Увеличение срока хранения продуктов питания без консервантов

Технология увеличения сроков хранения скоропортящихся продуктов в защитной атмосфере

Технология ESL появилась в индустрии питания и гостеприимства благодаря уникальной фабрике бортового питания East line компании Домодедово Эйр Сервис. Именно они первые в России создали цех по упаковке продуктов питания в защитной атмосфере. До этого технология применялась уже 20 лет за рубежом, преимущественно в индустрии промышленного производства скоропортящихся продуктов. Технология MAP (Modified atmosphere packaging - Упаковка в модифицированной атмосфере) появилась в США еще в 60-х годах. Тогда встал вопрос об увеличении срока хранения овощей и фруктов, причем без часто применяемого  шприцевания и добавления консервантов. Большинство фруктов содержат в себе гелеобразную форму этилена, чье высвобождение из клеток растений приводит к старению, т.е. преждевременному созреванию плодов. Этот процесс и нужно было непременно остановить. Газообразный этилен позволял сохранять плоды гораздо дольше, обеспечивая «питание» плодов этиленом извне, не требуя использования этилена содержащегося внутри. По такой же технологии в Советский Союз с 70-х гг.  ввозились бананы, транспортируемые в трюмах барж, накаченных газообразным этиленом, получившим впоследствии название «банановый газ».

Технология ESL в России получила множества различных названий и образованных от них аббревиатур, вот некоторые из них:

- МАР - Modified Atmosphere Packaging (наиболее распространенное в мире аббревиатура);

- МГС- Модифицированная газовая среда;

- ГМС- Газомодифицированная среда;

- Упаковка в защитной атмосфере (данное название ввела в обиход легендарная испанская компания КамПоМос). Все мы были свидетелями «раскрутки» пиццы "Fresco"   сосисок «в атмосфере»  в эфире федеральных телеканалов;

- Упаковка «в газе».

Важно отметить, что все эти названия отражают одно и то же смысловое содержание. Все эти термины и понятия обозначают процесс упаковывания скоропортящихся продуктов питания в среде инертных пищевых газов высочайшей степени криогенной очистки, обеспечивающих подавление микробиологического роста аэробных и анаэробных патогенных микроорганизмов.

В описании данного проекта будет использоваться наиболее часто употребляемая английская аббревиатура «МАР».

Рассмотрим одно из наиважнейших обстоятельств использования данной технологии. Строго говоря, упаковка в МАР может быть любой - сделанной из сложных ламинированных пленок, может быть лотком, стаканом, ведром из полиэтилена, вакуумным, всем хорошо знакомым пакетом, но упаковка должна отвечать одному из наиважнейших требований - она должна быть «барьерной».

Барьерная упаковка - упаковка, в силу своей морфологии и химического состава, препятствующая утечке газа изнутри во вне и препятствующая проникновению агрессивных сред из вне вовнутрь.

Многие материалы являются герметичными с точки зрения проникновения влаги из вне во внутрь, но не являются препятствием для миграции газов. Газы мигрируют через упаковку двумя способами: диффузорным (через структуру материала/полимера) и через герметизирующий сварной шов (место запайки пленки). При этом, при упаковке в МАР барьерными свойствами должен обладать как «нижний» материал (лоток, стакан, ведро, гастроемкость), так и верхний (пленка, ламинат, крышка с силиконовой прокладкой для гастроемкости).

Рынок упаковки в России является весьма и весьма подверженным реализации контрафактной продукции. Многие российские производители упаковки, в стремлении следовать веяниям рынка, проводят эксперименты в сфере получения образцов «барьерной упаковки». Но получение подобных «соэкструзионных материалов» требует наличия специализированного многослойного (не менее 5 слоев) выдувного и плоскощелевого экструзионного оборудования, стоимостью в сотни тысяч евро. Ни одно из российских предприятий, по данным инжинирингового центра "Gastronorm",  не обладает подобными технологическими мощностями. 100 % барьерной упаковки (лотков, ведер, стаканчиков) импортируется в Россию силами 10-20 импортеров.  

Рассмотрим данную технологию подробнее.

         Технология упаковки продуктов питания в газомодифицированной среде появилась как развитие технологии вакуумирования. Вакуумная упаковка - как одно из достижений развития упаковочных технологий - так и не смогла решить ряд существенных проблем, связанных с хранением скоропортящихся продуктов в безвоздушном пространстве. Механическая деформация продукта приводит не только к нарушению текстуры продукта, но и, вследствие воздействия стенок многослойного барьерного пленочного материала, к выделению влаги и соков. В результате продукт утрачивает часть своей витаминной гаммы, формирует жидкую среду, способствующую распаду клеток и старению. Данное обстоятельство критично для сочных свежих мясных продуктов и свежих овощей.

