Для упаковки овощей, фруктов, мяса, рыбы, кулинарных, хлебобулочных, кондитерских изделий и других пищевых продуктов в странах Западной Европы и США уже более 20 лет используют герметичные упаковки с регулируемым и модифицированным составом газовой среды.

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, следствием чего является увеличение срока хранения продукта в несколько раз.

Различают следующие способы упаковки продуктов 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 расходов на обеспечение оптимальных условий хранения продукции;

• в модифицированной газовой среде (МГС), когда в начальный период в качестве окружающей среды используется обычный воздух, а затем, в зависимости от природы хранящихся продуктов и физических параметров окружающей среды, устанавливаются модифицированные условия хранения продуктов в атмосфере различных по составу смесей.

Из соображений технологичности, экономичности и сохранности продукта наибольшее распространение получила упаковка в МГС.

Основными компонентами системы МГС являются чистые газы: двуокись углерода высокой чистоты, медицинский кислород и азот высокой чистоты.

Двуокись углерода имеет свойство подавлять рост бактерий. Срок хранения упакованного в МГС продукта значительно увеличивается, если воздействие СО₂ на микроорганизмы происходило на ранних стадиях их развития. Углекислый газ отличается также сильными ингибиторными свойствами. Механизм ингибиторного действия СО₂ на анаэробные микроорганизмы еще не полностью изучен, однако опытные данные показывают, что кроме фактора удаления кислорода здесь присутствуют также и другие важные факторы. Наличие СО₂, особенно в продуктах, содержащих большее количество воды, снижает их рН за счет образования угольной кислоты. Растворимость СО₂ в продукте уменьшает парциальное давление этого газа в смеси, приводя в отдельных случаях к «усадке» упаковки и производя эффект вакуумирования. Этот эффект может быть уравновешен введением в систему МГС другого газа, которым обычно является азот. При высоких концентрациях СО₂ и наличии большого количества воды внутри продукта имеется вероятность появления кислого привкуса в поверхностном слое продукта.

Азот, не оказывая ингибиторного действия на микроорганизмы, непосредственно не влияет на стабильность упакованного продукта. Однако применение этого газа для «промывки» упаковки перед ее наполнением смесью газов и запечатыванием обеспечивает максимально возможное удаление остатков кислорода и тем самым противодействует развитию анаэробных бактерий, а также предохраняет от окисления жиры. При более высоком содержании азота в упаковке легче поддерживать постоянную концентрацию смеси газов в связи с тем, что парциальные давления N₂ внутри упаковки и в атмосферном воздухе ближе к состоянию равновесия. В случаях, когда требуется более высокое содержание азота, необходимо учесть экономический фактор, связанный с более низкой ценой N₂ по сравнению с другими инертными газами.

При упаковке многих продуктов можно избежать присутствия в МГС кислорода, ответственного за процессы окисления и прогоркности жиров, а также порчи продуктов в результате роста анаэробных бактерий. Однако бывают случаи, когда рекомендуется, чтобы содержание в упаковках кислорода, участвующего, например, в энзиматическом окислении свежего мяса, было достаточно высоким. Сохранение ярко-красного цвета говядины, ассоциируемого с ее свежестью, и являющегося следствием окисления миоглобина пурпурно-красного цвета, характерного для свежего мяса, и появления оксимиоглобина, требует высокой концентрации О₂ в упаковке. Входящий в реакцию кислород расходуется, и его количество в упаковке уменьшается. В системе МГС особенно важен правильный выбор доли кислорода в смеси.

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, а при упаковке свежих фруктов и овощей пониженное содержание О₂ и повышенное содержание СО₂, так как снижение доли 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 запах (вследствие накапливания молекул этанола и ацетальдегида). Повышенное содержание O₂ приводит к появлению ожогов на фруктах и коричневых пятен на других продуктах растительного происхождения.

Опыты показывают, что оптимальный состав газовой среды для разной свежей продукции индивидуален, но необходимо соблюдать соотношение Рсо₂/Ро₂>1,6, которое зависит от типа продукта. Для этого упаковочный материал должен обладать некоторой кислородопроницаемостью с целью 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 к 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 решить путем подбора индивидуального материала 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.).

Повышению качества и срока сохранения продуктов, упаковываемых в МГС и РГС, служит использование поглотителей (газопоглощающих веществ), вводимых в состав полимерной упаковки или укладываемых внутрь нее вместе с пищевыми продуктами. В качестве поглотителей используют вещества, адсорбирующие молекулы О₂, СО₂ или этилена (гашеная известь, активированный древесный уголь, MgO – для поглощения СО₂; порошкообразное железо – для поглощения О₂; KMnO₄, порошок строительной глины, фенилметилсиликон – для поглощения этилена и др.). Подбирая состав и количество поглотителей, можно точно регулировать состав газовой среды, создавая лучшие условия внутри упаковки.

Упаковка в МГС производится на автоматических упаковочных линиях, работающих по схеме: изготовление – заполнение – герметизация. Линии выполняет несколько функций: нагрев полотна упаковочного материала, термоформование упаковки, заполнение полостей упаковки продуктом, вакуумирование упаковки, заполнение свободного объема МГС, герметизация упаковки. Машина обеспечивается системой подачи МГС через смеситель газов или непосредственно из баллона с готовой смесью. Применение термоусадочной пленки упрощает процесс упаковки в МГС, так как исключает приготовление пакетов и лотков заранее. Усаживаемая при нагреве пленка обладает высокой кислородонепроницаемостью даже в атмосфере с повышенным содержанием O₂, высокой ароматонепроницаемостью и хорошо сохраняет первичный цвет свежего мяса и витамин С в сухих концентратах фруктовых соков. Этот способ упаковки является одним из основных, так как охватывает большой ассортимент продуктов, эффективен, экономичен и значительно повышает срок хранения продуктов.

Помимо рассмотренных выше трех основных компонентов упаковочных смесей (двуокиси углерода, кислорода и азота), используются и другие компоненты. Например, Норвежский мясной кооператив и Норвежская независимая мясная ассоциация подали заявку и получили в 2001 году в Европейском Научном Комитете по Продовольствию (Брюссель) разрешение на использование новой газовой смеси, содержащей двуокись углерода, азот и окись углерода (СО) и предназначенной для хранения свежего красного мяса (главным образом – говядины, свинины, мяса ягнят, а также, конины, козлятины, оленины, дичи и т.д.). В данном случае присутствие окиси углерода обеспечивает устойчивый вишнево-красный цвет мяса.

Разработка новых составов газовых смесей, испытание и применение их в различных сферах деятельности человека является важнейшей задачей производителей и потребителей промышленных и медицинских газов в Западной Европе и США. Над этой проблемой работают целые научно-исследовательские институты.

В 2004 году в России узаконено применение пищевых газовых смесей. Нашей фирмой разработаны, согласованы с Санэпидемнадзором и внесены в государственный реестр ТУ 2114-001-31004351-2004 - Смеси газовые пищевые. Технические условия. Получены санитарно-эпидемиологические заключения, которые также внесены в государственный реестр. Отныне отсутствие необходимых сертификатов на пищевые газовые смеси перестает быть тормозом развития современных пищевых технологий, по крайней мере, на северо-западе России. Следующий этап - согласование в Санэпидемнадзоре применения бананового газа, который по-прежнему на территории всей страны остается «нелегальным» продуктом, что легко проверить по соответствующим реестрам

наверх