Atmosfera modificada - Modified atmosphere

Testando a atmosfera em um saco plástico de cenouras

Atmosfera modificada é a prática de modificar a composição da atmosfera interna de uma embalagem (geralmente embalagens de alimentos, medicamentos, etc.) para melhorar a vida útil . A necessidade dessa tecnologia para alimentos surge da curta vida útil de produtos alimentícios como carne, peixe, aves e laticínios na presença de oxigênio. Nos alimentos, o oxigênio está prontamente disponível para as reações de oxidação lipídica . O oxigênio também ajuda a manter altas taxas de respiração de produtos frescos, o que contribui para a redução da vida útil. Do ponto de vista microbiológico, o oxigênio estimula o crescimento de microrganismos de deterioração aeróbia . Portanto, a redução do oxigênio e sua substituição por outros gases podem reduzir ou retardar as reações de oxidação e deterioração microbiológica. Os sequestrantes de oxigênio também podem ser usados ​​para reduzir o escurecimento devido à oxidação de lipídios, interrompendo o processo químico auto-oxidativo. Além disso, o MAP altera a atmosfera gasosa ao incorporar diferentes composições de gases.

O processo de modificação geralmente diminui a quantidade de oxigênio (O 2 ) no espaço superior da embalagem. O oxigênio pode ser substituído por nitrogênio (N 2 ), um gás relativamente inerte ou dióxido de carbono (CO 2 ).

Uma atmosfera estável de gases dentro da embalagem pode ser alcançada usando técnicas ativas, como descarga de gás e vácuo compensado, ou passivamente projetando filmes “respiráveis”.

História

Os primeiros efeitos benéficos registrados do uso de atmosfera modificada datam de 1821. Jacques Etienne Berard, um professor da Escola de Farmácia em Montpellier, França, relatou amadurecimento atrasado de frutas e aumento da vida útil em condições de armazenamento de baixo oxigênio. O Armazenamento em Atmosfera Controlada (CAS) era usado desde a década de 1930, quando os navios que transportavam maçãs e peras frescas tinham altos níveis de CO 2 em suas salas de armazenamento, a fim de aumentar a vida útil do produto. Na década de 1970, as embalagens da MA chegaram às lojas quando bacon e peixe eram vendidos em embalagens de varejo no México. Desde então, o desenvolvimento tem sido contínuo e o interesse no MAP tem crescido devido à demanda do consumidor.

Teoria

A atmosfera dentro do pacote pode ser modificada passiva ou ativamente. Em embalagens de atmosfera modificada passiva (MAP), a alta concentração de CO 2 e os baixos níveis de O 2 na embalagem são obtidos ao longo do tempo como resultado da respiração do produto e das taxas de transmissão de gás do filme da embalagem. Este método é comumente usado para frutas e vegetais frescos. Reduzir o O 2 e aumentar o CO 2 diminui a taxa de respiração, conserva a energia armazenada e, portanto, estende a vida útil . Por outro lado, a MA ativa envolve o uso de sistemas ativos, como sequestradores ou emissores de O 2 e CO 2 , absorvedores de umidade, sequestrantes de etileno, emissores de etanol e descarga de gás no filme ou recipiente da embalagem para modificar a atmosfera dentro da embalagem.

