Ochranná atmosféra

Při skladování a balení potravin se používá ochranná atmosféra nebo atmosféra ochranného plynu, aby se zpomalilo jejich stárnutí a prodloužila se tak jejich trvanlivost. Ochranná atmosféra se skládá z různých ochranných plynů, které jsou obsaženy ve vzduchu . Ale má směs, která se liší od vzduchu, tj. H. relativní složení. Ochranné plyny jsou tedy přirozeně se vyskytující složky vzduchu, jejichž podíly v ochranné atmosféře musí být upraveny v závislosti na oblasti použití. Podle § 9 nařízení o aditivním přijímání není nutné specifikovat druh ochranných plynů v ochranné atmosféře. Musí však být uvedena poznámka „zabaleno v ochranné atmosféře“.

Oblasti použití

Ochranná atmosféra se používá v zemědělství pod názvem Controlled Atmosphere (CA) pro skladování . Díky výrazně sníženému obsahu kyslíku, nízkým teplotám, zvýšené vlhkosti a obohacení oxidem uhličitým se zpomaluje přirozený proces zrání ovoce , zeleniny a květin a prodlužuje se trvanlivost. Tento proces se také používá pro dlouhé zásilky ( např. Přeprava banánů ). Řízená atmosféra znamená, že podmínky skladování jsou neustále sledovány a upravovány.

V oblasti balení s modifikovanou atmosférou (MAP) se ochranná atmosféra udává jako obalový plyn společně s výrobkem v převážně plynotěsných obalech. Balením ve vhodné ochranné atmosféře je možné prodloužit trvanlivost s vysokou kvalitou - v závislosti na produktu - o dny nebo týdny. To zjednodušuje distribuční logistiku a skladování , protože zboží musí být doručováno méně často a na větší vzdálenosti. Současně dochází k menšímu znehodnocení a návratu, pokud jsou hygienické podmínky a chladicí řetězec vždy sledovány a dodržovány. Na rozdíl od mnoha jiných typů konzervace ( konzervování , zmrazování , ohřívání (např. Pasterizace ), vytvrzování , ozařování , sušení , moření , fermentace a přidávání konzervačních látek ) zůstává samotný produkt beze změny, aniž by to ovlivnilo kvalitu nebo chuť. Vzhledem k obalu v ochranné atmosféře je z. Například v supermarketech je možné nabízet pouze oloupanou nebo kuchyňskou zeleninu a saláty nebo průmyslově vyráběné čerstvé maso.

Dějiny

Francouzský přírodovědec a chemik Jacques Étienne Bérard provedl první vědecké studie s ochrannou atmosférou v roce 1821. Studoval účinky různých plynů na zrání plodů. Bérard si uvědomil, že sklizené plody spotřebovávají kyslík (O 2 ) a uvolňují oxid uhličitý (CO 2 ) a že zrání se zpomaluje snížením kyslíku. Tato zjištění však nebyla komerčně použita.

Francouzský chemik a mikrobiolog Louis Pasteur a jeho asistent Joubert v roce 1877 na příkladu Bacillus anthracis zjistili, že oxid uhličitý inhibuje růst bakterií nebo je zabíjí. O pět let později, německý Hermann Kolbe zveřejnila , že anhydrid kyseliny z oxidu uhličitého (CO 2 ) výrazně prodlužuje životnost vola masa. Po 14 dnech bylo maso zvenčí zbarveno do šeda, ale bylo „chutné a nerozeznatelné od čerstvého masa“. Po třech týdnech skladování bylo maso z hlediska chuti stále stejné chuti, ale maso „změklo a vyžadovalo kratší dobu vaření“.

V následujícím bylo vydáno mnoho publikací o inhibičním účinku CO 2 na mikroorganismy. V roce 1933 například Haines zjistil, že při nízkých teplotách kolem nuly ° C jsou koncentrace 10–20% oxidu uhličitého dostatečné k tomu, aby významně snížily růst bakterií na masu. Za těchto podmínek se ve srovnání se skladováním na vzduchu při stejné teplotě čas do zdvojnásobení počtu bakterií zkrátil na polovinu.

První významná aplikace ochranné atmosféry byla na počátku 30. let při skladování jablek v atmosféře se sníženým obsahem kyslíku a zvýšeným obsahem oxidu uhličitého, jakož i při přepravě ovoce ve skladovacích prostorách lodí. Bylo zjištěno, že i jatečně upravená těla skotu v upravené atmosféře dosáhla o 100% delší trvanlivosti při přepravě na velké vzdálenosti.

