llamado núcleo padre, que a menudo se
transmuta por lo general en otro núcleo distinto denominado núcleo hijo.
1.3 Tipos de radiación
La radiación térmica es el proceso de propagación de la energía interna de una sustancia emitida por
ondas electromagnéticas y representa la energía emitida por la materia debido a un cambio en la
configuración electrónica de los átomos o moléculas (Camaraza, 2020).
La radicación es uno de los tres tipos de transferencia de calor, pero a diferencia de los otros dos,
es el más rápida, no es proporcional a un gradiente de temperatura y no necesita de un medio natural para
propagarse. Cualquier molécula posee energía de traslación vibratoria, rotacional y electrónica en estados
cuánticos (Pan y Atungulu, 2010). Según Medina et al., (2002) la energía que posean, se puede
clasificar en radiaciones ionizantes y radiaciones no ionizantes:
Figura 1.1 Esquema de los tipos de radiación
Ionizante
(Alta energía y alta capacidad de penetración)
Tipos de Radiación No ionizante
(No ionizan y baja capacidad de penetración)
Fuente de Consulta: Medina et al., 2002

4
Las ondas electromagnéticas existen desde el comienzo del universo. Su forma más conocida es
la luz. El espectro electromagnético (figura 1.2) abarca campos eléctricos y magnéticos con diversas
regiones de longitud de onda, energía, frecuencia desde los rayos cosmícos, los rayos X, pasando por las
radiofrecuencias y los rayos infrarrojos (OMS, 2016).
Figura 1.2 Espectro electromagnético
Fuente de Consulta: Elaborado por el equipo de trabajo
1.3.1 Radiación ionizante
Existe una gran parte de la energía depositada inicialmente por irradiación en forma de átomos o
moléculas excitados o electrones e iones libres, estos últimos se denomina ionización primaria (Allison,
2006).
L' Annunziata ( 2012) describe que existen varios tipos de radiaciones ionizantes:
 Radiación α (alfa): es el proceso de descomposición nuclear mediante el núcleo padre que emite
una partícula alfa, está equivale al núcleo de un átomo de helio que lo conforman dos neutrones
y dos protones de manera que el núcleo original se transforma en otro. las partículas alfa se emiten
como productos de descomposición de muchos radionucleidos predominantemente con un
número atómico superior a 83 Su poder de penetración es tan bajo que son bloqueadas incluso
por el tamaño de una hoja de papel.
 Radiación β (beta): puede definirse como cualquier proceso de desintegración nuclear por el
cual el número de masa (A) del núcleo permanece igual y el número atómico Z cambia. Hay tres
tipos principales de desintegración beta: a) emisión de negatrón (β-), que implica la
emisión de una partícula beta negativa, un negatrón o partícula beta negativa es un electrón
emitido desde el núcleo de un radionucleido en descomposición que posee un exceso de
neutrones. b) Emisión de positrón (β+) mediante el cual se emite una partícula beta positiva o un
electrón cargado positivamente y c) captura de electrones (EC), es otra forma de desintegración
beta, el cambio en el número atómico es el mismo que ocurre con la emisión de positrones. Su
poder de penetración es mayor que la radiación alfa, materiales como la madera, vidrio o
aluminio, bloquean por completo las partículas beta.

5
 Radiación ϒ (gamma): Estos fotones producidos durante la desintegración de núcleos
inestables, los procesos de desintegración a menudo dejan el producto en un estado excitado cae
directamente al estado fundamental y desciende a estados de energía más bajo. La irradiación
gamma es un proceso iónico sin calor que se utiliza ampliamente como método de esterilización
en frío para alimentos, envases de alimentos y productos médicos.
 Radiación X: es una radiación electromagnética similar a la radiación gamma (ϒ). Tanto los
rayos X como los rayos ϒ son idénticos en sus propiedades. Tanto los rayos X como los ϒ son
fotones que poseen un cuántico de energía se definen por la ecuación, E= hv, que es el producto
de h =constante de Planck y v= la frecuencia de la radiación.
1.3.2 Radiación no ionizante
Se define como radiación que no contiene suficiente energía para quitar electrones de los átomos o
modificar las estructuras moleculares (Cheng, 2007). La radiación no ionizante se encuentra en la
mayoría de los ambientes en los que normalmente se desarrollan los humanos se desarrollan
naturalmente, el uso indiscriminado de los dispositivos electrónicos emisores de radiación, teléfonos
móviles, ondas de radio, dispositivos electrónicos portátiles y hasta la fecha no se han encontrado efectos
contundentes contra la salud (Esquivel et al., 2013), y los alimentos por otro lado, están sujetos a dosis
específicas de radiación no ionizante, como la luz visible, infrarroja y ultravioleta; microondas y haces
de electrones acelerados para destruir microorganismos como virus o bacterias en alimentos o productos
agrícolas (Bisht, 2021).
 Radiación ultravioleta (UVR): Son ondas con frecuencias entre 1014 y 1017 Hertzios (Hz), que
se producen por átomos y moléculas en descargas eléctricas (Araujo, 2002), cubre el rango de
longitud de onda de la radiación solar entre 200 y 400 nm, está clasificado en tres regiones
espectrales: UVA (315– 400 nm), UVB (280– 315 nm) y UVC (200–280 nm)
(Schmelzer,1998). La irradiación ultravioleta (UV) es una tecnología no térmica atractiva capaz
de inactivar microorganismos en jugos y otras bebidas sin afectar la calidad sensorial y de
nutrientes, y ofrece oportunidades para la industria de procesamiento de alimentos (Patras, 2021).
 Radiaciones infrarrojas: proviene de cualquier fuente que genera calor, incluido el Sol, abarca
el rango de 700nm-2500nm y tiene energía suficiente para exilar armónicos y combinaciones de
estas vibraciones moleculares a altas energías (Deavile y Flinn 2000).
 Radiaciones de microondas: efecto de las ondas electromagnéticas de alta frecuencia debido a
las propiedades dieléctricas de sus componentes (Fernández et al., 2008). Los hornos
convencionales de microondas tienen aproximadamente una frecuencia de onda de 2,45 GHz se
fabrican con tubos emisores de electrones especiales como los klistrones o magnetrones, que
incorporan un resonador para controlar la frecuencia, o con un oscilador o un dispositivo
semiconductor especial (Punathil y Basak, 2017).
1.4 Antecedentes de la irradiación en alimentos.
La radiación no fue invento del hombre, fue descubierta en los fines del siglo XIX. La base teórica de la
radiación fue establecida en 1864 por el físico James Clerk Maxwell, quien observó que una aceleración
de una carga eléctrica o un cambio en la corriente produce campos eléctricos y magnéticos (Cengel,
2011). En 1887 Heinrich Hertz demostró experimentalmente la existencia de ondas electromagnéticas
que Maxwell había predicho. La radiación ionizante fue descubierta por Rontgen justo antes del
comienzo del siglo XX.
El efecto de la radiación sobre cualquier materia es ionizar los átomos que encuentra a su paso,
por lo que es radiación ionizante proveniente de muchas fuentes (Núñez, 2011). La irradiación de
alimentos es una técnica de procesamiento que mejora la seguridad de los alimentos y prolonga la vida
útil al reducir o eliminar los microorganismos e insectos y la prevención de las brotaciones. El alimento
irradiado con radiación ionizante se denomina “alimento irradiado”. (Kobayashi, 2018).

6
La Comisión de Energía Atómica de EE. UU. (AEC) inició un programa sobre alimentos
irradiación en 1950. En 1954 el ejército estadounidense inició un programa de esterilización de
alimentos, desde entonces, los Estados han invertido millones de dólares para verificar la viabilidad de
los alimentos irradiados , a través de la administración de alimentos y drogas (FDA), el departamento de
agricultura, las fuerzas armadas y el sector privado, es decir, la seguridad desde el punto de vista
toxicológico, nutricional o provisional. Los Laboratorios Natick del Ejército de EE. UU. Comenzaron
una investigación sobre la esterilización de alimentos por irradiación en 1962, y en 1964 la FDA había
aprobado la técnica para tocino enlatado, trigo y harina de trigo, y para inhibir la germinación de patatas
blancas (Nielsen, 1987; Urrutia, 1996).
Aunque la radioactividad en alimentos tiene una larga historia las primeras patentes para la
tecnología de irradiación se emitieron en 1905. La primera patente para el uso de radiación para esterilizar
alimentos fue hasta 1930, y la investigación real sobre los efectos conservantes no comenzará hasta la
década de 1940. En 1943 se demostró que los rayos X podían aumentar la vida útil de una hamburguesa.
Estas investigaciones coincidieron con los estudios sobre energía nuclear y producción de radioisótopos
(Nielsen, 1987 ).
El desarrollo e investigación en esta área se desarrollaba al mismo tiempo en las industrias
alimentarias del Reino Unido. También se iniciaron investigaciones en otros países: en Canadá y Japón
(1956), la URSS y Argentina (1957), Polonia (1958), India (1959) y Israel (1960). En 1968, 76 países
tenían programas de irradiación de alimentos. En Europa, tanto la CEE como la OCDE contribuyeron a
la evolución. En 1970, 23 países organizaron el proyecto internacional en irradiación de alimentos (IFIP),
en el centro de investigación nuclear de Karlsruhe, Alemania, el cual llevó a cabo una gran cantidad de
estudios de alimentación animal, proyecto que duró hasta 1982, como resultado se generaron 70
informes que describen de nutrición, ninguno de ellos mostró efectos adversos de la irradiación
(Nielsen, 1987; OMS,1995).
Fue legalmente autorizado irradiar patatas para prevenir la germinación en 1972, y desde 1974
las patatas irradiadas han sido enviadas desde la Asociación Cooperativa Agrícola de Shihorocho en
Hokkaido. En 1979 el OIEA público los reglamentos en el control y el comercio de alimentos irradiados
En 1983 la comisión del código alimentario (Codex Alimentarius Commission) elabora un protocolo
para el uso de radiación en alimentos irradiados. En 1986 la FDA adopta un reglamento que requiere a
los alimentos envasados aprobados para el tratamiento de irradiación indiquen en la etiqueta que han sido
tratado con radiación o irradiación. En 1987 la revisión de la FDA de los estudios de toxicidad respalda
las recomendaciones de radicación para que los productos avícolas prolonguen la vida útil y disminuir
el riesgo de contaminación por Salmonella. La compilación incluye tres estudios dietéticos realizados en
el Instituto Central de Nutrición y Bromatología de los Países Bajos. En Ginebra de 1997, el Dr. FS
Antezana director general adjunto interino, inauguró la reunión de los directores de las tres
organizaciones FAO-OIEA-OMS y dijo que habían tenido una larga y frutífera historia de colaboración
en el área de la irradiación de los alimentos que había comenzado ya desde 1961 (OIEA, 1981; FDA,
1988; OMS, 1999).
La legislación de los estados Unidos de América permite la irradiación de alimentos, en 1985 se
utilizó la carne de cerdo para el control de Trichinell, en 1986 para el control de insectos y maduración
en frutas y verduras, en el año de 1990 en carne de aves fresca y congelada, para eliminar bacterias
(Raventós, 2005). La irradiación de frutas como control fitosanitario en el 2002 por el Departamento de
Agricultura de los Estados Unidos (Prieto, 2019). En México en el año de 2011 se inauguró la planta de
irradiación fitosanitaria de Phytosa-Benebion el método cuarentenario principal para el mango en la
actualidad es el tratamiento de irradiación “ 10 frutos mexicanos han llegado a los mercados de los E.U.
Un total de 15000 ton se enviaron en 2016” (Bustos, 2011).
1.5 Proceso de irradiación en alimentos
En diferentes países y muchas organizaciones internacionales como CODEX, OIEA, OMS, FAO han
aprobado la irradiación para la conservación de alimentos, aumentar la vida útil, la inocuidad y utilidad
de para tratar alimentos envasados, frescos, congelados. La sobrevivencia y crecimiento de la tecnología
de irradiación, a pesar de haber demostrado su utilidad e inocuidad depende de la aceptación del público.

