Что такое упаковка в модифицированной газовой среде (МГС)? Составы газовых смесей по продуктам

Упаковка в модифицированной газовой среде (МГС) — это способ упаковки, при котором воздух внутри упаковки заменяется газовой смесью, подобранной для конкретного продукта, что увеличивает срок хранения продукта. При правильно выбранном составе газов продукт хранится дольше и сохраняет цвет, текстуру и свежесть.

Modifiye Atmosfer Paketleme (MAP) Nedir?

Важная особенность МГС в том, что единой «правильной» газовой смеси не существует. Атмосфера, подходящая для сыра, не подходит для свежего мяса. У мучных изделий возникают совсем другие проблемы, например сжатие упаковки. В этом руководстве рассказано, как работает МГС, какую роль играет каждый газ и какие составы газовых смесей применяются для разных групп продуктов.

МГС особенно широко применяется в следующих отраслях:

• Молочные продукты
• Мучные изделия
• Мясные продукты
• Готовые продукты питания
• Морепродукты
• Жидкие и текучие продукты (йогурт, мёд, варенье, соусы)
• Сухие продукты, фрукты и овощи
• Стерильные медицинские изделия (термоформовочная упаковка)

Как работает МГС? Роль CO₂, N₂ и O₂

В МГС используются три основных газа, и у каждого своя задача. Успех смеси зависит от правильного баланса этих газов для конкретного продукта.

Диоксид углерода (CO₂)

CO₂ — основной консервирующий газ, подавляющий рост плесени и микроорганизмов. Чтобы сдерживать микроорганизмы в мясе и мясных продуктах, атмосфера должна содержать не менее 20 % CO₂. Для продуктов, склонных к плесневению, например сыра, доля значительно выше.

У CO₂ есть два недостатка. Во-первых, он растворяется в воде и в самом продукте. Когда CO₂ из свободного пространства над продуктом переходит в продукт, давление внутри упаковки падает, и она сжимается или сморщивается. Во-вторых, при использовании в одиночку для мясных продуктов он может вызывать изменение цвета.

Азот (N₂)

N₂ — инертный газ-наполнитель, который не поглощается ни продуктом, ни упаковкой. Он предотвращает сжатие упаковки и вытесняет кислород из среды. В таких продуктах, как йогурт, азот — основной компонент смеси. В мясных продуктах азотная атмосфера даёт меньше выделения мясного сока, чем вакуумная упаковка.

Кислород (O₂)

Для большинства продуктов кислород удаляют из среды, так как он вызывает окисление и аэробную порчу. Тем не менее в некоторых продуктах его используют намеренно. Смеси для свежего красного мяса содержат много O₂. В морепродуктах наличие некоторого количества O₂ в атмосфере упаковки важно для предотвращения таких рисков, как ботулизм.

Чем МГС отличается от вакуумной упаковки

При вакуумной упаковке из пакета откачивают воздух, газ не добавляется. При МГС после удаления воздуха упаковку заполняют газовой смесью, подходящей для продукта. В некоторых случаях оба способа применяют вместе. Например, для молочных продуктов перед упаковкой кислород сначала снижают с помощью вакуума, а затем создают нужную атмосферу.

Составы газовых смесей по продуктам (сводная таблица)

В таблице ниже приведены типичные составы газовых смесей по группам продуктов. Доли указаны в объёмных процентах.

