Modifierad atmosfärsförpackning (MAP) är en speciell form av förpackning där den interna förpackningens atmosfär modifieras så att den gasformiga sammansättningen skiljer sig från luftens, som ersätts med kväve och/eller koldioxid. I de flesta fall är gassammansättningen 78,08 % kväve, 20,96 % syre och 0,03 % koldioxid. Men detta beror fortfarande på typen av livsmedelsprodukt, förpackningsmaterialets permeabilitet, mikrobiologisk aktivitet och livsmedlets andning. Produkter med hög fetthalt är bäst packade med koldioxid, medan bakverk bör packas med kväve. MAP med hög syrehalt (upp till 70 % syre) är idealisk för rött kött eftersom det hjälper till att behålla den röda färgen.
Denna förpackningsteknik kan spåras tillbaka på 1800-talet när den franske kemisten Jacques Étienne Bérard observerade en försenad mognadsprocess i frukter i en syrefattig atmosfär. De Académie des Sciences tilldelade honom ett pris för att vara en pionjär när det gäller mognad av fruktstudier.
Idag är MAP en del av vårt dagliga liv eftersom det används för olika livsmedel – från färsk frukt till bearbetat kött. Så vad gör förpackningar med modifierad atmosfär, egentligen? Väl, MAP kan effektivt förlänga hållbarheten med så mycket som 200 %. Det kan också behålla kvaliteten och färskheten hos olika livsmedel, vilket minskar behovet av konstgjorda konserveringsmedel eller stabiliseringsmedel.
De flesta minimalt bearbetade livsmedel använder MAP i kombination med aseptisk teknik och kyld temperatur. När det används tillsammans med aseptisk förpackning blir MAP en mer effektiv teknik.
HUR MODIFIERAD ATMOSFÄRFÖRPACKNING GÖR
Det finns två metoder för att modifiera atmosfären i en produkts förpackning: passiv process och aktiv process.
I den passiva processen (producerar andning) beror genereringen av den modifierade atmosfären på produktens andning. Andning avser användningen av sockerarter för att producera energi i växter. Detta är en kontinuerlig process även efter skörd av frukt och grönsaker. Andningsprodukten är koldioxidförbrukning och frigöring av koldioxid. Resultatet av detta är den gradvisa minskningen av syre till önskad nivå när nivån av koldioxid ökar. Den minskade andningshastigheten och den sparade energin leder till förlängd hållbarhet. Eftersom den passiva processen förlitar sig på produktandning, är det en långsam process att dess fördelar med MAP inte snabbt realiseras. Färska andande frukter och grönsaker är den vanligaste tillämpningen av denna metod.
Du kanske också gillar: Etylen och mognad i frukt och grönsaker
I den aktiva processen (gasspolning) å andra sidan en gasblandning med känd koncentration av syre, koldioxid och kväve spolas till förpackningens huvudutrymme. Detta undertrycker omedelbart eten och andning. Innan gasspolningen suger en maskin ut all luft och giftiga gaser ur förpackningen. Och sedan genom samma perforering spolas gasblandningen till förpackningen.
ROLLERNA FÖR SYRE, KVÄVE OCH KOLDIOXID
Nyckeln till MAP:s effekt är att begränsa tillförseln av syre samtidigt som man ökar nivåerna av koldioxid och/eller kväve.
Syre
Syre har flera sätt att förstöra mat. Det är ett mycket kraftfullt oxidationsmedel. När det reagerar med vissa föreningar leder det till försämringsreaktioner. Ett exempel på detta är brunfärgningsreaktion som uppstår efter att ett äpple har styckats. Denna förändring i färg är ett resultat av oxidation på grund av exponering av köttet för luft. Annan nedbrytningsprocess som leder till förluster i livsmedelskvalitet är lipidoxidation. Närvaron av syre i fetthaltiga livsmedel utlöser en reaktion som ger negativa effekter, såsom bismak, dålig lukt och färgförändring.
Du kanske också gillar: Anledningen till varför skivade äpplen blir bruna
Syre är ett av få krav för att mikroorganismer ska överleva. Men detta kan stoppas genom att minska syrehalten inuti förpackningen och ersätta den med koldioxid och/eller kväve. Förmågan hos aeroba förstörande bakterier att föröka sig bromsas av de extremt låga syrehalterna (vanligtvis 2 %–3 %) och måttligt höga koldioxidhalter (5 %–20 %) som finns i en förpackning, förlänger produktens hållbarhet.
Men det finns några MAP-applikationer där syrenivåerna är högre. Ett exempel på detta är under förpackning av obearbetat kött för att bibehålla den röda färgen på oxymyoglobin. Eller för att tillåta andning av produkter. Genom att packa färskt rött kött i en MAP med 80 % syre och 20 % koldioxid, kan hållbarheten för köttet ökas från tre till sju dagar vid 32°F (0°C) till 35,6°F (2°C). Detta kan dock leda till problem med oxidativ härskning i fet fisk eller bildandet av ofärgade färger i charkuterier.
