LỜI MỞ ĐẦU Có thể nói thực phẩm là nhu cầu cực kì cần thiết và không thể thiếu trong cuộc sống hằng ngày của mọi người, nó cung cấp cho con người đầy đủ chất dinh dưỡng. Nhưng không phải loại thực phẩm nào cũng tốt cho sức khoẻ nếu không có các phương pháp bảo quản thích hợp. Ví dụ như Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới, quanh năm đều cần thu hoạch nông sản, rau quả, thịt cá, … những thực phẩm này có thể được bảo quản hoặc chế biến tr ực tiếp sau thu nhận thành những sản phẩm khác nhau như mứt, rau quả đóng hộp, nước trái cây và các sản phẩm chế biến từ thịt cá,… Vì vậy việc kéo dài thời gian bảo quản của chúng cho đến khi chế biến là việc rất quan trọng. Do đó hiện nay có khá nhiều các phương pháp bảo quản và công nghệ bao gói khí quyển biến đổi (Modified Atmosphere Packaging MAP) cũng là một phương pháp bảo quản khá phổ biến cho tới thời điểm bây giờ.
Phương pháp MAP được nghiên cứu và giới thiệu vào đầu năm 1970. Trong những năm gần đây, công nghệ báo gói khí quyển bi ến đổi được ứng dụng khá phổ biến và rộng rãi trong thực phẩm: thịt; cá; các loại bánh như bánh mì, bánh ngọt; phomai; rau; trái cây; … Vậy lý do gì mà công nghệ bao gói MAP l ại phổ biến và được ứng dụng nhiều trong thực phẩm đến vậy? Để giải đáp thì nhóm chúng em đã tích cực tìm hiểu và thực hiện báo cáo với đề tài “Bao bì và công nghệ bao gói khí quyển biến đổi (MAP)” nhằm phân tích và làm rõ hơn về đặc tính, chức năng, những vấn đề xung quanh đối với loại bao bì này và nó có ưu nhược điểm gì đối với thực phẩm. Tổng quan Trong vài thập kỉ gần đây, lối sống của con người dần dần được cải ti ến đã dẫn đến nhu cầu về các loại thực phẩm cũng thay đổi. Người tiêu dùng hiện nay ưa chuộng với các sản phẩm chế biến sẵn dạng tươi, tiện lợi, dễ chế biến và không có chất phụ gia (Ohlsson và Bengtsson, 2002).
Đối với các sản phẩm đóng gói sẵn có thể đáp ứng và mang lại sự tiện lợi cho những người có công việc bận rộn, giúp tiết kiệm thời gian chuẩn bị thức ăn, tiền bạc, dễ dàng sử dụng và dùng ngay trong 1 lần, đồng thời vẫn cung cấp đủ chất lượng trong suốt thời hạn sử dụng kéo dài (Blakistone, 1999). Điều này đã thúc đẩy sự phát triển của các công nghệ bao gói, phân phối và bảo quản thực phẩm, chẳng hạn như bao bì khí quyển biến đổi (MAP). Nó có thể giữ thực phẩm trong thời hạn sử dụng lâu hơn và giữ được chất lượng cao hơn (Ohlsson và Bengtsson, 2002). Bao bì này không phải là loại bao bì mới, nó đã được đưa ra thị trường và sử dụng trong hơn 1 thế kỷ qua.
Tuy nhiên nghiên cứu về MAP đã có những phương pháp tiên tiến hơn, như thay đổi thành phần không khí bình thường trong bao gói. Việc giảm hàm lượng oxy và tăng hàm lượng carbon dioxide hoặc nito, giúp duy trì chất lượng thực phẩm tốt hơn, kéo dài đáng kể thời hạn sử dụng của thực phẩm dễ hư hỏng ở nhiệt độ lạnh (Bảng 1) và làm chậm sự phát triển của các vi sinh vật không mong muốn (Blakistone, 1999). Giờ đây bao bì MAP rất phổ biến trong ngành bao gói thực phẩm, có giá trị cao về kinh tế và thương mại tại các thị trường có dây chuyền bảo quản lạnh, kiểm soát tốt đồng thời có thể duy trì sản phẩm chất lượng với giá cao (Ohlsson và Bengtsson, 2002). Bng 1: Thời hạn sử dụng ước tính của các sn phẩm MAP (Blakistone, 1999; Parry, 1993) Cách bảo quản Sản phẩm Túi khí (Air packaged) MAP Thịt bò 4 ngày 12 ngày Thịt heo 4 ngày 9 ngày Bảo quản lạnh Thịt gà 6 ngày 18 ngày Thịt nấu chín 7 ngày 28 ngày Cá 2 ngày 10 ngày Bảo quản ở điều Bánh mì 7 ngày 21 ngày kiện bình thường Cà phê 3 ngày 18 tháng 1.
