Phương pháp đóng gói khí điều biến (map)

PHƯƠNG PHÁP ĐÓNG GÓI KHÍ ĐIỀU BIẾN (MAP) I TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP MAP Lịch sử hình thành Tính cơng nghệ bảo quản cách bao gói sản phẩm khí thay đổi (MAP) nhằm kéo dài tuổi thọï thực phẩm nhận biết cách nhiều năm  Trong thập niên 1920, nhà khoa học làm việc sở nghiên cứu Cambridge, vương quốc Anh, thấy tuổi thọ táo gia tăng cách tồn trữ chúng môi trường với nồng độ O2 thấp khí CO2 cao,  Trong thập niên 30 thịt bò vận chuyển mơi trường có khí CO2 thời gian bảo quản chúng tăng gần gấp lần  Ở vương quốc Anh dây chuyền bán lẻ thịt đóng gói khí thay đổi cơng ty Marks & Spencer lần năm 1979 tạo điều kiện cho tiếng thị trường giới ngày sản phẩm bao gói khí cải biến Ngày nay, thực phẩm đóng gói MAP bao gồm thịt tươi nấu chín, cá, rau quả, mì sợi, phomát, loại bánh nướng từ bột mì, khoai tây chiên, cà phê trà 2 Định nghĩa Theo Hintlian & Hotchkiss – 1986, MAP – Modified Atmosphere Packaging là: “Thực phẩm bao gói bao bì với thành phần khơng khí sữa đổi khác hẳn khơng khí bên ngồi” Bao gói khí điều chỉnh Modified Atmosphere Packaging phương pháp đóng gói sản phẩm dễ hư hỏng mơi trường khí có thành phần thay đổi khác với khơng khí thơng thường Các loại thực phẩm đóng gói khí điều chỉnh thích hợp kéo dài thời hạn dụng, nâng cao chất lượng thuận tiện trình phân phối Ngun tắc Sử dụng bao bì thấm khí chọn lọc nhằm làm chậm trình hư hỏng thịt thủy sản, nông sản Phương pháp sử dụng song song với phương pháp bảo quản lạnh, lúc hiệu tăng lên  Ưu điểm Thời gian bảo quản tăng lên đến lần Tổn thất khối lượng giảm Sản phẩm giữ độ tươi ngun Ít hay khơng cần dùng chất bảo quản Có thể tránh tổn thương lạnh số loại rau áp dụng phương pháp bảo quản lạnh Có thể hạn chế phát triển vi sinh vật lồi trùng Có thể phân phối sản phẩm nơi xa hơn, giảm chi phí phân phối Việc phân phối sản phẩm lát rời dễ dàng Tăng tính thẩm mỹ trưng bày, sản phẩm nhìn thấy rõ ràng tồn Cơng tác đóng gói tập trung hóa kiểm tra phần  Nhược điểm Nhiệt độ cần phải điều chỉnh thích hợp ( ảnh hưởng đến tốc độ hô hấp rau quả) Đối với loại sản phẩm khác có cơng thức khí khác Địi hỏi thiết bị đặc biệt cơng tác huấn luyện Gia tăng thể tích bao gói – ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí vận chuyển không gian buôn bán lẻ II NHỮNG YẾU TỐ KỸ THUẬT TRONG PHƯƠNG PHÁP MAP Thành phần khí sử dụng Có loại khí chính: N2,O2,CO2  Nitrogen (N2) - Là khí trơ, giúp giảm bớt lượng khí O2 giảm q trình oxi hóa diễn - Thay khơng khí bên bao bì khí N2 nhằm ức chế phát triển vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm Bất lợi việc sử dụng nitơ riêng lẻ tạo mùi vị xấu cho sản phẩm  Oxy ( O2) - Oxy sử dụng hỗn hợp khí trước hết để ngăn chặn màu đỏ mô - Ở nồng độ > 5%, oxymyoglobin hình thành từ myoglobin, tạo