|
Рукотворная свежесть
Summary:
Модифицированная атмосфера, упаковка с которой предполагает замену стандартной композиции атмосферного воздуха внутри упаковки на комбинацию диоксида углерода, кислорода, азота в пропорциях, отличных от естественных атмосферных, - прекрасный способ продления жизни продуктов. Каковы типичные МАР, и какие упаковочные материалы лучше использовать?
Для увеличения срока годности продуктов существует шесть основных методов — понижение температуры, термическая обработка, уменьшение количества воды, консервирование, модифицированная атмосфера и облучение. Упаковка с модифицированной атмосферой предполагает замену стандартной композиции атмосферного воздуха внутри упаковки на комбинацию диоксида углерода, кислорода, азота в пропорциях, отличных от естественных атмосферных.
Принцип действия
Атмосферный воздух содержит около 20% кислорода, 80% азота и менее 1% углекислого газа. На изменение данных пропорций в упаковке реагирует содержащийся в ней продукт, что и составляет основу для метода продления срока годности с применением модифицированной атмосферы (см. табл. 1). Система с модифицированной атмосферой (MAP — modified atmosphere packaging) работает именно с указанными газами.
Кислород — биологически активный газ и для большинства продуктов ассоциируется с процессами дыхания и окисления. Для «белого» мяса, выпечки, макаронных изделий, молочных продуктов количество кислорода снижают до минимально возможного уровня, который исключал бы возникновение бескислородной атмосферы, способствующей росту анаэробных бактерий. Снижение кислорода до минимума не касается лишь двух продуктов: зелени, которой присуще естественное дыхание, и «черного» мяса, теряющего без кислорода свой натуральный красный цвет.
Углекислый газ при высоких концентрациях является естественным бактерицидом. Уровень содержания диоксида углерода в 20% или более способен создать условия, неблагоприятные для развития большинства микроорганизмов.
Азот, в отличие от двух газов, биологически инертен, плохо растворим в воде. Он применяется как газ-«наполнитель» или же в качестве заменителя кислорода.
Большинство материалов, используемых в упаковке с модифицированной атмосферой, должны обладать высокими барьерными свойствами по отношению ко всем трем газам. К примеру, упаковка, заполненная только азотом и углекислым газом, является системой, в которую будет пытаться проникнуть атмосферный кислород извне, чтобы установить равновесное парциальное давление. Исключением является лишь упаковка зелени, требующая применения низкобарьерных пленок.
Модифицированная атмосфера увеличивает срок годности продукта в 2-10 раз. При этом ее применение не устраняет необходимости использования низких температур при транспортировке, хранении или продаже продуктов. Важно помнить, что мясо, рыба, сыр в такой упаковке должны будут портиться, если к ним не применять стандартных условий охлаждения.
Принципы конструирования эффективной MAP для мяса, рыбы или овощей неодинаковы в силу различия данных групп продуктов.
|
ТИПИЧНЫЕ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ АТМОСФЕРЫ ДЛЯ НЕКОТОРЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
|
|
Продукты
|
Кислород, %
|
Углекислый газ, %
|
Азот, %
|
|
«Черное» мясо
|
до 40
|
от 20
|
40
|
|
«Белое» мясо, макаронные изделия
|
—
|
50
|
50
|
|
Рыба
|
20
|
80
|
—
|
|
Зелень, овощи
|
5
|
—
|
95
|
|
Выпечка, кондитерские изделия
|
1
|
60
|
39
|
|
Таблица 1
|
|
|
|
Мясо
Мясо — идеальная среда для микроорганизмов, поскольку содержит все необходимые питательные вещества для их поддержания и роста. Жировые ткани, помимо биологической активности, весьма восприимчивы к окислению. Естественный красный цвет мяса находится в прямой зависимости от степени окисления белка миоглобина. Даже при небольшом дефиците кислорода свежерубленное мясо приобретает темно-красный, «грязный» цвет. И наоборот, контролируемое воздействие кислорода приводит к насыщению миоглобина кислородом и окрашиванию мяса в столь желанный для большинства потребителей «свежий» цвет. Хотя само по себе «потемнение» мяса вследствие дефицита кислорода не означает его порчу, производитель вынужден считаться с покупательскими представлениями о свежести продукта: мясо должно быть ярко-красным. Кроме того, условия рынка — длительная дистрибьюторская цепочка — требуют продолжительных сроков хранения мяса.