Balení čerstvého masa v řízené atmosféře (MAP) bylo v USA prováděno již v polovině 70. let. To prodloužilo trvanlivost, což vyústilo v nové prodejní kanály. Zejména supermarkety nabízely stále více zboží zabaleného pod ochranným plynem.V Německu začaly diskontní společnosti Penny a Plus prodávat balené čerstvé maso počátkem roku 2000. Průlom nastal v letech 2003/2004, kdy Aldi a Lidl odpovídajícím způsobem rozšířily svůj sortiment.

Druhy ochranných plynů, způsob působení a označování

Nejdůležitějšími ochrannými plyny jsou oxid uhličitý, dusík a kyslík. Kromě toho se však používají i jiné plyny, jejichž vlastnosti jsou popsány níže.

dusík

Ochranná atmosféra bez kyslíku

Vzduch obsahuje přibližně 78% dusíku (N 2 ). Je to inertní plyn, a proto nereaguje přímo s potravinami. Používá se jako těsnící plyn, zejména k vytlačování kyslíku ze vzduchu. To nepřímo brání oxidaci potravin a inhibuje růst kyslíkově závislých ( aerobních ) mikroorganismů . Často se také používá jako plnící plyn, protože velmi pomalu difunduje obalovými fóliemi, a proto zůstává v balení po dlouhou dobu. Je schválen jako potravinářská přídatná látka pod číslem E E 941 jako obalový plyn pro všechny potraviny a lze jej použít také k balení ekologických produktů. Maximální částka není omezena. Dusík nemá žádné škodlivé účinky na zdraví a je také bez zápachu a chuti.

oxid uhličitý

Oxid uhličitý nebo oxid uhličitý v krátkosti je chemická sloučenina z uhlíku a kyslíku, s chemickým vzorcem CO 2 . Bezbarvý plyn se dobře rozpouští ve vodě a má mírně kyselé vlastnosti. Je obsažen v normálním vzduchu kolem 0,04%.

Jako výplňový plyn se používá kromě dusíku k vytěsnění kyslíku a tím inhibuje nežádoucí oxidační procesy, které jsou často spojeny se ztrátou struktury, barvy a aroma. Při koncentracích vyšších než 20% také účinně inhibuje růst bakterií a plísní závislých na kyslíku (aerobních) . Rozpouští se v kapalné a tukové fázi a vytváří tak kyselé prostředí na povrchu produktu, což ztěžuje usazování bakterií. Oxid uhličitý se často používá ke zvýšení doby použitelnosti, doba trvanlivosti se obvykle zvyšuje s jeho koncentrací. Pokud je však dávka příliš vysoká, mohou se některá jídla rychleji kyselit. Navíc při pronikání do biologických membrán mění jejich propustnost a funkci. Plyn však může snadněji difundovat obalem. To, stejně jako reakce s produktem, může způsobit, že se obal časem zhroutí. Oxid uhličitý je deklarován jako obalový plyn pod E číslem E 290.

kyslík

Balení potravin s neporušeným obalem (nahoře) a skladování produktu s vadným těsnicím švem (dole). Vzduch proudil do obalu prosakujícím těsnicím švem, takže slanina na snídani už nevypadá tak červená.

Kyslík (O 2 ) se vyskytuje v normálním vzduchu s koncentrací přibližně 21% a tvoří předpoklad pro růst aerobních mikroorganismů. Plyn s větší pravděpodobností podporuje kazení potravin v důsledku oxidace. Proto je kyslík v ochranné atmosféře obvykle významně snížen nebo dokonce vyloučen. Při balení červeného čerstvého masa se významně zvyšuje podíl kyslíku, aby se zachovala nebo dokonce zesílila červená barva masa. Kromě toho vysoké koncentrace kyslíku inhibují růst anaerobních mikroorganismů. Po sklizni ovoce a zelenina také potřebují určité množství kyslíku (3 až 10%) pro buněčné dýchání, což je třeba vzít v úvahu také při skladování a balení. Kyslík je přísada s evropským číslem schválení E 948.

argon

Argon (Ar) je vzácný plyn s podílem 0,9% ve vzduchu. Stejně jako dusík má inertní vlastnosti, takže nereaguje s potravinami. Je těžší než vzduch, takže když je zaveden do nádoby, účinněji vytlačuje zbytkový kyslík ve srovnání s proplachováním dusíkem. Ve srovnání s dusíkem je však argon výrazně dražší. Argon je součástí nedávných studií. Chuťové testy s bramborovými lupínky ukázaly o 25% delší trvanlivost. Argon se někdy používá při balení vína. Předpokládá se, že určité aktivity enzymů jsou inhibovány a že argon zpomaluje metabolické reakce u některých druhů zeleniny. Argon je uveden jako přísada do potravin pod E číslem E 938 s funkcí plnícího plynu. Argon lze také použít k balení biopotravin.

