Autora do artigo: Ana Lúcia Pereira, Mestre em tecnologia e ciência alimentar

Atmosfera modificada: a principal tendência na indústria dos frescos

A atmosfera modificada pode ser aplicada a uma gama variada de produtos, nomeadamente carne, peixe e queijo, mas é sobretudo na indústria dos hortícolas frescos que ela se destaca.

Recorda-se das principais barreiras da indústria de processamento mínimo destacadas no artigo Produtos fresh-cut: sabe o que são? Pois bem, esta tecnologia é uma das soluções mais utilizadas atualmente, uma vez que é capaz de desacelerar a taxa de respiração dos produtos, atrasar o amadurecimento e descoloração, prevenir o desenvolvimento de odores e sabores desagradáveis, e ainda de inibir o crescimento de microrganismos deterioradores e patogénicos¹.

Deste modo, esta tecnologia permite estender o tempo de vida útil dos produtos frescos², originando uma solução à atual demanda por produtos inovadores, frescos, saudáveis, nutritivos e convenientes, que globalmente tem vindo a crescer cerca de 6% por ano³.

Fonte da imagem: 123RF

Sabia que as frutas e legumes respiram?

Antes de explicarmos em que consiste a atmosfera modificada, é necessário entender um dos processos fisiológicos mais importantes dos hortícolas e que mais impacto tem na eficácia desta tecnologia: a taxa de respiração (e transpiração).

Tal como nós, humanos, as frutas e legumes respiram e transpiram, consumindo oxigénio (O₂) e libertando dióxido de carbono (CO₂) e vapor de água (H₂O). Cada fruto tem uma taxa de respiração específica, que por sua vez é influenciada por diferentes fatores intrínsecos (tipo de cultivar, nível de maturação) e extrínsecos (temperatura, níveis de O₂ e CO₂, tempo de armazenamento)⁴.

Assim sendo, o desenvolvimento de uma atmosfera modificada necessita de ter em consideração todos estes aspetos.

Mas em que consiste a atmosfera modificada?

A atmosfera modificada pode ser aplicada em recipientes selados – embalagem de atmosfera modificada (MAP – Modified Atmosphere Packaging) –, ou no armazenamento em massa. Em ambos os casos, esta tecnologia é definida como um processo dinâmico, em que a composição gasosa do ar que envolve o produto é alterada⁵. Além disso, é necessário um constante controlo de temperatura, que deve ser refrigerada.

Essa alteração da composição gasosa deve ocorrer no sentido de diminuir o nível de O₂ (1 a 5%) e aumentar a percentagem de CO₂ (entre 3 a 20%), uma vez que os principais processos que conduzem à deterioração do produto são potenciados pela presença do oxigénio. Assim, um nível mais baixo de O₂ permite minimizar/evitar^4,5:

• Crescimento microbiológico;
• Oxidação: escurecimento/acastanhamento do produto;
• Taxa de respiração e produção de etileno, atrasando assim o amadurecimento do produto e posterior senescência.

Fonte da imagem: DirectIndustry.

Além disso, o próprio CO₂ tem um efeito bacteriostático e fungistático, ou seja, retarda o crescimento de bactérias e fungos, respetivamente⁴.

Contudo, é necessário avaliar os limites mínimos de oxigénio, isto é, o nível de O₂ que induz a fermentação, um processo que conduz ao desenvolvimento de sabores e odores desagradáveis⁶. Também a síntese dos compostos associados ao aroma agradável e reconhecido dos hortícolas é afetada, o que pode conduzir a uma perceção da perda de qualidade por parte do consumidor⁴.

Deste modo, é necessário um equilíbrio entre os níveis de O₂ e CO₂, que sejam adaptados a cada cultivar, de modo que o objetivo último de estender o tempo de vida útil microbiológico e sensorial do produto seja alcançado.

Atmosfera modificada: o processo

                O MAP é o registo mais utilizado na indústria dos produtos frescos (sobretudo no caso dos produtos minimamente processados prontos a consumir), em que os produtos são colocados numa embalagem selada com um filme/película⁷. A modificação da atmosfera pode ocorrer de um modo passivo ou ativamente.

Esquema do processo de respiração dos produtos no interior de uma embalagem em atmosfera modificada. Fonte da imagem: Science Direct.

Na modificação passiva, o desenvolvimento da atmosfera desejada ocorre naturalmente, por meio da interação entre a respiração do produto e a permeabilidade seletiva a gases da embalagem, que após um determinado período de tempo permite que a composição atmosférica desejada seja atingida⁸. O material da embalagem e película deve ser adequado e adaptado às necessidades de respiração do produto⁴.

                A modificação ativa da atmosfera pode ocorrer de duas maneiras: através da introdução de gases na embalagem antes da selagem, ou por meio da utilização de absorvedores de gases. Ambos os casos, apesar de acarretarem custos adicionais, permitem que a mistura de gases pretendida seja estabelecida mais rápida ou quase imediatamente⁴.

Atmosfera modificada: a embalagem

                A embalagem é um dos principais fatores a ter em atenção no desenvolvimento da atmosfera modificada, pois são as suas características de permeabilidade, espessura, área, e existência, número e diâmetro das perfurações, que vão definir as trocas gasosas e consequente alcance da composição de gases desejada⁹.

Como resultado da crescente necessidade de minimizar o impacto ambiental causado pelo plástico, materiais como o polietileno de baixa densidade, provenientes de petroquímicos¹⁰ e mais comummente utilizados, têm vindo a ser substituídos por materiais reciclados¹¹, ou até por novos materiais biodegradáveis e sustentáveis que têm surgido, como o ácido polilático¹².

Atmosfera modificada: principais tecnologias inovadoras

                São várias as novas tecnologias que têm vindo a ser desenvolvidas, com o objetivo de melhorar continuamente a eficácia da atmosfera modificada. Em seguida destacamos duas que consideramos como principais, interessantes e úteis.

Embalagem ativa

                É um tipo de embalagem desenvolvida para absorver e/ou libertar compostos bioativos de ou para o interior da embalagem. Um exemplo são os captadores/absorvedores de oxigénio¹³ e etileno¹⁴, cujos níveis mais baixos minimizam o crescimento microbiano¹⁵ e desaceleram o amadurecimento¹⁶, respetivamente.

Outras tecnologias de embalagem ativa envolvem bandejas ou películas absorventes que removem o excesso de vapor de água e de fluido dos produtos¹⁷, filmes antioxidantes para minimizar a oxidação¹⁸, ou materiais de embalagem com aditivos antimicrobianos¹⁹.

Embalagem inteligente

                No caso da embalagem inteligente, esta incorpora sensores que monitorizam e comunicam ao consumidor a qualidade, segurança, temperatura e/ou o estado dos alimentos^20,21.

Fonte da imagem: TecnoAlimentar

Alguns exemplos incluem indicadores/biossensores que detetam alterações na composição gasosa²², presença de etileno²³, ou outros compostos associados à deterioração do produto²⁴. Ao fazerem este tipo de deteções, os biossensores têm uma resposta visual, através de uma mudança de cor cujo significado é apresentado na embalagem e por isso compreendido pelo consumidor.

Referências

¹Zhang, M., Meng, X., Bhandari, B., Fang, Z. and Chen, H. (2015). Recent application of modified atmosphere packaging (MAP) in fresh and fresh-cut foods. Food Reviews Int., v. 31, p. 172-193.

²Sonneveld, K. (2000). What drives (food) packaging innovation? Packag. Technol. Sci., v. 13, p. 29-35.

³Dodd, M., Bouwer, J. (2014). The supply value chain of fresh produce from field to home: Refrigeration and other supporting technologies. Em: Postharvest Handling: A Systems Approach, p. 449—483. Eds. Florkowski, W., Prussia, S., Shewfelt, R., Brueckner, B., Academic Press, Londres, Reino Unido.

⁴Mattos, L. M., Moretti, C. L., Ferreira, M. D. (2012). Modified Atmosphere Packaging for Perishable Plant Products. Polypropylene. Disponível em: http://www.intechopen.com/books/polypropylene/modified atmosphere-for-perishable-plant-products. Acedido a: 30, janeiro, 2017.

⁵Sandhya. (2010). Modified atmosphere packaging of fresh produce: Current status and future needs. Food Science and Technology, v. 43, p. 381-392.

⁶Mattheis, J.P., Fellman, J.P. (2000). Impact of modified atmosphere packaging and controlled atmosphere on aroma, flavor and quality of horticultural produce. HortTechnology, v. 10, p. 507-510.

⁷Charles, F., Sanchez, J., Gontard, N. (2003). Active modified atmosphere packaging of fresh fruits and vegetables: modeling with tomatoes and oxygen absorber. Journal of Food Science, v. 68, n. 5, p. 1736–1742.

