Impacto en la seguridad alimentaria del diseño de envases y embalajes con tecnologías innovadoras

Introducción

La industria alimentaria enfrenta retos vinculados a la seguridad, sostenibilidad e innovación en envases. A nivel global, un tercio de los alimentos producidos se desperdicia, equivalente a 1 300 millones de toneladas anuales (FAO, 2022). En Perú, el 28 % de los alimentos se pierde antes de llegar al consumidor, debido en gran parte a deficiencias en envasado y almacenamiento (MIDAGRI, 2019). En Huancavelica, donde la pobreza alcanza el 47,7 %, hasta el 30 % de la producción agrícola se pierde por falta de infraestructura adecuada (Gobierno Regional de Huancavelica, 2022).

La innovación en envases debe equilibrar funcionalidad, seguridad y experiencia del consumidor (Abejón et al., 2020), considerando además el impacto ambiental: en Brasil, se desechan 25 000 toneladas diarias de envases en vertederos (Ministério do Meio, 2021). Los consumidores exigen envases que aseguren la calidad del producto (Ronzoni et al., 2022) y transmitan valores de marca (Hongfeng y Bin, 2023).

La investigación actual avanza hacia envases inteligentes y activos (Stoma y Dudziak, 2022), películas antioxidantes de residuos de soja (Tkaczewska et al., 2023) y sistemas antimicrobianos con nanopartículas de plata y bacteriocinas (Sharma et al., 2023). Esta revisión aborda estas tecnologías emergentes como biosensores, impresión 3D, envases comestibles e inteligentes que aún no han sido ampliamente exploradas en revisiones previas.

Para esta revisión sistemática de la literatura se emplearon varias metodologías. Se utilizó el método PICOC (Población, Intervención, Comparación, Resultados, Contexto) para definir preguntas de investigación y analizar resultados, como en estudios sobre inteligencia artificial y lógica simbólica/no simbólica (Negro y Pons, 2022). También se aplicó un análisis bibliométrico con Bibliometrix, herramienta usada en investigaciones de neurociencia aplicada a alimentos (Izaguirre y Ruiz, 2023). Finalmente, se siguió la guía PRISMA, común en revisiones de alimentos funcionales, como la germinación de quinua (Paucarchuco y Vilchez, 2024). Aunque estas metodologías suelen emplearse de manera independiente, esta revisión las combina para abordar el impacto del diseño de envases y embalajes con tecnologías innovadoras en la seguridad alimentaria.

El artículo de RSL tiene como objetivo analizar las corrientes actuales en el diseño de envases y embalajes, así como su impacto en la seguridad alimentaria. La RSL analiza el potencial de los envases en la industria alimentaria para prolongar la vida útil, garantizar seguridad, promover sostenibilidad y optimizar la ergonomía, resaltando su papel en la obtención de productos de calidad y en la aceptación del consumidor.

Materiales y métodos

En el presente estudio se llevó a cabo una revisión sistemática de literatura (RSL) sobre el impacto en la seguridad alimentaria de las nuevas tecnologías innovadoras en los diseños de envases y embalajes. La búsqueda principal se realizó en la base de datos Scopus obteniéndose inicialmente 16 736 artículos. Posterior a ello mediante la metodología de criterios de Problema, Intervención, Comparación, Resultados y Contexto (PICOC) (Lohmann et al., 2023), se definieron palabras claves y se aplicaron operadores booleanos en combinación con la base terminológica IATE, lo que permitió depurar la búsqueda a 1865 artículos publicados entre 2019 y 2024. Las palabras clave resultan esenciales en una RSL, ya que permiten indexar, recuperar y evaluar la relevancia de los artículos en un tema específico (Sezer et al., 2022). Asimismo, se utilizó el programa Bibliometrix (RStudio) para evaluar tendencias y la guía PRISMA para la selección final, aplicando criterios de inclusión y exclusión.

