Guia Completo sobre Misturadores de Gases e suas diversas aplicações

Autor: Miguel Gil

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Atmosfera Modificada - Validades - Como aumentar o tempo de validade de alimentos

Na indústria de alimentos, MAP/EAM – Embalagem de Atmosfera Modificada vem ganhando importância e está cada vez mais presente no nosso dia a dia. A sigla MAP (Modified Atmosphere Packaging) ou EAM (Embalagem de Atmosfera Modificada) indica que o ar ambiente presente no interior da embalagem foi substituído por uma mistura de gases, na maioria das vezes uma combinação contendo, ao menos, Dióxido de Carbono (CO2) e Nitrogênio (N2). Esta nova atmosfera no interior da embalagem preserva a qualidade de alimentos frescos por mais tempo e estende o prazo de validade.

Para alimentos perecíveis (carnes bovina, suína, frango, peixes, embutidos, laticínios, pães, biscoitos, frutas, legumes, etc) a extensão do prazo de validade representa potencial expansão de mercado (por exemplo: exportação), pois permite que estes produtos sejam comercializados e consumidos em outras cidades, estados e países.

Além da extensão do prado de validade, a Embalagem de Atmosfera Modificada tem os seguintes objetivos:

Retardar processo metabólico e desenvolvimento de microrganismos no alimento;
Minimizar oxidação;
Exsudação : evitar perda de líquido;
Manutenção das propriedades organolépticas, ou seja, características do alimento que são notadas pelos consumidores, como cor, brilho, textura, som ao morder e sabor.

Atmosferas modificadas também são utilizados em outras aplicações, além de embalagens.

Processos de produção, armazenamento ou transporte, etc. também pode utilizar atmosferas modificadas, como por exemplo, no processamento de carne moída ou transporte de grandes volumes de frutas e legumes em containers.

É importante salientar que MAP – Embalagem de Atmosfera Modificada precisam ser monitoradas visando garantir segurança alimentar e manutenção da qualidade do produto final.

Benefícios - MAP - Embalagem de Atmosfera Modificada

Maior “shelf-life”/Extensão do tempo de Validade/Melhor Qualidade do Alimento

Alimentos embalados em uma atmosfera de proteção se deterioram mais lentamente. Em conjunto com o resfriamento adequado, a embalagem com atmosfera modificada pode aumentar significativamente o frescor e o prazo de validade.

Menor desperdício

Maior durabilidade dos alimentos está ligado diretamente a redução de problemas durante o transporte e maior vida útil, “shelf life”. Alimentos com melhor “consistência” devido a atmosfera protetiva, podem ser transportados para mais longe, sem a ocorrência de alimentos deteriorados durante o trajeto.

Mais faturamento

Em razão do aumento da vida útil dos alimentos gerado pela embalagem com atmosfera modificada, mercadorias perecíveis podem alcançar novos mercados, consumidores mais distantes e desta maneira, abre oportunidades para exportações e fornecimento global.

Embalagens mais atraentes ao consumidor

Como a atmosfera modificada também mantém a característica de frescor do alimento, contribui de forma positiva na aparência da embalagem e desempenha um papel muito importante na percepção da qualidade do produto, no aumento da competividade e na atração de clientes.

Limitações de Atmosferas Modificadas

Aparente Alta Complexidade

Quando comparado ao processo de embalagem convencional, a embalagem em atmosfera modificada (EAM) apresenta um maior grau de complexidade. Falhas em potencial incluem incorreta composição dos gases na atmosfera ou vazamento devido a temperatura ou pressão na embalagem, desgastes ou contaminação de dispositivos, contaminação na selagem da embalagem ou materiais com defeito. No entanto, os riscos são minimizados pela utilização de procedimentos de controle e testes para garantia de qualidade da embalagem e do alimento.

Aumento de Custo

Além de filmes de alta qualidade, o consumo da mistura de gases e os custos com controle de qualidade podem gerar um aumento do custo. No entanto, com volume e o uso eficiente de recursos, estes custos adicionais podem ser minimizados.

Impacto na Qualidade do Produto

Ao contrário do uso de conservantes, na maioria dos casos, os gases como Dióxido de Carbono e Nitrogênio que compõem as misturas de gases, os quais geram a atmosfera de proteção e conservação, não são absorvidos pelos alimentos e, portanto, não alteram a natureza ou o sabor do produto.

