Bài giảng Kỹ thuật bao gói

Chia sẻ: Đào Duy Ý Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

73
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Kỹ thuật bao gói" giới thiệu đến các bạn những nội dung về Shelf-Life và sự thôi nhiễm, kỹ thuật bao gói hoạt hóa, kỹ thuật bao gói bằng khí quyển điều chỉnh. Mời các bạn cùng tham khảo để có thêm tài liệu phục vụ nhu cầu học tập và nghiên cứu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật bao gói

11/4/2009 1. Giới thiệu chung 2 SHELF-LIFE VÀ SỰ THÔI NHIỄM y Theo viện khoa học và công nghệ thực phẩm Mỹ (IFST) tuổi thọ sản phẩm (shelf-life) là thời gian mà trong đó sản phẩm thực 1 phẩm hẩ vẫn ẫ duy d trìì được đ sự an tòan ủ sản ò của ả phẩm; d trìì được hẩ duy đ các á yêu cầu về mặt cảm quan, hóa học, vật lý và vi sinh của thực phẩm và đảm bảo giữ được mọi chỉ tiêu dinh dưỡng được công bố trên nhãn sản phẩm. y Chú ý: Nếu sản phẩm vẫn an tòan nhưng những tính chất cảm quan, hóa học, vật lý và vi sinh không được duy trì thì vẫn không thể chấp nhận được. y Shelf-life của sản phẩm là một phần rất quan trọng trong qui trình phát triển một sản phẩm. Đứng trên quan điểm của công nghệ bao gói thì shelf-life càng quan trọng vì trong nhiều trường hợp bao bì và kỹ thuật bao gói là giới hạn của shelf-life của sản phẩm. HỌC KỲ I 2009 – 2010 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 y Trong nghiên cứu phát triển sản phẩm người ta cần phải cân nhắc đến 2. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng và shelf-life việc chọn lựa bao bì và kỹ thuật bao gói ngay từ rất sớm. 4 y Shelf-life của sản phẩm được kiểm tra bằng cách giữ các mẫu sản phẩm cuối cùng trong điều kiện mô phỏng như trường hợp sản phẩm sẽ phải y Đối với nhiều sản phẩm thực phẩm thì shelf-life bị giới hạn bởi trãi qua trong quá trình phân phối từ nhà sản xuất đến tay người tiêu một số yếu tố nào đó và có thể dự đoán ngay trong lúc phát triển dùng cuối cùng. Sau quá trình bảo quản, các sản phẩm sẽ được đánh giá sản phẩm. Các yếu tố đó có thể được xác định bằng kinh nghiệm dựa vào các chỉ tiêu vi sinh, hóa học, vật lý và cảm quan. đối với những sản phẩm tương tự hay từ sự phân tích dựa vào các y Trong trường hợp sản phẩm có shelf-life dài, cần phải có những phương yếu tố: pháp gián tiếp hay phương pháp dự báo để xác định shelf-life. Có một số phương pháp được sử dụng để kiểm tra độ ổn định của sản phẩm và xác { Bản chất của sản phẩm (yếu tố do bản thân thực phẩm) định shelf-life như: bảo quản trong điều kiện nhiệt độ cao, phương pháp { Ảnh hưởng g của môi trường g mà sản p phẩm sẽ trãi q qua (y (yếu tố bên tăng ẩm ẩ và lắcắ hoặc phương pháp đưa ra ánh sáng. Các phương pháp này ngoài). được gọi là phương pháp gia tốc. { Sự tương tác qua lại giữa hai yếi tố bên trong và bên ngòai sản y Ngòai ra, người ta cũng sử dụng phương pháp mô phỏng tóan học để dự phẩm làm ảnh hưởng đến sản phẩm. đóan shelf-life của sản phẩm. HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 3 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 1
11/4/2009 y Các yếu tố bản chất của thực phẩm bao gồm: y Các yếu tố bên ngoài là kết quả tác động của môi trường mà sản { Họat độ nước aw phẩm trãi qua trong suốt thời gian bảo quản, phân phối, bao gồm: { pH, độ acid tổng, dạng acid có trong thực phẩm { Điều kiện nhiệt độ trong quá trình chế biến { Nhiệt độ kiểm sóat trong suốt quá trình lưu kho và phân phối { Các vi sinh vật tự nhiên của thực phẩm và số lượng vi sinh vật sông ô trong sảnả phẩm hẩ cuốiối cùng ù { Độ ẩm ẩ môi ờ ôi trường { Mức độ oxy trong sản phẩm { Điều kiện chiếu sáng (tia UV và IR) { Thế oxy hóa khử của sản phẩm { Thành phần khí quyển bên trong bao bì { Các thành phần hóa học, hóa sinh tự nhiên sản