7
La irradiación de alimentos es una tecnología que no agrede al medio ambiente que no utiliza
productos químicos y contribuye a la solución de inconvenientes de seguridad alimentaria y de sanidad
alimentaria, especialmente reduciendo las pérdidas poscosecha de alimentos y el control de enfermedades
provocadas por los alimentos, como alternativa a la fumigación química con óxido de etileno y gases de
bromuro de metilo. China es uno de los países seguido de Estados Unidos como los productores de
alimentos irradiados.
La irradiación gamma ha sido aceptada internacionalmente como una técnica de procesamiento
y conservación de alimentos. Su amplia aplicación incluye la desinfestación, la inhibición de la
germinación, maduración retardada, reducción microbiana y modificación del almidón de diversos
granos, frutas y verduras. La irradiación altera la estructura de los macrocomponentes del alimento y por
tanto afecta a las distintas propiedades físico-químicas, funcionales, térmicas y reológicas. Para
minimizar los efectos perjudiciales, es necesario optimizar la dosis de irradiación con el fin de minimizar
el efecto indeseado inducido por la irradiación sobre las propiedades organolépticas de los alimentos
(Kulsum, 2021).
1.5.1 Unidades de medida de radiación
En el Sistema de medidas Internacional, el Gray es la unidad de radiación y se abrevia como (Gy). Se
define como la cuantía de energía que absorbe el sistema irradiado y es semejante a un J/kg, en el sistema
tradicional 1 Gy es igual a 100 rad, en la tabla 1.1 se muestran algunas dosis para aplicación de la
irradiación de alimentos:
Tabla 1.1 Dosis necesarias en distintas aplicaciones de la irradiación de alimentos
Propósito
Dosis (kGy)*
Productos
Dosis reducida ( hasta 1 kGy)
Inhibir germinación
0.05 - 0,15
Patatas, cebollas, ajos, raiz de jengibre,
etc.
Eliminar insectos y parásitos.
0,15 - 0,50
Cereales y legumbres, frutas frescas y
secas, pescado y carne frescos y secos,
cerdo fresco.
Retrasar procesos fisiológicos
0,50 - 1,0
Frutas y hortalizas frescas
Dosis Media ( 1-10 kGy)
Inhibir germinación
1,0 - 3,0
Pescado fresco, fresas, etc.
Eliminar insectos y parásitos
1,0 - 7,0
Marisco fresco y congelado, aves de
corral y carne cruda o congelada, etc.
Mejorar propiedades tecnológicas del
alimento
2,0 -7,0
Uvas (aumento la producción de zumo)
verduras deshidr
Dosis Elevada (10-50 kGy)
Esterilización industrial (combinada
con calor suave)
30 -50
Carne. Aves, mariscos, alimentos
preparados, dietas hospitalarias
estériles.
Descontaminar ciertos aditivos
alimentarios e ingredientes
10 -50
Especies, preparaciones enzimáticas,
goma natural, etc.
Fuente de Consulta: OMS, 1989
1.5.2 Aplicaciones de irradiación en alimentos
Se utilizan tres tecnologías de irradiación diferentes para los alimentos:
Los rayos gamma utilizan la radiación emitida por una sustancia radiactiva, tales como cobalto-
60 o cesio-137, y puede penetrar los alimentos a una profundidad de aproximadamente 50 cm. Esta
tecnología se ha utilizado de forma rutinaria durante más de 30 años para la esterilización de productos
médicos, dentales y domésticos, y también se utiliza para la radioterapia de algunos tipos de cáncer
(Ehling, 2010). La irradiación gamma ha demostrado resultados efectivos en la disminución de los
residuos pesticidas en los alimentos, limitando la formación de acrilamida en las papas irradiadas.
También ha mostrados sus aplicaciones en modificaciones de almidón y proteínas para usarlas de manera
efectiva en el desarrollo de películas comestibles.

8
Robichaud et al., (2020) evaluaron el efecto de la irradiación ϒ sobre la inactivación microbiana
de patógenos (Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Escherichia coli 0157:
H7 y Salmonella Typhimurium), demostraron que el uso de aditivos alimentarios, principalmente
carbonato de sodio, la combinación de la irradiación γ puede reducir el tiempo de procesamiento de la
irradiación para garantizar la seguridad de los productos de leche en polvo de fórmula infantil.
El efecto de la irradiación gamma también fue evaluado para la producción de alimentos de
destete utilizando arroz integral, frijol, pulpa de manzana en polvo y nuez en polvo que la irradiación es
eficaz en términos de mantenimiento de la calidad. La irradiación no mostró una clara tendencia al
cambio de aminoácidos. Los parámetros funcionales, a saber, la relación de rehidratación, el poder de
hinchamiento y el índice de pardeamiento disminuyeron con el aumento de la dosis de irradiación. Sin
embargo, mejoró la solubilidad, la actividad antioxidante, el contenido total de fenol y β-caroteno y
también disminuyó el recuento total en placa y los factores antinutricionales en mayor medida (0, 2, 4,
6, 8 y 10 kGy) y las condiciones ambientales posteriores de almacenamiento (Jan et al., 2020).
El haz de electrones es una corriente de electrones de alta energía, propulsados de un cañón de
electrones y puede penetrar los alimentos solo a una profundidad de aproximadamente tres centímetros.
Dos rayos opuestos pueden tratar alimentos que tienen el doble de espesor. Los esterilizadores médicos
por haz de electrones se han utilizado durante al menos 15 años.
La irradiación de rayos X es la tecnología más nueva y también se está desarrollado
comercialmente. Al igual que los rayos gamma, los rayos X pueden atravesar alimentos espesos, y
requieren un blindaje pesado por seguridad (Ehling,2010).
La irradiación para evitar contaminación de patógenos ha demostrado ser eficaces para reducir la
contaminación externa y / o interna por ejemplo en Salmonella, una de las bacterias más importantes en
los estudios de irradiación de alimentos. Se han realizado pocos trabajos sobre la eficacia de la radiación
gamma frente a las biopelículas formadas por esta bacteria. El efecto de la radiación gamma mostró que
Salmonella enterica serovar Hadar podría adherirse y formar la biopelícula en superficies industriales
como poliestireno, PVC, vidrio y papel celofán el tratamiento con radiación gamma 1 o 2 kGy. podría
reducir la formación de biopelículas de Salmonella en distintas superficies de contacto con alimentos.
(Yahia et al., 2018).
Por otro lado, la irradiación con UV-C es una estrategia eficaz para reducir la contaminación por
Salmonella en los huevos sin afectar negativamente la calidad. Mattioli et al., (2020) demostraron que
los rayos UV-C podría considerarse una estrategia eficaz para reducir la contaminación por Salmonella
y mejorar la calidad del huevo de gallina, este método no afectó negativamente la calidad de los huevos,
es fácil de usar y 3 el equipo tiene un costo bajo.
La irradiación UV-C reduce la carga microbiana de los frutos y contribuye a incrementar su
contenido de compuestos fenólicos, muestras de snacks de piña fueron sometidas a digestión
gastrointestinal simulada y fermentación colónica in vitro, para evaluar la bioaccesibilidad. Se
identificaron veintiséis compuestos diferentes, incluidos flavonoides, ácidos hidroxicinámicos y
fenólicos en las muestras digeridas (Del Juncal, 2021).
La irradiación por ultrasonido se ha probado como un método eficiente sobre la caracterización
y el efecto inhibidor del polisacárido α-glucosidasa para mejorar su bioactividad en la fruta de mora
(Zuman, 2019).
Benavides et al., (2020) evaluaron el contenido fenólico total y la actividad antioxidante de dos
tipos de papas nativas (Solanum phujera) y confirmó que la extracción asistida por ultrasonido de
compuestos fenólicos dos variedades de papas nativas en muestras de pulpa y piel seca aumento en un
118 a 195% de fenoles totales en comparación con el método de extracción convencional.
La irradiación por microondas se ha considerado una tecnología prometedora para el
procesamiento térmico de flujo continuo de alimentos fluidos debido a una mejor retención de la calidad.
La tecnología de microondas (MW) es un proceso industrial térmico emergente que ofrece un
calentamiento rápido y uniforme, alta eficiencia energética y alta calidad general del producto final.

9
Las técnicas de procesamiento por microondas se han utilizado ampliamente en la industria
alimentaria debido a su reducción significativa en el tiempo de cocción y el consumo de energía. Las
tecnologías de procesamiento por microondas, como el secado, el calentamiento y la esterilización por
microondas, desempeñan un papel importante en el control de la calidad y la seguridad de los alimentos.
Sin embargo, se han publicado pocas revisiones en los últimos años que resuman los últimos avances en
la aplicación de la tecnología de microondas en la industria alimentaria (Arjmandi, 2017; Guo, 2017;
Costa et al., 2020;).
Los microondas se han utilizado para inactivar enzimas como la peroxidasa y polifeniloxidasa la
tecnología de calentamiento sugiere efectos específicos de las microondas en la estructura de la proteína
(Costa et al., 2021). También se han utilizado para evaluar la enzima poligalacturosa en puré de tomate,
el tratamiento a alta potencia y corto tiempo (1900 W / 180 s, 2700 W / 160 s y 3150 W / 150 s) mejoró
la viscosidad y la extracción de licopeno, este tratamiento térmico le proporcionó al puré de tomate una
mejor calidad nutricional, reduciendo los tiempos de proceso en comparación con el proceso de
pasteurización estándar ( Arimandi, 2017).
Los alimentos que han sido irradiados por microondas son: frutas (plátano, manzana, aceituna,
guindas, granada, arándanos, kiwi, fresa y tomate uva). vegetales (papa, brote de bambú, hojas de
verdolaga, cebolla, judías verdes, calabaza, berenjena, maraña de mar, ajo, col rizada, col roja, tomate,
yuca, lentejas, garbanzo, brócoli, coles de Bruselas, coliflor, pimientos jalapeño y follaje de cilantro) y
productos cárnicos (pescado sardina, rodajas de carpa plateada reestructurada, pepino de mar, músculo
semitendinoso de res, músculo supraespinoso bovino, músculo longissimus dorsi de camello, carne de
potro, músculo glúteo medio bovino, filete de pollo, músculos de vacas maduras, salmón, bacalao, y
rodajas de res (Guo, 2017).
1.6 Ventajas de la irradiación en alimentos
Irradiación dentro de las dosis aprobadas (típicamente 1-10 kGy), se ha demostrado que generalmente
destruye microorganismos al menos el 99,9% transmitidos por los alimentos, la irradiación reduce
eficazmente las células viables, la microflora normal y deteriorada de carnes a través de la irradiación no
mejora el crecimiento de patógenos como Escherichia coli 0157: H7 o Salmonella spp, en E. coli por
ejemplo internalizado en la lechuga, contra el cual los tratamientos superficiales son menos efectivos,
también previene la producción de patulina durante el almacenamiento de jugo de manzana, además evita
la producción de micotoxinas en frutas, granos, frijoles y maní durante el almacenamiento. disminuyó al
aumentar la dosis de radiación (Ehling, 2010). La irradiación se ha utilizado con éxito para erradicar
microorganismos, plagas, insectos y también inhibir las actividades enzimáticas. Debido a estas ventajas,
el comercio internacional ha mostrado una tendencia creciente.
Una de las ventajas que tiene la irradiación es el ahorro de energía, se controla fácilmente, no deja
residuos y, por tanto, es respetuosa con el medio ambiente. La radiación ionizante (electrones, rayos
gamma y rayos X) y la radiación no ionizante (rayos UV) se utilizan comúnmente en los alimentos. El
efecto de la irradiación en dosis típicas es comparable al del calor, pasteurización, por lo que los
alimentos irradiados deben refrigerarse adecuadamente y cocinado antes del consumo. Es una de las
tecnologías en los alimentos más regulados dentro de las ventajas que describen varios autores es que un
alimento sometido a este tipo de tratamiento no eleva la temperatura y es conveniente para alimentos
termosensibles. (Rossi et al., 2009; Ehling, 2010).
La irradiación de muchos alimentos de acuerdo con un protocolo validado no cambia
significativamente el sabor, la textura o la apariencia. Algunos alimentos tratados por la irradiación
pueden tener un sabor ligeramente diferente, al igual que la leche pasteurizada sabe ligeramente diferente
de la leche no pasteurizada. El uso de dosis estándar puede tener un impacto positivo, como mantener la
nutrición, sustancias desintoxicantes tóxicas, prevenir el crecimiento de microbios patógenos y aumentar
la vida útil del producto (Ehling, 2010; Indiarto y Qonit, 2020).
Las bajas dosis de radiación (hasta 1 kGy) pueden incrementar la vida útil de muchas frutas y
verduras reduciendo el número de bacterias de deterioro y moho, e inhibiendo la brotación y la
maduración. Irradiar las fresas extiende su vida útil refrigerada hasta tres semanas sin deterioro o
encogimiento, frente a tres a cinco días sin tratamiento. Una vida útil prolongada puede compensar el
costo ligeramente mayor de producción de alimentos irradiados.

