BÀI báo cáo môn BAO bì THỦY sản

Phạm vi ứng dụng của bao bì có chứa hỗn hợp khí bên trong...3 - Ứng dụng MAP trong bảo quản cá và các loài thủy sản khác...3 II.. - Bao bì là một loại sản phẩm công nghiệp đặc biệt được

Mục lục

I TỔNG QUAN 3

1 Giới thiệu chung 3

2 Phạm vi ứng dụng của bao bì có chứa hỗn hợp khí bên trong 3

- Ứng dụng MAP trong bảo quản cá và các loài thủy sản khác 3

II Bao bì có chứa hỗn hợp khí 4

1 Khái niệm 4

2 Nguyên tắc 4

3 Các loại khí dùng trong bao bì chứa hỗn hợp khí 4

3.1 Carbon dioxide (CO2) 5

3.2 Nitrogen (N2) 5

3.3 Oxygen 6

3.4 Carbon monoxide 6

4 Các phương pháp trong bao bì chứa khí 6

4.1 Phương pháp thụ động 6

4.2 Phương pháp chủ động (Active MAP) 7

4.3 Phương pháp hight-oxygen MAP 7

4.4 Phương pháp hight-carbon-dioxide MAP 7

4.5 Phương pháp MAP với carbo monoxide 8

5 Các thiết bị dùng trong phương pháp bao gói bao bì có chứa khí (MAP) 8

5.1 Máy sử dụng ống hút khí để hút chân không (Snorkel machines) 8

5.2 Máy hút bằng buồng chân không (Vacuum chamber machines) 9

5.3 From, fill and seal machines 10

5.4 Thermo-foring packaging machines 10

6 So sánh phương pháp bao gói có khí với phương pháp hút chân không 11

III Các ảnh hưởng của bao bì chứa khí bên trong đến sản phẩm thủy sản 11

1 ảnh hưởng của bao gói có chứa hỗn hợp khí (phương pháp MAP) với hàm lượng CO2 cao 11

2 ản hưởng của phương pháp MAP lên vi sinh vật trong sản phẩm 12

2.1 campylobacter jejuni 12

2.2 Vi sinh vật trong bảo quản bằng phương pháp MAP 12

3 Một số nhân tố quan trọng cần chú ý khi sử dụng MAP 13

IV Ưu nhược điểm của bao bì chứa hỗn hợp khí (phương pháp MAP) 13

1 Ưu điểm 13

2 Nhược điểm 14

V Kết luận 14

I TỔNG QUAN

1 Giới thiệu chung.

- Bao bì là một loại sản phẩm công nghiệp đặc biệt được dùng để bao gói và chứa đựng, nhằm bảo

vệ giá trị sử dụng của hàng hóa, tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển, xếp dỡ, bảo quản và tiêu thụ sản phẩm

- Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại mẫu mã bao bì khác nhau như: bao bì giấy, bao bì túi, bao bì bằng thủy tinh, sắt thiếc, bao bì dạng khí,… Nhưng mỗi loại bao bì thì có công dụng và chứa đựng từng loại sản phẩm khác nhau

- Trong bài này chúng ta sẽ đi tìm hiểu về bao bì có chứa hỗn hợp khí bên trong dùng để đựng những sản phẩm tươi

2 Phạm vi ứng dụng của bao bì có chứa hỗn hợp khí bên trong.

- Bao bì có chứa hỗn hợp khí bên trong thường dùng để bao gói những sản phẩm tươi sống, những sản phẩm có chất lượng cao như: Hoa quả tươi, thịt tươi, thủy sản tươi

