Состав газа для упаковки в газомодифицированной атмосфере (МГС)

Описание

В середине XX века для сохранения свежих продуктов начали применять специальный газ, при помощи которого создавалась особая атмосфера вокруг продукта, препятствовавшая развитию бактерий и окислению жиров. Вначале такой способ использовали в основном при перевозке крупных партий продуктов, в частности мяса. Позднее эта технология сохранения продуктов была успешно перенесена на продукты в упаковке для розничной торговли.

Исходя из задач, которые возникают при хранении тех или иных пищевых продуктов, различают несколько разновидностей упаковки с измененной внутренней газовой атмосферой:

  • упаковка с модифицированной газовой атмосферой (modified atmosphere packaging — MAP);
  • вакуумированная упаковка (vacuum packaging— VP);
  • изобарическая упаковка (isobaric packaging—IP);
  • газонаполненная упаковка (gas packaging — GP);
  • упаковка с контролируемой газовой атмосферой (controlled atmosphere packaging — CAP);
  • упаковка с саморегулируемой газовой атмосферой ( self- control gas atmosphere packaging — SGAP);
  • упаковка с активно регулируемой газовой атмосферой (actively-control gas atmosphere packaging — AGAP).

Начиная с 90-х годов прошлого века, именно технология MAP стала самым часто применяемым способом сохранения качества и свежести продуктов питания. Она является формой активного упаковывания продукта, при которой воздух удаляется из упаковки и заменяется одним газом или смесью газов. Смесь газов выбирают в зависимости от типа продукта. Они призваны "оберегать" продукты от контакта с кислородом, который участвует в процессах окисления, а также необходим аэробным микроорганизмам для дыхания. Таким образом, использование защитных газов предохраняет пищевые продукты и от окислительной порчи, и от микробиологической. Однако в пищевых продуктах, обработанных по МАР-технологии, угнетаются только аэробные микроорганизмы. На развитие патогенных анаэробных микроорганизмов, вызывающих инфекции и интоксикации, защитные газы не влияют.

Газообразная смесь любого состава внутри упаковки приводит к резкому снижению скорости процесса "дыхания" продукта (газообмен с окружающей средой), замедлению роста микроорганизмов и подавлению процесса гниения, вызванного энзиматическими спорами, следствием чего является увеличение срока хранения продукта в несколько раз. Различают следующие способы упаковывания в газовой среде:

  • в среде инертного газа (N2, СО2, Аr);
  • в регулируемой газовой среде (РГС), когда состав газовой смеси должен изменяться только в заданных пределах, что требует значительных капиталовложений в оборудование и больших расходов на обеспечение оптимальных условий хранения продукции;
  • в модифицированной газовой среде (МТС), когда в начальный период в качестве окружающей среды используется обычный воздух, а затем в зависимости от природы хранящихся продуктов и физических условий окружающей среды, устанавливаются модифицированные условия хранения, но в довольно широких пределах по составу газа.

В технологии упаковывания из соображений технологичности, экономичности и сохранности продукта большее распространение получило упаковывание в МТС.

Основными газами, применяемыми для упаковки в МТС, являются кислород, углекислый газ и азот, соотношение которых, особенно О2, зависит от типа упаковываемого продукта. Кислород является основным газом и его содержание для упаковывания различных продуктов может колебаться от 0 до 80% (см. табл. 6.4.).

Пищевые продукты можно условно разделить на две группы: "дышащие" (с биохимической метаболической активностью) и "не дышащие" (приготовленные блюда, пасты и др.). В зависимости от этого рекомендуют условия хранения продукта и состав МГС.

При упаковке "дышащих" и "не дышащих" продуктов состав газовой среды существенно отличается: для свежих мясных продуктов с целью сохранения исходного красного цвета в смеси указанных, газов должно быть повышенное содержание О2 и СО2; (например, 80-90% и 20-10% соответственно), а при упаковывании свежих фруктов и овощей пониженное содержание О2 (до 3-8%) и повышенное содержание СО2 (до 15-20%), так как снижение содержания кислорода и повышение содержания углекислого газа замедляют созревание фруктов, задерживают появление мягкости и снижают скорость химических реакций, сопровождающих созревание. Однако при сверхнизком содержании O2 может появиться анаэробное дыхание и нежелательный аромат (вследствие накапливания молекул этанола и ацетальдегида), а повышенное содержание O2 приводит к появлению ожогов на фруктах и коричневых пятен на другом растительном сырье.

Опыты показали, что оптимальный состав газовой среды для разной свежей продукции индивидуален, но необходимо соблюдать соотношение Рсо2 : Ро2 > 1,6, которое зависит от сорта. Для этого упаковочный материал должен обладать некоторой кислородопроницаемостью для проникновения О2 внутрь упаковки со скоростью, обеспечивающей концентрацию O2 внутри упаковки значительно ниже, чем снаружи, во избежание анаэробного заражения и порчи продукта. При этом проницаемость упаковки по отношению СО2 не имеет существенного значения, поскольку оптимальная концентрация углекислого газа поддерживается внутри упаковки за счет процесса "дыхания".

Задачу более высокой проницаемости материала по отношению к О2 при его поступлении и более низкой по отношению к СО2 при его отводе путем подбора индивидуального материала решить очень сложно. Для сохранения газовой среды внутри упаковки при хранении свежих плодов используют селективно-проницаемые мембраны с высокой проницаемостью (из силоксановых каучуков), поглотители СО2 и паров воды, перфорированные пленочные материалы, мембранные приспособления различной конструкции (в виде окошек разной площади, клапанов, патрубков и т.д.).

Таким образом, выбор упаковочного материала для хранения овощей и фруктов в МГС определяется скоростью "дыхания" продукта и его проницаемостью по отношению к атмосферным газам, а также температурой хранения.