10
La irradiación de alimentos asegura la base para la percepción y conciencia pública sobre el
mercado interno de la seguridad alimentaria y proporciona soluciones innovadoras para medidas
sanitarias y fitosanitarias. En la Región de Asia Pacífico, China ha iniciado proyectos sobre
procesamiento por radiación. Se pusieron en práctica varios objetivos, incluida la extensión de la vida
propia, la irradiación sanitaria y fitosanitaria para satisfacer las necesidades alimentarias convencionales
de grandes poblaciones y evitar pérdidas postcosecha. Como tal, la irradiación puede ayudar a garantizar
un suministro de alimentos más seguro y abundante al extender la vida útil de los alimentos mediante el
control de plagas y patógenos (Ehling, 2010; Erhan & Nurcan, 2021).
Exponer los alimentos radiaciones ionizantes como haces de electrones, rayos X o radiación
gamma para inducir la desaparición de bacterias que pueden causar intoxicación alimentaria, controlar
la infestación de insectos, retrasar la maduración de la fruta o evitar que en las verduras brote algún
patógeno, también reduce la alergenicidad de proteína en productos pecuarios como el cangrejo y
camarón o proteínas de la nuez (Ehling, 2010).
El Organismo Internacional de Energía Atómica, en cooperación con la FAO, ha apoyado
proyectos de investigación y demostraciones de irradiación de alimentos en todo el mundo, La Agencia
Internacional de Energía Atómica larga historia de la conservación de alimentos con irradiación en países
en desarrollo, como lo demuestran los proyectos en Asia, por otro lado la Organización Panamericana de
la Salud ha estado promoviendo la irradiación de alimentos en las Américas desde México para Chile
desde hace muchos años y aseguran que el uso de la irradiación de alimentos asegurará una mayor salud
para el hombre en todo el mundo ( Steele, 2000).
Irradiación de especias, hierbas y vegetales secos, condimentos es una alternativa para evitar uso
de productos químicos o fumigantes, como óxido de etileno y bromuro de metilo, que pueden afectar el
medio ambiente, las regulaciones cada vez son más restrictivas o con la prohibición completa del uso de
varios fumigantes químicos para el control de insectos y microbios en la industria alimentaria, la
irradiación se está convirtiendo en una alternativa preferida para proteger los alimentos del daño causado
por insectos y como tratamiento de cuarentena para productos frescos.
Organismos como la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Organización de las Naciones
Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) certifican que la irradiación en alimentos es un
método de conservación seguro, es un punto crítico de control efectivo un sistema de Análisis de Peligros
y Puntos Críticos de Control (HACCP).
1.7 Efectos de la irradiación sobre las propiedades en los alimentos
Históricamente en la conservación de los alimentos será criticado y atacado ciertos procesos como
peligroso, como han sido los casos desde la pasteurización de la leche, los alimentos congelados, el
envasado de alimentos, fueron igualmente atacado como peligroso, también ha sido el caso para la
irradiación en los alimentos (Steele, 2000).
La naturaleza y extensión de estos cambios depende del tipo, composición y variedad del
alimento, así como de la dosis de radiación aplicada y las condiciones ambientales durante y después de
la radiación proceso. La aplicación de radiación ionizante puede alterar las componentes estructurales de
algunas frutas, dándoles una mejor apariencia y realzando su firmeza. Las dosis bajas de radiación pueden
provocar la hidrólisis de algunos componentes, lo que resulta en una vida útil más larga y la conversión
del almidón al azúcar (Lima et al., 2018).
Las frutas irradiadas son a menudo más dulces que los no irradiados (Thomas, 1986) sin embargo
el uso de dosis de irradiación excesivas puede tener efectos adversos en los alimentos, como una
disminución de las propiedades funcionales y sensoriales. Los alimentos tratados por irradiación son
generalmente tan nutritivos como, o mejor que, el mismo alimento tratado por procesos convencionales
y familiares como como cocinar, secar o congelar (Ehling, 2010). La tabla 1.2 presenta algunos rangos
de dosis de irradiación y el efecto en los alimentos.

11
Tabla 1.2 Dosis y efecto en los alimentos
Tipo de Dosis
Dosis
Efecto
Baja
(hasta 1 kGy)
Retrasa los procesos fisiológicos, como maduración y envejecimiento de frutas
frescas y vegetales, y sirve también para controlar insectos y parásitos en los
alimentos.
Media
(hasta 10 kGy)
Reduce los microorganismos patógenos y descomponedores de distintos
alimentos; se utiliza para mejorar propiedades tecnológicas de los alimentos,
como reducir los tiempos de cocción de vegetales deshidratados y para extender
la vida de varios alimentos.
Alta
(superior a 10
kGy)
Esteriliza alimentos deshidratados como las especies y con humedad como la
carne bovina, pollo, mariscos y pescados, y otras preparaciones, en combinación
con un leve calentamiento para inactivar enzimas y para la desinfección de ciertos
alimentos o ingredientes.
Fuente consulta: WHO, 1999; Rossi et al., 2009
La irradiación con microondas generalmente puede retener una mayor cantidad de componentes
bioactivos, la actividad antioxidante y el atractivo color de las verduras, mientras que la cocción
utilizando microondas puede disminuir la cantidad de los nutrientes debido a la lixiviación y la resistencia
térmica. La esterilización por microondas tiene la capacidad de inactivar por completo los
microorganismos y destruir eficazmente la actividad enzimática, y tiene menos efecto sobre la actividad
antioxidante, la textura y el color de los productos alimenticios en comparación con la pasteurización
convencional (Guo, 2017).
En ciertos casos, la irradiación puede mejorar la calidad nutricional. de la comida. Por ejemplo,
se ha demostrado que la irradiación aumenta el total contenido fenólico de la lechuga, y el contenido de
isoflavonas y fenólico total de soja. Ciertas vitaminas (por ejemplo, tiamina, ascórbico ácido, retinol y a-
tocoferol), se puede reducir mediante irradiación, así como por otros métodos de procesamiento de
alimentos o por simple almacenamiento. La irradiación a dosis de hasta 2 kGy tiene un efecto
insignificante sobre el contenido de antocianinas del jugo de granada. Irradiación a dosis de hasta 3 kGy
no causa una pérdida significativa de flavonoides en las fresas y tiene un efecto insignificante efecto
sobre el contenido de ácidos grasos saturados, insaturados y trans de la carne de res o aceite de oliva. La
irradiación en almacenaje de arroz durante 6 meses disminuyo la cantidad de hongos y micotoxinas, así
como no se demostró ningún cambio en las propiedades de cocción y coloración (Ehling, 2010; Ferreira,
2021).
1.8 Legislación de irradiación en alimentos para consumo humano
En 1963 por primera vez se reunió el Comité Mixto FAO / OIEA / OMS expertos en Irradiación de
Alimentos. El Proyecto Internacional en el área de la Irradiación de Alimentos (IFIP) fue fundado por
varios países en 1970, con una sede administrativa el entonces Centro Federal de Investigación de
Conservación de Alimentos, Karlsruhe, Alemania. En 1984 se concluye que cualquier alimento irradiado
hasta 10 kGy es apto para el consumo (Dieter, 2016).
Desde 1981, varias otras agencias internacionales han revisado nuevamente las cuestiones de
seguridad, incluida la Organización Mundial de la Salud y la Autoridad Europea de Seguridad
Alimentaria (OMS, 1994; EFSA, 2011).
La seguridad del consumo y la salubridad de los alimentos irradiados se han estudiado
ampliamente en las cooperaciones internacionales. Numerosos grupos de expertos internacionales
establecidos conjuntamente por la FAO, el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) y la
OMS, o el Comité Científico de Alimentos de la Comisión Europea, concluyeron que los alimentos
irradiados con tecnologías apropiadas son inocuos y nutricionalmente adecuados, también se han
elaborado una Norma General del Codex para Alimentos Irradiados y un Código Internacional
Recomendado de Prácticas para el Procesamiento de Alimentos por Radiación (Farkas, 2011).
Sin embargo, las normas del Codex no especifican los tipos de alimentos que se van a irradiar o
la dosis para fines específicos para cada artículo alimenticio, dejando a los organismos reguladores
nacionales la reglamentación teniendo en cuenta las recomendaciones de las normas del Codex (Swer,
2021).

