Technologia chłodnictwa żywności - wykład 2

CA, ULO czy MA? (MAP, MAS, CAS)

CA (ang. Controlled Atmosphere)

MA (ang. Modified Atmosphere)

ULO (ang. Ultra Low Oxygen)

MAP (ang. Modified Atmosphere Packing)

MAS (ang. Modified Atmosphere Storage)

CAS (ang. Controlled Atmosphere Storage)

ULO 1,0 - 0,2 O₂, w praktyce 1,2 - 3,0 % O₂; 1,0 - 2,5 % CO₂, do 5 % CO₂

Działania tych atmosfer polega na spowolnieniu oddychania.

Zmniejszone są ubytki wody. W przypadku mięsa i przetworów mięsnych działanie atmosfery polega głownie na spowolnieniu wzrostu drobnoustrojów (saprofitycznych - gnilnych).

CA / MA - jest to atmosfera, której skład lub proporcje składników lub / i ciśnienie zostały zmienione w stosunku do powietrza atmosferycznego.

Pakowanie próżniowe - MAP

ULO - w ostatnich latach jest często stosowana do przechowywania jabłek.

Stężenie tlenu może być obniżone maksymalnie do 0,8 % O₂ przez co maksymalnie zostaje spowolnione oddychanie. W przypadku dalszego obniżania zewnętrznego tlenu zaczyna się oddychanie beztlenowe (fermentacja). Ze względu na ryzyko uszkodzenia produktów w praktyce stężenie tlenu jest wyższe od 1,2 % O₂, najczęściej do 3 % O₂.

Stężenie CO₂ musi być za to wysokie żeby zapobiec mięknięciu owoców.

Stężenie CO₂ może dochodzić nawet do 5 %.

Przy bardzo wysokim stężeniu tlenu (około 1%) oddychanie produktów jest tak powolne, że wydzielają za mało CO₂ żeby zapewnić optymalny skład powietrza.

W tym systemie CO₂ musi być dostarczony!

(z zewnątrz; jest to główna różnica od kontrolowanej atmosfery)

W trakcie przechowywania produkty roślinne, a przede wszystkim owoce wydzielają etylen, który przyśpiesza dojrzewanie. W związku z tym stężenie to musi być kontrolowane. Jeżeli przekroczy 6 mg / m³ atmosfery to etylen musi być usuwany.

W wyniku stosowania tych metod osiąga się przedłużenie okresu trwałości (2,3 krotnie!).

W zasadzie atmosfera modyfikowana nie wpływa na rozwój bakterii chorobotwórczych (patogenów). W związku z tym nieodzownym warunkiem zapewnienia bezpieczeństwa zdrowotnego konsumentów jest równoczesne utrzymanie niskiej temperatury (poniżej 3º C, najlepiej - 2 do + 2º C).

Główne przyczyny zmian MA:

• dyfuzja składników atmosfery z opakowana do otoczenia;

• dyfuzja tlenu z otaczającego powietrza do wnętrza opakowania;

• zużywanie tlenu w procesach zachodzących w mięsie (utlenianie barwników hemowych, tłuszczów);

• adsorpcja gazów przez mięso;

• zużycie tlenu przez bakterie obecne w mięsie, a wydzielenie dwutlenku węgla (modyfikowanie składu atmosferycznego);

Istota (mechanizm) działania CA na produkty roślinne

Świeże produkty roślinne oddychają.

1. oddychanie tlenowe

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ 6 CO₂ + 6 H₂O + Q (ciepło)

(Q = 1200 ÷ 2800 kJ)

CO₂ / C_CO2 ≈ 1

P_CO2 = P₀ · exp(k · t) [mg CO₂ / h · tona]

Q = q₀ · exp(k · t) [kJ / h · tona]

P₀ - intensywność wydzielania CO₂;

Q₀ - intensywność wydzielania ciepła

k - temperaturowy współczynnik intensywności wydzielania CO₂ lub ciepła;

t - temperatura przechowywania

Intensywność zależy od:

• temperatury otoczenia;

• stopnia dojrzałości maleje w miarę postępu dojrzewania

• stężenia CO₂ i O₂;

• (gatunku i cech genetycznych)

Intensywność oddychania maleje w miarę upływu czasu przechowywania produktu.

Szczególnie dużo ciepła wydzielają: zielony groszek, kapusta brukselska, szpinak, kalafior, maliny.

Maleje stężenie tlenu, a rośnie dwutlenku węgla proces oddychania się spowalnia.

Jeżeli w otoczeniu produktu zmniejszymy stężenie O₂ jako substratu, a jednocześnie zwiększymy stężenie CO₂ jako produktu, to intensywność oddychania ulegnie spowolnieniu. W związku z tym produkt dłużej będzie zachowywał początkową wartość odżywczą.

50 % wydzielanego ciepła jest zużywane na podtrzymanie naturalnego metabolizmu. W przypadku skrobi na jej resyntezę. Drugie %0 % energii jest wydzielane do otoczenia w postaci ciepła (samonagrzewanie produktu). W związku z tym, aby zapewnić stałą temperaturę przechowywania produkt roślinne musza być cały czas chłodzone.

2. fermentacja (alkoholowa, gdy C_O2 < 2 %)

C₆H₁₂O₆ 2 C₂H₅OH + 2 CO₂ + Q

Produkt	Stężenie gazu w CA [%]
		CO2	O2	N2	T [ºC]	Okres przech. [dni]
Marchew	5	2 - 5	90	2 - 3	270
Pomidory szklarniowe	6 - 8	4 - 5	87 - 90	10 - 12	28
Kapusta brukselska	4 - 12	3 - 10	82 - 89	0 - 5	70 - 80
Jabłka	3 - 5	2 - 3	85 - 82	0 - 2	270

Produkt	Stężenie gazu w MA [%]
		O2	CO2	N2
Mięso wołowe (zależy na barwie)	70 - 80	20	0 - 10
Mięso wołowe (zależy na przedłużeniu trwałości)	do 1	20	80
Drób (kurczęta)	3 - 5	70 - 80	15 - 25	-2 - 2 ºC	2 - 4 tyg.

Skład optymalny CA i MA ustala się® indywidualnie w zależności od:

• właściwości produktu

• zasadniczego celu stosowania.

W przypadku mięsa i przetworów mechanizm działania MA polega na hamowaniu rozwoju drobnoustrojów (zwłaszcza gnilnych).

Historia

1930 - transport morski mięsa bydlęcego z Australii i Nowej Zelandii do USA i Wielkiej Brytanii - 10 % CO₂ w powietrzu, t = - 1,4º C.

1933 - Cyone odkrył iż CO₂ wydłuża fazę adaptacji bakterii gnilnych; kombinacja wysokiego stężenie CO₂ i niskiej temperatury (około 1º C).

Haynes, Scott, Brooks (lata 30 - te) ustalili skład MA dla mięsa wołowego (20 % CO₂, 5 % O₂, 75 % N₂).

Następne lata to intensywny rozwój badań nad oddziaływaniem CA / MA na wzrost drobnoustrojów, barwą i okresem trwałości produktów roślinnych, świeżego mięsa.

Według Brody (1995 rok) w USA i Kanadzie około 75 % wołowiny jest już pakowana w MA.

---