Đóng gói thịt tươi và thịt đã qua chế biến

Chức năng của đóng gói là bao bọc sản phẩm thịt với vật liệu bảo vệ thích hợp (Hình 1). Ngày xưa, vật liệu bao bì thường là vật liệu tự nhiên, đơn giản, ví dụ như lá cây, nhưng ngày nay vật liệu bao bì được sản xuất rộng rãi ví dụ như giấy và màng tổng hợp.

Hình 1: Sản phẩm thịt trong các bao gói vật liệu tổng hợp khác nhau

Mục đích của đóng gói sản phẩm

Mục đích cơ bản của đóng gói là bảo vệ thịt và các sản phẩm từ thịt tránh các tác động không mong muốn về mặt chất lượng bao gồm sự biến đổi vi sinh và hóa lý. Đóng gói giúp bảo vệ thực phẩm trong quá trình chế biến, bảo quản và phân phối tránh khỏi:

• Sự nhiễm chất bẩn thông qua sự tiếp xúc với các bề mặt và tay
• Sự nhiễm vi sinh vật (vi khuẩn, nấm mốc, nấm men)
• Sự nhiễm động vật ký sinh (chủ yếu là các loài côn trùng)
• Sự nhiễm các chất độc (các loại hóa chất)
• Các tác nhân làm biến đổi màu, mùi vị (mùi lạ, ánh sáng, oxy)
• Sự giảm hoặc tăng độ ẩm (hóa hơi hoặc hấp thu nước)

Đóng gói phù hợp có thể ngăn chặn sự nhiễm bẩn thứ cấp của thịt và các sản phẩm từ thịt như danh sách liệt kê bên trên. Tuy nhiên, nếu chỉ đóng gói thì không đủ để làm ngừng sự phát triển của vi sinh vật luôn sẵn có trong thịt và các sản phẩm thịt. Để tạm ngừng hoặc làm giảm sự phát triển của vi sinh vật, đóng gói phải được kết hợp với các phương pháp xử lý khác, ví dụ như lạnh đông (quá trình làm chậm hoặc ngừng sự phát triển của vi sinh vật) hoặc xử lý nhiệt/tiệt trùng (quá trình làm giảm hoặc loại bỏ hoàn toàn sự nhiễm vi sinh vật).

Quá trình đóng gói tạo ra một lớp bao bì, lớp bao bì này tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm.  Trong vài trường hợp, bao bì một lớp được kết hợp thêm với một lớp bao bì bên ngoài, thường là thùng carton hoặc các vật liệu khác.

Có rất nhiều loại màng đóng gói tổng hợp cho bao bì bên trong ví dụ dạng trong suốt (transparent) hoặc mờ đục (opaque), mềm (flexible) hoặc bán cứng (semi-rigid), chống thấm khí (gas proof) hoặc có khả năng thấm (permeable) một số khí nhất định. Những vật liệu này được chọn tùy theo mục đích cụ thể như bảo vệ khỏi những tác động không mong muốn hoặc thể hiện sự hấp dẫn.

Những yêu cầu vật liệu bao bì

Các bao bì tổng hợp phù hợp cho đóng gói thịt chủ yếu là màng nhựa dạng phẳng (plastic films) hoặc dạng cuộn (foils)

Màng bao bì phải đáp ứng các yêu cầu sau:

• Dẻo
• Chịu lực cơ học
• Khối lượng nhẹ
• Không mùi
• Vệ sinh (sạch và không nhiễm chất độc)
• Dễ tái chế
• Chịu được nhiệt độ lạnh và nóng
• Chịu được dầu và chất béo
• Có thuộc tính bảo vệ tốt khỏi sự thấm khí
• Có khả năng dán kín
• Giá rẻ

Khả năng chống thấm khí

Thuộc tính ngăn chặn sự thấm oxy và hóa hơi là những nhân tố quan trọng nhất để đảm bảo:

a) Ngăn chặn oxy

Không khí chứa khoảng 20% oxy. Oxy ảnh hưởng xấu đến thịt và các sản phẩm từ thịt không được bao gói trong quá trình dự trữ. Oxy biến màu đỏ của thịt thành màu xám hoặc xanh và là nguyên nhân oxy hóa và ôi hóa chất béo, hình thành mùi vị lạ không mong muốn.

