Упаковка салатов в модифицированной газовой среде

В основе данной технологии упаковки лежат основные взаимосвязанные элементы:

• термо-запаечное оборудование

• газовая смесь

• плёнка с барьерным слоем

• контейнер с барьерным слоем

При применении технологии упаковки продукта в контейнер под запайку плёнкой используют оборудование, получившее название трейсиллер (от trey - контейнер, seal - запаивать).

Основной принцип работы запайщика контейнеров – трэйсиллера – заключается в следующем:

Контейнер или несколько контейнеров с продуктом помещаются в специально разработанное под них посадочное место в блоке запайки.

Перемещаясь в рабочую зону, контейнер закрывается верхним блоком сварного узла, оказываясь в металлической герметичной камере.

Контейнер в камере по команде компьютера вакуумируется (из него откачивается атмосферный воздух), затем в него нагнетается смесь инертных газов согласно заданной рецептуре. Некоторые машины не имеют функции вакуумирования перед подачей газа. В таком случае газовая смесь подается сразу, частично выдувая атмосферный воздух изнутри контейнера.

После завершения цикла газирования контейнер запаивается барьерной пленкой, которая натянута над ним, машина автоматически приваривает ее и вырубает по контуру контейнера.

В зависимости от целей применения и необходимых функций оборудование можно разделить на следующие классы:

Ручные запайщики контейнеров:

Ручные запайщики контейнеров, как правило, настольные, и применяются в торговых сетях, супермаркетах, обычных магазинах, на небольших производствах полуфабрикатов, горячих обедов, работая при этом от стандартной розетки.

Комплектация ручного запайщика состоит из стального/нержавеющего корпуса, устройства крепления рулона с пленкой, матрицы для контейнеров, крышки с тефлоновым покрытием и устройства регулировки температуры сварки.

Контейнер с продуктом помещается в матрицу, пленка протягивается вручную на длину контейнера, закрывается крышка, происходит процесс сварки верхней пленки с контейнером, после чего запаянный контейнер с продуктом извлекается из матрицы.

Смена формата контейнера обеспечивается путем смены матрицы.

Производительность такого оборудования зависит от навыков оператора и составляет, в среднем, 3-6 упаковок в минуту. Достоинствами ручных запайщиков контейнеров являются низкая энергоемкость, малые габариты, быстрая смена матрицы (формата контейнера), оперативная смена верхней пленки, экономичность.

Полуавтоматические запайщики контейнеров:

Полуавтоматические запайщики контейнеров более технологичны и универсальны. Комплектация может быть различной. Например, такое оборудование может комплектоваться специальным модулем для создания в упаковке модифицированной газовой среды.

Стандартная комплектация полуавтомата в целом состоит из стального корпуса, включающего выдвижную матрицу на один или несколько контейнеров, автоматической сварки и обрезки пленки по контуру контейнера, цифрового блока управления для регулировки температуры сварки, продолжительности времени теплового контакта при запайке, подсчета производительности и регулирования цикла вакуумирования или режима подачи инертного газа, а также автоматического устройства перемотки пленки и может быть опция фотометки (работа на цветной пленке).

Для эксплуатации полуавтомата необходим один оператор, функции которого сводятся к размещению на рабочем столе контейнеров с продуктом и задвижке матрицы в рабочую область машины с последующей выемкой запаянных контейнеров. Функции размотки пленки, ее обрезки по контуру контейнера и намотки отработанного материала осуществляет машина. Производительность такого запайщика контейнеров зависит от исходного размера и объема контейнера, и, соответственно, от количества контейнеров, размещаемых в рабочей зоне устройства, а также от наличия функции упаковки в МГС. На производительность при использовании функции упаковки в МГС решающее значение оказывает мощность вакуумного насоса. Средняя производительность полуавтомата составляет 6-8 циклов в минуту, с функцией упаковки в МГС – до 4 циклов в минуту.

Полуавтоматические запайщики контейнеров используются на предприятиях со сравнительно небольшими объемами производства. Габариты достаточно компактные, даже при условии использования за прилавком стандартного супермаркета.