Mas existem exceções a esta regra. Por exemplo, uma concentração excessivamente alta de CO2 (Dióxido de Carbono) pode ser absorvida pelos alimentos e torná-los ácidos. No entanto, essa acidez pode ser evitada com o equilíbrio do teor de CO2 presente nas misturas de gases.

Já no caso do uso de uma alta concentração de Oxigênio na carne bovina, pode tornar a mesma mais fácil de mastigar, mas também pode acelerar a sua deterioração. Por outro lado, a presença do teor ideal e equilibrado de Oxigênio na carne vermelha ajuda a manter o seu pigmento, promovendo a manutenção da aparência de frescor ao consumidor final.

Fatores que influenciam o prazo de validade dos alimentos e o impacto de embalagens com atmosferas modificadas

A partir do momento em que as frutas e os vegetais são colhidos ou os animais são abatidos, o processo de deterioração já começa. Esse processo geralmente é acelerado quanto mais os alimentos são processados, como frutas cortadas ou desossa das carcaças em frigoríficos, entrepostos especializados ou açougues. A validade dos alimentos, até quando estes são adequados ao consumo, é muito diferente e depende de vários fatores, por exemplo o conteúdo de água e sal, valor de pH, condições de higiene durante a produção, condições de armazenamento, como temperatura ou umidade e a embalagem. Dependendo destes fatores e suas respectivas interações, os produtos alimentícios apresentam sensibilidades distintas em relação à deterioração microbiana ou química/bioquímica.

Deterioração química e bioquímica

Imediatamente após a colheita das plantas ou o abate de material animal, os processos químicos começam a alterar a estrutura ou qualidade do alimento. Este processo natural, em alguns casos é útil, por exemplo, na maturação à seco da carne, que pode ser visto como um método para melhorar a sua qualidade. No entanto, como regra geral, a qualidade do material orgânico diminui com o tempo. Por exemplo, a oxidação de gorduras leva rapidamente a um ranço do produto.

Deterioração microbiana

Microrganismos representam uma grande ameaça para o prazo de validade e a qualidade dos alimentos. Por um lado, eles influenciam a cor e o cheiro, mas também podem causar riscos à saúde e tornar os produtos intratáveis. A fonte dos microrganismos é o próprio alimento ou uma impureza que não pode ser completamente excluída na produção e processo de embalagem.

As alterações devido à deterioração química/bioquímica e microbiana podem ser significativamente retardadas pelas técnicas de embalagem em atmosfera modificada, juntamente com o resfriamento adequado ao alimento.

Diversas misturas de gases com diferentes concentrações e propriedades distintas, podem ser empregadas em alimentos para retardar, o máximo possível, o processo de deterioração.

Gases mas utilizados em misturas para Embalagem de Atmosfera Modificada

Dióxido de Carbono (CO2) e Nitrogênio (N2) são usados em embalagens alimentícias como gases de proteção. Em alguns países, também utilizam Monóxido de Carbono (CO) ou Argônio (Ar). Já o Oxigênio (O2) é adotado, em menor escala, como componente de algumas misturas de gases.

Oxigênio (O2) provoca a deterioração dos alimentos devido à oxidação e gera as condições ideais para o crescimento de microrganismos aeróbicos. Como resultado, o oxigênio é frequentemente excluído das embalagens de atmosfera modificada. Em alguns casos – tipicamente carne vermelha – o processamento é intencionalmente realizado com altas concentrações de oxigênio, a fim de evitar que a cor vermelha fique pálida e inibir o crescimento de organismos anaeróbicos.

Dióxido de Carbono (CO2) é incolor, inodoro e insípido. Tem um efeito inibidor da oxidação e crescimento na maioria das bactérias e fungos aeróbicos. Muito comum utilizar Dióxido de Carbono (CO2) para aumentar a vida útil dos alimentos. Quanto maior a concentração de CO2, maior será a vida útil dos alimentos embalados. No entanto, diversos alimentos podem se tornar ácidos ou azedos se a dosagem de Dióxido de Carbono (CO2) for muito alta. Adicionalmente, o CO2 pode permear através do filme ou ser absorvido pelo alimento, e a embalagem se colapsar. O balanceamento da concentração adequada e a utilização de outros gases na mistura pode eliminar ou retardar este efeito.

