Metody przedłużania trwałości żywności mało przetworzonej
Postępowanie po zbiorach w odniesieniu do świeżych owoców i warzyw
Obejmuję: mycie, obieranie, krojenie
Mycie istotne z punktu widzenia mikrobiologicznego, można osiągnąć 90% redukcje liczby mikroorganizmów.
Obieranie krojenie- wzrost liczby drobnoustrojów. Sok komórkowy wypływający podczas obierania i krojenia jest pożywka dla drobnoustrojów. Wskazane jest obieranie ręczne lub nożowe- mechaniczne.
Drugie mycie- po obieraniu i krojeniu redukujące rozwój mikroorganizmów i procesy utleniania enzymatycznego.
Czynniki istotne dla właściwego procesu mycia:
Jakość mikrobiologiczna wody
Temperatura wody
Sposób przeprowadzania procesu
Temperatura wody nie wyższa od 5 stopni C
Zalecana ilość wody w przypadku mycia przed obieraniem i krojeniem 5-10l/kg. Mycie po obieraniu i krojeniu 3 l/kg. Polecane jest do mycia zastosowanie dodatku dezynfekującego dwutlenek chloru, wody utlenionej, kwasu nadoctowego, a także wody ozonowej.
W przypadku owoców i warzyw krytyczny moment to obieranie i krojenie (następuję uszkodzenie tkanki, brązowienie enzymatyczne).
OZON
W porównaniu z innymi związkami jest znacznie silniejszym środkiem bakteriobójczym oraz ma szerokie spektrum działania, inaktywuje również wirusy. Ma bardzo silne właściwości utleniające. W postaci gazowej- niebieski gaz charakterystyczny ostry zapach(przypomina so2 lub chlor). Czas połowicznego rozpadu w powietrzu to 12h. Rozpuszczony w wodzie –szybszy rozpad niż w tlenie i powietrzu.
Mechanizm działania ozonu
Bezpośrednie działanie oraz reakcje pośrednie poprzez wtórne produkty utleniania powstałe podczas rozpadu ozonu w wodzie.
Komórki bakteryjne
Zewnętrzne struktury komórkowe- ozon reaguję z nienasyconymi kwasami tłuszczowymi zawartymi w lipidach błon komórkowych.
Wewnętrzne struktury komórkowe ozon dyfunduję do wnętrza reaguję z zasadami purynowymi i piramidonowymi budującymi nukleotydy. Reaguję również z aminokwasami białek.
Podatne na działanie ozonu
Bakterie G+(listeria monocytogenez , enterococus fecalis)
Bakterie G – ( salmonella)
Wirusy
Drożdże
Spory
Komórki wegetatywne
Bardziej są wrażliwe bakterie niż drożdże i grzyby. Bakterie G+ bardziej podatne niż G-.
Stosowane stężenia
Środek dezynfekcyjny -woda ozonowana 1-3.5 ppm, ozon gazowy np. 2 ppm. Ozon gazowy w atmosferze stosowanej w przechowalni owoców 0,1 do0,3 ppm. Przechowalnia jabłek 1-2 ppm. wodny roztwór ozonu do mycia świeżych truskawek 2,7 ppm. Płukanie brokułów w wodzie ozonowej 1ppm.
Podczas elektrolizy roztworów NaCl powstaje Cl atomowy mający działanie odkażające:
Niskie pH (2,7)
Wysoki potencjał oksydoredukcyjny(+1000-+1200mV)
Stężenie chlorku(10-60ppm)
Nie powstaje chloroform jak przy NaOCl
METODY UTRWALANIA ZA POMOCA WYSOKICH CIŚNIEŃ (HPP)
Główne cele zastosowania obróbki wysokociśnieniowej::
Konserwowanie żywności
Zmiana kinetyki niektórych reakcji
Denaturacja lub modyfikacja białek
Inaktywacja lub aktywacja enzymów
Wpływanie na wzajemne oddziaływanie pomiędzy enzymami a ich substratami
Zmiana właściwości polimerów (węglowodanów, tłuszczów)
Metoda HPP może być przydatna do dekontaminacji(wyjałowienia) produktów hermetycznych w elastycznych opakowaniach zakażonych drobnoustrojami podczas zabiegów i operacji technologicznych.
