A importância de controlar o oxigénio residual e o teor de CO₂ numa embalagem em atmosfera modificada

A gestão e avaliação dos níveis de oxigénio residual e CO₂ nas embalagens alimentares em atmosfera protetora é uma medida essencial para manter a qualidade, prolongar o tempo de conservação e assegurar a segurança dos consumidores.

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trabalhadores da fábrica Air Liquide

Quando embalados numa atmosfera protetora, o teor residual de oxigénio e CO₂ tem uma influência direta na qualidade e no tempo de conservação dos produtos. Microfugas ou erros de mistura podem levar a trocas gasosas indesejáveis, pondo em causa a segurança dos alimentos. Este artigo explica a importância destes controlos e os equipamentos e gases necessários para os efetuar, como os analisadores de gases e gases marcadores.

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Oxigénio do ar, responsável pela degradação dos alimentos

A determinação da atmosfera ideal para a conservação dos produtos alimentares está associada, em particular, às suas características físico-químicas: atividade da água (aw), composição, acidez (pH) e perfil microbiológico. O oxigénio presente no ar à volta dos alimentos é o principal responsável pelas deteriorações químicas, enzimáticas e microbiológicas.
A substituição do ar por um gás e/ou uma mistura gasosa apropriada, unida à utilização de embalagens adaptadas, permite garantir uma conservação ideal dos produtos alimentares contribuindo, assim, para a redução do desperdício alimentar. 
A chave para controlar a embalagem em atmosfera protetora ao longo do tempo é conseguir gerir o teor de oxigénio e do gás ou mistura na embalagem.  

Porquê controlar o teor de oxigénio residual? 

O oxigénio é um gás oxidante que sustenta a vida. É um gás que impede a proliferação de germes anaeróbios estritos (como o Clostridium botulinum que se desenvolve no caso do peixe fresco, por exemplo). Mantém a cor vermelha da carne e garante a respiração dos vegetais frescos.

A sua ação varia consoante os tipos de alimentos:

  • Os produtos secos (aperitivos, frutos secos, batatas fritas e pós) requerem uma conservação na ausência de oxigénio (substituição do ar por uma atmosfera protetora não oxidante) para evitar a oxidação das gorduras. 
  • Do mesmo modo, os líquidos alimentares devem ser protegidos do oxigénio (idealmente desde a sua elaboração até ao seu acondicionamento). Falamos de "desoxigenação": óleos, sumos de fruta e vinhos.
  • A oxidação das gorduras provoca ranço dos produtos, mau gosto, alteração do sabor, odor, textura e perda de vitaminas.
  • No caso particular das carnes vermelhas (especialmente carne bovina), o oxigénio contribui para reforçar a cor vermelha, mantendo a hemoglobina na sua forma oxigenada (oxi-hemoglobina). Atmosfera super-oxigenada (70 a 80% de O₂) complementada com dióxido de carbono para limitar o desenvolvimento microbiológico.
  • No caso dos vegetais crus e alfaces, a presença de uma pequena concentração de oxigénio permite uma respiração mínima (com a adição de um gás neutro como o azoto ou o árgon). A adição de CO₂ permite limitar os desenvolvimentos microbianos.
  • Os moluscos vivos (mexilhões e ostras) são também conservados com um elevado teor de oxigénio (70%) para permitir a sua respiração.

A simples monitorização e estudo do nível de oxigénio numa embalagem garante a boa conservação dos produtos embalados.

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Como certificar-se de que a mistura gasosa é mantida durante toda a conservação do produto? 

A realização de testes de conservação permite validar o prazo de conservação dos produtos alimentares (validação microbiológica e físico-química em conformidade com a regulamentação). Durante o processo de produção, a presença de eventuais microfugas causadoras de trocas de gás e humidade com o ambiente exterior deixará de garantir o prazo de conservação indicado na etiqueta através da qual o fabricante se compromete para com os consumidores. De facto, se a mistura não for devidamente integrada ou mantida na embalagem, isto poderá causar problemas na conservação dos alimentos e acarretar eventuais riscos sanitários para os consumidores.
Durante a fase de acondicionamento, o fabricante ou processador agroalimentar deverá garantir a conformidade do seu processo de acondicionamento, controlando:

  • a composição da mistura gasosa (análise de gases, medição de oxigénio e CO₂);
  • a integridade do acondicionamento (medição de fugas e teste de soldadura).

A medição do oxigénio na embalagem, independentemente das suas dimensões, permite garantir uma conservação em atmosfera super-oxigenada (por exemplo, carne vermelha ou moluscos vivos) ou, pelo contrário, a inexistência de oxigénio no caso de produtos sensíveis à oxidação (por exemplo, produtos gordos).
O teor de dióxido de carbono deve ser mantido em quantidade suficiente para garantir o efeito bacteriostático esperado.

