PRZECHOWYWANIE ŻYWNOŚCI

Tradycyjne przechowywanie schłodzonej żywności jest najtańszą z przemysłowych metod ich krótkookresowego zabezpieczenia, jednak o bardzo ograniczonych efektach utrwalających. Stosunkowo szybkie obniżenie jakości schłodzonej żywności jest wynikiem współdziałania kilku czynników: rozwoju tlenowej mikroflory gnilnej i patogennej, aktywności enzymów tkankowych i bakteryjnych, wysychania i utleniania lipidów (jełczenie) i barwników (pogorszenie barwy).

Trwałość środków żywnościowych jest bardzo różna. Najmniej trwałe są surowce, które zachowują cechy organizmów żywych, np. warzywa, owoce, mięso, jaja. Trwalsze są surowce, które częściowo utraciły cechy żywych organizmów, ale zachowały naturalne właściwości, np. niektóre przetwory mleczne, mięsne, zbożowe. Największą trwałością charakteryzują się środki żywnościowe, które wskutek różnych zabiegów technologicznych zmieniły swoją strukturę i właściwości, np. konserwy i koncentraty.

Wpływ czynników otoczenia na przechowywaną żywność

Na przechowywaną żywność oddziałuje wiele czynników mających wpływ na jej jakość, np.: powietrze, wilgotność, temperatura, światło, czas przechowywania, drobnoustroje, czystość pomieszczeń.

Powietrze może wywierać na żywność wpływ dodatni i ujemny. Środki żywnościowe, zachowujące cechy żywych organizmów, wymagają stałego dopływu i wymiany powietrza w celu podtrzymania procesów żywnościowych, zwłaszcza oddychania. Brak świeżego powietrza powoduje zamieranie komórek i szybkie psucie się surowców tej grupy. Niekorzystny wpływ wywiera powietrze na tłuszcz i żywność o dużej zawartości tłuszczu. Przyspiesza ono procesy utleniania i jełczenia tłuszczu oraz prowadzi do utraty niektórych witamin.

Wilgotność wpływa na cechy jakościowe żywności w sposób bezpośredni i pośredni. Nadmierna wilgotność powoduje nawilżanie, zagrzewanie oraz zbrylanie żywności, obniża również jakość opakowań przez rozklejanie torebek i rdzewienie puszek. Natomiast mała wilgotność prowadzi do wysychania, kurczenia się surowców oraz powstawanie nadmiernych ubytków. Pośrednio wilgotność wpływa ujemnie na przechowywaną żywność, gdyż stwarza dogodne warunki do rozwoju drobnoustrojów.

Temperatura wywiera wpływ na intensywność procesów życiowych zachodzących w środkach żywnościowych i na rozwój drobnoustrojów. Do przechowywania żywności stosuje się niską temperaturę w granicach 0 – 8^oC, wyższe temperatury bowiem powodują niekorzystne zmiany konsystencji, wyglądu i innych cech fizycznych żywnościowych oraz sprzyjają rozwojowi drobnoustrojów.

Światło słoneczne działa na środki spożywcze szkodliwie, ponieważ uaktywnia enzymy, przez co przyspiesza procesy życiowe w tkankach żywności, zwłaszcza dojrzewanie i kiełkowanie. Powoduje również jełczenie tłuszczu i niszczenie witamin. Przykładem może być mleko, które po 6 godzinnym naświetlaniu traci 66% witaminy B₂.

Czas jest czynnikiem, który dla pewnych środków żywnościowych np. warzyw, owoców, serów dojrzewających, mięs, mąki, jest konieczny do osiągnięcia lepszej jakości przez dojrzewanie. Jednak czas potrzebny do przebiegu tego procesu jest ograniczony i nie można go przedłużać, bo nawet najlepsze warunki przechowywania nie zahamują całkowicie niekorzystnych zjawisk, do jakich prowadzi zbyt długie przechowywanie.

Drobnoustroje działające na żywność to takie bakterie, pleśnie i grzyby. Najliczniejszą grupę drobnoustrojów stanowią bakterie, one też stwarzają największe zagrożenie dla żywności. Pleśnie i grzyby atakują środki żywnościowe nieodpowiednio przechowywane, zmieniając na niekorzyść ich smak i zapach. Najpewniej chroni przed ich szkodliwym działaniem bezwzględna czystość.

Zmiany zachodzące w środkach żywnościowych podczas przechowywania.