Nitrogênio (N2) é um gás inerte e, devido ao seu processo de produção, apresenta pureza relativamente alta. Em misturas de gases para embalagens alimentícias é usado para deslocar o ar, especialmente oxigênio presente na atmosfera. Isso evita a oxidação dos alimentos e inibe o crescimento de microrganismos aeróbicos. Em misturas de gases para alimentos, é usado como gás complementar, pois se difunde muito lentamente através de filmes plásticos e, portanto, permanece mais tempo no interior da embalagem.

Monóxido de Carbono (CO) é incolor, inodoro e insípido. Semelhante ao oxigênio, o monóxido de carbono pode ser usado para reter a cor vermelha da carne bovina. As concentrações de monóxido de carbono necessárias são mínimas. No entanto, muito importante checar as legislações locais, pois em alguns países, inclusive na Europa, o uso de monóxido de carbono em atmosferas modificadas ainda é proibido em alimentos.

Argônio (Ar) é inerte, incolor, inodoro e insípido. Com propriedades semelhantes ao Nitrogênio, o Argônio pode substituir o Nitrogênio em muitas aplicações alimentícias. Para alguns tipos de vegetais, existem indicações que o Argônio inibe atividades enzimáticas e reações metabólicas. No entanto, os resultados são inexpressivos e devido ao preço mais alto que o Nitrogênio, sua utilização é rara em embalagens.

Hidrogênio (H2) e Hélio (He) também são utilizados em atmosferas modificadas para algumas aplicações. No entanto, Hidrogênio (H2) e Hélio (He) não são adotados visando prolongar a vida útil dos alimentos. Devido as suas reduzidas dimensões moleculares, ambos os gases são utilizados em alguns analisadores para a detecção de vazamentos nas embalagens. Como esses gases não apresentam propriedades que contribuam de forma positiva para os produtos alimentícios e adicionalmente, são caros e difíceis de manusear, seu uso é restrito.

O método mais comum para análise de estanqueidade (teste de vazamento) em embalagens alimentícias é a detecção de Dióxido de Carbono (CO₂) via NDIR, que é o componente principal em embalagens com atmosfera modificada.

Alimentos adequados para Embalagens com Atmosfera Modificada

A embalagem de atmosfera modificada é adequada para uma ampla gama de produtos alimentícios frescos, tais como: laticínios (leite, soro queijo, iogurtes, etc.), carnes (bovina, suína, aves, peixe), pães, biscoitos, frutas, legumes, etc. Além destas aplicações, embalagens com atmosfera modificada também tem sido utilizadas em linhas de conveniência, fatiados e cortes defumados.

Carnes e Embutidos

Carnes e embutidos, principalmente carnes cruas, são muito propensas a estragar devido ao crescimento microbiano, ao seu alto teor de umidade e nutrientes. Não importa se a carne é bovina, suína ou de aves – a deterioração começa a partir do momento do abate e principalmente após o desossa da carcaça.

Além de altos padrões de higiene e resfriamento permanente, as atmosferas modificadas podem prolongar significativamente o prazo de validade dos produtos de carne e embutidos. O CO2 é o mais importante entre os gases de proteção. Em concentrações acima de 20%, o CO2 pode reduzir consideravelmente o crescimento microbiano.

No caso da carne vermelha, há também o risco de oxidação dos pigmentos da cor vermelha. A oxidação faz com que a carne perca a cor vermelha, ficando cinza e com aparência pouco atraente.

A oxidação pode ser impedida pelo uso de um alto teor de oxigênio na atmosfera da embalagem. Alternativamente, a adoção de um baixo teor de monóxido de carbono (aprox. 0,5%) também pode ajudar a reter a cor vermelha da carne. No entanto, em alguns países, não é permitido o uso de Monóxido de Carbono em atmosferas modificadas (recomendamos consultar legislação local antes da adoção).

Processamento de frango é extremamente sensível à rápida deterioração e, portanto, demanda resfriamento permanente. Mais uma vez, uma atmosfera modificada contendo Dióxido de Carbono (CO2) prolongará a vida útil do alimento. Um alto teor de oxigênio também é usado para aves sem pele, visando reter a coloração da carne. Note que, o Dióxido de Carbono (CO2) pode ser parcialmente absorvido pelos alimentos. Para impedir que a embalagem colapse, a mistura de gases deve conter Nitrogênio como gás de apoio.

