Jump to content

Измененная атмосфера

Проверка атмосферы в пластиковом пакете с морковью

Упаковка в модифицированной атмосфере ( MAP ) — это практика изменения состава внутренней атмосферы упаковки ( обычно упаковок пищевых продуктов, лекарств и т. д.) с целью увеличения срока хранения . [1] [2] Необходимость данной технологии для продуктов питания обусловлена ​​коротким сроком хранения таких пищевых продуктов, как мясо, рыба, птица, молочные продукты, в присутствии кислорода . В пище кислород легко доступен для окисления липидов реакций . Кислород также помогает поддерживать высокую скорость дыхания свежих продуктов, что способствует сокращению срока их хранения. [3] С микробиологической точки зрения кислород способствует росту аэробных вызывающих порчу микроорганизмов, . [2] Следовательно, снижение содержания кислорода и замена его другими газами может уменьшить или задержать реакции окисления и микробиологическую порчу. Поглотители кислорода также можно использовать для уменьшения потемнения из-за окисления липидов путем остановки автоокислительного химического процесса. Кроме того, МАП меняет газовую атмосферу, включая в себя газы разного состава.

Процесс модификации обычно снижает количество кислорода (O 2 ) в свободном пространстве упаковки. Кислород можно заменить азотом (N 2 ), сравнительно инертным газом, или углекислым газом (СО 2 ). [2]

Стабильная атмосфера газов 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 от использования модифицированной атмосферы датируются 1821 годом. 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, перевозившие свежие яблоки и груши, имели высокий уровень CO 2 в своих помещениях для хранения, чтобы увеличить срок хранения продукта. [5] В 1970-х годах упаковки MA попали в магазины, когда бекон и рыба продавались в розничных упаковках в Мексике. С тех пор развитие продолжалось, а интерес к MAP рос благодаря потребительскому спросу.

Атмосфера внутри пакета может быть изменена пассивно или активно. [6] При пассивном MAP высокая концентрация CO 2 и низкий уровень O 2 в упаковке достигается с течением времени в результате дыхания продукта и скорости газопроницаемости упаковочной пленки. Этот метод обычно используется для свежих дышащих фруктов и овощей. Снижение содержания O 2 и увеличение содержания CO 2 замедляет скорость дыхания, сохраняет запасенную энергию и, следовательно, продлевает срок хранения . [7] С другой стороны, активный МА предполагает использование активных систем, таких как O 2 и CO 2 поглотители или эмиттеры , поглотители влаги, поглотители этилена , эмиттеры этанола и продувку газом упаковочной пленки или контейнера для изменения атмосферы внутри упаковки. [7]

Смесь газов, выбранная для упаковки МА, зависит от типа продукта, упаковочных материалов и температуры хранения. Атмосфера в упаковке МА состоит в основном из заданного количества N 2 , O 2 и CO 2 . [6] [8] Снижение содержания O 2 способствует задержке реакций порчи пищевых продуктов, таких как окисление липидов , реакции потемнения и рост организмов, вызывающих порчу. [5] [6] Низкие уровни O 2 (3-5%) используются для замедления скорости дыхания фруктов и овощей. [6] Однако в случае с красным мясом высокие уровни O 2 (~80%) используются для уменьшения окисления миоглобина и поддержания привлекательного ярко-красного цвета мяса. [9] Улучшение цвета мяса не требуется для свинины, птицы и вареного мяса; более высокая концентрация CO 2 . поэтому для продления срока хранения используется [8] выше 10% Уровни CO 2 являются фитотоксичными для фруктов и овощей, поэтому уровень CO 2 поддерживается ниже этого уровня.