phẩm { Các tác động do người tiêu dùng gây ra khi sử dụng { quản đã thêm vào ((Vd: muối,, ggia vị, Các chất bảo q ị, chất chốngg y Các y yếu tố bên trong g thì p ụ thuộc phụ ộ vào nguyên ệ , dạng g y liệu, ạ g sản p phẩm oxy hóa …) và công nghệ chế biến và hầu như rất khó tác động. Riêng về các yếu tố bên ngoài do môi trường gây ra luôn tác động vào shelf-life { Công thức sản phẩm của sản phẩm và nhiệm vụ của bao bì và công nghệ bao gói là làm { Các tương tác của sản phẩm với bao bì (sự thôi nhiễm…) giảm tác động của các yếu tố môi trường nhằm tăng shelf-life. HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 5 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ Page 6 11/4/2009 3. Sự thôi nhiễm từ bao bì vào thực phẩm 3.1. Sự thôi nhiễm từ bao bì plastic 7 8 y Hiện nay, vấn đề thôi nhiễm từ bao bì plastic rất đựơc quan tâm vì y Sự thôi nhiễm được mô tả là hiện tượng khuếch tán của các phân các thực phẩm được bao gói trong bao bì plastic được sử dụng rất tử và ion từ bao bì vào thực phẩm. Vì vậy, sự tiếp xúc trực tiếp của rộng rãi. Sự thôi nhiễm sẽ ảnh hưởng đến chất lượng và sự an toàn vật liệu bao gói và thực phẩm là điều kiện tiềm ẩn cho quá trình ẩ của sản phẩm. thôi nhiễm diễn ra. y Vấn đề thôi nhiễm thường do hai nguyên nhân gây ra: sự sót lại y Ngày nay, sự thôi nhiễm có thể được sử dụng như một yếu tố tích các monomer từ quá trình polymer hóa chưa triệt để và do các chất cực đối với thực phẩm trong trường hợp bao gói bằng bao bì hoạt phụ gia được thêm vào trong quá trình polymer hóa. tính (active packaging) và bao bì thông minh (intelligent { Không một quá trình polymer hóa nào có thể triệt để nên vật liệu packaging). Tuy nhiên, trên thực tế thì sự thôi nhiễm không mong polymer thì ít nhiều cũng chứa những monomer chưa tham gia muốn từ vật liệu bao bì vào thực p phẩm luôn tiềm ẩn nhữngg mối phản ứng và tiềm ẩn nguy cơ thôi nhiễm vào thực phẩm. phẩm nguy đối với an tòan thực phẩm, chất lượng sản phẩm hay ảnh { Phụ gia được bổ sung vào quá trình polymer hóa nhằm thay đổi hưởng đến shelf-life của sản phẩm. các tính chất vật lý của các polymer, những chất này cũng tiềm y Khi nói đến thôi nhiễm thì người ta thường nhắc đến bao bì plastic ẩn nguy cơ thôi nhiễm (Vd: chất làm dẻo là tác nhân gây hại cho vì sự thôi nhiễm từ các bao bì khác ít hơn rất nhiều. sức khỏe) HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 2
11/4/2009 3.2. Tác nhân ảnh hưởng đến sự thôi nhiễm 3.3. Chọn lựa bao bì để tránh sự thôi nhiễm và sự hư hỏng 9 10 y Mức độ của sự thôi nhiễm từ bao bì vào thực phẩm tiếp xúc với nó phụ thuộc vào số lượng các chất thôi nhiễm trong vật liệu bao bì, mức độ và thời gian thực phẩm tiếp xúc với bao bì trong thời gian bảo quản. y Trong trường hợp tổng quát thì việc lựa chọn bao bì dựa chủ yếu { Để giảm sự thôi nhiễm người ta cần phải kiểm soát quá trình sản xuất vào iệ đáp à việc đá ứng ứ các á yêu ầ của ê cầu ủ luật l ật pháp, há trong t đó quy định đị h các á bao bì để hạn chế tối đa sự tồn tại của các chất thôi nhiễm trong vật vật liệu bao bì phải được kiểm tra để đảm bảo sự thôi nhiễm nằm liệu bao bì. trong giới hạn an toàn. { Mức độ tiếp xúc giữa thực phẩm và bao bì cũng tác động trực tiếp đến y Khi lựa chọn vật liệu bao bì cho thực phẩm cần phải cân nhắc các sự thôi nhiễm, trong trường hợp này người ta sử dụng thêm một lớp thành phần của thực phẩm và của vật liệu bao bì, cũng như sự vật liệu ngăn cách giữa thực phẩm với lớp bao bì có chứa nhiều chất thôi nhiễm. tương tác của chúng trên thực phẩm. Thông thường, để lựa chọn ầ trả lời 3 câu hỏi: vật liệu bao bì người ta cần { Thời gian tiếp xúc càng dài thì khả năng thôi nhiễm càng lớn. Đối với các thực phẩm có HSD ngắn từ vài ngày đến vài tuần thì