12
El Comité Internacional de Proteccón contra la Radiación No ionizante en inglés International
Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) resguarda la evidencia epidemiológica
sobre los posibles efectos de salud de la exposición a largo plazo a campos de radiofrecuencias de entre
100 kHz y 300 GHz. Actualmente, aproximadamente 60 países han aprobado la irradiación de uno o más
alimentos., la mayoría de estos países siguen las recomendaciones del Codex para la irradiación de
alimentos.
La aplicación específica de la irradiación de alimentos está aprobada por la legislación nacional
en más de 55 países en todo el mundo. Sin embargo, el uso comercial de la irradiación sigue siendo
limitado. Este lento avance se debe principalmente a factores psicológicos y políticos, la desinformación
generada por diversos grupos activistas, y la reticencia de la industria a implementar el proceso es
desalentada por dichas fuerzas. El futuro de la irradiación de alimentos dependerá de un público
informado y de una mejor comprensión del papel que puede desempeñar el proceso en el control de
patógenos transmitidos por los alimentos (Farkas & Mohácsi-Farkas, 2011).
Los organismos nacionales de seguridad alimentaria también han llevado a cabo amplias
revisiones de la seguridad de la irradiación de alimentos. Son notables muchas revisiones realizadas por
la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. En respuesta a las solicitudes para irradiar
varios alimentos (por ejemplo, FDA, 2008). Food Safety Australia New Zealand ha llevado a cabo varias
revisiones, ya que aplica una política de aprobación de la irradiación de alimentos sobre una base de uso
y alimento específico (por ejemplo, FSANZ, 2012).
Health Canada (HC, 2008) y muchas otras agencias han revisado la seguridad de los alimentos
irradiados a lo largo de la historia. Algunas organizaciones profesionales especializadas como la
Comisión Internacional de Microbiología e Higiene de los Alimentos (ICFMH, 1982), la Asociación
Médica Americana y organizaciones de salud pública (Steel, 2001) y la Asociación Dietética
Estadounidense (Wood & Bruhn, 2000) también han respaldado la irradiación de alimentos (Roberts,
2016).
En México la NOM-033-SSA1-1993 es la norma oficial que contrala y regula el proceso de
irradiación de alimentos, materias primas y aditivos alimentarios, debe ser seguida por las personas o
empresas que trabajen en su procesamiento o importación en todo el país.
1.9 Conclusiones
El interés en la tecnología de irradiación de alimentos ha aumentado debido a un fuerte enfoque en
disminuir las enfermedades transmitidas por alimentos. En este capítulo se mostró que irradiar los
alimentos tiene resultados beneficiosos potenciales en microbiología, propiedades organolépticas, vida
de anaquel, empaques, entre otros ,que permite ofrecer a un comercio internacional exigente con los
estándares de calidad otra opción como tratamiento fitosanitario de los alimentos que cruzan fronteras
internacionales o nacionales.
La irradiación de alimentos ha encontrado varias barreras, por parte del consumidor tiene la
creencia de llegar a tener un daño en su salud aun cuando organismos internaciones, han concluido
que el consumo de cualquier alimento tratado con dosis permitidas de radiación son seguro y agradable
al paladar, además del lento progreso en la comercialización de la tecnología pero por otro lado jamás ha
existido un tratamiento de alimentos tan estudiado con profundidad de antecedentes científicos y
relevancia como la irradiación de alimentos.

13
Referencias
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https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2007.08.012
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17
Capítulo 2 Conservación de alimentos utilizando la tecnología de altas presiones
hidrostáticas
Chapter 2 Food preservation using high hydrostatic pressures technology
SANDOVAL-SALAS, Fabiola†*, MÉNDEZ-CARRETO, Carlos, BARRALES-FERNÁNDEZ,
Christell y ORTEGA-AVILA, Graciela
Tecnológico Nacional de México/ITS de Perote, Laboratorio de Investigación
ID 1er Autor: Fabiola, Sandoval-Salas / ORC ID: 0000-0001-9267-4974, CVU CONACYT ID: 71814
ID 1er Coautor: Carlos, Méndez-Carreto / ORC ID: 0000-0002-2897-4453, CVU CONACYT ID:
227409
ID 2do Coautor: Christell, Barrales-Fernández / ORC ID: 0000-0002-9909-7572, CVU CONACYT ID:
697471
ID 3er Coautor: Graciela, Ortega-Avila / ORC ID: 0000-0002-9395-246X, CVU CONACYT ID:
1019267
DOI: 10.35429/H.2022.1.17.22
F. Sandoval, C. Méndez, C. Barrales y G. Ortega
*investiga.itspe@gmail.com
L. Ortiz, F. Sandoval, G. Morales y C. Arcila (VV. AA.). Tecnologías Emergentes Aplicadas en Alimentos. Handbooks-TI-
©ECORFAN-Mexico, 2022.

18
Abstract
A major challenge in food processing is the preservation of flavors and nutritional properties. Therefore,
it is important to maintain the characteristics of the food when it undergoes a transformation process or
its shelf life is increased. In the food industry, it is common to use methods that guarantee human health
and to maintain organoleptic properties in food. In addition, it also seeks to use methods that do not harm
the environment and consume less energy. Traditional preservation methods have disadvantages such as
high energy consumption, lower efficiency and do not guarantee acceptability against the constant
evolution of microorganisms. On the other hand, new technologies have been developed to cover the
shortcomings of traditional methods, such as electromagnetic, acoustic and biological technologies, and
have the advantage that they can complement each other. In the specific case of high hydrostatic pressures
treatment, it can complemented with other emerging technologies to increase de efficacy of preservation
method and maintain the properties of foods. For that reason, the aim of this book chapter is to describe
the high hydrostatic pressures method and their combination with other emerging technologies applied
to the food industry, as well as its advantages and disadvantages in each case.
Hydrostatic high pressures, Foods preservation, Emerging technologies
Resumen
Un desafío importante en el procesamiento de alimentos es la preservación de los sabores y las
propiedades nutricionales. Por ello, es importante mantener las características del alimento cuando se
somete a un proceso de transformación o se aumenta su vida útil. En la industria alimentaria es habitual
utilizar métodos que garanticen la salud humana y mantengan las propiedades organolépticas de los
alimentos. Además, también se busca utilizar métodos que no dañen el medio ambiente y que consuman
menos energía. Los métodos de conservación tradicionales tienen desventajas como un alto consumo de
energía, una menor eficiencia y no garantizan la aceptabilidad frente a la constante evolución de los
microorganismos. Por otra parte, se han desarrollado nuevas tecnologías para cubrir las carencias de los
métodos tradicionales, como las tecnologías electromagnética, acústica y biológica, y tienen la ventaja
de que pueden complementarse entre sí. En el caso específico del tratamiento con altas presiones
hidrostáticas, se puede complementar con otras tecnologías emergentes para aumentar la eficacia del
método de conservación y además, mantener las propiedades de los alimentos. Por ello, el objetivo de
este capítulo de libro es describir el método de las altas presiones hidrostáticas y su combinación con
otras tecnologías emergentes aplicadas a la industria alimentaria, así como sus ventajas y desventajas en
cada caso.
Altas presiones hidrostáticas, Conservación de alimentos, Tecnologías emergentes
2.1 Introducción
En la industria de los alimentos, uno de los principales retos es la preservación de los mismos, y no sólo
incluye incrementar su vida de anaquel, sino que además se busca mantener las propiedades nutricionales
y organolépticas de los mismos; además, también se busca emplear métodos que no dañen el medio
ambiente y empleen una menor cantidad de energía. Es por ello, que se han desarrollado diversos métodos
que satisfagan las necesidades del consumidor y que además se cumplan con la normativa ecológica.
El presente capítulo se enfoca en describir en qué consiste el método de altas presiones
hidrostáticas y su combinación con otras tecnologías emergentes, aplicadas a la industria de los
alimentos, así como sus ventajas y desventajas en cada caso.
2.2 Altas presiones hidrostáticas como método de conservación
2.2.1 Tecnologías de la conservación de alimentos
Desde tiempos remotos, la tecnología de la conservación de los alimentos ha sido una opción para
preservar la comida durante prolongados períodos de tiempo. Se han empleado diferentes métodos, con
la finalidad de inhibir la acción de los microorganismos, mantener la apariencia de los alimentos y reducir
al mínimo las reacciones químicas de deterioro (Mustafa y Lee, 2017; Gómez-Estaca et al., 2018; Misiou
et al., 2018; Abera, 2019; Komora et al., 2020).

19
Los métodos a utilizar pueden ser independientes o continuos, dependiendo del tipo de alimento
y la presentación del mismo. Algunos de los métodos tradicionales de conservación se han mantenido
hasta la fecha, debido a que suelen emplear una menor cantidad de energía y dejan una menor huella de
carbono; además de permitir la conservación de aspectos como el color, sabor, textura, micronutrientes
y valor nutricional (Mukhophadhay et al., 2017; Abera, 2019; Komora et al., 2020). Más recientemente,
la preservación de los alimentos, se enfoca en conservar los nutrientes, una apariencia natural y fresca en
aquellos alimentos que pasan por un mínimo de procesamiento o que no necesariamente dependen de
temperaturas de congelación, se suelen utilizar altas presiones hidrostáticas en combinación con métodos
de conservación naturales (Mukhophadhay et al., 2017; Jakobi et al., 2018; Abera, 2019; Komora et al.,
2020; Govaris and Pexara, 2021).
De los diferentes métodos de conservación se encuentran el tratamiento a altas presiones
hidrostáticas, el cual hace referencia a utilizar altas temperaturas y presión para eliminar los factores de
deterioro de los alimentos, como lo es la acción de los microorganismos y las enzimas (Mukhophadhay
et al., 2017; Augusto et al, 2018; Lopes et al., 2018; Abera, 2019; Ishikawa et al., 2019). El método de
altas presiones hidrostáticas, es una tecnología para la preservación de alimentos, incrementando la
seguridad y vida de anaquel, ya sea en condiciones de refrigeración, bajas temperaturas e incluso
temperaturas moderadamente elevadas (Argyri et al., 2018; Monteiro et al., 2018; Tamber, 2018; Govaris
and Pexara, 2021). Para que sea efectivo, se tiene que tomar en cuenta factores como los procesos
utilizados, tipo de bacterias (tipo Gram), etapas de crecimiento microbiano, pH, características del
alimento, entre otras (Argyri et al., 2018; Abera, 2019). Los tratamientos a altas presiones tienen ventajas
sobre los tratamientos convencionales debido a que los productos son conservados más asequiblemente,
además de que con un menor tiempo de procesamiento se conserva la calidad del alimento y la flora
microbiana se mantiene bajo control (Gómez-Estaca et al., 2018; Misiou et al., 2018; Abera, 2019;
Khouryieh, 2021). Posterior a ello, los alimentos son congelados o llevados al siguiente nivel (Augusto
et al, 2018). Este procesamiento térmico de alimentos es efectivo para el control de patógenos, aunque
se tienen importantes cambios en las propiedades organolépticas del mismo, es por ello que los avances
tecnológicos están enfocados en encontrar las condiciones óptimas de operación, para mantener la
relación logarítmica entre el tiempo y la temperatura, y se mejore la apariencia y sabor (Mukhophadhay
et al., 2017; Barba et al., 2018).
2.2.2 Tecnologías emergentes de la conservación de los alimentos
Para contrarrestar los efectos del procesamiento térmico, se han implementado tecnologías emergentes,
las cuales incluyen tecnologías físicas (presión no-isostática, presión dinámica, membranas de filtración,
CO2 de fase densa), tecnologías electromagnéticas (pulsos eléctricos, descargas de alto voltaje,
electrolisis química, microondas, pulsos eléctricos de frecuencias de radio, calentamiento óhmico,
infrarrojo, oscilación de campos magnéticos), tecnologías acústicas (ultrasonido, ondas de choque) y
tecnologías biológicas (uso de enzimas) (Mukhophadhay et al., 2017; Barba et al., 2018). Las
características de estas tecnologías se observan en la tabla 2.1
En las tecnologías físicas, las condiciones de operación de presión y temperatura definen las
características finales de los alimentos, usar altas presiones isostáticas y no-isostáticas, dónde sólo se
utiliza un solo rango de temperatura y presión, garantiza la inactivación microbiana, sin embargo, al
realizarse dentro del empaque final del alimento, puede ocasionar problemas de compresión y
conservación de líquidos en el mismo empaque. Por otra parte, en condiciones dinámicas, elimina los
inconvenientes de las presiones isostáticas, sin embargo, cambiar entre rangos de temperatura puede
interferir en las propiedades organolépticas de los alimentos (Barba et al., 2018).
Por otra parte, las tecnologías electromagnéticas, garantizan la eliminación de patógenos al actuar
directamente a nivel celular, desestabilizando la membrana celular y con ello eliminar el agente patógeno,
sin embargo, en algunos casos ese efecto no es tan efectivo (Barba et al., 2018). En cuanto a las
tecnologías acústicas, su utilización requiere de una alta inversión, por ello es de las menos utilizadas;
sin embargo, con los avances tecnológicos, algunos componentes reducen sus costos, haciéndola más
exequible para su utilización (Mondanese et al., 2018). Las tecnologías biológicas suelen emplear
tratamiento de altas presione en combinación con compuestos como películas plásticas (de origen
biológico), enzimas, entre otros (Gómez-Estaca et al., 2018; Jakobi et al., 2018). En este caso el
tratamiento de altas presiones tiene como resultado la hidrólisis parcial del almidón contenido en los
alimentos, lo que altera su composición (Jakobi et al., 2018).

