Systemy pakowania ryb pozwalają na eliminowanie do minimum zagrożenie wprowadzenia zakażenia mikrobiologicznego. Jednakże zagrożenia mikrobiologiczne występują przy każdym procesie przetwarzania ryb, poczynając od momentu oczyszczania (usuwanie łusek lub ściąganie skóry), aż do porcjowania (filetowania) i samego pakowania. Świeże ryby łatwiej ulegają procesom psucia niż przetworzone wyroby, gdzie zastosowano szereg zabiegów technologicznych (obróbki termiczne – wędzenie, gotowanie, smażenie), pozwalających na zatrzymanie większości przemian biologicznych, enzymatycznych i mikrobiologicznych. Dlatego wychodząc naprzeciw potrzebom samych konsumentów, zakładów rybnych i branży detalicznej, światowi specjaliści w dziedzinie opakowalnictwa, opracowali nową technologię opakowań z kontrolowaną atmosferą, zwanych opakowaniami CAP (Controlled Atmosphere Packaging). Pakowanie w kontrolowanej atmosferze (CAP), oznacza taki sposób pakowania, w którym istnieje możliwość kontrolowania i sterowania składem mieszaniny gazów zastępujących powietrze, w czasie całego cyklu przechowywania produktu. W związku z tym stosowanie systemu CAP w odróżnieniu od MAP związane jest ze stałą kontrolą ustalonego składu atmosfery i koniecznością korygowania i wyrównywania zmian spowodowanych przez oddychanie produktów oraz zawartych w nich mikroorganizmów i przepuszczalnością opakowań. Wykorzystanie techniki opakowaniowej CAP przy większych pojemnikach i zbiornikach jest stosowane w niewielkim stopniu, ponieważ nie jest to funkcjonalne. Natomiast przy magazynowaniu czy transporcie, gdzie produkt jest narażony na bezpośredni kontakt z tlenem i światłem CAP znalazła powszechne zastosowanie i użyteczność w ograniczeniu tych czynników, co korzystnie wpływa na dalsze postępowanie z towarem.

Każdy system pakowania ma swoją często zastrzeżoną nazwę i jest określony przez warunki techniczne, rozwiązania konstrukcyjne maszyn pakujących oraz stosowanie określonych materiałów opakowaniowych i opakowań. Wybór systemu pakowania uzależniony jest od wielu różnych czynników, wśród których podstawowe znaczenie mają:

• postać fizyczna i właściwości produktów przewidywanych do pakowania;

• warunki i okres przechowywania pakowanych produktów;

• właściwości przewidywanych do zastosowania materiałów opakowaniowych lub opakowań, np.: laminaty z tworzyw sztucznych;

• specjalne wymagania stawiane opakowaniom, np.: zabezpieczenie produktu przed procesami zachodzącymi w atmosferze tlenu, zachowanie warunków aseptycznych przy pakowaniu produktu, umożliwienie przeprowadzenia obróbki termicznej w opakowaniu i inne.

Systemy pakowania produktów żywnościowych można podzielić na:

• systemy, w których opakowanie jest wykonane w samym procesie pakowania, stanowiąc bezpośrednią, końcową fazę technologicznego wytwarzania produktu;

• systemy, w których opakowanie w całości lub częściowo wykonane jest poza procesem pakowania.

W przemyśle rybnym zastosowanie mają przede wszystkim systemy wykorzystujące metody nietermiczne. Spośród nich głównie:

• pakowanie w mieszaninie gazów (pakowanie próżniowe, MAP, CAP);

• pakowanie żywności wygodnej;

• opakowania aktywne i inteligentne.

