10.1.2. Газовая среда
10.1.2. Газовая среда
10.1.2.1 Газы, применяемые в МГС-упаковке
Для упаковке в модифицированной газовой среде применяют три основных газа — кислород (О,), диоксид углерода (СО,) и азот (N2). Выбор того или иного газа зависит от фасуемого пищевого продукта. Эти газы по отдельности или в сочетании друг с другом используют для достижения баланса срока годности продукта и его оптимальных органолептических свойств. Для упаковки таких пищевых продуктов, как кофе и снэки, в современной коммерческой практике применяют и инертные газы, в частности аргон, однако данных об их применении и получаемых преимуществах еще недостаточно. В литературе также сообщается об экспериментах по применению оксида углерода (СО) и диоксида серы (S02).
10.1.2.1.1. Диоксид углерода
Диоксид углерода (С02) — это бесцветный газ с несколько неприятным запахом (в очень больших концентрациях). Этот удушающий газ в присутствии влаги обладает слабыми коррозийными свойствами. С02 легко растворяется в воде (1,57 г/кг при давлении 100 кПа и температуре 20 °С) с образованием угольной кислоты (Н2С03), увеличивающей кислотность раствора и снижающей значение рН. Этот газ также растворим в жирах и некоторых других органических соединениях. С понижением температуры растворимость С02 увеличивается, в связи с чем противомикробное действие С02при температурах ниже 10 °С значительно сильнее, чем при температуре 15 °С и выше, причем этот факт имеет важное значение для МГС-упаковки пищевых продуктов (об этом см. далее). Высокая растворимость С02 может привести к сплющиванию упаковки в результате снижения объема газа в свободном пространстве над упакованным продуктом (в некоторых случаях этот эффект желателен, например, при упаковке сыра в нарезке).
10.1.2.1.2. Кислород
Кислород (О.,) представляет собой химически активный газ без цвета и запаха, поддерживающий горение, слабо растворимый в воде (0,040 г/кг при давлении 100 кПа и температуре 20 °С). Кислород поддерживает несколько реакций порчи пищевых продуктов — это окисление липидов, красящих веществ и реакций меланоидинообразования (неферментативного потемнения). Кислород необходим для роста и размножения многих типичных бактерий и грибов, вызывающих порчу пищевых продуктов, в связи с чем для увеличения срока годности в газовой среде должно быть как можно меньше кислорода. При этом следует отметить, что для некоторых пищевых продуктов снижение содержания О, негативно сказывается на их качестве и безопасности (так, например, приводит к нежелательному изменению цвета мяса, увяданию плодов и овощей и росту патогенных бактерий). Эти аспекты следует учитывать при выборе состава газовой среды для упаковки того или иного пищевого продукта.
10.1.2.1.3. Азот
Азот (N2) — газ со сравнительно низкой реакционной способностью без запаха, вкуса и цвета. Он негорюч, характеризуется меньшей плотностью, чем воздух, и слабо растворим в воде (0,018 г/кг при давлении 100 кПа и температуре 20 °С) и в других компонентах пищевых продуктов. Азот не поддерживает рост аэробных микроорганизмов и поэтому препятствует порче продуктов под действием аэробпых бактерий и плесеней, однако не ингибирует рост анаэробных бактерий. Низкую растворимость N2 в пищевых продуктах используют для предотвращения сплющивания упаковки путем включения в состав газовой среды достаточного количества азота, уравновешивая тем самым потери объема в результате растворения С02.
10.1.2.1.4. Оксид углерода
Оксид углерода (СО) представляет собой бесцветный, легко горючий газ без вкуса и запаха, обладающий высокой реакционной активностью. Он плохо растворяется в воде, но сравнительно хорошо растворяется в некоторых органических растворителях. Оксид углерода применяется в МГС-упаковке мяса, а в США запатентован способ применения этого газа для предотвращения потемнения фасованного салата-латука. Коммерческое применение СО ограничено из-за его токсичности и взрывоопасности в смеси с воздухом.
10.1.2.1.5. Инертные газы
Инертные газы относятся к соединениям с низкой реакционной способностью. В эту группу входят гелий (Не), аргон (Аг), ксенон (Хе) и неон (Ne), которые в настоящее время нашли применение в пищевой промышленности, в частности, для упаковки картофельных чипсов и других снэков на основе картофеля даже несмотря на недостаточные научные данные об их преимуществах по сравнению с более дешевым азотом. Можно только предполагать, что какие-то преимущества есть, но в научной литературе они пока что отражения не нашли.
10.1.2.2. Влияние газовой среды на бактерии, дрожжи и плесени
В пищевых продуктах присутствует множество микроорганизмов — бактерии и их споры, дрожжевые и плесневые грибы, простейшие и вирусы. Различные упаковочные технологии подразумевают предотвращение роста бактерий, дрожжей и плесеней грибов в пищевых продуктах, но при этом следует не забывать, что некоторые патогенные микроорганизмы могут выживать в продукте в течение всего срока его годности, не размножаясь, и стать причиной пищевых отравлений. В данном разделе мы рассмотрим основные группы микроорганизмов, чей рост зависит от состава газовой среды в упаковке пищевого продукта.
10.1.2.2.1. Влияние кислорода
Для дыхания и метаболической активности бактерий, дрожжей и плесеней необходимы разные условия, и по потребности в кислороде их можно разделить на следующие группы (табл. 10.1).
Аэробные микроорганизмы для роста и размножения нуждаются в кислороде. К ним относят широко распространенные грамотрицательные бактерии порчи, относящие к роду псевдомонад (Pseudomonas), а также такие патогенные бактерии, как Vibrio parahaemolyticus. Следует отметить, что некоторые представители рода Vibrio относят к факультативно аэробным микроорганизмам.
Микроаэрофильные микроорганизмы способны расти и размножаться при низком содержании 02, так что среды, бедные кислородом, могут быть селективными относительно некоторых опасных патогенных микроорганизмов, в том числе Catnpylobacter jejuni и Listeria monocytogenes. Для некоторых микроаэрофильных бактерий, например, для представителей рода Lactobacillus, помимо низкого содержания кислорода может требоваться повышенное содержание С00.