Định nghĩa MAP Bao gói khí quyển biến đổi (MAP – Modified Atmosphere Packaging) được định nghĩa là “Thực phẩm được bao gói trong bao bì với thành phần không khí đã được sửa đổi khác hẳn với không khí bên ngoài” (Hintlian & Hotchkiss, 1986). Có thể hiểu MAP là một hình thức đóng gói bao gồm việc loại bỏ không khí khỏi bao bì và thay thế bằng một loại khí duy nhất hoặc hỗn hợp các khí (tuỳ vào loại sản phẩm), tỷ lệ của từng thành phần không khí được cố định. Ba loại khí được sử dụng chủ yếu trong MAP là CO2, N2, O2. Tỷ lệ phần trăm chính xác của các loại khí này tại bất kỳ thời điểm nào trong thời hạn sử dụng sẽ thay đổi tùy thuộc vào tốc độ hô hấp của sản 1 0 0 phẩm (ví dụ như trái cây, rau hoặc thịt), các biến đổi sinh hóa và đặc tính thấm/truyền của bao bì, cho phép dòng vào và dòng ra của tất cả các khí (Blakistone, 1999; Davies, 1995; Parry, 1993).
Hình 1: Khí trong bao gói khí quyển biến đổi Như đã biết, vấn đề về vệ sinh an toàn và sự hư hỏng thực phẩm luôn được quan tâm đặc biệt trong tất cả các loại thực phẩm. Trong đó vệ sinh an toàn được chú trọng nhất về việc chống lại mầm gây bệnh và các độc tố do vi sinh vật sinh ra trong thực phẩm. Còn sự hư hỏng thì xuất phát từ vi sinh vật, các hoạt động của enzyme, các phản ứng hoá học gây ra những biến đổi không mong muốn, làm thay đổi mùi vị, cấu trúc, thành phần dinh dưỡng,. của thực phẩm.
Thực phẩm có chất lượng hay không thì nó phụ thuộc vào thành phần, quy trình sản xuất, cách đóng gói và điều kiện bảo quản tốt như thế nào (Blakistone, 1999; Parry, 1993). Thời hạn sử dụng của các thực phẩm dễ hư hỏng (như các sản phẩm sữa, thịt, gia cầm, cá, trái cây và rau quả, và các mặt hàng bánh mì) bị giới hạn bởi các thay đổi sinh hóa trong sản phẩm xúc tác khi tiếp xúc với không khí bình thường (21% oxy, 78% nitơ và nhỏ hơn 0,1% carbon dioxide) và sự phát triển của các vi sinh vật gây hư hỏng. Tất nhiên, quá trình hư hỏng cũng bị chậm l ại khi được làm lạnh, nhưng nếu kết hợp làm lạnh với việc bi ến đổi khí quyển sẽ tối ưu hóa chất lượng bảo quản của thực phẩm (Bảng 1). Do đó, định nghĩa của công nghệ bao gói MAP luôn hướng tới một mục đích là kéo dài thời hạn sử dụng, hạn chế tác nhân gây hư hỏng của thực phẩm, giảm sự phát triển của các vi sinh vật mà vẫn duy trì được chất lượng vốn có của sản phẩm và thuận lợi trong quá trình phân phối (Blakistone, 1999).