Pakowanie próżniowe polega na ewakuacji powietrza z opakowania, które następnie jest szczelnie zamykane, zwykle przez zgrzewanie. Podstawowym warunkiem jest zastosowanie materiału opakowaniowego o wystarczająco wysokiej barierowości w stosunku do gazów, umożliwiającej utrzymanie próżni w okresie przydatności do spożycia (nawet 5-krotnie) zabezpieczanego produktu. Usunięcie większości powietrza z opakowania można uważać za modyfikację atmosfery wokół zapakowanego produktu. Jednakże termin „pakowanie w atmosferze modyfikowanej” odnosi się z reguły do systemu pakowania produktów w mieszaninie gazowej. Omawiany system pakowania żywności pozwala wydłużyć okres magazynowania chłodniczego nawet pięciokrotnie w porównaniu ze standardowym pakowaniem. Na skutek eliminacji powietrza uniemożliwiony jest rozwój wszelkich bakterii, pleśni i drożdży. Ze względu na fakt, że większość mikroorganizmów potrzebuje tlenu do rozwoju, w pakowaniu próżniowym jest to eliminowane do minimum. Środowisko ubogie w tlen i bogate w dwutlenek węgla przyczynia się do znaczącego ograniczenia wzrostu normalnych organizmów powodujących psucie ryb, co umożliwia wydłużenie dopuszczalnego okresu przydatności do spożycia oraz wpływa na zachowanie odpowiednich cech sensorycznych. Pakowanie próżniowe jest szczególnie dobrym sposobem przechowywania w warunkach chłodniczych (temp. 2-4°C) żywności już poddanej obróbce termicznej, gdzie zostały zahamowane procesy enzymatyczne wpływające na szybsze przemiany w surowym produkcie oraz zachowanie atrakcyjnego wyglądu, smaku i co najważniejsze wartości odżywczych. Natomiast sama jakość i trwałość pakowanych próżniowo produktów zależy głównie od tego, czy żywność nie została wcześniej tuż przed pakowaniem zanieczyszczona wtórnie, mikrobiologicznie, a następnie podczas procesów technologicznych (rozdrobnienie, obróbka termiczna, chłodzenie, itp.).

Według danych literaturowych np. świeże ryby pakowane próżniowo mają znacznie dłuższą przydatność do spożycia, niż przechowywane w warunkach chłodniczych bez opakowania. Ryby tak pakowane mają jednak stosunkowo niską jakość sensoryczną i mikrobiologiczną. Natomiast przetwory rybne, w których zastosowano obróbkę termiczną (np. wędzenie) pakowane próżniowo zachowują trwałość znacznie dłużej niż przechowywane tradycyjnie w warunkach chłodniczych, gdzie narażone są na bezpośredni kontakt z otoczeniem (tlen, światło, zanieczyszczenia mechaniczne i mikrobiologiczne). O trwałości pakowanych próżniowo produktów żywnościowych, zwłaszcza rybnych decyduje też zastosowanie opakowania o odpowiedniej barierowości, czyli zdolności do przenikania gazów i pary wodnej. Jeśli zastosowane zostanie opakowanie o barierowości gwarantującej odpowiednio niską wilgotność, dochodzi do obsuszania produktu, stanowiącego czynnik utrwalający. Gdy zaś przez opakowanie może przenikać woda - sprzyja to szybszemu pogorszeniu się jakości opakowanego produktu. Dopasowanie odpowiednich parametrów przy takiej dostępności na rynku opakowań jest aktualnie możliwe w zależności od cech produktu, jaki ma zostać zapakowany i jak ma się zachowywać w trakcie przechowywania. Od wielu lat najbardziej klasycznymi materiałami stosowanymi w postaci torebek do pakowania próżniowego są:

• laminat celofanu z polietylenem;

• laminat PET/PE;

• folie PET i PA w postaci rękawów, w których ewakuacja powietrza może być dokonywana przez obkurczenie termiczne na pakowanym produkcie;

• laminaty PA/PE; 

Obecnie do próżniowego pakowania ryb, przeznaczonych do przechowywania, stosowane są przeważnie folie wielowarstwowe. Można tu wymienić wiele pożądanych właściwości poszczególnych folii, które mają spełniać odpowiednią funkcję. Zewnętrzna powłoka przejmuje przede wszystkim zadania mechanicznej stabilności. Warstwa środkowa pełni rolę warstwy zaporowej dla tlenu, a powłoka wewnętrzna gwarantuje wytrzymałość na rozerwanie i przebicia zgrzewu i opakowania. W foliach łączonych używa się m.in. następujących materiałów: polietylen (PE), poliester (PET), poliamid (PA), polipropylen (PP), polichlorek winylidenu (PVDC), alkohol etylenowinylowy (EVOH), kopolimery akrylonitrylu. 

