9.3. Сучасні технології вакуумного упакування харчових продуктів


Повернутися на початок книги
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 
45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 
60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 
75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 

Загрузка...

Сучасні технології пакування багатьох продовольчих товарів пе-редбачають використання двох видів герметичної упаковки — упа-ковка з модифікованим і регульованим складом газового середови-ща. Завдяки таким технологіям можна суттєво зменшити втрати продуктів на стадіях транспортування, зберігання і реалізації. У лі-тературі наводяться дані, що упаковані м’ясні, рибні й кулінарні ви-роби в атмосфері з модифікованим газовим середовищем можна зберігати у 1,5—4 рази довше, ніж при звичайному пакуванні.

Модифіковане газове середовище передбачає регулювання газо-вого складу, завдяки якому сповільнюються біохімічні процеси у відповідних продуктах. Найбільш часто для цього використовують азот, вуглекислий газ, їх суміш, а також у поєднанні з відповідною концентрацією кисню. Газоподібні суміші можуть зв’язуватись з окремими складовими харчових продуктів, набуваючи стійкості до кисню повітря або мікроорганізмів. Вуглекислий газ вважається біостатичною сполукою проти багатьох гнилісних бактерій. Азот виконує роль наповнювача для зниження концентрації інших газів усередині упаковки, а також запобігає зминанню упаковки і слу-жить інертним замінником кисню, оскільки не пригнічує ріст мік-роорганізмів і не змінює колір м’яса. Кисень сповільнює ріст анае-робних патогенних грибів, але сприяє окисленню жирів. Вважають, що кисень необхідний при виявленні всередині упаковки навіть не-великої кількості гнилісних бактерій.

Таблиця 9.1

ГАЗОПРОНИКНІСТЬ ПОЛІМЕРНИХ ПЛІВКОВИХ МАТЕРІАЛІВ

 

Матеріал        СО2    О2       N2

ПЕВТ  1,8       5,5       2,5

ПП      7,0       3,3       1,3

ПЕТ/ПЕВТ      1,1       2,0       6,0

ПЕТ/ПП          5,6       0,14     4,0

ПЕТ     0,16     0,04     1,2

ПЕТ, метал     0,024   0,005   0,0015

ПЕТ/ПП. метал          0,018   0,002   0,0008

Газопроникність (Р) для більшості плівкових полімерних ма-теріалів підлягає закономірності: РN2 : PO2 : PCO2 = 1 : (2,5 – 6) : : (10 – 30).

Значення проникності деяких полімерних матеріалів для ос-новних компонентів газової суміші для МГС і РГС наведено в табл. 9.1.

Газопроникливість і селективність залежать від хімічної при-роди і фізичної структури полімеру, присутності наповнювача та його типу, товщини плівки, способу її отримання тощо. Склад га-зового середовища всередині упаковки можна регулювати шля-хом підбирання матеріалу відповідної проникності або з викори-станням силіконових мембран певної площі, яка розрахована у відповідності з необхідним рівнем проникності. Така мембрана має вигляд віконця у плівковій упаковці, крізь яке надходить не-обхідна для дихання упакованого продукту кількість кисню, а на-зовні виділяється вуглекислий газ, що утворився. Наявність мем-брани в упаковці значно підвищує збереженість рослинної про-дукції.

Підбір газового середовища поєднується з природою продук-ту. При цьому звертають увагу на концентрацію іонів водню, на-явність асептичних добавок, інтенсивність дихання продуктів. Водночас важливо враховувати мікробіологічну забрудненість, оскільки деякі мікроорганізми можуть розвиватись при низьких температурах. У зв’язку з цим враховують різноманітні чинники щодо підбору складу газової суміші. Особливо звертають увагу на природу харчових продуктів. Окремо виділяють фрукти, овочі та деякі інші продукти, які дихають при зберіганні, і тому для окремих груп і сортів підбирають індивідуальний газовий склад. Короткочасне зберігання овочів і фруктів (протягом 5-6 діб) га-рантується при концентрації кисню і вуглекислого газу по 3-5 %, а азоту — 90—94 %.

