Đề tài Công nghệ bao gói thịt

ạnh bên trong của sản phẩm và nhiệt độ của sản phẩm trong suốt quá trình bảo quản và phân phối. Ngoài ra sự thay đổi nhiệt độ cũng làm ảnh hưởng đến lượng oxy thấm qua, sự phát triển vi sinh vật, sự phá hủy màu cũng tăng. Khả năng thấm oxy qua lớp màng bao bì cũng giảm thiểu rõ rệt khi có sự ảnh hưởng của nhiệt độ. Tuy nhiên, quá trình thấm bị ảnh hưởng nhiều nhất xung quanh điểm đông đặc của nước. Tại nhiệt độ bảo quản dưới 0oC (sub-zero temperature), khả năng thấm qua các lớp bao bì khác nhau thì bị giảm đột ngột (Hình 8), nguyên nhân là do sự liên kết của nước đá với lớp màng (Lambden et al., 1985). Trên thực tế, lượng oxy lưu thông ở nhiệt độ dưới 0oC không thể dự đoán chính xác từ các dữ liệu được cung cấp ở nhiệt độ cao hơn. Một sự thay đổi nhỏ về nhiệt dưới 0oC cũng có thể làm thay đổi khả năng thấm của các lớp màng bao bì. Bảng 11 Yêu cầu về khả năng thấm khí oxy của vật liệu bao gói đối với các phương pháp bao gói khác nhau Ở nhiệt độ lạnh, mức độ phát triển của vi khuẩn chịu lạnh tỷ lệ nghịch với sự giảm nhiệt độ. Nhiệt độ bảo quản tối ưu cho các sản phẩm thịt ướp lạnh là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó sản phẩm không bị đóng băng. Trong khoảng nhiệt độ lạnh (-2.0 đến 5.0 oC), thời gian bảo quản các sản phẩm thịt bao gói giảm khoảng 10% cho mỗi 1oC khi mà nhiệt độ sản phẩm vượt quá nhiệt độ tối ưu (-1.5oC). 3. Môi trường con người Có sự tương tác giữa con người và bao bì, bao gồm cả sự quản lý của các quy định về thực phẩm và ngừơi tiêu dùng. Vật liệu đóng gói phải được phê duyệt và ghi nhãn thích hợp đảm bảo yêu cầu vệ sinh thực phẩm và đáp ứng yêu cầu của người tiêu dùng. Yêu cầu chức năng của bao bì phải thõa mãn về mặt tâm lý của người tiêu dùng như: sự nhận thức, sự công nhận và sự yêu thích sản phẩm. V. PHƯƠNG PHÁP ĐÓNG GÓI 1. Phương pháp bao gói có tính năng bảo quản không cao (Nonpreservative Packaging) Đây là loại bao bì chủ yếu nhằm ngăn cản sự mất nước và môi trường bên trong và bên ngoài bao bì là không khác nhau nhiều. Do đó nếu không có sự ngăn chặn vi sinh vật bởi quá trình lạnh, lạnh đông thì sản phẩm thịt rất dể bị hư hỏng. Phương pháp bao gói này ngăn cản sự mất nước, bao gói được các sản phẩm có khối lượng nhỏ phù hợp với nhu cầu người tiêu thụ nhưng thời gian bảo quản ngắn. Wrapper Là loại bao bì dẻo đơn giản nhất, trong đó một tấm nhựa được phủ hết một lượng sản phẩm thịt, bao gói như thế này thường không được hàn kín. Hình 9 Bao bì Wrapper 1.2 Overwrapped trays Overwrapped trays được sử dụng rộng rãi trong siêu thị dùng để bao gói các sản phẩm thịt và gia cầm tươi. Thịt tươi được đặt trên một khay nhựa bán cứng sau đó sử dụng một màng plastic mỏng có độ thấm khí oxy cao phủ lên khay. Giống như wrapper, overwrapped tray không được hàn kín lại và vì tính thấm oxy cao nên đảm bảo cung cấp điều kiện hiếu khí xung quanh sản phẩm. Hình 10 Bao bì Overwrapped trays Phương pháp này không ngăn cản được sự hư hỏng do sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí đặc biệt là loài Pseudomonas có khả năng gây hư hỏng cao. Sự hư hỏng được nhận biết