Z powyższych danych wynika, że pakowanie próżniowe wydłuża nawet kilkakrotnie okres przydatności do spożycia, co zostało wspomniane już w artykule. Surowiec, wyrób czy potrawa, która cieszy się mniejszą popularnością dziś, może być bez obaw podana jutro. Jej próżniowe zapakowanie eliminuje ryzyko ingerencji czynników zewnętrznych, o których wspominano wcześniej. Pakowanie próżniowe jest korzystne nie tylko z punktu widzenia kupującego, ale również wszystkich ogniw pośrednich, takich jak przewoźnicy, magazyny. Korzyści z tego systemu pakowania płyną nie tylko dla klienta, który może dłużej przechowywać dany wyrób rybny, ale również dla producenta, hurtownika i sprzedawcy. Wyrób zapakowany próżniowo może być sprzedawany w mniej restrykcyjnych warunkach jak świeże ryby, a przy tym zajmuje odpowiednio mniej miejsca na witrynach sklepowych. Dystrybucja jest o wiele łatwiejsza, ponieważ niweluje się do minimum wszelkie zagrożenia mechanicznych uszkodzeń podczas dostarczania towaru do marketów. Są jednak ograniczenia co do tego rodzaju systemu pakowania, nie może być wykorzystywany do pakowania produktów kruchych, podatnych na zgniatanie. W przypadku najdrobniejszego nawet przebicia opakowania próżniowego następuje natychmiastowe wypełnienie opakowania powietrzem, a produkt jest pozbawiony zabezpieczenia, co w dalszej kolejności wpływa na jego jakość. Pomimo wielu zalet, w okresie ostatnich kilku lat zakres stosowania pakowania próżniowego zaczyna zmniejszać się na rzecz pakowania w modyfikowanej i kontrolowanej atmosferze. 

System pakowania w modyfikowanej atmosferze (MAP), polega na zastąpieniu powietrza w opakowaniu mieszaniną gazów o składzie odpowiednio dobranym, w zależności od rodzaju pakowanego produktu. Gazami powszechnie stosowanymi w MAP są: dwutlenek węgla, azot i tlen. Dwutlenek węgla jest podstawowym gazem, modyfikującym środowisko wewnątrz opakowania. Wykorzystywany jako gaz ochronny, zwykle w stężeniach od 20 do 30%, jest neutralny smakowo i zapachowo oraz odznacza się silnymi właściwościami inhibitującymi rozwój bakterii i pleśni. Obecność CO2  szczególnie w przypadku pakowania żywności o większej zawartości wody, wpływa na obniżenie wartości pH produktu w wyniku jego rozpuszczania i powstawania kwasu węglowego. W porównaniu z innymi gazami stosowanymi jako składniki mieszaniny CO2 odznacza się największą zdolnością przenikania przez materiały opakowaniowe. Drugim istotnym gazem stosowanym w tym systemie pakowania jest azot. W systemie MAP stosowany jest przede wszystkim w celu wyparcia tlenu z wnętrza opakowania. Wyeliminowanie tlenu ze składu atmosfery panującej w opakowaniu zapobiega utlenianiu barwników, substancji czynnych wchodzących w skład przypraw i kwasów tłuszczowych. Spełnia funkcję obojętnego wypełnienia oraz zabezpiecza przed „zapadnięciem się” opakowania, powodowanym rozpuszczalnością CO2 w produkcie pakowanym. W zależności od zapakowanego produktu, stosuje się go w ilości od kilku do kilkudziesięciu procent wszystkich gazów. W niektórych przypadkach stanowi on jedyny gaz wypełniający opakowanie. Ogólnie rzecz biorąc tlen, jest niepożądanym składnikiem atmosfery ochronnej. W niektórych przypadkach jest on jednak stosowany jako składnik mieszaniny gazowej, aby zapobiegać zmianie koloru i utracie barwników w rybach i owocach morza. Tlen pomaga również chronić produkty przed rozwojem mikroorganizmów beztlenowych, np. z rodzaju Clostridium, które posiadają zdolność produkcji toksyn. Ryzyko rozwoju bakterii Clostridium w rybach o krótkim okresie przydatności pakowanych w prawidłowej atmosferze modyfikowanej jest minimalne. Jeżeli temperatura utrzymywana jest na poziomie poniżej + 3°C, wzrost bakterii Clostridium można wyeliminować całkowicie. Tlen nie powinien być stosowany do pakowania tłustych ryb, aby uniknąć procesu jełczenia. W takim przypadku optymalnym rozwiązaniem jest azot.  Skład mieszanin gazowych, stosowanych przy pakowania żywności systemem MAP oraz okresy trwałości w optymalnych warunkach przechowywania dla przykładowo zestawionych produktów rybnych przedstawiony został w tabeli 2. 