Độ thấm oxy của các loại màng được sử dụng cho các sản phẩm thịt là khác nhau. Độ thấm oxy càng thấp thì hiệu quả bảo quản chất lượng sản phẩm càng cao. Cách bảo quản thịt và các sản phẩm thịt tốt nhất là kết hợp sử dụng bao bì chống thấm oxy và đóng gói chân không. Với phương pháp này, sản phẩm được bao gói sẽ không chứa oxy và oxy cũng không thể thấm từ không khí bên ngoài vào sản phẩm.

Oxy là thành phần không mong muốn trong bao bì chứa thịt và các sản phẩm từ thịt ngoại trừ trường hợp khi cuộn bao bì có khả năng thấm oxy (oxygen-permeable) được sử dụng, thường cho các sản phẩm thịt được bày bán lẻ. Trong trường hợp đặc biệt này, sử dụng cuộn bao bì có khả năng thấm oxy nhằm tạo màu đỏ tươi cho sản phẩm thịt.

b) Ngăn chặn sự bay hơi ẩm của sản phẩm

Thịt tươi và các loại xúc xích tươi, thịt đùi lợn muối qua chế biến,… có hàm lượng ẩm tương đối cao, khối lượng và chất lượng của chúng sẽ giảm đáng kể khi ẩm tổn thất thông qua hóa hơi và dự trữ trong điều kiện khô nếu sản phẩm không được bao gói. Vì vậy, vật liệu bao bì cần phải có đặc tính chống bay hơi nước (water-vapour-proof) hiệu quả.

Khả năng chống ánh sáng

Thịt và các sản phẩm thịt khi để lâu dưới ánh sáng ban ngày hoặc ánh sáng nhân tạo sẽ thúc đẩy nhanh sự biến màu không mong muốn, sự oxy hóa và sự ôi hoá vì ánh sáng cung cấp năng lượng cho những biến đổi này. Màng bao bì trong suốt thường được sử dụng cho các sản phẩm từ thịt để tạo sự hấp dẫn sản phẩm về mặt cảm quan. Tuy nhiên, màng bao bì này không có khả năng bảo vệ chống lại tác động của ánh sáng. Thông thường, màng bao bì trong suốt chỉ nên được sử dụng khi dự trữ các sản phẩm trong điều kiện tối hoặc độ sáng tương đối. Các sản phẩm nhạy cảm với ánh sáng hoặc sản phẩm được để ở nơi có ánh sáng mạnh nên sử dụng bao bì màu hoặc bao bì đục (Hình 2). Màng nhôm cũng có tác dụng bảo vệ tốt khỏi tác động của ánh sáng (Hình 3).

Hình 2: Màng bao bì không trong suốt tránh ánh sáng

Hình 3. Túi nhôm

Khả năng hàn kín

Vài vật liệu bao bì yêu cầu phải có đặc tính hóa dẻo vì nhiệt tốt. Chúng có khả năng hàn bằng nhiệt, khi hai màng tiếp xúc với nhau dưới áp suất thấp và nhiệt độ cao, sẽ nóng chảy ở vùng bị gia nhiệt và kết dính nhau để tạo thành bao bì kín.

Loại màng bao bì

Trong thực tế, tất cả các màng được sử dụng cho đóng gói thịt được tạo ra từ các vật liệu “nhựa” tổng hợp.

Cellulose không phải là vật liệu tổng hợp mà là vật liệu tự nhiên được tạo ra từ gỗ, được sử dụng rộng rãi dưới dạng bao bì trong suốt. Ngày nay, cellulose không còn đóng vai trò quan trọng trong bao gói thịt mặc dù vẫn còn được sử dụng trong một số mục đích nhất định. Tuy nhiên, cellulose vẫn đóng vai trò quan trọng trong sản xuất một số loại vỏ bọc nhân tạo cho xúc xích.

