что такое модифицированная атмосфера
Что такое модифицированная атмосфера
Регулируемая и модифицированная атмосфера
Суть технологии хранения в РГС заключается в создании среды хранения с определенными характеристиками, учитывающими:
Содержание кислорода в обычной атмосфере составляет порядка 21%, азота 78%, углекислого газа 0,03%.
Снижение содержания кислорода при хранении фруктов, овощей и цветов оказывает влияние на следующие факторы:
Соответственно, повышенное содержание СО2 влияет на:
Понижение в холодильной камере концентрации О2 и повышение СО2 приводит к значительному замедлению всех метаболических процессов, протекающих в плодах. В результате на 2–3 месяца продлеваются сроки их хранения, в 2–3 раза снижаются потери и максимально сохраняются их вкусовые и пищевые свойства. Яблоки и груши можно хранить до следующего урожая. В странах с развитым садоводством (Италия, Голландия, Бельгия, Германия, Англия, США и др.) практически весь коммерческий урожай яблок и груш, предназначенных для потребления в свежем виде, хранится в РА.
Значения концентраций О2 и СО2 зависят от вида продукта, условий выращивания и других факторов. Технология постоянно совершенствуется. В настоящее время в других странах используется технология с ультранизкими концентрациями кислорода (ULO).
Для реализации этой технологии необходимо иметь холодильные камеры необходимой герметичности и соответствующее технологическое оборудование. Оно включает в себя генератор азота, адсорбер СО2 и систему автоматического оборудования. 
Генератор азота предназначен для первоначального снижения в камерах концентрации О2, адсорбер обеспечивает периодическое удаление выделяемого продукцией СО2, а система автоматического управления осуществляет периодическое измерение концентрации СО2, О2, температуры и на основании этого — включение соответствующего оборудования для корректирования режимов.
В качестве генераторов азота для этой технологии наибольшее распространение в настоящее время получили мембранные или адсорбционные газоразделительные установки. Мембранные установки основаны на использовании мембран, имеющих селективную проницаемость для О2и N2, а адсорбционные — на использовании молекулярных сит, селективно адсорбирующих один из этих газов.
Для удаления СО2используют адсорберы различной конструкции на основе адсорбента, поглощающего этот газ с регенерацией продувкой чистым атмосферным воздухом.
Преимущества регулируемой атмосферы
В регулируемой атмосфере, по сравнению с хранением в обычной воздушной среде, лучше сохраняется качество плодов, дольше сохраняется зеленая окраска, замедляются гидролитические процессы распада протопектина (плоды дольше остаются твердыми). СО2 и кислород влияют также на биосинтез этилена в плодах и его биологическое действие на процессы созревания.
На продолжительность хранения влияют такие факторы, как:
Позднее эта технология сохранения продуктов была успешно перенесена на продукты в упаковке для розничной торговли и получила общее название МАР (Modified Atmosphere Packaging).
Люди, выбирающие здоровое питание доверяют МАР во всем мире с 1983 года!
В 90-е годы именно технология МАР (упаковка в газовой среде) стала самым часто применяемым способом сохранения качества и свежести продуктов питания, поскольку позволяет:
а) в несколько раз увеличить срок хранения;
б) сократить или полностью исключить применение консервантов;
в) минимизировать возврат просроченных продуктов;
г) расширить географию продаж;
д) производить принципиально новые продукты;
е) упаковывать продукты в привлекательную упаковку.
Принципиальное отличие хранения этим методом в том, что помимо температуры и относительной влажности воздуха здесь контролируется третий фактор — состав атмосферы. При определенном составе газовой среды удается продлить срок послеуборочного созревания и отодвинуть момент перезревания плодов и овощей, а в результате этого — предупредить возникновение массовых физиологических заболеваний (особенно низкотемпературных функциональных расстройств), снизить потери за счет естественной убыли массы и инфекционных заболеваний, лучше сохранить органолептические свойства — вкус, аромат, окраску, консистенцию.
Принцип действия модифицированной газовой среды.
