Bao bì và thiết bị đóng gói các sản phẩm từ rau quả

BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHAÅM - BÁO CÁO MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN RAU QUẢ Đề tài: BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GÓI CÁC SẢN PHẨM TỪ RAU QUẢ CBHD: PGS TS Tôn Nữ Minh Nguyệt SVTH: Lê Thị Phương 60601831 Vũ Bảo Trân 60602611 Kiều Thị Minh Trang 60602576 Trần Thanh Loan 60601282 Trang BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt MỤC LỤC PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG I Định nghĩa bao bì II Chức bao bì III Phân loại bao bì PHẦN II: BAO BÌ THỦY TINH I Đặc tính chung II Đặc điểm III Ứng dụng IV Thiết bị chiết rót 12 PHẦN III: BAO BÌ KIM LOẠI 15 I Đặc tính chung 15 II Phân loại 15 III Ứng dụng 17 IV Thiết bị 18 PHẦN IV: BAO BÌ PLASTIC 19 I Giới thiệu chung 19 II Một số loại plastic 21 II.1 PE 21 II.2 PET 25 II.3 PP 28 II.4 PS 31 II.5 EVOH 32 II.6 Polycacbonat 33 II.7 Túi lưới PA .35 II.8 Khay, hộp kết màng plastic 37 III Thiết bị đóng gói 41 PHẦN V: BAO BÌ TETRA PAK 42 Trang BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt I Đặc điểm 42 II Ứng dụng 43 III Thiết bị 44 PHẦN VI: MAP 45 I Giới thiệu chung 45 II Thiết lập cân khí điều chỉnh 45 III Nguyên tắc – hiệu MAP có hàm lượng O2 cao 46 IV Kỹ thuật bao gói MAP .48 PHẦN VII: BAO BÌ SINH HỌC .53 I Màng Chitosan 53 II Màng tinh bột 56 III Màng Bacterium cellulose 58 PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG Trang BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt I ĐỊNH NGHĨA BAO BÌ: Bao bì vật chứa đựng, bao bọc thực phẩm thành đơn vị để bán Bao bì phải đảm bảo cho chất lượng thực phẩm, phân phối, lưu kho, kiểm tra thương mại… cách thuận lợi Bao bì bao bì kín bao bì hở - Bao bì kín dùng bao bọc loại thực phẩm chế biến công nghiệp, để đảm bảo chất lượng sản phẩm sau quá trình sản xuất suốt thời gian lưu hành thị trường, tay người tiêu dùng Bao bì kín lớp, cũng cấu tạo dạng ghép nhiều lớp nhằm khắc phục khuyết điểm từng loại vật liệu riêng lẻ - Bao bì hở bao gói trực tiếp rau hàng hóa tươi sống, các loại thực phẩm không bảo quản lâu chế biến ăn Bao bì hở còn lớp bao bì bọc bên ngồi lớp bao bì chứa đựng trực tiếp thực phẩm nhằm tạo xếp khối sản phẩm để thuận tiện, an toàn vận chuyển, phân phối, kiểm tra lưu kho II CHỨC NĂNG BAO BÌ: Đảm bảo nguyên vẹn số lượng, trạng thái, cấu trúc, màu, mùi vị, thành phần dinh dưỡng cho thực phẩm chứa đựng bên bao bì Truyền tải thông tin nhà sản xuất đến người tiêu dùng, nói lên giá trị sản phẩm chứa đựng bên như: đặc tính sản phẩm dinh dưỡng, trạng thái, cấu trúc, mùi vị, Trang BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt nguồn nguyên liệu, nhà sản xuất, địa quốc gia chế biến sản phẩm Đờng thời bao bì cũng lời mời nhà sản xuất người tiêu dùng - Chính sản phẩm thực phẩm tự thơng tin giới thiệu thu hút khách hàng thơng qua nhãn hiệu, hình thức bao bì (cách trình bày hình ảnh, màu sắc, thương hiệu, tên sản phẩm) Nếu cách trang trí, màu sắc không hài hòa, không đáp ứng tâm lý, sở thích người tiêu dùng bao bì cũng khơng thể chấp nhận thị trường - Kết cấu bao bì cho biết trạng thái, cấu trúc, màu sắc sản phẩm Chẳng hạn bao bì có phần hồn tồn suốt cho phép nhìn thấy thực phẩm bên trong, nhằm đáp ứng yêu cầu khách hàng, giúp họ có lựa chọn dễ dàng Thuận tiện, tiết kiệm cho bảo quản sản phẩm, phân phối, lưu kho, quản lý tiêu dùng Từ ba chức bao bì, đặc biệt chức thứ hai, ta nhận thấy tầm quan trọng nhãn hiệu thực phẩm, định giá trị thương phẩm cho thực phẩm sau III PHÂN LOẠI BAO BÌ: Phân loại theo vật liệu bao