ProPack

Няма нищо по-приятно от усещането, което предизвикват свежите плодове през всички сезони на годината, по различни поводи и във всякакви ситуации. Вкусът и ароматът им оставят траен спомен в съзнанието ни и предизвикват желание за още и още... И тогава започваме да се питаме: „Как е възможно, когато навън е снежна зима, на нашата трапеза да има свежи и сочни плодове?“, „Как ароматът на пролетта достига до нас въпреки разстоянието и времето?“

Съвременните опаковъчни тех­нологии

През последните години опаковане­то на свежи плодове и зеленчуци се превърна в истинско предизвикател­ство за специалистите, работещи в тази област. Потребителите все по-активно търсят в предлаганите продукти преди всичко техните пър­вични качества — автентичен вкус, аромат, цвят и др. Това налага раз­работването на нови технологии за опаковане и съхранение на пресните плодове и зеленчуци. Замразяването вече не е алтернатива, тъй като при него се губят така желаните качест­ва. Преработването посредством различни технологии води до промяна на много от първоначалните им ха­рактеристики. А и да не забравяме, че част от удоволствието при кон­сумирането на определени продукти е именно техният красив и автенти­чен външен вид.

Днес, благодарение на проучвания за поведението на плодовете и зе­ленчуците в следберитбения им пе­риод, учените предлагат алтерна­тиви на класическите методи за кон­сервиране. При тях в зависимост от протичащите в продуктите проце­си се прилагат технологии, основа­ни на промяна на средата, в която те се съхраняват. Най-лесно това се осъществява чрез постигането на модифицирана атмосфера в опаков­ката.

Към момента съществува голямо разнообразие от технологии на осно­вата на модифициране на средата в опаковката: вакуумно опаковане; опа­коване в газова среда; опаковане в уп­равляема газова среда; прилагане на активни опаковки и опаковъчни ма­териали, изменящи средата в подхо­дяща посока; равновесна атмосфера с определен качествен и количествен състав и др.

Като основно предимство на технологията може да се посочи удължаването на срока на съхране­ние на плодовете в свежо състояние, постигнато в резултат на забавяне­то на протичащите в тях биохимич­ни процеси — намаляване интензив­ността на дишането чрез отнема­не на част от кислорода, намаляване процесите на съзряване чрез понижа­ване съдържанието на етилен, заба­вяне на омекването и др. Разбира се, тук особено важни са специфичните качества на опаковките, използвани за съхраняването на свежи плодове и зеленчуци.

Опаковане в модифицирана ат­мосфера

В основата на технологията за опа­коване в модифицирана атмосфера стои знанието за протичането на процесите, предизвикващи развала на хранителните продукти. Това са основно физикомеханични, химични и микробиологични процеси. От особе­но значение за правилното прилага­не на определен метод за опаковане в модифицирана атмосфера е със­тоянието на продукта в опаковка­та и неговото поведение в периода на съхранение. Това поведение се ха­рактеризира с протичането на оп­ределени процеси, съобразно които продуктите могат да се разделят на няколко групи. Основно е делението по отношение на дишането им, спо ред което продуктите се разделят на две основни групи — дишащи и не­дишащи. Дишащите продължават да приемат кислород и да отделят въ­глероден диоксид и след опаковането им. Този процес обикновено е съпрово­ден с отделянето на топлина и влага. Допълнително плодовете и зеленчу­ците губят сочността си в процеса на транспирация. Характерно за мно­го от тях е и отделянето на етилен, който подобно на естествен хормон ускорява зреенето и предизвиква бър­зата им развала.

Въпреки че процесите в свежите плодове имат подобен и в много от­ношения еднакъв характер, същест­вуват редица разлики, които по отно­шение на опаковането и съхранение­то им оказват съществено влияние на крайния резултат. А той неминуе­мо е свързан с качеството на край­ния продукт, достигащ до потре­бителя. Това означава, че ефектив­ността на методите за опаковане и съхранение е различна и трябва да се търси оптималната технология.

Счита се, че по-интензивно диша­щите плодове и зеленчуци имат по-малък срок на съхранение. Характер­но за плодовете и зеленчуците е, че продължават да дишат и след берит­бата им. Вследствие на това в опа­ковката се отделя въглероден диок­сид. Ниското съдържание на въглеро­ден диоксид забавя растежа на някои микроорганизми, предизвикващи раз­вала, а по-големите му стойности во­дят до протичането на процеси, при които се отделя етанол и ацетал­дехид. В резултат на това свежите плодове придобиват неприятен вкус и мирис и стават негодни за консу­мация.