sự ảnh hưởng { Câu hỏi 1: Thành phần của vật liệu bao bì? Phải tối thiểu hóa của thời gian đến sự thôi nhiễm có thể bỏ qua, nhưng đối với các sản các chất tiềm ẩn nguy cơ thôi nhiễm vào thực phẩm. phẩm có HSD dài từ vài tháng trở lên thì thời gian tiếp xúc là một yếu tố cần quan tâm. HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 { Câu hỏi 2: Các khả năng có thể dẫn đến sự thôi nhiễm của 3.4. Phương pháp phát hiện sự thôi nhiễm các thành phần trong bao bì vào thực phẩm? Các khả năng 12 này phụ thuộc vào thành phần của thực phẩm có ái lực với các chất thôi nhiễm. Đa số các chất thôi nhiễm là những chất kỵ nước nên cần đặc biệt chú ý trong trường hợp thực phẩm có hàm y Để phát hiện sự thôi nhiễm trong thực phẩm người ta thường sử cao lượng chất béo cao. d dụng h i phương hai h pháp há là: là phương h pháp ả quan vàà phương há cảm h pháp há { Câu hỏi 3: Tác động của các chất thôi nhiễm đến thực phẩm phân tích sắc ký. là gì? Các mùi, vị lạ do bao bì ảnh hưởng đến thực phẩm như thế nào? { Phương pháp cảm quan có ưu điểm là dễ thực hiện, nhưng khi phát hiện sự thôi nhiễm thì khó xác định đó là chất gì và do y Vd: sự thôi nhiễm ở cùng mức độ như nhau đối với hai sản phẩm thành phần nào gây ra, đồng thời độ nhạy cũng giới hạn. khác nhau, nhưng đối với 1 sản phẩm nó có thể làm giảm chất lượng cảm quan, trong khi ở sản phẩm kia nó lại không bị phát { Phương pháp phân tích sắc ký thường sử dụng là GC/MS, hiện. phương pháp này có ưu điểm là phát hiện được sự thôi nhiễm, Như vậy, mức độ thôi nhiễm có thể được chấp nhận hay không phụ bản chất chất thôi nhiễm và nguồn thôi nhiễm nhưng phương thuộc vào sự ảnh hưởng của chúng đến tính chất cảm quan của sản pháp phức tạp đồng thời chi phí cao. phẩm và phải nằm trong giới hạn cho phép của luật định. HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 3
11/4/2009 1. Giới thiệu chung 14 KỸ THUẬT BAO GÓI HOẠT HÓA y Bao gói họat hóa là bao bì có sự kết hợp các phụ gia trong thành phần màng bao bì hay bên trong bao bì nhằm mục đích duy trì chất lượng và kéo dài shelf-life sản phẩm. 13 y Bao bì được gọi là họat hóa khi chúng có thể thực hiện thêm một số chức năng trong việc giúp bảo quản thực phẩm ngoài những chức năng của các bao bì thực phẩm thông thường khác. ACTIVE PACKAGING y Các chất phụ gia sử dụng trong kỹ thuật bao gói họat hóa có thể là những phụ gia hay những chất giúp tăng độ tươi của sản phẩm, có thể bao gồm: các chất hấp thu oxy tự do; chất hấp thu CO2, ẩm, ấ màu, chất ethylene và/hoặc các chất ấ mùi lạ; hoặc những chất ấ có khả năng phóng thích ra một số chất như: ethanol, sorbate, chất chống oxy hóa và/hoặc các chất bảo quản khác; giúp duy trì nhiệt độ kiểm soát. HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 y Kỹ thuật bao gói họat hóa đã được áp dụng cho nhiều lọai thực phẩm khác nhau và vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu để áp dụng cho nhiều lọai thực phẩm khác. Tuy nhiên, phải luôn nhớ rằng thực phẩm luôn bị phân hủy tự nhiên và cần phải hiểu rõ bản chất các quá trình này trước khi lựa chọn áp dụng kỹ thuật bao gói họat hóa cho sản phẩm. y Ngòai ra, shelf-life của thực phẩm cũng phụ thuộc nhiều yếu tố khác như: pH, họat độ nước, thành phần dinh dưỡng, các chất chống vi sinh vật, cấu trúc sinh học của thực phẩm… nên khi lựa chọn áp dụng kỹ thuật bao gói họat hóa cũng cần phải cân nhắc đầy đủ sự ảnh hưởng của các yếu tố trên đối với thực phẩm. y Các ứng dụng của bao bì họat tính trong thực phẩm có thể tóm tắt như trong bảng sau: HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 15 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 16 11/4/2009 4