20
Tabla 2.1 Comparación de las tecnologías emergentes combinadas con el tratamiento de altas
presiones hidrostáticas
Tecnología de
procesamiento
Ventajas
Desventajas
Ejemplos de
aplicación
Referencia
Tecnologías Físicas
Altas presiones
hidrostáticas
Reduce la pérdida de líquidos,
reduce la hidrólisis de los lípidos y
mantienen las características del
alimento. Efectivo para la
reducción de Salmonella y otros
microorganismos patógenos y virus
La coloración pude verse
alterada, cambios en la textura.
Pescados, pollo,
vegetales,
cereales, jugos de
frutas, ostras,
carne, frutas
Argyri et al.,
2018; Schmit et
al., 2018;
Cartagena et al.,
2020
Presión isostática
Los alimentos son procesados en el
mismo empaque. Conservan su
tamaño y forma
El espacio que queda entre el
producto y el empaque afecta la
compresibilidad.
Jugos,
Barba et al., 2018;
Tavares et al.,
2021
Presión dinámica
En alimentos líquidos se obtienen
mejores resultados al incrementar
la temperatura y la presión.
El incremento de los rangos de
temperatura provoca la
emulsificación.
Leche,
Barba et al., 2018
Pasteurización
Se reduce la aparición de patógenos
durante el tiempo de
almacenamiento. El tiempo de
procesamiento se ve reducido
La utilización de altas presiones
es menos efectivo que la
ultrapasteurización para el
control de L. monocytogenes
Lácteos
Lopes et al., 2018;
Auonwu et al,
2019; Komora et
al., 2020
Tecnologías Electromagnéticas
Pulsos eléctricos
Los pulsos eléctricos afectan
directamente en la membrana
celular.
Se tiene retención de los sabores,
nutrientes, y sabor fresco.
La composición de los alimentos
puede interferir con el efecto de
los pulsos.
El efecto sobre la membrana es
reversible.
Frutas
Barba et al., 2018;
Radojcin et al.,
2021
Radiación no
ionizante
Destruye patógenos y
microorganismos toxigénicos, alto
poder de penetración
Ligeros cambios en la
coloración y calidad en algunos
alimentos
Cereales
Schimit et al.,
2018
Microondas
Utiliza un menor tiempo y
temperatura durante el
procesamiento.
Presenta una mejor difusión
térmica en comparación con el
calentamiento convencional.
La composición de los alimentos
puede interferir con el efecto de
las ondas. Una mala exposición
provoca la no-inactivación de
los microorganismos
Cereales, frutas
Schmit et al., 2018
Pulsos eléctricos de
frecuencias de
radio
Presenta una mayor eficacia en
alimentos líquidos debido al efecto
de los campos eléctricos.
El costo tecnológico es menor.
Aún no se ha profundizado en su
estudio y su posible generación
de factores adversos
Jugo de frutas
Pallarés et al.,
2021
Calentamiento
óhmico
El efecto de los campos magnéticos
promueve la inactivación de los
microorganismos.
La efectividad depende de la
relación del pulso
electromagnético y la
temperatura.
Frutas, verduras,
jugos, carnes,
mariscos, sopas,
cremas y pasta
Barba et al., 2018;
Auonwu et al.,
2019
Infrarrojo
Tiene un menor consumo de
energía.
Distribuye de manera uniforme y
homogénea la temperatura,
mantiene al mínimo los cambios en
los alimentos
Depende del volumen del
alimento para el nivel de
penetración
Pescados,
mariscos
Ozkan et al., 2019
Oscilación de
campos
magnéticos
Tecnología de bajo costo y fácil
operación, no es necesaria altas
temperaturas, se puede combinar
con otras tecnologías, mitiga el
crecimiento de microorganismos
Afecta la calidad de los
alimentos, su acción se ve
limitada por el tipo de alimento
Lácteos,
vegetales
Guo et al., 2021
Tecnologías Acústicas
Ultrasonido
Redujo la presencia de Listeria
innocua, puede combinarse con
otras tecnologías
La textura del alimento se ve
afectada
Lácteos
Pyatkovskyy et
al., 2018; Ozkan
et al., 2019
Luz UV
Reduce la carga microbiana, bajo
costo, inactiva los patógenos, virus,
protozoos, hongos y algas
Incrementa la oxidación de los
lípidos, formación de cadaverina
Pescados,
cereales, lácteos
Monteiro et al.,
2018; Schmit et
al., 2018
Tecnologías Biológicas
Enzima endolisina
Se reduce la oxidación de los
lípidos
Conserva la textura
Hidrólisis del almidón
Pescados, papas
Misiou et al.,
2018; Jakobi et
al., 2018
Películas
biológicas
Reduce la carga microbiana,
incrementa la vida en anaquel.
Protege las propiedades sensoriales
y nutricionales
Se observa un poco de oxidación
en lípidos.
Pescados, frutas
Gómez-Estaca et
al., 2018; Tavares
et al., 2021
Fuente de Consulta: Elaboración Propia

21
2.3 Conclusiones
La alimentación es una necesidad básica del ser humano, por ello es importante que cuando se someta a
un proceso de transformación y/o incrementar su periodo de vida útil se conserven sus propiedades y
características lo más cercano posible a su estado natural. En años recientes, el tratamiento a altas
presiones hidrostáticas ha demostrado ser una herramienta que conserva las propiedades nutricionales y
organolépticas de diferentes alimentos, a la vez que elimina factores como el deterioro de los alimentos,
la acción de patógenos, principalmente. Sin embargo, se ha estudiado que complementarla con otras
tecnologías, en su mayoría con enfoque ecológico, favorece la preservación de los alimentos, retiene los
sabores y nutrientes, además de optimizar los recursos para su aplicación, siendo factible su aplicación
en una amplia variedad de alimentos frescos y procesados.
2.4. Referencias
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23
Capítulo 3 Envases activos
Chapter 3 Active packaging
MORALES-OLÁN, Gema1* & MORENO-ZARATE, Pedro2
1Instituto Politécnico Nacional. Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada
2Tecnológico Nacional de México Campus Comalcalco, Tabasco
ID 1er Autor: Gema, Morales-Olán / ORC ID: 0000-0002-9839-6896, CVU CONACYT ID: 236173
ID 1er Coautor: Pedro, Moreno-Zarate / ORC ID: 0000-0001-7205-396X, CVU CONACYT ID:
160159
DOI: 10.35429/H.2022.1.23.35
G. Morales & P. Moreno
*morales.gema13@gmail.com
L. Ortiz, F. Sandoval, G. Morales y C. Arcila (VV. AA.). Tecnologías Emergentes Aplicadas en Alimentos. Handbooks-TI-
©ECORFAN-Mexico, 2022.

24
Abstract
Active packaging is a new generation of packaging that, unlike traditional packaging, allows the
preservation of food, not only contains it. Active packaging interacts with the food and the environment
and, through different mechanisms, prevents its deterioration. These packages contain substances such
as oxides, acids, alcohols, peptides, polyphenols, polysaccharides and fatty acids that can absorb or emit
gases, regulate humidity, maintain temperature and act as antioxidants and antimicrobials. Within this
group of container, smart packaging and edible coatings can be included. The smart packaging contains
sensors that provide information on the presence or absence of a substance and others reflect the
temperature, freshness and maturation of the food. The coatings, for their part, act as a barrier to gases
and can integrate antioxidant and antimicrobial substances that prevent food deterioration. The purpose
of this chapter is to provide a general description of active packaging, briefly explaining the different
systems under which they work, the substances and the principles on which they are based, their
applications, advantages and disadvantages.
Active packaging, Food packaging, Smart packaging, Food preservation, Edible films
Resumen
Los envases activos son una nueva generación de envases que, a diferencia de los tradicionales, no solo
contienen a los alimentos si no que permiten la conservación de estos. Los envases activos interactúan
con los alimentos y el medio ambiente y a través de diferentes mecanismos, evitan su deterioro. Estos
empaques contienen sustancias como óxidos, ácidos, alcoholes, péptidos, polifenoles, polisacáridos y
ácidos grasos que pueden absorber o emitir gases, regular la humedad, mantener la temperatura y actuar
como antioxidantes y antimicrobianos. Dentro de este grupo de envases se pueden incluir los envases
inteligentes y los recubrimientos comestibles. Los envases inteligentes contienen sensores que brindan
información sobre la presencia o ausencia de una sustancia y otros reflejan la temperatura, frescura y
maduración del alimento. Los recubrimientos por su parte actúan como una barrera a los gases y pueden
integrar sustancias antioxidantes y antimicrobianas que evitan el deterioro de los alimentos. El objetivo
de este capítulo es ofrecer una descripción general de los envases activos, explicando brevemente los
diferentes sistemas bajo los que funcionan, las sustancias y los principios en los que se basan, sus
aplicaciones, ventajas y desventajas.
Envases activos, Empaques inteligentes, Biopelículas comestibles, Conservación de alimentos
3.1 Introducción
Mantener la calidad de los alimentos, conservarlos y asegurar su disponibilidad, ha sido un reto
importante para el hombre. La necesidad de conservar los alimentos surgió a partir de la agricultura y a
consecuencia del incremento en la producción de los mismos. Las primeras técnicas de conservación
fueron el ahumado, la cocción, el secado, la salazón, conservas en aceite, en azúcar y la fermentación, al
aumentar la población se desarrollaron nuevas formas, como la refrigeración, la congelación y el
envasado.
En las últimas décadas, se ha generado un gran desarrollo tecnológico en el área de los empaques.
Los envases pasaron de ser solo contenedores, a ser envases activos e inteligentes. Un envase activo se
define como un sistema integrado por el alimento, el envase y el entorno que interactuan de manera
conjunta para mejorar la sanidad y la calidad del alimento, aumentando su vida útil (Catalá et al., 2009).
Para lograr su objetivo, el empaque interacciona con el alimento y el medio ambiente que lo rodea y
mediante diversos mecanismos, lo conserva. Los envases activos contienen sustancias (óxidos, ácidos,
alcoholes, péptidos, polifenoles, polisacáridos, ácidos grasos, etc.) que pueden absorber o emitir gases,
regular la humedad, mantienen la temperatura y actúan como antioxidantes y antimicrobianos,
permitiendo la conservación del alimento.
Dentro de las innovaciones reportadas en el área de los empaques también se encuentran los
llamados “envases inteligentes”. Estos incluyen indicadores o sensores que proporcionan información
sobre la presencia o ausencia de una sustancia y otros reflejan la temperatura, la frescura y maduración
del alimento.

