氣調(diào)保鮮技術(shù).doc

氣調(diào)保鮮包裝技術(shù)摘要在過(guò)去的十年里，人們生活方式的變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超出我們的預(yù)料。同時(shí)，食品不僅是一種基本需要，而且也是衡量生活水平的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。如今，消費(fèi)者高度重視易腐食品的純正口味，長(zhǎng)保質(zhì)期和有吸引力的外觀包裝。因此，食品工業(yè)開發(fā)新的食品包裝技術(shù)來(lái)滿足客戶的需求。由于社會(huì)的發(fā)展和顧客對(duì)高質(zhì)量不斷增加的需求，使用改良?xì)怏w包裝易腐食品演變?yōu)橐粋€(gè)市場(chǎng)趨勢(shì)。氣調(diào)保鮮包裝國(guó)外又稱MAP或CAP、國(guó)內(nèi)稱氣調(diào)包裝或置換氣體包裝、充氣包裝。是采用具有氣體阻隔性能的包裝材料包裝食品，根據(jù)客戶實(shí)際需求將一定比例O2+CO2+N2,N2+CO2,O2 +CO2混合氣體充入包裝內(nèi)，防止食品在物理、化學(xué)、生物等方面發(fā)生質(zhì)量下降或減緩質(zhì)量下降的速度，從而延長(zhǎng)食品貨架期，提升食品價(jià)值。關(guān)鍵字 保鮮 食品安全 包裝技術(shù) 研究與應(yīng)用 一：氣調(diào)包裝的發(fā)展史 早在12世紀(jì)初期，從新西蘭用船將新鮮的牛肉運(yùn)到英國(guó)時(shí)，就通過(guò)增加車廂或庫(kù)房里CO2和降低O2來(lái)運(yùn)輸或貯藏鮮肉。 1930年，美國(guó)研發(fā)人員發(fā)現(xiàn)，放在密封冷藏庫(kù)里的蘋果和梨的呼吸活動(dòng)降低了庫(kù)房?jī)?nèi)O2的含量，增加CO2含量，明顯降低水果呼吸速度，使保鮮期達(dá)到6個(gè)月，冷藏保鮮期延長(zhǎng)了1倍，1950年這種利用呼吸自身氣調(diào)的貯藏方式在美國(guó)各地得到很大發(fā)展。 1970年，丹麥Irma零售連鎖鏈在哥本哈根配送中心集中生產(chǎn)店鮮肉氣調(diào)包裝首次成功地供應(yīng)整個(gè)丹麥。、 1976年，與丹麥先進(jìn)的肉類產(chǎn)品制造商合作，MULTIVAC 和WITT-GASETECHNIK用混合氣體取得的第一個(gè)包裝的新鮮肉類。 1980年英國(guó)真空包裝和氣調(diào)包裝約占約占?xì)W洲這內(nèi)包裝食品市場(chǎng)地一半。約有38%以上地新鮮紅肉采用氣調(diào)包裝，到1982年銷售總額增加了300% 21世紀(jì)以來(lái)，美國(guó)和加拿大約80%到牛肉銷售由肉類包裝生產(chǎn)商以分割肉真空包裝形式供應(yīng)給零售商、旅館、餐館和機(jī)關(guān)食堂。在英國(guó)目前所有到食品零售連鎖鏈都銷售氣調(diào)包裝的食品，在法國(guó)，占新鮮食品市場(chǎng)很大部分都棍子面包氣調(diào)包裝特別成功。在德國(guó)氣調(diào)包 裝開始應(yīng)用于方便面，比薩和鮮切蔬菜。在意大利約有10%都腌肉和72%餡餅應(yīng)用氣調(diào)包裝。我國(guó)在20世紀(jì)90年代后期開始研究開發(fā)食品包裝設(shè)備和工藝，比如上海肉類加工企業(yè)引進(jìn)國(guó)外氣調(diào)包裝設(shè)備開發(fā)新鮮豬肉氣調(diào)包裝市場(chǎng)，為我國(guó)食品氣調(diào)包裝市場(chǎng)應(yīng)用打下了 基礎(chǔ)。