Những vật liệu tổng hợp thường dùng nhất trong đóng gói thịt là:

Polyethylene (PE)                           (oxy +, hơi nước -)

Polypropylene (PP)                        (oxy +, hơi nước -)

Polyvinylchloride (PVC) (mềm)  (oxy +, hơi nước -)

Polyester (PET)                              (oxy ±, hơi nước -)

Polyamide (PA)                               (oxy -, hơi nước +)

+ = tương đối thấm

– = tương đối không thấm

Polyvinylidenchloride (PVDC) + Ethylenvinyl alcohol (EVOH) được sử dụng như màng nhựa (xem Hình 8b)

Màng làm từ những vật liệu tổng hợp bên trên được chọn dựa theo đặc điểm khác nhau về độ thấm oxy và thoát hơi nước.

Với mục đích đa dạng, màng bao bì trong công nghiệp thịt có thể được phân loại thành:

• Các loại màng một lớp
• Các loại màng đa lớp

Màng một lớp

Trường hợp thường sử dụng màng một lớp (Hình 4, 5) là dùng để gói các miếng thịt, sản phẩm thịt đã qua chế biến, các khối thịt có xương hoặc không xương hoặc nguyên con. Những màng này thường tự bám dính, ví dụ chúng dính cùng nhau –“màng bám dính” trong khu vực được bao phủ. Vì vậy, chúng có thể bảo vệ tốt khỏi sự nhiễm bẩn từ bên ngoài, chống bay hơi nước ở một mức độ nào đó, nhưng không thể bảo vệ khỏi tác động của oxy, vì chúng không phải là bao bì kín. Các loaị màng có khả năng tự bám dính tốt là PE, PA, PVC và PP.

Hình 4: Màng một lớp

Hình 5: Bao gói bằng màng một lớp

Một ứng dụng quan trọng khác cho sử dụng màng một lớp là bảo quản lạnh đông. Đối với các khối thịt, phần thịt được cắt từ thịt và các sản phẩm từ thịt, màng một lớp được kéo căng, bao kín xung quanh bề mặt thịt trước khi lạnh đông. Màng bao kín để ngăn chặn sự bay hơi nước (thường xảy ra trong quá trình bảo quản lạnh đông sản phẩm không được bao gói). Màng tiếp xúc kín với bề mặt sản phẩm để tránh sự bay hơi, hình thành đá và bỏng lạnh (freezer burn) ở những điểm màng không tiếp xúc (Hình 6). Màng có khả năng chống lạnh phù hợp cho bảo quản lạnh đông là màng PA hoặc PE.

Hình 6: Bỏng lạnh hình thành trong quá trình bảo quản lạnh đông do bảo vệ không hiệu quả chống lại sự bay hơi. Bề mặt thịt có màu xám và khô (trái)

Một ứng dụng đặc biệt của màng một lớp là bao gói sản phẩm thịt lạnh tại các quầy bán tự phục vụ (chẳng hạn như siêu thị) (Hình 7). Những miếng thịt này (bò, heo hoặc gà) được để trong khay bằng nhựa hoặc cellulose sạch và được bọc kín bằng màng một lớp. Phần cuối của màng được kéo vào bên dưới của khay, khi đó màng sẽ bám dính chặt vào đáy của khay. Các loại màng sử dụng nên có độ thấm hơi nước thấp để tránh làm khô thịt trong quá trình bảo quản. Nhưng vì mục đích tạo hấp dẫn cho khách hàng, thịt cần phải có bề mặt màu đỏ tươi bắt mắt (oximyoglobin), đặc biệt đối với thịt bò. Vì lý do này, các màng nhựa được sử dụng cần phải có độ thấm ôxy cao, vì ôxy trong không khí có thể phản ứng với myoglobin của thịt và hình thành màu đỏ tươi (oximyoglobin). Oximyoglobin không phải là một hợp chất hoá học mà là một phức chất của oxy và sắc tố thịt đỏ myoglobin, giúp giữ màu đỏ tươi của thịt trong nhiều giờ. Màng một lớp thích hợp cho đóng gói thịt là PE hoặc PVC mềm. Trước đây màng cellulose từng được sử dụng , nó cũng có độ thấm tương tự nhưng ít bám dính và phần cuối của màng bao không bám chặt nhau tốt.