bì Gờm các loại: - Bao bì giấy bìa cứng, bìa carton gợn sóng: dùng làm bao bì vận chuyển hàng hóa (bao bì đơn vị gửi đi) lớp bao bì ngồi - Bao bì thủy tinh - Bao bì kim loại - Bao bì plastic PE, PP, OPP, PET, PA, PS, PC,… - Bao bì ghép nhiều lớp ( Tetrapak) - MAP - Kỹ thuật đóng gói khí điều chỉnh ứng dụng cho đóng gói rau tươi - Bao bì sinh học Trang BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt PHẦN II: BAO BÌ THỦY TINH I ĐẶC TÍNH CHUNG: Bao bì thủy tinh đựng thực phẩm gờm chai lọ thủy tinh silicat Khi gia nhiệt thủy tinh mềm dần trở nên linh động, chảy thành giọt hay thành dòng, độ nhớt giảm nhiệt độ tăng; độ nhớt tăng dần đến cực đại , mất tính linh độn đưa nhiệt độ thường Thủy tinh có tính chuyển đổi trạng thái thuận nghịch theo tăng giảm nhiệt độ, tính chất ban đầu thường giữ nguyên suốt quá trình biến đổi trạng thái thuận nghịch gia nhiệt- làm nguội, bị nấy chảy làm nguội nhiều lần theo cùng chế độ Thủy tinh có tính đẳng hướng: xét theo mọi hướng cấu trúc thủy tinh đờng nhất nhau, ứng suất theo mọi hướng xuất khối thủy tinh xem tương đương II ĐẶC ĐIỂM: II.1 Ưu điểm: Thủy tinh loại vật liệu bao bì đánh giá cao Nó có tác dụng hỗ trợ, làm tăng bât cho sản phẩm chứa đựng bên Giá thành sản xuất thấp: Chi phí gia công cho bao bì thủy tinh 1/5 chi phí gia công cho bao bì plastic Trong số lượng sản xuất mẻ thấp plastic, thuận lợi mẫu mã thay đổi, sửa chữa lại với thời gian ngắn Do tính hỗ trợ cho sản phẩm thay đổi, cập nhật cho phù hợp thị hiếu người tiêu dùng Đa dạng kiểu dáng kết cấu: Từ thủy tinh dễ dàng tạo vô số kiểu dáng, kết cấu khác tạo nên phong phú bắt mắt người tiêu dùng Ngoài trang trí chi tiết chạm bề mặt Khả tương thích với sản phẩm: Bao bì thủy tinh sử dụng cho tất sản phẩm dạng lỏng rắn ( trừ HCl) Trang BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt để tồn trữ thời gian dài mà ảnh hưởng bất lợi đến chất lượng hương vị sản phẩm Những hợp chất hoá học độc hại xâm nhập qua thủy tinh, điều không đảm bảo loại bao bì khác Tính thấm: Thủy tinh vật liệu trơ mặt hoá học hoàn toàn không thấm khí hay lỏng Không có khếch tán khí hay lỏng qua bao bì thủy tinh ghi nhận điều xảy trừ việc đóng bao bì không đảm bảo độ kín Ngăn mùi: Đối với bao bì thủy tinh, ta yên tâm vấn đề này, không thân thủy tinh mùi mà đảm bảo mùi bên khếch tán vào bên Tính chất suốt: Thủy tinh có độ suốt cao nên người tiêu dùng nhìn thấy sản phẩm bên Thuỷ tinh thích hợp sản phẩm đồ uống uống trực tiếp từ bao bì Chống rò rỉ: Thủy tinh ngăn cản xâm nhập qua đường rò rỉ việc dùng màng plastic co giãn bao bọc bên nắp có hiệu Thủy tinh dễ dàng thích hợp với nắp kim loại hay plastic sản xuất trước Dễ mở: Sự cứng rắn bao bì cho phép tháo mở nắp dễ dàng Việc thống tiêu chuẩn chung nhà sản xuất chai nhà sản xuất nắp đóng thùng đảm bảo khó khăn việc mở nắp loại bỏ Chịu áp suất tốt: Một bao bì thủy tinh thiết kế tốt chịu áp suất bên bao bì đến 10 bar, tiêu chuẩn đòi hỏi áp suất bao bì không vượt bar Chúng có khả chịu điều kiện chân không Khả tái sinh: Pháp luật hành quy định tỷ lệ vật liệu bao bì tái chế phải đạt đến 50% Công nghiệp thủy tinh Trang BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt ngành đầu việc thu gom dùng lại thủy tinh tái chế Sản phẩm tái chế có chất lượng không thua sản phẩm việc tái chế không ảnh hưởng đến tính chất vật liệu chủ yếu ban đầu Khả sử dụng nhiều lần: Bao bì thuỷ tinh đem dùng lại không khó khăn, chúng dễ dàng rửa kiểm tra lại Để chứa sản phẩm có CO chai thủy tinh dùng lại phải phân loại loại bỏ chai trầy, hư hại chúng không chịu áp lực CO2 Khả bao bọc, trang