11/4/2009 2. Chất hấp thu oxy 18 y Oxy trong thực phẩm tham gia vào nhiều quá trình làm ảnh hưởng đến ế chất ấ lượng thực phẩm. ẩ Vì vậy, các chất ấ hấp ấ thu oxy có thểể lọai bỏ lượng oxy có trong thực phẩm và giúp duy trì chất lượng thực phẩm do các tác động: giảm sự hô hấp; giảm sự oxy hóa các chất màu, viamin; ức chế các phản ứng gây biến màu do enzyme; ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật hiếu khí… y Hiện nay, chất hấp thu oxy được sử dụng trong công nghệ bao gói họat hóa dưới 2 dạng: dạng các gói nhỏ chứa chất hấp thu oxy đặt trong bao bì hoặc có thể kết hợp với các thành phần khác trong vật liệu sản xuất bao bì. HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 17 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 { Chất hấp thu oxy dưới dạng gói: trong đó chứa bột sắt và các chất xúc tác phù hợp, các chất này sẽ hút nước tự do trong thực phẩm để tạo thành các hydrate kim lọai họat động có khả năng phản ứng với oxy để tạo thành các oxide kim lọai bền. Các chất hấp thu dạng này có thể làm giảm nồng độ oxy trong thực phẩm xuống dưới 0.01%. Tuy nhiên, các chất hấp thu oxy dạng này không thể áp dụng trong các sản phẩm có họat độ nước cao vì trong môi trường có độ ẩm cao khả năng hấp thu oxy của chúng giảm rất nhanh. { Hiện nay, một số lọai bao bì người ta kết hợp các chất hấp thu oxy trong thành phần vật liệu dưới dạng chai, nắp, nắp khoén để sử dụng cho các lọai nước giải khát. Các chất hấp thu oxy dạng náy á có ó thể hể là các á chất hấ khử hữuhữ cơ như: h ascorbicbi acid, ối id muối ascorbate hoặc có thể là các chất hấp thu có bản chất enzyme. Do được kết hợp trong vật liệu bao bì nên các dạng bao bì này có thể hấp thu oxy cả ở khoảng không trên sản phẩm hay trong sản phẩm. HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 19 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ Page 20 11/4/2009 5
11/4/2009 3. Chất hấp thu và phóng thích khí cacbonic 22 y Một số sản phẩm sau khi bao gói có khả năng phóng thích ra một lượng lớn CO2 trong sản phẩm làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và bao ợp nàyy người bì. Trongg trườngg hợp g ợ g CO2 bằngg hai ta có thể là ggiảm lượng cách sau: { Một là sử dụng những bao bì chỉ cho thấm khí CO2 từ trong ra ngòai mà không cho những thành phần khác đi từ ngoài vào trong. { Hai là, sử dụng các chất hấp thu CO2 và hấp thu O2 kết hợp. Một trong những chất hấp thu CO2 được sử dụng là calcium oxide kết hợp với than họat tính được chứa trong các gói nhỏ đặt vào trong bao bì thực phẩm phẩm. y Trong một số trường hợp người ta cần bổ sung một lượng khí CO2 trong quá trình bảo quản sản phẩm nhằm ức chế họat động của vi sinh vật. Người ta có thể sử dụng các chất phóng thích CO2 như natri bicarbonate hoặc natri ascorbate. HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ Page 21 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 4. Chất hấp thu ethylene y Một số lọai chất hấp thu ethylen đang được bán trên thị trường: 23 y Ethylene là một chất kích thích tăng trưởng ở thực vật, chúng làm tăng nhnah quá trình hô hấp, quá trình già của các lọai nông sản như: rau, rau hoa, hoa quả. quả Trong một vài trường hợp người ta cần duy trì hàm lượng ethylene trong bao bì nhằm tạo ra một số tính chất có lợi như: tạo màu cho quả có múi, chuối… nhưng trong hầu hết các trường hợp, người ta cần lọai bỏ ethylene sinh ra trong quá trình bảo quản sản phẩm để kéo dài thời gian sử dụng sản phẩm. y Các chất hấp thu ethylene thường được sử dụng là KMnO4 cố định trên các chất mang g KMnO4 có đặc điểm là khi g trơ như silicagel. oxy hóa ethylene thành acetate và ethanol thì chúng chuyển sang màu nâu. y Than họat tính kết hợp với một số xúc tác kim lọai thích hợp cũng là một hỗn hợp có khả năng hấp thu ethylene. HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 24 11/4/2009 6