        Вторая «проблема» вакуума - анаэробы и их вредоносное воздействие на многие группы продуктов питания. Анаэробы - организмы, способные жить и развиваться при отсутствии свободного кислорода и получающие энергию для жизнедеятельности вследствие расщепления органических и неорганических веществ. Анаэробиониты и аноксибиониты лишены ферментных систем и способны переносить водород на свободный кислород. К анаэробам относятся возбудители столбняка, газовой гангрены, некоторые стрептококки. В случае, если данные микробы уже содержались в продукте до его вакуумирования, то в безвоздушном пространстве они начинают интенсивно размножаться. Несмотря на то, что вегетативные формы данных микроорганизмов погибают в среде кислорода, их споры устойчивы и сохраняются в вакууме. Некоторый перепад температур хранения может привести к началу их роста. Ботулизм - острое инфекционно-токсическое заболевание человека из группы пищевых токсикоинфекций, вызываемое анаэробными бактериями и их токсинами. Ботулизм характеризуется преимущественно тяжелым поражением черепно-мозговых нервов. Возбудителем ботулизма является клостридий Б. Заражение происходит через мясо, рыбу, овощные и фруктовые консервы, консервированные грибы, не подвергавшиеся правильной обработке и стерилизации. Третья проблема, связанная с вакуумированием скоропортящихся продуктов - изменение их вкуса. Выделение влаги внутри вакуумной упаковки приводит к обезвоживанию продукта и изменению его вкусовых свойств.

        Еще в начале XVII века было замечено, что углекислый газ, выделяемый живыми организмами, является прекрасным консервантом, своего рода бальзамирующим газом. В то же время СО2 - абсолютно безвреден для человека, он входит в состав атмосферы. В начале 30-х годов XX века ученые серьезно озадачились вопросом модифицирования газового состава атмосферы. Появление первых промышленных вакуумных насосов значительно способствовали этому процессу. В результате длительных экспериментальных исследований было доказано, что углекислый газ оказывает консервирующее воздействие на рост микроорганизмов, находящихся на поверхности продукта в результате полученного естественного заражения. Первые станции газации использовались в пивной и масложировой промышленности. Например, все растительное масло, выпускаемое в ПЭТ-бутылках, газируется азотом, для того чтобы предотвратить прогоркание продукта, а баллоны с СО2, подключенные к пивной башне, сегодня можно увидеть в любом баре или ресторане.

        Суть процесса модификации атмосферы в таре или упаковке сводится к следующему. Как известно, атмосфера Земли состоит из кислорода, азота, углекислого газа и еще четырнадцати газообразных и других микрохимических элементов (см таблицу). При этом каждый из трех вышеупомянутых газов имеет свою особую функцию в процессе увеличения срока хранения продукта и приостановления микробиологического роста.

Азот - инертный газ - используется в качестве «разбавителя» смеси (как средство вытеснения из упаковки кислорода). Азот плохо растворяется в воде и жирах, не оказывает прямого бактериостатического воздействия и не влияет непосредственно на стабильность упакованного продукта. Применение этого газа позволяет максимально полно удалить остатки кислорода, а значит, ограничить развитие аэробных бактерий. При более высоком содержании азота в упаковке легче поддерживать постоянную концентрацию смеси газов в связи с тем, что молекулярное давление газа в упаковке и в атмосферном воздухе приближается к состоянию равновесия.

       Двуокись углерода (СО2), используемая обычно при концентрации в смеси примерно 20%, выполняет функцию бактериостатического компонента газовой смеси, сдерживая и подавляя рост аэробных бактерий и плесени, которые могут развиваться и в отсутствие кислорода. В отличие от азота, СО2 легко растворяется в воде и жирах. Присутствие СО2 в продуктах, содержащих большее количество воды, повышает их кислотность и тем самым увеличивает      срок хранения. Растворимость СО2 уменьшает молекулярное давление этого газа в смеси, и при неправильном выборе концентрации СО2 упаковка иногда как бы «усаживается» на продукте, как после вакуумирования. Этот эффект устраняют введением в упаковку другого газа - азота.