25
Otros tipos de envases desarrollados actualmente, son las películas y recubrimientos comestibles
elaborados a partir de polímeros de origen natural. Estos actúan como una barrera a gases e inhiben el
crecimiento de microorganismos, evitando el deterioro del alimento. Con la incorporación de estas
películas en el mercado, se ha logrado una disminución en el uso de polímeros sintéticos, los cuales
causan graves problemas de contaminación ambiental.
Los empaques activos e inteligentes permiten aumentar la vida util de los alimentos, mantienen
su calidad nutricional, disminuyen su desperdicio, reducen enfermedades transmitidas por los alimentos,
muestran fugas presentes en los envases, garantizando así la seguridad alimentaria y en algunos casos
apoyan en la disminución de la contaminación ambiental, razón por la cual la industria del empaque tiene
gran interés en su desarrollo.
El propósito de este capítulo es proporcionar una descripción general de los envases activos,
explicar brevemente los diferentes sistemas bajo los cuales funcionan, las sustancias que utilizan, los
principios en los que se basan, sus aplicaciones, ventajas y desventajas.
3.2 Sistemas de los envases activos
Los empaques activos han sido definidos por la Comisión Europea como un tipo de envase que modifica
las condiciones dentro del mismo, para extender la vida de anaquel del producto, mejora sus propiedades
sensoriales y mantiene su calidad (Vermeiren et al., 1999, Singh et al., 2011). El fundamento de los
envases activos para conservar los alimentos se basa en regular los siguientes procesos que se llevan a
cabo en los alimentos (Janicki, 2013):
 Fisiológicos, por ejemplo, respiración de frutas y verduras frescas;
 Químicos, por ejemplo, oxidación de grasas;
 Físicos, en el caso del envejecimiento del pan;
 Microbiológicos, debido al impacto de los microorganismos;
 Infecciones causadas por insectos.
Tomando en cuenta estos procesos, los empaques activos actúan bajo dos sistemas (Wyrwa y
Barska, 2017):
 Sistemas de absorción: Su función es remover gases o sustancias indeseables como O2, CO2,
humedad, etileno y contaminantes.
 Sistemas de emisión: Esta tecnología libera en el empaque compuestos deseables como
antimicrobianos, antioxidantes, enzimas y saborizantes, que evitan o retardan algunas reacciones
y mejoran las características sensoriales del alimento.
A continuación se detalla cada uno de los principales sistemas de los envases activos.
3.2.1 Reguladores de oxígeno
Los altos niveles de oxígeno (O2) en los alimentos pueden facilitar el crecimiento de microorganismos,
el desarrollo de sabores y olores desagradables, el cambio de color y las pérdidas nutricionales que
provocan reducciones significativas en la vida útil de los alimentos (Li et al., 2013; Hutter et al., 2016;
Dey y Neogi, 2019). Los reguladores de oxígeno también llamados como absorbentes de oxígeno buscan
disminuir la concentración de este gas, evitando así reacciones químicas como la rancidez oxidativa, la
oxidación de pigmentos, el oscurecimiento enzimático y el crecimiento microbiano que ocasionan los
cambios físicos descritos anteriormente (Day, 2008).
Los absorbentes de O2 se componen de sustancias fácilmente oxidables que generalmente se
colocan en los empaques de los alimentos en sobres. El material con el que están hechos los sobres es
altamente permeable al oxígeno y en algunos casos al vapor de agua para asegurar su efectividad
(Ozdemir y Floros, 2004). En la Tabla 3.1 se presentan las principales sustancias utilizadas como
absorbentes de O2, su clasificación y modo de acción.

26
Tabla 3.1 Absorbentes de O2, clasificación y modo de acción
Modo de acción
Clasificación
Absorbentes de O2
Químico
Metálicos
Fierro, cobalto, paladio, platino, sulfato de
cobre, carbonato ferroso, nanotubos de
óxido de titanio.
Ácidos orgánicos
Ácido ascórbico y gálico.
Colorantes fotosensibles
Eosina, curcumina.
Ácidos grasos
Ácido oleico, linoleico y linolénico.
Enzimático
Oxidasas
Glucosa oxidasa y alcohol oxidasa
Biológico
Bacterias, esporas, levaduras
Bacillus amyloliquefaciens, Kocuria
varians y Pichia subpelliculosa.
Fuente de Consulta: Ozdemir y Floros (2004), Day (2008), Yildirim et al., (2018) y Vilela et al., (2018)
Los regulares químicos metálicos de O2 se basan en el fenómeno de oxidación de las moléculas
y los más utilizados son los sobres de fierro. El mecanismo de acción del fierro se representa en la
siguiente reacción (Vermeiren et al., 1999):
     (1)

     (2)
   󰇛󰇜 (3)
󰇛󰇜

  󰇛󰇜 (4)
Estas sustancias químicas generalmente reaccionan con el agua que se encuentra en los alimentos
para producir un agente reductor muy reactivo, que elimina el oxígeno dentro del paquete de los
alimentos y lo convierte irreversiblemente en un óxido estable (Day, 2008). Recientemente se ha
reportado que partículas de fierro en tamaño micrométrico y nanométro muestran una mejor capacidad
de eliminación del oxígeno en los empaques (Foltynowicz et al., 2017).
El ácido ascórbico se utiliza como un agente reductor, el cual puede interactuar con un metal de
transición como el cobre, para eliminar el oxígeno. El ácido ascórbico se descompone en ácido
deshidroascórbico y el elemento sulfito agrega una molécula de oxígeno para crear un sulfato (Waite,
2003). Por otro lado, el uso de colorantes fotosensibles consiste en impregnarlos sobre una película
polimérica, cuando la película es irradiada con luz ultravioleta (UV), el tinte activa el O2 a su estado
singulete, haciendo que la reacción de eliminación de oxígeno sea mucho más rápida (López-Rubio et
al., 2004).
En los sistemas enzimáticos, la enzima reacciona con un sustrato para captar el oxígeno. Estos
sistemas son más costosos que los sistemas basados en fierro, debido al costo de las enzimas. Además,
son muy sensibles a la temperatura, el pH, la actividad del agua y el disolvente/sustrato presente en el
sobre donde se adicionan, lo que limita su uso (Ozdemir y Floros, 2004). Los absorbedores de O2 basados
en microorganismos, consisten en inmovilizar al organismo en una cera sólida, parafina o tela. La cera
se coloca en el alimento donde al estar en contacto con algunos medios como el agua y el ácido ascórbico
se activan los microorganismos, consumiendo oxígeno para su respiración (Dey y Neogi, 2019). Los
reguladores de O2 se utilizan principalmente en productos como pan, pasteles, pizza, pasta, queso,
embutidos, pescados, café, cerveza, salsas y bebidas (Haghighi-Manesh y Azizi, 2017).
3.2.2 Reguladores de etileno
El etileno (C2H4) es una molécula volátil que actúa como una fitohormona y tiene diferentes efectos
fisiológicos en frutas y verduras frescas. Por ejemplo, acelera la respiración, lo que lleva a la madurez,
senescencia y ablandamiento de muchos tipos de frutas (Gaikwad, Singh y Negi, 2019). Además, la
acumulación de etileno puede causar el color amarillo de las verduras y puede ser responsable de una
serie de afectaciones en la postcosecha (lvarez-Hernández et al., 2018).

27
Por tal motivo, el control de los niveles de etileno en la atmósfera que rodea a los productos
alimenticios frescos durante el traslado, el almacenamiento y su manipulación es de gran importancia
para mejorar su calidad y prolongar la vida útil.
Los absorbentes de etileno más utilizados se basan en el uso de permanganato de potasio
(KMnO4), el cual se coloca en matrices inertes como el gel de sílice o alúmina. El KMnO4 tiene la
capacidad de oxidar el etileno a acetato y etanol, produciendo un cambio de color, de púrpura a marrón
(Vilela et al., 2018). Los productos a base de KMnO4 no se pueden integrar en materiales en contacto
con alimentos, sino que solo se suministran en forma de bolsitas debido a que el KMnO4 se considera
tóxico (Zagory,1995).
Otras sustancias utilizadas para la eliminación de etileno son los óxidos metálicos (sílice y
alúmina activada), las nanopartículas y el carbón activado (Yildirim et al., 2018; Álvarez-Hernández et
al., 2018). Se ha demostrado que los reguladores de etileno son eficaces en el almacenamiento de frutas
envasadas como kiwis, bananas, aguacates, manzanas, mangos, tomates, cebollas, zanahorias, entre otros
frutos (Sacharow, 1998).
3.2.3 Reguladores y emisores de dióxido de carbono (CO2)
El CO2 se forma en algunos alimentos debido al deterioro y a las reacciones respiratorias. Este gas debe
extraerse para evitar la alteración de los alimentos y la destrucción del envase (Floros et al., 1997). Sin
embargo, los altos niveles de CO2 también suelen desempeñar un papel beneficioso en el retraso del
crecimiento microbiano en las superficies de carnes y aves y en el retraso de la frecuencia respiratoria de
frutas y verduras (Ozdemir y Floros, 2004). Por tal motivo, según las caracteristicas del alimento algunos
envases deben tener absorbedores y otros emisores de CO2.
Los sistemas reguladores de CO2 se pueden aplicar en almohadillas, sobres o en etiquetas
(Yildirim et al., 2018). Los absorbentes de CO2 consisten en hidróxidos como: Ca(OH)2, NaOH, KOH,
así como el CaO, el carbón activado y gel de sílice (Ozdemir y Floros, 2004; Day, 2008). La principal
aplicación de los sobres absorbentes de CO2 es en café recién tostado o molido.
Como emisores de CO2 se han reportado en la literatura sustancias como el carbonato ferroso
(FeCO3), el bicarbonato de sodio (NaHCO) y el ácido ascórbico (Yildirim et al., 2018). En innovaciones
actuales se propone el uso de un sistema dual que permita la absorción del O2 y la emisión de CO2 para
aumentar la vida de anaquel de alimentos altamente perecederos. Estos sobres y etiquetas de doble acción
suelen contener hierro en polvo para eliminar el O2 y el Ca(OH)2, que elimina el CO2 cuando se convierte
en carbonato de calcio (CaCO3) en condiciones de humedad (Ozdemir y Floros, 2004) o bien pueden
contener una mezcla de ácido ascórbico y bicarbonato de sodio (Coma, 2008). Los emisores duales de
CO2 y los absorbedores de O2 se pueden utilizar en productos de panadería, nueces y papas fritas (Day y
Potter, 2011).
3.2.4 Reguladores de la humedad
La humedad se considera una de las principales causas de deterioro de los alimentos. Absorber la
humedad mediante el uso de varios absorbentes o desecantes es muy eficaz para mantener la calidad de
los alimentos y prolongar la vida útil, al inhibir el crecimiento microbiano y las alteraciones de la textura
y el sabor, relacionada con la humedad (Day, 2008).
Los reguladores de humedad se colocan en los alimentos en forma de sobres o bolsas,
almohadillas y hojas. Los sistemas de absorción de humedad en forma de bolsitas se utilizan
generalmente para crear ambientes con bajos niveles de humedad en paquetes de alimentos secos, como
papas fritas, nueces, especias, galletas dulces y saladas, leche en polvo y café instantáneo (Ozdemir y
Floros, 2004).
Los desecantes que se están utilizando con éxito son el gel sílice, tamices moleculares (silicatos
de sodio, potasio o calcio), oxido de calcio (CaO), arcillas naturales, CaCl2, carbón activado y almidones
(Vermeiren et al., 1999; Ozdemir y Floros, 2004). El gel de sílice es el desecante más utilizado porque
no es tóxico ni corrosivo.