N 2 чаще всего используется в качестве газа-наполнителя для предотвращения разрушения упаковки. [5] [8] Кроме того, он также используется для предотвращения окислительного прогоркания упакованных продуктов, 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 балансирующего газа в MAP, также может быть использовано для сохранения и продления срока хранения свежих и минимально обработанных фруктов и овощей. . Их благотворное воздействие обусловлено их более высокой растворимостью и диффузионной способностью в воде, что делает их более эффективными в вытеснении O 2 из клеточных участков и ферментативных рецепторов O 2 . [10]

Были дебаты по поводу использования угарного газа (CO) при упаковке красного мяса из-за его возможного токсического воздействия на работников упаковки. [9] Его использование приводит к более стабильному красному цвету карбоксимиоглобина в мясе, что вызывает еще одно опасение, что он может маскировать признаки порчи продукта. [5] [9]

Влияние на микроорганизмы

[ редактировать ]

Низкие концентрации O 2 и высокие концентрации 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 . Таким образом, лаг-фаза и время образования микроорганизмов, вызывающих порчу, увеличиваются, что приводит к увеличению срока годности охлажденных пищевых продуктов. [9] Поскольку рост микроорганизмов, вызывающих порчу, подавляется MAP, способность патогенов к росту потенциально увеличивается. Микроорганизмы, которые могут выживать в среде с низким содержанием кислорода, такие как Campylobacter jejuni , Clostridium botulinum , E. coli , Salmonella , Listeria и Aeromonas Hydrophila, представляют собой серьезную проблему для продуктов, упакованных 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 за счет использования дополнительных препятствий, таких как контроль температуры (поддержание температуры ниже 3 градусов Цельсия), 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

[ редактировать ]

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 позволяют использовать более широкий диапазон размеров по сравнению с термоформованными упаковочными материалами, поскольку с лотками разных размеров и цветов можно обращаться 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 формирования упаковка заполняется продуктом, а затем запечатывается. [12] Преимущества термоформованных упаковочных материалов перед предварительно сформированными лотками в основном связаны с затратами: для термоформованной упаковки используется на 30–50 % меньше материала, и они транспортируются в рулонах. Это приведет к значительному сокращению производственных и транспортных затрат. [11]

При выборе упаковочных пленок для МАП фруктов и овощей основными характеристиками, которые следует учитывать, являются газопроницаемость, скорость паропроницаемости, механические свойства, прозрачность, тип упаковки и надежность запечатывания. [6] Традиционно используемые упаковочные пленки, такие как LDPE (полиэтилен низкой плотности), PVC (поливинилхлорид), EVA (этиленвинилацетат) и OPP (ориентированный полипропилен ), недостаточно проницаемы для продуктов с высокой степенью дыхания, таких как свежесрезанные продукты, грибы и брокколи. Поскольку фрукты и овощи являются дышащими продуктами, возникает необходимость пропускания газов через пленку. Пленки, обладающие такими свойствами, называются проницаемыми пленками . Другие пленки, называемые барьерными, предназначены для предотвращения газообмена и в основном используются с недыхающими продуктами, 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

[ редактировать ]

При использовании упаковочных машин типа «форма-наполнение-запечатывание» основная функция — поместить продукт в гибкий пакет, соответствующий желаемым характеристикам конечного продукта. Эти пакеты могут быть либо предварительно сформированы, либо термоформованы. Продукты питания помещаются в пакет, внутри упаковки изменяется состав атмосферы свободного пространства; затем его термосваривают. [11] Эти типы машин обычно называются «подушками», которые горизонтально или вертикально формируют, наполняют и запечатывают продукт. [5] Упаковочные машины типа «форма-наполнение-запечатывание» обычно используются для крупномасштабных операций.

Напротив, камерные машины используются для периодических процессов. Заполненную предварительно сформированную обертку наполняют продуктом и вводят в полость. Полость закрывается, затем в камеру создается вакуум и по желанию вводится модифицированная атмосфера. Запечатывание упаковки осуществляется с помощью нагретых запаивающих планок, после чего продукт извлекается. Этот периодический процесс является трудоемким и, следовательно, требует более длительного периода времени; однако это относительно дешевле, чем автоматизированные упаковочные машины. [11]