Embutidos e produtos à base de carne, como por exemplo peças defumadas ou temperadas, reagem de maneira muito diferente, dependendo do método de preparo. O aumento da vida útil de embutidos e produtos à base de carne pode ser obtido pelo uso de misturas de gases adequadas desde o início do processo. A concentração de CO2 nestes produtos não deve ser muito de alta, de modo a evitar o sabor amargo.

Peixes e Frutos do Mar

Peixes e frutos do mar são alimentos extremamente sensíveis, com risco de rápida perda da qualidade e deterioração mesmo logo após a sua captura. A principal razão para isto é o pH neutro, pré-condição ideal para a presença de microrganismos e enzimas especiais, as quais afetam negativamente o paladar e o odor. Peixe, que é rico em ácidos graxos, se torna rançoso rapidamente. Para peixes e frutos do mar, o principal fator para uma vida útil mais longa é manter o resfriamento do produto próximo a 0 °C.

Atmosferas modificadas com pelo menos 20% de CO2 também retardam o processo de crescimento de bactérias em peixes e frutos do mar, sendo que o teor de 50% de CO2 é o mais utilizado.

Além do sabor amargo, uma alta concentração de CO2 pode também gerar uma perda do líquido do produto. No caso de peixes e moluscos com baixo teor de gordura, o Oxigênio (O2) também é adicionado na atmosfera final, visando evitar o desbotamento ou a perda da cor e, ao mesmo tempo, funcionar como inibidor de crescimento para alguns tipos de bactérias. Para frutos do mar, como mariscos e crustáceos, deve se utilizar um teor de CO2 não muito alto, de modo a alcançar um ponto de equilíbrio entre a conservação do produto e evitar o sabor amargo.

Estes produtos alimentícios também absorvem o CO2 (Dióxido de Carbono) e podem causar o colapso da embalagem. Para evitar este efeito negativo no produto e na embalagem, recomendasse o aumento da concentração de Nitrogênio na mistura.

Laticínios

Queijos se deterioram principalmente pelo crescimento microbiano ou ranço. O emprego de resfriamento contínuo prolonga o prazo de validade dos produtos. No queijo duro, existe o risco de formação de mofo em contato com o oxigênio.

Para evitar este efeito, as embalagens a vácuo eram usadas com frequência no passado, mesmo que fossem difíceis de abrir e deixassem marcas pouco atraentes no produto.

O CO2 (Dióxido de Carbono) evita efetivamente a formação de mofo, mas não afeta a maturação do queijo. O queijo mole pode rapidamente ficar rançoso. Embalagens com atmosfera modificada contendo CO2 (Dióxido de Carbono) resolvem a formação de mofo. No entanto, como o queijo macio absorve facilmente CO2 (Dióxido de Carbono), existe grande risco do colapso da embalagem. Portanto, para queijos macios, um teor de CO2 (Dióxido de Carbono) baixo deve ser empregado. De forma similar, no caso de produtos lácteos, como iogurte ou creme, existe o risco dos produtos absorverem muito CO2 e ficarem azedos. Um menor teor de CO2 deve, portanto, ser escolhido.

O leite em pó, principalmente para uso em alimentos para bebês, é um produto altamente sensível. Portanto, é imprescindível retirar o oxigênio do interior da embalagem, visando prolongar sua vida útil. Na prática, o envase é realizado com Nitrogênio (N2) puro.

Pães, Bolos e Biscoitos

Com pães, bolos e biscoitos o prazo de validade é afetado principalmente pela potencial formação de mofo. Um alto padrão de higiene durante a produção e embalagens com atmosfera modificada podem minimizar significativamente esse risco.

As embalagens que envolvem uma atmosfera modificada com Dióxido de Carbono (CO2) e sem Oxigênio (O2) evitam, de forma efetiva, que pães, bolos e biscoitos fiquem mofados e prolongam a vida útil dos mesmos.

Para evitar que a embalagem entre em colapso devido à absorção de CO2 pelos produtos, o Nitrogênio é usado como gás de suporte em muitos casos.