cho mơ có màu đỏ sáng ức chế biến đổi không thuận nghịch myoglobin thành metmyoglobin - Sử dụng nồng độ O2 > 50%, cải thiện mùi vị tươi sản phẩm bao gói - O2 cần thiết cho hô hấp rau  CO2 - CO2 có tính kháng khuẩn, làm giảm thể tích khoảng trống gói thực phẩm - Khi cần CO2 kiểm soát phát triển vi khuẩn nấm mốc, thường sử dụng tối thiểu 20%, tối ưu 20 – 30%, 100% với gói thịt có số lượng lớn Để bảo quản thực phẩm mang bao gói khí hiệu điều quan trọng phải tính tốn nồng độ khí tối ưu, kết hợp nhuần nhuyễn CO2, N2 O2 Bảng hỗn hợp khí hiệu chuẩn dùng lĩnh vực đóng gói bao bì thực phẩm có sử dụng công nghệ MAP công ty VI NA Các loại màng để bao gói phương pháp MAP Có nhiều loại màng bao rau như: PE, PP, LDPE, HDPE,BOQ – 15 Các loại màng làm dựa công nghệ MAP (Modified Atmosphere Packaging ) có khả kéo dài thời gian bảo quản rau từ 15 đến 20 ngày nhiệt độ từ 10 đến 200C, nhiệt độ thường bảo quản khoảng từ đến ngày Các túi có độ dày mỏng khác từ 25 đến 50 micromet, có cấu tạo khác Các loại màng có khả thấm hút khí nước khác giúp điều chỉnh môi trường bảo quản ổn định Yếu tố định việc lựa chọn bao bì dựa vào tốc độ khí qua – tính thấm Mỗi loại bao bì khác có tính thấm khác + Trong phương pháp MAP, thường sử dụng phổ biến loại bao bì nhựa dẻo (sản xuất từ PE, PP, nylons, PET, PVC, EVOH), gồm dạng: * cứng, bán cứng (phần khay, đế, cốc, hộp) * màng nhựa (túi, bao, gói) + Đặc tính loại nhựa: * EVOH: ngăn cản khí tốt, nhạy cảm với độ ẩm, thường màng mỏng kẹp polyme kị nước, có khả chống dầu, dung môi hữu cơ, chịu nhiệt độ cao * PE: kết cấu cứng, nửa cứng, rào cản khí kém, ngăn cản nước tốt * Nylons: độ bền, dẻo dai cao, chống đâm thủng, mài mòn tốt, nhạy cảm với độ ẩm * PET: rào cản khí, nước tốt, chịu nhiệt tốt, độ cao * PP: cứng để làm khay, cản nước tốt, cản khí * PVC: có khả chống dầu mỡ, ngăn chặn nước khí, dễ tạo hình  LDPE (low density polyethylene): màng polyethylene có tỷ trọng thấp, sản xuất phương pháp trùng hợp khí C2H4  Màng HDPE (High density polyethylene): màng polyethylene có tỷ trọng cao  Màng BOQ-15 : hỗn hợp dung môi hữu thuốc chống nấm kết hợp với dạng dung dịch lỏng dùng để bảo quản loại thuộc họ Citrus (cam, chanh, quít, bưởi) số loại rau ăn cà chua  Màng OTR PE Sử dụng bao bì PE OTR, kết hợp xơng khí S0 số điều kiện khác kỹ thuật việc xử lý bảo quản rau sau thu hoạch OTR loại màng chất dẻo, cấu trúc có độ thấm khí định Cấu trúc có khả làm giảm độ hơ hấp yếm khí, hạn chế nồng độ oxy chứa bao Bao PE có độ thấm khí nên để tăng cường chất lượng bảo quản rau quả, phải dùng kỹ thuật đục lỗ PE 40 có nghĩa màng có 40 lỗ với đường kính 0,1mm/lỗ  Màng MAP cải tiến Màng có thành phần chủ yếu: tinh bột chuối, MC (metylxenlulose), gelatin, paraffin, phụ gia giúp màng tan nướcc, tính bám dính cao có khả giữ ẩm