أي آلات تعبئة الغلاف الجوي المعدل مناسبة لمنتجات اللحوم؟

كيف تحافظ آلات التعبئة بالغلاف الجوي المعدل على نضارة اللحوم

دور آلة التعبئة بالغلاف الجوي المعدل في إطالة عمر اللحوم الافتراضي

تساعد آلات التعبئة المعدلة للغلاف الجوي (MAP) في الحفاظ على نضارة اللحوم لفترة أطول من خلال استبدال الهواء العادي بخليط غازات محدد يتكون أساسًا من ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين وبكميات مناسبة من الأكسجين. عند تخزين اللحوم بهذه الطريقة، لا تنمو البكتيريا بسرعة، كما أن الإنزيمات التي تسبب فساد اللحوم تعمل بشكل أبطأ بكثير. تشير الدراسات إلى أن اللحوم المعبأة باستخدام تقنية MAP تظل طازجة لمدة تصل إلى ضعفي أو ثلاثة أضعاف المدة مقارنة بالطرق التقليدية للتعبئة. على سبيل المثال، يمكن أن تدوم الدجاجة حوالي سبعة أيام بدلاً من ثلاثة فقط عند حفظها بشكل صحيح (وفقًا لمجلة Food Safety Magazine الصادرة العام الماضي). ما يجعل هذه الطريقة فعّالة هو أنها تعمل دون الحاجة لتجميد اللحم أو إضافة أي مواد حافظة. والنتيجة؟ يحتفظ اللحم بنضارته وقوامه العصيري، ويظل طريًا، ويحتفظ بأغلب قيمته الغذائية طوال فترة التخزين.

المبدأ الأساسي للعمل: استبدال الغاز والتحكم في نسبة الأكسجين في آلات التعبئة المعدلة للغلاف الجوي (MAP)

تعمل أنظمة تعبئة الغلاف الجوي المعدّل (MAP) من خلال ثلاث خطوات رئيسية: أولاً يتم إحداث فراغ، ثم حقن غازات محددة، وأخيراً إغلاق العبوة بإحكام. وتتابع الحساسات مستويات الغازات وتحافظ على دقة تبلغ حوالي 1%. لماذا يُعد ذلك مهماً؟ لأن التغيرات الصغيرة حتى قد تؤدي إلى فساد الطعام بشكل أسرع. يساعد ثاني أكسيد الكربون في وقف نمو البكتيريا والعفن. ويحافظ النيتروجين على عدم انهيار العبوات ويمنع الأكسجين من التفاعل مع اللحوم. كما يجب التحكم بالأكسجين نفسه بعناية أيضاً. بالنسبة للحوم البقر الطازجة، نحتاج عادةً إلى حوالي 70-80% من الأكسجين للحفاظ على اللون الأحمر الجذاب الذي يتوقعه المستهلكون. ولكن عند التعامل مع اللحوم المحفوظة أو المطهية، نقلل نسبة الأكسجين إلى أقل من 1% لتجنب الروائح الكريهة غير المرغوبة. إن تحقيق هذه التفاصيل بدقة يعني أن المصانع يمكنها التعامل مع أنواع مختلفة من منتجات اللحوم دون الحاجة إلى تغيير إعدادات المعدات باستمرار.

دراسة حالة: دمج آلة تعبئة الغلاف الجوي المعدل في سلاسل توريد اللحوم الطازجة بأوروبا

عندما بدأت شركات اللحوم الطازجة الأوروبية في نشر آلات تعبئة الغلاف الجوي المعدل (MAP) عبر قنوات توزيعها، لاحظت انخفاضًا كبيرًا في الهدر بعد التعبئة – حوالي 40٪ بشكل عام. خذ على سبيل المثال أحد مصنعي لحم الضأن في المنطقة، فقد نجح في تمديد عمر المنتج الافتراضي من 5 أيام فقط إلى 14 يومًا، وذلك عن طريق خلط غاز ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين بنسبة متساوية. وهذا يعني أنه يمكنه شحن المنتجات عبر البلاد مع الحفاظ عليها مبردة بدلاً من تجميدها. ما يُنجح هذه العملية لا يقتصر فقط على الحصول على المزيج الغازي الصحيح، بل يجب أن تتزامن هذه الأنظمة بشكل دقيق مع سرعة خطوط الإنتاج الحالية، وأن تحافظ على إغلاقات جيدة في كل مرة، وأن تستوفي القواعد الصارمة للسلامة الغذائية في الاتحاد الأوروبي، والتي تكاد تكون مماثلة لما تطلبه وزارة الزراعة الأمريكية (USDA). كما تأتي معدات MAP الحديثة بمقاسات مختلفة أيضًا. إذ يمكن للمنتجين الصغار الذين يجهزون قطعًا خاصة أن يستفيدوا بنفس قدر المصانع الكبيرة التي تنتج آلاف العبوات يوميًا.