trí bên ngoài: Có thể sử dụng nhiều kiểu trang trí bao bì thuỷ tinh như: dán nhãn, in, bao bọc, tráng màu hữu hay vô chạm trổ thủy tinh có độ cứng rắn Chống tia UV: Thuỷ tinh màu hổ phách bảo vệ sản phẩm khỏi tiz UV mà số trường hợp thủy tinh màu xanh có phần khả Chịu tải trọng: Sự cứng rắn thuỷ tinh cho phép dễ dàng dy chuyển rót hay phân phối sản phẩm Mặc dù khối lượng bao bì thuỷ tinh nặng plastic dẫn đến chi phí vận chuyển cao chúng chịu tải trọng tốt yêu cầu bao bì vận chuyển đơn giản Đó lợi tức bao bì thủy tinh đem lại II.2 Nhược điểm: Dẫn nhiệt kém: Do không thích hợp với sản phẩm cần trùng hay tiệt trùng bao bì Giòn, dễ vỡ: Có thể bị vỡ va chạm học Nặng: Tỷ trọng 2.2 – 2.6 khối lượng bao bì lớn sản phẩm chứa đựng bên Trang BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Ghi nhãn: Khơng thể in, ghi nhãn theo quy định nhà nước mà vẽ, sơn logo, sản xuất chai tạo dấu hiệu thành chai cần phải dán giấy nhãn lên chai ( rượu , bia, nước ngọt) II.3 Phân loại: Nắp, nút xem thành phần quan trọng bao bì thủy tinh Nắp (đậy che phủ miệng chai); nút( nằm lọt vào bên miệng chai)và các thành phần phụ chúng đểm, nhôm lá để bọc… góp phần đảm bảo độ kín chai lọ Tùy theo dạng chai lọ chứa đựng thực phẩm, tính chất giá trị thương phẩm thực phẩm chứa bên mà sử dụng loại nắp thích hợp, cùng với thiết kế kiểu miệng ren, miệng chai tương ứng Có loại nắp (nút) chai bản:  Loại A: Miệng chai có ren vặn để đóng nắp vào, nắp cũng có cấu tạo ren tương ứng Loại nắp đậy cho miệng loại A làm nhơm có phủ lớp sơn bên , mặt phủ vecni có đệm plastic để đảm bảo độ kín cho chai Không cần đậy nút đệm, phương pháp đậy nút đệm khó đảm bảo an tồn vệ sinh thực phẩm đóng nắp thủ cơng đóng nắp với śt thấp, khơng thuận tiện cho tái đóng, tái mở Sau đậy nút đệm, vặn nắp nhôm vào theo đường ren  Loại B: Cấu tạo thành miệng chai dày Chai đậy kín nút bấc, nút có cấu tạo trụ tròn hình trụ tròn có mũ nấm, than trụ dài khoảng 4cm Nút gỗ bấc có tính đàn hời cao, đậy chặt khít miệng chai, nhô lên khỏi miệng chai khoảng 1.5 cm, dây thép buộc bên miệng chai giúp nút bần chịu áp lực nén cao CO2 chai Kế đến lớp giấy nhôm áp sát vào miệng chai, mép giấy che phủ dây thép bên  Một số chai rượu vang có cấu tạo nắp chai thay đỏi vật liệu theo các nguyên tắc: + Nút gỗ bấc chế tạo cao su có độ đàn hời khơng cao gỗ bấc + Dây thép thay nắp ren tương ứng với chai miệng ren Trang BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt + Nút cao su đóng kín vào miệng chai khơng có phần nhơ lên khoảng 1/3 – ¼ chiều cao nút, đóng vào hẳn miệng chai + Giấy nhôm bọc thay màng co plastic có in thương hiệu  Loại C: Chai miệng mũ có cấu tạo thành miệng dày có gờ, đậy nắp mũ, nắp thiếc có lót lớp đệm gỗ bấc cao su để áp chặt khít vào miệng chai,tạo kín hồn tồn III ỨNG DỤNG: Bao bì thủy tinh phù hợp để chứa đựng thực phẩm từ rau quả: - Thức uống không cồn: nước ép trái cây, nước rau - Thức uống có cờn + Lên men khơng chưng cất (có khơng bão hòa CO2): Vang + Lên men – Chưng cất – Tàng trữ: Wishky, Cognac, Rhum + Không lên men: rượu mùi - Các loại mứt - Nectar - Thực phẩm khô: bột trái cây, … - Các sản phẩm ngâm tẩm: cà pháo, kim chi,… Trang BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Trang 50 BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt PHẦN 6: MAP – KỸ THUẬT ĐÓNG GĨI KHÍ QUYỂN ĐIỀU CHỈNH ỨNG DỤNG CHO ĐĨNG GĨI RAU QUẢ TƯƠI I GIỚI THIỆU: Những năm gần đây, thị trường sản phẩm rau tươi đã phát triển rất mạnh Động lực phát triển nhu cầu người tiêu dùng ngày tăng, họ muốn tiêu thụ sản phẩm tươi, bổ dưỡng khơng có các chất bảo quản