Το Cibum είναι εξειδικευμένο site ενημέρωσης για την ασφάλεια τροφίμων και τη βιομηχανία. Οι πληροφορίες του άρθρου έχουν ενημερωτικό χαρακτήρα. Για περισσότερες λεπτομέρειες πατήστε ΕΔΩ.
Τα μαλακά αρτοσκευάσματα, όπως κέικ, muffins, madeleines και ορισμένοι τύποι ψωμιού, παρουσιάζουν ιδιαίτερες απαιτήσεις ως προς τη διατήρησή τους. Σε αντίθεση με προϊόντα χαμηλής υγρασίας, όπως τα κράκερ και αρκετά μπισκότα, περιέχουν περισσότερο διαθέσιμο νερό, γεγονός που δημιουργεί ευνοϊκότερες συνθήκες για την ανάπτυξη μυκήτων και περιορίζει τη διάρκεια ζωής τους. Η μούχλα αποτελεί μία από τις συχνότερες αιτίες μικροβιακής αλλοίωσης των προϊόντων αρτοποιίας. Στη σχετική βιβλιογραφία έχουν καταγραφεί σε αρτοσκευάσματα μύκητες των γενών Penicillium, Aspergillus, Cladosporium, Mucor και Rhizopus. Τα σπόριά τους μπορούν να προέρχονται από τον αέρα, τον εξοπλισμό, τις επιφάνειες παραγωγής ή το περιβάλλον μετά το ψήσιμο και πριν από τη συσκευασία.
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Αναλύσεις σε επιτραπέζιο αλάτι: Αυτό που βρήκαν οι ερευνητές σε ΟΛΑ τα δείγματα του εμπορίου
Το ψήσιμο μειώνει σημαντικά το μικροβιακό φορτίο, όμως το προϊόν μπορεί να επιμολυνθεί κατά την ψύξη, την κοπή, τον χειρισμό και τη συσκευασία. Από εκεί και πέρα, η θερμοκρασία αποθήκευσης, η ενεργότητα νερού, η παρουσία οξυγόνου και ο χρόνος καθορίζουν εάν οι μικροοργανισμοί που βρίσκονται στο προϊόν θα μπορέσουν να αναπτυχθούν πριν ολοκληρωθεί η δηλωμένη διάρκεια ζωής του.
Η σύγχρονη τεχνολογία τροφίμων έχει αναπτύξει συστήματα στα οποία η συσκευασία αποκτά ενεργό ρόλο στη διατήρηση του προϊόντος. Πρόκειται για τις λεγόμενες ενεργές συσκευασίες ή active packaging. Σε αυτές ενσωματώνονται υλικά και μηχανισμοί που απορροφούν ή απελευθερώνουν συγκεκριμένες ουσίες, μεταβάλλοντας ελεγχόμενα το μικροπεριβάλλον που δημιουργείται γύρω από το τρόφιμο μετά τη σφράγιση.
Η αρχή λειτουργίας διαφέρει από εκείνη μιας συμβατικής συσκευασίας. Μια απλή πλαστική μεμβράνη λειτουργεί κυρίως ως φραγμός απέναντι στην υγρασία, στο οξυγόνο, στους μικροοργανισμούς και στις εξωτερικές επιμολύνσεις. Ένα ενεργό σύστημα μπορεί επιπλέον να αφαιρεί οξυγόνο ή υγρασία, να απελευθερώνει αντιμικροβιακές ουσίες ή να ρυθμίζει τη σύνθεση της ατμόσφαιρας μέσα στη συσκευασία.
Υπάρχουν αρκετές διαφορετικές τεχνολογίες. Οι απορροφητές οξυγόνου μειώνουν το διαθέσιμο Ο₂, οι ρυθμιστές υγρασίας δεσμεύουν περίσσεια νερού, ενώ άλλα συστήματα απορροφούν αιθυλένιο για να επιβραδύνουν την ωρίμανση φρούτων και λαχανικών. Χρησιμοποιούνται επίσης συστήματα απελευθέρωσης διοξειδίου του άνθρακα, αντιμικροβιακές μεμβράνες και συστήματα ελεγχόμενης απελευθέρωσης ουσιών που περιορίζουν συγκεκριμένους μικροοργανισμούς.