28
Los tamices moleculares son excelentes absorbentes con una mayor capacidad, en comparación
con el gel de sílice y las arcillas, además son capaces de absorber olores. La arcilla es un mineral natural
que no se hincha y no se deteriora después de absorber la humedad. Finalmente, se ha reportado que el
carbón activado puede eliminar tanto la humedad, como el olor de un paquete (Day y Potter, 2011).
Además de las bolsitas absorbentes de humedad, se fabrican almohadillas y mantas para el control
del agua libre en alimentos como carnes, aves y pescados, así como en frutas y verduras. Las almohadillas
se componen de dos capas de una película plástica de polietileno o polipropileno y entre ellas se coloca
un polímero súper absorbente (sales de poliacrilato, carboximetilcelulosa y copolímeros de almidón).
Estos polímeros tienen una afinidad muy fuerte por el agua y pueden absorber hasta 500 veces su propio
peso (Reynolds, 2007).
Para seleccionar un absorbente de humedad deben considerarse los siguientes factores (Day y
Potter, 2011):
 El tamaño y el peso del producto.
 La vida útil deseada del producto.
 Las diferentes temperaturas y humedades a las que estará expuesto el producto.
 Las tasas de transmisión de vapor de agua del material de embalaje.
 La actividad de agua inicial (Awi) del producto.
 La sensibilidad del producto a la humedad.
3.2.5 Emisores de agentes antioxidantes
La oxidación de las grasas es una alteración importante que conduce al deterioro de los alimentos.
Produce una reducción de la vida útil debido a que genera cambios en el sabor y olor, también afectan la
textura y funcionalidad de los alimentos, ocasionando una reducción de la calidad nutricional (Kuai et
al., 2021). La oxidación de los alimentos se puede evitar mediante el uso de captadores de oxígeno y
agentes antioxidantes en el envase.
Los antioxidantes sintéticos, como el hidroxitolueno butilado (BHT) y el hidroxianisol butilado
(BHA) se han utilizado ampliamente en el envasado de alimentos para prevenir la oxidación de lípidos.
Sin embargo, se sospecha que son potencialmente dañinos para la salud humana (Nieva-Echevarría et
al., 2015), razón por la cual, en la actualidad existe un interés creciente en la inclusión de antioxidantes
naturales.
Los antioxidantes naturales que se han incorporado en empaques son compuestos naturales:
tocoferol, ácido cafeico, carvacrol, quercetina, catequina, timol, ácido ferúlico, ácido carnósico y
ascórbico, extractos de plantas y frutas (té verde, romero, semilla de uva, té verde, orégano, menta y
cáscara de granada) y aceites esenciales de hierbas y especias (canela, hierba de limón, clavo, tomillo,
jengibre, orégano, pimiento y bergamota) (Vilela et al., 2018).
Los compuestos antioxidantes pueden clasificarse de acuerdo con el mecanismo de acción en:
antioxidantes primarios, es decir, eliminadores de radicales libres, y en antioxidantes secundarios que
incluyen quelantes de metales, absorbentes de UV, inhibidores de oxígeno y captadores de oxígeno
(Islam et al., 2017). La mayoría de los sistemas antioxidantes se fabrican en forma de bolsitas,
almohadillas o etiquetas, o bien incorporados en los materiales de envasado monocapa, multicapa, en
películas y en recubrimientos (Sanches-Silva et al., 2014).
3.2.6 Emisores de agentes antimicrobianos
Los componentes activos más estudiados son los emisores de compuestos antimicrobianos. El
crecimiento de microorganismos que causan deterioro del alimento o que son patógenos, son la principal
causa de la pérdida de alimentos (Ahmed y Ikram, 2016). Algunos ejemplos de estos microorganismos
son la Salmonella spp., Listeria monocytogenes, Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Escherichia
coli O157: H7 (microorganismos patógenos); Pseudomonas, Klebsiella, Lactobacillus spp. (bacterias de
microorganismos de deterioro); Rhizopus, Aspergillus (mohos); y Torulopsis, Cándida (levaduras)
(Ahmed y Ikram, 2016; Otoni et al., 2016).

29
Los agentes antimicrobianos pueden añadirse a los envases en diferentes formas, como por
ejemplo (Wyrwa y Barska, 2017):
 Sobres o tapetes con compuestos antimicrobianos volátiles.
 Sustancias activas incrustadas en la estructura del polímero.
 Sustancias activas aplicadas a la superficie del polímero.
 Sustancias activas inmovilizadas en el polímero utilizando enlaces iónicos y covalentes.
 Películas de embalaje que tienen propiedades antimicrobianas (por ejemplo, películas basadas en
quitosano).
 Recubrimientos comestibles.
Algunos sistemas de envasado activos antimicrobianos disponibles comercialmente se basan
principalmente en plata, zeolita de plata, glucosa oxidasa, triclosán, dióxido de cloro, etanol, natamicina,
dióxido de azufre e isotiocianato de alilo y se han utilizado como compuestos activos para carnes
envasadas, pan, queso, frutas, verduras y productos de pescado seco (Otoni et al., 2016; Haghighi-
Manesh y Azizi, 2017; Yildirim et al., 2018). Las almohadillas absorbentes se utilizan especialmente en
productos cárnicos, ya que pueden eliminar el líquido exudado y, a su vez, retrasar el crecimiento
microbiano (Otoni et al., 2016).
Otros agentes antimicrobianos que han sido ampliamente descritos en la literatura son óxidos
metálicos (TiO2, ZnO y MgO), aceites esenciales de especies vegetales (tomillo, orégano, pimiento,
clavo, toronjil y hojas de ciprés), extractos de plantas (semilla de uva, té verde, granada, acerola, corteza
de pino, gayuba, corteza de canela, romero, ajo, orégano, jengibre y salvia), polisacáridos (quitosano),
componentes bioactivos puros (timol y carvacrol), péptidos (nisina y lactoferrina), enzimas (peroxidasa
y lisozima), agentes sintéticos (sales de amonio cuaternario y ácido etilendiaminotetraacético (EDTA))
y ácidos (benzoico, propiónico y sórbico) (Aziz y Karboune, 2018).
Los nanomateriales antimicrobianos representan un componente cada vez más importante de
algunos envases activos para aplicaciones alimentarias. La alta proporción de superficie y la reactividad
mejorada de los agentes antimicrobianos de tamaño nanométrico provocan la inactivación de
microorganismos de manera más efectiva que sus contrapartes de escala micro o macro (Radusin et al.,
2016). Se ha reportado que las nanopartículas pueden ocultar sabores, evitar la descomposición química
de los componentes funciones e incluso pueden aumentar la solubilidad de los compuestos bioactivos
(de Souza et al., 2022). A pesar de la gran cantidad de estudios reportados en la literatura en esta área,
hay pocos estudios que incorporan sistemas alimentarios reales. Las nanopartículas antimicrobianas
comúnmente utilizadas son los iones de elementos metálicos (plata, cobre, oro, platino), óxidos metálicos
(óxido de zinc, dióxido de titanio, óxido de magnesio) y nanoarcillas (Yildirim et al., 2018).
3.2.7 Emisores y absorbentes de sabores y olores
Los conceptos de envasado activo incluyen la eliminación de aromas y sabores desagradables. Las
aplicaciones para eliminar olores indeseables incluyen la eliminación de aminas, producidas debido a la
oxidación de alimentos que contienen proteínas como el pescado, la eliminación de aldehídos por
oxidación de ácidos grasos en galletas, alimentos fritos y cereales, así como la eliminación de
componentes de sabor amargo como limoneno en jugos de frutas (Vermeiren et al. 1999). Las sustancias
que se han aplicado para eliminar estos olores y sabores son: ácido cítrico, sal ferrosa, carbón activado,
el triacetato de celulosa, papel acetilado, arcillas y zeolitas (Day, 2008).
Un ejemplo aplicado para la eliminación de sabores en jugos es el siguiente: en algunas variedades
de naranja se generan sabores amargos debido a la limonina que se libera en el jugo después del prensado
de la fruta y su posterior pasteurización. Para solucionar este problema se han diseñado empaques que
incluyen absorbentes de la limonina como el triacetato de celulosa y el papel acetilado, para el envasado
de jugo de naranja (Rooney, 1995), evitando así los sabores desagradables.
Por otro lado, compuestos aromáticos agradables se aplican para enmascarar olores
desagradables, sin embargo, actualmente la mayoría de los productos que emiten aromas se aplican en
productos plásticos para aplicaciones no alimentarias, ya que en muchas regulaciones alimentarias
enmascarar olores debido a la degradación de los alimentos esta prohibido.

30
3.2.8 Empaques inteligentes: indicadores de temperatura, frescura y maduración
Los dispositivos capaces de identificar, cuantificar y/o informar cambios en la atmósfera dentro del
paquete, las temperaturas durante el transporte y el almacenamiento y, la calidad microbiológica de los
alimentos son la base de los empaques inteligentes (Azeredo y Correa, 2021). Los indicadores deben
activarse fácilmente y mostrar un cambio que sea mensurable e irreversible, los cambios dependientes
del tiempo y la temperatura deben ser reproducibles y fácilmente correlacionados con la calidad de los
alimentos (Yam et al., 2005). La función inteligente se puede obtener mediante indicadores, sensores y
dispositivos que sean capaces de brindar información sobre el sistema de envasado (Realini y Marcos,
2014; Azeredo y Correa, 2021).
Los indicadores de tiempo-temperatura son de dos tipos: indicadores visuales y etiquetas de
identificación por radiofrecuencia (RFID). Los indicadores visuales cambian de color en respuesta a la
exposición acumulada a la temperatura. Estos cambios de color se deben a reacciones enzimáticas,
polimerización o difusión química. Los indicadores se utilizan para monitorear la exposición a
temperaturas inadecuadas durante el transporte y almacenamiento y son también un indicador de calidad
para el productor, porque aseguran que el producto llegue al consumidor en óptimas condiciones (Welt
et al., 2003).
La etiqueta RFID es una forma avanzada de soporte de datos para la identificación y trazabilidad
automática del producto. En un sistema RFID, un lector emite ondas de radio para capturar datos de una
etiqueta RFID, y los datos luego se pasan a una computadora para su análisis y toma de decisiones. La
etiqueta RFID contiene un minúsculo microchip conectado a una pequeña antena (Prasad y Kochhar,
2014). Los indicadores de tiempo-temperatura para alimentos congelados, refrigerados, envasados en
atmósfera modificada y procesados térmicamente están disponibles comercialmente.
Por otro lado, los indicadores de frescura y/o maduración proporcionan una medida del deterioro
o pérdida de la frescura de los productos envasados. Se describen como indicadores de diferentes
mecanismos de metabolitos volátiles, como el diacetilo, las aminas, el dióxido de carbono, el amoníaco
y sulfuro de hidrógeno producidos durante el envejecimiento de los alimentos (Smolander et al., 2002;
Nopwinyuwong et al., 2010). Para productos cárnicos, frutas y verduras los cambios en la concentración
de sulfuro de hidrógeno o ácidos orgánicos como n-butirato, L-láctico, D-lactato y ácido acético durante
el almacenamiento, se utilizan como indicadores (Wanihsuksombat et al., 2010). También los productos
formados durante el crecimiento microbiano (dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno) y las aminas
biogénicas (putrescina, cadaverina, histamina y otras) tienen un gran uso para indicar la frescura de la
carne y el pescado (Kerry et al., 2006; Azeredo y Correa, 2021).
3.2.9 Recubrimientos y películas comestibles.
Las películas y los recubrimientos comestibles son una matriz delgada, biodegradable, los cuales pueden
cubrir al alimento o ubicarse entre los componentes de este (Quintero et al., 2010). La diferencia entre
las películas y los recubrimientos radica en su método de elaboración. Los recubrimientos se forman
directamente sobre la superficie del alimento, mientras que las películas se producen de forma separada
y pueden actuar como soporte para la incorporación de sustancias activas (Avila-Sosa y López-Malo,
2008). Las biopelículas y los recubrimientos son envases activos con altas posibilidades de ser
comercializados, por su bajo costo de producción y materiales de fácil acceso (Guaa-Escobar, Vaca-
Tenorio y Aguilar-Morales, 2022).