Модифицированная газовая среда является защитой продуктов от микроорганизмов, которые продолжают разрушать продукт даже при низких температурах. Газовая смесь, выбранная на основе таких факторов воздействия на продукт, как тип и количество микроорганизмов, активность воды, кислотность, дыхание клеток, состав продукта, температура и особенности технологического процесса изготовления, позволяет продлить свежесть продуктов без консервации. Те газы, которыми мы дышим, а именно, азот, кислород, двуокись углерода, используются по отдельности или в комбинации для производства газовых смесей, в которых сохраняются продукты питания.
| Упаковываемый продукт | Концентрация газов в смеси, масс. % | Срок хранения, дней | Примечание, при 0С | ||
|---|---|---|---|---|---|
| О2 | СО2 | N2 | |||
| Овощи, фрукты | |||||
| Клубника | 0- 10 | 15-30 | 60-85 | Неск. недель | 0-5 |
| Яблоки | 2-3 | 1-2 | 95-98 | Неск. недель | 0-5 |
| Томаты | — | 80 | 20 | Неск. недель | 8-12 |
| Свежий салат, зеленый лук | 2-5 | 2-5 | 90-96 | 1-2 недели | 0-5 |
Упаковка в Модифицированной атмосфере, позволяет получить необходимые концентрации газов либо за счет начального наполнения газовой смесью (обычно полиэтиленовая упаковка), либо в результате дыхания, когда через несколько дней достигаются равновесные концентрации.
Более быстрое равновесие достигается при удалении воздуха из упаковки, либо при упаковке теплого продукта перед охлаждением.
Полиэтиленовая упаковка применима потому, что она пропускает СО2 в 5 раз больше, чем О2, позволяя таким образом получать низкие (5%) концентрации О2 и поддерживать низкий уровень СО2(от 2 до 3 %), предотвращающий порчу продукции.
Если необходима более высокая концентрация СО2, то следует использовать перфорированную упаковку с небольшими отверстиями, так как она пропускает оба газа одинаково хорошо.
Перфорация, однако, безразлична к изменениям температуры. Она пропускает то же количество, даже если охлаждения нет, что приводит к анаэробным условиям (очень низкий уровень О2, высокий СО2) в упаковке.
Полиэтилен более чувствителен к изменению температуры, его пропускная способность увеличивается с температурой (удваивается при повышении на 39,6 градуса).
Хранение в Модифицированной Атмосфере предохраняет продукт, уменьшая его дыхание и, что не менее важно, поддерживая влажность в упаковке на уровне от 95 до100%.
Однако, хранение в Модифицированной Атмосфере с перфорированной упаковкой может привести к проблемам образования избыточного конденсата внутри упаковки, потому что, хотя через отверстия проходит достаточно кислорода, они пропускают гораздо меньше водяных паров, чем проницаемая поверхность полиэтилена.
Использование модифицированной газовой среды предотвращает потерю эфирных масел и обеспечивает максимальное качество продукта.
Гипобарическое хранение, то есть хранение при пониженном атмосферном хранении, является другим дополнением к охлаждению и использует принципы, схожие с хранением в регулируемой атмосфере.
При атмосферных давлениях 0,1 или 0,2 от нормального некоторые виды продукции имеют длительный срок хранения.
Преимущества достигаются за счет низкого содержания кислорода в атмосфере и постоянного удаления этилена, СО2 и других метаболически активных газов, образование которых при пониженном давлении также ниже.
Периодическая вентиляция при гипобарическом хранении необходима для уменьшения концентрации этилена и замедления созревания.
Постоянный поток насыщенного воздуха при низком давлении удаляет выделяющиеся газы и предотвращает потерю массы.
Существует также технология шоковой обработки углекислым газом (CO2 shock treatment), когда перед началом хранения плоды подвергаются в течение определенного времени воздействию атмосферы с повышенным (до 30%) содержанием СО2. Такая обработка способствует задержке созревания, сохраняет свежесть, замедляет процессы гниения, уменьшает образование загара.
Каждый их этих вариантов имеет свои преимущества и недостатки. Так, при строительстве нового можно получить оптимальные по размеру и высоте камеры, наличие зала товарной обработки с экспедицией и отгрузочными шлюзами, реализовать размещение технологического оборудования на технологическом этаже над транспортным.
И, несмотря на все преимущества, высокая стоимость гипобарического хранения делает его экономически неэффективным.
Упаковка продуктов в МГА: преимущества и недостатки
Упаковка продуктов в модифицированной газовой атмосфере (МГА) или модифицированной газовой среде (МГС) хорошо зарекомендовала себя в пищевой промышленности и продолжает набирать популярность. МГС означает, что природный окружающий воздух в упаковке заменяется моногазом или смесью газов, чаще на основании азота и углекислого газа. Упаковка в защитной атмосфере сохраняет качество свежих продуктов в течение более длительного периода времени, продлевает срок годности и дает производителям продуктов питания доступ к большей географии поставок скоропортящихся продуктов.
