Sử dụng kĩ thuật MAP trong chế biến tối thiểu

Chương 2 Kỹ thuật MAP
2.4 Sử dụng kỹ thuật MAP trong chế biến tối thiểu, [2, 6, 17, 24,
27, 30]
Bao gói trong khí quyển điều chỉnh (Modified atmosphere packaging, MAP) hiện là một trong
những kỹ thuật chế biến tối thiểu quan trọng và hứa hẹn sự phát triển mạnh trong tương lai cho
việc sản xuất ra các sản phẩm thực phẩm ăn liền có chất lượng cao, giữ được các giá trò dinh
dưỡng và cảm quan ban đầu của thực phẩm.
2.4.1. Đònh nghóa kỹ thuật MAP:
 Bao gói trong khí quyển điều chỉnh (MAP) là phương pháp bảo quản thực phẩm được thực
hiện bằng cách sử dụng màng bao để bao gói thực phẩm với thành phần khí quyển trong
màng bao đã được thay đổi và không có sự kiểm soát điều chỉnh nào trong suốt thời gian
bảo quản.
 Theo đònh nghóa của Young và cộng sự (1988) thì đây là phương pháp bảo quản thực
phẩm bằng cách bao gói thực phẩm trong một loại bao bì có tính ngăn thấm khí chọn lọc
với môi trường khí quyển trong bao bì đã được thay đổi để giảm tốc độ hô hấp, hạn chế
sự phát triển của vi sinh vật và giảm sự hư hỏng do enzym, nhằm mục đích kéo dài thời
gian bảo quản sản phẩm.
 Kỹ thuật MAP bao gồm kỹ thuật bao gói chân không (Vacuum packaging, VP), Bao gói
bằng khí quyển điều chỉnh cân bằng (Equilibrium modified-atmosphere packaging,
EMAP), Bao gói bằng khí quyển điều chỉnh thụ động (Passive modified atmosphere
pakaging, PMAP).
 Nguyên tắc: Thay đổi thành phần khí quyển bao quanh thực phẩm với mục đích hạn chế
hô hấp và hoạt động của vi sinh vật.
2.4.2 Ưu nhược điểm của kỹ thuật MAP.
 Ưu điểm :
 Thời gian bảo quản có thể tăng lên đến 4 lần so với sản phẩm không xử lý hay bao gói
(phụ thuộc loại thực phẩm bao gói, chất lượng ban đầu của thực phẩm, thành phần hỗn
hợp khí sử dụng, thời gian, nhiệt độ bảo quản, điều kiện vệ sinh…)
 Tổn thất về khối lượng giảm (do giảm sự mất nước gây ra bởi quá trình hô hấp)
SV: Võ Thò Thu Hằng 51 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Chương 2 Kỹ thuật MAP

 Sản phẩm giữ được độ tươi.
 Ít hoặc không cần dùng chất bảo quản.
 Có thể tránh được tổn thương lạnh ở một số loại rau quả khi áp dụng phương pháp bảo
quản lạnh.
 Có thể hạn chế được sự phát triển của vi sinh vật và các loài côn trùng.
 Có thể phân phối sản phẩm đi các nơi xa hơn, giảm chi phí phân phối.
 Tăng tính thẩm mỹ trong trưng bày, sản phẩm được nhìn thấy rõ ràng và toàn bộ.
 Nhược điểm :
 Cần phải kiểm soát nhiệt độ (nhiệt độ bao gói, nhiệt độ bảo quản)
 Đối với từng loại sản phẩm khác nhau thì sẽ có một công thức khí khác nhau.
 Có thể gây những tổn hại sinh lý của một số loại rau quả như tạo những vết đen ở khoai
tây
 Nồng độ CO
2
cao có thể ảnh hưởng đến chất lượng rau quả như sự xuất hiện màu nâu khi
CO
2
đạt 10%, tạo vết chấm bầm hoặc tăng độ bột trên một số giống táo, gây hư hỏng, sinh
vò lạ cho một số loại rau như súplơ, xà lách, đậu.
 Nồng độ O
2
quá thấp sẽ dẫn tới sự hô hấp yếm khí ở thực vật: làm biến mùi, làm biến đổi
quá trình chín.
 Nguyên liệu đem bao gói đòi hỏi phải có chất lượng cao thì áp dụng kỹ thuật MAP mới có
hiệu quả.
 Đòi hỏi thiết bò đặc biệt và phải có công tác huấn luyện.
 Sản phẩm sẽ không an toàn khi bao bì bò bẹp dúm, thủng.
 Giá thành cao.
2.4.3 Các chất khí được sử dụng trong kỹ thuật MAP:
 Có 3 khí chủ yếu được sử dụng trong kỹ thuật MAP là O