khi số lượng vi sinh vật tăng làm thay đổi màu sắc của sản phẩm, các sự thay đổi này phụ thuộc vào lượng vi sinh vật, thời gian và nhiệt độ lưu trữ. Thời gian bảo quản của các sản phẩm thịt bán lẻ thường ngắn do: trong quá trình bảo quản hoạt tính của enzyme metmyoglobin reductase dừng lại, một lượng lớn myoglobin bị oxy hóa thành metmyoglobin. Hoạt động của metmyoglobin reductase đòi hỏi một quá trình sinh hóa, trong thời gian dự trữ lượng enzyme dự phòng không đủ để đảo ngược quá trình tích lũy metmyoglobin dẫn đến kết quả là sự chuyển màu xảy ra nhanh hơn. Trong quá trình bảo quản với các bao bì chân không thịt sẽ phản ứng với lượng nhỏ oxy có thể thấm qua lớp màng làm cho thịt có màu đỏ tươi nhưng càng về sau thì sự gia tăng metmyoglobin càng rõ rệt làm thịt đổi màu từ đỏ tươi sang nâu nhưng thời gian chuyển màu cũng khá lâu. Một vấn đề khác là sự chuyển màu thành xanh hoặc xám của thịt (Bell et al, 1996) phát sinh sự rỉ dịch nguyên nhân do sự biến đổi chất béo trong quá trình bảo quản. Ban đầu là màu đỏ tươi, sau một thời gian myoglobin hay hemoglobin bị oxy hóa làm thịt chuyển sang màu nâu, rồi khi gặp ánh sáng mặt trời các chất này sẽ bị chuyển thành màu xanh lá cây hoặc màu xám một cách nhanh chóng. Phương pháp bảo hòa CO2 thì khả năng biến màu của sản phẩm thấp hơn so với phương pháp chân không (Bell at al, 1996). Loại bao bì có thể sử dụng bao gói các sản phẩm có khối lượng nhỏ phù hợp với nhu cầu người tiêu thụ. 1.3 Loose – fitting package Các túi nhựa Loose-fitting thường không được sử dụng cho các sản phẩm bán lẻ bởi vì sự trình bày không thu hút. Nó thường được dùng để đựng các sản phẩm lớn như các gia súc nguyên con (carcasses) và sản phẩm lạnh đông có khối lượng lớn. Loại này có thể được hàn kín , mức độ bảo vệ phụ thuộc vào độ thấm nước và khí của vật liệu bao bì. Hình 11 Túi nhựa Loose-fitting 2. Phương pháp bao gói có tính năng bảo quản cao (Preservative Packaging) Nhóm bao bì này được đặc trưng bởi khả năng kéo dài thời gian bảo quản các sản phẩm thịt bằng cách kiểm soát hoặc làm hạn chế sự phát triển của vi sinh vật. Điều này đạt được bằng cách tạo ra và duy trì một môi trường khác với điều kiện môi trường bên ngoài. Bao gói chân không Các sản phẩm bao gói được hút chân không và được hàn kín lại bằng nhiệt. Vật liệu bao bì phải có độ thấm oxy thấp để duy trì môi trường yếm khí. Bao bì chân không được sử dụng rộng rãi để bao gói trực tiếp các sản phẩm thịt. Ngày nay tại các điểm bán lẻ nó được sử dụng một cách hạn chế do sản phẩm bảo quản không hấp dẫn do thịt có màu đỏ tía, có sự rỉ dịch…Tuy nhiên đóng gói chân không được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm thịt thái miếng, khi đó màu sắc của thịt được giữ nguyên bằng cách kết hợp sử dụng nitrit và được bảo vệ bởi môi trường ít oxy. Trong bao gói chân không, hiệu quả bảo quản được thực hiện bằng cách duy trì một môi trường thiếu oxy quanh sản phẩm. Sản phẩm được bao khít với bao bì khi hút chân không. Thường áp suất chân không được sử dụng từ 0.8 – 0.9 atm, bao bì được hàn kín lại tại nhiệt độ 90oC trong 2-3 giây. Tuy nhiên nếu bao bì không