hélium

Jako ušlechtilý plyn je helium (He) také inertní. Ačkoli je schválen jako obalový plyn pro potraviny pod E číslem E 939, používá se pouze v omezené míře, protože jeho malá velikost molekuly znamená, že velmi snadno difunduje obalem a je také velmi drahý. Někdy se používá jako pomocný plyn k lokalizaci úniků.

vodík

Vodík (H 2 ) je schválen jako přísada do potravin pod číslem E E 949 jako obalový plyn. Nelze jej však použít k balení ekologických produktů. Díky své malé velikosti molekuly uniká z obalu velmi rychle. Někdy se používá jako zkušební plyn ke kontrole těsnosti.

Kysličník uhelnatý

Oxid uhelnatý (CO) nebo zkráceně oxid uhelnatý je jedovatý plyn, který se ve vzduchu vyskytuje pouze ve stopách. Lze jej však použít v koncentracích až 0,4% pro balení červeného masa nebo červených ryb. Děje se tak v Norsku od roku 1970 a od roku 2004 se používá také v USA . V Evropské unii je oxid uhelnatý jako přísada do potravin zakázán, a proto nemá číslo E.

Oxid uhelnatý dává červenému masu třešňově červenou barvu bez použití velkého množství kyslíku v obalu. Maso ošetřené kyslíkem vykazuje světle červenou barvu v důsledku tvorby oxymyoglobinu , zatímco po přidání oxidu uhelnatého se tvoří o něco tmavší karboxymyoglobin .

Příklady použití a typické složení plynu

Ve většině aplikací jiné plyny vytlačují kyslík co nejvíce z obalu, aby se prodloužila trvanlivost. Současně se oxid uhličitý používá v podílu větším než 20%, aby se dodatečně inhiboval růst bakterií, přičemž se provádějí pokusy o jeho použití v nejvyšších možných poměrech. Jako podpůrný plyn se obvykle používá dusík.

Sýr s vhodným obalem

V závislosti na potravině mohou velmi vysoké koncentrace oxidu uhličitého způsobit nežádoucí změny produktu nebo obalu. Krém se stává mírně kyselým, proto jsou potraviny obsahující smetanu přednostně baleny v dusíku nebo plynné směsi s poměrně nízkou koncentrací oxidu uhličitého. Tvrdý sýr snáší velmi vysoké hladiny oxidu uhličitého, což účinně brání tvorbě plísní, ale nebrání procesu zrání sýra . U měkkých sýrů s vysokým obsahem vlhkosti se však oxid uhličitý rozpouští, takže existuje riziko, že se nepropustný obal zhroutí. Podobný problém nastává, když je povrch (např. Strouhaný sýr) velmi vysoký. Při koncentraci 50% a více dusík jako podpůrný plyn zabraňuje zhroucení obalu.

Ryby a mořské plody patří mezi nejcitlivější potraviny. Bezprostředně po úlovku existuje riziko rychlé ztráty kvality a znehodnocení. To je způsobeno mikroorganismy a enzymy, kterým se daří při neutrálních hodnotách pH. Tuk navíc při kontaktu s kyslíkem obzvláště rychle žlukne. U syrových ryb je obzvláště důležitá regulace teploty blízká 0 ° C (bez přerušení chladicího řetězce), stejně jako přesně přizpůsobená ochranná atmosféra, přičemž oxid uhličitý posouvá hodnotu pH do kyselého rozmezí. Nadměrně vysoké koncentrace oxidu uhličitého však mohou vést k nežádoucím vedlejším účinkům, jako je ztráta tekutin nebo kyselá chuť. U některých měkkýšů je naopak záměrně přidáno asi 30% kyslíku, aby se udržela barva.

Pokud jde o občerstvení, bramborové lupínky , ořechy , koření a kávu , největším nebezpečím je vysoký obsah tuku. Oxidace rychle změní tuky na žluklé . V těchto případech je postačující vyloučení kyslíku, takže se v obalu používá většinou atmosféra čistého dusíku. Dusík také poskytuje tlumení bramborových lupínků citlivých na nárazy v tubusovém obalu.