Frutas e Vegetais

Embalagens com atmosferas modificadas permitem oferecer aos consumidores produtos frescos e não tratados – em outras palavras, frutas e legumes frescos e suculentos – com um longo prazo de validade.

Ao mesmo tempo, as exigências em termos da natureza da embalagem e respectiva composição de sua atmosfera são muito importantes para frutas e vegetais.

Isso ocorre porque, ao contrário de outros alimentos, frutas e vegetais continuam respirando após serem colhidos e, consequentemente, exigem um conteúdo de oxigênio na embalagem. Além disso, o filme de embalagem não precisa ser totalmente estanque. Ao levar em consideração a respiração do produto e a permeabilidade do filme, (normalmente via “microfuros”), podemos especificar a concentração mais equilibrada de Dióxido de Carbono, Nitrogênio e baixas quantidades ideais de Oxigênio para a manutenção da qualidade de frutas e legumes. Isto é chamado de EMA (Atmosfera Modificada de Equilíbrio). Neste caso, a composição da mistura de gases para frutas e legumes é customizada para cada produto, individualmente.

Limpeza minuciosa, juntamente com o processamento higiênico, são as condições prévias fundamentais para um frescor duradouro. Embalagens com atmosferas modificadas, em conjunto com o resfriamento adequado, podem ser usadas para estender o prazo de validade de frutas e vegetais frescos, e com isso atrair os consumidores pelo apelo visual no ponto de venda.

Massas e refeições prontas

A natureza e a composição de massas frescas e, em particular, refeições prontas são muito diferentes. Acima de tudo, produtos com múltiplos componentes, como pizzas ou sanduíches prontos, contêm diversos alimentos distintos, com diferentes prazos de validade e propriedades de deterioração.

Na maioria dos casos, embalagens com atmosferas modificadas podem prolongar significativamente a vida útil sem usar Oxigênio (O2).

Misturas de Dióxido de Carbono (CO2) e Nitrogênio (N2) são perfeitas para preservação e proteção de massas e refeições prontas. A determinação da concentração dos gases é realizada levando-se em consideração a composição de cada produto. Se, por exemplo, houver o risco de absorção de grandes volumes de Dióxido de Carbono (CO2), o teor de Nitrogênio (N2) deve ser especificado em um valor mais alto, de forma a impedir o colapso da embalagem.

Salgadinhos

Os salgadinhos, por exemplo, batatas fritas ou amendoins com sal, envolvem principalmente problemas associados ao teor de gordura dos alimentos. Existe um risco de oxidação, pelo qual os produtos podem ficar rapidamente rançosos se a embalagem não apresentar ótima qualidade.

Para prolongar a vida útil, é importante minimizar o contato com o Oxigênio (O2). Embalagens com atmosferas modificadas contendo 100% de Nitrogênio a 100% são frequentemente usadas para salgadinhos.

Dessa maneira, uma deterioração prematura pode ser evitada, enquanto essas atmosferas também fornecem um grau proteção contra danos mecânicos a produtos sensíveis, por exemplo: batatas fritas em pacotes convencionais.

Vinhos

Com o objetivo de manter a qualidade do produto, misturas gasosas são frequentemente usadas para proteger o vinho nas diferentes fases do seu processo de produção.

O foco principal da utilização das misturas gasosas é evitar o contato do produto com o Oxigênio e impedir sua a deterioração microbiana. O espaço livre do tanque é substituído por um gás inerte ou uma mistura de gases, por exemplo, Dióxido de Carbono (CO2), Nitrogênio (N2) ou Argônio (Ar). A composição dos gases é escolhida de acordo com o tipo de vinho.

Café

Como produto seco, o café é relativamente insensível à deterioração por microrganismos. No entanto, o café contém ácidos graxos, os quais podem oxidar e tornar o produto rançoso. Para evitar isso, o oxigênio é extraído das embalagens de café e substituído por uma atmosfera modificada. Para cápsulas de café, Nitrogênio puro também é utilizado.

Controle de Qualidade para Embalagens de Atmosfera Modificada

A embalagem com atmosfera modificada exige um maior controle das operações envolvidas, principalmente na fase de selagem. A presença de vazamentos ou micro vazamentos e misturas de gases não adequadas ao alimento podem ter efeitos sérios nos alimentos embalados, desde a perda de nutrientes, sabor, cor ou estrutura até um mau cheiro ou infestação por microrganismos. Dependendo do produto alimentício, os riscos para a saúde do consumidor não podem ser completamente descartados.