W środkach żywnościowych podczas przechowywania zachodzi wiele procesów biochemicznych, mikrobiologicznych, chemicznych, fizycznych, które wywołują w nich zmiany jakościowe:

- korzystne – poprawa wyglądu, smaku i zapachu

- niekorzystne – obniżają cechy jakościowe, oraz wartość odżywczą i technologiczną.

W przechowywanej żywność następują następujące procesy:

1. Oddychanie - jest procesem zachodzącym w surowcach, które nie zatraciły cech żywych organizmów. Zjawisko to powoduje obniżenie wartości odżywczej surowców w miarę przedłużania przechowywania.

2. Dojrzewanie - odbywa się pod wpływem enzymów zawartych w tkankach. Prowadzi ono do poprawy wyglądu, smaku i zapachu warzyw i owoców. W większości przypadków celem przechowywania jest zahamowanie procesów dojrzewania. Czynnikami, które mogą regulować proces dojrzewania są: temperatura, zawartość tlenu i dwutlenku węgla w atmosferze oraz wilgotność. Dlatego jednym ze sposobów zapobiegania tym procesom jest stosowanie odpowiednich opakowań surowców, np. pakowanie próżniowe lub w atmosferze CO2.

3. Autoliza – samotrawienie, zachodzi pod wpływem enzymów autolitycznych i prowadzi do rozkładu składników odżywczych wewnątrz komórek. Autoliza w początkowym etapie zwiększa strawność środków żywnościowych, ale dalej posunięta przyspiesza psucie się żywności.

4. Wysychanie - jest zjawiskiem fizycznym prowadzącym do utraty wody z tkanek, co powoduje wiotczenie i kurczenie się. Wpływa to niekorzystne na wartość odżywczą warzyw i owoców, zmniejsza się zawartość witaminy C, obniża się jakość surowców.

5. Kiełkowanie – występuje w surowcach roślinnych. Jest to zjawisko niepożądane i należy mu zapobiegać lub je opóźniać przez przechowywanie surowców w pomieszczeniach chłodnych i suchych.

Różne grupy żywności mają właściwe sobie cechy i wymagają odmiennych warunków przechowywania.

Czas i warunki przechowywania niektórych surowców

Jednym ze sprawdzonych sposobów poprawy jakości i zwiększenia trwałości schłodzonych produktów są techniki pakowania lub przechowywania w atmosferze o zmienionym składzie podstawowych składników. Zmieniona atmosfera jest dodatkowym czynnikiem kształtującym warunki przechowywania i przebieg zachodzących w produktach procesów. Połączenie techniki chłodniczej zmodyfikowanej atmosfery wywołuje efekt synergistyczny. Warunkiem uzyskania właściwych efektów stosowania obu technik jest wysoka wyjściowa jakość produktów oraz stałość wymaganych parametrów technologicznych.

PAKOWANIE ŻYWNOŚCI

Pakowanie produktów spożywczych jest podstawowym zabiegiem służącym zachowaniu ich jakości i zmniejszeniu strat jakości odżywczej. Pozwala też zmniejszyć ilość dodatków do żywności. Zapobiega dostawaniu się zanieczyszczeń. Stwarza możliwości umieszczenia na opakowaniu informacji o produkcie przeznaczonej dla konsumentów.

Opakowanie zapobiega przedostawaniu się zanieczyszczeń mikrobiologicznych i biochemicznych do produktu. Ułatwia też utrzymanie właściwej postaci produktu, jego kształtu i struktury, zapobiega utracie zapachu, przedłuża okres przydatności do spożycia oraz utrzymuje właściwą wilgotność. W niektórych przypadkach wybór opakowania może wpływać na właściwości odżywcze produktu spożywczego. Na przykład mleko w nieprzezroczystych opakowaniach kartonowych traci podczas przechowywania mniejszą ilość witaminy B₂ (ryboflawiny), wrażliwej na światło słoneczne. Opakowanie jest jednocześnie miejscem, które producent wykorzystuje a także ma obowiązek zamieścić informacje o produkcie, jego składzie i właściwościach odżywczych.

METODY PAKOWANIA ŻYWNOŚCI

I. PAKOWANIE PRÓŻNIOWE - polega ono na usunięciu powietrza z opakowania, które następnie jest szczelnie zamykane. Nieodzownym warunkiem jest stosowanie materiału opakowaniowego o wysokiej barierowości w stosunku do gazów, umożliwiającej utrzymanie niskiego ciśnienia w okresie przydatności do spożycia zabezpieczanego produktu.

Usunięcie tlenu zapobiega rozmnażaniu się bakterii tlenowych i pleśni oraz hamuje procesy utleniania.