- Ứng dụng MAP trong bảo quản cá và các loài thủy sản khác

o Thành phần hỗn hợp khí sẽ thay đổi phụ thuộc vào loại cá cá béo hay cá gầy

o Cá gầy có thể bảo quản trong bao gói có chứa 65% CO2, 25% N2 và 10% O2 Tuy nhiên, cá béo không thể bao gói trong hỗn hợp khí có chứa O2 bởi vì phần chất béo của cá rất nhạy cảm với O2, chúng sẽ bị oxy hóa tạo ra các gốc tự do Với cá loại này nên bảo quản trong bao gói với hỗn hợp khí chứa 60% CO2 và 40% N2

o Cá bảo quản trong môi trường khí quyển điều chỉnh có thể kéo dài thời gian bảo quản lên đến 50%, khi nhiệt độ bảo quản thấp

o Tuy nhiên, CO2 hòa tan nhiều trong chất béo và nước hơn N2 Tốc độ hòa tan tăng khi nhiệt

độ giảm Các yếu tố này làm giảm áp suất trong bao gói, kết quả làm cho bao gói bị hư hỏng (collapse)

o Sự hòa tan CO2 trên bề mặt mô cơ cá làm giảm pH sản phẩm, dẫn đến làm cho khả năng giữ nước của protein giảm

o Ứng dụng MAP trong bảo quản các loài nhuyễn thể có tác dụng ức chế sự tạo thành các đốm đen trên vỏ, khi nhiệt độ bảo quản từ 5 – 10oC

II Bao bì có chứa hỗn hợp khí

1 Khái niệm

- Bao bì hỗn hợp khí là loại bao bì mà có chứa khí bên trong Loại bao bì này người ta gọi là MAP – Modified Atmosphere Packaging: “Thực phẩm bao gói trong bao bì với thành phần không khí đã được sửa đổi khác hẳn không khí bên ngoài”

- Loại bao bì này thường dùng để bao gói những sản phẩm cần đến chất lượng tốt, tươi Thường là các sản phẩm như: thịt, các nguyên liệu tươi trong thủy sản hoặc rau, củ, quả tươi

- Bao bì là một trong 2 yếu tố quan trọng trong phương pháp MAP, tính thấm khí giúp duy trì thành phần khí bên trong bao bì theo tỉ lệ mong muốn theo thời gian bảo quản và tránh đọng ẩm bề mặt, khả năng truyền suốt giúp tăng tính cảm quản của sản phẩm, khả năng tạo hình, hàn nhiệt…

2 Nguyên tắc

- Nguyên tắc của phương pháp MAP: Sử dụng bao bì thấm khí chọn lọc nhằm làm chậm quá trình hư hỏng của nguyên liệu thủy sản phương pháp này thường được sử dụng song song với phương pháp đông lạnh, lúc này hiệu quả bảo quản tăng lên

- Các vi sinh vật gây hư hỏng trong quá trình bảo quản chủ yếu là các vi sinh vật hiếu khí, vì thế môi trường bảo quản chúng bị thay đổi theo xu hướng tạo môi trường yếm khí nhằm hạn chế mức phát triển tối đa của vi sinh vật này

- Ngoài ra, trong bảo quản thủy sản sau đánh bắt, việc ứng dụng loại bao bì này nhằm góp phần là giảm sự phát triển của vi sinh vật (do pH của thủy sản gần như trung tính nên quá trình gư hỏng do vi sinh vật diễn ra với tốc độ nhanh chóng) Nó còn góp phần ngăn chặn quá trình oxi hóa chất béo trong thủy sản do enzyme oxi hóa gây ra Vì thế hàm lượng carbon dioxide dùng trong trường hợp này này thong thường là 20 – 50%

3 Các loại khí dùng trong bao bì chứa hỗn hợp khí

- Các loại khí quan trọng thường dùng trong loại bao bì này là: carbon dioxide, nitrogen, oxygen Tất cả các khí này tồn tại trong không khí được đưa vào bao bì nhưng tỉ lệ các khí này khác với môi trường không khí xung quanh