A mistura de gases selecionada para uma embalagem MA depende do tipo de produto, dos materiais de embalagem e da temperatura de armazenamento. A atmosfera em uma embalagem MA consiste principalmente em quantidades ajustadas de N 2 , O 2 e CO 2. A redução de O 2 promove o atraso nas reações de deterioração em alimentos, como oxidação de lipídios , reações de escurecimento e crescimento de organismos deteriorantes. Níveis baixos de O 2 de 3-5% são usados ​​para diminuir a taxa de respiração em frutas e vegetais. No caso da carne vermelha, entretanto, altos níveis de O 2 (∼80%) são usados ​​para reduzir a oxidação da mioglobina e manter uma atraente cor vermelha brilhante da carne. O realce da cor da carne não é necessário para carnes de porco, aves e cozidas; portanto, uma concentração mais alta de CO 2 é usada para estender a vida útil. Níveis superiores a 10% de CO 2 são fitotóxicos para frutas e vegetais, portanto, o CO 2 é mantido abaixo desse nível. O N 2 é usado principalmente como gás de enchimento para evitar o colapso da embalagem. Além disso, também é usado para prevenir o ranço oxidativo em produtos embalados, como salgadinhos, deslocando o ar atmosférico, especialmente o oxigênio, prolongando assim a vida útil. O uso de gases nobres como Hélio (He), Argônio (Ar) e Xenônio (Xe) para substituir o N 2 como o gás de equilíbrio no MAP também pode ser usado para preservar e estender a vida útil de frutas e vegetais frescos e minimamente processados . Seus efeitos benéficos devem-se à sua maior solubilidade e difusividade em água, tornando-os mais eficazes no deslocamento de O 2 de sítios celulares e de receptores enzimáticos de O 2 .

Tem havido um debate sobre o uso de monóxido de carbono (CO) na embalagem de carnes vermelhas devido ao seu possível efeito tóxico para os trabalhadores da embalagem. Seu uso resulta em uma cor vermelha mais estável da carboximioglobina na carne, o que leva a outra preocupação de que pode mascarar evidências de deterioração do produto.

Efeito em microorganismos

Baixas concentrações de O 2 e altas concentrações de CO 2 nas embalagens são eficazes na limitação do crescimento de bactérias Gram negativas, fungos e microorganismos aeróbios, como Pseudomonas spp. Alto O 2 combinado com alto CO 2 pode ter efeitos bacteriostáticos e bactericidas pela supressão de aeróbios por alto CO 2 e anaeróbios por alto O 2 . O CO 2 tem a capacidade de penetrar na membrana bacteriana e afetar o pH intracelular. Portanto, a fase de latência e o tempo de geração de microrganismos deteriorantes são aumentados, resultando na extensão da vida útil de alimentos refrigerados. Uma vez que o crescimento de microrganismos deteriorantes é suprimido pelo MAP, a capacidade dos patógenos de crescer é potencialmente aumentada. Microorganismos que podem sobreviver em ambientes de baixo oxigênio, como Campylobacter jejuni , Clostridium botulinum , E. coli , Salmonella , Listeria e Aeromonas hydophila são uma grande preocupação para os produtos embalados com MA. Os produtos podem parecer organolepticamente aceitáveis ​​devido ao crescimento retardado dos microrganismos deteriorantes, mas podem conter patógenos prejudiciais . Este risco pode ser minimizado pelo uso de obstáculos adicionais, como controle de temperatura (manter a temperatura abaixo de 3 graus C), redução da atividade de água (menos de 0,92), redução do pH (abaixo de 4,5) ou adição de conservantes como nitrito para atrasar a atividade metabólica e crescimento de patógenos.

Materiais de embalagem

Filmes flexíveis são comumente usados ​​para produtos como hortifrutigranjeiros, carnes, peixes e pães, visto que fornecem permeabilidade adequada para gases e vapor d'água atingirem a atmosfera desejada. As bandejas pré-formadas são formadas e enviadas para a instalação de embalagem de alimentos, onde são preenchidas. O headspace da embalagem então passa por modificação e vedação. As bandejas pré-formadas geralmente são mais flexíveis e permitem uma ampla gama de tamanhos em oposição aos materiais de embalagem termoformados, pois diferentes tamanhos e cores de bandeja podem ser manuseados sem o risco de danificar a embalagem. A embalagem termoformada, entretanto, é recebida na instalação de embalagem de alimentos como um rolo de folhas. Cada folha é submetida a calor e pressão e é formada na estação de embalagem. Após a conformação, a embalagem é preenchida com o produto e, em seguida, lacrada. As vantagens dos materiais de embalagem termoformados em relação às bandejas pré-formadas estão principalmente relacionadas ao custo: as embalagens termoformadas usam de 30% a 50% menos material e são transportadas como rolos de material. Isso representará uma redução significativa dos custos de fabricação e transporte.