За определяне скоростта на раз­вала на пресните плодове и зеленчуци се използва индекс на развала, който няма количествено, а само качестве­но измерение в следните степени: много висока, висока, умерена, ниска и много ниска. В таблица 1 са дадени степените на развала на някои попу­лярни у нас плодове и зеленчуци.

За да се запази свежестта на опа­кованите плодове, е необходимо при­лагането на опаковъчна технология, която да даде възможност за регули­ране средата в опаковката. На прак­тика това означава вътре в опаков­ката да се осигури такова количе­ство кислород и въглероден диоксид, което да не позволи изменение в био­химичните процеси. Регулирането се отнася преди всичко до ускореното отделяне и задържане в опаковката на въглероден диоксид.

За осигуряването на оптимална среда в опаковката се използват ня­колко основни метода, които могат да се разделят в три групи: пасивни, активни и динамични.

Динамични методи — динамич­на модифицирана атмосфера

При тази група методи се разчита на правилното определяне на харак­теристиките на процеса на дишане по отношение количеството отде­лян въглероден диоксид и необходи­мото количество кислород за съот­ветните свежи плодове и зеленчуци. Използват се обикновено специал­ни опаковки с мембранни свойства, микроперфорирани фолиа и други опа­ковъчни материали. Същественото при тях е, че трябва да притежават селективна газопропускливост по отношение на кислорода, въглерод­ния диоксид, а при необходимост и на етилена.

Такава среда в опаковката се на­рича равновесна. Пълното и наиме­нование е равновесна модифицирана атмосфера. Поддържането и е въз­можно благодарение на правилното подбиране на характеристиките на системата продукт-опаковка-опако­въчна среда.

Активни методи

При активните методи за опакова­не на различни продукти се разчита на управлението на средата с помо­щта на активни опаковки. Активни­те опаковки съществуват отдавна, но едва през последните години нами­рат по-широко приложение при опако­ването на храни и напитки. В сфера­та на опаковането на свежи плодове и зеленчуци най-приложими са актив­ните опаковки под формата на ак­тивни абсорбери или емитери на етилен, регулиращи процеса на зре­ене — неговото забавяне или ускоряване. Внасянето в опаковките на ак­тивни субстанции води до бързото установяване на равновесно състо­яние на газообмена, като по този начин се съдейства за удължаване срока на съхранение на свежите пло­дове и зеленчуци. В случаи на необхо­димост се използват абсорбери на въглероден диоксид, които поемат излишното количество газ и по този начин не позволяват протичането на неблагоприятни за съхранението на плодовете биохимични процеси.

При прекомерно отделяне на вла­га се използват абсорбери за вода, ко­ето възпрепятства повишаването на влажността в опаковката и създа­ването на благоприятна среда за раз­витието на микроорганизми.

През последните години техно­логиите на производство на актив­ни опаковки значително се усъвър­шенстваха и днес в много случаи ак­тивните субстанции са вградени в опаковъчния материал, което зна­чително улеснява използването им и води до по-добро възприемане на тази технология от потребителите.

Особена трудност при опакова­нето представляват плодовите са­лати. Нарушаването на целостта на плодовете води до протичане на ен­зимни реакции, предизвикващи промя­на на цвета и развала. Разнообразие­то от плодове пък води до нееднакви процеси на дишане, транспирация и др., което изисква много добро съче­таване на опаковъчен материал, опа­ковка, среда в опаковката, условия на съхранение и др.

Газове за опаковане

Съгласно Директива 95/2/ЕО на Ев­ропейския парламент и на Съвета на Европа относно „Хранителни добав­ки, различни от оцветители и под­сладители“ „опаковъчни газове“ са различните от въздуха газове, въ­веждани в опаковката преди, по вре­ме или след поставяне на храната в тази опаковка. Опаковъчните газове са включени в списъка на „Добавките в храни, принципно разрешени за вла­гане в храните, които не са посочени в член 2, параграф 3“. Те притежават свои Е-номера (Таблица 2).

Посочените в таблицата газове са най-често използваните в храни­телната промишленост за модифи­циране на атмосферата в опаковки­те с цел удължаване срока на съхра­нение на хранителните продукти. Газовете с номера Е 290 — въглероден диоксид, Е 938 — аргон, Е 939 — хелий, Е 941 — азот, Е 942 — азотен оксид и Е 948 — кислород, могат да се влагат също и в храните, посочени в член 2, параграф 3.