khít hoàn toàn bề mặt sẽ làm giảm độ chân không và làm giảm tác dụng của phương pháp này trong việc kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Sự phát triển của lớp màng bao bì chân không làm cải thiện việc loại bỏ bớt lượng oxy trong khoảng trống bên trong lớp bao bì. Các bao bì này được đặt trong một buồng chân không, sau đó người ta rút chân không ở trong và bên ngoài lớp bao bì làm cho bao bì ôm sát bề mặt sản phẩm. Thật không may là tất cả các màng plastic trong suốt (transparent plastic barrier film) được dùng trong thương mại ngày nay có độ ngăn thấm khí thấp, nhưng chúng ta vẫn có thể đo được độ thấm oxy và CO2. Do đó, nồng độ O2 có trong bao bì chân không phải được xác định bằng sự cân bằng giữa lượng với lượng O2 khuếch tán qua lớp màng bao bì và lượng O2 được dùng bởi quá trình hô hấp của thịt hoặc vi sinh vật có trong thịt. Mối quan hệ giữa khả năng thấm khí oxy của màng bao gói chân không và thời gian bảo quản được thể hiện ở bảng sau: Bảng 12 Mối quan hệ giữa khả năng thấm khí oxy của màng bao gói chân không và thời gian bảo quản Từ bảng trên chúng ta có thể thấy lượng oxy thấm qua lớp màng của bao bì chân không tỷ lệ nghịch với thời gian bảo quản của sản phẩm cộng với sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến mức độ thẩm thấu của khí qua lớp màng (bảng 12). Do vậy, khi chúng ta tăng nhiệt độ bảo quản từ dưới 0oC đến trên 0oC sẽ có ảnh hưởng rất lớn đến thời gian lưu trữ sản phẩm. Hầu hết lượng khí oxy còn sót lại trong bao bì đều bị chuyển thành carbon dioxide do quá trình hô hấp của thịt. Sau 1 đến 2 ngày đóng gói, lượng khí chủ yếu trong bao bì phần lớn là khí nitơ nhưng có thể chứa tới 20% carbon dioxide, điều này đóng góp lớn vào quá trình bảo quản thực phẩm trong bao bì này (bảng 12). Việc bao gói bằng polyvinylidene chloride (PVDC) thì không đạt hiệu quả về khả năng chống thấm khí (thấm oxy và mất mát carbon dioxide) so với loại bao bì có tráng nhôm (foil laminate packaging). Màng plastic thì có khả năng thấm khí carbon dioxide gấp 4 lần so với thấm khí oxy, khi chúng ta dùng bao bì có tráng nhôm kết hợp với chất hấp thụ khí CO2 thì khả năng thoát khí CO2 trong bao bì ra ngoài giảm hẳn. Do đó, có thể xem phương pháp bao bì chân không như là một hình thức của phương pháp MAP với nồng độ CO2 cao. Tuy nhiên, do khả năng hòa tan của khí vào thịt và chất béo không rõ rằng nên phương pháp bao bì này khác với phương pháp bão hòa CO2. Bảng 13 Ảnh hưởng của bao bì, pH,carbon dioxide lên sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng trên thịt bò được bao gói chân không 2.2 Phương pháp khí quyển điều chỉnh (MAP) Trong phương pháp khí quyển điều chỉnh (MAP), môi trường khí xung quanh sản phẩm được thay đổi trước khi được hàn kín lại, sau đó nó dần dần thay đổi do sự tương tác của sản phẩm với bao bì. Đối với các sản phẩm thịt tươi, oxy được sử dụng với tỷ lệ cao trong phương pháp MAP (60% đến 80% O2, 20% đến 30% CO2 và N2 khoảng 20%). Lượng oxy cao nhằm đảm bảo màu đỏ tươi cùa thịt, CO2 góp phần vào việc ức chế vi sinh vật gây hư hỏng. Không giống như phương pháp Ovewrapped tray, màng