Skład mieszaniny gazów może ulegać pewnym zmianom w trakcie przechowywania produktu wskutek przenikania przez ścianki opakowania i zamknięcia do, i z opakowania, bądź też na skutek procesów zachodzących w samym produkcie, takich jak np. rozpuszczanie CO2 w świeżych rybach. Jednak z upływem czasu, wskutek oddychania opakowanego produktu i w wyniku wymiany składników określonej mieszaniny gazów z atmosferą otoczenia, jej skład może się powoli zmieniać, a wewnątrz opakowania ustala się równowagowa atmosfera modyfikowana. Opakowanie stanowi kluczowy element decydujący o skuteczności działania atmosfery zmodyfikowanej, mającej za zadanie chronić produkty poddane pakowaniu. Skład mieszaniny gazowej powinien być utrzymywany na stałym poziomie w ciągu całego planowanego okresu przechowalniczego. Warunek nieodzowny dla wykorzystania systemu MAP stanowi użycie materiałów  opakowaniowych o wysokiej barierowości w stosunku do gazów i pary wodnej. Pakowanie w atmosferze modyfikowanej (MAP), ma szczególne zastosowanie do:

• pakowania w opakowania zbiorcze ryb świeżych po 10 – 20 kg i więcej oraz opakowań indywidualnych, które dostarcza się do dużych sklepów/marketów i rozpakowuje krótko przed dzieleniem na porcje kulinarne; 

• pakowania w jednostkowe opakowania konsumenckie ryb świeżych i po obróbce termicznej (np. wędzeniu);

• pakowania wędzonych filetów rybnych, np.: łososia, który w atmosferze gazowej nie ulega oksydacyjnemu jełczeniu oraz zachowuje właściwą jakość;

• pakowania ryb i przetworów rybnych w całości lub porcji kulinarnych, otwieranych krótko przed ekspozycją w ladach chłodniczych w punkcie sprzedaży.

Według prognoz ekspertów system pakowania żywności, jakim jest atmosfera modyfikowana (MAP), stanowi przyszłość opakowalnictwa żywności. Jak zostało to już stwierdzone naukowo, trwałość produktów żywnościowych pakowanych w atmosferze gazów ochronnych w porównaniu z produktami pakowanymi tradycyjnymi metodami może ulec wydłużeniu nawet dwu- lub czterokrotnie. Zapewnia jednocześnie zachowanie wysokiej jakości ryb i ich przetworów, pod warunkiem, że zawartość tlenu resztkowego w ciągu całego okresu przechowywania produktu w opakowaniu będzie mniejsza niż 0,5%. Powszechna jest również opinia, że pakowanie w modyfikowanej atmosferze w połączeniu z opakowaniami aktywnymi i inteligentnymi mogą w przyszłości wywrzeć znaczący wpływ na rozwój przemysłu rybnego. 

dr inż. Zuzanna Szmyt

mgr inż. Tomasz Borowy 

Zespół Szkół Przemysłu Spożywczego w Poznaniu