Съгласно Наредбата за изисква­нията при етикетирането и пред­ставянето на храните, на етикета трябва да бъде обявено използване­то на опаковъчни газове, целящи удъл­жаване срока на съхранение на проду­ктите в опаковките.

Популярните газове азот, кисло­род и въглероден диоксид са масо­во използвани в опаковането, когато става въпрос за създаване на модифи­цирана атмосфера в опаковката. При свежите плодове и зеленчуци понякога се използва и етилен с цел ускоряване процесите на зреене. Този метод се прилага повече от 60–70 години за ня­кои плодове и зеленчуци. Обработва­нето им с етилен обикновено става в процеса на тяхното транспортира­не и съхранение при използването на транспортни и групови опаковки.

При първичното опаковане етиле­нът обикновено се набавя чрез под­ходящи емитери. В процеса на съхра­нение тези емитери бавно отделят етилен, като по този начин правят възможно при консумирането пло­довете да са в оптималната си зре­лост. Така се предоставят в най-ви­сока степен вкус и аромат, съответ­стващи на пресните плодове.

От съществена важност при опа­кованите свежи плодове е възмож­ността за установяване в опаков­ката на равновесна модифицирана атмосфера, различна от тази в окол­ната среда. За целта е необходимо вътре в опаковката да се постигне подходящо количество кислород, при което процесът на дишане да про­дължи, но и същевременно да бъде за­бавен в определена степен. Важно е и от отделящото се извън опаковка­та количество въглероден диоксид в нея да остане само толкова, колко­то е нужно за забавяне развитието на микроорганизмите, предизвиква­щи развала.

Няколко са основните фактори, които влияят върху постигането на определено равновесие в газообме­на — интензивността на дишане на опакованите свежи плодове, количе­ството им в опаковката и активна­та и повърхност, през която се осъ­ществява газопреминаването. Ин­тензивността на дишането зависи от температурата, вида на плодове­те, условията на отглеждането им и наличието на наранявания.

Съществено въздействие върху развитието на микроорганизмите и фактор, забавящ развалата на храни­телните продукти, се оказва въгле­родният диоксид. На практика той играе ролята на консервант. Затова е включен и в тази група добавки.

Азотът служи като баластен газ и не забавя растежа на микроорганиз­мите. Поради разтворимостта на въглеродния диоксид в опаковката се създава налягане, което може да вло­ши външния и вид, а при крехките пло­дове и зеленчуци — дори да предизви­ка механични повреди.

Макар и в по-малки количества от нормалната атмосфера, кислородът при свежите плодове и зеленчуци поз­волява поддържането на естестве­ните респираторни процеси в тях, като по този начин създава по-добри условия за тяхното съхранение.

Доставката на газове обикнове­но става в специални стоманени бу­тилки. Съществуват две възможности за прилагането на специфични за всеки продукт газови смеси, нари­чани миксове, или коктейли. Първи­ят е доставянето на предварително смесени в зададени от клиента съот­ношения опаковъчни газове, а втори­ят — използването на специални сме­сителни системи, с които могат да бъдат оборудвани опаковъчните ма­шини.

На българския пазар различни фир­ми предлагат всички необходими газо­ве и газови смеси в подходящи обеми.

Опаковъчни материали и опаковки

Съществен фактор за увеличаване срока на съхранение на хранителни­те продукти при класическото опа­коване в модифицирана атмосфера е постигането на висока бариера по отношение проникването на кис­лород от вън на вътре и намаляване съдържанието на защитните газо­ве — най-вече на въглеродния диоксид в опаковката. Достигането на абсо­лютна бариера е трудно постижимо, тъй като за производството на опа­ковки се използват основно полимер­ни материали с определена пропускли­вост по отношение на газове и пари. Използването на термозаваряеми опаковки за херметизация също не е безпроблемно. Пропускането през не­добре херметизираните шевове на опаковките обикновено води до бърза промяна в състава на модифицирана­та газова среда. Високата бариера на опаковъчните материали се постига с прилагането на облагородяващи об­работки или производството на мно­гослойни, а понякога и на композитни опаковки. При този тип опаковъчни материали и опаковки се съчетават свойствата на материалите, използ­вани при производството на отдел­ните слоеве. За постигането на ви­сока бариера през последните години се използват етиленвинилалкохол EVOH, поливинилденфлорид PVDC и др. Добра бариера представляват също полиетилентерефталатът РЕТ и по­лиамидът РА. Високата цена на EVOH и PVDC, както и недобрите им тех­нологични свойства, са довели до из­ползването им като междинни слое­ве в многослойните високобариерни опаковъчни материали.