Zasada metody urządzenia wysokociśnieniowe składa się z cylindra wypełnionego wodą oraz tłoka, który wywiera ciśnienie na wodę zamkniętą w cylindrze. Produkt szczelnie zapakowany(w elastyczna folie) znajduję się w wodzie, która jest medium przenoszącym ciśnienie bezpośrednio na produkt.
HPP- Warunki:
Ciśnienie do 1000 MPa, ściśliwość 1MPa= 102 m słupa wody, ściśliwość wody w zakresie 100 do1000MPa = 4-20%. Czas od ms do 20min. Temperatura od0 do 100°C.
Mechanizm inaktywacji polega na zniszczeniu komórek drobnoustrojów m in. Przez uszkodzenie ściany komórkowej. Bezpośrednio po działaniu wysokiego ciśnienia mikroorganizmy mają często osłabioną zdolność wzrostu. Bakterie G+ o ścianach komórkowych zbudowanych z wielowarstwowej ścianki mureinowej- są bardziej odporne na działanie wysokiego ciśnienia niż G-. Komórki będące w fazie logarytmicznego wzrostu są bardziej wrażliwe na działanie ciśnienia niż komórki będące w fazie stacjonarnej wzrostu.
Zimna pasteryzacja.- Ciśnienie rzędu 2500-3000atm (250-300MPa) powoduje inaktywację form wegetatywnych większości mikroorganizmów.
Sterylizacja- ciśnienie powyżej 4000atm i ewentualne zastosowanie kombinacji innych metod np. ogrzewanie i zamrażanie powyżej -20°C.Komórki wegetatywne bakterii i grzybów 10-krotnie zmniejszenie liczby przy 400MPa przez 5 min.
Przetrwalniki wytwarzają nawet 12000MPa. Wirusy są bardziej wrażliwe na HPP niż bakterie. Wrażliwość na HPP zależy od warunków.
Próba łączenia z innymi czynnikami utrwalającymi: Podwyższona temperatura dopuszczalna w USA dla produktów o niskiej kwasowości.
Wpływ wysokiego ciśnienia na składniki żywności:
Na ogół związki o małej masie cząsteczkowej pozostają nienaruszone (zapachy, barwniki, witaminy). Korzystna jest w porównaniu z ogrzewaniem- możliwość poprawy smaku, trwałości i struktury żywności, ponieważ nie zachodzą reakcje chemiczne, negatywne oddziaływania na żywność podczas ogrzewania. Mięso wołowe i wieprzowe w zakresie 100-200MPa zachowuje swoja barwę. Pod wpływem ciśnienia 300MPa przyjmuje barwę brunatnoszarą zmieniającą się w barwę biało-szarą przy ciśnieniu 400MPa.
Zastosowanie wysokiego ciśnienia powoduję w mięsie surowym. Uwalnianie enzymów proteolitycznych z lizosomów komórkowych prowadzi do przyspieszenia proteolizy białek wzrostu ich rozpuszczalności oraz rozluźnienia struktury tkankowej.
Zmiana tekstury owoców i warzyw
Odkształcenia zapadanie się przestrzeni międzykomórkowych- odkształcenia komórek
Pomidory- większe zmiany przy zastosowaniu 200-400MPa nie 500-600MPa( przy niższych ciśnieniach powstają pęcherzyki powietrza, znikają przy wyższych). Warzywa podczas gotowania nie miękną (działa pektynoesteraza i reakcja z Ca++).
HPP a białka
I-rzędowa- bez zmian
II-rzędowa- małe zmiany
III I IV- rzędowa- uszkodzenia wskutek zmian sił elektrostatycznych i odkształceń hydrofobowych.
Niepełna inaktywacja PPO- straty antocyjanów podczas przechowywania soków z owoców jagodowych (maliny). Wrażliwość rożna dla pozostałych gatunków surowca(wpływ pH). Możliwość aktywacji niektórych enzymów (β-glukozydazy).
HPP-zastosowanie
Pierwsze zastosowanie Japonia 1990rok
Produkcja dżemów, galaretek i sosów, wytwarzanych bez zastosowania obróbki termicznej.