Упаковка продуктов в МГА
Модифицированная газовая среда подходит для:
МГС используются не только в упаковке. Она может быть использована как часть производственного процесса, например, в случае рубленого мяса или хранения и транспортировки, например, фруктов и овощей в производстве.
Стандарты, предъявляемые упаковке в модифицированной атмосфере, сравнительно высоки и контролируется для обеспечения безопасности. Поэтому производители продуктов питания полагаются на современные МГС технологии и различные уровни обеспечения качества для максимальной безопасности процесса.
Преимущества модифицированной атмосферы
Дольше срок годности без снижения качества
Пища, упакованная в защитной атмосфере, портится намного медленнее. В сочетании с постоянным охлаждением упаковка в модифицированной атмосфере может значительно продлить свежесть и срок годности. Этот эффект варьируется в зависимости от типа продукта. Однако удвоение срока годности обычно вполне реально. Продукты, упакованные в МГС, сохраняют высокое качество в течение более длительного периода времени и доставляются потребителю в лучшем виде.
Увеличенный срок службы часто связан с меньшим количеством проблем при транспортировке на большие расстояния и более длительным сроком хранения. В результате затраты на утилизацию отходов из-за испорченных продуктов значительно снижаются.
Больше возможностей для продаж
Из-за более длительного срока годности упаковка в модифицированной атмосфере обычно открывает новые географические рынки для производителей продуктов питания.
Упаковка в защитной атмосфере продлевает срок годности пищевых продуктов, при этом снижая использование консервантов или даже полностью исключая их. Потребители получают продукты, которые не содержат искусственные добавки, что однозначно повышает имидж производителя, тем более на волне эко-популярности.
Привлекательный дизайн упаковки
Помимо функциональных преимуществ дизайн упаковки играет важную роль в конкуренции за потребителей. Внешний вид и качество восприятия влияют на покупательское поведение. Упаковка в МГС очень хорошо подходит для самого привлекательного дизайна упаковки и качественной презентации продуктов, при этом не влияя на внешний вид самого продукта в отличие от вакуумного способа.
Недостатки модифицированной газовой атмосферы
Сравнительно высокая сложность
Процесс упаковки в модифицированной атмосфере предъявляет сравнительно высокие требования к организации процесса. Возможные проблемы при упаковке: неправильный состав газа или утечки из-за неправильного распределения температуры или давления, изношенный инструмент, загрязненные уплотнения или дефектный материал. Риски будут сведены к нулю при грамотно выстроенной технологии на всех этапах производства продукции.
Относительно высокая стоимость
Закупка высококачественных пленок, расходы на газ и работа и обучение персонала для контроля качества упаковки – это особенно дорогая статья затрат, но они могут быть минимизированы при эффективном использовании ресурсов.
Влияние на качество продукции
В отличие от использования консервантов в большинстве случаев защитные газы не поглощаются пищей и поэтому не изменяют характер или вкус продукта. Но есть исключения из этого правила. Например, чрезмерно высокая концентрация CO2 может быть поглощена продуктами и сделать ее кислой. Однако эти эффекты могут быть исключены с помощью адаптированных газовых смесей. Влияние очень высокой концентрации кислорода на качество мяса спорно. Предполагается, что модифицированная атмосфера сделает мясо более мягким. Данные, подтверждающие это, редки и не систематизированы.
Факторы, влияющие на срок годности продуктов, а также влияние модифицированных атмосфер
Уже с момента сбора фруктов и овощей или забоя животных начинается процесс порчи. Этот процесс часто ускоряется, чем больше продукт обрабатывается, например, нарезка фруктов или производство фарша из мяса.Насколько долго продукты сохраняют свою свежесть, что означает пригодность к употреблению, сильно отличается и зависит от различных факторов. Например, содержание воды и соли, значение рН, гигиенические условия при производстве, условия хранения, такие как температура или влажность, состояние упаковки. В зависимости от характеристик и комбинаций этих факторов пищевые продукты по-разному чувствительны к микробной, химической или биохимической порче.
Химическая и биохимическая порча
Непосредственно после сбора урожая растений или убоя животного химические процессы начинают сразу изменять структуру или качество. Иногда это полезно, например, сухое старение мяса, которое можно рассматривать как созревание, — это улучшение качества. Однако в принципе качество органического материала снижается. Например, окисление жиров быстро приводит к прогорклости продукта.
