Войти
Тестирование атмосферы в полиэтиленовом пакете с морковью Модифицированная атмосфера - это практика изменения состава внутренней атмосферы упаковки (обычно пищевых упаковок, лекарств и т. Д.) С целью увеличения срока хранения. Потребность в этой технологии для пищевых продуктов возникает из-за короткого срока хранения пищевых продуктов, таких как мясо, рыба, птица и молочные продукты, в присутствии кислорода. В пище кислород легко доступен для реакций окисления липидов. Кислород также помогает поддерживать высокую частоту дыхания свежих продуктов, что способствует сокращению срока хранения. С микробиологической точки зрения кислород способствует росту аэробных микроорганизмов, вызывающих порчу. Следовательно, восстановление кислорода и его замена другими газами может уменьшить или замедлить реакции окисления и микробиологическую порчу. Поглотители кислорода также могут использоваться для уменьшения потемнения из-за окисления липидов путем остановки химического процесса самоокисления. Кроме того, MAP изменяет газовую атмосферу за счет включения газов различного состава.
Процесс модификации обычно снижает количество кислорода (O 2) в свободном пространстве упаковки. Кислород можно заменить азотом (N 2), сравнительно инертным газом или диоксидом углерода (CO 2).
Стабильная газовая атмосфера внутри упаковки может быть достигнута с помощью активных методов, таких как продувка газом и компенсированный вакуум, или пассивно путем создания «дышащих» пленок.
Первые зарегистрированные положительные эффекты использования модифицированной атмосферы относятся к 1821 году. Жак Этьен Берар, профессор фармацевтической школы в Монпелье, Франция, сообщил о задержке созревания фруктов и увеличении срока хранения в условиях хранения с низким содержанием кислорода. Хранение в контролируемой атмосфере (CAS) использовалось с 1930-х годов, когда корабли, перевозящие свежие яблоки и груши, имели высокие уровни CO 2 в своих помещениях для хранения, чтобы увеличить срок хранения продукта. В 1970-х годах пакеты МА достигли магазинов, когда бекон и рыба продавались в розничных упаковках в Мексике. С тех пор развитие было непрерывным, и интерес к MAP вырос из-за потребительского спроса.
Атмосфера внутри пакета может быть изменена пассивно или активно. В упаковке с пассивной модифицированной атмосферой (MAP) высокая концентрация CO 2 и низкий уровень O 2 в упаковке достигаются с течением времени в результате вдыхания продукта и скорости газопереноса упаковочной пленки. Этот метод обычно используется для свежих фруктов и овощей. Уменьшение O 2 и увеличение CO 2 замедляет частоту дыхания, сохраняет запасенную энергию и, следовательно, увеличивает срок хранения. С другой стороны, активная МА включает использование активных систем, таких как поглотители или эмиттеры O 2 и CO 2, поглотители влаги, поглотители этилена, эмиттеры этанола и продувка газом упаковочной пленки или контейнера для изменения атмосферы внутри упаковки.
Смесь газов, выбранная для упаковки МА, зависит от типа продукта, упаковочных материалов и температуры хранения. Атмосфера в пакете MA состоит в основном из отрегулированных количеств N 2, O 2 и CO 2. Уменьшение O 2 способствует задержке разрушительных реакций в пищевых продуктах, таких как окисление липидов, реакции потемнения и рост микроорганизмов, вызывающих порчу. Низкие уровни O 2 3-5% используются для замедления дыхания во фруктах и овощах. Однако в случае красного мяса высокие уровни O 2 (~ 80%) используются для уменьшения окисления миоглобина и сохранения привлекательного ярко-красного цвета мяса. Улучшение цвета мяса не требуется для свинины, птицы и колбасных изделий; поэтому для продления срока хранения используется более высокая концентрация CO 2. Уровни CO 2 выше 10% являются фитотоксичными для фруктов и овощей, поэтому уровень CO 2 поддерживается ниже этого уровня. N 2 в основном используется в качестве газа-наполнителя для предотвращения разрушения упаковки. Кроме того, он также используется для предотвращения окислительной прогорклости упакованных продуктов, таких как закуски, путем вытеснения атмосферного воздуха, особенно кислорода, тем самым продлевая срок хранения. Использование благородных газов, таких как гелий (He), аргон (Ar) и ксенон (Xe), для замены N 2 в качестве балансировочного газа в MAP, также может использоваться для сохранения и продления срока хранения свежих и минимально обработанных фруктов и овощей.. Их полезные эффекты связаны с их более высокой растворимостью и диффузией в воде, что делает их более эффективными в вытеснении O 2 из клеточных участков и ферментативных рецепторов O 2.
Были споры относительно использования окиси углерода (CO) в упаковке красного мяса из-за его возможного токсического воздействия на работников, занятых в сфере упаковки. Его использование приводит к более стабильному красному цвету карбоксимиоглобина в мясе, что приводит к еще одной проблеме, связанной с тем, что он может маскировать признаки порчи продукта.
