Atmosphère modifiée - Modified atmosphere

Tester l'atmosphère dans un sac plastique de carottes

L'atmosphère modifiée est la pratique consistant à modifier la composition de l'atmosphère interne d'un emballage (généralement des emballages alimentaires, des médicaments, etc.) afin d'améliorer la durée de conservation . Le besoin de cette technologie pour les aliments découle de la courte durée de conservation des produits alimentaires tels que la viande, le poisson, la volaille et les produits laitiers en présence d'oxygène. Dans les aliments, l'oxygène est facilement disponible pour les réactions d' oxydation des lipides . L'oxygène aide également à maintenir des taux de respiration élevés des produits frais, ce qui contribue à raccourcir la durée de conservation. D'un point de vue microbiologique, l'oxygène favorise la croissance de micro-organismes aérobies d' altération . Par conséquent, la réduction de l'oxygène et son remplacement par d'autres gaz peuvent réduire ou retarder les réactions d'oxydation et la détérioration microbiologique. Les piégeurs d'oxygène peuvent également être utilisés pour réduire le brunissement dû à l'oxydation des lipides en arrêtant le processus chimique auto-oxydant. En outre, MAP modifie l'atmosphère gazeuse en incorporant différentes compositions de gaz.

Le processus de modification abaisse généralement la quantité d' oxygène (O 2 ) dans l'espace libre de l'emballage. L'oxygène peut être remplacé par de l' azote (N 2 ), un gaz relativement inerte, ou du dioxyde de carbone (CO 2 ).

Une atmosphère stable de gaz à l'intérieur de l'emballage peut être obtenue en utilisant des techniques actives, telles que le balayage de gaz et le vide compensé, ou de manière passive en concevant des films «respirants».

Histoire

Les premiers effets bénéfiques enregistrés de l'utilisation d'une atmosphère modifiée remontent à 1821. Jacques Etienne Bérard, professeur à l'École de pharmacie de Montpellier, en France, a signalé un retard de maturation des fruits et une durée de conservation accrue dans des conditions de stockage à faible teneur en oxygène. Le stockage sous atmosphère contrôlée (CAS) a été utilisé à partir des années 1930 lorsque les navires transportant des pommes et des poires fraîches avaient des niveaux élevés de CO 2 dans leurs salles de stockage afin d'augmenter la durée de conservation du produit. Dans les années 1970, les emballages MA sont arrivés dans les magasins lorsque le bacon et le poisson étaient vendus dans des emballages de détail au Mexique. Depuis lors, le développement a été continu et l'intérêt pour le MAP s'est accru en raison de la demande des consommateurs.

Théorie

L'atmosphère au sein de l'emballage peut être modifiée passivement ou activement. Dans les emballages passifs sous atmosphère modifiée (MAP), la concentration élevée de CO 2 et les faibles niveaux d' O 2 dans l'emballage sont obtenus au fil du temps en raison de la respiration du produit et des taux de transmission de gaz du film d'emballage. Cette méthode est couramment utilisée pour les fruits et légumes frais qui respirent. La réduction de l'O 2 et l'augmentation du CO 2 ralentissent la fréquence respiratoire, conservent l'énergie stockée et prolongent ainsi la durée de conservation . D'autre part, l'AMM active implique l'utilisation de systèmes actifs tels que les capteurs ou émetteurs d' O 2 et de CO 2 , les absorbeurs d'humidité, les capteurs d'éthylène, les émetteurs d'éthanol et le balayage de gaz dans le film ou le conteneur d'emballage pour modifier l'atmosphère à l'intérieur du colis.