bao bì được sử dụng là những loại có khả năng chống thấm khí cao để ngăn cản sự tiếp xúc với môi trường xung quanh. Tuy nhiên, lượng O2 có thể bị giảm do quá trình hô hấp và CO2 có khả năng hòa tan vào thịt, điều này trong một số trường hợp có thể làm cho bao bì bị xẹp xuống. Do đó việc duy trì môi trường trong bao bì là rất cần thiết, tỷ lệ giữa thể tích bao bì so với thể tích thịt không vượt quá khoảng 3 đến 1. Thời gian của một sản phẩm bảo quản lạnh bằng phương pháp MAP nằm trong khoảng 5 - 10 ngày, đây không phải là phương pháp dễ bảo quản thịt trong thời gian lâu, không gian đóng gói chiếm quá nhiều so với lượng thịt, xu hướng MAP thường được sử dụng cho các mặt hàng được bày bán. 2.2.1 Các loại khí dùng trong hệ thống MAP Có 3 khí quan trọng thường dùng trong phương pháp MAP 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 trong MAP khác với môi trường không khí xung quanh. Không khí bao gồm 0.03% carbon dioxide, 78% nitrogen và 21% oxygen. Tuy nhiên trong hệ thống MAP, không khí đựơc thay thế bằng hỗn hợp khí mà nó có hàm lượng cao hơn một hay nhiều khí này. Carbon monodioxide với hàm lượng 0,3% - 0,5% được dùng trong phương pháp MAP trên thịt bởi vì nó có khả năng hình thành và ổn định màu đỏ thu hút của thịt. Ngoài ra các khí như helium, argon, xenon, neon có thể được dùng trong phương pháp MAP. 2.2.1.1 Carbon dioxide Carbon dioxide là chất khí không màu với mùi hơi hăng cay (Mullan and McDowell 2003). Chất khí này tan trong nước và sinh ra carbonic acid làm giảm pH của dung dịch. Khí carbon dioxide có khả năng ức chế nhiều loại vi khuẩn đặc biệt là vi khuẩn gram âm, nên nó được đánh giá như là tác nhân chống vi sinh vật cơ bản trong hệ thống MAP. Tất nhiên sự thay thế oxygen bằng carbon dioxide sẽ ức chế sự phát triển của các vi khuẩn hiếu khí. Điều này được giả thiết rằng do khí carbon dioxide có khả năng xuyên qua màng tế bào và làm biến đổi pH bên trong của tế bào, vì vậy ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất (Dixon and Kell, 1989). Ảnh hưởng của carbon dioxide đến giá trị pH của thịt đóng góp vào sự ức chế vi sinh vật (Daniels, Krishnamurthi and Rizvi, 1985). Ở pH bình thường của thịt lượng carbon dioxide chuyển sang carbonic acid xấp xỉ 2% và làm giảm pH xuống khoảng 0,35 đơn vị (Daniel et at., 1985; Tan and Gill, 1982). Theo giả thiết khác khả năng ức chế vi sinh vật do carbon dioxide tác dụng trực tiếp lên hệ enzyme và làm thay đổi các tính chất cơ bản của protein (Dixon and Kell, 1989). Mặc dù cơ chế ức chế vi sinh vật của carbon dioxide không rõ ràng nhưng nó là nhân tố chống vi sinh vật hiệu quả. Carbon dioxide có khả năng hòa tan vào trong thịt và dung dịch nước. Khả năng hòa tan trong nước của nó cao hơn 30 lần khả năng hòa tan của oxygen và gấp 60 lần khả năng hòa tan của nitrogen (Gill, 1988). Khả năng hòa tan trong nước là cách để carbon dioxide hòa tan vào trong mô cơ của thịt. Với liên kết O=C=O với độ phân cực thấp, khí này có khả năng hòa tan trong các dung dịch không cực. Do đó carbon dioxide cũng tan trong béo và có độ hòa tan cao hơn oxygen và nitrogen. Vì vậy carbon