2
, CO
2
, N
2
. Việc lựa chọn
các thành phần khí phụ thuộc rất nhiều vào thực phẩm được bao gói. Môi trường khí
được tạo ra bên trong bao gói phải đáp ứng được sự cân bằng giữa việc kéo dài sự
sống và các đặc tính cảm quan tối ưu của thực phẩm. Ngoài ra, một số khí khác cũng
được sử dụng là: khí trơ (He, Ar, Xe và Ne), CO và SO
2
.
SV: Võ Thò Thu Hằng 52 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Chương 2 Kỹ thuật MAP
 Khí CO
2
:
 Khí CO
2
là một khí không màu, có mùi hăng nhẹ ở nồng độ rất cao. Nó là một chất khí
gây ngạt và có tính ăn mòn nhẹ trong môi trường ẩm. CO
2
dễ dàng tan trong nước
(1.73g CO
2
/kg H
2
O ở 100KPa, 20
0
C; 3.38g CO

2
/kg H
2
O ở 100KPa, 0
0
C) để tạo ra acid
cacbonic (H
2
CO
3
) làm tăng nồng độ acid trong dung dòch và làm giảm pH. Khí này
cũng hòa tan trong chất béo và một vài hợp chất hữu cơ khác. CO
2
hấp thụ vào trong
các mô cơ của cá, làm giảm pH. Trong kỹ thuật MAP, sự hấp thụ của CO
2
phải được
kiểm soát cẩn thận để ngăn ngừa sự giảm áp suất xuống quá thấp dẫn đến bẹp dúm
bao bì. Nitơ thường được thêm vào để ngăn ngừa hiện tượng đó.
 Nhiệt độ giảm làm cho sự hòa tan của CO
2
tăng lên.Vì lý do này, hoạt tính chống vi
sinh vật của CO
2
có hiệu quả ở nhiệt độ nhỏ hơn 10
0
C hơn là ở 15
0
C hoặc cao hơn.
Điều này rất có ý nghóa trong kỹ thuật MAP.

 Cơ chế tác động lên vi sinh vật của CO
2
:
♦ Làm giảm pH của môi trường nội bào theo phản ứng sau:
CO
2
+ H
2
O H
2
CO
3
HCO
3
-
+ H
+
Do đó ức chế một số phản ứng do enzym xúc tác.
♦ Tác dụng với màng tế bào, làm ảnh hưởng tới trạng thái của màng tế bào hay
tới protein trên màng tế bào, làm rối loạn quá trình trao đổi chất qua màng tế
bào.
 Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả tác động của CO
2
.
♦ Nồng độ CO
2
: Vi sinh vật hiếu khí thường bò nhạy cảm với nồng độ CO
2
cao
hơn vi sinh vật kò khí và yếm khí không bắt buộc.

♦ Nhiệt độ: ở nhiệt độ thấp, độ hoà tan của khí CO
2
tăng, do vậy tác dụng ức chế
đối với vi sinh vật sẽ lớn hơn.
♦ pH ảnh hưởng tới sự phân ly của CO
2
trong nước.
pH < 6.37: CO
2
, 6.37<pH<8 : HCO
3
-
, pH > 8 : CO
3
2-
♦ nh hưởng của môi trường: nồng độ của CO
2
giảm theo sự giảm của hoạt độ
nước (a
w
) trong môi trường.
SV: Võ Thò Thu Hằng 53 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Chương 2 Kỹ thuật MAP
 Khí O
2
:
 Khí O
2
là một khí không màu, không mùi, có hoạt tính cao và duy trì sự cháy. Nó hòa
tan rất ít trong nước (0.04g O