Автоматические запайщики контейнеров:

Существуют различные варианты автоматического оборудования:

-запайка с ручной укладкой контейнеров с предварительно уложенным в него продуктом,

-автоматическая подача контейнеров с ручной укладкой продуктов в контейнер,

-автоматы и комплектные линии с автоматической подачей контейнеров и полным или частичным дозированием и укладкой продукта в контейнер.

Производительность увеличена по сравнению с полуавтоматами до 20 циклов в минуту, используется конвейерный тип подачи продукта, возможно использование пленок со сложной многоцветной печатью (опция фотометки), могут присутствовать опции ультрафиолетовой обработки продукции и автоматической подачи контейнеров на конвейер, непосредственная встраиваемость в замкнутый технологический цикл, и многое другое.

Автоматизированные системы запайки контейнеров уже нашли свое эффективное применение на многих крупных и средних российских мясных комбинатах, птицефабриках, кондитерских фабриках, предприятиях системы быстрого и бортового питания и в торговых сетях.

Основные газы, применяемые для упаковки в МГС:

• двуокись углерода СО 2 – подавляет рост патогенных микроорганизмов

• кислород О 2 – позволяет сохранить красный цвет свежего мяса

• Азот N 2 – инертный газ, используется в качестве газа – «разбавителя» и газа – «наполнителя»

Соотношение газов в смеси выбирается с учетом многих факторов, таких, как тип и количество микроорганизмов, активность воды, кислотность, дыхание клеток, состав продукта, температура и особенности технологического процесса изготовления.

Оптимальная газовая смесь зависит от продукта и подбирается в зависимости от конкретного продукта. Например, чистый азот значительно увеличивает срок хранения бифштексов по сравнению с упаковкой в обычной среде. С другой стороны, лучший срок хранения и качество мясных продуктов можно получить при упаковке в смесь 20% СО 2 + 80% N 2 . В этом случае нельзя увеличивать концентрацию СО 2 , так как из продукта будет выделяться жидкость. Для того чтобы достичь желаемой сохранности продукта при газовой упаковке, он должен быть изначально свежим и с низкой начальной концентрацией микроорганизмов. Сохранность продукта тем выше, чем меньше начальная концентрация бактерий. В противном случае влияние газа минимально и сохранность продукта не гарантирована. Кроме того, на срок годности продукта влияют общие гигиенические условия участка упаковки. Поэтому, если изначально в продукте, (например, в мясо-колбасных изделиях) состав начальной бактериологической флоры превышен, вряд ли поможет даже создание при упаковке дорогостоящей « clean zone ».

Из практики применения УГМС: углекислый газ обладает свойствами длительного воздействия - качественные изменения продукта в течение нескольких дней после открытия упаковки идут значительно медленнее по сравнению с обычной упаковкой. Например, влияние газовой среды на бифштексы продолжалось в течение 2-3 суток после вскрытия газовой упаковки. Но такое воздействие газа длится всего несколько дней. В упаковках, где происходит утечка газа, сохранность бифштекса была хуже, чем при обычной упаковке в воздушной среде.

Технология сохранения продуктов с помощью модифицированной газовой среды (МГС) успешно используется в потребительской упаковке и получила общепринятое англоязычное название МАР (Modified Atmosphere Packaging).

Это один из самых эффективных способов упаковки. При нем срок "жизни"свежих овощей, фруктов, кулинарных, хлебобулочных, кондитерских изделий, мяса, рыбы увеличивается в несколько раз даже без замораживания. При всех своих достоинствах МАР исключает применение химических добавок и консервантов.

В упаковке в модифицированной газовой среде атмосферный воздух заменяется смесью газов, которые подавляют размножение микроорганизмов. При этом газы – азот, кислород и двуокись углерода – используются в определенных соотношениях в зависимости от типа упаковываемого продукта. Содержание кислорода может колебаться от 0 до 80%. А концентрация двуокиси углерода не должна превышать 35%. При этом каждый вышеназванный газ практически не используется индивидуально, а только в смеси, при формировании состава которой учитывается тип и количество микроорганизмов в упаковываемом продукте, активность воды в нем, кислотность, дыхание клеток, температура и особенности технологического процесса изготовления.