В ответ на рыночный спрос компания Tenneco разработала упаковку с модифицированной атмосферой ActiveTech для мяса и мясных продуктов. В ней использовано сочетание нескольких технологий — кислородные абсорбенты и смесь диоксида углерода и азота — необычная комбинация, учитывая необходимость поступления кислорода для поддержания свежего вида мяса.
На перерабатывающем заводе рубленое мясо упаковывают в индивидуальную полимерную упаковку из «дышащей» пленки. Пакетик с кислородным абсорбентом прикрепляется к внутренней стороне вторичной полимерной упаковки, в которую обертывается пакет с мясом. Принцип действия таков: абсорбент забирает кислород из пространства между двумя упаковками и изнутри первичной упаковки (первичная упаковка «дышит», а вторичная изготовлена с применением барьерного материала, не пропускающего какие-либо газы извне). Поддерживая «нулевой» уровень кислорода внутри обеих упаковок, абсорбент заменяет его смесью углекислого газа и азота, препятствующей росту и размножению микроорганизмов, и мясо остается свежим даже без доступа кислорода.
Затем упаковка проходит через обычные дистрибьюторские каналы при нормальной температуре хранения 1-2°С. Попадая в магазин, вторичная барьерная упаковка с кислородным абсорбентом легко снимается, и как только первичная упаковка с мясным продуктом попадает под воздействие кислорода атмосферного воздуха, мясо начинает «краснеть», в течение 20 минут приобретая тот самый «свежий» вид. А благодаря избытку углекислого газа во внутренней упаковке оно действительно остается свежим дольше, чем мясо в обычной упаковке.
Модифицированная атмосфера упаковки — прекрасный способ продления жизни продуктов. При конструировании материала для MAP особое внимание уделяется структуре и качественным характеристикам пленки.
Овощи, зелень
Необходимо учитывать, что «зеленая» продукция и после сбора урожая продолжает «жить» и «дышать», потребляя кислород и выделяя углекислый газ. Кроме того, овощи, зелень содержат значительное количество воды, большая потеря которой приводит к порче продукта. У каждого овоща или фрукта индивидуальная интенсивность биологических и абиотических изменений и процессов. Гороху, зеленым бобам, листовым овощам присуща более высокая интенсивность дыхания по сравнению с яблоками, апельсинами и грушами. Картофель, репа и морковь «дышат» медленнее, поэтому они легче и дольше хранятся. Потеря влаги интенсивнее происходит, например, в салате, чем в репе, благодаря возможной наибольшей площади поверхности. Из этого следует, что сохранить зелень, салат труднее, — упаковка для них должна соответствовать самым жестким требованиям.
Применение модифицированной атмосферы позволяет увеличить срок годности овощей и зелени путем снижения интенсивности их «дыхания» и замедления «старения», связанного, собственно, с фактором дыхания.
Конструирование упаковки с системой MAP является комплексной задачей из нескольких составляющих:
- интенсивность дыхания упаковываемой зелени и овощей;
- размеры упаковки (объем и площадь поверхности), вес продукта в упаковке.
Важны также условия хранения и температура охлаждения при транспортировке свежесобранной зелени и овощей. За основу берутся обычно наихудшие исходные условия.
Большинство материалов для упаковки с MAP должны обладать высокими барьерными свойствами по отношению к кислороду, азоту и углекислому газу. Изменение пропорций данных газов в упаковке и составляет основу для продления срока годности упаковываемого продукта.
Как грамотно сконструировать атмосферу
Грамотно разработанная упаковка с модифицированной атмосферой обязана снижать интенсивность дыхания зелени, но не останавливать его полностью. Собственно, между созданием атмосферы, продлевающей срок годности продукта, и той, в которой овощи будут портиться, граница очень тонка. Количество кислорода в упаковке должно быть достаточно для поддержания ограниченного аэробного дыхания. В случае если кислород будет присутствовать в малом количестве или его не будет вовсе, овощи в упаковке подвергнуться влиянию анаэробов (микроорганизмов, жизнедеятельность которых возможна только в отсутствии свободного кислорода) — возбудителей и участников процессов брожения, разложения и гниения.