2
/kg H
2
O ở 100Kpa, 20
0
C). O
2
tham gia vào một số phản
ứng làm hư hỏng thực phẩm: phản ứng oxi hóa chất béo, phản ứng hóa nâu và phản
ứng oxi hóa các chất màu. Hầu hết các vi sinh vật gây hỏng sản phẩm đều cần O
2
cho
sự phát triển. Do đó để kéo dài sự sống cho thực phẩm thì bên trong bao gói nên chứa
đựng một hàm lượng thấp O
2
tới mức có thể. Tuy nhiên cũng chú ý rằng, hàm lượng O
2
thấp cũng sẽ ảnh hưởng đến chất lượng và sự an toàn của thực phẩm, ví dụ: sự già hoá
của rau trái (rụng lá, biến màu..), sự phát triển của vi sinh vật yếm khí…
 nh hưởng của O
2
tới vi sinh vật theo cơ chế:
♦ Sản sinh ra gốc tự do superoxid theo cơ chế:
O
2
+ e
-

+ H
+

HO
2
.

.
O
2
-
+ H
+
.
O
2
-
+
.
O
2
-


+ H
+
H
2
O
2
+ O
2
H

2
O
2
+
.
O
2
-
O
2
+ OH
-
+ OH
.
♦ Các gốc tự do này sẽ gây ra phản ứng oxi hoá lipid trong màng tế bào
 Những vi sinh vật hiếu khí có khả năng chống lại tác hại của oxy do có enzyme
catalase hoặc peroxidase phân huỷ H
2
O
2
thành những chất không độc, bền vững theo
cơ chế:
♦ Catalase: 2H
2
O
2
O
2
+ 2H
2

O
♦ Peroxidase: AH
2
+ H
2
O
2
A + 2H
2
O
 Những vi sinh vật kò khí không có cơ chế bảo vệ khỏi tác hại của oxy do không có các
enzym trên.
 Khí N
2
:
Khí N
2
là một khí không màu, không mùi, không vò và gần như trơ về mặt hoá học . Nó có
tỷ trọng thấp hơn không khí, không duy trì sự cháy, hòa tan rất ít trong nước (0.018g/Kg ở
100KPa, 20
0
C) và trong những chất khác có trong thực phẩm. N
2
ức chế sự phát triển của vi sinh
vật hiếu khí, do đó nó ngăn chặn sự hư hỏng do VSV này gây ra. Tuy nhiên, nó lại không ngăn
chặn sự phát triển của VSV kỵ khí. Nhờ tính hòa tan thấp trong nước, N
2
được sử dụng như một
chất khí độn để giúp cho bao gói tránh bò bẹp dúm thường xảy ra khi CO
2

bò hòa tan nhiều.
Khí CO:
SV: Võ Thò Thu Hằng 54 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Chương 2 Kỹ thuật MAP
Khí CO là một khí không màu, không mùi, không vò. Nó rất hoạt động về mặt hóa học và
có khả năng cháy. Nó không tan trong nước nhưng lại tan tốt trong một số dung môi hữu cơ. CO
được nghiên cứu cho kỹ thuật MAP của thòt và được cho phép ở Mỹ để ngăn ngừa sự hóa nâu của
rau diếp đã bao gói. Sự ứng dụng của CO còn bò hạn chế nhiều bởi vì nó độc và có thể tạo với
không khí một hỗn hợp gây nổ.
 Bổ sung CO vào khí quyển điều chỉnh có ưu nhược điểm là:
♦ Ưu điểm:
 c chế sự oxi hoá, sự hoá nâu, giữ màu cho sản phẩm thòt cá do CO tác
dụng với Myoglobin tạo thành phức CO-Mb, ngăn cản sự tiếp xúc giữa
myoglobin và O
2,
do đó hạn chế sự oxi hoá không thuận nghòch của
myoglobin thành metmyoglobin có màu nâu.
 c chế sự phát triển của vi sinh vật.
♦ Nhược điểm:
 Làm trầm trọng thêm một số khuyết tật sinh lý của sản phẩm thực vật.
 Độc hại đối với người và dễ cháy nổ ở nồng độ (12.5-74.2%)
Khí trơ:
Khí trơ là những khí không hoạt động. Ngày nay, những khí này cũng được ứng dụng trong
một số loại thực phẩm. Tuy nhiên, việc sử dụng khí N
2
vẫn mang lại nhiều lợi điểm hơn.
Hỗn hợp khí:
 Trong kỹ thuật MAP thường hay sử dụng hỗn hợp của các khí trên với những thành
phần khác nhau.
 Mỗi loại thực phẩm đòi hỏi một công thức hỗn hợp khí khác nhau. Có thể chia hỗn hợp

