Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
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 . [1] [2] 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. [3] С микробиологической точки зрения кислород способствует росту аэробных микроорганизмов, вызывающих порчу .[2] 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.

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 ). [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.

История [ править ]

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. [4] Хранение в контролируемой атмосфере (CAS) использовалось с 1930-х годов, когда суда, перевозящие свежие яблоки и груши, имели высокие уровни CO 2 в своих помещениях для хранения, чтобы продлить срок хранения продукта. [5] В 1970-х годах упаковки МА достигли магазинов, когда бекон и рыба продавались в розничной упаковке в Мексике. С тех пор развитие было непрерывным, и интерес к MAP вырос из-за потребительского спроса.

Теория [ править ]

Атмосфера внутри пакета может быть изменена пассивно или активно. [6] В упаковке с пассивной модифицированной атмосферой (MAP) высокая концентрация CO 2 и низкий уровень O 2 в упаковке достигается 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. [7] С другой стороны, активная МА предполагает использование активных систем, таких как O 2 и CO 2.поглотители или эмиттеры, поглотители влаги, поглотители этилена, эмиттеры этанола и продувка газа в упаковочной пленке или контейнере для изменения атмосферы внутри упаковки. [7]

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. [6] [8] Уменьшение O 2 способствует замедлению разрушительных реакций в пищевых продуктах, таких как окисление липидов , реакции потемнения и рост порчи. организмы. [5] [6] Низкий уровень O 2 в 3-5% используется для замедления дыхания во фруктах и ​​овощах. [6] Однако в случае красного мяса высокий уровень O 2(~ 80%) используются для уменьшения окисления миоглобина и сохранения привлекательного ярко-красного цвета мяса. [9] Улучшение цвета мяса не требуется для свинины, птицы и колбасных изделий; поэтому для продления срока хранения используется более высокая концентрация CO 2 . [8] 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. [5] [8] Кроме того, он также используется для предотвращения прогорклости от окисления в упакованных продуктах, таких как закуски, путем вытеснения атмосферного воздуха, особенно кислорода, тем самым продлевая срок хранения.[5] [8] 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 обработанные фрукты и овощи. Их полезные эффекты связаны с их более высокой растворимостью и диффузией в воде, что делает их более эффективными в вытеснении O 2 из участков клетки и ферментативныхрецепторовO 2 . [10]

Об использовании окиси углерода (CO) при упаковке красного мяса ведутся споры из-за его возможного токсического воздействия на работников, занятых в сфере упаковки. [9] Его использование приводит к более стабильному красному цвету карбоксимиоглобина в мясе, что приводит к еще одной проблеме, связанной с тем, что он может скрывать признаки порчи продукта. [5] [9]

Влияние на микроорганизмы [ править ]

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 высоким содержанием CO 2 и анаэробов высоким содержанием O 2 . [10] 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. [9]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. [7] Продукты могут выглядеть органолептически приемлемыми из-за замедленного роста микроорганизмов, вызывающих порчу, но могут содержать вредные патогены . [7]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. [8]

Упаковочные материалы [ править ]

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. Предварительно сформированные 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. [11]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. [12] 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 затрат. [11]

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. [6] 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 продуктами, не способными дышать, такими 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).

Оборудование [ править ]

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 свободного пространства; затем он герметизируется. [11] Эти типы машин обычно называются подушками-обертывателями, которые горизонтально или вертикально формируют, заполняют и запечатывают продукт. [5] Упаковочные машины «форма-заполнение-печать» 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 измененная атмосфера. Герметизация упаковки осуществляется с помощью нагретых запаивающих стержней, после чего продукт удаляется. Этот пакетный процесс трудоемок и, следовательно, требует более длительного периода времени; однако это относительно дешевле, чем автоматические упаковочные машины. [11]

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. [11]

Продукты [ править ]

Многие продукты, такие как красное мясо, морепродукты, минимально обработанные фрукты и овощи, салаты, макаронные изделия, сыр, хлебобулочные изделия, птица, колбасные изделия и вяленое мясо, готовые блюда и сушеные продукты, упаковываются в соответствии с MA. [4] Сводка оптимальных газовых смесей для продуктов МА приведена в следующей таблице.

