Ambalarea și depozitarea sucului de portocale

În acest capitol veți citi despre:

  • Parametrii de calitate care necesită protecție în timpul stocării și ce le afectează.
  • Rolul oxigenului în degradarea vitaminei C, înrosirea sucului și modificarea aromei.
  • Impactul luminii asupra calității sucului.
  • Miros de suc de portocale și efectul diferitelor tipuri de pachete asupra retenției de aromă.
  • Sisteme de ambalare diferite.

rezumat

Unul dintre obiectivele principale ale unui sistem de ambalare este protejarea produsului de deteriorarea microbiană și deteriorarea chimică în timpul distribuției și depozitării. Pentru sucul de portocale, trebuie luate măsuri pentru protejarea vitaminei C și a compușilor aromatizanți și pentru prevenirea creșterii microbiene și a schimbărilor de culoare.

Vitamina C este compusul din sucul de portocale care reacționează cel mai ușor cu oxigenul și pierderea acestuia se corelează cu proprietățile barierului oxigen al ambalajului. Produsele de degradare ale vitaminei C contribuie la rumenire.

Este cunoscut faptul că lumina, în combinație cu oxigen excesiv (spațiul capului și oxigenul dizolvat și permeabilitatea ridicată a oxigenului prin pachet), accelerează modificările de aromă și degradarea aerobă a vitaminei C. Degradarea anaerobă a vitaminei C are loc, de asemenea, independent de oxigen.

Vinovati de pierderea calitatii

Temperaturile ridicate de depozitare combinate cu oxigen sunt principalii factori implicați în deteriorarea calității în timp.

Rezultatele sunt pierderea valorii nutritive în ceea ce privește vitamina C, schimbări de culoare neplăcute și formarea de aromă, care este cauzată preponderent de modificările chimice ale matricei de suc și, într-o măsură mai mică, de modificările fracțiunii de aromă volatilă.

Aproape toate schimbările pot apărea în condiții de stocare anaerobă și sunt foarte accelerate de oxigen (spațiul capului și oxigenul dizolvat și oxigenul care pătrunde prin pachet).

În general, ambalajele pentru sucul de portocale ar trebui să conțină o barieră de aromă pentru a preveni pătrunderea aromelor prin ambalaj.

Cutie de carton laminat

Cutii de carton laminate sunt cea mai obișnuită formă de ambalare în majoritatea țărilor pentru sucul de portocale răcit și stabil. Ele sunt realizate fie din prefabricate, fie din rulouri. La nivel mondial, sticlele de plastic sunt al doilea tip de container cel mai comun, urmate de sticle de sticlă.

9.1 Rolul ambalajului

Unul dintre scopurile principale ale unui sistem de ambalare și a ambalajelor este de a proteja sucul de portocale de deteriorarea microbiană și deteriorarea chimică în timpul distribuției și depozitării. Termenul de valabilitate al alimentelor și băuturilor este perioada de timp până la momentul în care produsul devine inacceptabil din punct de vedere al siguranței, senzoriale sau nutriționale. Influența materialului de ambalare și a tipului de ambalaj asupra duratei de valabilitate a sucului de portocale a făcut obiectul a numeroase investigații.

Deși pachetul este important în protejarea conținutului său, acesta nu poate îmbunătăți calitatea sucului de portocale realizat din materii prime proaste sau poate deghiza degradarea calității provenind din prelucrarea neoptimală. În plus, este inevitabil ca deteriorarea produsului legată de caracteristicile produsului și de condițiile de depozitare să aibă loc treptat în timp. Prin urmare, indiferent de ambalaj, degradarea vitaminei C și rumenirea sucului de portocale are loc întotdeauna în sucul de portocale depozitat când o anumită temperatură și / sau timp de depozitare este depășită.

În concluzie, calitatea sucului de portocale la consum depinde de toate etapele de procesare și ambalare, de la aportul de materie primă până la produsul consumat. Unii parametri de funcționare importanți care influențează calitatea sucului la diferite etape sunt prezentate în Figura 9.1.

Figura 9.1

Factorii care influențează calitatea sucului

9.1.1 Parametrii de calitate a produsului care trebuie protejați în timpul depozitării

Pe lângă funcția cea mai evidentă de a conține produsul, un pachet de consum trebuie să protejeze parametrii specifici de calitate ai sucului de portocale. Pentru a înțelege mai bine termenul "parametri de calitate", se poate pune întrebarea de ce consumatorii cumpără suc de portocale. Răspunsurile principale vor fi cel mai probabil gustul său plăcut și o valoare nutritivă ridicată datorită conținutului ridicat de vitamină C. Prin urmare, acești parametri de calitate ar trebui să fie protejați în timpul unei perioade de valabilitate date.