Lịch sử hình thành MAP Kể từ sau chiến tranh Thế giới thứ hai, đất nước đã có những thay đổi đáng kể trong hoạt động kinh doanh thực phẩm. Do đó, đã có những thay đổi sâu sắc trong sản xuất và đóng gói thực phẩm. Người tiêu dùng ngày càng khắt khe và quan tâm nhi ều hơn về vấn đề an toàn thực phẩm, thành phần có trong thực phẩm và nhãn mác sản phẩm. Việc tìm kiếm các sản phẩm tươi tốt cho sức khỏe với chất lượng cao đã truyền cảm hứng cho các nhà sản xuất giúp tăng trưởng trong lĩnh vực kinh doanh - các sản phẩm ướp lạnh.
Chính trong bối cảnh đó, sự phát triển của bao bì thực phẩm cũng đã được cải tiến rất nhanh chóng. Với vấn đề về thời hạn sử dụng của các loại thực phẩm dễ hỏng như thịt, gia cầm, cá, trái cây và rau quả và các sản phẩm bánh mì bị giới hạn trong điều kiện không khí bình thường dẫn đến nhưng thay đổi không mong muốn thì bảo quản lạnh chưa 2 0 0 phải là phương pháp tối ưu (Parry, 1993). Vì thế mà việc sử dụng khí quyển biến đổi để kéo dài thời hạn sử dụng của thực phẩm không phải là một công nghệ mới trong bảo quản thực phẩm. Tác dụng bảo quản của carbon dioxide đối với thực phẩm thịt đã được biết đến trong hơn một thế kỷ qua và bắt đầu phổ biến vào cuối thế kỷ 20 (Blakistone, 1999).
Năm 1877 Pasteur và Joubert quan sát thấy rằng Bacillus anthracis có thể bị tiêu diệt bằng cách sử dụng CO2 và 5 năm sau, bài báo đầu tiên về tác dụng bảo quản của carbon dioxide đối với thực phẩm được xuất bản bởi Kolbe (1882), cho thấy thời gian bảo quản kéo dài khi thịt bò được đặt bên trong một hình trụ chứa đầy khí CO2 (Ohlsson và Bengtsson, 2002). Tuy nhiên, phải đến những năm 1920 và 1930, người ta mới tiến hành nghiên cứu cơ bản về việc sử dụng các khí quyển đã biến đổi để kéo dài tuổi thọ của trái cây, thịt và cá (Parry, 1993). Năm 1820, ảnh hưởng của khí quyển đến quá trình chín của trái cây được nghiên cứu. Và vào năm 1922, ảnh hưởng của nồng độ carbon dioxide và oxy đến sự nảy mầm và phát triển nấm thối quả ở các nhiệt độ khác nhau đã được nghiên cứu bởi Brown.
5 năm sau, Kidd và West (1927) đã nghiên cứu ảnh hưởng của sự thay đổi khí quyển đối với thời gian bảo quản của trái cây (Floros và Matsos, 2005; Parry, 1993). Đến năm 1930, một số nghiên cứu đã được công bố về tác động của carbon dioxide và nhiệt độ bảo quản đối với việc ức chế sự phát triển của vi sinh vật trên bề mặt thịt và kéo dài thời hạn sử dụng sản phẩm. Killefer đã chứng minh rằng thịt cừu và thịt lợn vẫn tươi lâu gấp hai l ần trong 100% carbon dioxide so với việc bảo quản trong không khí ở nhiệt độ lạnh. Những cải thiện tương tự trong việc giữ chất lượng của thịt lợn và thịt xông khói, thịt bò,… sau đó đã được báo cáo vào năm 1932.
Cũng đã có nghiên cứu phát hiện vào năm 1933 rằng một số vi khuẩn thịt mất gấp đôi thời gian để nhân lên nếu được bảo quản trong 10% carbon dioxide ở 0°C so với khi chúng tồn tại trong không khí ở cùng nhiệt độ. Đến năm 1938, 26% thịt bò ướp lạnh được vận chuyển từ Úc và 60% trong số đó được vận chuyển từ New Zealand đã được giữ trong môi trường duy trì 10% carbon dioxide trong vòng 40 – 50 ngày mà không bị hư hỏng. Tuy nhiên, nếu nồng độ carbon dioxide vượt quá 80%, những thay đổi về cảm quan và kết cấu không mong muốn sẽ xảy ra (Parry, 1993).