Pečivo v ochranném obalu

V případě chleba a pečiva je třeba zabránit zejména růstu plísní, zatímco růst jiných mikroorganismů je zřídka problémem kvůli nízké aktivitě vody. Formy lze snadno ovládat velkým množstvím oxidu uhličitého a nízkým procentem kyslíku. Testy na toastech infikovaných plísněmi ukázaly, že doba, než se plísně vyvinou v atmosféře 99% dusíku a 1% kyslíku, je 5 dní, zatímco v atmosféře 99% oxidu uhličitého a 1% kyslíku trvá 100 dní, než se stane jedním růstem plísní přišel. Typ atmosféry má však malý nebo žádný vliv na stagnaci (regrese škrobu). Skladování při nízkých teplotách naopak urychluje stagnaci, takže pečivo, které se konzumuje za studena, se skladuje při pokojové teplotě. V případě pečiva, které se před jídlem ohřeje (pečené rohlíky), je zatuchlý proces pečení obrácený, takže zde lze použít i nižší skladovací teploty.

Maso a masné výrobky

Při vystavení vzduchu začíná přirozené zbarvení hovězího masa

Syrové maso je díky své vysoké vlhkosti a obsahu živin obzvláště náchylné k napadení bakteriemi. Problém se zhoršuje zejména u mletého masa, které má ve srovnání s velmi velkým povrchem. Pokud se pokusíte omezit růst bakterií odstraněním kyslíku z atmosféry, červené maso a zejména hovězí maso zešedne a ztratí se dojem svěžesti. Aby se potlačily tyto barevné změny červeného masa a aby se udržovala nebo dokonce zesílila červená barva, obsahuje balicí plyn velmi vysoké podíly 60–80% kyslíku (zbytek CO 2 ), přičemž svalový pigment myoglobin reaguje s kyslíkem. Prodloužení trvanlivosti je naproti tomu způsobeno pouze oxidem uhličitým (20–40%), který se rozpouští v povrchu masa, a tím snižuje hodnotu pH . Kyselé prostředí snižuje růst bakterií. Typická doba trvanlivosti se zvyšuje při konstantní teplotě 2–3 ° C ze 2–4 dnů na vzduchu na přibližně 5–8 dní v modifikované atmosféře.

Lehká drůbež naproti tomu nepotřebuje žádnou ochranu proti změně barvy. Proto odpovídající ochranný plyn neobsahuje žádný kyslík. Spíše se používají těsnící plyny s typicky 40–100% oxidem uhličitým (zbytek dusíku jako inertní podpůrný plyn). Při konstantní teplotě 2–3 ° C a v hygienicky bezvadném stavu lze v atmosféře ochranného plynu dosáhnout skladovatelnosti až 21 dnů (objem plynu 100–200 ml plynu na 100 g masa). Pokud je skladovací teplota pouze mírně vyšší než 4–6 ° C, doba použitelnosti se sníží pouze na přibližně 12 dní.

ovoce a zelenina

Čerstvé ovoce a zelenina klade zvláštní požadavky na balení a atmosféru. Na rozdíl od jiných potravin čerstvé ovoce a zelenina po sklizni nadále dýchají. K tomu potřebují uvnitř obalu obsah kyslíku 3–10%. Kromě toho musí obal mít určitou propustnost (propustnost) pro plyny. Jinak by dýchání vedlo k anaerobním stavům (<1% O 2 a> 20% CO 2 ), což by vedlo k významným ztrátám kvality. Propustnost šitá na míru produktu může být například. B. lze vytvořit filmem s mikroperforací. Jeden hovoří o rovnovážné modifikované atmosféře (EMA).

obal

Zkouška složení atmosféry v balené mrkvi

Obal hraje důležitou roli při balení ochranných plynů. Používají se kompozitní fólie složené z několika vrstev . Nejdůležitější vlastnosti obalu jsou plynotěsnost, těsnost, průhlednost, mechanická ochrana a stohovatelnost. Analýza plynu a úniků integrovaná do balicího stroje pomáhá zajistit potřebnou kvalitu.

kritika

V roce 2010 bylo použití upravené atmosféry při balení masa kritizováno, protože velké potravinové řetězce používají pod stejným názvem zvýšenou koncentraci kyslíku. Účelem je chemická reakce na povrchu, která způsobí, že maso vypadá červeně a růžově i po jeho zkažení, a zabrání růstu Clostridium botulinum za anaerobních podmínek. V tomto případě však nastává opačný účinek ve srovnání s ochrannou atmosférou s nízkým obsahem kyslíku a maso se rychleji kazí a tuk žlukne. Podle informací z BfR může oxidace cholesterolu v takových ochranných atmosférách vést ke změnám a zhoršení chuti masa, které však nejsou zdraví škodlivé.

