Эволюция MAP-упаковки

Упаковка в модифицированной газовой среде (modified atmosphere packaging, MAP) становится все более популярной среди предприятий индустрии. Поскольку продовольственные компании используют меньше консервантов и трансжиров, возникает необходимость постоянно контролировать температуру хранения, что не всегда дешево. MAP-упаковка является отличным решением. Она способна обеспечить барьерные свойства различной степени. Требуется больше исследований по снижению микробного риска и повышению экологичности такой упаковки. Благодаря изучению механизмов разрушения, MAP-упаковка успешно используется для продления срока хранения многих продуктов, в том числе мяса, выпечки и снэков.

Интенсивность дыхания и микробный рост во многом определяют минимальные допустимые уровни кислорода и углекислого газа в MAP-упаковке. Интенсивность дыхания фруктов зависит от ряда факторов (площадь поверхности продукта, сельскохозяйственное разнообразие, период вегетации и окружающая среда). В целом низкий уровень кислорода замедляет созревание, однако некоторые овощи и фрукты портятся при недостатке кислорода. Например, минимальный уровень кислорода для авокадо, томатов и огурцов составляет 3 %, для яблок, брокколи и грибов — 1 %. При уровне углекислого газа более 1 % созревание некоторых продуктов замедляется, а срок хранения увеличивается. Эффективность углекислого газа повышается при повышении температуры. Это крайне важно, ведь многие фрукты транспортируются при более высоких температурах, чем следует. Несоответствующие уровни углекислого газа, кислорода и этилена приводят к тому, что фрукты покрываются пятнами или ямками, салат становится коричневым, происходит ферментативное побурение.

Vincente Peris S. A., Валенсия, Испания (vicenteperis.com), использует упаковку в модифицированной газовой среде, чтобы позволить 10-дневный срок хранения половинок дыни, тыквы и ананаса. Упаковка в анаэробной среде может привести к росту вредных патогенов, которые процветают в таких условиях. Многие полимеры отлично подходят для упаковки, но зачастую они недостаточно проницаемые. Проницаемость кислорода зависит от размера, количества и строения микроперфораций на упаковке. Микроперфорации также обеспечивают быстрый приток газовых смесей, продлевающих срок годности на различных стадиях зрелости, и пропускают газ, который убивает бактерии. BreatheWay, Гваделупа, Калифорния (breatheway.com), предлагает мембрану, на которой есть кристаллизующиеся полимеры с боковыми цепями, контролирующие поток газа при изменении температуры.

Большие перспективы открывает пленка, созданная из побочных продуктов сельского хозяйства (биоупаковка), поскольку она обладает высоким коэффициентом пропускаемости кислорода.

Основную опасность при хранении мяса и морепродуктов представляет рост бактерий, в частности таких, как Clostridium botulinum, Escherichia coli O157: H7, Salmonella, Listeria, Vibrio. Двухфазовая система дистрибуции в замороженном виде и охлаждения при розничной продаже продлевает срок годности и позволяет потребителям получить свежие мясо и морепродукты. Особенно опасными для морепродуктов являются бактерии C. Botulinum, поэтому упаковка (анаэробная и аэробная) подвергается тщательному контролю. При нарушении рекомендуемой температуры хранения увеличивается риск размножения C. Botulinum. Данный патоген размножается при температуре выше 38 °F. По рекомендации Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (Food and Drug Administration, FDA), при анаэробной среде обязательным условием являются индикаторы времени-и-температуры, а также ограничение температуры в пределах 38 °F.

Инновации в области разработки MAP-упаковки для морепродуктов не стоят на месте. Alfa Gamma Seafood Group, Майами, Флорида (alfaseafood.com), использует упаковку, которая поддерживает низкую температуру в присутствии окиси углерода и продлевает срок хранения своей охлажденной рыбы. Запатентованная технология от компании BluWrap, Сан-Франциско, Калифорния (bluwrap.com), позволяет сократить выбросы углерода, заменить полистирол пригодными для вторичного использования материалами и избавляет от необходимости использования льда в системе поставок.

Одной из последних тенденций является замена насыщенных жиров ненасыщенными жирами, в результате чего многие продукты, особенно снэковые, чаще подвергаются липидному окислению. Теперь MAP-упаковка используется не только для фруктов и орехов, но и для других видов снэков. Бутилированный гидрокситолуол и бутилированный гидроксианизол традиционно используются в упаковке в качестве антиоксидантов, они подавляют окисление после того, как оно началось. Для того чтобы остановить окисление и увеличить срок годности измененных продуктов, необходимы более низкие уровни кислорода. Превосходными барьерными свойствами в этом плане обладают металлизированные пленки, высокобарьерные многослойные или твердые структуры. Такая металлизированная структура, как bMET от Bemis Company Inc., Неена, Висконсин (bemis.com), предотвращает окисление, вызванное попаданием света, и препятствует проникновению кислорода. Эта упаковка, как и другие на основе EVOH, не является пригодной для повторного использования. Альтернатива им — ПЭТ-упаковки, обладающие аналогичными барьерными свойствами.

Компании Clariant, Шарлотт, Северная Каролина (clariant.com); Multisorb Technologies, Буффало, Нью-Йорк (multisorb.com); Mitsubishi Gas Chemical America, Нью-Йорк, Нью-Йорк (ageless.mgc-a.com), предлагают пакеты, изготовленные методом кислородной продувки, изолирующие кислород. Прочие упаковочные решения, в структуре которых содержатся поглотители кислорода, — Active Barrier от Invista, Уичито, Канзас (invista.com); valOP от Valspar Corp., Миннеаполис, Миннесота (valsparpackaging.com); ShelfplusO2 от Albis Ibérica, Гамбург, Германия (albis.com/en/products-solutions); Oxyguard от Toyo Seikan Co., Токио, Япония (toyo-seikan.co.jp/e/).

MAP-упаковка требуется для определенных видов сыра, хлеба без глютена и консервантов, а также других продуктов, поскольку она препятствует образованию плесени. Когда углекислый газ поглощается жидкой фазой продуктов, их степень pH уменьшается, и свободное пространство над продуктом сокращается. При производстве сыра поглощение углекислого газа после процесса упаковывания приводит к тому, что упаковка натягивается и принимает форму сыра. Хлебобулочные изделия слишком хрупкие для большого давления, поэтому наиболее распространенное содержание углекислого газа составляет менее 75 % (с остаточным азотом). Это снижает рост плесени, потому что углекислый газ поглощается в открытопористую структуру продукта и удаляет кислород.

По мере распространения различных инструментов развивается измерение изменчивых и разрушительных газов. Важную роль играют интегрированные системы, которые контролируют уровни кислорода. Такие кислородные анализаторы, как MAPCheck3 Dansensor (mocon.com) со встроенной системой смешивания газов, объединяются ProVectus, гарантируют надлежащее исполнение. Исследования в области модифицированной газовой среды продвигаются вперед и требуют разработки новых упаковочных решений, связанных с микробным ростом и экологичностью.