范珺
氣調(diào)包裝是指在一定的封閉包裝內(nèi),通過各種調(diào)節(jié)方式使得包裝內(nèi)氣體不同于正常大氣組成,以此來抑制引起食品品質(zhì)劣變的生理生化反應、物理反應、氧化褐變作用等,從而達到延長食品保鮮和長期保存的目的。一般采用連續(xù)的熱力充氣機器將CO2、N2、O2等一種或幾種氣體按一定比例充入包裝內(nèi),經(jīng)熱壓封口后完成充氣包裝。
氣調(diào)包裝的效果
大量的實踐證明,應用合理的氣調(diào)包裝,尤其是合適比例的填充氣體,不僅有助于限制包裝內(nèi)微生物的生長,對于緩解內(nèi)容物的過度成熟和氧化也具有積極意義。
CO2是氣調(diào)包裝中占據(jù)重要地位的氣體成分,突出作用是其高效的抑菌效果。由于CO2能穿透細菌的細胞,使細胞內(nèi)的PH下降和酶的活性降低,因此抑制細胞的繁殖,因而對于魚肉海鮮、鮮嫩果蔬、烘焙點心等有防腐和防霉的作用。
N2是一種無色無味的惰性氣體,不會與食物發(fā)生化學反應,充N2的目
的是作為填充氣體,保持食物的色、香、味、脆、形,對油脂氧化也能起到緩解作用。
O2是大部分生物體生長繁殖的重要條件,同時也是油脂類氧化變質(zhì)的主要誘因。一般而言,氣調(diào)包裝中不填充O2,但針對某些食物,一定的含量的O2對于維持食物其他方面的性質(zhì)具有良好的效果。例如,魚肉海鮮類的食物,往往含有肌紅蛋白,呈紫紅色,O2的作用即是與肌紅蛋白結(jié)合生成氧合肌紅蛋白,使肉質(zhì)呈現(xiàn)鮮紅色。但大量的氧同時也會加快肉中脂肪氧化和微生物的繁殖,因此這類食物的氣調(diào)包裝建議填充O2和CO2的混合氣體,借助CO2的抑菌作用實現(xiàn)雙重效果。對于另一類新鮮果蔬食物,貯藏中應盡可能降低O2的濃度,以此降低食物的呼吸強度和基質(zhì)氧化損耗,延緩成熟,但O2濃度過低,一方面會使果蔬發(fā)生無氧呼吸,導致缺氧障礙,另一方面會引起厭氧菌的發(fā)酵,如肉毒桿菌等。由于不同的果蔬具有不同的O2臨界濃度,因此在使用氣調(diào)包裝的時候需要根據(jù)果蔬種類特別設定填充的O2量。
影響氣調(diào)包裝效果的因素分析
氣調(diào)包裝的效果主要體現(xiàn)在3個方面:抑菌作用;針對新鮮果蔬食品,抑制呼吸作用和成熟度;保持食物原有的味道和形狀,特別是烘焙食品,減少因油脂氧化產(chǎn)生的異味。從食物包裝到運輸貯藏,氣調(diào)包裝的效果受到諸多因素的制約,包括CO2抑菌的選擇性、CO2的濃度、氣調(diào)包裝材料的性能等。
CO2抑菌的選擇性
對氣調(diào)包裝效果的影響
CO2的含量對氣調(diào)包裝效果的影響
根據(jù)上述對氣調(diào)包裝效果的分析,包裝內(nèi)容物不同,填充CO2的作用也不盡相同。以往研究結(jié)果表明,提高CO2的含量能加強其抑制微生物繁殖的能力,而且隨著含量的提高,抑制作用會逐漸增強。同時,應視內(nèi)容物的初始微生物種類、數(shù)量具體確定填充濃度。若內(nèi)容物的初始微生物以好氧細菌或霉菌為主,填充低于10%的CO2即可表現(xiàn)出抑制作用,20%~30%的CO2能較好的抑制多數(shù)好氧微生物,當CO2含量達到50%以上,其抑制效果的增強便不再顯著。針對果蔬等食品氣調(diào)包裝,填充2%~3%的CO2為佳。