Газовые смеси, рекомендуемые специалистами для использования в МАР:

Кстати, сегодня распространены в применении следующие разновидности упаковывания во внутренней газовой среде:

• в модифицированной газовой среде (modified аtmosphere рackaging —МАР);
• вакуумированная упаковка (vacuum packaging — VP);
• изобарическая упаковка (isobaric packaging — IP);
• газонаполненная упаковка (gas packaging — GP);
• упаковка с контролируемой газовой атмосферой (controlled atmosphere packaging — CAP);
• упаковка с саморегулируемой газовой атмосферой (self- control gas atmosphere packaging — SGAP);
• упаковка с активно регулируемой газовой атмосферой (actively-control gas atmosphere packaging — AGAP).

Проницаемость газами различных полимерных материалов:

Газопроницаемость (см3 х см/см2 х см.рт.ст)

Для упаковывания свежих овощей, фруктов, пищевых продуктов, кулинарных, хлебобулочных, кондитерских изделий и др. в странах Западной Европы и США 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, вызванного энзиматическими спорами, следствием чего является увеличение срока хранения продукта в несколько раз. Различают следующие способы упаковывания 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 капиталовложений в оборудование и больших расходов на обеспечение оптимальных условий хранения продукции;
- в модифицированной газовой среде (MAP), когда в начальный период в качестве окружающей среды используется обычный воздух, а затем в зависимости от природы хранящихся продуктов и физических условий окружающей среды, устанавливаются модифицированные условия хранения, но в довольно широких пределах по составу газа.

В технологии упаковывания из соображений технологичности, экономичности и сохранности продукта большее распространение получило упаковывание в модифицированной газовой среде.

Основными газами, применяемыми для упаковки в MAP, являются кислород, углекислый газ и азот, соотношение которых, особенно О₂, зависит от типа упаковываемого продукта. Кислород является основным газом и его содержание для упаковывания различных продуктов может колебаться от 0 до 80% (см. табл. ниже).

Инертный газ азот используется как наполнитель газовой смеси внутри упаковки, так как он не изменяет цвета мяса и не подавляет рост микроорганизмов. Очевидно, его можно использовать взамен вакуумирования.

Углекислый газ подавляет рост бактерий, и при использовании его на ранних стадиях развития микроорганизмов срок хранения упаковываемого продукта может значительно увеличиться.

Рекомендуемые условия хранения пищевых продуктов и состав MAP:

Продукты питания

Температура, о С

Состав газовой смеси, %

Сохранность продукта

мясо в ломтиках

Обозначения: а - имеется опыт использования, в - отлично; с - хорошо. d - удовлетворительно.

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; (например, 80-90% и 20-10% соответственно), а при упаковывании свежих фруктов и овощей пониженное содержание О₂ (до 3-8%) и повышенное содержание СО₂ (до 15-20%), так как снижение содержания 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 аромат (вследствие накапливания молекул этанола и ацетальдегида), а повышенное содержание O₂ приводит к появлению ожогов на фруктах и коричневых пятен на другом растительном сырье.
Опыты показали, что оптимальный состав газовой среды для разной свежей продукции индивидуален, но необходимо соблюдать соотношение Рсо₂ : Ро₂ > 1,6, которое зависит от сорта. Для этого упаковочный материал должен обладать некоторой кислородопроницаемостью для 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 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 путем подбора индивидуального материала решить 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.).

Проницаемость различных полимерных материалов для указанных выше газов:

Материал пленочный

Газопроницаемость (см 3 х см/см 2 х см.рт.ст)

6. ПЭТ металлизированный

7. ПЭТ металлизированный

Таким образом, выбор упаковочного материала для хранения овощей и фруктов в МГС определяется скоростью "дыхания" продукта и его проницаемостью по отношению к атмосферным газам, а также температурой хранения.

Указанным требованиям по проницаемости отвечают следующие полимерные пленочные материалы: ПЭВД, ориентированный ПП, ПВХ, ПС, ПЭТФ, ПА, саран, СЭВ и др., а также различные ламинаты. Первые два чаще всего используют для упаковки свежих фруктов и овощей. Низкая общая газопроницаемость полиэфирных пленок и пленки "саран" (сополимер винилхлорида с винилиденхлоридом - ПВДХ) обуславливает их использование для упаковывания тех продуктов, которые обладают низкими скоростями газообмена.