Tuy nhiên, sản phẩm rau tươi mặt đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng mặt khác lại thách thức cho nhà sản xuất vấn đề bảo quản tránh hư hỏng các phản ứng hóa sinh vi sinh vật Điều đã khắc phục đáng kể cách ứng dụng kỹ thuật MAP Việc áp dụng kỹ thuật khí điều chỉnh với nồng độ O2 cao việc bảo quản các sản phẩm rau tươi bán lẻ có nhiều ưu điểm so với kỹ thuật đóng gói truyền thống hay đóng gói với hàm lượng oxi thấp Kết nghiên cứu hội đồng Châu Âu đã việc sử dụng O2 với hàm lượng tương đối cao có hiệu việc ức chế các enzyme gây biến màu nguyên liệu, ngăn cản quá trình lên men yếm khí, quá trình mất nước sinh trưởng các vi khuẩn yếm khí hay hiếu khí II THIẾT LẬP SỰ CÂN BẰNG CỦA KHÍ QUYỂN ĐIỀU CHỈNH (EQUILIBRIUM MODIFIED ATMOSPHERE) Không giống số sản phẩm đóng gói khác, các thực phẩm rau trái tươi sau quá trình thu hoạch tiếp tục hơ hấp, các quá trình bao gói theo sau phải đảm bảo cho quá trình hơ hấp rau tiếp tục Việc bao gói rau các bao bì kín làm cho hàm lượng O bị giảm hàm lượng CO2 tăng lên quá trình hơ hấp Việc hiệu chỉnh khí bao gói nhằm mục đích giảm tốc độ hơ hấp rau từ làm tăng thời gian bảo quản thực phẩm MA tạo thành cách bị động các bao gói kín hệ quá trình hơ hấp khả thấm khí bao gói phù hợp với tốc độ hô hấp thực phẩm Tuy nhiên điều rất gặp thực tế người ta đã chủ động thay đổi khí bao bì hỗn hợp O2, N2 CO2 Người ta đã bơm vào hỗn hợp khí bao gờm 5-10% O 2, 510% CO2 80-90% N2 để ngăn cản quá trình hóa nâu các loại rau salad Trang 51 BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt Điều mấu chốt định thành cơng quá trình đóng gói bao bì MAP việc lựa chọn bao bì có tính thấm phù hợp để tạo mơi trường cân tối ưu cho quá trình bảo quản, thông thưòng khoảng 3-10% O2 3-10 CO2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bao gói MAP là:  Tốc độ hô hấp thực phẩm (chịu ảnh hưởng nhiệt độ, loại thực phẩm bao gói, kích thước, độ chín mức độ xử lý)  Tính thấm màng bao  Thể tích bao gói  Diện tích bề mặt  Mức độ tiếp xúc với ánh nắng trực tiếp Vì ta thấy việc hiệu chỉnh khí cho phù hợp với từng loại sản phẩm rất phức tạp Có rất nhiều trường hợp thực tế sản phẩm bao gói các màng bao có tính thấm khơng phù hợp nên quá trình hơ hấp làm cho mơi trường bên bao bì biến thành mơi trường yếm khí (ví dụ 20% CO2) Để khắc phục người ta đã phát triển màng bao có kích thước lỗ micro (microperforated film), có tốc độ truyền oxi rất nhanh để đảm bảo môi trường bên hiếu khí (5–15% O2 5–15% CO2), sử dụng cho các loại thực phẩm hô hấp mạnh cải xanh (broccoli), cà rốt, nấm rơm rau spinach Tuy nhiên nhược điểm màng bao khá đắt tiền, quá trình bay nước xảy nhanh, dễ tổn thất các hợp chất hương vi sinh vật xâm nhập vào bao bì gặp điều kiện thuận lợi ẩm thấp … III NGUYÊN TẮC - HIỆU QUẢ CỦA MAP CÓ HÀM LƯỢNG O2 CAO: Kết nghiên cứu cho thấy việc sử dụng MAP có hàm lượng O cao đã khắc phục các nhược điểm việc sử dụng hàm lượng O thấp có hiệu việc ức chế các enzyme làm mất màu sản phẩm, ngăn cản quá trình lên men yếm khí ức chế phát triển vi sinh vật Khả ức chế vi sinh vật việc sử dụng O liều lượng cao giải thích sau: O2 có tính oxi hóa mạnh nên có khả tạo các gốc tự tác dụng với các đại phân tử thể vi sinh vật protein, lipid … làm ảnh hưởng đến sinh trưỏng phát triển chúng Đối với các vi sinh vật hiếu khí chúng có enzyme peroxidase catalase để Trang 52 BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt chuyển hoá oxi nồng độ O CO2 sản phẩm cao làm ức chế giảm hoạt tính chúng Ảnh hưởng nồng độ oxi sinh trưởng phát triển VSV Cơ chế ức chế các phản ứng hóa nâu enzyme xúc