筆者通過多種渠道獲得魚、肉、蔬菜、水果、面制品的氣調(diào)包裝產(chǎn)品,利用實驗室配備的HGA-02頂空氣體分析儀分別進行了CO2和O2含量的檢測,結(jié)果見表1。測試結(jié)果展示了當前各類產(chǎn)品氣調(diào)包裝中O2和CO2成分的含量。
包裝材料對氣調(diào)包裝效果的影響
氣調(diào)包裝完成后,內(nèi)部氣體構(gòu)成和含量會在一段時間內(nèi)保持穩(wěn)定,隨著產(chǎn)品儲存時間的延長,包裝內(nèi)部的O2、CO2或N2的含量逐漸變化,從而影響原有包裝效果,甚至產(chǎn)品的品質(zhì)。一般情況下,氣體含量變化的原因主要來自氣體的滲透和泄漏。氣體滲透是指氣體從高濃度側(cè)進入包裝材料表面,通過擴散至低濃度側(cè)。通過這種渠道滲入/滲出的氣體,對包裝內(nèi)氣體構(gòu)成的影響是長久緩慢的,其滲透速率取決于包裝材料的阻隔性能。泄漏是指氣體通過包裝熱封部位的微小孔隙或裂縫進入或逸出,造成氣體含量的急劇變化。
不論是氣體滲透或是泄漏,都會影響氣調(diào)包裝內(nèi)的各氣體成分含量的變化,從而影響產(chǎn)品的保質(zhì)效果。因此,企業(yè)也采取了多種氣體控制方法,比如采用高阻隔包裝材料來減緩氣體的滲透。由于氣調(diào)包裝中CO2發(fā)揮主要作用,所選包裝材料應對CO2表現(xiàn)出較好的阻隔效果。筆者選取了4種氣調(diào)包裝常用的材料,分別為PET、KPET、BOPP、VMBOPP,借助VAC-V2壓差法氣體滲透儀進行了CO2的滲透測試,測試結(jié)果如表2。
從表2可以看出,厚度相差不大的4種材料中KPET的CO2阻隔效果最好,其次為VMBOPP和PET,BOPP效果最差。通過比較發(fā)現(xiàn),KPET的CO2透過率僅為PET的2.37%,這是由于KPET是在PET基材上涂布一層PVDC而制成,PVDC因其分子間凝聚力強,結(jié)晶度高,其分子中的氯原子有疏水性,不會形成氫鍵,氧分子、水分子和二氧化碳分子很難在PVDC有機大分子中移動,因而PVDC具有優(yōu)良的阻氧性、阻濕性和二氧化碳阻隔性。VMBOPP也是較為優(yōu)良的CO2阻隔材料,它是一種真空鍍鋁的雙向拉伸聚丙烯薄膜,鍍鋁層的加入,使VMBOPP具有優(yōu)良的耐折性、阻氣性、阻濕性、遮光性和保香性,因此其CO2透過率較BOPP有了大幅的下降。
除了采用高阻隔材料作為包裝材料,針對包裝熱封部位易出現(xiàn)泄漏的情況,企業(yè)在嚴格生產(chǎn)工藝的同時加強包裝質(zhì)量檢測,根據(jù)檢測數(shù)據(jù)對工藝進行及時的調(diào)整。例如,熱封的高溫操作會使附近的包裝材料的機械強度降低,從而成為包裝密封的薄弱點。對此需要對包裝整體進行密封性測試,可采用“正壓法”,即向包裝內(nèi)充氣增壓,使包裝內(nèi)外形成壓力差來模擬包裝的受壓狀態(tài),以進行包裝封口強度和整體包裝脹破壓力的量化測試。
結(jié)語