Микроорганизмы представляют собой серьезную угрозу для срока годности и качества пищи. С одной стороны, они влияют на цвет и запах, но они также могут привести к опасности для здоровья человека и сделать продукты непригодными для употребления. Источником микроорганизмов выступает сама пища, либо примесь, которая не может быть полностью исключена при производстве и процессе упаковки. Модифицированная газовая среда в сочетании с непрерывным охлаждением может значительно замедлить изменения, связанные с химической, биохимической или микробной порчей. Газы и смеси с различными свойствами используются для максимального замедления процесса порчи.
Упаковка в модифицированной атмосфере (МАР)
Эти требования покупателей к свежим продуктам стали мощной мотивацией для разработки нового метода увеличения срока хранения без применения искусственных добавок и консервантов. Такой метод был найден. Еще в середине XX века для сохранения свежих продуктов начали применять специальный газ в основном при перевозке крупных партий мяса. При помощи этого газа создавалась специальная атмосфера, которая препятствовала развитию бактерий и окислению жиров.
Позднее эта технология сохранения была успешно перенесена на упаковку для розничной торговли и получила общее название МАР (Modified Atmosphere Packaging).
— Люди, выбирающие здоровое питание доверяют МАР во всем мире с 1983 года!
— Упаковка сухофруктов и жареных орехов в МАР. Газовая среда препятствует прогорканию и возникновению запаха залежалости.
— Охлажденные тушки свежей и соленой рыбы в МАР позволят испытать истинный вкус рыбы.
Упаковка в газомодифицированной среде развивалась вместе с новыми технологиями увеличения срока хранения скоропортящихся продуктов. Прежде чем рассмотреть основные виды упаковки для газомодифицированной среды, уточним те требования, которые предъявляются к упаковке для использования в процессе газирования:
Одними из первых барьерных материалов были стекло и жесть. Разнообразные выдувные стеклянные емкости, банки и бутыли, укупоренные под давлением, обеспечивали повышенные сроки хранения. Жестяные и алюминиевые банки, также являющиеся прекрасным барьером, прочно вошли в технологию переработки продуктов питания и напитков. При этом такие виды упаковки имеют ряд недостатков. Стекло – тяжелое и хрупкое. Стеклянная упаковка увеличивает логистические издержки, и зачастую ее транспортировка приводит к бою тары и значительным финансовым потерям. Жесть –непрозрачный материал, что противоречит маркетинговой составляющей продаж и продвижения продукта: потребитель требует, чтобы товар был предъявлен на обозрение.
В конце 60-х годов 20-го века с развитием полимерной индустрии в промышленное использование вошли полимерные пакеты и контейнеры-лоточки из специальных пищевых пластиков. К пищевым пластикам относят полиэтилены высокой и низкой плотности (ПЭВД, ПЭНД), полипропилен (ПП), полистирол (ПС) и различные модификации полиэтилентерефталата (ПЭТФ).
Вакуумные пакеты и пленки для герметичной запайки пластиковых лотков получили широчайшее применение в пищевой промышленности, ресторанном бизнесе и сельском хозяйстве. К барьерным пластиковым материалам относят ПЭТ, СПЭТ (кристаллизованный полиэтилентерефталат), полиамид и сополимер этилена и винилового спирта (EVOH). Остальные полимерные материалы не являются барьерными и служат в упаковке для снижения издержек при ее производстве – как одни из слоев многослойного барьерного материала. В России сегодня пока не производят барьерную упаковку должного качества, т.к. процесс многослойной экструзии (соэкструзии) и термоформинга (формирования лотка из листа) очень сложен.
Вакуумные пакеты для вакуумирования и газонаполнения применяются в России давно и повсеместно. Связано это с широким применением камер—так называемых «вакуумировщиков», предназначенных для герметичной запайки продуктов в пакете после удаления из него атмосферного воздуха(рис.3).
Специальные гастротары
Новейшие технологии упаковки в газомодифицированной среде применяют специально переоборудованную для удержания вакуума и газа нержавеющую гастротару. Данное направление получило широкое распространение в ресторанном бизнесе и индустрии питания, кулинариях и фабриках-кухнях. Нержавеющая емкость из толстой пищевой нержавеющей тары является гарантированным 100% барьером для проникновения агрессивной среды внутрь. Оборудованная силиконовыми пищевыми вставками, создающими полную герметичность, гастротара может быть использована и как технологическая емкость, например для приготовления пищи, и как емкость для хранения. Данная разработка является последним веянием технологии МГС и применяется в мире сравнительно недавно.