Для зберігання охолодженого м’яса рекомендують модифіко-ване газове середовище, що включає 20 % вуглекислого газу і 80 % кисню, або 85—90 % О2 і 10—15 % СО2. М’ясо курчат-бройлерів краще зберігається в середовищі вуглекислого газу і азоту у співвідношенні 50:50 або 30:70. Вуглекислий газ попере-джує розмноження патогенних бактерій і грибів, а кисень забез-печує збереження натурального забарвлення м’яса.

Для упаковки м’ясних виробів з використанням захисного га-зу застосовують пакувальні матеріали, що виключають проник-нення не тільки його, але й пари. Крім подовження термінів збе-рігання   м’ясних  виробів  важливим   є  те,  що   упаковка   не

торкається верхньої сторони продукту. Для підтримання незмін-ного об’єму застосовують суміш азоту і вуглекислого газу.

Дія діоксиду вуглецю направлена проти пліснявих грибів і ба-ктерій Pseundomonas і Achromobacter, а менш чутливими до ньо-го є Lactobacillus і вид Microbactrrium Termosphctum.

Для пакування свіжої риби підбирають газове середовище за-лежно від вмісту жиру і добавок, які вводяться до упаковки. При цьому також ураховують швидке розчинення газу у м’ясі, змен-шення тиску всередині упаковки і її стискання. Деякі види риб відрізняються високим ступенем розчинності вуглекислого газу і збільшенням швидкості витікання соку з м’яса. Для запобігання цього передбачено використовувати газову суміш, що включає по 30 % кисню і азоту та 40 % вуглекислого газу. Крім цього, можна застосовувати сокопоглинальні вкладки всередині лотків з ри-бою. Жирну рибу можна упаковувати з використанням середо-вища, що містить 60 % вуглекислого газу, 30 % азоту і 10 % кисню.

На термін зберігання упакованих продуктів з модифікованим газовим середовищем суттєво впливають об’єм вільного просто-ру всередині упаковки, водо-, газопроникність пакувального ма-теріалу, форма і нейтральність упаковки. Для продуктів, які ди-хають, проникність пакувального матеріалу визначає стабільність газового складу в упаковці. Цей матеріал повинен мати відповід-ну киснепроникність з таким розрахунком, щоб упакований про-дукт не зміг піддатись анаеробному зараженню і псуванню. Ра-зом з тим швидкість проникнення молекул кисню всередину упаковки повинна бути такою, щоб концентрація кисню в упаков-ці була значно нижчою за атмосферну.

Упаковка повинна компенсувати зміну швидкості дихання продукту при зміні температури зберігання шляхом регулювання проникності кисню і вуглекислого газу в певних умовах.

Форма і розміри упаковки повинні забезпечувати максималь-ний контакт газового середовища з продуктом, що, у свою чергу гарантує рівномірну розчинність газів у продукті і збільшує тер-мін його зберігання.

Ефективність пакування продуктів з модифікованим газовим середовищем помітно зменшується з підвищенням температури, оскільки розчинність газів у них різко знижується. У продуктів, які дихають, таке збільшення прискорює процес газообміну і від-повідно зменшує термін зберігання.

Процес пакування продуктів у пакети з модифікованим газо-вим середовищем може здійснюватися кількома способами:

•          вакуумування з наступним заповненням суміші газів;

•          застосування плівкових матеріалів із вибірковою проникністю;

•          використання інтерактивних неїстівних компонентів усереди-ні упаковки.

Ефективність двох останніх методів залежить від ступеня вза-ємодії з продуктом, проникності плівки, співвідношення вмісту кисню, вуглекислого газу, а також наявності водопоглиначів.

У модифіковане газове середовище пакують усе більшу різно-видність пастоподібних продуктів (наприклад тісто). Найбільш типовою упаковкою для цієї мети є лоток із ПВХ, загорнутий ла-мінатом ПЕТ/ПВДХ, у внутрішній об’єм якого подається газова суміш. Усередину лотка вкладають невеликий пакетик з водопо-глиначем. Газова суміш формується змішуванням 80—100 % СО2 з азотом.

Вакуум-упаковка широко використовується для м’ясних, риб-них товарів, сирів, соусів і багатьох інших швидкопсувних про-дуктів. Особливо часто вакуумування застосовують в упакуванні м’ясних продуктів.