Le mélange de gaz retenu pour un emballage MA dépend du type de produit, des matériaux d'emballage et de la température de stockage. L'atmosphère dans un paquet de MA se compose principalement de quantités ajustées de N 2 , O 2 et CO 2. Réduction de O 2 favorise retard dans les réactions de détérioration dans les aliments tels que l' oxydation des lipides , des réactions de brunissement et la croissance d'organismes d' altération. De faibles niveaux d' O 2 de 3 à 5 % sont utilisés pour ralentir le taux de respiration des fruits et légumes. Dans le cas de la viande rouge, cependant, des niveaux élevés d'O 2 (∼ 80 %) sont utilisés pour réduire l'oxydation de la myoglobine et maintenir une couleur rouge vif attrayante de la viande. L'amélioration de la couleur de la viande n'est pas requise pour le porc, la volaille et les viandes cuites; par conséquent, une concentration plus élevée de CO 2 est utilisée pour prolonger la durée de conservation. Des niveaux supérieurs à 10 % de CO 2 sont phytotoxiques pour les fruits et légumes, le CO 2 est donc maintenu en dessous de ce niveau. Le N 2 est principalement utilisé comme gaz de remplissage pour empêcher l'effondrement de l'emballage. En outre, il est également utilisé pour empêcher le rancissement oxydatif dans les produits emballés tels que les collations en déplaçant l'air atmosphérique, en particulier l'oxygène, prolongeant ainsi la durée de conservation. L'utilisation de gaz rares tels que l' hélium (He), l' argon (Ar) et le xénon (Xe) pour remplacer le N 2 en tant que gaz d'équilibrage dans le MAP peut également être utilisé pour préserver et prolonger la durée de conservation des fruits et légumes frais et peu transformés. . Leurs effets bénéfiques sont dus à leur plus grande solubilité et diffusivité dans l'eau, ce qui les rend plus efficaces pour déplacer l'O 2 des sites cellulaires et des récepteurs enzymatiques de l'O 2 .

Il y a eu un débat concernant l'utilisation du monoxyde de carbone (CO) dans l'emballage de la viande rouge en raison de son effet toxique possible sur les travailleurs de l'emballage. Son utilisation entraîne une couleur rouge plus stable de la carboxymyoglobine dans la viande, ce qui soulève une autre préoccupation selon laquelle elle peut masquer les signes de détérioration du produit.

Effet sur les micro-organismes

Des concentrations faibles en O 2 et élevées en CO 2 dans les emballages sont efficaces pour limiter la croissance des bactéries Gram négatives, des moisissures et des micro-organismes aérobies, tels que Pseudomonas spp. Une teneur élevée en O 2 combinée à une teneur élevée en CO 2 pourrait avoir des effets bactériostatiques et bactéricides en supprimant les aérobies par une teneur élevée en CO 2 et les anaérobies par une teneur élevée en O 2 . Le CO 2 a la capacité de pénétrer la membrane bactérienne et d'affecter le pH intracellulaire. Par conséquent, la phase de latence et le temps de génération des micro-organismes d'altération sont augmentés, ce qui prolonge la durée de conservation des aliments réfrigérés. Étant donné que la croissance des micro-organismes d'altération est supprimée par la MAP, la capacité des agents pathogènes à se développer est potentiellement augmentée. Les micro-organismes qui peuvent survivre dans un environnement pauvre en oxygène tels que Campylobacter jejuni , Clostridium botulinum , E. coli , Salmonella , Listeria et Aeromonas hydophila sont une préoccupation majeure pour les produits emballés MA. Les produits peuvent sembler acceptables d'un point de vue organoleptique en raison de la croissance retardée des micro-organismes d'altération, mais peuvent contenir des agents pathogènes nocifs . Ce risque peut être minimisé par l'utilisation d'obstacles supplémentaires tels que le contrôle de la température (maintenir la température en dessous de 3 degrés C), la réduction de l'activité de l'eau (moins de 0,92), la réduction du pH (en dessous de 4,5) ou l'ajout de conservateurs tels que le nitrite pour retarder l'activité métabolique et croissance des agents pathogènes.

Matériaux d'emballage

Les films flexibles sont couramment utilisés pour des produits tels que les produits frais, les viandes, le poisson et le pain, car ils offrent une perméabilité appropriée aux gaz et à la vapeur d'eau pour atteindre l'atmosphère souhaitée. Les barquettes préformées sont formées et envoyées à l'installation d'emballage alimentaire où elles sont remplies. L'espace de tête de l'emballage subit alors une modification et un scellement. Les barquettes préformées sont généralement plus flexibles et permettent une plus large gamme de tailles par rapport aux matériaux d'emballage thermoformés, car différentes tailles et couleurs de barquettes peuvent être manipulées sans risque d'endommager l'emballage. L'emballage thermoformé est cependant reçu dans l'installation d'emballage alimentaire sous forme de rouleau de feuilles. Chaque feuille est soumise à la chaleur et à la pression, et est formée au poste d'emballage. Après le formage, l'emballage est rempli du produit, puis scellé. Les avantages des matériaux d'emballage thermoformés par rapport aux barquettes préformées sont principalement liés aux coûts : les emballages thermoformés utilisent 30 à 50 % de matière en moins, et ils sont transportés sous forme de rouleaux de matériau. Cela se traduira par une réduction significative des coûts de fabrication et de transport.