Zejména u mletého masa podléhajícího rychlé zkáze je bezpodmínečně nutné dodržovat chladicí řetězec, aby se potlačilo množení choroboplodných zárodků. Obvykle jsou zde vyžadovány teploty maximálně +2 ° C, kterých je v chladničce pro domácnost obtížně dosaženo. Z důvodu ochrany průmyslu je na obalu také varování, že mleté ​​maso musí být před spotřebou zcela zahřáté a není vhodné pro surovou spotřebu. Pokud se však spoléháte na konzistenci a barvu pražení, můžete se nechat oklamat, protože na rozdíl od neošetřeného masa mění maso balené v inertním plynu svou barvu a pevnost při 50 ° C, zatímco většina choroboplodných zárodků je usmrcena pouze při 70 ° C .

Individuální důkazy

  1. ^ B Gordon L. Robertson: balení potravin: Principles and Practice, třetí vydání . 3. Vydání. CRC Press, 2016, ISBN 978-1-4398-6242-1 , History of MAP, pp. 430-431 (angličtina, google.de [přístup 10. června 2018]).
  2. ^ Antiseptické vlastnosti kyseliny uhličité. In: Polytechnisches Journal . 247, 1883, Miszelle 4, s. 226.
  3. ↑ Haines, RB: Vliv oxidu uhličitého na rychlost množení určitých bakterií, jak je posuzováno podle životaschopných počtů. In: Journal of the Society of Chemical Industry . páska 52 . Londýn 1933, s. 13T-17T .
  4. ↑ na b c trhu s masem pod kyslíkový stan. (PDF) Jak maloobchod s potravinami systematicky vede spotřebitele k přesvědčení, že balené maso je „čerstvost“, a proto očekává, že ztratí kvalitu a budou představovat zdravotní rizika. foodwatch eV, srpen 2010, zpřístupněno 13. května 2018 .
  5. ↑ Frank Massholder: Dusík: Obalové plyny: Definice, znalost produktu, věda o potravinách: Lebensmittellexikon.de. Citováno 22. dubna 2018 .
  6. ↑ a b c d e f g h Dokonalá kombinace pro svěžest. MAPAX® přirozeně prodlužuje trvanlivost. (PDF) Linde AG, přístup 27. dubna 2018 .
  7. ↑ Frank Massholder: Oxid uhličitý: Obalové plyny: definice, znalost produktu, věda o potravinách: Lebensmittellexikon.de. Citováno 23. dubna 2018 .
  8. ↑ a b c d e f g h i j Balení v ochranné atmosféře. Typické plyny pro balení pod obalem v upravené atmosféře. WITT-GASETECHNIK GmbH & Co KG, zpřístupněno 23. dubna 2018 .
  9. ↑ Potraviny balené v argonu vydrží déle - Wissenschaft.de . In: Wissenschaft.de . 28. srpna 2001 ( Wissenschaft.de [přístup 27. dubna 2018]).
  10. ↑ Obalové plyny . ( Spektrum.de [zpřístupněno 16. června 2018]).
  11. ↑ Frank Massholder: Argon: Balicí plyny: Definice, znalost komodit, věda o potravinách: Lebensmittellexikon.de. Citováno 24. dubna 2018 .
  12. ↑ Obalové plyny udržují potraviny bez konzervačních látek . V: Jíst chytřeji . ( eatsmarter.de [zpřístupněno 24. dubna 2018]).
  13. ↑ Hygiena potravin a aspekty potravinového práva týkající se používání oxidu uhelnatého jako složky při balení masa a rybích výrobků. In: 45. pracovní konference AK hygiena potravin Garmisch-Partenkirchen. 2004, zpřístupněno 21. září 2018 .
  14. ^ "Bělení" ryb oxidem uhelnatým | Nds. Státní úřad pro ochranu spotřebitele a bezpečnost potravin. Citováno dne 22. září 2018 (v němčině).
  15. ^ Zpráva z foodwatch , zpřístupněna 13. září 2015.
  16. ↑ Zpráva o švýcarské televizní vysílání Kassensturz v lednu 2011.
  17. ↑ Publikace 12/2010 Federálního institutu pro hodnocení rizik 5. srpna 2010.
  18. ↑ Balené mleté ​​maso: Čerstvé na týden? swr Marktcheck, 19. ledna 2016, přístup dne 18. července 2018 .