El actual Grupo de Envases tiene su antecedente en los trabajos sobre envases metálicos iniciados en 1970 por Ramón Catalá, tras concluir su tesis doctoral, por iniciativa del entonces director del IATA, Primo Yúfera. En aquellos años el envase de hojalata era prácticamente el envase de referencia para el envasado de conservas, junto con un pequeño porcentaje de envases de vidrio. Los plásticos todavía empezaban a utilizarse para muy diversos usos, pero no en el campo de la conserva.

El trabajo se centró inicialmente en el estudio del comportamiento industrial de los envases metálicos para el envasado de conservas vegetales, necesidad planteada por la industria conservara con la que el Instituto colaboraba ampliamente a través de la Asociación de Investigación de la Industria de Conservas Vegetales (AICV). Así mismo, se dedicó atención al estudio de la corrosión de los envases, que era por aquellas fechas un problema científico y de gran importancia económica para la industria conservera española. En años sucesivos se estudió el comportamiento práctico de los envases para los productos de mayor interés para la industria española, se inició el estudio de métodos electroquímicos de evaluación de la corrosión y se desarrolló una metodología para la evaluación electroquímica de la vida útil de alimentos en envases metálicos, que tuvo un amplio reconocimiento y aplicación industrial.

Evaluación electroquímica de la vida útil de conservas

A mediados de la década de los años 80, empiezan a plantearse por parte de la industria problemas relativos a otros materiales de envase, particularmente los materiales plásticos, que van encontrando una aplicación creciente para el envasado de todo tipo de alimentos, incluyendo las conservas. Se inicia entonces la puesta en marcha de métodos de evaluación de la migración de componentes y residuos de los materiales plásticos a los alimentos, atendiendo al interés de la industria por la homologación de los materiales. En 1991 se incorpora al grupo Rafael Gavara, que aporta una amplia formación en los materiales plásticos.  Ese mismo año se reconoce el Grupo de Envases como grupo especializado de investigación en la tecnología de envases y embalajes para alimentos, contando ya con dos investigadores y dos titulados superiores. Desde sus inicios el grupo se planteó como objetivo básico la investigación, pero también la colaboración con las industrias fabricantes y utilizadoras de envases, así como la divulgación y la enseñanza de la tecnología de envases y embalajes, prácticamente inexistente en esos años.

Los primeros trabajos del grupo como tal se centraron básicamente en el estudio de las interacciones alimento/materiales plásticos, desarrollando métodos de medida de la permeabilidad, sorción y migración mediante diferentes técnicas, que fueron la base para el desarrollo y profundización en los sucesivos estudios abordados sobre materiales plásticos, continuando al mismo tiempo los trabajos sobre envases metálicos. Así mismo, se inició una línea de trabajo sobre desarrollo de tecnologías específicas de envasado de alimentos con envases plásticos. Con estos trabajos el grupo ha sido pionero y el referente de la investigación en España en materiales plásticos para el envasado de alimentos.

Evaluación electrogravimétrica de interacciones alimento /material plástico

Sucesivamente, las investigaciones del grupo se extendieron a la mejora de los materiales existentes y al desarrollo y uso de nuevos materiales, con especial énfasis en la obtención de materiales biodegradables procedentes de biomasa y en la aplicación de la nanotecnología a la mejora, tanto de los biopolímeros como de materiales poliméricos convencionales. Uno de los aspectos más relevantes de las investigaciones desarrolladas fue la adecuación y mejora de las propiedades barrera proporcionadas por los envases, tanto en el desarrollo de envases de alta barrera con investigaciones en materiales hidrofílicos y nanocomposites, como en envases de alta permeabilidad con poliolefinas y materiales microperforados. Asimismo, estos estudios se han utilizado para el avance y desarrollo de nuevas tecnologías de envasado. En esa última línea se prestó especial atención al envasado en atmósfera modificada y, sobre todo, al desarrollo del envasado activo e inteligente.

Los trabajos sobre envases activos se iniciaron en el año 2000, tratando de aportar alternativas para la conservación de frutas con tratamientos mínimos. Así, se desarrollaron diversas metodologías de incorporación de agentes activos, particularmente antimicrobianos y antioxidantes, utilizando como vehículo los propios polímeros que constituyen las paredes del envase, principalmente con materiales hidrofílicos, tanto de origen fósil, como los copolímeros de etileno alcohol vinílico (EVOH) y el alcohol polivinílico (PVOH), como con hidrocoloides procedentes de biomasa, con los cuales se han desarrollado envases activos con resultados de gran interés práctico en el control de problemas de deterioro microbiológico y oxidación en alimentos como frutas (fresas, mandarinas o plátanos), frutos secos, carnes y productos cárnicos, pescados frescos o alimentos precocinados.

Envase antifúngico para reducir la incidencia de podredumbre en fruta

La mayor parte de las investigaciones del grupo han sido realizadas con el apoyo de organismos de financiación nacionales o europeos, pero también con empresas. Desde sus inicios el grupo ha desarrollado una amplia colaboración con empresas fabricantes y utilizadoras de materiales y envases, plasmada en más de 50 proyectos.