Кроме того, машины для подводного плавания используются для изменения атмосферы внутри упаковки после того, как продукты были разложены. Продукт помещается в упаковочный материал и устанавливается в машину без использования камеры. Затем в упаковочный материал вставляется сопло, которое представляет собой трубку. Он создает вакуум, а затем выбрасывает модифицированную атмосферу в упаковку. Насадка снимается, и упаковка термосваривается. Этот метод подходит для объемных и крупных операций. [11]

Продукты

[ редактировать ]

Многие продукты, такие как красное мясо, морепродукты, фрукты и овощи с минимальной обработкой, салаты, макароны, сыр, хлебобулочные изделия, птица, вареное и колбасное мясо, готовые блюда и сушеные продукты, упаковываются под маркировкой MA. [4] Обзор оптимальных газовых смесей для продуктов MA показан в следующей таблице.

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

Продукт Кислород (%) Углекислый газ (%) Азот (%)
Красное мясо 80 - 85 15 -
Птица - 25 75
Рыба - 60 40
Сыры - 100 -
Хлеб - 70 30
Свежая паста - - 100
Фрукты и овощи 3 - 5 3 - 5 85 - 95

Модифицированная атмосфера может использоваться для хранения зерна.

CO 2 насекомыми и, в зависимости от концентрации, плесенью и окислением предотвращает повреждение зерна . Зерно, хранящееся таким образом, может оставаться съедобным примерно пять лет. [13] Один из методов — положить на дно кусок сухого льда и заполнить банку зерном. Другой метод - продувка контейнера снизу газообразным углекислым газом из баллона или резервуара-заборника.

Азотный газ ( N 2 ) в концентрации 98% и выше также эффективно используется для уничтожения насекомых в зерне посредством гипоксии . [14] Однако углекислый газ имеет в этом отношении преимущество, поскольку он убивает организмы за счет гиперкарбии и гипоксии (в зависимости от концентрации), но для него требуются концентрации примерно более 35%. [15] Это делает углекислый газ предпочтительным для фумигации в ситуациях, когда герметичность невозможно обеспечить .

Герметичное хранение зерна (иногда называемое герметичным хранением) основано на дыхании зерна, насекомых и грибов, которые могут изменить закрытую атмосферу в достаточной степени для борьбы с насекомыми-вредителями. Это метод глубокой древности, [16] а также иметь современные аналоги. Успех метода зависит от правильного сочетания герметизации, влажности зерна и температуры. [17]