Низкие концентрации O 2 и высокие CO 2 в упаковках эффективны для ограничения роста грамотрицательных бактерий, плесени и аэробных микроорганизмов, таких как Pseudomonas spp. Высокое содержание O 2 в сочетании с высоким содержанием CO 2 может оказывать бактериостатическое и бактерицидное действие за счет подавления аэробов за счет высокого содержания CO 2 и анаэробов за счет высокого содержания O 2. CO 2 обладает способностью проникать через бактериальную мембрану и влиять на внутриклеточный pH. Следовательно, увеличивается фаза задержки и время образования микроорганизмов, вызывающих порчу, что приводит к увеличению срока хранения охлажденных пищевых продуктов. Поскольку рост микроорганизмов, вызывающих порчу, подавляется MAP, способность патогенов к росту потенциально увеличивается. Микроорганизмы, которые могут выжить в среде с низким содержанием кислорода, такие как Campylobacter jejuni, Clostridium botulinum, E. coli, Salmonella, Listeria и Aeromonas hydophila, представляют собой серьезную проблему для упакованных продуктов MA. Продукты могут выглядеть органолептически приемлемыми из-за замедленного роста микроорганизмов, вызывающих порчу, но могут содержать вредные патогены. Этот риск можно свести к минимуму, используя дополнительные препятствия, такие как контроль температуры (поддержание температуры ниже 3 градусов C), снижение активности воды (менее 0,92), снижение pH (ниже 4,5) или добавление консервантов, таких как нитрит, для замедления метаболической активности и рост болезнетворных микроорганизмов.
Гибкие пленки обычно используются для таких продуктов, как свежие продукты, мясо, рыба и хлеб, поскольку они обеспечивают подходящую проницаемость для газов и водяного пара для достижения желаемой атмосферы. Формованные лотки формируются и отправляются на предприятие по упаковке пищевых продуктов, где они заполняются. Затем свободное пространство упаковки подвергается модификации и герметизации. Предварительно сформированные лотки обычно более гибкие и допускают более широкий диапазон размеров по сравнению с термоформованными упаковочными материалами, так как лотки разных размеров и цветов можно обрабатывать без риска повреждения упаковки. Однако термоформованная упаковка поступает на предприятие по упаковке пищевых продуктов в виде рулона листов. Каждый лист подвергается воздействию тепла и давления и формируется на упаковочной станции. После формования упаковка заполняется продуктом, а затем запаивается. Преимущества термоформованных упаковочных материалов по сравнению с предварительно сформированными лотками в основном связаны с затратами: в термоформованной упаковке используется на 30-50% меньше материала, и они транспортируются в виде рулонов материала. Это приведет к значительному сокращению производственных и транспортных расходов.
При выборе упаковочных пленок для MAP фруктов и овощей основными характеристиками, которые следует учитывать, являются газопроницаемость, скорость пропускания водяного пара, механические свойства, прозрачность, тип упаковки и надежность герметизации. Традиционно используемые упаковочные пленки, такие как LDPE ( полиэтилен низкой плотности), PVC (поливинилхлорид), EVA (этилен-винилацетат) и OPP (ориентированный полипропилен ), недостаточно проницаемы для продуктов с сильным дыханием, таких как свежесрезанные продукты, грибы и брокколи. Поскольку фрукты и овощи являются дышащими продуктами, через пленку необходимо пропускать газы. Пленки, разработанные с такими свойствами, называются проницаемыми пленками. Другие пленки, называемые барьерными пленками, предназначены для предотвращения газообмена и в основном используются с такими не дышащими продуктами, как мясо и рыба.
Пленки MAP, разработанные для контроля уровня влажности, а также газового состава в герметичной упаковке, полезны для длительного хранения свежих фруктов, овощей и трав, чувствительных к влаге. Эти пленки обычно называют пленками для упаковки в модифицированной атмосфере / модифицированной влажности (MA / MH).
При использовании упаковочных машин «форма-заполнение-укупорка» основная функция заключается в помещении продукта в гибкий пакет, соответствующий желаемым характеристикам конечного продукта. Эти пакеты могут быть предварительно формованными или термоформованными. Пища помещается в пакет, внутри упаковки изменяется состав атмосферы над продуктом; затем он запаивается высокой температурой. Эти типы машин обычно называются подушками для обертывания, которые горизонтально или вертикально формируют, заполняют и запечатывают продукт. Упаковочные машины «форма-заполнение-укупорка» обычно используются для крупномасштабных операций.
Напротив, камерные машины используются для периодических процессов. Предварительно сформированная обертка с наполнителем заполняется продуктом и вводится в полость. Полость закрывается, затем в камеру создается вакуум и при необходимости вводится модифицированная атмосфера. Герметизация упаковки осуществляется с помощью нагретых сварочных планок, после чего продукт удаляется. Этот пакетный процесс трудоемок и, следовательно, требует более длительного периода времени; однако это относительно дешевле, чем автоматические упаковочные машины.
Кроме того, машины для снорклинга используются для изменения атмосферы внутри упаковки после того, как еда была заполнена. Продукт помещается в упаковочный материал и помещается в машину без необходимости использования камеры. Затем в упаковочный материал вставляется сопло, представляющее собой трубку. Он создает вакуум, а затем смывает модифицированную атмосферу в упаковку. Насадка снимается, и упаковка герметизируется. Этот метод подходит для массовых и крупных операций.
Многие продукты, такие как красное мясо, морепродукты, минимально обработанные фрукты и овощи, салаты, макаронные изделия, сыр, хлебобулочные изделия, птица, вареное и вяленое мясо, готовые блюда и сушеные продукты, упаковываются в соответствии с MA. Сводка оптимальных газовых смесей для продуктов МА приведена в следующей таблице.
Упаковка в модифицированной атмосфере для различных пищевых продуктов и оптимальных газовых смесей
| Продукт | Кислород (%) | Углекислый газ (%) | Азот (%) |
|---|---|---|---|
| Красное мясо | 80–85 | 15 | - |
| Домашняя птица | - | 25 | 75 |
| Рыба | - | 60 | 40 |
| Сыры | - | 100 | - |
| Хлеб | - | 70 | 30 |
| Свежая паста | - | - | 100 |
| Фрукты и овощи | 3–5 | 3–5 | 85 - 95 |