За опаковането на свежи плодо­ве и зеленчуци се използват материа­ли със селективна пропускливост, ко­ято се постига чрез прилагането на допълнителни обработки. Микропер­форацията позволява постигането на определена за даден продукт про­пускливост на газове и пари, което води до създаването на оптимална атмосфера в опаковката.

Съществуват няколко техноло­гии на микроперфориране: механич­но — чрез използване на специални ин­струменти, оформящи различни по форма отвори в опаковъчния матери­ал, електростатично и лазерно. Най-скъпата, но и най-ефективната тех­нология за микроперфориране е ла­зерната. Тя позволява да се получат отвори с определена форма и размер.

От съществено значение за ефек­тивността на технологията за опа­коване с микроперфорирано фолио е правилното определяне на пропуск­ливостта и оттам на размерите и броя на отворите. В тази връзка трябва да се има предвид, че по прин­цип фолиата имат различна пропуск­ливост по отношение на азота, кис­лорода и въглеродния диоксид, затова и трите газа активно се използват за създаване на определена по със­тав среда в опаковката. Усреднено­то съотношение на пропускливост за полимерните опаковъчни материа­ли е РN2 : PO2 : PCO2 = 1:5:25. По този начин, знаейки интензивността на дишането, може да се определи как­во да е пропускането на кислород от вън на вътре и какво да е пропускане­то на въглероден диоксид от вътре на вън. Това е важно условие за създа­ването на равновесна атмосфера в опаковката.

Фолиата на полимерна основа се използват не само като материал за производството на опаковки, но и за изработване на горното фолио, с което се затварят масово използ­ваните напоследък термоформова­ни чинийки с различна форма. Харак­терно за този тип фолиа е наличие­то на някои свойства като антифог, изипийл и др., създаващи добра визия на опаковката и продукта в нея, как­то и удобство при нейното отваря­не. Често пъти се прилагат и други съвременни решения като възмож­ността за многократно отваряне и затваряне на опаковката.

Чинийките се произвеждат по ме­тода на термоформоването — или предварително, или в момента на опаковане — в зависимост от кон­струкцията на технологичното обо­рудване за опаковане. Поради ниска­та си цена като основен материал най-често се използва полипропиле­нът, макар че неговата прозрачност не е достатъчна. Изключително до бри качества по отношение на про­зрачност и създаване на условия за идеално визуално представяне на продукта в опаковката предлага по­лиетилентерефталатът. Тарелките от този тип притежават специал­ни свойства, пригодени за прилагане­то им при опаковане на свежи плодо­ве и зеленчуци с интензивно отделя­не на влага.

Опаковъчна техника за МАР

Съществуват няколко основни типа машини за опаковане на различни про­дукти в модифицирана атмосфера.

Класифицирането им може да се направи по различни критерии. На­пример по това, дали използват или не предварителното създаване на вакуум. В това отношение същест­вуват две основни групи. Първите из­ползват принципа на предварително­то отделяне на атмосферния въздух от опаковката и заменянето му впо­следствие с избраната по състав га­зова среда. Втората група машини използват принципа на изтласкване­то на атмосферния въздух от опаков­ката с газовата среда, която искаме да установим в нея.

По отношение на мястото, къ­дето става вакуумирането и вкар­ването на газовата среда също съ­ществуват две основни групи. При първата, която е и по-често среща­на в практиката, се използва каме­ра. Машините от този тип е прие­то да се наричат камерни и могат да бъдат с една, две и повече каме­ри за осъществяването на процеса с достатъчно висока производител­ност. При втория тип вакуумиране­то и вкарването на газовата среда става директно в опаковката. Този тип машини се наричат безкамер­ни. Тяхната ефективност по отно­шение постигането на желания ваку­ум е около 70% от тази на камерните машини. Това означава, че в опаковка­та остава известно количество кис­лород, което при опаковането на све­жи плодове и зеленчуци не е фатално, но въпреки всичко трябва да се кон­тролира. При опаковането на храни­телни продукти, изискващи пълно от­съствие на кислород, е необходимо да се използват допълнително абсорбе­ри — активни опаковки. В противен случай срокът на съхранение би бил значително намален.