21世紀(jì)以來(lái)食品氣調(diào)包裝的研究與市場(chǎng)應(yīng)用進(jìn)入一個(gè)發(fā)展時(shí)期，許多高等院校和研究單位和有遠(yuǎn)見(jiàn)的企業(yè)在氣調(diào)包裝工藝方面做了大量的實(shí)踐和研究 二： 為什么應(yīng)用MAP 人們希望在任何時(shí)間，任何地點(diǎn)，食物都是新鮮的，有吸引力和高品質(zhì)的。為了實(shí)現(xiàn)人們的這些期望，制造商和經(jīng)銷商要去解決巨大的物流問(wèn)題。貨物的高穩(wěn)定性保證了能夠長(zhǎng)距離運(yùn)輸。此外，包裝食品有足夠的吸引力讓人們來(lái)購(gòu)買。始終如一的質(zhì)量（口感，保鮮等）是獲得客戶強(qiáng)烈的忠誠(chéng)度所必須的。易腐商品如肉類，魚類和海鮮的新鮮度和抗腐性，不僅取決于原料自身，而且取決于環(huán)境的影響。微生物和生化反應(yīng)是易腐食品變質(zhì)的原因，這正是鮮肉和海鮮所特別關(guān)注的。變質(zhì)在屠宰后就開始了，這是很難阻止的，因?yàn)槲⑸镌缫训竭_(dá)其中了。一個(gè)有可能減少或減緩其活動(dòng)性眾所周知的方法是冷凍。當(dāng)然，冷凍食品是不會(huì)被視為新鮮產(chǎn)品。此外，在運(yùn)輸過(guò)程中貨物也必須不斷被冷凍著，這是一個(gè)與MAP包裝相比，屬于高成本，高投入的方式。 大量的實(shí)踐證明應(yīng)用氣調(diào)保鮮包裝后的顯著成效： 一 更好的產(chǎn)品質(zhì)量和更長(zhǎng)的貨架期 - 防止氧化、腐敗和變色 - 改良?xì)夥湛梢砸种萍?xì)菌和真菌的生長(zhǎng)特性 - 對(duì)容易碎裂的產(chǎn)品進(jìn)行機(jī)械性保護(hù) - 保持產(chǎn)品的外觀、氣味、風(fēng)味和質(zhì)地從而保持其新鮮度 - 貨架期的延長(zhǎng)，可更換食品運(yùn)輸方式，大幅降低運(yùn)輸成本 三 如何應(yīng)用MAP? 由于食品本身特性不同以及食品在運(yùn)銷環(huán)節(jié)中遇到的條件也不一樣，對(duì)包裝的要求變化很大，使用食品氣調(diào)包裝技術(shù)時(shí)需考慮的因素是非常多的，主要包括以下四大要素。 （一）氣體置換 利用真空泵將包裝袋或盒內(nèi)的空氣抽出構(gòu)成一定的真空度，然后充入混合保鮮氣體。完成氣體置換的過(guò)程，可使包裝內(nèi)的殘氧量低于1%. （二）氣體混合 1 常用混合氣體及特性 1）CO2 二氧化碳能夠抑制大多數(shù)需氧細(xì)菌和霉菌。毫無(wú)疑問(wèn)，二氧化碳是氣體調(diào)節(jié)用于食品包裝中最重要的氣體。一般來(lái)說(shuō)，二氧化碳濃度越高，易腐食品有越長(zhǎng)的耐腐期。但是在包裝過(guò)程中，脂肪和水很容易吸收二氧化碳，二氧化碳濃度過(guò)高也會(huì)影響食品的口感，消耗了食品的濕度和濃度（稱之為真空效應(yīng)）.因此應(yīng)慎重考慮！至于多久的保質(zhì)期和多大的消耗都取決于二氧化碳的用量。如果二氧化碳的目的是抑制細(xì)菌和霉菌的生長(zhǎng)，建議濃度至少為20 %. 2）N2 氮?dú)馐且环N惰性氣體，用來(lái)驅(qū)逐包裝中的空氣特別是氧氣。同時(shí)也被作為填充氣體使用于易腐食品，效果如同二氧化碳。氮?dú)鉁p少了真空效應(yīng)，它也是空氣中的一個(gè)自然組成部分。 3）O2 氧氣對(duì)所有生物體都是非常重要的氣體，同是也支持著易腐食品的變質(zhì)。它是好氧微生物生長(zhǎng)的條件。一般而言，MAP中不應(yīng)用氧氣，但在某些情況下，定量的氧氣帶來(lái)相當(dāng)良好的成果。 * 它使易腐食品看起來(lái)色澤很自然（新鮮度的影響） . * 它能使食品呼吸，特別是水果或蔬菜。 * 它能抑制各種魚類和蔬菜中的厭氧微生物。 