Hình 7: Thịt tươi được đóng gói ở các quầy bán tự phục vụ, màng bao được cắt để có kích thước thích hợp cho phần kết dính phía đáy khay

Các màng đa lớp

Trong thực tế, tất cả các màng khác được sử dụng trong bao gói thịt được thiết kế nhằm chống thấm oxy và hơi nước tốt. Để đáp ứng đầy đủ các yêu cầu này, màng với thuộc tính ngăn cản oxy và hơi nước được kết hợp cùng nhau.

Hình 8: Màng đa lớp đặc trưng (a = hai lớp, b = 3 lớp)

Lớp A: Lớp ngoài (bền về cơ học, ngăn cản oxy)

Lớp B: Lớp trung gian (ngăn cản oxy)

Lớp C: Lớp trong = lớp hàn kín (có khả năng nóng chảy và hàn dưới áp suất khi các lớp đối diện hàn vào nhau, cũng được xem là lớp màng chống bay hơi nước).

Một sự kết hợp rất hiệu quả là PA/PE. PA được sử dụng như lớp bên ngoài ví dụ như màng cho bao bì chân không. PA tương đối chống thấm oxy nhưng có khả năng thấm hơi nước. PE có đặc điểm hoàn toàn ngược lại, chúng có khả năng chống thấm hơi nước nhưng lại thấm oxy. Sự kết hợp hai loại màng PA/PE tạo thành màng đa lớp rất kín để chống lại oxy và hơi nước. Không những thế, màng PE được sử dụng như lớp bên trong có đặc điểm hóa dẻo dưới tác dụng của nhiệt tốt và rất phù hợp cho hàn nhiệt. Bao bì kết hợp PA/PE là loại bao bì đa lớp có cấu trúc đơn giản nhất (Hình 8a). Công nghiệp bao bì cải tiến hệ thống thông qua tạo các lớp thêm vào giúp tăng khả năng ngăn cản oxy (Hình 8b).

Lớp hàn kín hầu hết bao gồm polyethylene (PE) hoặc ionomer (I) (Hình 11, 12, 13). Lớp bên ngoài có thể là polyamide (PA), polyester (PET) hoặc polypropylene (PP). Lớp chống oxy thường được làm từ polyvinylidenchloride (PVDC) hoặc vật liệu với đặc điểm tương tự.

Bao bì chân không được sử dụng trong thiết bị đóng gói chân không (Hình 9, 10, 16) gồm hai hoặc nhiều lớp hơn so với màng đa lớp. Bằng cách tạo điều kiện chân không và hàn kín các bao bì như vậy, không khí bên trong được loại bỏ và ảnh hưởng xấu của oxy như ôi hóa hoặc biến màu của sản phẩm được đóng gói sẽ chậm đáng kể hoặc hầu như không xuất hiện. Tuy nhiên, để sản phẩm dưới ánh sáng mạnh có thể làm biến đổi màu ngay cả trong trường hợp sử dụng bao bì chân không.

Hình 9. Xúc xích cắt lát được chứa trong bao bì chân không trước khi hàn kín

Hình 10. Khởi động, tạo điều kiện chân không trong máy đóng gói chân không

Hình 11. Sản phẩm được hút chân không và hàn kín

Hình 12. Đường hàn kín

Hình 13. Lỗi đường hàn: Không khí có thể xâm nhập vào thông qua đường hàn

Hình 14. Thiết bị chân không đơn giản

Sản phẩm thịt đã qua chế biến thành từng lát hoặc toàn bộ khối được đóng gói trong bao bì chân không kích thước vừa. Với sản phẩm có kích thước lớn, túi được làm từ màng có khả năng co lại, sau khi đóng gói chân không, sản phẩm được phun hoặc ngâm vào nước nóng (80^oC).  Sự tiếp xúc với nước nóng là nguyên nhân làm co màng nhựa chịu nhiệt và bao gói sản phẩm chặt chẽ hơn. Màng co có thể được tổng hợp từ PET/PA/EVOH/PO.