Ο κοινός στόχος είναι η επιβράδυνση των μηχανισμών που υποβαθμίζουν το τρόφιμο. Ανάλογα με την εφαρμογή, αυτό μπορεί να σημαίνει καθυστέρηση της οξείδωσης, περιορισμό της ανάπτυξης μικροοργανισμών, έλεγχο της υγρασίας ή επιβράδυνση φυσιολογικών διεργασιών. Στα αρτοσκευάσματα ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει μια διαφορετική κατηγορία ενεργής συσκευασίας: τα συστήματα που απελευθερώνουν αιθανόλη.
Το μικρό φακελάκι που απελευθερώνει αιθανόλη
Τα συστήματα απελευθέρωσης αιθανόλης, γνωστά ως ethanol emitters ή alcohol evaporating agents, τοποθετούνται συνήθως ως μικρά φακελάκια μέσα στην κλειστή συσκευασία του τροφίμου. Η αιθανόλη βρίσκεται προσροφημένη ή εγκλωβισμένη σε κατάλληλο στερεό φορέα και απελευθερώνεται σταδιακά με τη μορφή ατμών. Το φακελάκι δεν αποτελεί μέρος του τροφίμου και δεν προορίζεται για κατανάλωση.
Μετά το κλείσιμο της συσκευασίας, η αιθανόλη εξατμίζεται και διαχέεται στον ελεύθερο χώρο, το λεγόμενο headspace. Οι ατμοί φθάνουν στην επιφάνεια του τροφίμου, όπου ασκούν αντιμικροβιακή δράση. Η τεχνολογία παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για προϊόντα αρτοποιίας υψηλότερης υγρασίας, επειδή η αιθανόλη μπορεί να αναστείλει την ανάπτυξη μυκήτων και ορισμένων ζυμών.
Η δράση αυτή επιτρέπει την καθυστέρηση της εμφάνισης ορατής μούχλας και επομένως την παράταση της εμπορικής ζωής. Ερευνητικές εφαρμογές σε κέικ και άλλα αρτοσκευάσματα έχουν δείξει σημαντική αύξηση του χρόνου μέχρι την ανάπτυξη μυκήτων όταν χρησιμοποιούνται κατάλληλοι εκπομποί αιθανόλης, είτε μόνοι τους είτε σε συνδυασμό με άλλες τεχνολογίες, όπως οι απορροφητές οξυγόνου.
Το μέγεθος του emitter είναι μέρος του σχεδιασμού
Η παρουσία ενός φακέλου αιθανόλης μέσα στη συσκευασία δεν εγγυάται από μόνη της το επιθυμητό αποτέλεσμα. Η ποσότητα αιθανόλης και ο ρυθμός με τον οποίο απελευθερώνεται πρέπει να έχουν υπολογιστεί για το συγκεκριμένο τρόφιμο. Βάρος προϊόντος, ενεργότητα νερού, όγκος της συσκευασίας, headspace, θερμοκρασία, διάρκεια αποθήκευσης και ιδιότητες της μεμβράνης επηρεάζουν τη συμπεριφορά του συστήματος.
Κρίσιμος παράγοντας είναι και η διαπερατότητα της συσκευασίας. Εάν η μεμβράνη επιτρέπει στους ατμούς αιθανόλης να διαφεύγουν γρηγορότερα από όσο προβλέπει ο σχεδιασμός, η συγκέντρωσή τους μπορεί να πέσει κάτω από το επίπεδο που απαιτείται για αποτελεσματική αντιμυκητιακή δράση. Αντίθετα, υπερβολικά υψηλή συγκέντρωση μπορεί να επηρεάσει ανεπιθύμητα την οσμή ή τη γεύση του προϊόντος.
Εδώ βρίσκεται και η σημασία της σωστής επιλογής μεγέθους και δυναμικότητας του emitter. Ένα υποδιαστασιολογημένο σύστημα μπορεί να απελευθερώνει ανεπαρκή ποσότητα αιθανόλης για το συγκεκριμένο προϊόν και τον όγκο της συσκευασίας. Η συγκέντρωση στο headspace μειώνεται και μαζί της περιορίζεται η ικανότητα αναστολής των μυκήτων πάνω στην οποία είχε βασιστεί ο υπολογισμός της διάρκειας ζωής.