31
Figura 3.1 Clasificación de las películas comestibles con base en su material structural
Fuente de Consulta: Elaboración Propia
El uso de este tipo de materiales se inició en los siglos XII y XIII cuando se utilizó la cera como
un recubrimiento para frutas y aunque en un principio se desconocía el mecanismo de acción para
conservarlos, los frutos con recubrimiento de cera podían almacenarse más tiempo que los frutos no
encerados, años más tarde, se emplearon parafinas, leche de soya hervida y gelatina (Pavlath y Orts,
2009). Actualmente, el uso de películas se ha expandido rápidamente en la conservación de productos
cárnicos, avícolas y pescados, frescos o congelados, frutas y hortalizas enteras o en trozos, quesos, entre
otros.
Las películas y los recubrimientos comestibles pueden ser obtenidos de una variedad de polímeros
como polisacáridos, proteínas y lípidos. Con base a su material estructural, se han clasificado en
hidrocoloides (polisacáridos y proteínas), lipídicas y compuestas (Mellinas et al., 2016) (Figura 3.1).
Su función principal es actuar como una barrera en la transferencia de gases (O2, CO2 y
compuestos volátiles), humedad, luz y nutrientes (Vázquez-Briones y Guerrero-Beltran., 2013). Sin
embargo, una ventaja importante es que pueden ser portadores de ingredientes activos como
antioxidantes (Morales-Olán et al., 2022), antimicrobianos, saborizantes y colorantes, los cuales le
confieren a la película y al recubrimiento una mayor capacidad para conservar y mejorar la calidad del
producto (Acevedo et al., 2015; Mellinas et al., 2016).
3.3 Ventajas y desventajas de los empaques activos
El uso de envases activos a diferencia del tradicional resulta ventajoso en muchos aspectos. Su aplicación
ayuda a prevenir el desperdicio de alimentos, permite mayores tiempos de transporte y almacenamiento.
Sin embargo, el desarrollo de nuevos productos aumenta el riesgo de aparición de nuevos peligros
relacionados con los envases, por este motivo, el envasado activo no está exento de desventajas, como
los costos elevados de uso y la migración excesiva de productos químicos.
Además, el etiquetado inadecuado representa una amenaza significativa para la seguridad del
consumidor. La seguridad de los materiales activos y de los productos destinados a entrar en contacto
con alimentos debe estar regulada por la ley. Todos estos productos deben producirse de acuerdo con las
buenas prácticas de fabricación.
Hidrocoloides
Polisacáridos
Celulosa, Almidón,
Gomas, Pectinas
Extractos de
algas:Alginato,
carragenina.
Quitosano
Proteínas
Fuente animal:
Caseina,
Albúmina de
huevo, gelatina.
Fuente vegetal:
maíz, soya, avena,
girasol, arroz.
Lípidicas
Grasas y aceites de
origen animal y
vegetal: palma,
ácidos grasos,
mono, di y
triglicéridos, ceras,
resinas, aceites
esenciales.
Compuestas
Mezcla de
hidrocloides
y lípidos

32
En la Tabla 3.2 se presentan algunas ventajas y desventajas del uso de los empaques activos.
Tabla 3.2 Ventajas y desventajas de los empaques activos
Ventajas
Desventajas
 Pueden controlar las condiciones internas, reaccionando a
ellas y emitiendo sustancias benéficas o absorbiendo
aquellas que afectan negativamente al producto.
 Detectan la presencia de metabolitos de microorganismos
como el dióxido de carbono, amoníaco, dióxido de azufre,
sulfuro de hidrógeno, etanol y ácidos orgánicos o aminas.
 Permiten una vida útil más larga y mantienen el producto
intacto, incluidas las propiedades sensoriales de los
productos alimenticios.
 Mejoran significativamente la seguridad microbiológica
de los alimentos.
 Pueden reducir el uso de conservantes de alimentos.
 Contribuyen a la protección del medio ambiente mediante
el uso de soluciones biodegradables y biocompatibles.
 Mayores costos de fabricación.
 Algunas sustancias liberadas pueden alterar la
composición del alimento.
 En caso de daños en el embalaje pueden ocurrir
reacciones químicas nocivas.
 Algunos de los compuestos químicos, por ejemplo,
el dióxido de carbono, pueden ayudar a prolongar la
vida útil de la carne, pero afectan negativamente su
color, lo que puede tener un impacto negativo en las
decisiones del consumidor.
 Se pueden utilizar de manera poco ética para la
adulteración de alimentos.
 Falta de leyes que ayuden a regular su producción y
uso.
Fuente de Consulta: Wyrwa y Barska (2017)
3.4 Conclusiones
Los envases activos permiten modificar el medio que rodea al alimento mediante la absorción de las
sustancias que causan su deterioro y la liberación de compuestos que evitan cambios en el. Como se
describió en el capítulo, las sustancias utilizadas para tal fin son diversas, algunas se han reportado
inocuas y otras requieren de control para evitar efectos nocivos en la salud del consumidor.
En los últimos años se ha realizado una amplia investigación en el área de los empaques para
alimentos, lo que ha generado una variedad de tecnologías que pueden aplicarse para extender la vida
útil de los productos alimenticios. Aunque los empaques activos aún no sustituyen a los envases
tradicionales, se espera que las continuas innovaciones conduzcan a mejoras adicionales en la calidad,
seguridad y estabilidad de los alimentos.
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36
Capítulo 4 Ozono aplicado en Alimentos
Chapter 4 Ozone applied in Food
ARCILA-LOZANO, Cynthia Cristina*†, ORTIZ-RODRIGUEZ, Lilia y RUIZ-COLORADO, Nora Isela
Tecnologico Nacional de Mexico / Instituto Tecnológico Superior de Perote
ID 1er Autor: Cynthia Cristina, Arcila-Lozano / ORC ID: 0000-0002-9979-2539, CVU CONACYT
ID: 239113
ID 1er Coautor: Lilia, Ortiz-Rodríguez /ORC ID: 0000-0002-5548-0078, CVU CONACYT ID: 291742
ID 2do Coautor: Nora, Ruiz-Colorado / ORC ID: 0000-0001-8994-7943, CVU CONACYT ID: 204018
DOI: 10.35429/H.2022.1.36.44
C. Arcila, L. Ortiz y N. Ruiz
*cynthia.arcila@perote.tecnm.mx
L. Ortiz, F. Sandoval, G. Morales y C. Arcila (VV. AA.). Tecnologías Emergentes Aplicadas en Alimentos. Handbooks-TI-
©ECORFAN-Mexico, 2022.

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Abstract
Ozone is an allotropic form of oxygen; it is a molecule with oxidizing properties and therefore it has been
used as a sanitizer agent. The use of ozone in the food industry to reduce and eliminate microorganisms
has been tested in meat products, fish and shellfish, fruits and vegetables, grains, liquid foods and
hydrocolloids; in all cases the elimination of the microorganisms has been observed, it has also been
effective in eliminating odors without affecting organoleptic characteristics of foods, by the other hand
an increase in shelf life and stability of products was recorded. In some studies, ozone has been shown
to help control pests and insects, which restrict the use of chemical agents with a residual effect. The use
of other disinfectant agents can present advantages over ozone, however, the effectiveness is related to
the concentration used and the contact time, which can cause corrosion on the surface of equipment, in
addition in some cases there is a residual effect. Ozone degrades rapidly and has no residual effect, which
represent an advantage over the use of other substances.
Ozone, Food, Bactericide
Resumen
El ozono es una forma alotrópica de oxígeno; es una molécula con propiedades oxidantes por lo que ha
sido utilizada como agente desinfectante. El uso del ozono para reducir y eliminar microorganismos en
la industria alimentaria se ha probado en productos cárnicos, pescados y mariscos, frutas y verduras,
cereales, alimentos líquidos e hidrocoloides; en todos los casos se observó la eliminación de los
microorganismos, también ha sido efectivo en la eliminación de olores sin afectar las características
organolépticas de los alimentos, registrando además un incremento en la vida útil y en la estabilidad de
los productos. En algunos estudios se ha demostrado que el ozono ayuda al control de plagas e insectos,
restringiendo así el uso de agentes químicos con efecto residual. El uso de otros agentes desinfectantes
puede presentar ventajas sobre el ozono, sin embargo, la efectividad está relacionada con la
concentración utilizada y el tiempo de contacto, lo que puede provocar corrosión en la superficie de los
equipos, además en algunos casos existe un efecto residual. El ozono se degrada rápidamente y no tiene
efecto residual, lo que representa una ventaja frente al uso de otras sustancias.
Ozono, Alimentos, Bactericida
4.1. Introducción
Según datos de la FAO, el número de personas afectadas por el hambre a nivel mundial ha ido
aumentando lentamente desde 2014; es por ello que garantizar la producción y distribución de alimentos
se convierte en un tema de suma importancia. A través del desarrollo y aplicación de nuevas tecnologías
se puede garantizar la inocuidad de los alimentos sin detrimento de su calidad nutrimental, entre ellas la
aplicación de ozono.
El ozono es una forma alotrópica del oxígeno, es una molécula triatómica más reactiva que el
oxígeno diatómico. Presenta propiedades oxidantes y por lo tanto ha sido empleado como agente
desinfectante de agua. El uso de ozono en alimentos constituye una tecnología con gran potencial de
aplicación ya que diversos estudios destacan el beneficio en la eliminación de agentes patógenos en
productos alimenticios manteniendo características organolépticas de los mismos. Existen diversos
métodos para producir ozono: por método de plasma o descarga corona, por radiación ultravioleta y por
electrólisis.
El ozono en la industria alimentaria ha sido utilizado para reducir y/o eliminar microorganismos
en productos cárnicos, pescados y mariscos, frutas y vegetales, granos, alimentos líquidos e
hidrocoloides; en todos los casos se observó la eliminación de los microorganismos presentes, además
ha sido efectivo en la eliminación de olores sin afectar las características de los productos y en algunos
casos se registró un aumento en la estabilidad y prolongación de la vida de anaquel de los alimentos. En
algunos estudios se ha demostrado que el ozono ayuda en el control de plagas e insectos, lo que
contribuye a restringir el uso de agentes químicos con efecto residual. El uso de otros agentes
desinfectantes puede presentar ventajas sobre el ozono en la facilidad de su aplicación y costos bajos, sin
embargo, la eficacia está relacionada a la concentración empleada y el tiempo de contacto, lo que puede
provocar corrosión en la superficie de equipos, además en algunos casos se presenta efecto residual.