隨著氣調(diào)包裝的使用日漸廣泛,針對不同的內(nèi)容物填充合適的氣體,使其發(fā)揮最佳的效果是如今氣調(diào)包裝生產(chǎn)和應用的重中之重。在氣調(diào)包裝的應用中,填充氣體尤其是CO2,其抑菌選擇性和濃度,以及包裝材料的選擇都會對氣調(diào)包裝的效果產(chǎn)生影響,包裝生產(chǎn)企業(yè)和使用方需要多加重視。endprint
氣調(diào)包裝是指在一定的封閉包裝內(nèi),通過各種調(diào)節(jié)方式使得包裝內(nèi)氣體不同于正常大氣組成,以此來抑制引起食品品質(zhì)劣變的生理生化反應、物理反應、氧化褐變作用等,從而達到延長食品保鮮和長期保存的目的。一般采用連續(xù)的熱力充氣機器將CO2、N2、O2等一種或幾種氣體按一定比例充入包裝內(nèi),經(jīng)熱壓封口后完成充氣包裝。
氣調(diào)包裝的效果
大量的實踐證明,應用合理的氣調(diào)包裝,尤其是合適比例的填充氣體,不僅有助于限制包裝內(nèi)微生物的生長,對于緩解內(nèi)容物的過度成熟和氧化也具有積極意義。
CO2是氣調(diào)包裝中占據(jù)重要地位的氣體成分,突出作用是其高效的抑菌效果。由于CO2能穿透細菌的細胞,使細胞內(nèi)的PH下降和酶的活性降低,因此抑制細胞的繁殖,因而對于魚肉海鮮、鮮嫩果蔬、烘焙點心等有防腐和防霉的作用。
N2是一種無色無味的惰性氣體,不會與食物發(fā)生化學反應,充N2的目
的是作為填充氣體,保持食物的色、香、味、脆、形,對油脂氧化也能起到緩解作用。
O2是大部分生物體生長繁殖的重要條件,同時也是油脂類氧化變質(zhì)的主要誘因。一般而言,氣調(diào)包裝中不填充O2,但針對某些食物,一定的含量的O2對于維持食物其他方面的性質(zhì)具有良好的效果。例如,魚肉海鮮類的食物,往往含有肌紅蛋白,呈紫紅色,O2的作用即是與肌紅蛋白結(jié)合生成氧合肌紅蛋白,使肉質(zhì)呈現(xiàn)鮮紅色。但大量的氧同時也會加快肉中脂肪氧化和微生物的繁殖,因此這類食物的氣調(diào)包裝建議填充O2和CO2的混合氣體,借助CO2的抑菌作用實現(xiàn)雙重效果。對于另一類新鮮果蔬食物,貯藏中應盡可能降低O2的濃度,以此降低食物的呼吸強度和基質(zhì)氧化損耗,延緩成熟,但O2濃度過低,一方面會使果蔬發(fā)生無氧呼吸,導致缺氧障礙,另一方面會引起厭氧菌的發(fā)酵,如肉毒桿菌等。由于不同的果蔬具有不同的O2臨界濃度,因此在使用氣調(diào)包裝的時候需要根據(jù)果蔬種類特別設定填充的O2量。
影響氣調(diào)包裝效果的因素分析
氣調(diào)包裝的效果主要體現(xiàn)在3個方面:抑菌作用;針對新鮮果蔬食品,抑制呼吸作用和成熟度;保持食物原有的味道和形狀,特別是烘焙食品,減少因油脂氧化產(chǎn)生的異味。從食物包裝到運輸貯藏,氣調(diào)包裝的效果受到諸多因素的制約,包括CO2抑菌的選擇性、CO2的濃度、氣調(diào)包裝材料的性能等。
CO2抑菌的選擇性
對氣調(diào)包裝效果的影響
CO2的含量對氣調(diào)包裝效果的影響