Đóng gói chân không các miếng thịt bò tươi không xương trong điều kiện lạnh chủ yếu để thúc đẩy quá trình làm chín thịt (meat ripening). Các miếng thịt bò có thể được bảo quản trong nhiều tuần (tối đa 3 tháng) khi sử dụng bao bì chân không, loại oxy và bảo quản ở nhiệt độ -1^oC (trên điểm lạnh đông của thịt). Trong suốt quá trình dự trữ vi khuẩn lactic (không phải là nguyên nhân gây hư hỏng) sẽ kìm hãm sự phát triển của các vi khuẩn khác, kéo dài trạng thái ổn định về mặt vi sinh vật. Thịt bò sẽ trở nên rất mềm khi kéo dài thời gian làm chín như vậy mà vẫn giữ được mùi vị đặc trưng (Hình 15).

Hình 15. Các khối thịt bò/phần mông, lưng, thịt bò nướng được đóng gói chân không (màng 3 lớp được ép đùn với EVOH như là màng ngăn oxy, hạn sử dụng của thịt bò làm lạnh có thể lên đến 3 tháng ở nhiệt độ -1^oC/0^oC

Hình 16. Thiết bị đóng gói chân không bằng tay – Các bước vận hành

a) Sản phẩm thịt

b) Bao bì chân không

c) Không khí từ môi trường bên ngoài vào

d) Phần thân của thiết bị đóng gói chân không

e) Nắp của thiết bị đóng góp chân không

f) Bàn nhựa để điều chính thể tích của khoang theo kích thước của sản phẩm

g1,2) Thanh hàn

h) Lối thoát khí

Xử lý nhiệt hoặc nấu vài sản phẩm thịt có thể được thực hiện trong bao bì sau khi đóng gói chân không. Nhiệt độ từ 60^oC – 80^oC hoặc thậm chí cao hơn như ở nhiệt độ tiệt trùng (trên 100^oC) đối với đùi lợn muối, xúc xích,…Trong những trường hợp này, quá trình thanh trùng hoặc tiệt trùng các sản phẩm thịt được bao gói chưa qua chế biến sẽ tránh được sự tái nhiễm nếu không mở bao bì.

Một số sản phẩm đặc biệt như xúc xích, có thể áp dụng phương pháp đóng gói chân không bán tự động. Lớp đáy màng được đúc theo hình dạng của xúc xích bằng nhiệt hoặc lực (khí nén hoặc cơ học) (Hình 17). Những thiết bị này được gọi là thiết bị tạo hình bằng nhiệt. Xúc xích được để trên khuôn (Hình 17) và lớp màng phía trên được hàn kín sau khi hút chân không. Từng thanh xúc xích sẽ được cắt dọc theo lớp hàn (Hình 18).

Hình 17. Đóng gói chân không bán tự động. Đặt xúc xích ở lớp màng phía dưới đã được tạo khuôn. Lớp màng phía trên sẽ được hàn sau khi hút chân không. Từng thanh xúc xích sẽ được cắt rời (Hình 18)

Hình 18. Sản phẩm được đóng gói chân không trong lớp đáy màng tạo khuôn và lớp màng bên trên (Lật ngược vị trí của thanh xúc xích để trưng bày trước khách hàng)

Một phương pháp đóng gói thường được dùng trong công nghiệp thịt quy mô lớn là phương pháp đóng gói bằng bao bì “da”. Đối với phương pháp này, sản phẩm được để trong thiết bị chân không, thường là đặt lên trên lớp màng cứng, lớp màng này sẽ là lớp đáy của bao bì thành phẩm. Một lớp màng dẻo khác (lớp trên, được xử lý nhiệt để tăng sự linh động) sẽ bao gói xung quanh sản phẩm, tương tự như lớp da bao bọc chặt bề mặt sản phẩm để tránh các vết nhăn. Bao bì giống lớp da của sản phẩm hình thành khi hàn trong thiết bị đóng gói, khi phần trên và dưới của màng được hàn cùng một đường mép.

Hình 19. Bao bì “da”

 

Hình 20. Bao bì “da”

Từng túi sẽ được tách ra bằng cách cắt xung quang đáy của thiết bị hàn (Hình 19, 20).

