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    气调包装的效果及影响因素分析

    顶呱刮奖组大全 www.omsci.tw 来源: 时间:2019-02-27 14:40:45

    气调包装是指在一定的封闭包装内,通过各种调节方式使得包装内气体不同于正常大气组成,以此来抑制引起食品品质劣变的生理生化反应、物理反应、氧化褐变作用等,从而达到延长食品保鲜和长期保存的目的。一般采用连续的热力充气机器将二氧化碳、氮气、氧气等一种或几种气体按一定比例充入包装内,经热压封口后完成充气包装。

    气调包装的效果

    大量的实践证明,应用合理的气调包装,尤其是合适比例的填充气体,不仅有助于限制包装内微生物的生长,对于缓解内容物的过度成熟和氧化也具有积极意义。

    二氧化碳是气调包装中占据重要地位的气体成分,突出作用是其高效的抑菌效果。由于二氧化碳能穿透细菌的细胞,使细胞内的PH下降和酶的活性降低,因此抑制细胞的繁殖,因而对于鱼肉海鲜、鲜嫩果蔬、烘焙点心等有防腐和防霉的作用。

    氮气是一种无色无味的惰性气体,不会与食物发生化学反应,充氮气的目的是作为填充气体,保持食物的色、香、味、脆、形,对油脂氧化也能起到缓解作用。

    氧气是大部分生物体生长繁殖的重要条件,同时也是油脂类氧化变质的主要诱因。一般而言,气调包装中不填充氧气,但针对某些食物,一定的含量的氧气对于维持食物其他方面的性质具有良好的效果。

    例如,鱼肉海鲜类的食物,往往含有肌红蛋白,呈紫红色,氧气的作用即是与肌红蛋白结合生成氧合肌红蛋白,使肉质呈现鲜红色。但大量的氧同时也会加快肉中脂肪氧化和微生物的繁殖,因此这类食物的气调包装建议填充氧气和二氧化碳的混合气体,借助二氧化碳的抑菌作用实现双重效果。

    对于另一类新鲜果蔬食物,贮藏中应尽可能降低氧气的浓度,以此降低食物的呼吸强度和基质氧化损耗,延缓成熟,但氧气浓度过低,一方面会使果蔬发生无氧呼吸,导致缺氧障碍,另一方面会引起厌氧菌的发酵,如肉毒杆菌等。由于不同的果蔬具有不同的氧气临界浓度,因此在使用气调包装的时候需要根据果蔬种类特别设定填充的氧气量。

    影响气调包装效果的因素分析

    气调包装的效果主要体现在3个方面:抑菌作用;针对新鲜果蔬食品,抑制呼吸作用和成熟度;保持食物原有的味道和形状,特别是烘焙食品,减少因油脂氧化产生的异味。从食物包装到运输贮藏,气调包装的效果受到诸多因素的制约,包括二氧化碳抑菌的选择性、二氧化碳的浓度、气调包装材料的性能等。

    二氧化碳抑菌的选择性对气调包装效果的影响

    根据微生物代谢对氧的需求量,可分为好氧型、兼性厌氧型和厌氧型微生物。

    好氧型微生物是指生命体只有在有氧的条件下才能正常生长,其包含部分好氧细菌和霉菌,对于这些微生物,二氧化碳浓度低于10%即可抑制其生长。其中二氧化碳对不同菌属的霉菌的抑制效果也有所差异,例如青霉属比曲霉属对二氧化碳的耐受性更强。

    兼性厌氧型微生物是指在有氧和无氧环境下均可生存的微生物,比如酵母菌,当氧气缺乏时这类微生物通过将糖类转化为二氧化碳和乙醇来生存,因此二氧化碳对其的抑制作用将有所降低。

    厌氧型微生物指的是在无氧条件下比在有氧条件下生长好的微生物,比如梭状芽孢杆菌在无氧条件下繁殖迅速,可分解糖类,引起果蔬等食品的产气性变质和蛋白质变质。若此类微生物存在的情况下,向包装充入大量的二氧化碳,会促进包装系统中氧含量的降低,反而不利于抑制此类微生物的生长。