2 如何精確的進(jìn)行混配？ 經(jīng)典的氣體混配器，通過(guò)雙聯(lián)等壓原理，通過(guò)比例閥調(diào)節(jié)各種氣體的比例，氣體比例與精度不受氣源壓力變化、用氣流量波動(dòng)而影響，進(jìn)行穩(wěn)定、精確的供氣。隨著科技的進(jìn)步，德國(guó)WITT公司生產(chǎn)的KM,MG系列氣體混配器可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)設(shè)備間歇式和連續(xù)式同時(shí)進(jìn)行，而且使配比出的混合氣體精度好于1%.具有優(yōu)秀性能的混配器，也受到了全球知名包裝機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的厚愛(ài)，與MULTIVAC、WEBOMATIC、ILAPAK等數(shù)家包裝機(jī)企業(yè)達(dá)成了全球戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。四：氣調(diào)包裝技術(shù)的研究隨著人們生活水平的提高，食品安全意識(shí)也得到普遍加強(qiáng)，大家越來(lái)越對(duì)果蔬等食品在貯藏中長(zhǎng)期使用化學(xué)合成保鮮劑的食用安全性提出了質(zhì)疑，使得果蔬、肉類等食品的貯藏保鮮逐步朝著注重物理方式的方向發(fā)展，氣調(diào)保鮮方式重新受到重視。目前，對(duì)原先氣調(diào)手段和方式加以改進(jìn)，充分發(fā)揮氣調(diào)保鮮的潛力并擴(kuò)大氣調(diào)保鮮的應(yīng)用范圍成為研究的熱點(diǎn)。1 氣調(diào)保鮮的原理氣調(diào)保鮮是指在低溫貯藏的基礎(chǔ)上，通過(guò)人為改變環(huán)境氣體成分來(lái)達(dá)到對(duì)肉、果蔬等貯藏物保鮮貯藏目的的一項(xiàng)技術(shù)（1）。具體來(lái)說(shuō)，氣調(diào)實(shí)際上就是在保持適宜低溫的同時(shí)，降低環(huán)境氣體中氧的含量，適當(dāng)改變二氧化碳和氮?dú)獾慕M成比例。水果蔬菜在收獲后仍具有生命力，其生命活動(dòng)所需能量是通過(guò)呼吸作用分解生長(zhǎng)期積累的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)獲得的。因此，果蔬保鮮的實(shí)質(zhì)是降低果蔬呼吸作用以減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗。通過(guò)減少環(huán)境中呼吸作用所必須的氧氣含量以及低溫貯藏即可實(shí)現(xiàn)盡可能降低呼吸強(qiáng)度的目的，使果蔬在較長(zhǎng)期的貯藏期里能較好地保持原有天然質(zhì)地、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)。在肉制品特別是肉的腌制品、臘制品、熏制品的貯藏中，不飽和脂肪酸的氧化和霉菌污染造成的腐敗、變質(zhì)是需要解決的主要問(wèn)題。通過(guò)適當(dāng)?shù)陌b，降低包裝容器中氧的含量可明顯抑制過(guò)氧化脂的生成，防止霉菌的生長(zhǎng)達(dá)到保鮮防腐的效果。2 氣調(diào)保鮮的方法氣調(diào)方法有多種，因設(shè)備條件和氣體濃度指標(biāo)要求不同而不同，總的來(lái)說(shuō)，可以分為以下幾種：自然降氧、充氮降氧、最適濃度指標(biāo)氣體置換、減壓氣調(diào)和氣調(diào)包裝。21 自然降氧法自然降氧是依靠水果蔬菜的呼吸作用，使環(huán)境O2下降，CO2上升，又稱自發(fā)氣調(diào)貯藏簡(jiǎn)稱MA貯藏。