- Không khí bao gồm: 0.03% carbon dioxide, 78% nitrogen, 21% oxygen Tuy nhiên, trong hệ thống bao bì khí này thì không khí được thay thế bằng hỗn hợp khí mà nó hàm lượng cao - hơn một hay nhiều khí này Carbon monodioxide với hàm lượng 0,3% - 0,5%

- Ngoài ra các khí như: helium, argon, xenon, neon cũng có thể được dùng trong loại bao bì này

3.1 Carbon dioxide (CO 2 )

 Carbon dioxide là chất khí không màu, mùi hơi hăng cay Chất khí này tan trong nước và sinh ra carbonic acid làm giảm pH của dung dịch

 Khí carbon dioxide có khả năng gây ức chế nhiều loại vi khuẩn đặc biệt là vi khuẩn gram

âm, nên nó được đánh giá cao như là tác nhân chống vi sinh vật cơ bản trong hệ thống bao

bì này Tất nhiên sự thay thế oxygen bằng carbon dioxide sẽ ức chế sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí

 Carbon dioxide có thể kéo dài thời gian bảo quản của thủy sản Tuy nhiên, chất béo và nước hấp thụ carbon dioxide dễ dàng và nếu quá nhiều sẽ ảnh hưởng đến mùi, vị của sản phẩm, giảm độ ẩm trong bao bì vì thế nên cân nhắc cẩn thận Nếu carbon dioxide chỉ sử dụng để ngăn sự phát triển của vi khuẩn kiếu khí và nấm mốc thì hàm lượng dùng nên dưới 20% là được khuyến khích dùng

 Vi sinh vật cần CO2 cho quá trình tự trao đổi chất của chúng Ở nồng độ CO2 cao (>10%) vi sinh vật bị ức chế

 Khả năng ức chế vi sinh vật phụ thuộc vào loài , nồng độ CO2, nhiệt độ bảo quản, độ hoạt động của nước trong sản phẩm

 Một số nghiên cứu cho thấy rằng khả năng kháng vi sinh vật của CO2 chủ yếu phụ thuộc vào

sự tác động qua màng tế bào

 Các ý khác khác cho rằng tiến trình tác động lên màng tế bào chỉ bị ức chế và cấu trúc màng

tế bào không bị phá hủy nghiêm trọng CO2 có ảnh hưởng trực tiếp đến hệ enzyme vì vậy có tác dụng ức chế sự phát triển của vi sinh vật

3.2 Nitrogen (N 2 )

 Nitrogen là một khí trơ không màu, không mùi, không vị và có hàm lượng thấp trong không khí, ít tan trong nước và chất béo

 Nitrogen là một khí được sử dụng để đuổi O2 ra khỏi bao bì Nó được sử dụng như là khí

“đổ đầy”, ngoài ra nó cũng có hiệu ứng tương tự như O2 Tuy nhiên, khác biệt rõ nhất giữa hai loại khí này là CO2 ức chế vi khuẩn và nấm mốc theo nguyên tắc tạo môi trường kỵ khí

 Độ hòa tan hạn chế của nitrogen có thuận lợi cho việc dùng như một khí được bơm cùng với khí carbon dioxide để ngăn chặn sự xẹp xuống của bao gói khi carbon dioxide bị hấp thụ vào sản phẩm

 Khí N2 có ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật Thay thế không khí bên trong bao bì bằng khí N2 nhằm ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm

 Bất lợi chính của việc sử dụng nito riêng lẽ là tạo ra mùi vị xấu cho sản phẩm.