Aceasta înseamnă luarea de măsuri pentru:

  • Protejați compușii aromatici relevanți
  • Protejați conținutul ridicat de vitamina C.
  • Împiedicați schimbările de culoare
  • Preveniți creșterea microbiană

9.1.2 Factorii care afectează parametrii de calitate în timpul depozitării

Niciun sistem de ambalare nu poate preveni complet modificările de calitate care au loc în sucul de portocale - sau alte băuturi în general - în timpul depozitării. Din ziua procesării până în ziua consumării, produsul se va schimba într-o anumită măsură în funcție de condițiile de depozitare. În cele mai multe cazuri, cu excepția unor vinuri, schimbările vor fi în rău.

În ceea ce privește parametrii de calitate deja identificați pentru sucul de portocale, condițiile de ambalare și depozitare menționate în tabelul 9.1 influențează durata de păstrare a unei calități acceptabile în timpul depozitării.

Tabelul 9.1 Factorii care influențează termenul de valabilitate
Proprietățile pachetelorConditii de depozitare
Barieră împotriva• Oxigen
• Ora• Temperatura
• Ușoară• Aseptic
• Pierderi de aromă• Non-aseptice
• Microorganisme

Înainte de a analiza mai bine proprietățile barieră a ambalajelor, este important să rețineți că ambalajul nu poate fi niciodată discutat fără a se lua în considerare condițiile de depozitare intenționate - în special temperatura și timpul - deoarece acestea sunt factorii principali ai cerințelor de barieră.

9.2 Proprietăți de barieră Împotriva oxigenului

Oxigenul joacă un rol major în pierderea calității sucului de portocale în timpul depozitării, în principal datorită:

  • Degradarea vitaminei C
  • Modificări de culoare (rumenire)

Mai multe publicații indică, de asemenea, impactul negativ al oxigenului asupra compușilor de aromă și asupra formării de aromă în timpul depozitării sucului de portocală la temperatura ambiantă. Aceasta este totuși o zonă controversată care este o chestiune de dezbatere.

9.2.1 Degradarea vitaminei C

Vitamina C este compusul cel mai sensibil la oxigen din sucul de portocale. Pierderea sa este astfel strâns legată de conținutul de oxigen din ambalaje. În general, vitamina C se pierde prin două căi chimice diferite - degradarea anaerobă și aerobă. După cum sugerează și numele, calea anaerobă este independentă de oxigen și depinde în principal de temperatura de depozitare. Pierderile cauzate de degradarea anaerobă nu pot fi prevenite prin ambalare și sunt aceleași în toate tipurile de ambalaje. Singura contramăsură posibilă este reducerea temperaturii de depozitare.

Calea aerobă are nevoie de oxigen și, prin urmare, este strict legată de prezența oxigenului și a oxigenului dizolvat în suc, precum și de proprietățile barierului oxigen al ambalajului.

Atât degradarea anaerobă cât și cea aerobă au loc simultan în sucul de portocale. Care dintre ele domină depinde de temperatura de depozitare și disponibilitatea de oxigen.

Pentru ambalaje cu proprietăți bune de barieră la oxigen, de exemplu, sticle de sticlă, degradarea anaerobă joacă rolul major în ceea ce privește pierderea totală de vitamina C. În cazurile în care permeabilitatea oxigenului în ambalaj este considerabilă, este prezent oxigen în spațiul de depozitare sau se dizolvă oxigen în produs, contribuția degradării anaerobe la pierderea totală de vitamina C este mică în comparație cu degradarea aerobă.

Exemple de pierderi de vitamina c pentru un pachet de 1 litru în timpul depozitării ambientale pe baza calculului stoechiometric

headspace

Un volum al rezervorului de aer de 5 ml, care conține 1 ml de oxigen (aproximativ 21%), poate oxida teoretic aproximativ 15 mg de vitamina C.

Oxigenul dizolvat 1 mg oxigen corespunde unei pierderi de aproximativ 11 mg de vitamina C.