Вакуум-упаковка забезпечує не тільки подовження терміну зберігання, але й запобігає втраті маси та аромату харчових про-дуктів. Розроблено різноманітне вакуум-пакувальне обладнання: одно- і двокамерне, напів- і автоматично вмонтоване у технологіч-ні лінії.

Вона передбачає застосування комбінованих матеріалів, що включають шар поліетилену, а також ламінованих багатошаро-вих матеріалів на основі поліпропілену. Для збільшення газоне-проникності застосовують шар етиленвінілового спирту.

Для пакування свіжого м’яса і риби використовують техноло-гії, які працюють за схемою «термоформування — фасування — закупорювання» упаковки. Термоформовані лотки виготовляють із ламінованого матеріалу полівінілхлорид/поліетилен, кришки — із полівініліденхлориду з покриттям із поліефіру, поліетилену і шару з антизапотівним покриттям.

Кулінарні вироби упаковують у високозахисні пакувальні ма-теріали, які запобігають газообміну між навколишнім середови-щем і упаковкою. При цьому підбирають високоякісні вироби з мінімальним вмістом мікроорганізмів. Для розігрівання такої продукції не обов’язково застосовувати мікрохвильову піч, а до-статньо опустити пакет на декілька хвилин у кип’ячу воду або за-стосовувати тривіальну пательню.

Поштовхом до розвитку вакуумної упаковки і упаковки з мо-дифікованою атмосферою у полімерній тарі із комбінованих ма-

теріалів послужила відмова від стерилізації продуктів харчуван-ня. Вакуумна технологія пакування значно подовжує терміни зберігання продукту, забезпечує дотримання високих гігієнічних норм, завдяки чому поліпшуються споживні властивості товару. Збереження продукції досягається обмеженням процесу розвитку бактерій, шляхом їх видалення, особливо при максимальному ва-куумі (нижче 95 %).

Формування модифікованого газового середовища за рахунок вуглекислого газу досить ефективне, оскільки він проявляє вира-жені антисептичні властивості. Це особливо важливо для продук-тів з високою активністю вологи, зокрема для м’ясних і рибних товарів.

Продукти з високим вмістом жирів і малою активністю вологи (наприклад, сухе молоко, арахіс) вимагають створення захисної атмосфери для сповільнення окислення жиру.

З урахуванням вмісту міоглобіну регулюється концентрація кисню в атмосфері упаковки м’яса. Наприклад, свинина з низь-кою концентрацією пігменту вимагає меншої кількості кисню, ніж яловичина. При оптимальному складі захисної атмосфери те-рмін зберігання м’яса в охолодженому вигляді може бути збіль-шений удвічі (табл. 9.2).

Таблиця 9.2

ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРМІНІВ ЗБЕРІГАННЯ ПРОДУКТІВ У МОДИФІКОВАНОМУ ГАЗОВОМУ СЕРЕДОВИЩІ

 

Продукт          Типовий строк зберігання з повітрям        Типовий строк зберігання з використанням МГА

Свіже м’ясо   2—4 доби      5—8 діб

Оброблене м’ясо      2—4 доби      4—5 тижнів

Свіжа риба     2—3 доби      5—9 діб

Оброблена риба        2—4 доби      3—4 тижні

Твердий сир  2—3 доби      4—10 тижнів

Печиво           Декілька тижнів        До 1 року

Хліб    Декілька днів До 20 днів

Горіхи, чіпси  4—8 місяців   1—2 роки

Модифіковане газове середовище обирається для кожного окремого продукту індивідуально. Крупним виробником промис-лових газів в Україні є ВАТ «АГА Україна», яке випускає паку-

вальні суміші для багатьох продуктів харчування з відповідним співвідношенням компонентів.

Для вакуумної і упаковки у модифікованій газовій атмосфері використовують плівки з високими бар’єрними властивостями, які мало пропускають гази, зокрема ПА і ПЕТ, а відчутно підви-щує бар’єрні властивості шар ПВДХ.

З метою попередження накопичення конденсату на внутріш-ній стороні верхньої плівки, що використовується для зварюван-ня піддонів, застосовують плівку antifog, яка має антиконденса-ційні властивості.