Группа продуктов	Рекомендуемая атмосфера (% по объёму)	Почему такая смесь?
Твёрдый и полутвёрдый сыр (целый, кусками, ломтиками)	100 % CO₂ или 95 % CO₂ + 5 % N₂	Предотвращает плесень и окислительные изменения
Сыр в блоках	70 % N₂ + 30 % CO₂	Указывается как наиболее подходящее соотношение для сыра в блоках
Нарезанный сыр	CO₂ + 10-20 % N₂	Предотвращает слипание ломтиков
Йогурт, фруктовый йогурт	75-80 % N₂ + 20-25 % CO₂	N₂ служит наполнителем, CO₂ обеспечивает сохранность
Свежее красное мясо	80 % O₂ + 20 % CO₂ или 70 % O₂ + 10 % N₂ + 20 % CO₂	Высокое содержание O₂ сохраняет цвет, CO₂ подавляет микроорганизмы
Свежая курица	50 % N₂ + 50 % CO₂	Ограничивает изменение цвета и замедляет рост микроорганизмов
Мясо и мясные продукты (общее требование)	Не менее 20 % CO₂ в атмосфере	Минимальный уровень, необходимый для подавления микроорганизмов
Готовые продукты (бургеры на молочных булочках, холодные сэндвичи и т. д.)	Не менее 20 % CO₂	Предотвращает рост плесени
Сэндвич	50-70 % CO₂ (по имеющимся данным); с 40 % CO₂ можно получить более хорошие результаты	Оптимальный уровень зависит от продукта
Сухие продукты средней влажности	Более 50 % CO₂ или вакуум	Предотвращает рост плесени при комнатной температуре
Мучные изделия	CO₂ + N₂ в качестве газа-наполнителя, остаточный O₂ в упаковке менее 1 %	CO₂ подавляет плесень, N₂ предотвращает сжатие упаковки

Эти значения — типичные диапазоны, приводимые в источниках. Активность воды, pH продукта, исходная микробная обсеменённость, температура хранения и газопроницаемость упаковочного материала могут их изменять. Поэтому точный состав смеси следует подтверждать испытаниями для каждого продукта.

МГС для молочных, мучных и мясных продуктов

Молочные продукты

Молочные продукты — чувствительные, быстро портящиеся продукты. Упаковочный материал и условия упаковки играют ключевую роль в защите продукта от света, кислорода, влаги, а также от микробных и химических загрязнений. Во время упаковки уровень кислорода с помощью вакуума снижают до значения менее 0,1 мбар. Это предотвращает плесневение продукта и окислительные изменения.

Для сыра выбор газа зависит от формы продукта:

• Твёрдые и полутвёрдые сыры (целым блоком, кусками или ломтиками): 100 % CO₂ или 95 % CO₂ + 5 % N₂
• Сыры в блоках: 70 % N₂ + 30 % CO₂
• Нарезанные сыры: CO₂ с добавлением 10-20 % N₂, чтобы ломтики не слипались

В качестве упаковочного материала для этих продуктов можно использовать плёночные комбинации PA + EVOH + PE, PET + EVOH + PE или PVC + EVOH + PE. При хранении часть газа может теряться из-за диффузии CO₂, а в упаковку, хотя и очень медленно, может проникать O₂. Тем не менее высокой концентрации CO₂ в среде достаточно для защиты от роста плесени.

Мучные изделия

В хлебе, кексах, пирожных и выпечке с кремом или фруктовой начинкой главной причиной порчи является плесень. Поэтому плесень — один из основных факторов, определяющих срок хранения мучных изделий. Аэробную порчу пирогов, фруктовых кексов, пирожных и пиццы, продаваемых сырыми или готовыми, можно существенно снизить с помощью CO₂ и понижения температуры хранения.

Для безупречной упаковки необходимо соблюсти два условия:

• Остаточное содержание кислорода в упаковке должно быть снижено менее чем до 1 %.
• Необходимо использовать высокобарьерную упаковку, не пропускающую кислород внутрь и не допускающую утечки защитного газа. Для этого предпочтительны структуры PA + EVOH + PE, PET + EVOH + PE или PVC + EVOH + PE.

Частая проблема при повышении доли CO₂ — сжатие или сморщивание упаковки. Поскольку CO₂ хорошо растворяется в воде, газ из свободного пространства над продуктом переходит в продукт, и давление внутри упаковки падает. Решение — вводить в качестве газа-наполнителя N₂, который не поглощается ни упаковкой, ни продуктом.

Срок хранения мучных изделий зависит не только от газовой смеси. Активность воды, pH, микробиологическая обсеменённость, концентрация сорбата калия в продукте и температура хранения также напрямую влияют на устойчивость продукта.

Мясные продукты

МГС даёт очень хорошие результаты для мяса и мясных продуктов. В исследованиях мясо, которое при 0 °C в аэробной упаковке сохранялось 2 недели, в модифицированной атмосфере при той же температуре 0 °C сохраняло свои свойства 3 месяца. Другие результаты исследований:

• В курице, упакованной в среде со 100 % CO₂ и хранившейся при 3 °C, признаков порчи не наблюдалось в течение 6 недель.
• Установлено, что в курице, хранившейся при температуре ниже 10 °C в среде с 80-100 % CO₂, Salmonella не развивалась.
• В фарше, который хранили 10 суток при 10 °C в среде с 60 % CO₂, количество Enterococcus оказалось на 3 логарифмические единицы ниже, чем в упакованном на воздухе.
• Говядина, полученная в гигиенических условиях, хранилась 6 месяцев при -1,5 °C в газонепроницаемой упаковке с CO₂.