Lors de la sélection de films d'emballage pour la MAP des fruits et légumes, les principales caractéristiques à prendre en compte sont la perméabilité aux gaz, le taux de transmission de la vapeur d'eau, les propriétés mécaniques, la transparence, le type d'emballage et la fiabilité du scellage. Les films d'emballage traditionnellement utilisés comme le LDPE ( polyéthylène basse densité), le PVC (polychlorure de vinyle), l' EVA (éthylène-acétate de vinyle) et l'OPP ( polypropylène orienté ) ne sont pas assez perméables pour les produits hautement respirants comme les produits frais, les champignons et le brocoli. Les fruits et légumes étant des produits respirables, il est nécessaire de transmettre des gaz à travers le film. Les films conçus avec ces propriétés sont appelés films perméables . D'autres films, appelés films barrières, sont conçus pour empêcher les échanges de gaz et sont principalement utilisés avec des produits non respirants comme la viande et le poisson.

Les films MAP développés pour contrôler le niveau d'humidité ainsi que la composition du gaz dans l'emballage scellé sont bénéfiques pour le stockage prolongé des fruits, légumes et herbes frais sensibles à l'humidité. Ces films sont communément appelés films d' emballage sous atmosphère modifiée/humidité modifiée (MA/MH).

Équipement

Lors de l'utilisation de machines d'emballage form-fill-seal, la fonction principale est de placer le produit dans une poche souple adaptée aux caractéristiques souhaitées du produit final. Ces sachets peuvent être préformés ou thermoformés. Les aliments sont introduits dans la poche, la composition de l'atmosphère de l'espace de tête est modifiée à l'intérieur de l'emballage ; il est ensuite thermoscellé. Ces types de machines sont généralement appelés coussins d'emballage, qui forment, remplissent et scellent horizontalement ou verticalement le produit. Les machines d'emballage form-fill-seal sont généralement utilisées pour les opérations à grande échelle.

En revanche, les machines à cloche sont utilisées pour les processus par lots. Une enveloppe préformée remplie est remplie du produit et introduite dans une cavité. La cavité est fermée et le vide est ensuite tiré sur la chambre et l'atmosphère modifiée est insérée à volonté. Le scellage de l'emballage se fait à l'aide de barres de scellage chauffées, puis le produit est retiré. Ce processus par lots est laborieux et nécessite donc une période de temps plus longue ; cependant, il est relativement moins cher que les machines d'emballage qui sont automatisées.

De plus, les machines à tuba sont utilisées pour modifier l'atmosphère à l'intérieur d'un emballage une fois que la nourriture a été remplie. Le produit est placé dans le matériau d'emballage et positionné dans la machine sans avoir besoin d'une chambre. Une buse, qui est le tuba, est ensuite insérée dans le matériau d'emballage. Il fait le vide puis injecte l'atmosphère modifiée dans l'emballage. La buse est retirée et l'emballage est scellé à chaud. Cette méthode convient aux opérations en vrac et à grande échelle.

Des produits

De nombreux produits tels que la viande rouge, les fruits de mer, les fruits et légumes peu transformés, les salades, les pâtes, le fromage, les produits de boulangerie, la volaille, les charcuteries, les plats cuisinés et les aliments séchés sont emballés sous AMM. Un résumé des mélanges gazeux optimaux pour les produits MA est présenté dans le tableau suivant.

Emballage sous atmosphère modifiée pour différents produits alimentaires et mélanges gazeux optimaux

Produit Oxygène (%) Gaz carbonique (%) Azote (%)
Viande rouge 80 - 85 15 -
la volaille - 25 75
Poisson - 60 40
Les fromages - 100 -
Pain - 70 30
pâtes fraîches - - 100
Fruits et légumes 3 - 5 3 - 5 85 - 95

Voir également

Citations

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