Formulación de las preguntas de investigación

Debido a que el enfoque de la RSL se basa en el impacto en la seguridad alimentaria de las nuevas tecnologías, en los diseños de envases y embalajes, se mencionan las siguientes preguntas claves de la investigación:

Pregunta general

Q1: ¿Cuál es el impacto de las nuevas tecnologías de diseño que se realizan en envases y embalajes en la industria alimentaria?

Preguntas específicas

EQ1: ¿Cuáles son las necesidades que cubren el diseño de nuevos envases y embalajes en la seguridad alimentaria?

EQ2: ¿Cuáles son los métodos que se utilizan para identificar la funcionalidad, sostenibilidad ambiental y la reducción de residuos en los envases y embalajes?

EQ3: ¿Qué beneficios positivos ofrecen las nuevas tecnologías de diseño en envases y embalajes para la seguridad alimentaria?

EQ4: ¿Qué soluciones innovadoras existen en la industria de envases y embalajes?

Formulación / elección de ecuaciones y herramientas de búsqueda

Los criterios de diseño de embalajes se analizaron mediante artículos de Scopus, utilizando la metodología PICOC (Huamán et al., 2021). Para la búsqueda sistemática se emplearon operadores booleanos (“AND”, “OR”, “NOT”) y términos clave en inglés relacionados con la industria alimentaria (IATE). La ecuación final de búsqueda fue: (“Packaging innovation” or “Packaging design” or “Packaging” or “Food safety”) AND (“Packaging functionality” or “Packaging production” or “Solutions” or “Materials” or “Packaging adaptation” or “Packaging technology”) AND (“Food Safety” or “Environmental Sustainability” or “Biodegradable Packaging” or “Traditional” or “Conventional” or “Food Waste”) AND (“Nanotechnology” or “Smart Packaging” or “Bioplastics” or “3D Printing” or “Food Safety” or “Quality”) AND (“Food Innovation” or “Packaging Technologies” or “Food Industry”).

Análisis Bibliométrico

Tras la búsqueda en Scopus, se aplicó un análisis bibliométrico con RStudio–Bibliometrix sobre los artículos identificados mediante la metodología PICOC. Se observó una tasa anual de crecimiento del 9,74 %, reflejando la expansión de la investigación en tecnologías de envases. Además, se construyó una red de concurrencia que mostró la relación entre los distintos campos de estudio a partir de las palabras clave de los autores.

Criterios de inclusión y exclusión

Posterior a la búsqueda inicial en Scopus (16 736 registros), se aplicó la metodología PRISMA, estableciendo criterios de inclusión y exclusión para depurar los resultados (Carrera-Rivera et al., 2022).

Estos criterios se muestran en la Tabla 1, donde se especifican cinco criterios de inclusión (CI1–CI5) y un criterio de exclusión (CE1).

Nota: Detalla los criterios de inclusión y exclusión utilizados para la selección de artículos de la revisión sistemática.

Tras la aplicación de estos criterios, el total se redujo a 84 artículos. Posteriormente, mediante una revisión exhaustiva, se seleccionaron aquellos con mayor relevancia y pertinencia al tema, obteniéndose un total de 37 estudios para el análisis final. Este proceso se sintetiza en el diagrama de flujo PRISMA (Figura 1).

Resultados y discusión

En total, 37 estudios cumplieron con el objetivo de la investigación y fueron considerados en el análisis.

Resultado de los años de publicación de las investigaciones

La Tabla 2 muestra la distribución de los artículos seleccionados por año de publicación (2019–2024). Se observa un mayor número en 2022 y 2023, con 21 investigaciones cada uno (25 % del total), lo que evidencia un notable incremento reciente en la producción científica sobre tecnologías de envases.

Nota: Datos obtenidos de la plataforma Scopus

Resultado de las preguntas PICOC

Para responder a las preguntas planteadas mediante la metodología PICOC, se analizaron los 37 artículos seleccionados.

Resultados para la pregunta Q1

Q1: ¿Cuál es el impacto de las nuevas tecnologías de diseño que se realizan en envases y embalajes en la industria alimentaria?