是目前在農(nóng)產(chǎn)品大規(guī)模的商業(yè)氣調(diào)貯藏中廣泛采用的方式。具體又有套袋法、大帳法、硅橡膠窗法等。這種方式最大優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、降氧設(shè)備成本低，適合在經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)普遍推廣。但MA貯藏對(duì)氣體成分無(wú)法作到精確調(diào)控，降氧速度緩慢，保鮮效果有限。同時(shí)，此法對(duì)管理要求高，容易出現(xiàn)O2過(guò)低或CO2過(guò)高造成的呼吸失調(diào)情況，危及農(nóng)產(chǎn)品貯藏安全。22 充氮降氧法充氮降氧是用充氮的方法置換庫(kù)內(nèi)氣體以達(dá)到降氧的目的。這種方式可實(shí)現(xiàn)快速降氧，一般可在24小時(shí)或稍長(zhǎng)點(diǎn)時(shí)間內(nèi)達(dá)到氣體濃度規(guī)定值。張青（2）采用0.0329毫米的低密度乙烯塑料薄膜帳密封包裹荔枝后，先抽真空，再充入N2，置于5的環(huán)境中貯藏。結(jié)果是荔枝經(jīng)40天貯藏后，好果率為70%，糖度僅下降4.2%。而作為對(duì)照，不做任何處理置于5冷柜中的樣品在13天內(nèi)已喪失商品價(jià)值。經(jīng)測(cè)試，在貯藏初，帳內(nèi)O2濃度在13%-15%之間，貯藏過(guò)程中O2濃度在8%-10%，CO2濃度保持在3%左右。23 最適濃度指標(biāo)氣體置換法最適濃度指標(biāo)氣體置換是指人為地將O2、CO2等氣體按最適濃度指標(biāo)配置成混合氣體，向貯藏環(huán)境輸入并同時(shí)將貯藏環(huán)境中的原有氣體抽出，以維持最適濃度指標(biāo)的一種氣調(diào)方法，又稱人工控制氣調(diào)法或氣調(diào)冷藏庫(kù)法（3）。這種在冷藏基礎(chǔ)上發(fā)展出的，對(duì)環(huán)境氣體成分控制精確的方法，對(duì)果蔬貯物的貯存效果明顯好于其他方法，但此法對(duì)設(shè)備要求高，成本昂貴，需要建立復(fù)雜的氣調(diào)冷藏庫(kù)。231 氣調(diào)冷藏庫(kù)的類型目前，我國(guó)的氣調(diào)冷藏庫(kù)有下面幾種類型（4）洋庫(kù)：組合絕熱庫(kù)板，鋼結(jié)構(gòu)裝配式磚混結(jié)構(gòu)庫(kù)體，內(nèi)貼半壁組合絕熱庫(kù)板普通庫(kù)磚混結(jié)構(gòu)庫(kù)體，內(nèi)噴聚胺酯絕熱層半地下庫(kù)：半地下磚混結(jié)構(gòu)庫(kù)體，內(nèi)噴聚胺酯絕熱層232 氣調(diào)冷藏庫(kù)的氣密性要求（5）氣調(diào)冷藏庫(kù)的庫(kù)房有嚴(yán)格的氣密性要求，從外部滲透的氧量不能高于貯藏產(chǎn)品的生理耗氧量。庫(kù)房的氣密性通常采用“Smock Test”檢測(cè)。即在恒溫條件下，庫(kù)房?jī)?nèi)壓力（25mmH2O）降到某一值時(shí)所需時(shí)間。圖1 氣調(diào)庫(kù)房壓力試驗(yàn)233 氣調(diào)庫(kù)設(shè)備（6）為了達(dá)到最適濃度指標(biāo)氣體置換的目的，氣調(diào)庫(kù)必須有相應(yīng)的氣體處理設(shè)備，包括：制氮機(jī)、除二氧化碳裝置、除乙烯裝置、加濕裝置、制冷系統(tǒng)。此外，還應(yīng)有氣體檢測(cè)及控制系統(tǒng)。其中主要設(shè)備制氮機(jī)目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的有兩種：燃燒式制氮機(jī)和焦碳分子篩制氮機(jī)。燃燒式制氮機(jī)是利用燃燒作用除去空氣中的氧、達(dá)到降氧目的。