Degradarea anaerobă
Degradarea anaerobă corespunde unei pierderi aproximative de:
1 mg / l vitamină C pe lună la 10 ° C
5 mg / l vitamină C pe lună la 20 ° C
20 mg / l vitamină C pe lună la 30 ° C

Oxigenul care pătrunde prin pachet
O permeabilitate a oxigenului de 0,02 ml oxigen / pachet / zi într-un pachet de 1 litru duce la pierderea a 9 mg / l vitamină C pe lună în timpul depozitării în mediu.
Pentru un ambalaj cu o permeabilitate de 0,05 ml oxigen / pachet / zi pierderea este de 22 mg / l vitamină C pe lună.

Deoarece atât căile anaerobe cât și cele aerobe pentru degradarea vitaminei C apar simultan în majoritatea produselor ambalate, curbele de degradare a vitaminei C nu pot fi de obicei atribuite unei singure căi.

Figura 9.2 prezintă degradarea vitaminei C în sucul de portocale stocat la temperatura ambiantă în două tipuri de ambalaje - cutii de carton laminate cu un strat de barieră din folia de aluminiu (Al) în primul tip și un polimer, cum ar fi etilen vinil alcool (EVOH) alte. Stratul de Al-folie este o barieră bună la oxigen, în timp ce pachetele cu un strat de barieră polimeric precum EVOH permit o permeabilitate mai mare la oxigen. Unele ambalaje au fost depozitate într-o atmosferă fără oxigen, iar în acest caz pierderea de vitamina C reprezintă în principal calea de degradare anaerobă.

Figura 9.2

Curbele de degradare a vitaminei C pentru diferite ambalaje de suc de portocale păstrate la 23 ° C.
Sursa: Tetra Pak

Este evident că atunci când permeabilitatea oxigenului unui pachet depășește un anumit punct, calea aerobă predomină. Calea de reacție anaerobă este în principal determinată de temperatură. Impactul temperaturii poate fi văzut din exemplul unui pachet de 1 litru în caseta de fapt.

Figura 9.3

Efectul temperaturii asupra conținutului de vitamina C în sucul de portocale în timpul depozitării.
Sursa: Tetra Pak

Temperatura de depozitare este de asemenea importantă pentru degradarea aerobă a vitaminei C. Figura 9.3 prezintă modificarea conținutului de vitamina C în sucul de portocale în timpul depozitării timp de 30 săptămâni la 4 ° C și, respectiv, 23 ° C în același tip de ambalaj (Tetra Brik Aseptic, TBA, 250 ml). Pierderea calculată a vitaminei C datorată degradării anaerobe este indicată în grafic. Diferența de retenție a vitaminei C între depozitare la 4 ° C și 23 ° C este evidentă. În timpul depozitării timp de 30 de săptămâni, o creștere a temperaturii de la 4 ° C la 23 ° C duce la pierderi sporite de vitamina C de 28 mg / l datorită degradării anaerobe și 42 mg / l datorită degradării aerobe.

Rata de degradare oxidativă a vitaminei C este încetinită dramatic prin depozitare refrigerată. În consecință, ambalajele pentru distribuția refrigerată nu au nevoie de proprietăți de barieră la oxigen la fel ca și ambalajele păstrate la temperatura ambiantă.

9.2.2 Modificări de culoare

Culoarea sucului de portocale este determinată în primul rând de conținutul său carotenoid. Cu toate acestea, carotenoizii sunt relativ stabili în sucul de portocale deoarece sunt protejați de vitamina C și nu sunt considerați responsabili pentru schimbările de culoare care apar în timpul depozitării pe termen lung la temperatura ambiantă

Schimbările de culoare sau, mai degrabă, întunecarea, în timpul depozitării, se bazează pe apariția compușilor colorați în culoarea brun provocată de reacția chimică a componentelor sucului de portocale prezente în matricea de suc. Compușii bruni se formează în faza finală a așa-numitei reacții Maillard (cunoscută și sub numele de rumenire neenzimatică), care este o reacție bine cunoscută între zaharuri și aminoacizi. Acest tip de reacție nu depinde, în general, de oxigen, dar este clar determinat de temperatură.

Figura 9.4 prezintă efectul temperaturii asupra rumenirea concentratului portocaliu. Este evident că rumenirea rezultă în principal din depozitarea pe termen lung la temperaturi mai mari de 12 ° C.

Vitamina C poate participa la dezvoltarea brânzei prin produsele sale de degradare, produse atât prin căi aerobe, cât și prin căi anaerobe.În consecință, bariera de oxigen a unui ambalaj influențează rumenirea deoarece determină furnizarea de oxigen pe calea aerobă a degradării vitaminei C.