tác: polyphenol oxidase (PPO) enzyme xúc tác cho phản ứng hoá nâu bề mặt rau sau cắt PPO thúc đẩy quá trình oxi hóa các hợp chất phenolic thành các hợp chất quinones khơng màu, sau các hợp chất quinone polyme hóa để tạo thành các hợp chất có màu melanin Các nhà khoa học cho nồng độ O2 hay Ar cao đóng vai trò ức chế phản ứng việc tạo các hợp chất quinone không màu với liều lượng cao gây ức chế ngược các phản ứng hóa nâu Phản ứng hóa nâu rau Hiệu MAP tăng cường cách sử dụng kết hợp với Argon (Ar) nitrous oxid (N2O) Hai chất cho phép dùng ở EU ở Air Liquide S.A (Paris, France) khuyến khích sử dụng Ar hạn chế việc sử dụng N 2O So với N2, Ar ức chế hoạt Trang 53 BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt động enzyme, phát triển vi sinh vật các phản ứng phân hủy tốt Đặc biệt số nghiên cứu cho thấy Ar N2O có khả ức chế phát triển nấm mốc, giảm tốc độ sinh khí ethylene hạn chế tối đa các phản ứng phân hủy làm giảm giá trị cảm quan thực phẩm Tuy Ar khí trơ ức chế vi sinh vật Ar có khối lượng phân tử gần giống phân tử O2 có khả tăng tan tốt nước so với N O2 Vì Ar chiếm chỗ oxi các trung tâm hoạt động enzyme từ ức chế phản ứng hóa nâu enzyme xúc tác Ngoài Ar N 2O rất nhạy cảm vi sinh vật, chế quá trình ức chế chưa hiểu rõ nhiều giả thiết cho các chất tác động lên màng membrane tế bào vi sinh vật từ làm ảnh hưởng đến các quá trình trao đổi chất IV KỸ THUẬT BAO GÓI MAP: IV.1 Hàm lượng tối ưu chất: Nờng độ các chất khí sau quá trình hàn bao bì khuyến cáo nằm khoảng 8095% O2 5-20% N2 Sau đóng bao hàm lượng O2 giảm dần N2 tăng dần Để kéo dài thời gian bảo quản ta nên khống chế lượng O > 40% CO2 khoảng 10-25% suốt quá trình đơng lạnh Điều thực cách hạ nhiệt độ bảo quản, hạn chế các tổn thương bề mặt rau trái, giảm tỉ lệ thể tích bao bì thể tích khí chiếm chỗ, sử dụng màng bao có khả giữ lại O cho CO2 thoát ngồi hay sử dụng các túi có khả hút CO2 sản sinh lượng O2 tương ứng đặt bao bì Để đảm bảo hàm lượng O > 40% CO2 khoảng 10-25% suốt quá trình bảo quản, ta nên bơm vào bao bì từ đầu lượng O thật lớn Nhìn chung khơng cần bơm CO2 CO2 sinh quá trình hơ hấp Tuy nhiên các sản phẩm có tốc độ hơ hấp thấp bảo quản điều kiện khó sản sinh khí CO việc bổ sung 5-10% CO2 cần thiết Tỉ lệ tối ưu cho quá trình bảo quản bơm vào bao bì hỗn hợp khí gờm 80-85% O2 15-20% CO2 Thiết bị đóng gói MAP có hai dạng phụ thuộc vào hàm lượng O tối đa mà máy bơm vào sản phẩm quá trình bao gói: - Dạng cổ điển: có hai loại máy vertical form-fill-seal (VFFS) horizontal form-fillseal (HFFS) machines Loại máy giai đoạn hút chân khơng nên hàm lượng tối đa đạt đưọc 80% O2 Trang 54 BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt - Dạng đại: có kết hợp hút chân khơng trước bơm khí vào, hàm lượng O tối đa đạt đưọc 85-95% IV.2 Tỉ số thể tích bao gói/thể tích trống bao bì: Để trì lượng O2 > 40% CO2 khoảng từ 10-25% bao gói suốt quá trình bảo quản, ta cần phải giảm tỉ số thể tích bao gói thể tích trống bao bì cách giảm khối lượng đóng gói hay tăng thể tích trống Giảm khối lượng rau bao gói có tác dụng làm giảm mức độ hơ hấp tức quá trình phân hủy O diễn chậm Tăng thể tích trống bao bì có tác dụng làm tăng hàm lượng O bơm vào bao bì Tuy nhiên biện pháp mang tính tương đối người tiêu dùng khơng chấp nhận mua gói rau tươi MAP khối lượng sản phẩm quá thể tích khí quá nhiều IV.3 Vật liệu bao gói: Việc dùng vật liệu bao gói thích hợp cho quá trình đóng gói MAP có hai dạng:  Dùng màng bao có tính thấm O2, CO2 tốt màng bao OPP có bề dày 30mm: trì hàm lượng O2 >40% cũng hàm lượng CO2 khoảng 25% suốt 7-10 ngày bảo quản ở nhiệt