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Conformidade da mistura gasosa: o analisador de gás é o seu aliado!

  • O analisador de gás em linha

A análise contínua da taxa de oxigénio residual (medição do oxigénio) e da percentagem de dióxido de carbono pode ser feita com um aparelho de análise de gás em linha. O analisador de gás recolhe amostras contínuas e, se a composição gasosa não estiver em conformidade, são ativados alarmes para que o operador possa parar a máquina, ou, como é o caso das máquinas de embalamento automáticas atuais, estas param automaticamente.

  • A análise de gás aleatória ou "recolha pontual"

Além disso, é realizado um controlo pontual após a recolha de uma série de embalagens sequenciais na máquina de embalagem (5 a 6 embalagens são suficientes). Estes instrumentos utilizam acessórios como uma agulha e uma bomba para recolher gás, que passa depois por sistemas de sensores específicos para determinação das concentrações dos gases. Determinados modelos de analisadores portáteis são criados para funcionarem com dois sistemas: ou com pilhas ou através da rede elétrica. Esta análise pode ser utilizada para acompanhar a evolução do produto e a sua composição gasosa durante o seu período de conservação. Variações significativas nos teores de oxigénio e dióxido de carbono podem indicar uma respiração microbiológica. 

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Da microfuga ao problema de qualidade 

Porque uma microfuga pode ter consequências muito maiores na conservação do produto, tendo como resultado a invalidação de todos os seus esforços para a implementação do seu acondicionamento. 
Controlar a integridade da embalagem de forma completa com a medição de fugas e resistência das soldaduras, permite garantir uma conservação correta da mistura gasosa na embalagem ao longo do tempo. 

O controlo de qualidade dos produtos acondicionados em atmosfera protetora deve permitir garantir a integridade da embalagem:

  • controlo visual da embalagem;
  • homogeneidade das áreas de soldadura (zonas de selagem): ausência de "chaminés", película dobrada, perfurações, manchas, etc.;
  • teste de resistência das soldaduras; 
  • medição de fugas.

Existem dois tipos de controlos:

  • o controlo em linha - não destrutivo (análise contínua automática graças a um sensor, em todos os produtos ao ritmo da máquina de acondicionamento);
  • o controlo aleatório - destrutivo (recolha manual aleatória ou periódica de uma amostra). É possível testar a estanqueidade da embalagem com instrumentos de medição a vácuo.

É importante garantir a rastreabilidade dos controlos, anotando os resultados. Determinados analisadores também permitem o registo automático de dados. 

Dica: A análise da atmosfera de embalagens vazias (sem alimentos) permite verificar os desempenhos da máquina (controlo logo após a embalagem) e a permeabilidade da embalagem. Se a atmosfera na embalagem for diferente da inicial, existe um problema (máquina, soldadura, etc.). 
O desvio da composição gasosa ao longo do tempo indicará a taxa de permeabilidade e fuga do par embalagem/soldadura. O efeito benéfico da atmosfera não poderá ser medido enquanto não for resolvida a situação.

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E quanto ao CO₂? 

O dióxido de carbono (CO₂) é um agente bacteriostático e fungistático, ou seja, pode retardar o crescimento e reduzir a velocidade de multiplicação de determinadas bactérias e bolores. É eficaz a teores superiores a 20% na atmosfera e não tem qualquer efeito estimulante sobre os germes patogénicos. É solúvel na água e nas gorduras: se as proporções corretas de CO2 na mistura gasosa não forem controladas, esta propriedade pode causar um sabor ligeiramente ácido ou o colapso da embalagem.

Controlar o teor de CO₂ na embalagem durante a fase de acondicionamento permite garantir que a fração de CO₂ é conforme ao esperado para assegurar a eficácia sobre germes e bolores. Na realidade, é a quantidade de CO₂ presente na embalagem que afetará a conservação do produto. Por conseguinte, é preferível pensar em "g" de CO₂ na embalagem. Por isso é que o tamanho do acondicionamento é importante! O rácio certo é de ⅔ do volume ocupado pelo produto para ⅓ de gás.

 

Os gases marcadores CO₂ e hélio: bons indicadores!

Podem ser utilizados gases "marcadores", como o CO₂ ou o hélio, para realizar uma análise rápida e precisa de fugas. O CO₂ apresenta a vantagem de já fazer parte da atmosfera de conservação a maior parte do tempo.

A nossa equipa de especialistas está disponível para o acompanhar:

  • escolha da mistura gasosa ou do gás adaptado aos seus produtos e aplicações;
  • modalidades de entrega adaptadas às suas necessidades (garrafas já contendo a mistura gasosa ou mistura gasosa efetuada no local);
  • implementação do seu acondicionamento em atmosfera protetora.

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