此法產(chǎn)出的氣體中經(jīng)常含有CO、CO2、H2S等雜質(zhì)，這些氣體雖然含量極少，但只要進(jìn)入氣調(diào)庫(kù)就會(huì)嚴(yán)重影響果蔬的生理代謝，給貯藏帶來(lái)極壞負(fù)作用。而且由于需要燃燒室，使用時(shí)還必須特別注意安全，很不方便。焦碳分子篩制氮機(jī)是利用焦碳分子篩對(duì)氧分子和氮分子的選擇透氣性，把氧氣和氮?dú)夥蛛x開來(lái)。由于運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的都是物理過(guò)程，沒(méi)有激烈反應(yīng)，運(yùn)行安全，而且不會(huì)污染氣體，對(duì)乙烯和二氧化碳均有過(guò)濾作用，對(duì)果蔬的貯藏很有利，適合推廣運(yùn)用。2 4 減壓氣調(diào)減壓氣調(diào)是通過(guò)真空泵將密閉儲(chǔ)存室中的部分氣體抽出以降壓，同時(shí)將外界新空氣減壓、加濕后輸入儲(chǔ)室。這種方式是通過(guò)降低氣體密度來(lái)造成低氧環(huán)境，它通過(guò)不斷抽氣和輸入新鮮空氣使水果蔬菜的代謝產(chǎn)物排出室外，以延緩衰老。通常經(jīng)減壓處理后的庫(kù)房?jī)?nèi)壓力降至10-70mmHg（7）。241 減壓氣調(diào)的特點(diǎn)2411 可實(shí)現(xiàn)預(yù)冷與減壓氣調(diào)的同庫(kù)并行據(jù)崔秀華研究報(bào)道（8），通過(guò)抽真空使水蒸發(fā)帶走大量熱量，可使儲(chǔ)物迅速降溫達(dá)到預(yù)冷目的。果蔬產(chǎn)品每蒸發(fā)1%的水分大致可使自身溫度下降6，從30冷卻至5，大約需要失水4%，耗時(shí)30分鐘。只要適當(dāng)增濕就不會(huì)出現(xiàn)失水萎焉的情況，風(fēng)味品質(zhì)也不會(huì)受影響。肉類抽真空降溫，從24降到10約需30分鐘失重4.8%。谷物類農(nóng)產(chǎn)品品溫在30分鐘內(nèi)由室溫降到4-8，并能得到進(jìn)一步干燥（脫水6%左右）。由此可見(jiàn)，在減壓貯藏初期，儲(chǔ)物，特別是肉制品和谷物類農(nóng)產(chǎn)品由于減壓造成的蒸發(fā)失水可起到良好的預(yù)冷效果。2412 可實(shí)現(xiàn)快速降氧，并能迅速排出CO2、C2H4等有害氣體。2413 可實(shí)現(xiàn)超低氧貯藏，這特別有利于魚、蝦、肉防止氧化哈變和農(nóng)產(chǎn)品種子的抑芽。2414 保鮮效果明顯。據(jù)方勝等（9）報(bào)道,他們通過(guò)減壓貯藏在荔枝保鮮研究上獲得突破，達(dá)到60天保鮮期，好果率有90%以上。242 減壓貯藏保鮮系統(tǒng)組成（9） 25 氣調(diào)包裝氣調(diào)包裝是當(dāng)前食品包裝中較新型的工藝，包括脫氧包裝和充氣包裝（10）。251 脫氧包裝脫氧包裝就是利用不斷充氮后抽真空，排除包裝容器內(nèi)的氧氣后密封包裝。一般此法處理后仍會(huì)有2%-3%的氧氣殘留，因此往往還需在包裝袋中加入脫氧劑小包裝或脫氧劑薄片。經(jīng)常使用的脫氧劑有：還原態(tài)鐵粉、亞鐵鹽類、鉑膜、葡萄糖氧化酶、抗壞血酸、油酸等。此法由于包裝容器中基本無(wú)氧，不適合新鮮果蔬的包裝。252 充氣包裝充氣包裝是在包裝容器中充入一種或幾種氣體后密封包裝，常用的填充氣體有氧氣、氮?dú)?、二氧化碳?1）。針對(duì)包裝的對(duì)象選擇合適的氣體和氣體的組成是非常重要的。對(duì)于新鮮果蔬既要做到降氧抑制呼吸強(qiáng)度，又要考慮到其對(duì)低氧和高二氧化碳的耐受能力，一般認(rèn)為：氣體中O22%-5%、CO23%-8%的組成對(duì)于大多數(shù)果蔬是合適的。