Problemy z upowszechnianiem
Wysoki koszt inwestycyjny
Brak przypisów prawnych
Wysokie ciśnienie hydrostatyczne, jako alternatywa metody pasteryzacji:
Krótki czas trwania procesu
Możliwość automatyzacji
Obróbka produktów w opakowaniu
Niewielkie zapotrzebowanie na energię elektryczną
Metoda ta może okazać się szczególnie przydatna w przypadku utrwalania żywności kwaśnej, gdyż niskie pH stanowi dodatkowy czynnik sprzyjający inaktywacji drobnoustrojów.
ZASTOSOWANIE PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO
Napromieniowanie żywności promieniami gamma, promieniami X lub strumieniami elektronów. Stosowane głownie do utrwalania świeżych owoców, drobiu, owoców mrożonych i przypraw. W technologii żywności stosuje się głownie średnie(1do 10kGy) i małe ( do 1kGy) dawki promieniowania. Duże dawki od 10 do 50kGy.
Żywność utrwalona radiacyjnie nie jest toksyczna i radioaktywna. Jednak radiacja powoduję podobnie jak procesy utrwalające może powodować pewne zmiany chemiczne w żywności.
Rodzaj i zasięg zmian zależą od chemicznego składu produktu, dawki promieniowania, temp. oraz dostępu światła i tlenu podczas promieniowania.
Pod wpływem promieniowania tworzą się wolne rodniki.
Za pomocą tej metody można zniszczyć wszystkie drobnoustroje występujące w żywności niezależnie od środowiska. Stosując dawki do 1 kGy można opóźnić dojrzewanie, zahamować kiełkowanie w produktach pochodzenia roślinnego, zwalczyć szkodniki oraz pasożyty. Dawka do 2kGy powoduje obniżenie liczby drobnoustrojów 3-4 log. W czasie pasteryzacji (1-10kGy) drobnoustroje są eliminowane całkowicie lub ich liczba jest w dużym stopniu redukowana w tym również patogeny: salmonella, shigella, staphylococcus aureus, E coli 0157; h7, yersinia, campylobacter i listeria. Dawki takie przyczyniają się również do ograniczenia produkcji toksyn przez drobnoustroje. Giną również wirusy. Napromieniowanie drobnoustrojów zmniejsza także ich odporność na termiczne i chemiczne niszczenie, co jest wykorzystane w skojarzonych metodach utrwalania żywności. Przewarzającym kierunkiem w stosowaniu napromieniowania jest łączenie tej metody z innymi metodami, szczególnie z przechowywaniem w atmosferze modyfikowanej. Utrwalanie radiacyjne żywności może być w opakowaniach, co skutecznie zapobiega wtórnym zakażeniom. Zastosowanie odpowiednich opakowań pozwala na nagromadzenie żywności w rożnych warunkach np. w próżni i niskiej temp.
| Dawka kGy | Produkty żywnościowe | |
|---|---|---|
| Hamowanie kiełkowania | 0,05-0,50 | Ziemniak, cebula, czosnek |
| Zwalczanie szkodników i pasożytów | 0,15-1,0 | Ziarno zbóż, warzywa strączkowe, |
| Obniżenie poziomu mikroorganizmów | 2-10 | Przyprawy, zioła, preparaty białkowe |
Dawki letalnie promieniowania jonizującego
Insekty-0,22-0,93kGy
Wirusy-10-40kGy
Drożdże 4,9kGy
Bakterie G+: lactobacillus- 0,23-0,38kGy
Bacillus substus 12-18kGy
Steptococcus fecalis-1,7-8,8kGy
W żywności minimalnie przetworzonej takiej jak świeże owoce, owoce morza- napromieniowanie może być stosowane w celu zniszczenia mikroorganizmów i hamowania procesów psucia bez naruszania struktur produktów. Badania wykazały, że napromienianie nie powoduję znaczących strat skł odżywczych. Napromieniowanie jakiegokolwiek produktu żywnościowego dawką promieniowania do 10kGy nie stwarza zagrożenia toksycznego żywności w ten sposób konserwowanej, nie stanowi też problemów żywieniowych.
Ustaw z dnia 25 sierpnia 2006 r o bezpieczeństwu żywności i żywieniu z późniejszymi zmianami.
Obecnie ustawodawstwo ogranicza źródła promieniowania stosowane przy konserwowanie żywności w celu wyeliminowania minimalnego nawet ryzyka powstania radioaktywności wzbudzona w żywności podczas jej napromieniowania.