dioxide có khả năng hòa tan trong mô cơ và mô mỡ của thịt. Sự hòa tan của carbon dioxide vào trong mô thịt làm cho bao bì bị xẹp và gây ra vẻ ngoài không thu hút và có nhiều đề nghị về lượng carbon dioxide thích hợp chẳng hạn từ 1-2L/kg thịt (Gill, 1988) hay 3L/kg thịt (Kropf, 2004). Khả năng hòa tan của carbon dioxide tăng khi nhiệt độ giảm và khả năng ức chế vi sinh vật carbon dioxide ở nhiệt độ dưới 10oC cao hơn khi được so sánh ở nhiệt độ 15oC hay cao hơn (Devlieghere et al. 1988; Devlieghere et al, 2001). 2.2.1.2 Nitrogen Nitrogen là khí trơ không màu, không mùi, không vị (Mullan and McDowell, 2003) và có hàm lượng thấp trong không khí, tan ít trong nước và chất béo. Nitrogen có tác động gián tiếp đến thời gian bảo quản sản phẩm bởi vì khi thay thế hoàn toàn oxygen bằng nitrogen nó hạn chế sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí. Bởi vì vi khuẩn hiếu khí là loài phát triển nhanh nhất mà tồn tại trong thịt tươi, nếu hạn chế được sự phát triển của loài này sẽ kéo dài được thời gian bảo quản. Tuy nhiên, nitrogen không tác động trực tiếp lên sự phát triển của vi sinh vật do đó nó không tác động lên vi khuẩn kị 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 Oxygen Oxygen là chất khí không màu, không mùi, không vị, có khả năng hòa tan thấp trong nước. Nó có liên quan đến nhiều phản ứng phá hủy làm giảm chất lượng sản phẩm. những phản ứng này bao gồm: oxy hóa chất béo, sự trở mùi, phản ứng hóa nâu và oxy hóa chất màu. Hàm lượng từ 65 - 80% trong MAP sẽ tạo ra oxymyoglobin tạo nên màu đỏ thu hút của sản phẩm (Kropf, 2004). Tuy nhiên oxygen cũng giúp tăng cường sự phát triển của các loài vi khuẩn kị khí, nên oxygen trong phương pháp MAP thường kết hợp với 20 - 25% carbon dioxide. Nên chú ý rằng thịt tươi thường bị phá hủy màu mong muốn khi hàm lượng oxygen thấp. Nếu áp suất riêng phần từ 5 - 10mmHg (trong không khí tới 159,2mmHg) sẽ chuyển đổi nhanh chất màu myoglobin trong thịt thành Metmyoglobin gây ra màu nâu. Xa hơn nữa, khi lượng oxygen còn sót lại trong bao bì với lượng rất thấp sẽ tạo ra một lựơng rất thấp metmyoglobin. Cơ thịt sẽ có khả năng chuyển metmyoglobin thành myoglobin, nhưng nếu điều này xảy ra, sau đó khả năng này bị giảm thì màu sắc của thịt sẽ không ổn định khi trưng bày để bán. Vì thế nên người ta thường đề nghị hàm lượng oxygen nên thấp hơn 0,01% (100ppm) sau khi đóng gói. Carbon monoxide Đây là chất khí không màu không mùi không vị, khả năng hòa tan trong nước thấp nhưng hòa tan tốt trong dung môi hữu cơ. CO kết hợp rất mạnh với hemoglobin màu và myoglobin của thịt. Việc kết hợp với hemoglobin, CO thay thế oxygen và ngăn cản khả năng vận chuyển oxygen, nên đây là nguyên nhân vì sao CO không được dùng một cách rộng rãi trong bao gói thịt và thịt gia cầm. Phản ứng giữa CO với myoglobin tạo ra màu đỏ tươi của thịt mà màu rất rất khó phân biệt với màu đỏ do kết hợp với oxygen. Màu được tạo ra bởi carbon dioxide thì ổn định hơn từ oxygen và có thể kéo dài nhiều tuần trong khi màu do oxymyoglobin chỉ kéo dài trong vài ngày. Bởi vì điều này mà đang có sự quan tâm về việc dùng lượng carbon dioxde