Ao selecionar filmes de embalagem para MAP de frutas e vegetais, as principais características a serem consideradas são a permeabilidade ao gás, a taxa de transmissão do vapor de água, as propriedades mecânicas, a transparência, o tipo de embalagem e a confiabilidade da vedação. Filmes de embalagem tradicionalmente usados ​​como LDPE (polietileno de baixa densidade), PVC (cloreto de polivinila), EVA (etileno-acetato de vinila) e OPP ( polipropileno orientado ) não são permeáveis ​​o suficiente para produtos de alta respiração, como produtos recém-cortados, cogumelos e brócolis. Como frutas e vegetais são produtos respiratórios, é necessário transmitir gases através do filme. Os filmes projetados com essas propriedades são chamados de filmes permeáveis . Outros filmes, chamados de filmes de barreira, são projetados para evitar a troca de gases e são usados ​​principalmente com produtos que não respiram, como carne e peixe.

Os filmes MAP desenvolvidos para controlar o nível de umidade, bem como a composição do gás na embalagem lacrada, são benéficos para o armazenamento prolongado de frutas frescas, vegetais e ervas que são sensíveis à umidade. Esses filmes são comumente referidos como filmes de embalagem de atmosfera modificada / umidade modificada (MA / MH).

Equipamento

Na utilização de máquinas de embalagem forma-enchimento-selo, a principal função é colocar o produto em uma bolsa flexível adequada às características desejadas do produto final. Essas bolsas podem ser pré-formadas ou termoformadas. O alimento é introduzido na bolsa, a composição da atmosfera do espaço livre é alterada dentro da embalagem; é então selado a quente. Esses tipos de máquinas são normalmente chamados de embalagem de travesseiro, que forma horizontal ou verticalmente, enche e lacra o produto. As máquinas de embalagem de formulário-enchimento-selo são geralmente usadas para operações em grande escala.

Em contraste, as máquinas de câmara são usadas para processos em lote. Um envoltório preenchido pré-formado é preenchido com o produto e introduzido em uma cavidade. A cavidade é fechada e o vácuo é então puxado para a câmara e a atmosfera modificada é inserida como desejado. A selagem da embalagem é feita por meio de barras de selagem aquecidas e, em seguida, o produto é retirado. Esse processo em lote é trabalhoso e, portanto, requer um período de tempo mais longo; no entanto, é relativamente mais barato do que as máquinas de embalagem que são automatizadas.

Além disso, as máquinas de snorkel são usadas para modificar a atmosfera dentro de uma embalagem após o alimento ter sido enchido. O produto é colocado no material de embalagem e posicionado na máquina sem a necessidade de câmara. Um bico, que é o snorkel, é então inserido no material de embalagem. Ele puxa o vácuo e, em seguida, libera a atmosfera modificada para o pacote. O bico é removido e a embalagem é selada a quente. Este método é adequado para operações em massa e grandes.

Produtos

Muitos produtos, como carnes vermelhas, frutos do mar, frutas e vegetais minimamente processados, saladas, massas, queijos, produtos de panificação, aves, carnes cozidas e curadas, refeições prontas e alimentos secos são embalados no MA. Um resumo das misturas de gases ideais para produtos MA é mostrado na tabela a seguir.

Embalagem com atmosfera modificada para diferentes produtos alimentícios e misturas de gases ideais

produtos Oxigênio (%) Dióxido de carbono (%) Nitrogênio (%)
Carne vermelha 80 - 85 15 -
Aves - 25 75
Peixe - 60 40
Queijos - 100 -
Pão - 70 30
Macarrão Fresco - - 100
Frutas e vegetais 3 - 5 3 - 5 85 - 95

Veja também

Citações

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Referências