11/4/2009 5. Các chất có khả năng phóng thích ethanol 6. Các bao bì phóng thích chất bảo quản 25 26 y Ethanol là một chất có khả năng kháng vi sinh vật nên trong một số y Hiện nay, một xu hướng đang được các nhà sản xuất quan tâm là trường hợp thực phẩm bao gói người ta có thể sử dụng những chất sử dụng các bao bì có khả năng phóng thích ra các chất kháng có khả năng phóng thích một lượng ethanol trong quá trình bảo khuẩn hoặc chất chống oxy hóa để bao gói thực phẩm nhằm kéo quản. dài thời gian sử dụng sản phẩm. y Ethanol có thể được phun trực tiếp lên sản phẩm trước khi bao gói y Đã có nhiều lọai màng dạng này được giới thiệu trên thị trường, với dung dịch ethanol 95% sao cho trong sản phẩm có nồng độ nhưng phổ biến nhất là lọai màng tổng hợp từ bạc và zeolite, lọai khoảng 0.5-1.5%(w/w). Tuy nhiên, trong thực tế người ta thường màng này có khả năng phóng thích ra các ion bạc khi tiếp xúc với sử dụng các lọai vật liệu màng có khả năng phóng thích ethanol vì thực phẩm và các ion bạc là những ion có tính sát khuẩn cao. pphươnggppháp p này y an tòan hơn ((ethanol có khả năngg tạo thành hỗn y Ngòai ra, một số lọai bao bì có khả năng phóng thích ra những chất hợp nỗ với không khí). khác nhau như: y Các vật liệu có khả năng phóng thích ethanol thường là các vật liệu { Bao bì kết hợp các phụ gia để phóng thích các chất bảo quản đã được hấp thu ethanol hay ethanol được cố định trên chất mang như: propionate, benzoate, sorbate, các chất chiết xuất từ thảo như silicon dioxide (SiO2). dược… HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 { Bao bì phóng thích các enzyme: peroxidase, lysozyme, glucose oxidase… { Bao bì phóng thích các phức chất như: EDTA, các acid vô cơ, SO2, chlorine dioxide (ClO2)… { Bao bì phóng thích các chất chống mốc như: imazalil, benzomyl… { Bao bì phóng thích các chất chống oxy hóa chất béo như: BHA (b t late hydroxyanisol), (butylate h dro anisol) BHT (b (butylate t late hydroxytoluene), h dro tol ene) vitamin E… HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 27 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ Page 28 11/4/2009 7
11/4/2009 7. Các chất có khả năng hút ẩm 8. Bao bì hấp thu mùi, vị 29 30 y Các chất hút ẫm thường được sử dụng nhất là silicagel, calcium y Trong nước quả có múi (cam, bưởi) thường bị đắng do limonin gây dioxide hay đất sét họat tính. ra, người ta có thể kết hợp cellulose acetate trong thành phần của lớp màng trong của bao bì tiếp xúc trực tiếp với nước quả để chúng y Các Cá chất hú ẩm hấ hút ẩ thường h ờ được đ ử dụng sử d d ới dạng dưới d các á gói ói nhỏ hỏ chứa hứ chất hút ẩm đặt trong các bao bì thực phẩm. Tuy nhiên, để phù hợp có thể hấp thu limonin trong suốt quá trình bảo quản nhằm làm với nhiều lọai thực phẩm khác nhau, người ta còn sản xuất các lọai giảm vị đắng trong sản phẩm. bao bì hút ẩm dưới dạng các tấm lót trong thực phẩm hay dạng các KẾT LUẬN: màng phủ thực phẩm để sử dụng cho các sản phẩm có độ ẩm cao như thịt tươi, rau quả tươi. y Kỹ thuật bao gói họat hóa là một lĩnh vực mới và hứa hẹn nhiều tiếm năng ứng dụng trong bao gói thực phẩm nhằm tăng cường khả y Các bao bì hút ẩm thường gồm 2 lớp màng xốp có thành phần là PE hoặc PP, kẹp giữa chúng là một lớp vật liệu siêu hút ẩm có khả ẩ năng bảo quản và kéo dài thời gian sử dụng của thực phẩm. năng hút lượng nước gấp khỏang 500 lần khối lượng của nó. y Cùng với sự phát triển của kỹ thuật bao gói, khoa học vật liệu, y Vật liệu siêu hút ẩm được tạo thành từ hỗn hợp muối polyacrylate, công nghệ sinh học và nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng, CMC và các copolymer của tinh bột. kỹ thuật bao gói hứa hẹn sẽ phát triển mạnh trong tương