Công nghệ mới nhất trong lĩnh vực này là công nghệ đóng gói dạng co (form-shrink packaging). Các sản phẩm như thịt cắt miếng, thịt gà (sau khi loại bỏ ruột), xúc xích, phần nhỏ của các sản phẩm thịt được để giữa hai lớp màng có khả năng co lại, được hàn không để lại vết nhăn xung quanh sản phẩm. Đường hàn rất nhỏ. Công nghệ này có hiệu quả về mặt kinh tế trong phạm vi sử dụng màng bao bì nhưng yêu cầu thiết bị công nghệ cao và chỉ dành cho lĩnh vực công nghiệp trên quy mô lớn.

Một công nghệ tiện ích khác là đóng gói không khí hiệu chỉnh (modified atmosphere packaging (MAP)) cho thịt và các sản phẩm từ thịt. Vật liệu bao bì được sử dụng là màng đa lớp không thấm khí được tổng hợp từ PE, PA và các lớp màng ngăn cản. Loại màng cứng có thể dùng để tạo hình dạng (dạng hộp hoặc dạng chén) có thể chứa thực phẩm. Một lớp màng dẻo được hàn phía trên để tạo nắp đậy (Hình 21). Đóng gói MAP cũng có thể được sử dụng cho các loại bao bì nhựa thông thường. Bao bì MAP đầu tiên cần phải được tạo chân không. Sau đó một hỗn hợp khí được đưa vào khoảng không gian không chứa khí (chân không) bên trong bao bì trước khi hàn. Hỗn hợp khí thông thường chứa nitơ (N₂) và carbon dioxide (CO₂). N₂ là thành phần chính của không khí, trơ về mặt hóa học, không phản ứng với các thành phần của thịt như chất béo hoặc myoglobin. Chức năng của nó là thay thế oxy (O₂) và vì vậy ngăn chặn những ảnh hưởng xấu do oxy gây ra. Một thành phần khác trong hỗn hợp khí là CO₂, có chức năng bảo vệ vì nó kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc.

Hình 21. Đóng gói không khí hiệu chỉnh (MAP). Nắp đậy của sản phẩm được mở ra (bên phải)

Hỗn hợp khí thường được sử dụng là 20%-30% CO­­₂ và 70%-80% N­­₂. Hỗn hợp này có thể sử dụng cho tất cả các sản phẩm thịt chế biến. Nếu các miếng thịt tươi được bao gói trong bao bì chống thấm khí thay vì gói chúng bằng bao bì thấm ôxy (xem Hình 7), màu đỏ tươi của thịt có thể được hình thành bằng cách thêm oxy vào hỗn hợp khí, phun vào bên trong bao bì và thay thế hàm lượng N₂. Vì oxy hiệu quả trong việc duy trì màu đỏ tươi, hỗn hợp khí thường dùng cho thịt tươi bao gồm 70%-80% O₂ và 20%-30% CO­₂.

Bao bì “da” (skin packaging) và bao bì không khí hiệu chỉnh (MAP) thường rất phức tạp đối với các cơ sở sản xuất nhỏ, nhưng nhận được sự quan tâm đáng kể đối với các nhà máy thịt quy mô vừa. Hiện nay, các thiết bị đóng gói bán tự động và thủ công nhỏ luôn sẵn có (Hình 22, 23, 24), được thiết kế dành cho quy mô nhỏ hơn. Tuy nhiên, việc sử dụng các thiết bị này cần loại màng tổng hợp thích hợp và trong trường hợp bao bì không khí hiệu chỉ thì cần thêm các khí thích hợp.

Hình 22. Thiết bị thủ công đơn giản cho khay nhựa được hàn với nắp mềm (thiết bị hàn khay)

Hình 23. Hình ảnh đóng máy hàn khay thủ công

Hình 24. Thiết bị nhỏ cho đóng gói bao bì “da” và đóng gói không khí hiệu chỉnh

Tài liệu tham khảo

http://www.fao.org/docrep/010/ai407e/ai407e21.htm