O ile pakowanie próżniowe skutecznie hamuje wzrost bakterii tlenowych, to nie zapobiega ona w pełni namnażaniu się takich bakterii jak Clostridium sp., Campylobacter sp. i Listeria monocytogenes, które są częstą przyczyną zatruć pokarmowych. Na szczęście istnieją inne skuteczne sposoby zapobiegania tym zagrożeniom, na przykład poprzez utrzymywanie właściwej wilgotności i pH produktów oraz zachowanie właściwej temperatury przechowywania.

Rys. 1, 2

Przykłady produktów zapakowanych w próżni – warzywa i przetwory mięsne

II. PAKOWANIE SKIN

W opakowaniach próżniowych typu skin produkt po usunięciu powietrza ułożony jest na stabilnej folii dolnej lub na tacce, która jest zgrzana całopowierzchniowo ze specjalną folia skin, dopasowaną do kształtu produktu.

Zastosowanie

do produktów spożywczych wszelkiego rodzaju, np.

-mięso i wyroby wędliniarskie

-ser

- dziczyzna i drób

- ryby i owoce morza

- snaki i dania gotowe.

Zalety stosowania pakowania skin

• Atrakcyjna prezentacja i maksymalna trwałość.

• Umożliwia pionową i wiszącą prezentację.

• Atrakcyjna prezentacja produktu dzięki ściśle przylegającej, przezroczystej folii górnej.

• Dzięki foliom o właściwościach barierowych przedłużona zostaje trwałość i zapobiega się uszkodzeniu folii.

• Łatwe otwieranie opakowań.

• Szeroki wybór folii typu Skin w tym folii błyszczących i metalizowanych.

• Możliwość indywidualnego kształtowania opakowań.

• Produkty są pewnie ułożone i nie ślizgają się.

Rys. 3

Mięso zapakowane w opakowanie typu skin

III. PAKOWANIE W ATMOSFERZE MODYFIKOWANEJ (modified atmosphere packaging - MAP) polega na zastąpieniu powietrza w opakowaniu mieszaniną gazów, o składzie odpowiednio dobranym w zależności od pakowanego produktu a nastpnie zgrzewaniu hermetycznym. Celem pakowania w atmosferze modyfikowanej jest wytworzenie wewnątrz opakowania odpowiednio zrównoważonego składu gazowego, jaki pozwoli na możliwie największe przedłużenie trwałości produktu. Ponadto poziom zawartości tlenu i dwutlenku węgla w opakowaniu nie może negatywnie wpływać na produkt.

System MAP stosowany jest do :

• owoców i warzyw, charakteryzujących się różną intensywnością oddychania w zależności od gatunku i stopnia przetworzenia,

• produktów nieoddychających: mięsa, drobiu, ryb, produktów piekarskich.

Rys. 4

Mięso drobiowe w opakowaniu z atmosferą gazów modyfikowanych

Gazy stosowane w technologii pakowania w atmosferze modyfikowanej

Azot, tlen i dwutlenek węgla są podstawowymi gazami używanymi do pakowania w atmosferze modyfikowanej. Są stosowane w różnych kombinacjach i proporcjach w zależności od rodzaju produktu oraz potrzeb zarówno producentów jak i konsumentów żywności. O wyborze mieszaniny gazów decyduje: podatność produktu na rozwój mikroflory, wrażliwość na tlen i dwutlenek węgla, stabilność barwy produktu.

Tlen O₂, to najbardziej aktywny składnik powietrza, sprzyjający zmianom oksydacyjnym i wzrostowi bakterii tlenowych, m.in. powodujących procesy gnilne i hamuje wzrost bakterii beztlenowych. Obecność O₂ jest niezbędnym warunkiem podtrzymania naturalnego metabolizmu przechowywanych produktów oddychających np. roślinnych. Zmniejszenie jego zawartości w otoczeniu sukcesywnie obniża tempo wszystkich reakcji chemicznych i biochemicznych z udziałem tlenu (oddychanie, dojrzewanie, utlenianie, metabolizm mikroflory tlenowej). Niski poziom tlenu, poniżej 0.5%, powoduje zmianę barwy mięsa i produktów mięsnych do brązowej lub brązowo-szarej przez utlenianie mioglobiny do metmioglobiny.