Модифицированная газовая атмосфера – что это такое?
Модифицированная газовая атмосфера — развивающаяся технология, которая осуществляет замещение воздуха в упаковке для удаления кислорода из высокопроницаемой или проницаемой упаковки, тем самым защищает и продляет срок хранения продуктов питания без использования стабилизаторов и консервантов. Это достигается за счет использования инертных газов (в т.ч. азота, диоксида углерода) и других газов, таких как аргон, гелий, моноксид углерода при многократном или однократном впрыскивании модифицированной газовой среды до тех пор, пока не будет удален кислород. Этот способ известен как упаковка с модифицированной атмосферой, упаковка с защитной атмосферой, упаковка с пониженным содержанием кислорода, упаковка в газовую модифицированную среду (ГМС).
Ягоды в упаковке с МГА
Обзор модифицированной газовой среды
Одним из основных преимуществ модифицированной газовой среды (МГС) является сохранение пищевых продуктов как можно дольше без добавок. Это происходит благодаря смеси газам, которые значительно замедляют процесс порчи продуктов питания, подавляя рост микробов и процессы окисления. С упаковкой в модифицированную газовую атмосферу производитель может предотвратить использование химических добавок для сохранения скоропортящихся товаров.
Модифицированная газовая упаковка может использоваться для хранения продуктов в свежем виде в мешках, банках, коробках, бутылках, картоне или пластике.
У упаковки в модифицированную газовую среду есть множество преимуществ:
Сроки хранения при упаковки в вакуум и МГС
В МГС используются разные газы, такие как диоксид углерода и аргон, наиболее часто используемый газ — азот. Тип и доля газа, используемого в упаковке, зависит от того, какой продукт находится в упаковке, и от того, как быстро продукт теряет свои свойства без упаковки. Компании используют сложное оборудование для удаления газа из так называемой упаковочной камеры и замены его другими точно измеренными и подготовленными газами. Это очень высокотехнологичный процесс подачи газов, позволяющий получить правильную формулу и исключить риск утечки газа. Благодаря этим технологиям
Рынок МГС
Согласно отчету о рынке, опубликованному компанией «Persistence Market Research», «Рынок упаковки в активной и измененной атмосфере: глобальный анализ отрасли и прогноз на 2016–2024 годы», прогнозируется, что в отрасли упаковки с модифицированной газовой атмосферой для мяса, птицы и морепродуктов значительно увеличиться рост выручки между 2016 и 2026 гг., и прогнозируется доминирование на рынке в течение всего этого периода и замещение других видов упаковки.
Ожидается, что в следующем десятилетии упаковка в модифицированную газовую атмосферу будет становиться все более прибыльной, поскольку она является предпочтительным вариантом упаковки для свежих пищевых продуктов, которые пользуются серьезным спросом среди потребителей. Компании, которые производят молочные продукты, мясо, птицу, фрукты, овощи и замороженные продукты, предпочитают газовую упаковку другим вариантам. По оценкам, в настоящее время на долю упакованных в модифицированную газовую среду пищевых продуктов приходится 15% общей доли рынка упаковки, и ожидается, что она будет только расти по мере увеличения потребительского спроса. Применения защитных газов достигли большого объема в некоторых пищевых продуктах, включая кофе, закуски и мясные полуфабрикаты, но они также надежны для охлажденных, приготовленных полуфабрикатов, к которым потребители все более требовательны. Самые быстрорастущие категории включают свежесрезанные продукты, сырные продукты и расфасованные бутерброды. Упаковка в модифицированную газовую среду особенно актуальна, когда упаковывают продукты, которые разработаны, чтобы быть «естественными» или с уменьшенной долей консервантов.
По данным MicroMarketMonitor в Северной Америке и Европе самые сильные из существующих рынков упаковки с модифицированной атмосферой, а в остальном мире — растущие. Северная Америка имеет самую большую долю упаковки с модифицированной газовой средой и составляет 32,2% доли рынка. Рынок Азиатско-Тихоокеанского региона также является многообещающим, поскольку, согласно прогнозам, он будет расти с самыми высокими показателями совокупного годового роста (CAGR) среди всех регионов мира.
Возможности для поставщиков газов
Для поставщиков газа расширяющийся рынок упаковки в модифицированную газовую среду предоставляет отличные возможности для бизнеса. Компании в этой области постоянно ищут надежные поставки азота, чтобы поддерживать свою компанию в работе, так как поиск таких постоянных поставщиков может быть проблемой.