Du kanske också gillar: Myoglobin: Proteinet som dikterar köttfärgen
Koldioxid och kväve
Koldioxid undertrycker mikrobiell aktivitet på två sätt. Först, det sänker produktens pH genom att bilda mild kolsyra när den löses upp i vatten i maten. Och för det andra har det en negativ inverkan på de enzymatiska och biokemiska processerna som äger rum i cellerna i både mat och mikroorganismer.
För att förhindra ruttning i färsk frukt och grönsaker behövs en koldioxidkoncentration på 10 % till 15 %. Vissa grödor (såsom jordgubbar och spenat) kan överleva denna nivå, men majoriteten kan inte, vilket gör MAP olämpligt.
För bearbetade (icke-respirerande) livsmedel bör atmosfären vara så låg syre som möjligt och koldioxid så hög som möjligt utan att förpackningen kollapsar eller ändrar produktens smak eller utseende. Malet kaffe är en av de som drar nytta av MAP. Genom att förpacka malet kaffe i en MAP av koldioxid/kväveblandning förhindras oxidation och de flyktiga aromföreningarna bevaras.
Du kanske också gillar: Hur snabbkaffe görs (och vad som går förlorat från malet kaffe)
Kvävgas är vanligt i processer som involverar hermetisk försegling av förpackningen. Denna gas är smaklös, luktfri, färglös, icke brandfarlig och ogiftig. Och till skillnad från syre är kväve icke-reaktivt med livsmedel. Så det ger skydd mot förstörelse, oxidation, viktminskning, uttorkning och frysbränna. I motsats till vakuumförpackning använder MAP högbarriärfilm som förhindrar den modifierade atmosfären från att fly. Med kväve blir förpackningen trycksatt, vilket gör att den förblir löst sittande. Detta undviker den hudtäta vakuumförpackningen och förhindrar att förpackningen kollapsar. Kväve är anledningen till att snacks som potatischips förblir krispiga.
Det bör dock finnas kontroll över graden av atmosfärisk modifiering. Detta eftersom det finns risk för fysiologiska störningar i de levande vävnaderna.
NACKDELAR MED MODIFIERAD ATMOSFÄR FÖRPACKNING
MAP används flitigt idag på grund av dess effektivitet när det gäller att förlänga produkternas hållbarhet samtidigt som behovet av kemiska konserveringsmedel minskar. Det har dock sina nackdelar också.
MAP fungerar genom att minska syrenivåerna i förpackningsmaterialen. Även om detta bromsar tillväxten av skadliga mikroorganismer, fungerar det inte bra mot anaeroba bakterier. Dessa typer av bakterier, särskilt Clostridium botulinum, kan frodas utan syre. Andra oroande mikroorganismer i MAP-förpackade livsmedel inkluderar Aeromonas hydrophila, E coli, Campylobacter jejuni, Salmonellaoch Listeria. För att bromsa tillväxten måste livsmedel i MAP ha korta lagringstider och hållas vid låga temperaturer. Att kontrollera vattenaktiviteten (minst 0,92 eller lägre) och använda salt kan också hjälpa.
Tden ursprungliga gassammansättningen i MAP minskar gradvis över tiden, vilket minskar dess förmåga att skydda produkten mot skadliga ämnen. Dessa beror på flera aktörer såsom produktandning, belastningen av aeroba och anaeroba bakterier, bakteriell andning, gasgenomträngning via förpackningsmaterial/tätningar, temperatur, ljus. Därför är det viktigt att välja rätt förpackningsmaterial, förutom korrekt förvaring och hantering. Gaspermeabilitet och fuktångpermeabilitet är viktiga parametrar. Förpackningsmaterial för MAP klassificeras utifrån deras barriäregenskaper mot syre.
| TYP | BARRIÄREGENDOM TILL SYRE |
| Låg barriär | >300 ccm -2 (För produkter där syreöverföring önskas) |
| Medium barriär | 50–300 ccm -2 |
| Hög barriär | 10–50 cc m -2 |
| Ultrahög barriär | <10 cc m -2 (Skyddar produkten mot syre till slutet av dess förväntade hållbarhetstid) |
Om förpackningsmaterialet är av dålig kvalitet kommer kvävet eller koldioxiden att ersättas med det omgivande syret genom diffusion. Om förpackningen ger en stark barriär kommer gaserna att stanna kvar i behållaren under en längre tid, vilket skyddar produkten.
Referenser:
EM Yahia (2009), Modifierade och kontrollerade atmosfärer för lagring, transport och förpackning av trädgårdsprodukterCRC Tryck
V. Vaclavik, E. Christian (2014). Essentials of Food Science (4:e upplagan). Springer.
J. Jay, M. Loessner, D. Golden (1994). Modern Food Microbiology (7:e upplagan). Springer.
M. Shafiur Rahman (2007). Handbook of Food Conservation (2:a upplagan). CRC Tryck.
P. Fellows (2000). Food Processing Technology: Principles and Practice (2:a upplagan). CRC Tryck.
H. Ramaswamy (2015). Teknologier för frukt och grönsaker efter skörd. DEStech Publications, Inc.