Azot N₂ - główny ilościowo składnik powietrza jest gazem obojętnym, nie wykazującym interakcji z produktami spożywczymi i innych bezpośrednich oddziaływań. Trudniej przenika przez folie opakowaniowe i gorzej rozpuszcza się w wodzie niż pozostałe gazy. Jego jedyna funkcja ochronna polega na ograniczaniu kontaktu z aktywnym tlenem, co zapobiega rozwojowi mikroflory tlenowej i procesów utleniania. W praktyce wykorzystywany jest często jako typowy wypełniacz opakowań ze zmienioną atmosferą wewnętrzną (zmniejsza różnicę ciśnień z otoczeniem i przenikanie tlenu atmosferycznego do wnętrza, zapobiega deformacjom zapakowanych produktów).

Dwutlenek węgla CO₂ jest obojętny wobec produktów suchych, w kontakcie z produktami wilgotnymi łatwo rozpuszcza się i reaguje częściowo do H₂CO₃, co nieznacznie (o 0,2 - 0,4 jednostki) obniża pH i wywiera niewielkie działanie bakteriostatyczne (głównie na bakterie gram ujemne). Ogólnie stosowanie CO₂ opóźnia początek wzrostu zarodków i spowalnia jego szybkość; skuteczność jego działania rośnie wraz ze wzrostem stężenia oraz spadkiem temperatury przechowywania i pH; optimum przypada na zawartość 10-20% obj. CO₂ i temperatury 0 do 2°C. CO₂ nie wchodzi w trwałe połączenia ze składnikami żywności, wykazuje też pewne działanie przeciwutleniające (przez obniżanie potencjału redoks produktów), sprzyja natomiast rozwojowi mikroflory beztlenowej.

Materiały stosowane do pakowania żywności

Wybór właściwego opakowania zależy od wielu czynników np. zalecanej temperatury przechowywania, względnej wilgotności produktu, ewentualnego wpływu światła na zawartość.

Pomimo dużej ilości dostępnych materiałów opakowaniowych większość opakowań wykorzystywanych w technologii modyfikowanej atmosfery składa się z kilku podstawowych polimerów: polipropylenu (PP), polietylenu (PE), politereftalanu glikolu etylenowego (PET), polichlorku winylidenu (PVDC) i alkoholu winylowo - etylenowego (EVOH).

Laminaty opakowaniowe powinny charakteryzować się następującymi właściwościami:

 odpowiednią barierowością dla tlenu, dwutlenku węgla i pary wodnej

 dobrą przezroczystością i połyskiem

 możliwością szczelnego zamknięcia umożliwiającą utrzymanie próżni bądź modyfikowanej atmosfery

 odpornością na przedziurawienia przez łodygi i ostre krawędzie

System MAP stosowany jest zarówno dla owoców i warzyw, charakteryzujących się różną intensywnością oddychania w zależności od gatunku i stopnia przetworzenia, a także do pakowania produktów nieoddychających: mięsa, drobiu, ryb, produktów piekarskich. Dla każdej grupy produktów żywnościowych wymagane są inne materiały opakowaniowe. W przypadku owoców i warzyw, świeżych bądź o małym stopniu przetworzenia, ze względu na zachodzące procesy życiowe, konieczne jest zastosowanie folii opakowaniowej umożliwiającej usunięcie nadmiaru ditlenku węgla z opakowania i dostarczenie do wewnątrz odpowiedniej ilości tlenu, tak aby utrzymać wewnątrz opakowania zastosowaną modyfikowaną atmosferę. Niepożądane jest zastosowanie do tego celu materiałów o dużej barierowości z uwagi na ryzyko rozwoju bakterii beztlenowych i pleśni. Podstawowymi materiałami stosowanymi do pakowania owoców i warzyw są, charakteryzujące się niską gęsrością, polietylen i polichlorek winylu, można stosować również polistyren a także dla produktów o niskiej intensywności oddychania polyester.

Warunkiem nieodzownym przy pakowaniu mięsa w atmosferze modyfikowanej jest stosowanie materiałów opakowaniowych o wysokiej barierowości w stosunku do gazów.

OPAKOWANIA AKTYWNE I INTELIGENTNE

Aktywne materiały i wyroby do kontaktu z żywnością oznaczają materiały i wyroby, których zadaniem jest przedłużenie okresu przydatności do sprzedaży lub też zachowanie lub poprawa stanu opakowanej żywności. Z uwagi na ich naturę przewidziano w nich obecność składników, które mogą uwalniać substancje do opakowanej żywności lub jej otoczenia lub też je absorbować;

Inteligentne materiały i wyroby do kontaktu z żywnością oznaczają materiały i wyroby, które monitorują stan opakowanej żywności lub jej otoczenia.