Figura 9.5 prezintă schimbări de culoare în sucul de portocale în ambalaje cu proprietăți diferite de barieră la oxigen în timpul depozitării la 23 ° C. Există o creștere clară a rumenirii cu o permeație crescută a oxigenului prin ambalaj. Aceasta permite concluzia că cu cât bariera de oxigen în pachet este mai bună, cu atât riscul de rumenire este mai scăzut.

Figura 9.4

Browningul concentratului de portocale în timpul depozitării la temperaturi diferite.
Sursa: Valorile luate de la Kanner et al.

Figura 9.5

Modificări de culoare în sucul de portocale în ambalaje cu diferite proprietăți de barieră la oxigen în timpul depozitării la 23 ° C.
Sursa: Tetra Pak

Metodele de măsurare a culorii în sucul de portocale sunt descrise în subsecțiunea 2.2.4.

9.2.3 Impactul oxigenului asupra modificărilor de aromă dependente de depozitare

Aroma sucului de portocale este compusă dintr-un amestec larg de fracțiuni de aromă diferite, care conțin o varietate de compuși volatili, așa cum este descris mai detaliat în subsecțiunea 9.4. Acești compuși aromatici pot suferi mai multe schimbări în timpul depozitării, ceea ce conduce treptat la o pierdere a prospețimii și la formarea unei arome neplăcute (aromă neplăcută). Majoritatea acestor modificări sunt reacții catalizate de acid, care sunt susținute de aciditatea sucului și accelerate de temperaturi ridicate de depozitare.

Căile de degradare ale unor fracțiuni de aromă importante precum aldehidele includ reacții oxidative. Astfel, nu se poate exclude faptul că conținutul de oxigen și, prin urmare, proprietățile de barieră la oxigen ale soluției de ambalare au un impact asupra aromei sucului de portocale ambalat. Cu toate acestea, deoarece vitamina C este un antioxidant important din punct de vedere cantitativ în sucul de portocale și reacționează imediat cu oxigenul disponibil, impactul oxigenului asupra aromelor este mai puțin pronunțat atâta timp cât este prezentă vitamina C.

Trei compuși au fost identificați ca factori importanți care contribuie la aromatizarea sucului de portocale, independent de ambalajul utilizat. Acești compuși, care se dezvoltă treptat în sucuri, sunt:

  • 4-vinil guaiacol (PVG)
  • 2,5-dimetil-4-hidroxi-3 (2H) -furanonă (DMHF)
  • alfa-terpineol

Când acești compuși sunt adăugați la sucul de portocale proaspăt preparat, PVG conferă un fruct vechi sau aromă de fructe putrezite; DMHF conferă o aromă asemănătoare ananasului, de obicei găsită în sucul de portocale vechi, iar alfa-terpineolul este descris ca fiind învechit, murdar sau pini.

Formarea rezultatelor PVG din modificările induse de depozitare în matricea de suc, DMHF rezultă din așa-numitele reacții Maillard între carbohidrați și proteine, iar a-terpineolul este un produs de degradare a compusului aromonic limonen. Toate cele trei reacții sunt susținute de aciditatea sucului și de temperatura de depozitare. Deoarece produsele de degradare oxidativă a vitaminei C pot participa la reacțiile Maillard, proprietățile barieră de oxigen în pachet (și, prin urmare, o descompunere mai pronunțată a vitaminei C) pot, într-o anumită măsură, să influențeze și proprietățile senzoriale ale sucului de portocale, într-o măsură mai mică, aromă.

Figura 9.6 oferă o prezentare generală a modificărilor de aromă care apar în sucul de portocale în timpul depozitării.

Figura 9.6

Modificări ale aromelor dependente de depozitare în sucul de portocale

9.3 Proprietăți de barieră împotriva luminii

Este cunoscut faptul că lumina accelerează degradarea aerobă (dar nu aerobă) a vitaminei C. Se poate concluziona prin urmare că:

  • Lumina are un efect numai când este prezent oxigenul. În consecință, ambalajele cu proprietăți mari de barieră la oxigen, cum ar fi sticlele și buteliile PET de înaltă rezistență, nu necesită o barieră luminată.
  • În timpul depozitării la temperatura ambiantă în ambalaje cu o bună barieră la oxigen, vitezele reduse de permeabilitate a oxigenului limitează degradarea vitaminei C. Mai mult, tot oxigenul care intră prin pachet este aproape imediat consumat. Astfel, lumina nu poate accelera reacția și, prin urmare, nu are un impact semnificativ.
  • În timpul depozitării la rece, pentru care se utilizează în principal ambalaje cu permeabilitate ridicată la oxigen și reacția dintre vitamina C și oxigen este încetinită semnificativ, se va acumula oxigen în produs. Lumina poate accelera apoi degradarea vitaminei C.