En resumen, desde 1991, año de consolidación del grupo, se han ido abordando sucesivos proyectos con el objetivo básico de contribuir a mejorar la calidad y seguridad de los alimentos envasados y aumentar su vida útil comercial, que pueden resumirse en las siguientes líneas de investigación:

1.Estudio de las interacciones entorno/envase/alimento

  • Análisis de procesos de migración de residuos y aditivos en envases para alimentos
  • Desarrollo de métodos de evaluación de la permeabilidad a gases permanentes, vapor de agua y componentes orgánicos en materiales poliméricos
  • Estudio y desarrollo de expresiones teóricas para predecir el comportamiento de los envases y la vida útil de alimentos envasado

2. Desarrollo y mejora de materiales de envase:

  • Nuevos materiales metálicos con mayor resistencia a la actividad del alimento y con menor impacto ambiental
  • Nuevos materiales plásticos nanocompuestos
  • Desarrollo de biopolímeros y materiales biodegradables que reduzcan el impacto medioambiental

3. Estudio y desarrollo de nuevas tecnologías de envasado

  • Desarrollo y predicción de vida útil de alimentos mínimamente procesados
  • Desarrollo de envasado en atmósfera modificada mediante el empleo de modificadores activos
  • Envases con componentes activos frente a la oxidación, la senescencia o el deterioro microbiológico
  • Envasado inteligente mediante el desarrollo de sensores que identifican la presencia de gases o vapores que inequívocamente indican el deterioro del alimento

Envases inteligentes con sensores que cambian de color con el deterioro del alimento

La labor de investigación realizada por el Grupo de Envases en los últimos 30 años puede resumirse en:

  • Proyectos de investigación: 20 proyectos financiados por el Plan Nacional, 10 proyectos autonómicos y 10 proyectos internacionales, en programas europeos y de colaboración iberoamericana (CyTED) actuando como gestores.
  • Proyectos tecnológicos: 50, financiados por empresa fabricantes y/o usuarias de envases
  • Publicaciones científicas: más de 200 artículos SCI, una veintena artículos de divulgación, 30 capítulos de libros internacionales y tres libros.
  • Participación en congresos y reuniones científicas: más de 200 presentaciones, de las cuales 20 como conferencias plenarias por invitación
  • Trabajos de investigación dirigidos: 20 tesis doctorales, 25 tesis de máster, 20 tesis fin de carrera, numerosas prácticas de ciclos formativos y cinco estancias posdoctorales

También hay que destacar la amplia labor de enseñanza y divulgación de la tecnología de envases para alimentos. En estos años, se ha colaborado con la Universidad Politécnica de Valencia impartiendo cursos en las titulaciones de grado y másters en Ingeniería Agronómica y Tecnología de Alimentos, así como con la Universidad de Valencia y otras universidades españolas. También se ha desarrollado una amplia labor docente en conferencias y cursos de doctorados en Iberoamérica. Así mismo, se ha colaborado con el Instituto del Embalaje, Transporte y Logística (ITENE), actualmente Unidad Asociada al CSIC, en la dirección y desarrollo de un Máster en Tecnología de Envases, Embalajes y Logística, del que ya se han celebrado 11 ediciones.

Envase inteligente que indica la presencia de oxígeno en el interior del envase (Izquierda, sin oxígeno; derecha, con oxígeno)

ACTUALIDAD DEL GRUPO

En la actualidad, el grupo cuenta con tres investigadores, Rafael Gavara, Pilar Hernández Muñoz y Amparo López Rubio, y dos técnicos, además de varios investigadores postdoctorales y predoctorales, y estudiantes de diversos grados y másters universitarios que desarrollan sus trabajos finales en el grupo.

Aunque las líneas de trabajo históricas del grupo se mantienen hoy en día dada la necesidad de seguir analizando las interacciones envase/alimento y su efecto en la calidad y seguridad alimentaria, los mayores esfuerzos se concentran en la mejora de los materiales, los envases y las tecnologías de envasado para aumentar la seguridad alimentaria reduciendo su impacto medioambiental. Así, podemos enumerar las siguientes líneas presentes y de futuro:

1. Desarrollo de nuevos materiales de envases

  • Materiales que aportan una actividad al alimento para mejorar su estabilidad nutricional, sensorial y microbiológica para aumentar el periodo de vida útil
  • Materiales biopoliméricos y estructuras de envases compostables que presentan una alternativa a los plásticos convencionales
  • Desarrollo de materiales a partir de los residuos de la industria agraria y alimentaria, de uso potencial en el envasado de alimentos, contribuyendo a la economía circular
  • Desarrollo de materiales con actividad enzimática para el desarrollo de alimentos mejorados para dietas específicas

Desarrollo de envases y recubrimientos a partir de residuos de la industria alimentaria

2. Desarrollo de nuevas tecnologías de envasado

  • Desarrollo de sistemas de envasado activo con capacidad para la estabilización oxidativa y microbiológica de los alimentos
  • Desarrollo de sistemas de envasado inteligente que permitan indicar al consumidor el estado real del alimento para facilitar su decisión de consumo
  • Desarrollo de métodos de encapsulación de compuestos funcionales para mejorar la estabilidad nutricional de alimentos

 

Grupo de envases del IATA