thấp trong phương pháp MAP. Một số nghiên cứu đã chứng minh rằng với nồng độ CO từ 0,3 - 0,5 % thì đã đủ khả năng để ổn định màu của thịt và không gây độc cho người (Sorheim et al, 1997). Cùng với việc dùng carbon monodioxide hạn chế sự phá hủy màu sắc do dùng hàm lượng carbon dioxide với hàm lượng cao. Do đó, carbon dioxide cao có thể được dùng để điều khiển vi sinh vật mà không ảnh hưởng đến màu sắc (Sorheim, Nissen, and Nessbakken 1999). Trong các bao gói thương mại thường kết hợp CO với carbon dioxide với hàm lượng lên tới hơn 60% nhưng có nghiên cứu cho thấy rằng nồng độ carbon dioxide lên tới 99.5% cũng không phá hủy màu khi kết hợp với CO 0,5% (Krause et al. 2003).Tuy nhiên có một vấn đề cần quan tâm khi dùng CO để đãm bảo màu sắc sản phẩm, thì màu này vẫn còn tốt thậm chí sau khi vi sinh vật gây thối đã phát triển. Và đã co1 nghiên cứu cho rằng kết hợp giữa phương pháp dùng lượng thấp carbon monodioxide và lượng cao carbon dioxide để ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn (Hunt, Mancini, Hachmeister, Kropf, Merriman, Del Duca and Milliken, 2004). Phương pháp high-oxygen MAP Phương pháp này được dùng để duy trì màu đỏ của thịt với hỗn hợp khí có từ 70%-80% oxygen và 20% - 30% CO2. Kết quả của việc kết hợp này tạo ra oxymyoglobin tạo màu sắc ưa thích của sản phẩm và keó dài thời gian bảo quản, cả 2 điều này tăng lên gấp khoảng 3 lần so với các phương pháp bao gói kị khí truyền thống (Barkowski et al. 1982; Kroft, 2004). So sánh thịt bò được bao gói trong điều kiện oxy cao (80% oxy, 20% CO2) với thịt bò được đóng gói trong điều kiện oxygen thấp (80% N2, 20% CO2) đã chứng tỏ rằng trong điều kiện oxy cao màu sắc của thịt tồn tại lâu hơn( Seyffert, Hunt, Mancini, Hchmeister, Kropf, Unruh, 2004). Thịt lưng cừu đươc bao gói trong môi trường giàu oxygen thể hiện sự ổn định màu sắc và hạn chế sự thay đổi do oxy hóa trong suốt quá trình bảo quản( Kennedy, Buckley and Kerry 2004). Thịt lợn bao gói trong điều kiện này cũng đã chứng tỏ rằng có sự cải thiện vế màu sắc và khả năng chấp nhận sản phẩm của người tiêu đùng (Buys, 2004). Một nghiên cứu trên thịt lưng của bò được bảo quản với 20% - 80% oxygen chứng tỏ rằng trên 55% oxygen là cần thiết để duy trì màu sắc tốt (Jakobsen and Bertelsen, 2000). Sự tiếp xúc thịt bò với môi trường giàu khí oxygen được nhận thấy là gây ra hiện tượng “premature browing” khi thịt bò được nấu (Killinger, Hunt, Campbell, Kropf 2000; Seyfert, Hunt, Mancini, Kropf, and Stroda 2004; Seyfert, Mancini and Hunt, 2004). Premature browing xuất hiện khi thịt bò được nấu ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nấu bình thường. Kết quả là làm xuất hiện bề mặt chín kỹ trong thịt như được gia nhiệt ở điều kiện cho vừa chin thịt (71oC ở trung tâm). Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng “premature browing” có thể xuất hiện trên bề mặt của thịt nấu ở nhiệt độ thấp hơn 49oC (John et al, 2004). Sự quan tâm xuất hiện trong cuộc khảo sát này là sự an tòan vế mặt vi sinh bởi vì nhiều người tiêu dùng sử dụng màu của thịt như là dấu hiệu cho nhịêt độ đạt được trong quá trình nấu. Với thịt bảo quản trong điều kiện môi trường chứa 80% oxygen được nhận thấy rằng hiện tượng “premature browing” lên đến gần 100% (John, Cornforth, Sorheim, Pettee and Whittier, 2004). Một vấn đề khác thỉnh thỏang được nghiện cứu với bao gói giàu oxygen là sự mất màu của tủy xương. Nguyên nhân là do sự phá vỡ các tế bào máu ở tủy xương trong quá trình cắt, sau đó được tiếp xúc với môi trường giàu oxygen. Vấn đề này có thể tránh bằng việc giảm lượng oxygen trong bao gói đến thấp hơn 100ppm hay dùng 0,4% CO trong hệ thống bao bì MAP (Mancini, Hunt, Hachmeister, Kropf and Johnson, 2005). Phương pháp high O2 MAP có khả năng ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật ưa khí và kị khí Khí thường được dùng trong MAP là O2, CO2, N2. Khí N2 không có chức năng bảo quản nhưng khi bơm khí này vào để tránh sự biến dạng của bao bì khi CO2 hòa tan vào trong sản phẩm. Bởi vì tính năng diệt khuẩn đó nên CO2 là thành phần quan trọng nhất trong hỗn hợp khí. Khi CO2 được đưa vào trong bao bì một phần của nó bị hòa tan vào thành phần nước và béo của thịt, kết quả là sau khi đạt đến trạng thái cân bằng có một lượng hòa tan trong nước và nó quyết định sự ngăn ngừa vi sinh vật phát triển có thể là do: Giảm giá trị pH của sản phẩm. Xuyên qua màng tế bào và làm giảm pH của tế bào chất. Tác động lên enzyme trong tế bào chất. Tác động lên các màng sinh học của tế bào. Vi khuẩn C. botulinum loại B, E and F có thể phát triển và sinh độc tố ở điều kiện của môi trường bao gói MAP. Khả năng ngăn chặn C. botulinum bằng việc kết hợp với mức O2 thấp trong bao gói là không có tính khả thi. Theo Miller (1988, citied by Conner et al, 1989) C. botulinum có khả năng sinh ra độc tố ở môi trường lên tới 10% O2. Còn trong kết quả nghiên cứu của Ikawa trên cá quân cho thấy rằng việc sinh độc tố bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, thời gian bảo quản chứ không phải bởi việc khí quyển điều chỉnh ( chân không hay môi trường có 100% CO2, 70% CO2). Trong fillet Tilapia, môi trường với 75% O2/25% N2 ở điều kiện 8oC sự hình thành độc tố của C. botulinum chậm hơn 17 đến 40 ngày khi so sánh với fillet đóng gói chân không( Reddy et al, 1996). Theo kết quả nghiên cứu gần đây của Gibon et al (2000) cũng chỉ rằng 100% CO2 làm giảm sự phát triển của C. botulinum và sự ngăn chặn này có hiệu quả khi kết hợp với NaCl và nhiệt độ bảo quản lạnh. Phương pháp High-Carbon-Dioxide MAP Bao gói với lượng carbon dioxide cao thỉnh thoảng được cho là giống như hệ thống ít hay cực ít oxygen (Kropf, 2004). Phương pháp này được dùng bởi khả năng giữ màu sắc 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 oxygen. Mặc dù vậy nhưng thịt tươi vẫn tương tác với lượng oxygen còn sót lại. Lượng oxygen còn lại từ 0,1 - 1,0% hay nhiều hơn nữa trong bao bì MAP và nó đủ để tác động lên sự ổn định màu sắc thịt trong các sản phẩm bày bán lẻ. Một nghiên cứu so sánh trên thịt lưng heo được bao gói trong điều kiện chân không, nếu môi trường bao gói chỉ nitrogen hay môi trường có tỉ lệ oxygen và carbon dioxide là 2:1 thì có thể kéo dài độ bền màu sắc thịt trong 12 ngày trong khi