        С одной стороны, именно кислород является виновником процессов   окисления и прогоркания жиров, порчи продуктов в результате роста аэробных бактерий. С другой - без его помощи не обойтись, если необходимо сохранить ярко-красный цвет говядины, который ассоциируется у потребителя с ее свежестью. В газовой смеси для упаковки свежего мяса содержание О2 может доходить вплоть до 80%. Применение газового состава подавляет рост микроорганизмов на поверхности пищевого продукта, поддерживая его микрофлору на необходимом уровне, сохраняет первоначальные пищевкусовые, ароматические и другие свойства в течение определенного времени, регулирует кислородовыделение из продукта и проникновение кислорода через упаковку, а также значительно увеличивает сроки хранения продукта без изменения его качества.

Чем ниже р.-Н. продукта, тем меньше газовая среда влияет на срок хранения. Это происходит из-за того, что уменьшение р.-Н. замедляет рост микробов. В этом случае  фактором, ограничивающим срок реализации, является не рост бактерий, а химические реакции, такие как окисление, изменение цвета продукта (упаковочная пленка соприкасается с влажной поверхностью продукта). Если продукт состоит из нескольких компонентов, газ добавляется для увеличения сроков хранения одного из компонентов. Правильное выявление факторов, ограничивающих срок хранения продукта, а также характеристики продуктов,              является важной предпосылкой для получения эффекта от упаковки в газовой среде.

Для неупакованных мясных продуктов в нарезку максимальный срок хранения составляет несколько дней. Традиционная упаковка для таких продуктов - вакуум. При этом срок хранения составляет от 14 до 21 дня, в зависимости от упаковочного материала и продукта. Негативными же сторонами вакуумной упаковки, как уже было сказано выше, является выделение влаги из продукта, а также эффект «склеивания» нарезанных кусочков. Обе проблемы можно решить методом упаковки продуктов в газовую среду. Одно из самых больших преимуществ такой упаковки - предотвращение выхода влаги из продукта и, соответственно, сохранение внешнего вида продукта.

Иногда у ресторатора складывается ошибочное представление о том, что при газовой упаковке не обязательно хранить продукт при низкой температуре. В действительности дело обстоит как раз наоборот. При упаковке свежих продуктов в газовую среду необходима постоянно низкая температура. Действие углекислого газа увеличивается при снижении температуры, поскольку он лучше впитывается в продукт. Лучше всего углекислый газ препятствует росту бактерий при температуре 0°С, а уже при температуре +5°С эти свойства заметно снижаются. Например, нет смысла упаковывать свежую рыбу или мясо в газовую среду, если температура хранения превышает +2°С. Для готовых продуктов это не так критично, но все равно температура их хранения не должна превышать +5 ...+6°С.

Оптимальная газовая смесь 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% СО2 + 80% N2. В этом случае нельзя увеличивать концентрацию СО2, 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 уже не такое сильное и сохранность продукта не гарантирована. Кроме того, на сохранность продукта влияет состав начальной бактериологической флоры (санитарно-гигиенические условия при переработке, хранении и передаче на упаковку, температурные условия и прочее). Опыты показали, что углекислый газ обладает свойствами длительного воздействия, т.е. качественные изменения продукта в течение нескольких дней после вскрытия 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.

Вопрос разработки рецептуры конкретной газовой смеси для каждого продукта - сложный и многостадийный вопрос. Прежде всего, необходимо отметить, что данные исследования лежат в сфере эмпирического, опытного познания. Каждый продукт имеет различное происхождение, химический состав, условия его выработки и хранения. Например, срок хранения готового салата в майонезной заливке существенно колеблется в зависимости от того, присутствуют ли в нем такие овощи, как морковь или лук. Срок хранения сэндвича в газе зависит от типа ветчины и сыра, заложенных внутрь, от того, входят ли в его состав свежезарезанные овощи. Вопрос разработки рецептур - это вопрос стоимости микробиологических и химических исследований, которые проводятся в аккредитованных лабораториях Роспотребнадзора. Стоимость подобных лабораторных заключений на одну группу продуктов (например, мясо: свинина, баранина, телятина, конина) может достигать 50-60 тысяч рублей. Сегодня в России работают более 150 предприятий пищевой промышленности, имеющих собственные разработанные ТУ на хранение продуктов в пластиковой упаковке в газомодифицированной среде. Это мясоперерабатывающие и рыбодобывающие предприятия, молочные заводы, цеха переработки кондитерской и хлебобулочной продукции, кулинарии и рестораны.