Высокие барьерные свойства по кислородо- и влагонепроницаемости достигаются при использовании комбинированных, ламинированных и соэкструзионных материалов.

В качестве селективно-проницаемых упаковок для некоторых сортов овощей и фруктов применяют полимерные пленки с микропористыми отверстиями диаметром от 5 до 500 мкм, изготовляемые холодной штамповкой или лазерным способом. Повышению качества и срока сохранения продуктов, упаковываемых в МТС 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, абсорбирующие 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.

Этим целям служит и предварительная обработка продукта и его подбор. Закладываемые на длительное хранение продукты должны быть качественными, чистыми и хорошо подготовленными вплоть до индивидуальной упаковки или обработки химическим способом (напылением, окунанием). Для повышения срока хранения свежих пищевых продуктов используют еще одну прогрессивную технологию - облучение запечатанных упаковок потоком ионизирующих лучей.

Упаковывание в MAP производится на автоматических упаковочных линиях, работающих по схеме: изготовление - заполнение - запечатывание. Линии имеют несколько рабочих узлов: нагрев полотна упаковочного материала, термоформование упаковки, заполнение полостей упаковки продуктом, вакуумирование упаковки, заполнение свободного объема МГС, запечатывание упаковки. Машина обеспечивается системой подачи МГС.

Применение термоусадочной пленки упрощает процесс упаковывания в МГС, так как исключает приготовление пакетов и лотков заранее. Усаживаемая при нагреве пленка обладает высокой кислородонепроницаемостью даже в атмосфере с повышенным содержанием O₂ (до 70 - 80%) и высокой ароматонепроницаемостью, хорошо сохраняет первичный цвет свежего мяса и витамин С в сухих концентратах фруктовых соков.
Этот способ упаковывания стал одним из основных, так как охватывает большой ассортимент продуктов, эффективен и экономичен в ряде случаев, позволяет создавать МГС внутри индивидуальной упаковки с различными порционными блюдами, транспортной тары и целых хранилищ, значительно повышая срок хранения продуктов. Основной проблемой массового распространение упаковок в МГС является невозможность изменения размера упаковки без изменения при этом общего бактериостатического действия углекислого газа и, соответственно, без повышения срока хранения упакованного пищевого продукта. Для решения этой проблемы в Италии был запатентован двухстадийный процесс хранения продуктов, основанный на использовании известного количества газообразного и твердого CO₂.

Принцип упаковывания по этому способу, названный "двухфазным", состоит в том, что в упаковку с МГС дополнительно вкладывается некоторое количество "сухого льда", достаточное для насыщения продукта и установления равновесного состояния между содержимым упаковки и газовой средой внутри нее, при этом избыточное давление уравновешивается растворенной фазой.
Впервые этот новый способ был применен в 1989 г. для упаковывания свежих цыплят. Процесс упаковывания состоит из следующих операций: получение лотков термоформованием, укладка на лоток пищевого продукта и таблетки "сухого льда", замена воздуха на МГС и запечатывание упаковки.

Твердый углекислый газ внутри упаковки начинает возгоняться и давление повышается (гибкая крышка вспучивается), через 12 часов абсорбция газа прекращается и упаковка возвращается к своей первоначальной форме. При t=2-3°C продукт может храниться в течение 50 суток с сохранением высокого уровня гигиенических и органолептических свойств.

Пример расчета веса таблетки при "двухфазном" способе упаковывания в МГС:
цыпленок массой 700 г упаковывается в среде, содержащей 50% CO₂ и 50% N₂ . Упакованный продукт поглощает 650 см 3 углекислого газа на 1 кг массы, что в перерасчете на 700 г составляет 455 см 3 . Температура хранения продукта 2-3°С. 1 моль идеального газа занимает объем 22,4 л, так как молекулярная масса СО₂ составляет 44 г/моль, а 455 см 3 газа весят 0,9 г. Таблетку такой массы необходимо добавить внутрь упаковки.

Читайте также:

  
• Салат с консервированной фасолью и ветчиной и морковью по
  
• Салат из рукколы с помидорами черри и брынзой
  
• Русские традиции салаты логотип в векторе
  
• Выращивание салатов в закрытом помещении
  
• Можно ли салат из помидор и огурцов греть в микроволновке