3.3 Oxygen

 Oxygen là chất khí không màu không mùi, không vị có khả năng hòa tan thấp trong nước, có hoạt tính cao và duy trì sự cháy Oxygen tham gia và vài loại phản ứng làm hư hỏng thực phẩm : phản ứng oxy hóa chất béo, phản ứng hóa nâu và phản ứng oxi hóa các chất màu Hầu hết các vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm đều cần có Oxygen cho sự phát triển Do đó

để kéo thêm sự sống cho thực phẩm bên trong bao gói nên chứa đựng một hàm lượng Oxygen thấp Tuy nhiên cũng chú ý rằng, hàm lượng Oxygen cùng sẽ ảnh hưởng đến chất lượng và sự an toàn của sản phẩm, chẳng hạn như: sự phát triển của vi sinh vật yếm khí …

 Trong quá trình bảo quản thì khí oxygen thường được kết hợp với 20 – 25% khí carbon dioxide

 Oxy được sử dụng trong hỗn hợp khí trước hết là để ngăn chặn sự mất mầu đỏ của mô cơ.

 Ở nồng độ > 5%, oxymyoglobin được hình thành từ myoglobin, tạo cho mô cơ có màu đỏ sáng và ức chế sự biến đổi không thuận nghịch của myoglobin thành metmyoglobin

 Sử dụng nồng độ O2 > 50%, cải thiện được mùi vị tươi của sản phẩm bao gói.

3.4 Carbon monoxide

Đây là chất khí không mầu không mùi vị, khả năng hòa tan trong nước thấp nhưng hòa tan tố trong dung môi hữu cơ Carbon monoxide kết hợp rất mạnh với hemoglobin gây ra màu nâu Việc kết hợp với hemoglobin, carbon monoxide có thể thay thế oxygen và khả năng vận

chuyển oxygen, nên đây là nguyên nhân chính carbon monoxide không được dùng rộng rãi trong bao gói bằng bao bì có chứa chất khí

4 Các phương pháp trong bao bì chứa khí

Tùy và từng loại thủy sản mà ta có sự tạo môi trường khí theo mong muốn nhằm hạn chế sự phát triển của vi sinh vật một cách tốt nhất và các mục đích khác như ngăn chặn quá trình oxi hóa chất béo (cá béo) …

Sự biến đổi thành phần khí trong bao bì trong quá trình bảo quản chủ yếu là quá trình thủy phân glycogen và gia taeng hàm lượng CO2, giảm hàm lượng oxy và tăng hơi nước sinh ra…

4.1 Phương pháp thụ động

Phương pháp này thực hiện như sau: thủy sản hay các sản phẩm từ thủy sản qua quá trình xử lí

sơ bộ sau đó bao gói bằng bao bì phù hợp Phương pháp này có sự can thiệp về thành phần không khí bên trong của bao bì, mục đích chủ yếu của phương pháp này là ngăn chặn vi sinh

vật xâm nhập vào bên trong môi trường của bao bì và làm chậm quá trình thủy phân glycogen

do hàm lượng oxygen giảm

4.2 Phương pháp chủ động (Active MAP).

Trong phương pháp này hỗn hợp khí đã được trộng sẵn với tỉ kệ thích hợp được thổi vào bao bì chứa sản phẩm qua xử lý Dựa vào thành phần và tỉ lệ các loại khí có trong bao bì có thể phân thành các hướng ứng dụng như: phương pháp sử dụng nồng độ oxy thấp (low oxygen MAP), phương pháp sử dụng nồng độ oxy cao (hight oxygen MAP), phương pháp sử dụng khí CO… Tuy nhiên việc áp dụng các phương pháp này đều phải qua thử nghiệm

4.2.1 Phương pháp hight-oxygen MAP.

 Phương pháp này sử dụng nồng độ oxy cao trong hồn hợp khí thổi vào ban đầu nhằm mục đích là duy trì hàm lượng oxy luôn lớn hơn 40% so với các khí khác trong thời gian bảo quản

 Khả năng gây ức chế vi sinh vật của oxy là do nồng độ oxy cao khiến áp lực của oxy tạo ra trong bao bì, điều này làm biến đổi quá trình trao đổi khí bên trong và bên ngoài tế bào vi sinh vật, vì thế dẫn đến kiềm hãm hay ức chế chúng