khí ra làm nhiều loại, phụ thuộc vào nguyên nhân gây hư hỏng sản phẩm.
♦ Nếu nguyên nhân chính gây hư hỏng thực phẩm là do vi sinh vật thì nồng độ
CO
2
sử dụng sẽ cao tới mức có thể được. Hạn chế của CO
2
khi nồng độ cao là
có thể làm cho bao bì bò bẹp dúm, hấp thụ và cố đònh trong các tế bào của thực
phẩm, làm tăng độ chua và gây thay đổi vò. Thường sử dụng là hỗn hợp khí
gồm 30-60% CO
2
và 40-70% N
2
.
♦ Nếu nguyên nhân chính gây hư hỏng thực phẩm là do hoạt động oxi hoá thì
hỗn hợp khí phải không có mặt O
2
. Tuỳ thuộc vào loại sản phẩm mà hỗn hợp
khí có thể 100%N
2
(hoặc chân không) hoặc gồm CO
2
/N
2
cho những thực phẩm
nhạy cảm với O
2
. Đối với thực phẩm còn khả năng hô hấp thì nồng độ CO
2
quá

SV: Võ Thò Thu Hằng 55 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Chương 2 Kỹ thuật MAP
cao hoặc nồng độ O
2
quá thấp đều không phù hợp. Thường sử dụng hỗn hợp
khí gồm 5% CO
2
và 5% O
2
kết hợp với vật liệu làm bao bì có tính thấm chọn
lọc cao.
2.4.4. Phương thức đóng gói thực phẩm trong kỹ thuật MAP:
Dùng buồng hút chân không:
- Loại máy này sử dụng bao dạng màng và dùng kỹ thuật hút chân không để thay đổi thành
phần không khí.
- Thường được sử dụng cho những loại sản phẩm bao gói có kích thước nhỏ gọn .
- Sản phẩm bao gói được đặt vào trong một túi nhỏ có dạng màng bao và được đặt vào
trong buồng.
- Đóng nắp lại, sau đó cho máy hoạt động hút không khí cả ở trong túi lẫn phần không khí
trong buồng .
- Bơm vào túi hỗn hợp khí đã được điều chỉnh thành phần .
- Sau đó, hàn kín miệng túi bằng nhiệt.

Hình 2.15: Đóng gói dùng buồng hút chân không
Phương thức sử dụng ống hút khí:
- Sản phẩm được cho vào túi và được đặt vào vò trí hàn miệng bao, sau đó người ta đặt hai
ống hút khí vào hút chân không và cho hỗn hợp khí mong muốn vào trong túi rồi hàn
miệng bao lại.
- Dụng cụ này được sử dụng đóng gói cho những sản phẩm sản xuất ở qui mô nhỏ.
SV: Võ Thò Thu Hằng 56 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt

Chương 2 Kỹ thuật MAP
Hình 2.16: Đóng gói sử dụng ống hút khí
Kiểu đóng gói sản phẩm đặt trên những khay:
- Sản phẩm được đặt trên các khay, không khí bên trong sẽ được hút ra ngoài sau đó hỗn hợp
không khí có thành phần mong muốn sẽ được bơm vào và hàn kín miệng bao lại.
- Phương thức đóng gói này được điều khiển tự động, thường được dùng để đóng gói trên một dây
chuyền vì vậy mà có thể áp dụng ở nhiều nhà máy, xí nghiệp lớn.
Hình 2.17: Đóng gói sản phẩm trên khay
2.4.5 Các loại bao bì sử dụng trong MAP, [2]
o Trong thời gian bảo quản, thành phần khí quyển trong bao bì sẽ thay đổi phụ thuộc
vào tính thẩm thấu của vật liệu bao bì, hoạt động của vi sinh vật và hoạt động hô
hấp của sản phẩm (trừ sản phẩm không còn khả năng hô hấp).
o Hai thông số kỹ thuật quan trọng của bao bì sử dụng trong kỹ thuật MAP là độ
thấm khí và độ thấm hơi nước. Dựa trên tính chất chống thấm O
2
, vật liệu bao gói
thường được phân thành các loại sau:
SV: Võ Thò Thu Hằng 57 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Chương 2 Kỹ thuật MAP
 Độ chống thấm khí thấp >300 ml/m
2
 Độ chống thấm khí trung bình 50 - 300 ml/m
2
 Độ chống thấm khí cao 10 - 50 ml/m
2
 Độ chống thấm khí siêu cao <10 ml/m
2
Yêu cầu đối với vật liệu làm bao bì : có độ thấm khí phù hợp, trong suốt, dễ hàn nhiệt và
chống sương đọng.
Một số màng được dùng để bao gói rau quả trong MAP:

Màng plastic:
LDPE (linear low density polyethylene)
- Là màng polyethylene có tỷ trọng thấp được sản xuất bằng phương pháp trùng hợp khí
ethylene C
2
H
4
- Tỷ trọng : 0,91 ÷ 0,925 g/cm
3
- Đặc tính :
• Trong suốt, hơi có ánh mờ, có bề mặt bóng láng, mềm dẻo
• T
nc
= 85 ÷ 93
0
C
• Bền cơ học cao dưới tác dụng của axít, kiềm,dung dòch muối vô cơ
• Bò hư hỏng khi tiếp xúc với các dung môi hữu cơ và các chất tẩy như H
2
O
2
, HClO
• Chống thấm O
2
, CO
2
kém
• Chống thấm nước và hơi nước tốt
• Dùng để bao gói rau, quả tươi sống bảo quản theo phương pháp ức chế hô hấp rất
hiệu quả và kinh tế.

PVC (polyvinylclorua)
- Là loại màng được sản xuất bằng phương pháp trùng hợp các monomer vinylcloride, ở áp
suất thấp, ở khoảng nhiệt độ không cao.
- Tỷ trọng : 1,4 g/cm
3
- Đặc tính :
• Chống thấm hơi và nước kém hơn PE
• Chống thấm khí và chống thấm dầu mỡ cao
• Không bò hư hỏng bởi axit và kiềm
• Bò phá hủy bởi các dung môi hữu cơ
• Làm màng co vì có tính khá mềm dẻo để bao bọc các loại rau quả tươi sống
SV: Võ Thò Thu Hằng 58 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt
Chương 2 Kỹ thuật MAP
EVA (ethylene vinyl acetat)
- Là loại màng được sản xuất bằng phương pháp đồng trùng hợp ethylene và vinyl acetat
- Loại màng EVA có tỉ lệ VA khoảng 7 ÷ 8% thì có tính chất giống LDPE, VA khoảng 15 ÷
20% thì khá giống PVC nhưng dẻo dai hơn được dùng làm màng co.
- Đặc tính :
• Mềm dẻo
• Độ bền cơ học cao hơn LDPE
• Tính chống thấm hơi nước và khí thấp hơn LDPE
OPP (oriented polypropylen)
- Là màng polypropylen cải tiến
- Tỷ trọng : 0,902 ÷ 0,907 g/cm
3
- Đặc tính :
• Trong suốt và bóng bề mặt
• Độ bền cơ học cao
• Chống thấm khí và hơi nước tốt
- Một số loại thực phẩm như rau xà lách, nấm rơm, bông cải xanh… cần được đóng bao bì có

bơm khí, với bao bì làm bằng vật liệu plastic OPP.
Polyamide (nylon)
- Là một loại plastic tạo ra từ phản ứng trùng ngưng của một loại axit hữu cơ và một amin
- Đặc tính :
• Bền cơ học, trong suốt,có độ bóng bề mặt cao, mềm dẻo
• Không bò tác động bởi axit và kiềm yếu nhưng bò hư hỏng khi tiếp xúc với axit và
kiềm nồng độ cao
• Tính chống thẩm thấu khí hơi rất tốt (thường được sử dụng làm bao bì đóng gói
chân không)
SV: Võ Thò Thu Hằng 59 GVHD: Thầy Lại Quốc Đạt