La Tabla 3 muestra que el 73 % de los artículos analizados reportan impactos positivos asociados al uso de nuevas tecnologías en envases y embalajes (27 estudios), mientras que el 27 % evidencian efectos negativos (10 estudios).

Nota: Datos obtenidos de la plataforma Scopus

Para responder de manera más precisa a la pregunta Q1, esta se subdividió en dos subpreguntas:

Q1-1 ¿Cuáles son los efectos positivos de la aplicación de nuevas tecnologías para el diseño de envases y embalajes en los artículos investigados?

Los efectos positivos identificados en 27 artículos revisados se agrupan en tres categorías principales: detección y monitoreo, propiedades antimicrobianas y antioxidantes, y propiedades de barrera y funcionalidad.

En detección y monitoreo, Anjali et al. (2022) desarrollaron sensores colorimétricos PANIPEC para detectar E. coli en lácteos con alta estabilidad, mientras que Ameri et al. (2024) usaron antocianinas de arroz negro para evidenciar el deterioro del pescado mediante cambios de pH visibles. Ambos destacan la utilidad de los sensores colorimétricos, aunque difieren en su enfoque. Sin embargo, mientras Anjali et al. se enfocan en la estabilidad a largo plazo de los sensores, Ameri et al. destacan la accesibilidad y comprensión del cambio de color por parte del consumidor, lo que sugiere un enfoque más orientado al usuario final.

Por otro lado, Popa et al. (2019) proponen sistemas de embalaje inteligentes con sensores IoT capaces de monitorear en tiempo real patógenos, gases, temperatura y humedad, ofreciendo un control integral de la calidad en contraste con los métodos puntuales de Anjali et al. y Ameri et al., centrados en detecciones específicas y visibles. Este enfoque resulta más adecuado para producción y distribución a gran escala. Complementariamente, Benítez et al. (2023) avanzan en la detección de alérgenos como la gliadina, ampliando las aplicaciones de los sensores y demostrando que la seguridad alimentaria puede abordarse desde múltiples frentes tecnológicos.

En cuanto a las propiedades antimicrobianas, Sharma et al. (2023) demostraron que recubrimientos de nanopartículas de plata y bacteriocinas en papel de celulosa inhiben patógenos, mientras que Ekonomou et al. (2023) desarrollaron superficies impresas en 3D de PLA y TPU con nanopartículas metálicas, eficaces contra patógenos alimentarios y nosocomiales. Ambos destacan el rol clave de la acción antimicrobiana, aunque difieren en materiales y métodos: recubrimientos convencionales frente a impresión 3D especializada. Respecto a las propiedades antioxidantes, Tkaczewska et al. (2023) elaboraron películas con residuos de soja, aportando sostenibilidad, mientras que Arumugam et al. (2022) combinaron nanopartículas de sílice y aceite de semilla de uva en PBAT, mejorando resistencia y funcionalidad. Ambos priorizan recursos naturales y biodegradables, pero difieren en el enfoque: valorización de residuos frente a integración de tecnologías avanzadas.

En el ámbito de las propiedades de barrera, Ban et al. (2020) propusieron superficies de acero inoxidable nanoestructuradas que reducen la adhesión bacteriana, mientras que Song et al. (2024) desarrollaron películas superhidrofóbicas de polietileno con nanopartículas de sílice para mejorar la repelencia al agua y la conservación. Ambos enfoques reflejan estrategias distintas, materiales duraderos frente a flexibles cuya elección depende del tipo de alimento, las condiciones de almacenamiento y las prioridades de seguridad.

En conjunto, Los estudios coinciden en que las tecnologías emergentes mejoran la seguridad, prolongan la vida útil y favorecen la sostenibilidad, aunque difieren en sus enfoques: desde soluciones visibles para el consumidor hasta herramientas como IoT o impresión 3D. Su aplicación dependerá del tipo de alimento y las exigencias del mercado.

Q1-2 ¿Cuáles son los efectos negativos en la aplicación de diseños en envases y embalajes en los artículos investigados?