Istnieje wiele różnych rodzajów aktywnych i inteligentnych materiałów i wyrobów. Substancje pełniące funkcję aktywną lub inteligentną mogą znajdować się w osobnym pojemniku, np. w małej papierowej saszetce, lub też mogą wchodzić w skład materiału opakowaniowego, np. tworzywa sztucznego butelki plastikowej.

Opakowanie aktywne zmienia warunki wewnątrz opakowania, aby zachować odpowiednie właściwości produktu przez długi czas. W tego typu opakowaniach najczęściej stosuje się: absorbery tlenu, etylenu, CO2, nadmiaru wody i innych substancji negatywnie wpływających na jakość produktu, emitery, które wydzielają do wnętrza opakowania takie substancje, jak: CO2, woda, przeciwutleniacze, substancje konserwujące.

Mogą to być np. folie wyzwalające niewielkie ilości aktywnych substancji przeciwbakteryjnych, które zabezpieczają powierzchnie niektórych rodzajów żywności, takich jak mięso, ryby, sery, przed niekorzystnymi zmianami mikrobiologicznymi. Zadaniem systemów absorbujących i emitujących jest przedłużenie trwałości opakowanego produktu oraz poprawa jakości i bezpieczeństwa żywności. Substancje wykorzystywane w systemach aktywnych najczęściej stanowią wbudowany składnik materiałów opakowaniowych lub są umieszczane wewnątrz opakowania w postaci saszetek, nalepek i etykiet. Aktywne materiały i wyroby nie mogą powodować zmiany składu ani cech organoleptycznych poprzez ukrywanie zepsucia żywności, co mogłoby wprowadzać w błąd konsumenta co do jakości środka spożywczego.

Inteligentne systemy opakowaniowe dostarczają użytkownikowi informacji o stanie żywności. Nie powinny uwalniać swoich składników do tej żywności. Mogą być umieszczone na zewnętrznej powierzchni opakowania oraz oddzielone od żywności barierą funkcjonalną, tj. zapobiegającą przemieszczaniu się substancji spoza bariery do żywności.

Do popularnych opakowań inteligentnych należą wskaźniki czasu i temperatury (z ang. Time-Temperature Indicators), wilgotności oraz tlenu.

Opakowania inteligentne możemy podzielić na następujące systemy: zewnętrzne, wewnętrzne, mieszane.

Wśród systemów zewnętrznych znajdują się wskaźniki: czasowo-temperatu- rowe, prawidłowej temperatury do spożycia, otwarcia, wstrząsów i przechyłu. Ich zadaniem jest monitorowanie jakości zapakowanych produktów, informowanie o najbardziej właściwej temperaturze dla danego towaru, uniemożliwienie kolejnego, niewidocznego zamknięcia. Francuska firma Cryolog zaprojektowała nowoczesną technikę identyfikowania świeżej żywności za pomocą specjalnych wskaźników Traceo (rys. 6). Mają one formę samoprzylepnych etykiet, które wykorzystują sty- mulację zepsucia towaru przy użyciu mikroorganizmów. Na kod kreskowy zostaje naklejona odpowiednia etykieta i w chwili, gdy produkt traci ważność, zabarwia się ona na kolor fioletowy i w ten sposób uniemożliwia właściwe odczytanie kodu.

Do systemów wewnętrznych zaliczamy wskaźniki: drobnoustrojów patogennych, tlenowe oraz dwutlenku węgla. Systemy te mają na celu informowanie o czystości mikrobiologicznej i sygnalizowaniu zmian zawartości tlenu oraz dwutlenku węgla wewnątrz opakowania.

1. Briggs DR and Lennard LB. Recent Developments in Food Technologies in "Food and Nutrition, Wahlqvist (Ed) 1997

2. Food Technology and Public Health. World Health Organization of the United Nations

3. Janicki Andrzej, Opakowania aktywne i inteligentne, Instytut Logistyki, Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna

4. Kołożyn-Krajewska Danuta, Sikora Tadeusz, Skrzypek Mieczysław; Towaroznawstwo, WSiP, Warszawa 1999.

5. Obrót żywnością a zdrowie wydanej przez ośrodek Enterprise Europe Network działający przy Polskiej Agencji Rozwoju Przedsiębiorczości.

6. Praca zbiorowa; Kucharz & Gastronom;, Vademecum, Wydawnictwo Rea, Warszawa 2001.

7. Praca zbiorowa; Technologia gastronomiczna z obsługą konsumenta, cz. 2, Format AB, Warszawa 2006.

8. http://www.up.poznan.pl/ztoiw/dydaktyka/pakowanie_w_atmosferze_modyfikowanej.pdf