lai. HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 1. Mở đầu KỸ THUẬT BAO GÓI 32 BẰNG KHÍ QUYỂN ĐIỀU CHỈNH y Kỹ thuật bao gói bằng khí quyển điều chỉnh (modified atmosphere packaging – MAP) được định nghĩa là kỹ thuật bao gói các sản phẩm dễ hư hỏng trong điều kiện thành phần khí quyển trong bao 31 bì (vi khí quyển) đã được thay đổi khác với thành phần không khí thông thường (N2 78.08%(v/v), O2 20.96% (v/v), CO2 0.03% (v/v), còn lại là hơi nước và các khí khác). Như vậy, thành phần khí MODIFIED ATMOSPHERE quyển trong bao bì thực phẩm có thể khác với không khí bên ngòai PACKAGING và thành phần này cũng có thể bị thay đổi trong suốt thời gian bảo quản do các biến đổi tront thực phẩm gây ra. y Ngoài N ài ra, còn ò có h ậ bảo ó kỹ thuật ả bằng bả quản ể điều bằ khí quyển điề khiển khiể (controlled atmosphere storage – CAS) là kỹ thuật bảo quản trong đó thành phần khí quyển trong kho bảo quản luôn được kiểm sóat chặt chẻ để đảm bảo nồng độ các thành phần khí trong khí quyển đó không thay đổi trong suốt thời gian bảo quản. HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 8
11/4/2009 y Cần chú ý rằng, kỹ thuật bao gói bằng MAP có thể giúp kéo dài 2. Ảnh hưởng của các chất khí lên khả năng họat động của vsv thời gian bảo quản sản phẩm và giúp tăng tính cạnh tranh của sản 34 phẩm trên thị trường, nhưng MAP không thể giúp cải thiện chất 2.1. Ảnh hưởng của oxy: lượng của sản phẩm trong quá trình bảo quản. Vì vậy, để kỹ thuật MAP phát huy hiệu quả thì cần phải kết hợp với các điều kiện thực y Về sự ảnh hưởng của oxy lên sự phát triển của vi sinh vật thì rất tốt thực hành vệ sinh tốt và kiểm sóat tốt các điều hành sản xuất tốt, nhiều liệ đã viết hiề tài liệu iết vềề việc iệ này à vàà trong t đó vii sinh ật được i h vật đ chia hi kiện sản xuất. thành những nhóm khác nhau dựa vào khả năng phát triển của y Trong kỹ thuật MAP, các chất khí thường được sử dụng nhất là chúng trong các nồng độ oxy khác nhau, bao gồm: oxy, nitơ và carbonic. Ngoài ra, còn một số lọai khí khác như { Vi sinh vật hiếu khí carbon monoxide (CO) hay các khí trơ như heli (He), argon (Ar), xenon (Xe) và neon (Ne). { Vi sinh vật vi hiếu khí y Việc chọn lựa lọai chất khí sử dụng và thành phần khí quyển hoàn { Vi sinh ật yếm i h vật ế khí tùy tù tiện tiệ tòan phụ thuộc vào lọai thực phẩm sẽ bao gói. Ngòai ra, việc sử dụng một lọai khí đơn lẻ hay kết hợp nhiều lọai khí cũng thường { Vi sinh vật yếm khí dựa vào sự tối ưu hóa của hai yếu tố: thời gian sử dụng sản phẩm y Tùy theo lọai vi sinh vật phổ biến trong thực phẩm mà người ta và việc duy trì tính chất cảm quan của sản phẩm. quyết định mức độ oxy trong vi khí quyển của sản phẩm. HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 33 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 2.2. Ảnh hưởng của khí carbonic: y Khí CO2 làm chậm sự thích nghi của vi sinh vật với điều môi trường (kéo dài pha lag), đồng thời nó cũng làm chậm sự sinh sản của vi sinh vật. Đặc biệt, ở điều kiện nhiệt độ thấp thì các tính chất trên càng tăng lên. y Các vi khuẩn gram âm bị ảnh hưởng bởi CO2 nhiều hơn các vi khuẩn gram dương. y Ở nhiệt độ thấp CO2 có khả năng hòa tan trong nước và chất béo nhiều hơn nên nó có khả năng gây ra sự phân hủy của thực phẩm (làm thịt tươi bị chảy nước) do nó làm giảm pH của môi trường. y Để ể ức chếế sự sinh trưởng của vi khuẩn ẩ và nấm ấ mốc ố thì nồng ồ độ CO2 cần sử dụng tối thiểu 20% và nồng độ tối ưu trong khoảng từ 20-30%. Tuy nhiên, một số trường hợp người ta đã sử dụng nồng độ CO2 đến 100% (bao gói thịt gia súc và gia cầm). HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 35 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 36 11/4/2009 9