根據(jù)上述對氣調(diào)包裝效果的分析,包裝內(nèi)容物不同,填充CO2的作用也不盡相同。以往研究結(jié)果表明,提高CO2的含量能加強其抑制微生物繁殖的能力,而且隨著含量的提高,抑制作用會逐漸增強。同時,應視內(nèi)容物的初始微生物種類、數(shù)量具體確定填充濃度。若內(nèi)容物的初始微生物以好氧細菌或霉菌為主,填充低于10%的CO2即可表現(xiàn)出抑制作用,20%~30%的CO2能較好的抑制多數(shù)好氧微生物,當CO2含量達到50%以上,其抑制效果的增強便不再顯著。針對果蔬等食品氣調(diào)包裝,填充2%~3%的CO2為佳。
筆者通過多種渠道獲得魚、肉、蔬菜、水果、面制品的氣調(diào)包裝產(chǎn)品,利用實驗室配備的HGA-02頂空氣體分析儀分別進行了CO2和O2含量的檢測,結(jié)果見表1。測試結(jié)果展示了當前各類產(chǎn)品氣調(diào)包裝中O2和CO2成分的含量。
包裝材料對氣調(diào)包裝效果的影響
氣調(diào)包裝完成后,內(nèi)部氣體構(gòu)成和含量會在一段時間內(nèi)保持穩(wěn)定,隨著產(chǎn)品儲存時間的延長,包裝內(nèi)部的O2、CO2或N2的含量逐漸變化,從而影響原有包裝效果,甚至產(chǎn)品的品質(zhì)。一般情況下,氣體含量變化的原因主要來自氣體的滲透和泄漏。氣體滲透是指氣體從高濃度側(cè)進入包裝材料表面,通過擴散至低濃度側(cè)。通過這種渠道滲入/滲出的氣體,對包裝內(nèi)氣體構(gòu)成的影響是長久緩慢的,其滲透速率取決于包裝材料的阻隔性能。泄漏是指氣體通過包裝熱封部位的微小孔隙或裂縫進入或逸出,造成氣體含量的急劇變化。
不論是氣體滲透或是泄漏,都會影響氣調(diào)包裝內(nèi)的各氣體成分含量的變化,從而影響產(chǎn)品的保質(zhì)效果。因此,企業(yè)也采取了多種氣體控制方法,比如采用高阻隔包裝材料來減緩氣體的滲透。由于氣調(diào)包裝中CO2發(fā)揮主要作用,所選包裝材料應對CO2表現(xiàn)出較好的阻隔效果。筆者選取了4種氣調(diào)包裝常用的材料,分別為PET、KPET、BOPP、VMBOPP,借助VAC-V2壓差法氣體滲透儀進行了CO2的滲透測試,測試結(jié)果如表2。
從表2可以看出,厚度相差不大的4種材料中KPET的CO2阻隔效果最好,其次為VMBOPP和PET,BOPP效果最差。通過比較發(fā)現(xiàn),KPET的CO2透過率僅為PET的2.37%,這是由于KPET是在PET基材上涂布一層PVDC而制成,PVDC因其分子間凝聚力強,結(jié)晶度高,其分子中的氯原子有疏水性,不會形成氫鍵,氧分子、水分子和二氧化碳分子很難在PVDC有機大分子中移動,因而PVDC具有優(yōu)良的阻氧性、阻濕性和二氧化碳阻隔性。VMBOPP也是較為優(yōu)良的CO2阻隔材料,它是一種真空鍍鋁的雙向拉伸聚丙烯薄膜,鍍鋁層的加入,使VMBOPP具有優(yōu)良的耐折性、阻氣性、阻濕性、遮光性和保香性,因此其CO2透過率較BOPP有了大幅的下降。