PULSACYJNE POLE ELEKTRYCZNE(PEP)
Pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego działającego na komórkę zostaje zaindukowany potencjał między membranowy wyższy od naturalnego potencjału komórki- powstają pęknięcia membrany i tworzą się w niej pory, co prowadzi do wzrostu przepuszczalności membrany. Stosowane jest pole elektryczne o napięciu 10-50kV/cm generowane są impulsy o czasie od 2 do 15 mikrosekund (różnica potencjału 1V). Wykazano wpływ pola elektrycznego o wysokim napięciu na inaktywację komórek wegetatywnych bakterii, drożdży- przyczyną inaktywacji nie jest ogrzanie czy elektroliza, ale napięcie pola i czas trwania procesu.
Proces polega na aplikacji krótkich impulsów wysokiego napięcia do materiału umieszczonego miedzy dwoma elektrodami. Prąd elektryczny płynie przez produkt przez mikro lub mili nie powodując ogrzania żywności.
Elektroporacja
Elektroporacja plazmolemy- polegająca na przepływie ciągłości błony komórki poprzez powstanie…. Lub wzrost ….porów membranowych.
W badaniach nad inaktywacją E coli, enterococus fecalis, bacillus subtilis, przez impulsy pola elektrycznego stwierdzono, że powodem zniszczenia bakterii były reakcje oksydacyjne, inaktywacja enzymów, ważne dla metabolizmu komórkowego.
Inaktywacja mikroorganizmów za pomocą pola elektrycznego o wysokim napięciu zależy od:
pH -im niższe pH tym inaktywacja większa
Temperatura żywności (lepsze rezultaty przy wyższych temp)
Lepsze efekty uzyskane są dla większych komórek np. drożdży. Przetrwalniki są oporne na działanie impulsów elektrycznych. Efekt letalny w metodzie PFE jest wyższy niż w przypadku pasteryzacji cieplnej. Proces PFE jest bezpieczny, dla jakości żywności gdyż nie zachodzą żadne niebezpieczne reakcje. PFE powoduję również inaktywację enzymów poprzez zmianę 3 rzędowej struktury białek, stopień inaktywacji zależy od rodzaju enzymu i warunków PFE. Proces PFE jest powtarzalny te same rezultaty mogą być odtwarzane wielokrotnie.
CZYNNIKI OGRANICZAJĄCE PFE
Duża przewodność elektryczna
Pęcherzyki gazu powietrza
Różnica potencjału dla zniszczenia komórek drobnoustrojów, większa niż dla roślinnych i zwierzęcych
Wartości krytyczne:
Komórki roślinne 0,7-1,5kV/cm 1-10kj/kg
Komórki drobnoustrojów 15-40kV/cm(40-100kj/kg)
Szybkie zniszczenie półprzepuszczalności błon komórkowych ogranicza zastosowanie do produktów o budowie tkankowej.
Wyklad16.042012 Kontynuacja
Pulsujące światło
Pulsujące światło generowane jest przez lampę ksenową. Lampa emituje impulsy światła o czasie do 300mikrosekund i długości fali pokrywającej zakres od ultrafioletu do podczerwieni (od 200 do 1100nm).
(Intensywność światła przekracza 20000razy intensywność światła docierającego na powierzchnie ziemi).
Światlo pulsacyjne jest znacznie bardziej efektywne niż światło stałe. Impulsy świetlne szybko niszczą na powierzchni opakowania, czy narzędzi bakterie, zarodniki pleśni i wirusy.
Do niszczenia streptococcus areus i bacillus subtillus(>10do -7cm3)na podłożu agarowym, potrzebne było tylko kilka impulsów o energii 4J/cm2. Efektywność niszczenia bakterii na powierzchni mięsa była znacznie słabsza.
MTS- Mars-tero-sonikus
MTS jest techniką kombinowana, częściowo termiczna w której do inaktywacji drobnoustrojów i niektórych enzymów, wykorzystuję się jednocześnie niskie ciśnienie ,łagodna temperaturę i ultradźwięki.
Trzy połączone zabiegi pozwalają na osiagniecie tego samego efektu co każdy zabieg stosowany z osobna przy wiele większym natężeniu. Efekt zależ od rodzaju mikroflory, aby większa obecność ultradźwięków zwiększa efektywność procesu.