độ 5-8oC Ngồi ta kết hợp cách cán mỏng hay ép đùn OPP với low density polyethylene (LDPE), ethylene vinyl acetate (EVA) hay polyvinyl chloride (PVC)  Dùng màng bao có tính thấm O kém PVDC bao bọc bởi OPP hay màng bao nhiều lớp gồm màng ethylene vinyl acetate (EVOH), polyester (PET), polyamide (nylon) /PVDC kết hợp với túi nhỏ có chứa các chất tạo khí O2 hấp thu CO2 đặt bao gói IV.4 Điều chỉnh nhiệt độ bảo quản: Nhiệt độ bảo quản có ảnh hưởng rất lớn đến việc bảo quản sản phẩm Nhiệt độ thích hợp cho quá trình bảo quản nên trì oC, lý tưởng nhất khoảng từ 0-3 oC nhiệt độ cao tốc độ hơ hấp rau mạnh Nghiên cứu đã cho thấy trì nhiệt độ bảo quản khoảng 3-5 oC cảm quan sản phẩm không bị thay đổi đồng thời hàm lượng O2 giảm từ 70% xuống 50%, hàm lượng CO tăng đến 15% sau 10 ngày bảo quản Nhưng nhiệt độ bảo quản tăng lên khoảng oC cảm quan sản phẩm bị thay đổi rất nhiều, hàm lượng O giảm từ 80% xuống đến 35-40% lượng CO tăng lên đến 35-40% sau 10 ngày bảo quản Trang 55 BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt IV.5 Giới thiệu quy trình thiết bị bao gói: Hệ thống bao gói salad theo chiều dọc (vertical form-fill-seal (VFFS)) * Hệ thống hút chân không: Hút chân không buồng Trang 56 BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt Thiết bị hút chân không sử dụng ống hút khí * Các kiểu hệ thống đóng gói: Đóng gói khay chuyển động theo chiều ngang (horizontal form-fill-seal (HFFS)) Thiết bị đóng gói TFFS (thermoform-fill seal) Trang 57 BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Các sản phẩm đóng gói sử dụng MAP: Trang 58 BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt PHẦN VII: BAO BÌ SINH HỌC: I MÀNG CHITOSAN: Cấu trúcphân tử Chitosan Nguồn gốc chitosan: Chitosan dạng chitin đã bị khử axetyl, tên khoa học β1,4-poly-D-glucosamin công thức phân tử (C 6H11NO4) Trọng lượng phân tử trung bình 1000050000 Dalton Khơng giống chitin lại tan dung dịch axit yếu Chitin polyme sinh học có nhiều thiên nhiên đứng sau cellulose Cấu trúc hóa học chitin gần giống với cellulose Cả chitin chitosan có nhiều ứng dụng công nghiệp sống, đặc biệt chế biến bảo quản thực phẩm Chitin có gốc từ chữ "chiton", tiếng Hy Lạp có nghĩa vỏ giáp Chitin thành phần cấu trúc vỏ (bộ xương ngồi) các động vật khơng xương sống có lồi giáp xác (tơm, cua), có màng tế bào nấm thuộc họ Zygemycetes, sinh khối nấm mốc vài loài tảo Cấu trúc phân tử chitin I.1 Đặc tính chitosan: Trang 59 BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt - Là polysacharide không độc hại, có khối lượng phân tử lớn - Là chất rắn, xốp, nhẹ, hình vảy, xay nhỏ theo các kích cỡ khác - Chitosan có màu trắng hay vàng nhạt, không mùi vị, không tan nước, dung dịch kiềm axit đậm đặc tan axit loãng (pH=6), tạo dung dịch keo trong, có khả tạo màng tốt, nhiệt độ nóng chảy 309 - 311oC Ở dạng muối acetate, ascorbate, lactate, malate… tan nước - Có tính acid yếu, pKa=6-6.8 - Tham gia phản ứng tạo phức với kim loại: Ni, Cu, Zn, Cd… I.2 Tác dụng chitosan: - Phân huỷ sinh học dễ chitin - Chitosan các dẫn x́t chúng có tính kháng kh̉n, ức chế hoạt động số loại vi khuẩn E.Coli, diệt số loại nấm hại dâu tây, cà rốt, đậu có tác dụng tốt bảo quản các loại rau có vỏ cứng bên - Khi dùng màng chitosan, dễ dàng điều chỉnh độ ẩm, độ thoáng khơng khí cho thực phẩm (Nếu dùng bao gói PE mức cung cấp oxy bị hạn chế, nước bị ngưng đọng tạo môi trường cho nấm mốc phát triển) - Màng chitosan cũng khá dai, khó xé rách, có độ bền tương đương với số chất dẻo dùng làm bao gói - Màng chitosan làm chậm lại quá trình bị thâm rau Rau sau thu hoạch dần dần bị