 

 

Российский опыт внедрения технологии упаковки скоропортящихся продуктов в газомодифицированной среде

 

Пионерами внедрения технологии упаковки скоропортящихся продуктов питания в газомодифицированной среде в России, как мы уже писали,  стали компания «Домодедово Эр Сервис» (группа Ист-лайн) и Черкизовский мясокомбинат. Технология ESL (Extended Shelf Life, то есть увеличенный срок хранения) была разработана на Западе более 20 лет назад. За основу взяты повышенные санитарно-гигиенические условия производства готовых блюд, особая упаковка с высокими барьерными свойствами, позволяющая обеспечить герметичное хранение продуктов питания и препятствование проникновению агрессивной среды и кислорода внутрь, и оборудование для увеличения срока хранения продуктов в газомодифицированной среде. Технологическое обеспечение проекта осуществлялось при содействии израильских специалистов. Сегодня на фабрике бортового питания «Домодедово» работает 2 300 человек (в 2 смены 24 часа в сутки), которые производят для ведущих авиакомпаний и поездов дальнего следования около

3 000000 готовых обедов в месяц, большинство из которых упаковано в газе. Данная технология была запатентована в РФ.

        Своим появлением в мясной промышленности новая технология упаковки в газомодифицированной среде «обязана» Черкизовскому мясокомбинату. Впоследствии по его стопам пошли многие крупные заводы. Агрессивная кампания КамПоМоса «пицца в атмосфере» рекламирует охлажденный продукт, упакованный именно в газомодифицированной среде. А предыстория большого исследования в области хранения охлажденного мяса в газомодифицированной среде такова. Охлажденное мясо в нашей стране поставляют на мясоперерабатывающие предприятия в основном в отрубах (полутуши, четвертины), сроки его хранения при 0...-1°С составляют 12-16 суток в соответствии с инструкцией по холодильной обработке. Следует отметить, что принятые в промышленности технологии холодильной обработки и хранения мяса не учитывают исходное качество мясного сырья с нетрадиционными биохимическими и морфологическими признаками, которое занимает значительный объем от общего количества перерабатываемого мяса. По рекомендациям Международного института холода срок хранения говядины составляет от 3 недель (при 0...-1,5°С и относительной влажности 90%) до 9 недель (при 0...-1,5°С в 10% СО2).

Департамент ветеринарии Минсельхоза России обратился в Мясной союз России с просьбой разработать температурные режимы, максимальные сроки хранения и реализации импортного мяса говядины. Работы по реализации этого проекта были поручены ВНИИ мясной промышленности им. В.М. Горбатова, ВНИИ холодильной промышленности и Московскому государственному университету прикладной биотехнологии. Финансирование данного проекта осуществляли ОАО «Черкизовский МПЗ», Национальная мясная ассоциация и ООО «Протеин Продукт». Целью НИР, проводимых отраслевыми институтами, являлась оценка качества, разработка допустимых сроков хранения и норм потерь охлажденной бескостной    говядины отечественного и импортного производства, упакованной в картонные короба, в том числе под вакуумом. Специалистами институтов была разработана и утверждена программа и методика поэтапного проведения исследований. Первый этап был проведен на отечественном сырье. В соответствии с разработанной методикой в производственных условиях Пензенского мясокомбината была осуществлена выработка и упаковка бескостной говядины. В качестве упаковочных материалов были использованы полимерные пакеты и оберточная пленка. Часть продукции была вакуумирована, вторая часть упакована в измененной газовой атмосфере (газомодифицированной среде). В качестве газовой среды использовали смесь N2 и CO2 в соотношении 80% и 20% соответственно. Выработанную партию говядины отправили на ОАО «Черкизовский МПЗ» для закладки на хранение. В течение всего срока хранения мяса специалистами оценивалось состояние сырья и осуществлялся отбор образцов для лабораторных исследований. Изменение качества говядины оценивали по физико-химическим, биохимическим, микробиологическим и органолептическим показателям. В результате проведенных исследований в процессе длительного хранения бескостной        охлажденной говядины, упакованной различными способами, были достоверно установлены преимущества модифицированной газовой среды перед вакуумным пакетом. Экспериментально выработанная отечественная говядина по комплексу контрольных испытаний при хранении (температура 0...- 1°С) в модифицированной газовой среде сохраняла необходимые показатели качества и безопасности в течение 15 суток, в вакуумной упаковке - 10 суток, при использовании полимерной пленки - 7 суток. Исследования мяса при выборочном отборе проб до 60 суток позволило сделать заключение, что сроки хранения могут быть более продолжительными.