مزيجات الغاز المثلى للحفاظ على اللحوم في تعبئة الغلاف الجوي المعدل

وظيفة O₂ وCO₂ وN₂ في الحفاظ على لون اللحوم الحمراء وسلامتها

في التعبئة المعدلة الغلاف الجوي (MAP)، يُسهم كل غاز في أداء غرض فريد لا يمكن بالفعل استبداله. يعمل ثاني أكسيد الكربون من خلال الذوبان في محتوى الرطوبة للمنتجات اللحومية، مما يقلل من درجة الحموضة (pH) ويمنع نمو كائنات التلف مثل الزوائف والبروخوثريكس. ويمكن أن تقلل هذه العملية من الحمل البكتيري بنسبة تصل إلى 80% تقريبًا عند التخزين في درجات حرارة باردة. ويساعد الأكسجين في الحفاظ على اللون الأحمر الزاهي الذي يتوقعه العملاء عند رؤيتهم للحوم الطازجة المعروضة، وذلك من خلال تكوين الأوكسيميوجلوبين. ومع ذلك، إذا زادت مستويات الأكسجين عن حوالي 70%، فإنها في الواقع تسرّع عملية أكسدة الدهون وتُنتج تلك النكهات غير المستحبة التي نعرفها جيدًا. ويؤدي النيتروجين وظيفته الرئيسية كغاز حشو خامل يحافظ على عدم انهيار العبوات تحت الضغط، كما يقلل أيضًا من خطر حدوث تفاعلات الأكسدة داخل العبوة. ويوافق معظم الخبراء على أن الحفاظ على مستويات ثاني أكسيد الكربون فوق 20% أمر ضروري تقريبًا لإبطاء النمو الميكروبي بشكل كبير في مختلف أنواع المنتجات اللحومية الطازجة في القطاع الصناعي.

موازنة البيئات الغنية بالأكسجين وفقيرة الأكسجين لأنواع مختلفة من اللحوم

تختلف خلطات الغاز المثالية باختلاف نوع اللحم وطريقة المعالجة:

• اللحوم الحمراء (لحم البقر، الضأن) : 70–80% O₂ + 20–30% CO₂ تحافظ على اللون مع توفير تأثير مضاد للميكروبات
• الدواجن واللحوم المُعالجة : ≤40% O₂ (غالبًا 0–30%) + 50–70% CO₂ تقلل من التزنخ وخطر الممرضات
• لحم الخنزير والأسماك : 40–60% O₂ + 40–50% CO₂ توفّر توازنًا بين ثبات اللون والسيطرة القوية على الميكروبات

يمنع هذا التعديل تكوّن المايتوميوجلوبين في اللحوم الحمراء ويستفيد من ذوبانية CO₂ لقمع Listeria monocytogenes في المنتجات الجاهزة للأكل—دون الإضرار بالجودة الحسية.

مواد التعبئة والتغليف المتوافقة وتنسيقاتها الخاصة بآلات تعبئة اللحوم بتغيير التركيب الجوي

يُعد اختيار التنسيقات المناسبة للتغليف أمراً بالغ الأهمية لفعالية آلة تعبئة المنتجات بتغيير التركيب الجوي (MAP) بالنسبة للمنتجات اللحمية. إن مزيج المواد المناسب يحافظ على تركيبة الغاز ويمنع في الوقت نفسه التلوث، وفقدان العصارة، وانتقال الرطوبة.

الأطباق الصلبة، وأغشية الحواجز، والقدرة على الإغلاق في ناتج آلة التعبئة بتغيير التركيب الجوي

تُصنع معظم الألواح الصلبة المستخدمة في التغليف من مواد مثل PET أو PP. وتساعد هذه الألواح في الحفاظ على استقرار القطع الطازجة وتسمح بانتشار الغازات بالتساوي عند تصريفها. وللحصول على ختم محكم ضد الغازات، يعتمد المصنعون على أفلام عالية الحاجز تحتوي عادةً على مادة تُعرف باسم EVOH، وهي اختصار لمركب الإيثيلين-كحول الفينيل. عندما يتعلق الأمر بالحفاظ على نضارة الطعام، فإن جودة هذا الختم مهمة جداً. وأشارت دراسة نُشرت العام الماضي في مجلة اتجاهات تغليف الأغذية إلى أن العلب ذات الأختام الضعيفة يمكن أن تفقد ما بين 25٪ إلى 40٪ من فعالية عمرها الافتراضي. وتتمكن آلات التعبئة المعدلة للغاز (MAP) الحديثة من الحفاظ على معدلات التسرب عند 0.1٪ أو أقل. وتفعل ذلك باستخدام آليات إغلاق حراري دقيقة التحكم، تضمن بقاء كل صينية لفترة كافية، وبفحص مستمر لمستويات الضغط بحيث تحقق جميع العبوات المعايير الأداء المهمة التي تتطلبها الصناعة.