Ogrzewanie omowe
Tego rodzaju ogrzewanie polega na bezpośrednim ogrzewaniu żywności przez przepuszczanie prądu elektrycznego w systemie ciągłym.
Energia elektryczna jest zmieniana w ciepło, przy czym głębokość penetracji jest właściwie nieograniczona. W procesie tym możliwe jest osiągnięcie temp. zarówno pasteryzacji (60-100°C) jak i sterylizacji (120-140°C). zaletą jest stosowanie do produktów zanieczyszczonych posiadających duże cząstki.
Technologia sous-vioe
Technologia polegająca na pasteryzacji wyrobów w specjalnych opakowaniach odpornych na ogrzewanie nieprzepuszczalnych dla powietrza, opakowaniach próżniowych.
Po pasteryzacji wyroby te są natychmiast schładzane do temp 4°C i przechowywanie w tych warunkach.
Wytwarzane w warunkach Dobrej Praktyki Produkcyjnej wyroby sous-vios mogą być trwałe nawet do 20-30 dni pod wrażeniem zastosowania odpowiedniej dawki ciepła.
Temperatura 80°C czas 26 min.
Temp. 85°C czas 11 min.
Technologia pomieszczeń o wysokiej czystości
Stworzona została w celu wyeliminowania zakażeń mikrobiologicznych pochodzących od ludzi jak i ze środowiska.
Manipulacja żywnością została tu zautomatyzowana w maksymalny możliwy sposób.
Urządzenia i środowisko przetworami są sterylizowane przed rozpoczęciem produkcji
Stosowane są kultury powietrza i odpowiednie ciśnienie powietrza nad linią produkcyjną
Pracownicy używają ubrań o wysokim stopniu zabezpieczeń
Jakość powietrza w środowisku produkcyjnym
Cząstki pyłu zwartego w powietrzu mają rozmiary w granicach od 0,1 do 1000 mikrometra.
Duże cząstki opadają szybko i tworzą warstwę kurzu, który może być ponownie unoszony przez strumień powietrza, małe cząstki długo unoszą się w powietrzu i są przenoszone prądami powietrza.
Zapylenia powietrza pochodzi z różnych źródeł:
Powietrze otaczające halę produkcyjną lub zakład
Personel(człowiek w spoczynku wydziela 105 do106
Materiały i przetwarzane surowce
Czynności wykonane w powietrzu produkcyjnym
Odpowiedni system filtracji powietrza przyczynia się do poprawy higieny.
Projektowanie tech czystych pomieszczeń
Strategia postępowania:
Dokładna analiza produktu i jego właściwości – czy wprowadzenie tej technologii zmieni jego jakość i w jakim stopniu.
Analiza procesu produkcyjnego i określenie produktów w których następuje zanieczyszczenie środowiska.
Proces niskiego, średniego i wysokiego ryzyka
Szkolenie personelu, wyposażenie go w odpowiednie ubrania ochronne. Istotny element to zapewnienie stałości zatrudnienia pracownika na danym stanowisku.
Analiza procesu technologicznego i wyposażenia technicznego decydująca o zastosowaniu różnych technologii czystych pomieszczeń
Zastosowanie technologii czystych pomieszczeń do całego procesu lub do wydzielonych etapów
System burzliwego mieszania powietrza
Polega na rozcieńczaniu pomieszczeń zapylonego powietrzem oczyszczonym. Przy małej emisji pyłu w pomieszczeniu możliwa jest utrzymanie stężenia cząstek na poziomie 104m3.
Laminarny ruch powietrza
Prędkość ruchu powietrza od 0,3 do 0,5m/s. System laminarny jest czuły na zakłócenia ruch cząstek. W powietrzu o wysokości 4m laminarny przepływ powietrza z prędkością 0,4m/s konieczna jest 360 wymiana w ciągu godziny.
Głęboko plisowane filtry HEPA stosowane do funkcji powietrza świeżego, obiegowego i wywiewanego do atmosfery w systemach wentylacji.
Obniżenie kosztów eksplotacji w technologii czystych pomieszczeń
Podzielenie procesu produkcyjnego na strefy o różnym standardzie higieny.