Правильно підібрані пакувальні матеріали дозволяють регу-лювати газообмін при дозріванні сирів, вільно пропускаючи ззо-вні надлишок вуглекислого газу і одночасно захищати сир від проникнення водяної пари і кисню.

Термоусадкові пакети із селективною газо- і паропроникністю знижують втрати продукту і надійно захищають поверхню від патогенних бактерій. Кількість шарів матеріалу у вакуумній упа-ковці залежить від виду продукту і режиму його дозрівання. На-приклад, багатошарові вакуумні пакети Sudpack підбирають за-лежно від виду, складу, форми і розміру сирів. Прозорість пакетів дає змогу візуально контролювати процес дозрівання си-ру і його стан при довготривалому зберіганні (від 3 до 12 міс. для різних видів плівки).

Найчастіше для упаковки із застосуванням модифікованої ат-мосфери використовують такі матеріали: ПЕНГ, орієнтований ПП, ПВХ, ПС, ПЕТ, ПА, саран та інші, а також різноманітні ла-мінати.

Значна кількість термоусадкових пакетів використовується для фасування м’ясних продуктів. Зокрема, пакети Clear-tite 51/52 призначені для упакування різних свіжозаморожених м’ясних продуктів, кулінарних виробів, домашньої птиці.

Для стандартної упаковки з глибоким витягуванням застосо-вується плівка ecoterm. Якщо надають вакуумній упаковці певні оригінальні властивості, то використовують спеціальні види плі-вок, які вигідно відрізняються від традиційних матеріалів. До них відносять ecoform, ecostar, ecolight, multipeel, reseal-it та ін. з на-повненням МГА.

На відміну від МГС, регульоване газове середовище (РГС) змінюється за час зберігання продуктів.

У табл. 9.3 наведено склад газової суміші для зберігання де-яких продовольчих товарів.

Таблиця 9.3

РЕКОМЕНДОВАНІ УМОВИ ЗБЕРІГАННЯ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ І СКЛАД ГАЗОВОГО СЕРЕДОВИЩА

 

Продукти харчування           t, °c      Склад газової суміші, %        Збереже-ність продукту

 

           

            О2       СО2    N2      

 

«Дихаючі» продукти

Яблука            1—3    3—5    3—5    +          відмінна

Полуниця       1—3    5          20—30            +          добра

Цибуля зелена           3—5    5          5          +          відмінна

Гриби 0—5    5          5          +          відмінна

Томати           8—10  5          5—20  +          відмінна

Сир твердий  4—6    0          80        до 100 добра

«Недихаючі» продукти

Білий хліб       20—25            0          80—100          0—20  відмінна

Випічка          20—22            0          20—40            0          відмінна

Свіже тісто     0—2    0          100      +          відмінна

Свіже м’ясо   0—2    70—90            20—30            0—10  добра

Варені ковбаси          4—6    0          20        0—10  добра

Копчені ковбаси       4—6    0          20        100      відмінна

Копчена риба            0—2    0          40—60            85—90            відмінна

Жирна риба   0—2    0          60—70            80—90            добра

Кисломолочний сир            0—2    0          20—60            80—100          відмінна

Вершки           0—2    0          0          100      відмінна

Йогурт            0—2    0          0—30  0          відмінна

При зберіганні свіжі продукти можуть виділяти кисень. Для його поглинання в упаковку підбирають відповідний сорбент, який здатний поглинати не лише молекули кисню і води, але й інших небажаних при зберіганні продукту речовин. Співвідно-шення газів контролюється приладами і може змінюватись вруч-ну або автоматично.

Запатентовано використання поглинача кисню в упаковках із швидкопсувною продукцією. Завдяки цьому знижується концен-трація кисню у МГС упаковки. Спосіб передбачає внесення в

упаковку пакетика з поглиначем кисню, введення рідкого при-скорювача поглинача кисню безпосередньо на поверхню, швидке запаювання упаковки з МГС. Бокові стінки пакетика утворюють замкнутий простір, де розміщується поглинач кисню, який може мі-стити залізо, силікагель, джерело діоксиду вуглецю і електроліт.

Матеріалами для упаковки в МГС служать ПП або ОПП/ПЕТ (для виготовлення лотків), ПАН, ПВХ і ПВДХ, багатошарові ма-теріали на основі ПЕВТ з ЕВА або ПВДХ, а також металізовані плівки.