نفاذية المواد وتأثيرها على حفظ اللحوم على المدى الطويل

تحدد معدلات انتقال الغاز مدى جودة حفاظ العبوة على أجواء داخلية مع مرور الوقت:

• معدل انتقال الأكسجين (OTR) أقل من 5 سم³/م²/يوم يمنع أكسدة الميوجلوبين والتحول اللوني للسطح
• الاحتفاظ بثاني أكسيد الكربون بنسبة ≥50% يحافظ على الفعالية المضادة للميكروبات طوال فترة التخزين المبرد
• معدل انتقال بخار الماء (WVTR) أقل من 15 غرام/م²/يوم يقلل من فقدان العصارة وانخفاض الوزن

تمدد الأغشية متعددة الطبقات عالية الحاجز عمر نضارة اللحوم الحمراء إلى 14–21 يومًا مقابل 5–7 أيام باستخدام الأفلام البولي أوليفينية القياسية. تؤكد التجارب الحديثة أن الهياكل القائمة على EVOH تقلل من فقدان العصارة بنسبة 30% مقارنة بالبدائل ذات الطبقة الواحدة (مجلة علوم اللحوم 2024)، مما يعزز مباشرةً العائد والجاذبية لدى المستهلك.

تخصيص آلات التعبئة في جو معدل حسب المنتجات اللحمية المحددة

إعدادات آلة التعبئة في جو معدل لللحوم المقطعة والمملحة والمطهية

يعني الحصول على ضغط الغلاف الجوي المعدل (MAP) بشكل صحيح تخصيصه بشكل دقيق لكل نوع من المنتجات، وليس فقط النظر في خليط الغازات المستخدم، بل أيضًا مراعاة طريقة تعامل المنتج مع هذه الغازات أثناء المعالجة. فخذ على سبيل المثال اللحوم المقطعة الجاهزة للأكل. إنها تحتاج إلى عملية شحن غاز سريعة ولكن بعناية، كي لا تتغير ألوان أسطحها إلى الرمادي بسبب الأكسدة أو تجف تمامًا. وعند التعامل مع المنتجات المحفوظة مثل السردين، يجب على المصنّعين تقليل مستويات الأكسجين إلى أقل من نصف بالمئة للحفاظ على استقرار النتريتات ومنع التزنخ، وفي الوقت نفسه التأكد من عدم إعاقة عملية التخمر الطبيعية. أما المنتجات المطهية فتمثّل تحديات مختلفة تمامًا. فصدر لحم البقر المشوي والديك الرومي يحتاجان إلى ما لا يقل عن ثلاثين بالمئة من ثاني أكسيد الكربون في بيئة التعبئة للتغلب على بكتيريا الليستيريا. لكن هناك جانبًا آخر في هذه المعادلة أيضًا. يجب أن يكون مقدار النيتروجين المُملأ مناسبًا تمامًا، لأن كثرته قد يؤدي إلى انهيار العبوات عند التفريغ الهوائي (الشفط)، وهو أمر لا يرغب أحد في رؤيته على أرفف المتاجر.

تخصيص خلطات الغازات وسرعة التعبئة للحوم المصنعة والمقرمشة

بالنسبة للحوم المصنعة مثل السجق والبراتفورست، فإن مزيجًا يتكون من حوالي 30% من ثاني أكسيد الكربون مع 70% من النيتروجين يعمل بشكل جيد جدًا. يساعد ثاني أكسيد الكربون في منع فساد الأطعمة الهوائية، في حين أن النيتروجين يحافظ على مظهر المنتجات اللحمية الجذاب ويحتفظ بالرطوبة السطحية لها. أما فيما يتعلق بالأطعمة المقرمشة مثل شرائح لحم الخنزير المقدد أو قطع الدجاج المقلي، فإن الأمور تصبح أكثر تعقيدًا. تتطلب هذه المنتجات عمليات إغلاق أبطأ للحفاظ على قوامها الحساس. في الواقع، تُحدث البيئات الغنية بالنيتروجين بنسبة تزيد عن 80% نوعًا من الطبقة الواقية التي تمنع انتقال الرطوبة وتمنع تهشمها أثناء التعبئة. أما بالنسبة للأقراص المطحونة والقطع الموحدة، فهي حالة مختلفة تمامًا. يمكن معالجتها بسرعات أعلى بكثير على خطوط الإنتاج، حيث يساهم الإنجاز السريع في تحسين الكفاءة العامة دون التأثير على جودة الإغلاق أو استقرار الغاز داخل العبوة.