除了采用高阻隔材料作為包裝材料,針對包裝熱封部位易出現(xiàn)泄漏的情況,企業(yè)在嚴格生產(chǎn)工藝的同時加強包裝質(zhì)量檢測,根據(jù)檢測數(shù)據(jù)對工藝進行及時的調(diào)整。例如,熱封的高溫操作會使附近的包裝材料的機械強度降低,從而成為包裝密封的薄弱點。對此需要對包裝整體進行密封性測試,可采用“正壓法”,即向包裝內(nèi)充氣增壓,使包裝內(nèi)外形成壓力差來模擬包裝的受壓狀態(tài),以進行包裝封口強度和整體包裝脹破壓力的量化測試。
結(jié)語
隨著氣調(diào)包裝的使用日漸廣泛,針對不同的內(nèi)容物填充合適的氣體,使其發(fā)揮最佳的效果是如今氣調(diào)包裝生產(chǎn)和應用的重中之重。在氣調(diào)包裝的應用中,填充氣體尤其是CO2,其抑菌選擇性和濃度,以及包裝材料的選擇都會對氣調(diào)包裝的效果產(chǎn)生影響,包裝生產(chǎn)企業(yè)和使用方需要多加重視。endprint
氣調(diào)包裝是指在一定的封閉包裝內(nèi),通過各種調(diào)節(jié)方式使得包裝內(nèi)氣體不同于正常大氣組成,以此來抑制引起食品品質(zhì)劣變的生理生化反應、物理反應、氧化褐變作用等,從而達到延長食品保鮮和長期保存的目的。一般采用連續(xù)的熱力充氣機器將CO2、N2、O2等一種或幾種氣體按一定比例充入包裝內(nèi),經(jīng)熱壓封口后完成充氣包裝。
氣調(diào)包裝的效果
大量的實踐證明,應用合理的氣調(diào)包裝,尤其是合適比例的填充氣體,不僅有助于限制包裝內(nèi)微生物的生長,對于緩解內(nèi)容物的過度成熟和氧化也具有積極意義。
CO2是氣調(diào)包裝中占據(jù)重要地位的氣體成分,突出作用是其高效的抑菌效果。由于CO2能穿透細菌的細胞,使細胞內(nèi)的PH下降和酶的活性降低,因此抑制細胞的繁殖,因而對于魚肉海鮮、鮮嫩果蔬、烘焙點心等有防腐和防霉的作用。
N2是一種無色無味的惰性氣體,不會與食物發(fā)生化學反應,充N2的目
的是作為填充氣體,保持食物的色、香、味、脆、形,對油脂氧化也能起到緩解作用。
O2是大部分生物體生長繁殖的重要條件,同時也是油脂類氧化變質(zhì)的主要誘因。一般而言,氣調(diào)包裝中不填充O2,但針對某些食物,一定的含量的O2對于維持食物其他方面的性質(zhì)具有良好的效果。例如,魚肉海鮮類的食物,往往含有肌紅蛋白,呈紫紅色,O2的作用即是與肌紅蛋白結(jié)合生成氧合肌紅蛋白,使肉質(zhì)呈現(xiàn)鮮紅色。但大量的氧同時也會加快肉中脂肪氧化和微生物的繁殖,因此這類食物的氣調(diào)包裝建議填充O2和CO2的混合氣體,借助CO2的抑菌作用實現(xiàn)雙重效果。對于另一類新鮮果蔬食物,貯藏中應盡可能降低O2的濃度,以此降低食物的呼吸強度和基質(zhì)氧化損耗,延緩成熟,但O2濃度過低,一方面會使果蔬發(fā)生無氧呼吸,導致缺氧障礙,另一方面會引起厭氧菌的發(fā)酵,如肉毒桿菌等。由于不同的果蔬具有不同的O2臨界濃度,因此在使用氣調(diào)包裝的時候需要根據(jù)果蔬種類特別設定填充的O2量。
影響氣調(diào)包裝效果的因素分析
氣調(diào)包裝的效果主要體現(xiàn)在3個方面:抑菌作用;針對新鮮果蔬食品,抑制呼吸作用和成熟度;保持食物原有的味道和形狀,特別是烘焙食品,減少因油脂氧化產(chǎn)生的異味。從食物包裝到運輸貯藏,氣調(diào)包裝的效果受到諸多因素的制約,包括CO2抑菌的選擇性、CO2的濃度、氣調(diào)包裝材料的性能等。