Для мяса рекомендуются следующие газовые смеси:

• Свежее красное мясо: 80 % O₂ + 20 % CO₂ или 70 % O₂ + 10 % N₂ + 20 % CO₂
• Свежая курица: 50 % N₂ + 50 % CO₂

Использование одного только CO₂ для мясных продуктов может вызывать изменение цвета. Использование одного N₂ также может приводить к изменению цвета. Однако такие атмосферы можно применять для мяса, у которого нет проблем с цветом, например баранины, или для солёного мяса. В мясе, упакованном в азотной атмосфере, накапливается меньше мясного сока, чем в вакуумной упаковке.

Что касается упаковки, для нижней плёнки можно использовать структуру PVC + EVOH + PE или PET + EVOH + PE толщиной 400-800 мкм, для верхней плёнки — структуру PA + PE толщиной 70-80 мкм. Срок хранения зависит от вида и размера мяса, исходной микробной обсеменённости, температуры хранения и газопроницаемости упаковки. Очень важны низкая исходная обсеменённость и низкая температура хранения.

МГС для готовых продуктов, морепродуктов, жидких и сухих продуктов

Готовые продукты питания

В готовых продуктах — бургерах и дюрюмах на молочных булочках, холодных сэндвичах, а также грисини, упакованных с ореховой пастой или сливочным сыром, — оптимальный уровень CO₂ зависит от продукта. Чтобы не допустить роста плесени, атмосфера должна содержать не менее 20 % CO₂.

Часть готовых к употреблению продуктов малокислотна и хранится в охлаждённом виде (при температуре от -2 до +4 °C). Для сэндвичей оптимальный уровень CO₂ указывается в пределах 50-70 %. Однако и при 40 % CO₂ можно получить более хорошие результаты.

Морепродукты

Исследования показали, что рыба, упакованная в МГС или под вакуумом, может храниться дольше. В таких продуктах наблюдалась меньшая микробиологическая активность, а структура, цвет и другие органолептические свойства долго не менялись. В результате срок хранения заметно увеличивается.

В морепродуктах есть критически важный момент. Упаковка в модифицированной атмосфере может создавать риск развития анаэробных патогенов. Чтобы управлять этим риском, необходимо применять следующие меры в комплексе:

• Подходящие для продукта методы консервации, копчения и обработки
• Термообработка, направленная на разрушение токсинов
• Надлежащая санитарная обработка и охлаждение
• Обязательное хранение в необходимых холодных условиях
• Наличие некоторого количества O₂ в атмосфере упаковки (для предотвращения таких проблем, как ботулизм)

Жидкие и текучие продукты

Йогурт и фруктовый йогурт: Для этих продуктов используются стаканчики из PS (полистирола) и алюминиевые фольгированные крышки. Рекомендуемая газовая смесь — 75-80 % N₂ + 20-25 % CO₂.

Мёд и варенье: Основой мёда и варенья является инвертный сахар (60-70 %): 26-34 % глюкозы, 38-41 % фруктозы, 0,5-1,5 % сахарозы, 5-11 % мальтозы. Содержание воды составляет около 20 %. Основная причина периодически наблюдаемого роста микроорганизмов и порчи — осмофильные дрожжи. Главный принцип предотвращения порчи — стерилизация, которую можно проводить с помощью озона или азота.

Соусы: Соусы — минимально обработанные продукты с ограниченным сроком хранения. Большинство из них малокислотны и хранятся в охлаждённом виде (от -2 до +4 °C). Ингредиенты, используемые при их приготовлении, в основном пастеризуются.

Сухие продукты, фрукты и овощи

Упаковка в модифицированной атмосфере очень полезна для сухих продуктов. Продукты средней влажности, которые хранят при комнатной температуре, упаковывают в атмосфере с содержанием CO₂ более 50 % или под вакуумом, чтобы не допустить роста плесени. Наличие O₂ в среде упаковки также необходимо.