Ca urmare, protecția la lumină ar trebui să fie luată în considerare în primul rând pentru utilizarea în ambalaje destinate distribuției răcite, care au proprietăți reduse de oxigen.

Structura de bază a compușilor de aromă

Hidrocarburi Un grup de compuși care conțin numai hidrogen și carbon în structura lor moleculară. Exemplu: d-limonen
Alcoolii, aldehidele și esterii conțin numai hidrogen, oxigen și carbon în structura lor moleculară.

Alcooli Grup funcțional tipic: R-OH Exemplu: linalool

Aldehide Grup funcțional tipic: R-CHO Exemplu: hexanal

Esteri Grup funcțional tipic: R-COOR Exemplu: butirat de etil

R = un lanț lateral molecular particular

Concentrația unui compus de aromă nu poate fi corelată direct cu importanța sa pentru aromă

9.4 Proprietăți de barieră împotriva aromelor

În majoritatea cazurilor, ambalarea sucului de portocale este necesară pentru a furniza o barieră care împiedică compușii de aromă să pătrundă prin ambalaj. O altă cerință a ambalajului este de a oferi o barieră împotriva mirosurilor din atmosfera din jur care intră în sucul de portocale ambalat. Această subsecțiune descrie compoziția fracțiunii de aromă în sucul de portocale și proprietățile diferitelor polimeri și diferitele pachete utilizate în mod obișnuit.

9.4.1 Compoziția aromelor de suc de portocale

Mirosul de suc de portocale, ca termen utilizat în general în această secțiune pe ambalaj, include toți compușii volatili ai aromelor de suc de portocale.Prin urmare, nu este identic cu "aroma de esență" (sau aroma de fază apoasă), care este fracția volatilă solubilă în apă recuperată în unitatea de recuperare a esenței în timpul evaporării. Vezi de asemenea secțiunea 2.2.

Mirosul de suc de portocale este un amestec complex de compuși volatili. Din punct de vedere chimic, este în principal un amestec de hidrocarburi, aldehide, alcooli și esteri (a se vedea caseta de fapt). Fracțiunea predominantă constă în hidrocarburi, din care un singur compus, d-limonen, reprezintă mai mult de 90% din fracțiunea totală de aromă. Conținutul de ulei aromat al sucului de portocale este evaluat de obicei printr-o metodă de testare standard (titrare Scott), care reflectă mai mult sau mai puțin numai conținutul de d-limonen. Prin urmare, pierderea de limonen în timpul ambalării și depozitării este adesea echivalentă cu pierderea de aromă.

Nu este posibilă corelarea directă a concentrației relative a unui compus de aromă cu importanța sa pentru aromă. De exemplu, un compus care este 90% greutate / greutate din fracțiunea de aromă poate contribui foarte puțin la aromă, în timp ce un compus care are doar o parte 0,001% greutate / greutate din fracțiunea de aromă poate avea un impact foarte mare asupra aromelor senzaţie. Motivul este că nasul și gusturile umane pot răspunde foarte diferit la compușii cu structură chimică diferită.

Pe lângă cunoștințele specifice despre compoziția aromelor, este, de asemenea, esențial să se identifice acei compuși aromatici individuali care contribuie cel mai mult la gustul și mirosul produsului.

Tabelul 9.2 Contribuția volatilelor la aroma de suc de portocale
Contribuție la aromele tipiceContribuția la aromele neutilizate
ImportantDe dorit precursori păgubitor
etil butiratlinaloollinaloolα-terpineol
nerallimonenlimonencarvona
geranialα-pinenvalencenet-carveol
valencene nootkatone
acetaldehidă hexanal
octanal t-2-hexenal
nonanal hexanol
α-sinensal 4-vinil guaiacol
ß-sinensal 2,5-dimetil-
4-hidroxi-
3- (2H) furanonă

4.5
5
15
4
3
3
3
2
2
1
0

© 2018 Regele Caloriei.