11/4/2009 2.3. Ảnh hưởng của khí nitơ: y Nitơ là khí hầu như trơ về mặt hóa học và có thể đơợc sử dụng để lọai bỏ hoàn tòan oxy trong khí quyển nhằm ức chế hay đình chỉ hoàn tòan sự sinh trưởng của vi sinh vật hiếu khí. y Khí nitơ còn được sử dụng để tạo áp suất bên trong bao bì nhằm ngăn cản sự hư hỏng của các sản phẩm có độ ẩm cao và chất béo cao. HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ Page 37 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ Page 38 11/4/2009 3. Ảnh hưởng của thành phần khí quyển đến các tính chất hóa học, hóa sinh và tính chất vật lý của thực phẩm 39 3.2. Ảnh hưởng của các chất khí khác: 3.1. Ảnh hưởng của oxy: y Nitơ hầu như không ảnh hưởng đến sự biến đổi hóa học và hóa y Oxy có thể gây oxy hóa chất béo và các chất màu hoặc tham gia sinh của thực phẩm do nó là chất khí trơ về mặt hóa học. các t ì h oxy để tạo á quáá trình t ra các á chất hất gây â biến biế màu, à biến biế mùi ả ùi sản ế nên có thểể làm giảm y CO2 khi hòa tan trong nước có tính acid yếu phẩm. pH của sản phẩm, hiện tượng này có thể gây biến tính protein và { Ảnh hưởng lên chất béo: các ảnh hưởng của oxy lên sự oxy hóa làm giảm độ tươi của sản phẩm (nhất là các sản phẩm từ thịt). chất béo có thể bị ức chế bằng việc thay đổi thành phần oxy y Carbon monoxide (CO) có thể kết hợp với myoglobin để tạo thành trong vi khí quyển bởi nitơ. carboxymyoglobin bền hơn nhưng có màu đỏ sáng giống như { Ảnh hưởng lên chất màu: màu đỏ của thịt có thể bị thay đổi bởi y y g oxymyoglobin giúpp g g ị Ngoài giữ màu sắc của thịt. g ra,, CO còn có thể sự oxy hóa ion sắt (II) trong nhóm Hem thành sắt (III) làm làm giảm tốc độ quá trình oxy hóa chất béo và sự hình thành myoglobin chuyển thành metmyoglobin có màu nâu. metmyoglogbin do nó là một chất khử mạnh và sẽ cạnh tranh oxy với các chất khác. { Chlorophyll có thể bị oxy hóa thành pheophytin có màu nâu xám dưới tác động của ánh sáng trong điều kiện có oxy. HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 40 11/4/2009 10
11/4/2009 4. Vật liệu bao gói MAP 5. Kỹ thuật và thiết bị bao gói MAP 41 42 y Kỹ thuật bao gói MAP cơ bản trãi qua các bước sau: y Vật liệu plastic là vật liệu phổ biến nhất được sử dụng trong kỹ { Tạo bao bì hoặc đưa bao bì từ bên ngoài vào ẩ MAP. Hầu thuật bao gói thực phẩm ầ hết ế các bao bì plastic được sử { Chiết rót sản phẩm (hoặc đưa bao bì đã chưa thực phẩm vào) dụng đều là màng ghép nhiều lớp (multilayer) bởi vì hầu như không một vật liệu nào có thể đáp ứng được tất cả các yêu cầu của { Hút chân không các lọai thực phẩm. { Nạp khí quyền điều chỉnh y Các vật liệu plastic chính được sử dụng trong sản xuất bao bì cho { Làm kín MAP gồm: polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyamide { Cắt rìa bao bì (nylon), polyethylene terephtalate (PET), polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene chloride (PVdC), ethylene vinyl alcohol { Dán nhãn (EVOH) và polystyrene (PS). { Đóng thùng HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 11/4/2009 5.1. Chamber machine: 5.3. Thiết bị đóng khay dạng form-fill-seal: y Thiết bị dạng này có một buồng kín (tương tự máy đóng gói chân y Thiết bị dạng này thực hiện cả nhiệm vụ định dạng bao bì, chiết rót không), khi bao bì đã chứa thực phẩm được đưa vào máy, máy và làm kín trong cùng một hệ thống, tương tự như trong quá trình được đóng kín lại, bộ phận chân không sẽ hút hết không khí ra bao gói bằng màng plastic. Tuy nhiên, trong kỹ thuật MAP, bao bì khỏi bao bì, sau đó khí quyển điều chỉnh sẽ được bơm vào bao bì, sử dụngg là dạng g khay quá trình định hình bao bì là định hình y nên q đồng thời bao bì được làm kín bằng kỹ thuật làm kín bằng nhiệt. khay có sự khác biệt. Kỹ thuật định hình khay có 3 dạng: Thiết bị này phù hợp cho