По этой причине высокобарьерные пленки, обладающие низкой пропускающей способностью к кислороду и другим газам, обычно не применяют в качестве материала для MAP овощей и зелени. Предпочтение отдается пленкам с выборочными барьерными свойствами, способным контролировать уровень проникновения кислорода и эффективно регулировать его концентрацию внутри упаковки.
Кроме количественных характеристик кислорода, необходимо учитывать особенности химических реакций превращения глюкозы и кислорода в воду и углекислый газ (см. рис. 1).
Согласно данной реакции, на одну молекулу потребляемого кислорода генерируется одна молекула углекислого газа. Отношение выделяемого СО2 к потребляемому О2 называется «коэффициентом дыхания» и обозначается как RQ. В указанной реакции коэффициент RQ равен 1. Однако у различных видов овощей и зелени разные типы реакций старения, поэтому коэффициент дыхания может быть меньше или больше единицы. Тем не менее RQ, равный единице, приемлем для многих видов овощей при хранении в стандартных условиях охлаждения.
Фактор RQ важен еще и потому, что помимо замедления дыхания диоксид углерода, особенно в повышенной концентрации, замедляет рост и развитие микроорганизмов. Таким образом, СО2 может играть роль своеобразного фунгицида по отношению к некоторым овощам и зелени. Другие виды сельскохозяйственных культур весьма чувствительны к избыточным концентрациям углекислого газа, поэтому для каждой из культур должен подбираться оптимальный уровень концентрации С02.
Немаловажным фактором в определении интенсивности дыхания является температура. Известно, что при комнатной температуре зелень начинает быстро «стареть» и портиться. Во избежание этого ее охлаждают до температуры 4,4 °С или даже ниже. Но при температурах 1 °С — -1 °С многие виды зелени претерпевают уже необратимые изменения, ведущие опять-таки к порче. В отношении «пограничной» температуры для каждой культуры требуется индивидуальный подход.
Выбор материала
При конструировании материала, максимально удовлетворяющего требованиям упаковываемой зелени, особое внимание уделяется выбору полимера, структуре пленки (однослойная, коэкструдированная или ламинированная), толщине пленки (суммарная толщина или соотношение слоев), добавкам (антиадгезивы, антивуаленты, антифрикционные присадки), а также технологическим условиям (температура экструзии, последующая обработка).
При выборе материала определяются также такие параметры, как интенсивность проникновения кислорода, оптические свойства, температура инициации липкости пленки и прочностные характеристики при ней, температура начала термоплавкости и прочностные качества при ней; учитываются обрабатываемость, запечатываемость пленки.
Традиционно для упаковки свежих овощей и зелени использовался этилвинилацетат (EVA), уступающий по многим характеристикам новейшим полимерам, в частности, полиэтилену сверхнизкой плотности (ULDPE) и полиолефиновым пластомерам (POP). Благодаря уникальной комбинации свойств: высокой интенсивности проникновения кислорода, довольно низкой водопаропроницаемости, прекрасным характеристикам свариваемости, оптическим свойствам — полимерным пленкам, изготавливаемым из пластомеров и ULDPE, отдается преимущесто в разработках упаковки с модифицированной атмосферой для зелени и овощей.
Полиолефиновые пластомеры марки Affinity, разработанные компанией Dow Plastics по запатентованной технологии Insite, содержат определенное количество длинноцепных ветвлений. Их использование улучшает технологические характеристики пленки при экструзии, упрощает сам процесс. Например, пленки, изготавливаемые из полимеров марки Affinity (POP) и Attane (ULDPE), обладают в сравнении с материалами из EVA более низкой температурой инициации липкости и более высокими показателями прочности при этой температуре, отличными параметрами интенсивности проникновения кислорода и характеристиками термосвариваемости.
Марина Монахова
2001 #5
|