nếu sử dụng môi trường chỉ có duy nhất CO2 thì có thể kéo dài đến 21 ngày (Gill and Jones, 1996). Nhiều nghiên cứu đã chứng tỏ rằng khí CO2 phối hợp với nhiệt độ dương thấp có thể ức chế hoặc đình chỉ hoàn toàn hoạt động sống của nhiều loại vi sinh vật. Khí CO2 ức sự phát triển của nấm mốc và cả những vi sinh vật gây thối rửa ví dụ: vi khuẩn Achromobacter, Pseudomonas và Paratyphi. Hiệu quả tác dụng của CO2 đến vi sinh vật tăng lên khi nhiệt độ giảm, nguyên nhân là do khả năng thấm qua màng tế bào động vật và có độ hòa tan cao hơn các khí khác. Mặc khác CO2 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 trong bảo quản. Nhưng khi lượng CO2 > 20% thì thịt sẽ bị sẫm màu do sự tạo thành carbonhemoglobin và carbonmyoglobin. Màu tự nhiên của mỡ bò cũng bị mất. biến đổi này là không thuận nghịch. Để khắc phục hiện tượng này cần bảo quản ở điều kiện CO2<20%. Phương pháp MAP với Carbon Monoxide Thịt tươi được bao gói trong môi trường có khí CO đã chứng minh sự cải thiện độ ổn định màu sắc của thịt. Ví dụ thịt bò được bao gói trong môi trường có 1% khí CO đổ ổn định của màu kéo dài ít nhất từ 5 - 7 ngày (tổng cộng trên 29 ngày) hơn bao gói chứa 70% oxygen (Luno, Beltrán, and Roncalés, 1988). Trong một nghiên cứu khác trên thịt bò, thịt heo trong môi trường chứa 0.4% CO, 60% CO2 và 40% N2 hay 70% O2 và 30% CO2 thể hiện rằng môi trường CO kéo dài thời gian ổn định màu sắc thêm 3 - 5 ngày so với môi trường giàu O2 (Sorheim et al, 1999). Thịt heo được bao gói trong môi trường 0.5% CO, 70% CO2 và 29,5% N2 duy trì màu sắc mong muốn sau 36 ngày bảo quản ở 3oC trong khi các phương pháp bao gói truyền thống màu thịt bị mất màu sau 7 ngày bảo quản. Việc dùng MAP với CO cũng chứng tỏ được sự ngăn chặn hiện tượng đổi màu của tủy xương thường xuất hiện trong phương pháp MAP giàu O2 (Mancini et al, 2005 ). Một mối quan tâm trong phương pháp bao gói có CO là màu của sản phẩm với sự tồn tại của vi sinh vật. Đây sẽ là trường hợp đánh giá độ dài của màu sắc thịt được nghiên cứu trong mối quan hệ với số lượng vi khuẩn (Sorheim et al, 1999). Bởi vì người tiêu dùng sử dụng màu sắc thịt như dấu hiệu để đánh giá chất lượng thịt về mặt vi sinh, do đó điều quan trọng là cần xem xét các phương pháp ổn định chất lượng như phương pháp thực hành sản xuất tốt GMP, sử dụng tác nhân hạn chế sự phát triển vi sinh như CO2 kết hợp dùng CO. 2.2.5 So sánh giữa phương pháp MAP với phương pháp bao gói chân không Bởi vì bao gói chân không được dùng nhiều cho sản phẩm thịt và thịt gia cầm và nó cũng được xem như là một dạng của phương pháp khí quyển điều chỉnh. Bao gói chân không là một quy trình đơn giản mà sản phẩm sẽ đươc bao gói trong bao bì ngăn cản thấm khí và khí được rút ra ngoài hết (Rao and Sachindra, 2002). Đối với thịt tươi, bao gói chân không sẽ trở thành bao gói được cho vào khí CO2 bởi vì lượng O2 còn sót lại được chuyển thành CO2 bởi sự hô hấp của cơ và vi sinh vật. Lượng CO2 trong bao gói chân không có thể lên tới 10 - 20% (Tewari, Jayas, and Holley, 1999). Bao gói chân không gây cản trở cho sự phân phối của sỉ bởi vì thịt đươc bao gói chân không thường có