4.2.2 Phương pháp hight-carbon-dioxide MAP

 Bao gói với lượng carbon dioxide cao thỉnh thoảng được cho là giống như hệ thống ít hay cực ít oxygen Phương pháp này được dùng bởi khả năng giữ màu sắc tố tốt của nó sau khi sản phẩm tiếp xúc với oxygen, môi trường nhiều carbon dioxide phải có tác dụng như môi trường nhiều oxygen

 Điều này có nghĩa là việc dùng carbon dioxide với lượng 20 – 30% hay nhiều hơn có khả năng hạn chế sự phát triển của vi sinh vật, và nó cũng có tác dụng ngăn chặn tác dụng của oxygen

 Nhiều nghiên cứu cho rằng khí CO2 phối hợp với nhiệt độ dương thấp có thể ức chế hoặc đình chỉ hoàn toàn hoạt động sống của nhiều lọi vi sinh vật Khí CO2 ức chế sự phát triển của nấm mốc và cả vi sinh vật gây thối rửa

 Hiệu quả tác dụng của carbon dioxide đến vi sinh vật tăng lên khi nhiệt độ giảm, nguyên nhân là do khả năng thấm qua màng tế bào động vật có độ hòa tan cao hơn các khí khác Nặc khác carbon dioxide có độ hòa tan cao trong chất béo nên giảm hàm lượng oxy trong chất béo do đó làm chậm quá trình oxy hóa và thủy phân chất béo trog bảo quản

4.2.3 Phương pháp MAP với carbo monoxide.

 Phương pháp này ít phổ biến vì lo ngại sự an toàn khi sử dụng, tuy nhiên nghiên cứu về lĩnh vực này đã xuất hiện từ lâu Năm 1970: nghiên cứu kéo dài thời gian sử dụng trên rau diếp

cá lạng đông, năm 2002 luật Hoa Kỳ chính thức cho phép sử dụng phương pháp này trong các sản phẩm phân phối trên thị trường Khả năng bảo quản của phương pháp này chủ yếu là

do khí CO, tuy nhiên thông thường phương pháp này thường kết hợp với phương pháp oxy thấp để tăng khả năng ức chế

 Trong công nghệ chế biến thủy sản người ta dùng phương pháp này để giữ màu cho sản phẩm Điều này là bởi vì CO sẽ liên kết mạnh với hem trong Myoglobin tạo thành COMb (mạnh hơn 240 lần so với oxygen) làm cho nó có khả năng chống lại sự oxy hóa

4.3 Các thiết bị dùng trong phương pháp bao gói bao bì có chứa khí (MAP)

 Các thiết bị dùng trong phương pháp MAP có thể chia thành 2 nhóm chính:

o Các thiết bị làm việc gián đoạn: Snorkel machines; Vacuum chamber machines

o Các thiết bị làm việc liên tục: Form, fill and seal machines; Therno-forming

packaging machines

4.3.1 Máy sử dụng ống hút khí để hút chân không (Snorkel machines)

 Đặc điểm: máy này làm việc bán tự động , dùng kĩ thuật hút chân không để bao gói sản phẩm và được ứng dụng trong các cơ sở có quy mô nhỏ

 Nguyên tắc hoạt động: Sản phẩm cần bao gói được công nhân cho vào các túi bao bì plastic

đã hàn kín một đầu đầu chưa hàn kín được đặt vào ví trí hàn miệng của máy Snorkel

machines, tại đây ống hút khí dạng bán mỏng được đưa vào bên trong bao bì Máy hoạt động hút hết không khí bên trong bao bì tạo môi trường chân không, sau đó một hỗn hợp khí thích hợp được nạp vào bên trong bao bì qua ống hút này Ống hút được đưa ra ngoài bao bì

và miệng bao bì được hàn kín lại bằng nhiệt

Hình 1

4.3.2 Máy hút bằng buồng chân không (Vacuum chamber machines)

 Đặc điểm: Máy làm việc bán tự động, sử dụng bao bì màng vá kĩ thuật hút chân không để bao gói sản phẩm có kích thước nhỏ gọn Máy được dùng nhiều ở các cơ sở có quy mô nhỏ