các sản phẩm có kích thước tương đối { Kỹ thuật thổi khuông âm (negative forming): kỹ thuật này phù nhỏ. hợp với các vật liệu có độ dẻo cao và khay tạo thành có thành 5.2. Snorkel machine: phẳng, góc tròn, độ sâu nhỏ. Quá trình bao gồm 2 bước: Ù Khí nén sẽ nén tấm màng plastic từ dưới lên bề mặt kim lọai y Thiết bị này không có buồng kín mà chỉ có ống hút chân không và nóng để làm mềm màng plastic để thuận lợi cho quá trình định ống nạp khí quyển q ển điều điề chỉnh. chỉnh Khi bao bì chứa thực phẩm được lắp hình. vào máy thì một ống hút sẽ được đưa vào bao bì để hút không khí bên trong ra, sau đó máy sẽ bơm khí quyển điều khiển vào bao bì Ù Khí nén sẽ được thổi qua bề mặt kim lọai nóng để thổi lớp màng đã làm mềm xuống một khuông âm phía dưới để định và hàn kín. Thiết bị dạng này phù hợp cho các sản phẩm có kích hình thước bao gói lớn. HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ 43 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ Page 44 11/4/2009 11
11/4/2009 { Kỹ thuật thổi khuôn âm có ép trước (negative forming with plug assistance): kỹ thuật này được sử dụng để tạo ra các bao bì có độ sâu lớn và hình dạng phức tạp, nên trong quá trình định hình có một giai đọan kéo ép định hình sơ bộ bằng một đầu ép. Việc ép sơ bộ nhằm đảm bảo rằng các góc cạnh của bao bì đủ độ dày để tránh sinh ra các lỗ nhõ trong quá trình thổi khuôn hay đảm bảo độ bền của bao bì trong quá trình phân phối sản phẩm sau này. Kỹ thuật này bao gồm 3 bước: Ù Lớp màng plastic được làm nóng bởi bề mặt nóng nhằm tăng độ mềm dẻo. Quá trình làm nóng có thể gồm 1 hay nhiều giai đoạn. Ù Đầu ép đi xuống và kéo dãn lớp màng plastic để định hình sơ bộ bao bì. Ù Định hình bao bì bằng cách thổi khí nóng để ép lớp màng plastic vào khuôn âm phía dưới. HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ Page 45 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ Page 46 11/4/2009 { Kỹ thuật thổi khuôn dương (possitive forming with plug assistance): kỹ thuật này áp dụng cho các vật liệu cứng nhằm đảm bảo độ dày của đáy và các góc cạnh của bao bì. Quá trình ị hình g định gồm 3 bước: Ù Màng plastic được làm nóng và mềm bằng các bản kim lọai nóng Ù Bộ phận chân không sẽ hút dưới đáy khuôn để kéo dãn sơ bộ lớp màng plastic ộ Ù Một đầu ép p nổi đẩyy từ trên xuống ộ dòng g và một g khí nén được ợ thổi từ dưới lên để ép lớp màng plastic ôm sát vào khuôn nổi trên đầu ép để định hình bao bì. Như vậy, hình dạng của khay sẽ do hình dạng của đầu ép quyết định. HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ Page 47 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ Page 48 11/4/2009 12
11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ Page 49 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ Page 50 11/4/2009 5.4. Quá trình bao gói MAP với các khuôn định hình trước: y Trong quá trình này các khay đã được định hình trước sẽ được đưa vào thiết bị chiết rót và đóng gói bằng khí quyển điều chỉnh có thể bằng phương pháp tự động hay thủ công. y Các khuôn định hình trước có ưu điểm là: { Hình dạng và kích thước rất linh đông để có thể đáp ứng được tất cả các yêu cầu trong thiết kế bao bì nhằm thu hút khách hàng { Vật liệu bao bì cũng rất đa dạng { Có thể bao gói được những bao bì có màu sắc khác nhau nhưng cùng hình dạng mà không cầm thay đổi trong quá trình bao gói. { ả xuất Có thể sản ất được đ nhiều hiề bao t ớ khi bao b bì trước ói ở một b gói ột nơii khác. { Thời gian thay đổi các bộ phận trong máy bao gói ngắn khi thay đổi hình dạng và kích thước bao bì (thay bộ phận ép nhiệt, khuôn đỡ và dao cắt rìa bao bì…) HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ Page 51 11/4/2009 HỌC KỲ I 2009 – 2010 Ths. Trần Trọng Vũ Page 52 11/4/2009 13