Los efectos negativos identificados en los estudios revisados se agrupan en tres áreas principales: migración de compuestos, integridad del envase y limitaciones en la vida útil.

La migración de compuestos desde los envases hacia los alimentos constituye una preocupación central en la seguridad alimentaria. Asensio et al. (2020) menciona desde un punto de vista ecológico, el trigo y la madera son biocompuestos. Sin embargo, pueden ser perjudiciales y liberar compuestos volátiles, afectando en la seguridad alimentaria. Así también, Ban et al. (2020) determinaron que la formación de biopelículas en superficies de acero inoxidable plantea preocupaciones sobre la seguridad antimicrobiana de los materiales en contacto con los alimentos. A diferencia de, Tkaczewska et al. (2023) mencionan que las películas microbianas se producen a partir de películas comestibles de residuos de soja, aunque biodegradables, no lograron inhibir el crecimiento microbiano. Enfatizaron la importancia de evaluar los materiales para el embalaje de alimentos en relación con la migración de compuestos y la actividad antimicrobiana.

Fernández et al. (2021) resaltan que los envases biodegradables, podrían resultar en problemas de seguridad alimentaria por la falta de resistencia mecánica. López et al. (2020) y Rodríguez et al. (2019)

mencionan esta misma preocupación por la falta de protección, la vida útil más corta que ofrecen estos envases biodegradables a comparación de los envases convencionales. Estos estudios resaltan la necesidad de mejorar la resistencia mecánica de los envases alimentarios biodegradables, mientras se busca proteger el medio ambiente.

Nájera et al. (2024) demuestran que los envases reciclables sirven para reducir la protección, mientras afectan la calidad del queso. Por otro lado, Gonzales et al. (2019) presenta nanopartículas de plata como un medio para prolongar la vida útil del queso, aunque con el riesgo de introducir una toxicidad. Ambos estudios coinciden que existen riesgos en cuanto a nuevos diseños de envases para mejorar la seguridad y la aceptación sensorial, mejorando la conservación de los alimentos.

Tkaczewska et al. (2023) y Martínez et al. (2022) mencionan que los diseños de envases de almidón y residuos de soja, pueden degradarse rápidamente afectando la vida útil del producto. Así como López et al. (2020) y Rodríguez et al. (2019) determinaron que estos envases ofrecen una menor protección a comparación de los convencionales, acortando la vida útil de alimentos perecederos, así como lácteos. En conjunto, los estudios coinciden en que la biodegradabilidad aporta beneficios ambientales, pero plantea retos para la preservación, lo que exige desarrollar tecnologías que equilibren sostenibilidad y funcionalidad.

Nota: La tabla resume las ventajas y desventajas de las innovaciones en envases y embalajes, citando a los autores.

Resultados para la pregunta EQ1

EQ1: ¿Cuáles son las necesidades que cubren el diseño de nuevos envases y embalajes en la seguridad alimentaria?

Para poder responder a esta pregunta PICOC se generó las siguientes sub preguntas:

EQ1-1 ¿Cuáles son las necesidades identificadas en el diseño de nuevos envases y embalajes?

La Figura 2 resume las necesidades principales detectadas en los estudios revisados, entre ellas envases activos, antioxidantes y tecnologías específicas como envasado al vacío y atmósferas modificadas, reportadas solo en dos artículos.

Los estudios muestran enfoques diversos, reflejando un campo en evolución. Bassey et al. (2022) evaluaron la panceta de cerdo cocida envasada al vacío, demostrando que factores como la temperatura de almacenamiento afectan parámetros fisicoquímicos (pH, color, TBARS, TVB-N) y la comunidad bacteriana. Su análisis evidencia cómo las condiciones ambientales determinan la funcionalidad del envase y la calidad del producto.

Por otro lado, Ede et al. (2021) estudiaron los nanocristales de celulosa (CNC) mediante pruebas físicas, químicas y biológicas in vivo e in vitro, resaltando la necesidad de validar la seguridad de nuevos materiales en contacto con alimentos. En contraste, Nájera et al. (2024) evaluaron quesos envasados en atmosfera modificada, destacando su impacto en la preservación sensorial y comparando la resistencia de envases reciclables frente a plásticos convencionales. Mientras el primer estudio se centra en la seguridad de materiales innovadores, el segundo enfatiza la sostenibilidad y la percepción del consumidor en la funcionalidad de un envase.