    二氧化碳的含量对气调包装效果的影响

    根据上述对气调包装效果的分析,包装内容物不同,填充二氧化碳的作用也不尽相同。以往研究结果表明,提高二氧化碳的含量能加强其抑制微生物繁殖的能力,而且随着含量的提高,抑制作用会逐渐增强。同时,应视内容物的初始微生物种类、数量具体确定填充浓度。

    若内容物的初始微生物以好氧细菌或霉菌为主,填充低于10%的二氧化碳即可表现出抑制作用,20%~30%的二氧化碳能较好的抑制多数好氧微生物,当二氧化碳含量达到50%以上,其抑制效果的增强便不再显著。针对果蔬等食品气调包装,填充2%~3%的二氧化碳为佳。

    笔者通过多种渠道获得鱼、肉、蔬菜、水果、面制品的气调包装产品,利用实验室配备的HGA-02顶空气体分析仪分别进行了二氧化碳和氧气含量的检测,结果见表1。测试结果展示了当前各类产品气调包装中氧气和二氧化碳成分的含量。

    包装材料对气调包装效果的影响气调包装完成后,内部气体构成和含量会在一段时间内保持稳定,随着产品储存时间的延长,包装内部的氧气、二氧化碳或氮气的含量逐渐变化,从而影响原有包装效果,甚至产品的品质。

    一般情况下,气体含量变化的原因主要来自气体的渗透和泄漏。气体渗透是指气体从高浓度侧进入包装材料表面,通过扩散至低浓度侧。通过这种渠道渗入/渗出的气体,对包装内气体构成的影响是长久缓慢的,其渗透速率取决于包装材料的阻隔性能。泄漏是指气体通过包装热封部位的微小孔隙或裂缝进入或逸出,造成气体含量的急剧变化。

    不论是气体渗透或是泄漏,都会影响气调包装内的各气体成分含量的变化,从而影响产品的保质效果。因此,企业也采取了多种气体控制方法,比如采用高阻隔包装材料来减缓气体的渗透。

    由于气调包装中二氧化碳发挥主要作用,所选包装材料应对二氧化碳表现出较好的阻隔效果。笔者选取了4种气调包装常用的材料,分别为PET、KPET、BOPP、VMBOPP,借助VAC-V2压差法气体渗透仪进行了二氧化碳的渗透测试,测试结果如表2。

    从表2可以看出,厚度相差不大的4种材料中KPET的二氧化碳阻隔效果最 好,其次为VMBOPP和PET,BOPP效果最差。通过比较发现,KPET的二氧化碳透过率仅为PET的2.37%,这是由于KPET是在PET基材上涂布一层PVDC而制成,PVDC因其分子间凝聚力强,结晶度高,其分子中的氯原子有疏水性,不会形成氢键,氧分子、水分子和二氧化碳分子很难在PVDC有机大分子中移动,因而PVDC具有优良的阻氧性、阻湿性和二氧化碳阻隔性。

    VMBOPP也是较为优良的二氧化碳阻隔材料,它是一种真空镀铝的双向拉伸聚丙烯薄膜,镀铝层的加入,使VMBOPP具有优良的耐折性、阻气性、阻湿性、遮光性和保香性,因此其二氧化碳透过率较BOPP有了大幅的下降。

    除了采用高阻隔材料作为包装材料,针对包装热封部位易出现泄漏的情况,企业在严格生产工艺的同时加强包装质量检测,根据检测数据对工艺进行及时的调整。例如,热封的高温操作会使附近的包装材料的机械强度降低,从而成为包装密封的薄弱点。对此需要对包装整体进行密封性测试,可采用“正压法”,即向包装内充气增压,使包装内外形成压力差来模拟包装的受压状态,以进行包装封口强度和整体包装胀破压力的量化测试。

    本文由气调包装机整理,此文观点不代表本站观点

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