 Nguyên tắc hoạt động: sản phẩm cần bao gói được công nhân cho vào trông túi nhỏ dạng màng Buồng hút được mở ra và túi dạng màng chứa sản phẩm được đặt vào bên trong buồng, sâu đó buồng hút được đóng lại người ta cho máy hoạt động để hút phần không khí bên trong bao bì, cả phần không khí có trong khoảng không của buồng hút cũng được rút chân không Khi môi trường bên trong buồng hút là chân không thì một hỗn hợp khid thích hợp được nạp vào qua một ống dẫn khí Túi bao bì sau khi hàn kín miệng bằng nhiệt và người ts mở nắp buồng lấy sản phẩm ra ngoài

hình: 2

4.3.3 From, fill and seal machines

 Đặc điểm:

o Thiết bị làm việc liên tục, có thể đạt được tốc độ lên đến 120 gói mỗi phút (độc lập với kích cỡ gói) nên ứng dụng trong các xí nghiệp lớn vì mức độ tự động hóa khá cao

o Gồm có 2 loại: Vertical fill-seal (thiết bị theo chiều dọc) và Horizonatal from-fill-seal (thiết bị bao gói theo chiều ngang) Cả 2 đều sử dụng kĩ thuật nạp khí trực tiếp vào trong bao bì mà không hút chân không nên lượng O2 đạt được cao nhất 80% (bao gói hight oxygen MAP)

 Nguyên lí hoạt động: Sản phẩm cần bao gói được đặt trên băng tải có phủ một lớp màng bao, sản phẩm được đưa vào hệ thống nạp khí Trước khí vào hệ thống nạp khí, sản phẩm được phủ lên trên một lớp màng bao nữa Trong hệ thống nạp khí, thành phần khí thích hợp được nạp liên tục vào bên trong không gian hệ thống và giữa sản phẩm cùng 2 lớp bao bì Sau đó, 2 mép cạnh của bao bì được hàn kín bằng nhiệt rồi rời khỏi hệ thống nạp khí qua bộ phận hàn kín 2 đầu còn lại của bao bì và cắt rời từng sản phẩm

 Hạn chế: Do máy không sử dụng hệ thống hút chân không mà tạo môi trường chân không bằng cách nạp khí liên tục vào bên trong bao bì nên sự tiêu thụ khí ga là cao nhất Khí ga sử dụng theo tiêu chuẩn để tạo hình, làm đầy, ghép mí khoảng 30 – 300slm

4.3.4 Thermo-foring packaging machines.

 Đặc điểm: Khác với VFFS và HFFS máy Thermo-foring packaging machines có thể kết hợp với khay chứa và lớp nắp cải tiến, buồng chân không, máy hút chân không dùng kĩ thuật bù chân không để rút hết không khí ra và sau đó nạp hỗn hợp khí vào khay và nắp lớp Vì máy này có thể dùng bước hút chân không trước khi nạp khí nên lượng O2 đạt được lên tới 85 – 95%

 Nguyên tắc hoạt động:

o Vật liệu tạo khay có dạng tấm mỏng được cuộn ống, khi những tấm đó được kéo rút qua một bộ phận tạo khay bằng cách dùng nhiệt thì sẽ tạo ra các khay có hình dạng cụ thể Trường hợp vật liệu không thể tạo hình bằng nhiệt, các khay đã được tạo hình sẵn sẽ được đưa lên bang chuyền

o Sản phẩm sẽ được đặt lên cá khay sau đó được phủ lên trên bằng một lớp màng bao mỏng, không khí bên trong sẽ được rút ra bên ngoài và hỗn hợp khí mong muốn được đưa vào sau đó hàn kín lại bằng nhiệt