Stoma y Dudziak (2022) analizaron actitudes y comportamientos de los consumidores hacia envases activos e inteligentes, subrayando que la aceptación y el conocimiento del usuario son determinantes para su éxito en el mercado. Esta perspectiva complementa estudios fisicoquímicos al incorporar una dimensión social y económica en la evaluación de la funcionalidad del envase.

En el ámbito de las tecnologías avanzadas, Popa et al. (2019) propusieron un sistema IoT para poder monitorear en tiempo real parámetros críticos de los alimentos, mientras que Iftekhar et al. (2020) integraron IoT y blockchain para reforzar la trazabilidad y transparencia en la cadena de suministro. Por su parte, Kaur et al. (2022) desarrollaron sensores electroquímicos con nanomateriales para detectar contaminantes, aportando una protección activa a la seguridad alimentaria. Estos enfoques muestran como las innovaciones tecnológicas abarcan desde el control de calidad hasta la detección y trazabilidad.

Al comparar los estudios, observamos un consenso en la necesidad de integrar métodos fisicoquímicos y tecnológicos para poder evaluar la funcionalidad de los envases. No obstante, difieren en sus enfoques: Bassey et al. (2022) y Ede et al. (2021) priorizan la interacción envaseproducto, mientras que Nájera et al. (2024) y Stoma y Dudziak (2022) incorporan la percepción y aceptación del consumidor. Por otro lado, Popa et al. (2019) e Iftekhar et al. (2020) aportan la perspectiva digital mediante sensores e IoT-blockchain, ampliando la evaluación hacia la trazabilidad y seguridad.

Nota: Esta tabla resume los avances en envases alimentarios utilizando diversos materiales, destacando mejoras en vida útil y seguridad.

EQ1-2 ¿Cuáles son las necesidades que se cubren en la seguridad alimentaria?

En los 37 artículos científicos revisados, 14 de ellos se centran en prolongar la vida útil de los alimentos, abordando detección de calidad, propiedades antimicrobianas y antioxidantes y reducción de residuos en la industria.

Popa et al. (2019) en su investigación destacan el potencial de los envases inteligentes con sensores IoT para el monitoreo constante de los parámetros críticos como gases, temperatura, humedad y patógenos, ofreciendo la evaluación más dinámica y precisa que los métodos tradicionales existentes. Sin embargo, este avance enfrenta limitaciones relacionados con la necesidad de una infraestructura tecnológica avanzada, lo que dificulta su aplicación a gran escala. Por otro lado, Anjali et al. (2022) desarrollaron un sensor colorímetro basado en papel con nanopartículas de polianilina-pectina para detectar E. coli en derivados lácteos, se destaco por su bajo costo, simplicidad y estabilidad. Aun así, el enfoque en un único contaminante limita su alcance comparado a sistemas mas integrales como los de Popa et al. (2019), que monitorea diversos parámetros mediante IoT.

Soe et al. (2023) desarrollaron superficies antimicrobianas en impresión 3D, aparte de inhibir patógenos, mejoraron las propiedades mecánicas y de barrera de los envases. Además, Arumugam et al. (2022) elaboraron películas biocompuestas a partir de aceite esencial de semilla de uva y nanopartículas de sílice, este destaco su actividad antimicrobiana y antioxidante. Estos estudios comparten en la creación de materiales para prolongar la vida útil de los alimentos y reducir los desperdicios.

Es importante prolongar la vida útil para reducir los desechos y garantizar alimentos seguros. Asensio et al. (2020) evaluaron la migración de compuestos volátiles en materiales biológicos naturales como la pulpa de trigo y madera, proponiendo como una alternativa sostenible a los plásticos. Por otro lado, González et al. (2021) analizaron biopolímeros y confirmaron que estos mejoran la conservación y reducen su impacto ambiental. Estos estudios coinciden en la importancia de los envases sostenibles, aunque existen limitaciones en costo y disponibilidad.