Τι συμβαίνει όταν η προστασία είναι ανεπαρκής
Εάν υπάρχουν βιώσιμα σπόρια μυκήτων στο προϊόν και οι συνθήκες υγρασίας και θερμοκρασίας επιτρέπουν την ανάπτυξή τους, η ανεπαρκής συγκέντρωση αιθανόλης μπορεί να αφήσει το τρόφιμο χωρίς την αναμενόμενη προστασία. Η μούχλα μπορεί τότε να εμφανιστεί νωρίτερα από τον χρόνο που είχε υπολογιστεί κατά τις δοκιμές διάρκειας ζωής και ενώ το προϊόν βρίσκεται ακόμη στην αγορά.
Η αστοχία μπορεί να προκύψει από διαφορετικές αιτίες: λάθος τύπο ή μέγεθος emitter, ανεπαρκής ποσότητα αιθανόλης, πρόβλημα στον ρυθμό απελευθέρωσης, διαφορετικό υλικό συσκευασίας ή μεταβολές στις συνθήκες αποθήκευσης. Η αξιολόγηση επομένως αφορά ολόκληρο το σύστημα τροφίμου και συσκευασίας και όχι αποκλειστικά το περιεχόμενο του μικρού φακέλου.
Η ανάκληση των Nikukyu Madeleine στην Ιαπωνία
Ακριβώς ένα πρόβλημα σχετικό με το μέγεθος του μέσου εξάτμισης αλκοόλης καταγράφηκε στην Ιαπωνία στα «Nikukyu Madeleine» της All Hearts Company Co., Ltd. Πρόκειται για μικρά madeleines σε χαρακτηριστικό σχήμα πατούσας γάτας, ένα μαλακό αρτοσκεύασμα για το οποίο η διατήρηση μέχρι το τέλος της προβλεπόμενης εμπορικής ζωής απαιτεί αποτελεσματικό έλεγχο της ανάπτυξης μυκήτων.
Η επίσημη ιαπωνική βάση ανακλήσεων της Consumer Affairs Agency κατέγραψε ανάκληση του προϊόντος λόγω μόλυνσης από μούχλα. Στην αιτιολογία αναφέρεται ότι η ανάπτυξη μούχλας συνδέθηκε με μειωμένη αποτελεσματικότητα εξαιτίας της χρήσης λανθασμένου μεγέθους του μέσου απελευθέρωσης αλκοόλης, γεγονός που οδήγησε σε υποβάθμιση της ικανότητας διατήρησης της ποιότητας του προϊόντος.
Η συγκεκριμένη αιτία παρουσιάζει ιδιαίτερο τεχνολογικό ενδιαφέρον επειδή η αστοχία δεν εντοπίστηκε σε κάποιο συστατικό της συνταγής. Αφορούσε ένα στοιχείο της συσκευασίας που είχε συγκεκριμένη λειτουργία στη συντήρηση του τροφίμου. Η λανθασμένη διαστασιολόγησή του περιόρισε την αποτελεσματικότητα της προστασίας και δημιούργησε τις προϋποθέσεις ώστε η μούχλα να αναπτυχθεί στο συσκευασμένο προϊόν.
Από το shelf-life στη γραμμή συσκευασίας
Η περίπτωση δείχνει επίσης γιατί η διάρκεια ζωής ενός τροφίμου δεν καθορίζεται ανεξάρτητα από τη συσκευασία του. Εάν οι δοκιμές shelf-life πραγματοποιούνται με συγκεκριμένο emitter, συγκεκριμένη μεμβράνη και καθορισμένες συνθήκες αποθήκευσης, η αλλαγή ενός από αυτά τα στοιχεία μπορεί να μεταβάλει τη μικροβιολογική συμπεριφορά του προϊόντος και τον πραγματικό χρόνο για τον οποίο παραμένει αποδεκτό.
Στην παραγωγή, αυτό μεταφράζεται σε ανάγκη αυστηρού ελέγχου του σωστού κωδικού και μεγέθους του ενεργού μέσου που τροφοδοτείται στη γραμμή συσκευασίας. Ένα φακελάκι μπορεί να φαίνεται δευτερεύον σε σχέση με τη συνταγή, το ψήσιμο ή την ψύξη, όμως όταν έχει ενταχθεί στον σχεδιασμό συντήρησης, η απόδοσή του επηρεάζει άμεσα το τελικό shelf-life.
Πηγές
- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0924224421003836
- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S002364381630233X
- https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9501505
- https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7695158
- https://food.ec.europa.eu/food-safety/chemical-safety/food-contact-materials/legislation_en
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S266683352500317X