Ograniczenie do min mieszania się powietrza miedzy strefami o różnym stopniu czystości
Umożliwienie przemieszczania się produktów pomiędzy pomieszczeniami
Sprawdza się bardzo dobrze ta technologia w pomieszczeniach o niskiej wilgotności powietrza
Technologia ta musi być indywidualnie zaprojektowana do każdej linni produkcyjnej co ogranicza jej zastosowanie ze względu na koszty.
Zastosowanie mikroorganizmów zabezpieczających
Wykorzystanie sit o działaniu antymikrobiologicznym, wytwarzane przez pewne grupy drobnoustroi np. bakterie kwasu mlekowego
(kwasy organiczne, nadtlenek wodoru, diacetyl, bakteriocyny)
Tabela metabolizm bakterii fermentacji mlekowej
Kwas mlekowy obniża pH co ogranicza rozwój wielu mikroorganizmów.
Bakteriocyny wykazują działanie hamujące przede wszystkim na bakterie G+ sprofityczne. Są one stosowane np. na powierzchni produktów spożywczych, gdzie przez kontrolowany wzrost stworzone warunki zapobiegają rozwojowi mikroorganizmów.
Substancje hamujące reakcje enzymatyczne
Hamowanie brązowienia enzymatycznego:
Związki redukujące(glutation, cysteina, kwas askorbinowy)
Związki chelatujące (metale/EPTA)
Związki zakwaszające (kwas cytrynowy)
Inhibitory polifenylodydany(alkohole alifatyczne, pochodne recynoli)
Wadą kwasu askorbinowego i izoaskorbinowego - utleniają się, krótki czas działania proponuje się stosowanie pochodnych kwasu askorbinowego.
Obróbka solami wapnia Ca
Zaleca się stosowanie do owoców i warzyw
Jony Ca, łączą się ze składnikami ścian komórkowych i blaszki środkowej co w efekcie:
Zmniejsza przepuszczalność dla gazu i składników soku komórkowego
Zwiększa odporność ścian na hydrolizę enzymatyczną
Polepsza twardość tkanki , zwiększając jej odporność na uszkodzenia mechaniczne
Utrwalanie kombinowane (płotki)
Wzrost mikroorganizmów w systemach żywności zależy od wpływu szeregu zmiennych: temperatura, pH, poziom ditlenku węgla, aw, wilgotność, dostępność tlenu, potencjał redoks, zawartość i dostępność skł odżywczych, obecność substancji antybiologicznych. Tradycyjne metody utrwalania żywności działają na jeden z tych czynników, tak aby zapobiec rozwojowi drobnoustrojów.
Metoda utrwalania kombinowanego jest to sumaryczne działanie wielu czynników, z których każdy osobno nie jest w pełni skuteczny.
Homoestaza mikroorganizmów jest to zdolność mikroorganizmów do zachowania względnie stałego stanu równowagi procesów życiowych mimo zmiennych warunków środowiska.
Czynniki utrwalające mogą uszkodzić kilka lub przynajmniej jeden z mechanizmów homeostatycznych mikroorganizmów w wyniku czego przestają się rozmnażać, stają się nieaktywne lub nawet giną.
Czynniki utrwalające- oddziaływuja na system homeostatyczny membrany komórkowej.
Mikrobiologia prognostyczna
Istotne narzędzie w projektowaniu nowych produktów pozwala na oszacowanie potencjalnych zagrożeń i zaproponowanie metod utrwalania i warunków przechowywania.
W przypadku żywności minimalnie przetworzonej jest to niezwykle ważne ze względu na lagodniejszy niż w technologii tradycyjnej, metody utrwalania.
Program mikrobiologiczny – możliwość efektywnego zaplanowana procesu technologicznego dla uzyskania produktu bezpiecznego pod względem mikrobiologicznym.
PAKOWANIE W ATMOSFERZE MODYFIKOWANEJ JAKO METODA PRZEDLUZANIA TRWAŁOŚCI ŻYWNOSCI MINIMALNIE PRZETWORZONEJ.
Systemy pakowania nowej generacji: MAP,AP(opakowania aktywne), opakowania inteligentne.
MAP- z wykorzystaniem mieszaniny gazowej polega na zastąpieniu powietrza z opakowania mieszaniną gazów o składzie odpowiednio ochronnym w zależności od pakowanego produktu
MAP cel pakowania:
Wytwarzanie wewnątrz opakowania odpowiednio zrównoważony skład gazowy, jaki pozwoli na możliwie największe przedłużenie trwałości produktu. ponadto zawartość tlenu i ditlenkuwegla nie może niekorzystnie wpływać na produkt.