thâm, làm giảm chất lượng giá trị Rau bị thâm quá trình lên men tạo các sản phẩm polyme hóa oquinon Nhờ bao gói màng chitosan mà ức chế hoạt tính oxy hóa các polyphenol, làm thành phần anthocyanine, flavonoide tổng lượng các hợp chất phenol biến đổi, giữ cho rau tươi lâu - Hạn chế quá trình chín - Hạn chế quá trình hơ hấp thoát nước - Đảm bảo cấu trúc màu sắc sản phẩm I.3 Cách tạo màng bọc chitosan: - Chitosan nghiền nhỏ máy để gia tăng bề mặt tiếp xúc - Pha dung dịch chitosan 2% dung dịch acid acetic 1,5% Trang 60 BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ - GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt Sau bổ sung chất phụ gia PEG - EG 10% (tỷ lệ 1:1) vào trộn đều, để n lúc để loại bọt khí - Sau đem hỗn hợp thu quét lên ống inox đã nung nóng ở nhiệt độ 64-65oC (ống inox nâng nhiệt nước) - Để khô màng vòng 35 phút rồi tách màng - Lúc người ta thu vỏ bóng có mầu vàng ngà, khơng mùi vị, lớp màng chitosan có tính ưu việt I.4 Ứng dụng chitosan: - Trong thực tế người ta đã dùng màng chitosan để đựng bảo quản các loại rau táo, lê, bơ, tiêu, khoai tây, khoai lang, cà chua, đào, dưa chuột, đậu, kiwi v.v - Ứng dụng nhiều lĩnh vực như: y học, xử lý nước thải, công nghiệp nhuộm, giấy, mỹ phẩm, thực phẩm I.5 Ưu điểm màng chitosan: - Dễ phân huỷ sinh học - Vỏ tôm phế liệu nguồn nguyên liệu tự nhiên rất dồi dào, rẻ tiền, có sẵn quanh năm, nên rất thuận tiện cho việc cung cấp chitin chitosan - Tận dụng phế thải chế biến thủy sản để bảo quản thực phẩm ở nước ta Thành cơng còn góp phần rất lớn việc giải tình trạng nhiễm môi trường các chất thải từ vỏ tôm gây II MÀNG TINH BỘT: II.1 Nguyên tắc: Giống các chất cao phân tử khác, tinh bột có khả tạo màng tốt Để tạo Trang 61 BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt màng các phân tử tinh bột (Amiloza Amilopectin) dàn phẳng ra, xếp lại tương tác trực tiếp với liên kết hydro gián tiếp qua phân tử nước Có thể thu màng từ dung dịch phân tán nước Màng thu từ thể phân tán nước thường dễ dàng tan nước II.2 Phương pháp tạo màng: Cho tinh bột phân tán nước đến nồng độ nhất định không quá đặc không quá loãng, hồ hoá sơ để tạo độ nhớt nhất định Khuấy thật kỹ Rót dung dịch tinh bột thành lớp mỏng lên bề mặt kim loại phẳng nhẵn gia nhiệt thích hợp Để màng khỏi bị dính lại sau khơ, phết parafin để trơ hoá bề mặt kim loại Các giai đoạn hình thành màng : - Giai đoạn 1: từ bề mặt nước bốc hơi, nồng độ tinh bột tăng lên, các hạt tinh bột dịch gần nhau, hướng từ biên vào tâm tác dụng dòng môi trường phân tán xếp lại thành lớp đơn hạt đặc - Giai đoạn 2: nước nằm các hạt tiếp tục bốc Các hạt tiếp xúc nhiều bị biến dạng Sức căng bề mặt lúc có vai trò rất lớn, có khuynh hướng làm căng bề mặt hệ thống Mức độ biến dạng các hạt phụ thuộc vào modun độ nhớt chúng Có thể thêm vào các chất hoá dẻo để tạo màng có độ đờng thể - Giai đoạn 3: tiếp xúc với các hạt bắt đầu thể lực cố kết Các tính chất lý màng phụ thuộc vào các tượng xảy giai đoạn Khi khơ thể tích màng bị giảm, dẫn đến co ngót chiều dày xuất ứng suất nội Sự co ngót màng lớn nờng độ tinh bột nhỏ hydrat hoá cao Do người ta thường thêm vào các chất pha loãng để làm giảm hydrat hoá giảm co ngót Màng thu từ dung dịch có nờng độ thấp tốc độ bay lớn, mạch phân tử tinh bột định hướng cách mạnh mẽ, thường có độ bền cao ứng suất nội lớn Khi làm khô chậm, màng kém bền nhiên lại ứng śt nội Vì tốc độ bốc nước phải điếu chỉnh hợp lý cách thay đổi nhiệt độ, thay đổi tốc độ chuyển dịch trao đổi khơng khí, thay đổi độ nhớt nờng độ tinh bột dung dịch Khi thay đổi các thơng số ta thu màng có cấu trúc tính