⁸Farber, J. N., Harris, L. J., Parish, M. E., Beuchat, L. R., Suslow, T. V., Gorney, J. R., Garrett, E. H., Busta, F. F. (2003). Microbiological safety of controlled and modified atmosphere packaging of fresh and fresh-cut produce. Comprehensive Review in Food Science and Food Safety, v. 2, p. 142–160.

⁹Mahajan, P. V., Oliveira, F. A. R., Montanez, J. C., Frias, J. (2007). Development of user-friendly software for design of modified atmosphere packaging for fresh and fresh-cut produce. Innovative Food Science and Emerging Technologies, v. 8, p. 84–92.

¹⁰Robertson, G. L. (2012). Food packaging: Principles and practices. CRC Press, Boca Raton, Florida.

¹¹Farris, S., Schaich, K. M., Liu, L., Piergiovanni, L., Yam, K. L. (2009). Development of polyion-complex hydrogels as an alternative approach for the production of bio-based polymers for food packaging applications: A review. Trends Food Sci. Technol., v. 20, p. 316-332.

¹²Mistriotis, A., Briassoulis, D., Giannoulis, A., D’Aquino, S. (2016). Design of biodegradable bio-based equilibrium modified atmosphere packaging (EMAP) for fresh fruits and vegetables by using micro-perforated poly-lactic acid (PLA) films. Postharvest Biol. Technol., v. 111, p. 380-389.

¹³Kartal, S., Aday, M. S., Caner, C. (2012). Use of microperforated films and oxygen scavengers to maintain storage stability of fresh strawberries. Postharvest Biol. Technol., v. 71, p. 32-40.

¹⁴Li, L., Lichter, A., Chalupowicz, D., Gamrasni, D., Goldberg, T., Nerya, O., Ben-Arie, R., Porat, R. (2016). Effects of the ethylene-action inhibitor 1-methylcyclopropene on postharvest quality of non-climacteric fruit crops. Postharvest Biol. Technol., v. 111, p. 322-329.

¹⁵Aday, M. S., Caner, C. (2013). The shelf life extension of fresh strawberries using an oxygen absorber in the biobased package. LWT – Food Sci. Technol., v. 52, p. 102-109.

¹⁶Vanoli, M., Grassi, M., Rizzolo, A. (2016). Ripening behavior and physiological disorders of ‘Abate Fetel’ pears treated at harvest with 1-MCP and stored at different temperatures and atmospheres. Postharvest Biol. Technol., v. 111, p. 274-285.

¹⁷Bovi, G. G., Caleb, O. J., Linke, M., Rauh, C.,  Mahajan, P. V. (2016). Transpiration and moisture evolution in packaged fresh horticultural produce and the role of integrated mathematical models: A review. Biosyst. Eng., v. 150, p. 24-39.

¹⁸Wrona, M., Bentayeb, K., Nerín, C. (2015). A novel active packaging for extending the shelflife of fresh mushrooms (Agaricus bisporus). Food Control, v. 54, p. 200-207.

¹⁹Silveira, A. C., Moreira, G. C., Artés, F., Aguayo, E. (2015). Vanillin and cinnamic acid in aqueous solutions or in active modified packaging preserve the quality of fresh-cut Cantaloupe melon. Scientia Horticult., v. 192, p. 271-278.

²⁰Jedermann, R., Nicometo, M., Uysal, I., Lang, W. (2014). Reducing food losses by intelligent food logistics. Philos. Trans. R. Soc. London Ser. A, v. 372, p. 1-20.

²¹Toivonen, P. M., Mitcham, E. J., Terry, L. A. (2014). Postharvest care and the treatment of fruits and vegetables. Em: Horticulture: Plants for People and Places, Volume 1, p. 465-483. Eds. Dixon, G. R., Aldous, D. E., Springer, Países Baixos.

²²Hempel, A. W., Gillanders, R. N., Papkovsky, D. B., Kerry, J. P. (2012). Detection of cheese packaging containment failures using reversible optical oxygen sensors. Int. J. Dairy Technol., v. 65, p. 456-460.

²³Lang, C., Hübert, T. (2012). A colour ripeness indicator for apples. Food Bioprocess Technol., v. 5, p. 3244-3249.

²⁴Kuswandi, B., Maryska, C., Abdullah, A., Heng, L. Y. (2013). Real time on-package freshness indicator for guavas packaging. J. Food Meas. Charact., v. 7, p. 29-39.