Най-простият тип машини са без­камерните, работещи с предвари­телно направени пакети от гъвка­во полимерно фолио. Процесът на ра­бота е елементарен, поради което този тип машини са предпочитани за работа в търговските вериги, но тъй като не са производителни, ряд­ко се използват за големи партиди плодове и зеленчуци.

Камерните машини постигат много дълбок вакуум, което гаран­тира установяването на точно определен състав на газовата среда в опаковката. Съществуват някол­ко разновидности камерни опаковъч­ни машини, пригодени за използване в процеса на опаковането на модифи­цирана атмосфера. Предлаганите на пазара полуавтоматични трейсейлър машини са подходящи за малки про­изводства. Тяхното зареждане и ос­вобождаването на опакованите про­дукти става ръчно. Машините рабо­тят с точно определени по форма и размер твърди, предварително про­изведени опаковки от различни поли­мерни материали. Промяната на ко­личеството опакован продукт става чрез използването на опаковки с раз­лична дълбочина. Преминаването към друга форма или размери на опаковка­та изисква смяна на инструментал­ната екипировка — матрицата. Това е един от най-скъпите модули в този тип машини.

Съществуват опаковъчни маши­ни, които са оборудвани с модул за термоформоване на опаковките не­посредствено преди тяхното пъл­нене. Това са високопроизводител­ни машини, при които рискът от замърсяване (контаминиране с ми­кроорганизми) на опаковката е мини мален. Препоръчват се за натоваре­ни производствени процеси. При под­ходяща организация на тях могат да се опаковат едновременно различ­ни продукти. Този тип машини осигу­ряват непрекъснат цикъл на работа без намесата на оператор.

Основни представители на група­та машини, използващи изтласкване­то на атмосферата и заменянето и с точно определена по състав нова атмосфера, са опаковъчните маши­ни от типа FFS (form-feel-seal), рабо­тещи с гъвкави фолиа, от които се формира ръкав и след това опаковка пакет с три шева — два напречни и един надлъжен. Това са така нарече­ните flowpack опаковъчни машини. Притежават висока производител­ност, лесни са за обслужване и позво­ляват честа смяна на размера на опа­ковката, както и типа на използвано­то фолио. Този тип машини могат да бъдат хоризонтални и вертикални.

Съществуват варианти на вер­тикалните опаковъчни машини, снаб­дени с камери за осъществяването на по-добри показатели на вакуум пре­ди вкарването на газовата среда.

Определяне състава на атмос­ферата в опаковката

За постигането на висока ефектив­ност на технологията за опаковане в модифицирана атмосфера е необходи­мо контролиране на състава на сре­дата в опаковката. Това се осъщест­вява с помощта на газоанализатори. Освен преносими, има и стационарни газоанализатори, които могат да определят процентното съдържание на отделните съставки на газовата среда в опаковката. Съществуват и такива за определяне само на кисло­рода или на кислорода и въглеродния диоксид. При опаковането на свежи плодове и зеленчуци трябва да се сле­дят и двата параметъра, което на етапа на въвеждането на технологи­ята е задължително, за да се разбере доколко подходящ е опаковъчният ма­териал. Необходимо е съдържанието на въглероден диоксид да не надвиша­ва определени стойности, тъй като в противен случай започва отделяне­то на вещества, предизвикващи раз­валата на опакованите продукти. При някои опаковъчни машини, като тези от типа flowpack, е подходящо включването на уреди за online оп­ределяне състава на газовата смес, която се вкарва в ръкава и впослед­ствие остава в опаковката.

Необходимо е периодично да се проследява качеството на шевове­те на опаковките, както и на обща­та пропускливост. Това става с по­мощта на специални анализатори, представляващи камери, в които се поставят изпитваните опаковки и се следи за наличието на течове от тях.

Опаковането в модифицирана ат­мосфера се оказва чудесна алтерна­тива на някои опаковъчни техноло­гии. Тя позволява предлагането на свежи хранителни продукти в охла­дено състояние, които притежават атрактивен външен вид, удобни са за ползване от потребителите и не се налага вкарването на допълнител­ни вещества-консерванти. Технологи­ята не е скъпа. По данни на произво­дители, предлагащи на пазара консу­мативи и технологично оборудване за опаковане в модифицирана атмос­фера, съотношението разходи за газ, опаковъчна машина, опаковка/опаковъчен материал и продукт е както 1:5:10:100. Това категорично показва големия потенциал на тази техноло­гия — особено на фона на предимства­та, които тя дава по отношение на някои хранителни продукти.