Pakowanie próżniowe- polega na usunięciu powietrza z opakowania które jest następnie zamykane
CAP- jest zwykle stosowana w przypadku pakowania produktów roślinnych w stanie nie przetworzonym.
Metody aktywne
Usunięcie powietrza i wprowadzenie mieszaniny gazów o odpowiednim składzie do opakowania z materiału o zdefiniowanej przepuszczalności dla gazów a następnie jego zamknięcie.
Metody pasywne tylko dla owoców i warzyw mało przetworzonych.
Skład atmosfery w opakowaniu ulega zmianie w czasie przechowywania wsutek zachodzących procesów oddychania.
Równowagę pomiędzy ditlenkiem węgla i tlenem uzyskuję się przez stosowanie materiałów opakowaniowych o odpowiedniej przepuszczalności dobranych do wielkości fizycznych. Skład atmosfery ustala się dopiero po pewnym czasie od zamknięcia opakowania-równowagowego atmosfery modyfikowanej.
Równowaga atmosfery modyfikowanej: 1-5% tlen
5-10% ditlenek węgla
Azot do 100%
Jest ustalana wewnątrz opakowania gdy poziom przenikania gazu przez materiał opakowaniowy, jest odpowiednio dobrany do poziomu zużycia tlenu przez zapakowany produkt a przepuszczalność opakowania jest dostosowana do ilości tego gazu wytwarzanej podczas procesu oddychania.
Gazy stosowane w technologii pakowania w atmosferze modyfikowanej azot, tlen i ditlenek węgla są podstawowymi gazami.
O wyborze mieszaniny gazów decyduję:
Podatność produktu na rozwój mikroflory
Wrażliwość na tlen i ditlenek węgla
Stabilność barwy produktu
Włączenie do tej technologii innych gazów takich jak: tlenek węgla, tlenek azotu, dwutlenek siarki, ksenon, podtlenek azotu, hel, argon. Jest kontrowensyjne ze względu na brak akceptacji konsumentów oraz koszt zastosowania.
AZOT- obojętny pozbawiony smaku
O małej zdolności do przenikania zarówno do wnętrza produktu jak i przez materiał opakowaniowy. W związku z małą przepuszczalnością w wodzie i tłuszczu jest używany jako gaz wypełniający. Stanowi alternatywę pakowania próżniowego dla produktów delikatesowych.
Tlen stymuluje wzrost bakterii tlenowych i hamuje wzrost bakterii beztlenowych odpowiednia zawartość tlenu jest szczególnie ważna w przypadku podwyższonego oddychania.
Ditlenek węgla CO2
Zapobiega przed rozwojem mikroorganizmów
Efekt inhibujący polega na wyeliminowaniu fazy logarytmicznej wzrostu dzięki wydłużenia log fazy i czasu życia mikroorganizmów w fazie stacjonarnej.
Efektywność CO2 zależy od:
Początkowej i końcowej koncentracji gazu
Temperatury przechowywania
Właściwości populacji mikroorganizmów
Podwyższona zawartość CO2 a obniżona tlenu zwalnia ponadto procesy oddechowe tkanek roślinnych.
MAP stosowany do:
Owoce i warzywa charakteryzują się różnym intensywnością oddychania w zależności od gatunku.
MATERIAŁY OPAKOWANIOWE PRÓŻNIOWE I W ATMOSFERZE MODYFIKOWANEJ
Polipropylen
Polietylen
PET
Polichlorek winylidenu PVDC
Alkohol winylowo-etylenowy
Kopolimery etylenu i octanu winylu
Opakowania stosowania do pakowania owoców i warzyw mało przetworzonych – wysoki stopień przepuszczalności tlenu, dwutlenku węgla i etylenu oraz pary wodnej dostosowany do fizjologicznych wartości produktu. Folie o niskiej zawartości polietylenu PE oraz polichlorku winylu- opakowania do owoców i warzyw.