Запатентованный процесс использует топливные элементы для отвода и автоматического поддержания истощения кислорода в транспортном контейнере, содержащем, например, свежую рыбу. [18]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Огг, М. (апрель 2020 г.), Упаковка в модифицированной атмосфере увеличивает добавленную стоимость , Производство бизнеса , дата обращения 20 августа 2020 г.
  2. ^ Jump up to: а б с д Парри, RT (1993). Принципы и применение упаковки пищевых продуктов в модифицированной атмосфере . Бостон, Массачусетс: Springer US. ISBN  9781461358923 . OCLC   840284063 .
  3. ^ Боску Д., Эльмадфа И. (2011). Жарка продуктов: окисление, питательные и непитательные антиоксиданты, биологически активные соединения и высокие температуры (2-е изд.). Бока-Ратон: CRC Press. ISBN  9781439806821 . OCLC   466361000 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  4. ^ Jump up to: а б Киртил Э. и Озтоп МХ (2016). «Упаковка в контролируемой и модифицированной атмосфере». Справочный модуль по пищевой науке . дои : 10.1016/B978-0-08-100596-5.03376-X . ISBN  9780081005965 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  5. ^ Jump up to: а б с д и ж Блейкистон, бакалавр (1998). Принципы и применение упаковки пищевых продуктов в модифицированной атмосфере (2-е изд.). Лондон: Blackie Academic & Professional. стр. 1–38. ISBN  978-0751403602 .
  6. ^ Jump up to: а б с д и Робертсон, Г.Л. (2006). Принципы и практика упаковки пищевых продуктов (2-е изд.) . Флорида: CRC Press. стр. 313–330. ISBN  978-0-8493-3775-8 .
  7. ^ Jump up to: а б с д Броуди, А.Л., Чжуан, Х., Хан, Дж.Х. (2011). Упаковка в модифицированной атмосфере для свеженарезанных фруктов и овощей . Западный Суссекс, Великобритания: Blackwell Publishing Ltd., стр. 57–67. ISBN  978-0-8138-1274-8 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  8. ^ Jump up to: а б с д и Товарищи, Пи Джей (2017). Технология пищевой промышленности: принципы и практика (4-е изд.) . Даксфорд, Великобритания: Издательство Woodhead. стр. 992–1001. ISBN  978-0-08-101907-8 .
  9. ^ Jump up to: а б с д Дженане Д., Ронкалес П. (2018). «Угарный газ в упаковке мяса и рыбы: преимущества и ограничения» . Еда . 7 (2): 12. doi : 10.3390/foods7020012 . ПМК   5848116 . ПМИД   29360803 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  10. ^ Jump up to: а б Гиделли, К., Перес-Гаго, МБ (2018). «Последние достижения в области упаковки в модифицированной атмосфере и съедобных покрытий для сохранения качества свежесрезанных фруктов и овощей». Критические обзоры в области пищевой науки и питания . 58 (4): 662–679. дои : 10.1080/10408398.2016.1211087 . hdl : 20.500.11939/6137 . ПМИД   27469103 . S2CID   205692928 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  11. ^ Jump up to: а б с д и Муллан, Майкл; Макдауэлл, Дерек (17 марта 2011 г.). Технология упаковки пищевых продуктов и напитков . Оксфорд, Великобритания: Уайли-Блэквелл. стр. 263–294. дои : 10.1002/9781444392180.ch10 . ISBN  9781444392180 .
  12. ^ Шмидт, Ф (20 декабря 2003 г.). «Моделирование инфракрасного нагрева листа термопласта, используемого в процессе термоформования» . Журнал технологии обработки материалов . 143–144: 225–231. дои : 10.1016/s0924-0136(03)00291-7 . S2CID   136832404 .
  13. ^ Наварро, Шломо; Тимлик, Блейн; Демяник, Колин; Уайт, Ноэль (март 2012 г.). «Контролируемая или модифицированная атмосфера» (PDF) . k-state.edu . Проверено 17 марта 2018 г.
  14. ^ Аннис, ПК и Доусетт, Х.А. 1993. Дезинфекция зерна с низким содержанием кислорода: периоды воздействия, необходимые для высокой смертности. Учеб. Международная конференция по контролируемой атмосфере и фумигации. Виннипег, июнь 1992 г., Caspit Press, Иерусалим, стр. 71–83.
  15. ^ Аннис, ПК и Мортон, Р. 1997. Острые последствия смертности от углекислого газа на различных стадиях жизни Sitophilus oryzae. J. Сохраненная продукция.Res. 33. 115–124
  16. ^ Различные авторы, Сессия 1: Естественное герметичное хранение. В: Шейбал, Дж., Ред., Хранение зерна в контролируемой атмосфере, Elsevier: Амстердам, 1–33.
  17. ^ Аннис ПК и Бэнкс Х.Дж. 1993. Возможно ли герметичное хранение зерна в современных сельскохозяйственных системах? В «Борьбе с вредителями и устойчивом сельском хозяйстве» редакторы С.А. Кори, DJ Dall и WM Milne. CSIRO, Австралия. 479–482
  18. ^ Лэйн Уэлч (18 мая 2013 г.). «Лейн Уэлч: Технология топливных элементов ускоряет доставку рыбы на большие расстояния» . Анкоридж Дейли Ньюс . Архивировано из оригинала 9 июня 2013 года . Проверено 19 мая 2013 г.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 3eb46652a9fa04f327b57ecf7a0e9224__1698981120
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/3e/24/3eb46652a9fa04f327b57ecf7a0e9224.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Modified atmosphere - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)