Barzan et al. (2024) propusieron reutilizar extractos naturales de los residuos fomentando la economía circular elaborando envases antioxidantes. A esto, Hernández et al. (2020) destacaron el uso de materiales biodegradables para minimizar los residuos y mejorar la seguridad alimentaria. Estos difieren en la reutilización de subproductos frente a la biodegradabilidad. Fernández et al. (2019) coincidieron con Barzan et al. (2024) en cuanto a su desarrollo de envases activos con compuestos naturales antimicrobianos, estos son capaces de inhibir patógenos y prolongar la vida útil, mejorar la seguridad y calidad del producto.

Por último, la propiedad de mecánica y de barrera son fundamentales en la integridad del envase. Arumugam et al. (2022) y Ekonomou et al. (2023) coincidieron que al incorporar nanopartículas en los polímeros mejora la resistencia y protección, dando una solución eficaz para la industria. Aun así, existen dudas sobre su viabilidad económica, la producción a gran escala y la necesidad de distintos enfoques en la metodología para tener una perspectiva amplia con el fin de garantizar la seguridad y funcionalidad de los envases.

Resultados para la pregunta EQ2

EQ2: ¿Cuáles son los métodos que se utilizan para identificar la funcionalidad, sostenibilidad ambiental, y la reducción de residuos en los envases y embalajes?

Para poder responder a esta pregunta PICOC se generó la siguiente subpregunta:

Q2-1 ¿Qué métodos se utilizan para identificar la funcionalidad del envase?

Este trabajo de investigación identifico tres grupos principales para identificar la funcionalidad de los envases: microbiológicos y fisicoquímicos, sensoriales y tecnológicos.

Bassey et al. (2022) evaluaron el perfil fisicoquímico y microbiológico de la panceta del cerdo envasado al vacío, analizando el color, pH, TVB-N y TBARS. En sus resultados obtuvieron que la temperatura de almacenamiento influye en la estabilidad química y microbiota, enfatizando el papel del contenedor en la conservación del producto. Asi como, Ede et al. (2021) estudiaron los nanocristales de celulosa (CNC) para el envasado de alimentos en estudios físicos, químico y biológicos, in vivo e in vitro. Resaltan la necesidad de realizar pruebas de compatibilidad para no permitir que las interacciones comprometan la calidad y seguridad del producto.

Nájera et al. (2024) evaluaron las características sensoriales de cuñas de queso de oveja almacenadas en diversas condiciones de temperatura y tiempo, se enfocaron en la importancia del envasado en atmosfera modificada para mantener sus atributos de calidad que son percibidos por el consumidor. También compararon materiales reciclables con plásticos convencionales, contribuyendo a la sostenibilidad y funcionalidad del envasado. Adicionalmente, Stoma y Dudziak (2022) se enfocaron en la actitud y comportamiento de los consumidores respecto a los envases activos e inteligentes, dando énfasis a la aceptación y conciencia del consumidor que es vital para el éxito comercial.

Popa et al. (2019) sugirieron un sistema basado en IoT para monitorear gas, temperatura y humedad de alimentos en tiempo real, mientras que Iftekhar et al. (2020) combinaron el sistema basado en IoT con el blockchain para garantizar la trazabilidad en la cadena de suministro. Estos estudios mencionan la importancia de la digitalización en la mejora de la seguridad alimentaria y la transparencia. Pero, difieren en su enfoque de control de calidad durante el almacenamiento, mientras el otro se centró en la gestión integrada en la cadena de suministro.

Kaur et al. (2022) desarrollaron un nanosensorelectroquímico para detectar contaminantes en alimentos, este avance tecnológico es una herramienta significativa para reforzar la seguridad alimentaria uniendo el control de calidad con protección activa contra peligros potenciales.

