Desarrollo y caracterización de un sensor cromático que determine la presencia de oxígeno en un envase

Abstract

[ES] El envasado inteligente, es una de las tecnologías más recientes en el envasado de alimentos, que busca informar de algún cambio que se está produciendo en la atmósfera que rodea al alimento y que está relacionado con su calidad y seguridad. Su forma de actuación consiste en proporcionar una respuesta sencilla cuando detecta algún cambio que por lo general se manifiesta como un cambio de color. En el presente trabajo se plantea el desarrollo de un sensor de oxígeno redox activado con luz UVVis que proporcione un cambio de color ante una posible entrada de oxígeno en alimentos envasados, con la finalidad de prevenir reacciones de degradación, en atmósfera modificada (MAP). Para el desarrollo del sensor, se han estudiado y optimizado diferentes formulaciones para la obtención de películas a base de EVOH como matriz polimérica, dióxido de titanio como agente semiconductor, glicerol como plastificante y donante de electrones y azul de metileno como colorante redox. Se han evaluado, también, las propiedades estructurales de las películas, la funcionalidad de los sensores mediante la respuesta colorimétrica que proporciona ante diferentes concentraciones de oxígeno y, con vista a su aplicación comercial, se ha realizado un ensayo de migración y la aplicación del sensor a un alimento real. Los resultados obtenidos muestran que las películas proporcionan una respuesta colorimétrica clara e irreversible a partir de una concentración de oxígeno del 1-3% con un tiempo máximo de viraje de 24 horas. Además, su aplicación a un alimento real ha demostrado la capacidad de previsión del fin de la vida útil del alimento en función de la permeanza del envase. Finalmente, en el ensayo de migración, no se obtuvieron valores detectables de migración de azul de metileno por lo que, aparentemente, el sensor cumple con los límites legales de migración y podría ser utilizado como sistema de envasado inteligente de alimentos sensibles a la oxidación.

[EN] Intelligent packaging, is one of the most recent technologies in food packaging, the aim of which is to provide information regarding any change that occurs in which food is enclosed thereby it is directly related to food quality and safety. A colorimetric change is the normal way of providing information when a change is detected. For this study, an optical UV-activated sensor was developed which will provide a colorimetric reading if oxygen should enter inside the packaging with the aim of preventing degradation reactions in modified atmosphere food packaging (MAP). In the development of the sensor, different formulations for obtaining films using EVOH as a polymer matrix, titanium dioxide as a semiconductor, glycerol as a plasticizer and electron donor and methylene blue as redox dye. The film's structural properties were evaluated as were the sensor's utility depending on the colorimetric response to different concentrations of oxygen and a migration test was done and application to real food was tested to assess its commercial application. The results obtained indicate that films can detect oxygen concentration of 1-3% and provide a clear and irreversible colorimetric response after a maximum of 24 hours. In addition, application to real food has established the sensor capacity to detect the end of food life depending on packaging permeability. Finally, the migration test, showed no evidence of migration from methylene blue to food simulant. Therefore, it appears that an optical oxygen sensor, according to legal migration limits, could be used as a system of intelligent packaging for oxidation-sensitive foods.