Folie niskoporowate- hydroliza granulek eliminacja jonów metali wprowadzanych do folii np.grzyby- wysoka intensywność oddychania – kauczug silikonowy,
Kalafior-srednia intensywność- folie z kauczugów
Kapusta-niska intensywność- większość foli z wyjątkiem barierowych(poliamid), folie zachowujące dobrą przepuszczalność, folie o dużym udziale octanu winylu
Folie niezamglawialne- warstw przeciwmglowa zawierających niejonowe etoksylany lub hydrofilowe estry kwasów tłuszczowych. Mikroporfiracja materiału opakowaniowego mikrootwory o średnicy 5-500 mikrometra.
Optymalny skład gazów dla owoców i warzyw. Zależy on od: gatunku surowca, jego stopnia dojrzałości, temperatura przechowywania produktu.
2-5% tlenu, 3-105 dwutlenku węgla, azot do 100%.
Zbyt niska zawartość tlenu lub zbyt wysoka zawartość ditlenkuwęgla jest niepożądana ze względu na oddychanie beztlenowe, ponadto atmesfera beztlenowa może prowadzić do powstania niepożądanych zmian smaku i zapachu.
OPAKOWANIA AKTYWNE I INTELIGENTNE
Rozporzadzenie komisji WE nr 45/2009 z 29 maja 2009 w sprawie aktywnych i inteligentnych materiałów opakowaniowych oraz wyrobów przeznaczonych do kontaktu z żywnością.
Aktywne materiały to takie których zadaniem jest przedłużanie okresu przydatności do spożycia lub zachowania prawidłowego stanu opakowanej żywności. Zaprojektowane zostały celowo w taki sposób ,aby zawarte w nich składniki …..lub tez je absorbowały.
Opakowania aktywne i inteligentne:
Przedłużają trwałość produktu przy jednoczesnym zachowaniu jakości i bezpieczeństwu zdrowotnemu żywności.
Opakowania aktywne są zaprzeczeniem dotychczasowego opakowalnictwa, welliminowania wszystkich oddziaływań między opakowanie a jego zawartością.
W innych systemach aktywnego pakowania stosuję się:
Środki przeciwdrobnoustrojowe
Przeciwutleniacze
Inhibitory enzymów
Stabilizatory
Pochłaniacze(emitery zapachu)
Bariery- regulatory promieniowania świetlnego
Środki zapobiegające kondensacji pary wodnej i zbrylaniu się produktu
Systemy kontroli temperatury
OPAKOWANIA ABORBUJĄCE TLEN
Zastosowanie systemów pochłaniaczy tlenu jest najszerzej przebadantym kierunkiem aktywnego pakowania. Do pochłaniania tlenu stosowanych jest wiele związków(sproszkowane żelazo- najczęściej używane, kwas askorbinowy, oksydaza glukozowa, oksydaza alkoholowa.
Wysokie stężenie tlenu w otoczeniu może indukować wzrost mikroflory a także niekorzystne zmiany chemiczne: wydzielanie aromatów.
Sproszkowane żelazo- umieszczane w szaszetkach, stanowi barierę dla tlenu
Kwas askorbinowy- osysorb
Enzym oksydazy glukozowy- wrażliwy na zmiany pH, działa przy dużej wilgotności produktu.
Pochłaniacze mogą być także bezpośrednio wbudowane w materiał z tworzywa sztucznego wykorzystany w opakowalnictwie.
POCHŁANIAJĄCE I WYDZIELAJĄCE CO2
CO2 łatwiej niż tlen dyfunuje przez plastikowe powłoki opakowania
Wysokie stężenia CO2 hamują rozwój mikroorganizmów na powierzchni okapowanego miesa.
Tlenek wapnia – na żelu krzemionkowym- pochłania wilgotność- reaguje z tlenkiem wapnia powstaje wodorotlenek wapnia reaguje z CO2- tworzy węglan wapnia.
OPAKOWANAI ABSORBUJĄCE ETYLEN
Sól aktywna(KMnO4- 4-6%) umieszczany w saszetkach, najczęściej osadzany na żelu krzemionkowym, węglu aktywnym, lub też w powłoce wewnątrz opakowania.
Zastosowana do pakowania owoców: kiwi, awokado, ananas
Nadmanganian potasu jest substancją trującą i nie może mieć kontaktu z żywnością.
SPOSOBY USUWANIA ETYLENU
Folie zawierające pochodne silikonu(proszek o nazwie BC zawierający tlenek krzemu)-zdolnej do osuszania i pochłaniania etylenu.
Pakiet pod nazwą Green Pad