chất khác Trang 62 BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt Qúa trình bốc nước từ màng xảy theo giai đoạn sau: - Giai đoạn 1: nứơc nhiều nên bốc nước xảy từ bề mặt tự chất lỏng Áp suất bão hoà trở ngại nhất cho bốc - Giai đoạn 2: bề mặt màng tạo lớp thể gel nhớt , nước phải thắng trở lực lớp - Giai đoạn 3: hình thành cấu trúc - Giai đoạn 4: bốc nước sonvat hoá nước liên kết vững với tinh bột Ngoài nước phải thắng trở lực lớp màng đã tạo thành - Giai đoạn 5: kết bốc màng đã tạo Để thu màng tinh bột có tính chất đàn hời cao ngưới ta thêm các chất hoá dẻo để chúng làm tăng khoảng cách các phân tử, làm giảm lực Van der Waals làm yếu lực cố kết nước làm tăng động các phân tử Chất hóa dẻo thường cùng chất hoá học có trọng lượng phân tử bé Vì màng tinh bột thực phẩm người ta hay dùng glixerin làm chất hoá dẻo Cũng thu màng tinh bột từ dung dịch tinh bột hồ tan kiềm sau tái sinh lại Màng tinh bột suốt đàn tính cao cũng thu phương pháp nhúng Chuẩn bị dung dịch tinh bột cũng giống phương pháp tráng kim loại ở Dung dịch tinh bột phải có độ nhớt thích hơp, để phủ kín bề mặt phim Sau gia nhiệt ở nhiệt độ thích hợp để làm chín tinh bột Cũng cần lưu ý màng thu giòn, dễ bị rách tạo màng đồng thời xảy hai trình sau: -Sự giảm dần dần thể tích chất tạo màng (tinh bột) nước bị bốc -Sự hình thành dần dần vững hoá cấu trúc cục dẫn tới làm mất độ chảy làm xuất độ bền ở màng còn chưa hoàn chỉnh Ta biết bề mặt kim loại cũng bề mặt phim bề măt rắn khơng có khả thay đổi kích thứơc chiều dài mình, màng phát sinh ứng suất nội Nếu ứng suất bé độ bền cấu trúc đã hình thành lúc đó, co ngót khơng làm rách màng Nếu ứng suất lớn độ bền cấu trúc màng lúc màng bị rách Có thể khắc phục các tượng cách tăng nhiệt độ tạo màng lên Trang 63 BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tơn Nữ Minh Nguyệt để tăng chuyển động nhiệt các hạt tinh bột phá vỡ cấu trúc tạo Hoặc cách tăng tạo cấu trúc để màng vừa tạo thành bền đàn hồi để khơng bị đứt co ngót (thường thêm chất hoá dẻo) III MÀNG BACTERIAL CELLULOSE (BC): Là lớp màng đặc vi khuẩn Acetobacter xylinum tạo nên bề mặt mơi trường có chất hemicellulose Hemicellulose polysaccharide khơng hồ tan vào nước hồ tan dung dịch kiềm tính Acetobacter xylinum vi khuẩn hiếu khí, gram âm, có dạng hình que, kích thước khoảng 2µm thay đổi tuỳ lồi Chúng di động không di động, không sinh bào tử Vi kh̉n Acetobacter xylinum cho phản ứng catalase dương tính, có khả oxy hoá tiếp tục ethanol thành acid acetic, CO2 H2O Ngoài ra, vi khuẩn Acetobacter xylinum còn chuyển hoá glucose thành acid, glycerol thành dihydroxyaceton tổng hợp cellulose… Về mặt cấu trúc Bacterial Cellulose có cấu trúc dạng bó sợi đan xen lẫn Mỗi sợi rộng khoảng 100nm dày 3-8nm Đường kính BC nhỏ so với tự nhi ên sợi nhân tạo Đặc tính cấu trúc BC phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện nuôi cấy đặc trưng Tuỳ thuộc vào yêu cầu ứng dụng mà ta chọn điều kiện nuôi cấy tĩnh hay động Trang 64 ... Gờm các loại: - Bao bì giấy bìa cứng, bìa carton gợn sóng: dùng làm bao bì vận chuyển hàng hóa (bao bì đơn vị gửi đi) lớp bao bì ngồi - Bao bì thủy tinh - Bao bì kim loại - Bao bì plastic PE,... lượng thực phẩm, phân phối, lưu kho, kiểm tra thương mại… cách thuận lợi Bao bì bao bì kín bao bì hở - Bao bì kín dùng bao bọc loại thực phẩm chế biến công nghiệp, để đảm bảo chất lượng sản... THIỆU CHUNG Trang BAO BÌ – THIẾT BỊ ĐĨNG GĨI SẢN PHẨM RAU QUẢ GVHD: Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt I ĐỊNH NGHĨA BAO BÌ: Bao bì vật chứa đựng, bao bọc thực phẩm thành đơn vị để bán Bao bì phải đảm