Вакуумна упаковка може самостійно використовуватись для захисту продуктів від хімічного і мікробіологічного псування. При вакуум-упаковці частіше використовують полімерні матері-али з високими бар’єрними властивостями. До них відносяться комбінації на основі сарану, поліпропілену, поліамідів з виклю-ченням ЕВОН для підвищення бар’єрних властивостей упаковки, а також матеріали металізовані і з фольгою.

Якість вакуумного пакування залежить від властивостей ви-користаних матеріалів і обладнання. Для вакуумного пакування використовують плівки з низькими показниками проникності кисню, вуглекислого газу, азоту і водяної пари. При виборі важ-ливо враховувати і співставляти бар’єрні властивості плівки для упакованої продукції. Досить ефективне застосування багатоша-рових плівок, які включають різні матеріали (табл. 9.4).

Таблиця 9.4

ТЕХНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ПАКУВАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ

ФІРМИ WOLKI FILMS (ФІНЛЯНДІЯ), ЯКІ ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ

ПРИ ВАКУУМНОМУ ПАКУВАННІ

 

Назва основного складу пакуваль-ного матеріалу           Товщина, мкм           Маса 1 м2 матеріалу, г/м2            Бар’єрні властивості Максимальна глибина витя-гування, мм

 

           

           

            О2 *    пари води     

 

ПЕ-ОПА         65—90            63—87            38—45            10—19           

ПЕ-ПА            85—200          73—200          2—33  5—17  50—150

ПЕ-ПА-ОПП  90—110          86—106          50        5         

ПЕ-ПА-ПЕ     110—300        105—300        10—33            1,5—5,5          50—200

ПЕ-ПА-ПЕ     120—280        115—290        10—33            3—6    60—160

* см3/мг3-24г (23 °С, 50 % відносна вологість 0,1 мПа). ** г/м3 — 24г (38 °С, 90 % відносна вологість).

Для пакування продовольчих товарів рекомендують застосо-вувати відповідні газові суміші (табл. 9.5).

Таблиця 9.5

ВИКОРИСТАННЯ ГАЗОВОГО СЕРЕДОВИЩА ДЛЯ ПАКУВАННЯ РІЗНИХ ПРОДУКТІВ ХАРЧУВАННЯ

 

Продукг          Газова суміш, %        Об'ємгазу, мл маса продукту, г       Орієнтовний термін зберігання            Температура зберігання, °С

 

           

           

            повітря           у газовому середовищі        

 

Сире м'ясо     80 02 + 20 С02          100—200/100 2—4 дні          5—8 днів        2—3

Птиця 50-80 С02 + 20-50 N2          100—200/100 7 днів  16—21 день   2—3

Ковбаса          20 С02 + 80 N2         50—100/100   2—4 дні          4—5 тижнів   4—6

Жирна риба   60 - 70 С02 + 30-40 N2        200—300/100 3—5 днів        5—9 днів        0—3

Риба худа нежирна   30 - 40 02 + 30 - 70 С02 + 30 N2     200—300/100 3—5 днів        5—9 днів        0—3

Готова рибна про-дукція     20 С02+ 80 N2          50—100/100   2—4 дні          4—5 днів        4—6

Твердий сир  80-100CO2+0-20N2 500—100/100 2—3 тижні     4—10 днів      4—6

Твердий сир (нарі-заний)    80 - 90 СО2+0 - 20 N2         50—100/100   2—3 тижні     4—10 днів      4—6

М'ягкий сир   20 - 40 СО2+60 - 80 N2       500—100/100 4—14 днів      1—3 тижні     4—6

Гриби 3 - 10 С02 + 3 - 10 02 + 80 - 94 N2 100—100/100 2—3 дні          5—6 днів        3—5

Житній хліб   20 - 40 С02 +60-80 N2         50—100/100   Максимально декілька днів 2 тижні           20—25

Січені м'ясні про-дукти        20 С02+ 80 N2          50—100/100   1—2 тижні     4—5 тижнів   4—6

Печений хліб 80-100CO2+0-20N2 50—100/100   5 днів  20 днів            20—25