TEA, PG, PVA127 Với thành phần thế, màng sau có khả đặc dạng rắn 3 Các thiết bị dùng phương pháp MAP 3.1 Máy hút khí dạng ớng + Đặc điểm: * Máy làm việc bán tự động * Dùng kỹ thuật hút chân khơng để bao gói sản phẩm * Được ứng dụng sở có quy mơ nhỏ + Nguyên lý hoạt động: Sản phẩm cần bao gói cơng nhân cho vào bao bì plastic Ống hút khí dạng mỏng đưa vào bên bao bì Máy hút hết khơng khí bên bao bì tạo mơi trường chân khơng, sau hỗn hợp khí thích hợp nạp vào bên qua ống hút ống hút phận máy đưa khỏi bao bì chứa sản phẩm miệng bao hàn kín nhiệt 3.2 Máy hút khí dạng buồng + Đặc điểm: * Máy làm việc bán tự động * Dùng kỹ thuật hút chân khơng để bao gói sản phẩm * Được ứng dụng sở có quy mơ nhỏ + Ngun lý hoạt động: Sản phẩm cần bao gói cơng nhân đặt vào túi nhỏ dạng màng Buồng hút mở túi dạng màng chứa sản phẩm đặt vào bên buồng, sau buồng hút đóng lại Người ta cho máy hoạt động để hút hết khơng khí bên buồng Sau hỗn hợp khí thích hợp nạp qua ống dẫn khí Túi hàn kín nhiệt mở nắp buồng để lấy sản phẩm ngồi 3.4 Máy đóng gói hàn nhiệt (Thermoforming packaging machines) + Đặc điểm: Có kết hợp với khay chứa lớp nắp cải tiến, buồng chân không, máy hút chân không dùng kỹ thuật bù chân khơng để rút hết khơng khí nạp hỗn hợp khí vào khay lớp nắp.Thiết bị có tính tự động hóa cao nên sử dụng rộng rãi nhiều nhà máy xí nghiệp lớn + Nguyên lý hoạt động: Sản phẩm đặt lên khay sau phủ lên lớp bao mỏng, khơng khí bên rút ngồi hỗn hợp khí mong muốn đưa vào sau hàn kín lại nhiệt III ỨNG DỤNG Trong bao quản loại rau quả, trái + Trái tươi rau tiếp tục hô hấp sau chúng thu hoạch Q trình tiêu thụ O2, giải phóng H2O nước + Trái có hàm lượng nước cao, có tính axit, dễ bị hư hỏng nấm men, nấm mốc + Dễ bị thối hỏng enzyme từ thịt quả, vi khuẩn công + Giảm tốc độ hô hấp cách giữ nhiệt độ thấp, giảm hàm lượng O , tăng lượng khí CO2 + Vật liệu đóng gói có khả thấm, thống khí (Bao bì kín khí khiến O nhanh chóng bị cạn kiệt, điều kiện kỵ khí khơng mong muốn phát triển Cịn vật liệu q xốp, khí điều biến bị ngồi khơng cịn tác dụng bảo quản) + Đạt trạng thái EMA (O2 CO2 qua lại bên bên ngồi bao bì theo cách mà O2 tiêu thụ bao bì, thay O2 từ bên ngồi tương tự vậy, mức CO2 không đổi trì)  Hiệu quả: + Kéo dài thời gian sử dụng sản phẩm + Không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm - hương vị, kết cấu hình thức + Giảm lượng khí etylen trái cây, rau (loại khí kích thích chóng chín) + Ngăn chặn trình sẫm màu vài ngày, trái ngược với chỉ vài phút vài không khí (táo, khoai tây cắt) – có hỗn hợp CO2 N2 bao bì Ví dụ - Bảo quản long: Chế độ bảo quản tối ưu cho long kĩ thuật bao gói khí điều biến với vật liệu bao bì LDPE độ dày 0,03 mm, tỉ lệ diện tích màng bao bì/khối lượng 1,96 cm2 / g, tương ứng tạo mơi trường vi khí hậu có nồng độ khí oxy 3,82 % nồng độ cacbonic 5,84 % điều kiện nhiệt độ ± oC độ ẩm 90-95 % trì chất lượng dinh dưỡng cảm quan thời gian bảo quản 20 ngày - Bảo quản chuối già nhiệt độ phòng Sử dụng màng MAP cải tiến với thành (metylxenlulose)/bộtchuối/gelatin:5/1/2/1 phần chủ yếu Parafin/MC Việc bọc màng làm cho q trình chín chuối xảy chậm lại, cụ thể độ mẫu đựoc bọc màng giảm chậm so với mẫu đối chứng giảm nhanh từ 1,85 kg/cm xuốngcòn 0,45kg/cm2 sau 10 ngày bảo quản nhiệt độ phịng, mẫu đối chứng bị chín rục, đạt độ Brix cao mẫu bọc tăng thấp nhiều Điều cho thấy q trình chín bị kìm hãm, chuyển đổi tinh bột thành đường chuối đựơc bọc màng (MC) xảy chậm, hàm lượng tinh bột lại nhiều so với mẫu đối chứng, phản ứng nhuộm màu với iot cho màu đen đậm so với mẫu đối chứng Bảo quản loại cá, hải sản + Thịt cá hải sản có hàm lượng nước cao, có mơi trường pH trung tính điều kiện thuận lợi để VSV enzym nội sinh hoạt động, gây hư hỏng sản phẩm sinh số hợp chất có mùi khó chịu đặc trưng + Cá có hàm lượng chất béo cao( VD: cá trích cá thu) dễ bị oxy hóa khơng khí dẫn đến ôi thiu + Phương pháp bảo quản: * Duy trì nhiệt độ thấp - gần 0o C tốt * Cá sống: sử dụng khí có hàm lượng CO2 20% thường khoảng 50% * Hải sản tơm đóng gói mơi trường thường chỉ chứa CO2 N2  Hiệu quả: Trong điều kiện làm lạnh thích hợp, thời hạn sử dụng cá hải sản sống tăng gấp đơi chí gấp ba, từ vài ngày đến – tuần bảo quản loài nhuyễn thể có tác dụng ức chế tạo thành đốm đen vỏ, nhiệt độ bảo quản từ – 100C Bảo quản thịt tươi sống: + Thịt tươi thường dễ bị hư hỏng vi khuẩn hiếu khí Vì mơi trường bảo quản thay đổi theo xu hướng tạo mơi trường yếm khí (20% CO bảo quản thịt) nhằm hạn chế mức phát triển tối đa củacác vi sinh vật + Màu sắc thịt định protein myoglobin Trong điều kiện mơi trường có nồng độ O2 cao, myoglobin phản ứng với O2, tạo thành dạng sắc tố oxymyoglobin, làm thịt có màu đỏ + Để bảo quản thịt đỏ ( điển hình thịt bị), cần sử dụng hỗn hợp khí chứa: * 60-80% O2 : giúp thịt giữ màu đỏ đặc trưng tăng giá trị cảm quan * Khí CO2: ức chế phát triển vi khuẩn hiếu khí + Đồng thời, thịt bảo quản điều kiện lạnh Thời hạn sử dụng thịt đỏ thường từ 2-4 ngày tăng lên thành 5-8 ngày + Với thịt trắng ( thịt gia cầm), hỗn hợp khí cần dùng để bảo quản không chứa O 2, thành phần chủ yếu gồm N2 CO2 Thời hạn sử dụng thịt gia cầm thường từ 4-7 ngày tăng lên thành 1621 ngày Danh mục tài liệu tham khảo: http://luanvan.net.vn/luan-van/tieu-luan-tim-hieu-ve-ky-thuat-map-trong-bao-quanrau-qua-tuoi-phan-tich-anh-huong-cua-nhiet-do-do-am-thanh-phan-khong-76064/ Phạm Anh Tuấn, Vũ Thị Nga, 2016 – Tối ưu hóa số thơng số cơng nghệ bảo quản long kĩ thuật bao giói khí điều biến - Viện Cơ điện nông nghiệp Công nghệ sau thu hoạch http://tailieu.sharingvn.net/threads39483-Dong-goi-MAP-modifieds-Atmospherepackaging-cho-san-pham-thit