A embalagem de atmosfera modificada, portanto, requer equipamentos modernos de alta qualidade e padrões inflexíveis de higiene. Mas, mesmo ao usar a melhor tecnologia disponível, as falhas não podem ser completamente evitadas.

Portanto, atividades e procedimentos de garantia de qualidade são essenciais. Eles devem começar durante o processo de embalagem, usando análise da mistura de gases, a qual monitora constantemente a composição da atmosfera modificada. Após este processo, as embalagens devem ser testadas quanto à correta mistura de gases e vazamentos. Somente com este nível de rigor, é possível garantir que todos os benefícios da embalagem em atmosfera modificada sejam alcançados e que o cliente final receba um produto de alta qualidade.

Gases, Tecnologia e Embalagens com Atmosfera Modificada

Sistemas de Embalagem

Não existe uma máquina de embalagem especial para embalagens com atmosfera modificada. Vários tipos de máquinas de vários fornecedores podem trabalhar com embalagens com atmosfera modificada.

As máquinas de câmara de vácuo manuais são o tipo mais simples de máquinas para embalagem de atmosfera modificada. São encontradas principalmente para médias e pequenas empresas. Filmes pré-formados são colocados na câmara e preenchidos com o produto. Depois de fechar a câmara, a máquina cria um vácuo e substitui o ar pela atmosfera modificada antes que a embalagem seja finalmente selada.

Para volumes maiores, normalmente são utilizadas linhas de embalagem automáticas. As máquinas de termoformagem e selagem usam um filme de embalagem proveniente de um rolo.
O filme é aquecido dentro da máquina e formado em bandejas, as quais são preenchidas com produtos alimentares. As próximas operações são semelhantes à máquina manual mencionada acima, mas realizados automaticamente. Numa câmara de vácuo, o ar é substituído pela mistura de gases. As bandejas são então seladas.

As máquinas seladoras de bandejas funcionam de maneira semelhante. Principal diferença: As bandejas não são termoformadas dentro da máquina, mas são pré-formadas e seladas apenas com um filme. Máquinas do tipo “Form-fill-seal” ou “flow-pack” representam um outro tipo de sistema de embalagem. Máquinas horizontais ou verticais estão disponíveis. Essas máquinas formam um tubo a partir de um filme e colocam o alimento dentro. O ar no interior do tubo é substituído por um jato contendo a atmosfera modificada antes de as embalagens individuais serem seladas.

Misturadores de Gases para Embalagens de Atmosfera Modificadas

No processo de embalagem com atmosfera modificada, o ar presente no interior da embalagem é substituído por uma mistura de gases. Cilindros contendo misturas de gases estão disponíveis em diferentes misturas e sob várias marcas.

No entanto, na maioria dos casos, pela redução do custo operacional e pela flexibilidade de poder alterar a mistura de gases a qualquer momento, as indústrias de alimentos têm investido na aquisição de misturadores de gases para utilizar em embalagens de atmosferas modificadas.

Os misturadores de gases para embalagem com atmosfera modificada fornecem qualidade e segurança com verificação constante das concentrações de gases no processo de embalagem – para alimentos sem nenhuma contaminação e longa vida útil.

Adicionalmente, misturadores de gases oferecem alta flexibilidade ao usuário. Apenas pelo ajuste de uma manopla ou ao pressionar um botão, diferentes misturas de gases podem ser produzidas no menor tempo possível em uma linha de embalagem, atendendo as demandas de conservação de cada alimento.

A MANÁGAS® oferece soluções para a indústria de alimentos com seus misturadores de gases MANÁFOOD® e analisadores para todos os sistemas de embalagens usados na indústria de alimentos, não importando se o sistema de embalagem é a vácuo, termoformagem, “Form-fill-seal”, “flow-pack”, etc.

Nossos misturadores de gases para embalagem de atmosfera modificada são ajustados de acordo com o sistema de embalagem do cliente e requerem apenas requisitos básicos de instalação.

DÚVIDAS em Atmosfera Modificada - Validades - Como aumentar o tempo de validade de alimentos

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Aproveite e conheça nossa linha de misturadores de gases para conservação de alimentos e embalagem de atmosfera modificada.