С 1998 года многие предприятия начали активное внедрение новой технологии. Компания «Велком» запустила серию натуральных мясных и рыбных полуфабрикатов премиум класса, упакованных в газе. ООО «Всеволожский мясокомбинат» - компания «ЭкоНорд» - сегодня перерабатывает около 120 тонн мяса в газомодифицированной среде. МПК «Атяшевский» внедрил подобную технологию в 2005 году. Более 15 птицефабрик сегодня упаковывают охлажденный куриные полуфабрикаты и тушки в газомодифицированной среде, среди них первыми были «Птичий двор» и «Русско-Высоцкая птицефабрика». Компания «Омский бекон» вышла на рынок с новой серией колбасных нарезок и копченых деликатесов в газомодифицированной среде. ООО «Молоко» выпустило новые сорта сыра, упакованные в МГС. Крупнейший поставщик рыбных деликатесов - компания «Дэлси» - поставляет ряд рыбных брендов в газовой упаковке. По данным поставщиков оборудования для упаковки в МГС, сегодня в России продается от 700 до 1000 единиц оборудования для упаковки скоропортящихся продуктов в газе. В западных супермаркетах до 85% всей охлажденной продукции продается в газомодифицированной упаковке. Ежегодный прирост по продаже подобного оборудования в России составляет около 40% по сравнению с годом предыдущим. Технология упаковки в газомодифицированной среде одобрена Роспотребнадзором РФ, за последние 5 лет зарегистрировано несколько десятков технических условий на увеличение срока хранения в газе.

 

Упаковка для увеличения срока хранения в газомодифицированной среде

 

              Упаковка в газомодифицированной среде развивалась вместе с новыми технологиями увеличения срока хранения скоропортящихся продуктов. Прежде чем рассмотреть основные виды упаковки для газомодифицированной среды, следует уточнить те требования, которые предъявляются к упаковке для использования в процессе газирования:

 

- полная герметичность;

- химическая инертность;

- экологическая безопасность;

- наличие пищевых допусков;

- высокие барьерные свойства (непропускание кислорода, влаги, агрессивных сред внутрь, газовой модифицированной среды изнутри вовне).

 

Одними из первых барьерных материалов были стекло и жесть. Разнообразные выдувные стеклянные емкости, банки и бутыли, укупоренные под давлением, обеспечивали повы- шенные сроки хранения продукта. Жестяные и алюминиевые банки, также являющиеся прекрасным барьером, прочно вошли в технологию переработки продуктов питания и напитков. Но  такие виды упаковки имеют и 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 продукт был предъявлен на обозрение. В конце 60-х годов XX 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 используются в упаковке в качестве одного из слоев многослойного барьерного материала - для снижения издержек при ее производстве. В России сегодня пока не производят барьерную упаковку должного качества, т.к. процесс многослойной экструзии (соэкструзии) и термоформинга (формирования лотка из листа) - очень сложный процесс. Вакуумные пакеты для вакуумирования и газонаполнения применяются в России давно и повсеместно. Связано это с широким применением вакуумных камер - так называемых «вакуумировщиков», - предназначенных для герметичной запайки продуктов в вакуумном пакете после удаления из него атмосферного воздуха.

        Барьерные пленки - полимерные гибкие упаковочные материалы для герметичной запайки пластиковых лотков с продуктами. Как правило, пленки имеют пять и более слоев и производятся методом выдувной соэкструзии. Внешние слои пленки должны быть выполнены из пластиковых материалов, имеющих пищевые допуски, а внутренний слой должен содержать барьерный полимер, обеспечивающий барьерные свойства всей упаковки. При упаковке в газомодифицированной среде очень важны прочностные свойства сварного шва, то есть того места, где верхняя пленка приваривается к контейнеру. В этом месте, как правило, наполненная, смесью газов упаковка и начинает пропускать газ, способствуя проникновению кислорода и возобновлению окислительных процессов. Барьерные пластиковые пленки практически не производят в России, а потому около 95% барьерных пленок импортируется.

        В новейших технологиях 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 стопроцентным барьером для проникновения агрессивной среды внутрь. Гастротара, оборудованная силиконовыми пищевыми вставками, создающими полную герметичность, может быть использована и как технологическая емкость, например для приготовления пищи, так и емкость для хранения. Данная разработка является последним веянием технологии МГС и применяется в мире сравнительно недавно.


Читайте далее:





Rambler's Top100