Для фруктов и овощей цель — контролировать физиологические изменения и продлить срок хранения. Распространённый метод — хранение в холоде. Хранение в регулируемой атмосфере, усиливающее действие холода, в последние годы приобрело большое значение. При этом методе скорость дыхания плодов поддерживается чуть выше уровня анаэробного дыхания. В развитых странах продление срока хранения с помощью модифицированной атмосферы коммерчески успешно, особенно для нарезанных овощей.

Для продукта, упакованного в модифицированной атмосфере, правильный выбор состава газов, упаковочного материала и температуры не только увеличивает срок хранения, но и помогает сохранить качество.

Медицинские изделия и выбор упаковочного материала

Упаковка медицинских изделий

Упаковка стерильных медицинских изделий требует точности. Медицинская отрасль предъявляет к упаковке высокие требования. Поэтому необходимо соблюдать все нужные гигиенические стандарты, а термоформовочные упаковочные машины должны проектироваться под индивидуальные требования клиентов. Термоформовочные машины выбирают за высокую производительность, стандартизацию и надёжную упаковку.

Основные преимущества:

• Универсальные варианты оборудования с системами формования, запайки и резки, которые можно проектировать под область применения
• Функция лёгкого открывания
• Интеграция различных систем загрузки, маркировки, контроля и поштучной подачи
• Высокопроизводительное производство и максимальное качество упаковки

Как выбрать упаковочный материал

Какой бы точной ни была газовая смесь, МГС не работает, если упаковка не удерживает газ внутри. Поэтому применяют газонепроницаемые высокобарьерные многослойные плёнки. Типичные структуры для разных групп продуктов:

Группа продуктов	Структура упаковки
Сыр и молочные продукты	PA + EVOH + PE, PET + EVOH + PE или PVC + EVOH + PE
Мучные изделия	Высокобарьерные PA + EVOH + PE, PET + EVOH + PE или PVC + EVOH + PE
Мясные продукты	Нижняя плёнка (400-800 мкм): PVC + EVOH + PE или PET + EVOH + PE. Верхняя плёнка (70-80 мкм): PA + PE
Йогурт и фруктовый йогурт	Стаканчик из PS (полистирола) + алюминиевая фольгированная крышка

Слой EVOH образует барьер для кислорода. Слой PE обеспечивает герметичное закрытие упаковки.

Решения для упаковки в МГС от OPACK Makine

Для применения МГС выделяются три основные группы машин:

• Termoform paketleme makineleri: высокопроизводительная, стандартизированная и надёжная упаковка сыра, мясных продуктов, мучных изделий и медицинских изделий
• Трейсилеры (МГС): применение модифицированной атмосферы в готовых чашах
• FFS (формование, наполнение и укупорка стаканов): для текучих и полутекучих продуктов, таких как йогурт

Информацию об упаковке для вашей отрасли можно найти на следующих страницах:

• Молочные продукты
• Упаковка мучных изделий
• Упаковка мяса и мясных продуктов
• Упаковка медицинских изделий
• Готовые продукты питания
• Морепродукты
• Жидкие и текучие пищевые продукты
• Сухие продукты, фрукты и овощи

Если вам интересен уровень автоматизации при упаковке сыра, вы также можете ознакомиться с нашим решением для упаковки сыра кашкавал с роботизированной подачей в термоформер .

Часто задаваемые вопросы

Заключение

При правильном применении упаковка в модифицированной атмосфере продлевает срок хранения и сохраняет качество продукта. Но успех зависит сразу от трёх факторов: газовой смеси, подходящей для продукта, высокобарьерного упаковочного материала и упаковочной машины, безупречно реализующей и то и другое. Такие различия, как 100 % CO₂ для сыра, 75-80 % N₂ для йогурта и высокое содержание O₂ для свежего красного мяса, показывают, почему подход «одна смесь подходит для всех продуктов» не работает.

Давайте вместе подберём оптимальное решение для упаковки в МГС для вашего продукта. Сообщите нам вашу группу продуктов и производственную мощность, и специалисты OPACK Makine порекомендуют подходящую машину и структуру упаковки. Получите расчёт стоимости или свяжитесь с нами через страницу контактов .