Al comparar estos estudios, se observa un consenso en la importancia de combinar métodos fisicoquímicos y tecnológicos para evaluar la funcionalidad de los envases. No obstante, difieren en sus enfoques: Bassey et al. (2022) y Ede et al. (2021) analizan la interacción directa entre envase y alimento, mientras que Nájera et al. (2024) y Stoma y Dudziak (2022) consideran aspectos sensoriales y la percepción del consumidor. Por su parte, Popa et al. (2019) e Iftekhar et al. (2020) incorporan tecnologías de la información, mostrando cómo sensores y blockchain transforman el monitoreo y aseguramiento de la funcionalidad del envase.

Resultados para la pregunta EQ3

EQ3: ¿Qué beneficios positivos ofrecen las nuevas tecnologías de diseño en envases y embalajes para la seguridad alimentaria?

La revisión identificó ocho áreas de beneficio, siendo la seguridad y conservación alimentaria la más destacada con 14 artículos, seguida de la autenticidad y protección del producto (8). Tanto el control de calidad como los indicadores de trazabilidad alcanzan 6 estudios cada uno, mientras que el control de condiciones ambientales es el menos investigado, con 3 (Figura 3).

Ameri et al. (2024) y Anjali et al. (2022) destacan el papel de los sensores colorimétricos en la seguridad alimentaria. Los primeros desarrollaron sensores con antocianina/PET para detectar el deterioro del pescado mediante variación de pH, mientras que los segundos emplearon papel con nanopartículas de polianilina-pectina (PANIPEC) para identificar Escherichia coli en lácteos. Ambos coinciden en la relevancia de estos sensores, aunque difieren en su aplicación: monitoreo de frescura en pescado versus detección de patógenos en productos lácteos.

En películas con propiedades antimicrobianas y antioxidantes, Arumugam et al. (2022) reportan el uso de aceite esencial de semilla de uva y PBAT con nanopartículas de SiO₂, que mejoran la resistencia térmica y la conservación de alimentos. De forma similar, Barzan et al. (2024) desarrollaron envases activos de celulosa con extractos naturales antioxidantes. Ambos coinciden en la relevancia de estas propiedades para prolongar la vida útil, aunque difieren en los materiales y tecnologías aplicadas.

Ban et al. (2020) proponen recubrimientos de teflón tratados electroquímicamente para reducir Escherichia coli y Salmonella typhimurium en envases, mientras que Benítez et al. (2023) desarrollaron inmunosensores ópticos basados en resonancia para rastrear alérgenos. Aunque ambos estudios se enfocan en la seguridad alimentaria, difieren en su abordaje: prevención de contaminación bacteriana versus detección de alérgenos. Esta diversidad refleja cómo las tecnologías de envasado pueden adaptarse a distintas dimensiones de la seguridad.

Ameri et al. (2024) evaluaron indicadores de calidad en envases con sensores colorimétricos que detectan gases volátiles (TVB-N), ofreciendo una señal visual de la frescura del pescado. Esta innovación se inserta en la tendencia de envases inteligentes que, además de proteger, informan en tiempo real sobre la calidad del producto.

Por último, Rothwell et al. (2023) evaluaron el uso del agua activada por plasma (PAW) como Desinfectante en productos frescos, destacando su eficacia por no generar subproductos tóxicos. En contraste, Asencio et al. (2020) analizaron la migración de compuestos volátiles en biomateriales naturales para evaluar su seguridad como envase. Ambos autores coinciden en priorizar la seguridad alimentaria, aunque desde enfoques distintos: desinfección avanzada versus evaluación de materiales.

Las tecnologías en los envases han mejorado la seguridad alimentaria al poder detectar contaminantes, prolongar la vida útil y preservar la calidad. Aunque los estudios coinciden en su relevancia, difieren en enfoques y métodos, reflejando la diversidad de retos y soluciones en este campo de la seguridad alimentaria.

Resultados para la pregunta EQ4

EQ4: ¿Qué soluciones innovadoras existe en la industria de envases y embalajes?