Упаковка в модифицированной атмосфере для различных пищевых продуктов и оптимальных газовых смесей [2]

ТоварКислород (%)Углекислый газ (%)Азот (%)
Красное мясо80–8515-
Домашняя птица-2575
Рыбы-6040
Сыры-100-
Хлеб-7030
Свежие макароны--100
Фрукты и овощи3–53–585 - 95

См. Также [ править ]

  • Активная упаковка
  • Холодная цепь
  • Упаковка в модифицированной атмосфере / модифицированной влажности
  • Проницаемость
  • Срок годности

Цитаты [ править ]

  1. ^ Ogg, M (апрель 2020 г.), Упаковка в модифицированной атмосфере повышает ценность бизнеса с добавленной стоимостью , получено 20 августа 2020 г.
  2. ^ а б в г Парри, RT (1993). Принципы и применение упаковки пищевых продуктов в модифицированной атмосфере . Бостон, Массачусетс: Springer США. ISBN 9781461358923. OCLC  840284063 .
  3. ^ Boskou Д., Elmadfa, I. (2011). Жарение пищи: окисление, питательные и непитательные антиоксиданты, биологически активные соединения и высокие температуры (2-е изд.). Бока-Ратон: CRC Press. ISBN 9781439806821. OCLC  466361000 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  4. ^ a b Киртил, E и Oztop, MH (2016). «Упаковка в контролируемой и модифицированной атмосфере». Справочный модуль по пищевой науке . DOI : 10.1016 / B978-0-08-100596-5.03376-X . ISBN 9780081005965.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  5. ^ Б с д е е Blakistone, Б.А. (1998). Принципы и применения упаковки пищевых продуктов в модифицированной атмосфере (2-е изд.). Лондон: Blackie Academic & Professional. С. 1–38. ISBN 978-0751403602.
  6. ^ а б в г д Робертсон, GL (2006). Принципы и практика упаковки пищевых продуктов (2-е изд.) . Флорида: CRC Press. С. 313–330. ISBN 978-0-8493-3775-8.
  7. ^ а б в г Броуди, А.Л., Чжуан, Х., Хан, Дж. Х. (2011). Упаковка в модифицированной атмосфере для свежесрезанных фруктов и овощей . Западный Суссекс, Великобритания: Blackwell Publishing Ltd., стр. 57–67. ISBN 978-0-8138-1274-8.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  8. ^ a b c d e Fellows, PJ (2017). Технология пищевой промышленности: принципы и практика (4-е изд.) . Даксфорд, Великобритания: Woodhead Publishing. С. 992–1001. ISBN 978-0-08-101907-8.
  9. ^ а б в г Дженане, Д., Ронкалес, П. (2018). «Окись углерода в упаковке мяса и рыбы: преимущества и ограничения» . Еда . 7 (2): 12. DOI : 10,3390 / foods7020012 . PMC 5848116 . PMID 29360803 .  
  10. ^ a b Гиделли, C, Перес-Гаго, МБ (2018). «Последние достижения в области упаковки в модифицированной атмосфере и пищевых покрытий для сохранения качества свежесрезанных фруктов и овощей». Критические обзоры в области пищевой науки и питания . 58 (4): 662–679. DOI : 10.1080 / 10408398.2016.1211087 . ЛВП : 20.500.11939 / 6137 . PMID 27469103 . S2CID 205692928 .  
  11. ^ a b c d e Муллан, Майкл; Макдауэлл, Дерек (17 марта 2011 г.). Технология упаковки пищевых продуктов и напитков . Оксфорд, Великобритания: Wiley-Blackwell. С. 263–294. DOI : 10.1002 / 9781444392180.ch10 . ISBN 9781444392180.
  12. ^ Шмидт, F (2003-12-20). «Моделирование инфракрасного нагрева листа термопласта, используемого в процессе термоформования» . Журнал технологий обработки материалов . 143–144: 225–231. DOI : 10.1016 / s0924-0136 (03) 00291-7 .

Ссылки [ править ]

  • Church, IJ & Parsons, AL: (1995) Технология упаковки в модифицированной атмосфере: обзор, Journal Science Food Agriculture, 67, 143-152
  • Дэй, BPF: (1996) Перспектива упаковки свежих продуктов в модифицированной атмосфере в Западной Европе, пищевая наука и технологии сегодня, 4215-221
  • Европейский совет по информации о пищевых продуктах (EFIC: (2001) Заключение Научного комитета по пищевым продуктам об использовании окиси углерода в качестве компонента упаковочных газов в упаковке с модифицированной атмосферой для свежего мяса .
  • Парри, RT: (1993) Принципы и применение MAP пищевых продуктов, Blackie Academic & Professional, England, 1-132
  • Филлипс, Калифорния: (1996) Обзор: Упаковка в модифицированной атмосфере и ее влияние на микробиологическое качество и безопасность продукции, Международный журнал пищевой науки и техники, 31, 463-479
  • Робертсон, Г.Л., «Пищевая упаковка: принципы и практика», 3-е издание, 2013 г., ISBN 978-1-4398-6241-4 
  • Загори, Д. и Кадер, А.А.: (1988) Упаковка свежих продуктов в модифицированной атмосфере, Food Technology., 42 (9), 70-77