En la figura 4 se muestra que la mayoría de los artículos se centran en los envases activos e inteligentes (13), seguido de los envases con propiedades funcionales que se encuentran en 11 artículos y los biodegradables (7), mientras que las tecnologías de conservación aparecen en 6 publicaciones. Todas estas investigaciones reflejan un avance significativo en la industria, priorizando la preservación de los alimentos junto con la sostenibilidad y funcionalidad de los envases.

Stoma y Dudziak (2022) y Chausali et al. (2022) coinciden en que los envases activos interactúan con los alimentos para prolongar su frescura mediante sensores que monitorean cambios en el entorno, ofreciendo información en tiempo real para prevenir desperdicios y mantener la calidad. No obstante, mientras los primeros destacan la detección de cambios, los segundos amplían el enfoque a la liberación o absorción de compuestos como antioxidantes o antimicrobianos, lo que evidencia una diversificación entre monitoreo e intervención activa. Un ejemplo son las películas comestibles antioxidantes a base de residuos de soja, propuestas como envases activos veganos para productos perecederos. De forma complementaria, se han desarrollado envases con extractos naturales de residuos alimentarios y hojas de Moringa oleifera, que prolongan la vida útil y preservan la calidad y seguridad de los alimentos (Barzan et al., 2024). Ambos coinciden en la importancia de usar materiales sostenibles, aunque difieren en la aplicación de películas comestibles versus incorporación de extractos naturales como agentes activos.

En envases biodegradables, el quitosano se emplea como matriz biopolimérica con propiedades barrera y biodegradabilidad, reutilizando residuos y favoreciendo la economía circular (Tkaczewska et al., 2023). De forma complementaria, los envases activos con extractos naturales prolongan la vida útil de los alimentos y contribuyen a la sostenibilidad al usar materiales renovables (Barzan et al., 2024). Mientras Tkaczewska et al. destacan el efecto barrera, Barzan et al. resaltan la interacción activa con los alimentos, evidenciando enfoques distintos dentro del mismo campo.

Cazón et al. (2022) destacan el uso de biopolímeros y marcos metalorgánicos (MOFs) como barreras contra la permeabilidad al vapor de agua y contaminantes, mejorando la conservación y reduciendo el uso de plásticos derivados del petróleo. La incorporación de MOFs supone un avance frente a biopolímeros tradicionales, aunque plantea retos de costo y complejidad de fabricación poco abordados en otros estudios. La innovación en envases para la industria alimentaria ha generado una variedad de soluciones que abordan tanto la seguridad alimentaria como la sostenibilidad.

Desafíos y perspectivas de futuro

El diseño de envases innovadores enfrenta desafíos como la compatibilidad de nuevos materiales con biopolímeros, los altos costos de producción de envases inteligentes y activos, y la necesidad de evaluar su viabilidad comercial y aceptación del consumidor. Además, la baja conciencia sobre estas tecnologías y las estrictas normativas pueden retrasar su adopción. No obstante, avances como la nano encapsulación de aditivos, bioenvases, y la integración de inteligencia artificial y blockchain ofrecen oportunidades para poder mejorar la trazabilidad, seguridad y sostenibilidad. Futuras investigaciones deberían enfocarse en soluciones que garanticen la seguridad alimentaria, sean sostenibles y aumenten la confianza del consumidor, como etiquetas inteligentes que informen en tiempo real la calidad del producto.

Conclusiones

La revisión sistemática revela una tendencia hacia la innovación tecnológica y la sostenibilidad en envases y embalajes alimentarios. La incorporación de propiedades antimicrobianas, antioxidantes y barrera ha demostrado mejorar la vida útil, la seguridad y calidad de los alimentos. Asimismo, el uso de los sensores y tecnologías inteligentes permite el monitoreo más preciso, favoreciendo la frescura y la prevención de contaminación. No obstante, persisten desafíos como los altos costos y la complejidad de producción, la seguridad de materiales emergentes como nanopartículas, y la limitada aceptación y conocimiento del consumidor, lo que puede restringir su adopción a gran escala.

Referencias bibliográficas

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