CO2抑菌的選擇性
對氣調(diào)包裝效果的影響
CO2的含量對氣調(diào)包裝效果的影響
根據(jù)上述對氣調(diào)包裝效果的分析,包裝內(nèi)容物不同,填充CO2的作用也不盡相同。以往研究結(jié)果表明,提高CO2的含量能加強其抑制微生物繁殖的能力,而且隨著含量的提高,抑制作用會逐漸增強。同時,應視內(nèi)容物的初始微生物種類、數(shù)量具體確定填充濃度。若內(nèi)容物的初始微生物以好氧細菌或霉菌為主,填充低于10%的CO2即可表現(xiàn)出抑制作用,20%~30%的CO2能較好的抑制多數(shù)好氧微生物,當CO2含量達到50%以上,其抑制效果的增強便不再顯著。針對果蔬等食品氣調(diào)包裝,填充2%~3%的CO2為佳。
筆者通過多種渠道獲得魚、肉、蔬菜、水果、面制品的氣調(diào)包裝產(chǎn)品,利用實驗室配備的HGA-02頂空氣體分析儀分別進行了CO2和O2含量的檢測,結(jié)果見表1。測試結(jié)果展示了當前各類產(chǎn)品氣調(diào)包裝中O2和CO2成分的含量。
包裝材料對氣調(diào)包裝效果的影響
氣調(diào)包裝完成后,內(nèi)部氣體構(gòu)成和含量會在一段時間內(nèi)保持穩(wěn)定,隨著產(chǎn)品儲存時間的延長,包裝內(nèi)部的O2、CO2或N2的含量逐漸變化,從而影響原有包裝效果,甚至產(chǎn)品的品質(zhì)。一般情況下,氣體含量變化的原因主要來自氣體的滲透和泄漏。氣體滲透是指氣體從高濃度側(cè)進入包裝材料表面,通過擴散至低濃度側(cè)。通過這種渠道滲入/滲出的氣體,對包裝內(nèi)氣體構(gòu)成的影響是長久緩慢的,其滲透速率取決于包裝材料的阻隔性能。泄漏是指氣體通過包裝熱封部位的微小孔隙或裂縫進入或逸出,造成氣體含量的急劇變化。
不論是氣體滲透或是泄漏,都會影響氣調(diào)包裝內(nèi)的各氣體成分含量的變化,從而影響產(chǎn)品的保質(zhì)效果。因此,企業(yè)也采取了多種氣體控制方法,比如采用高阻隔包裝材料來減緩氣體的滲透。由于氣調(diào)包裝中CO2發(fā)揮主要作用,所選包裝材料應對CO2表現(xiàn)出較好的阻隔效果。筆者選取了4種氣調(diào)包裝常用的材料,分別為PET、KPET、BOPP、VMBOPP,借助VAC-V2壓差法氣體滲透儀進行了CO2的滲透測試,測試結(jié)果如表2。
從表2可以看出,厚度相差不大的4種材料中KPET的CO2阻隔效果最好,其次為VMBOPP和PET,BOPP效果最差。通過比較發(fā)現(xiàn),KPET的CO2透過率僅為PET的2.37%,這是由于KPET是在PET基材上涂布一層PVDC而制成,PVDC因其分子間凝聚力強,結(jié)晶度高,其分子中的氯原子有疏水性,不會形成氫鍵,氧分子、水分子和二氧化碳分子很難在PVDC有機大分子中移動,因而PVDC具有優(yōu)良的阻氧性、阻濕性和二氧化碳阻隔性。VMBOPP也是較為優(yōu)良的CO2阻隔材料,它是一種真空鍍鋁的雙向拉伸聚丙烯薄膜,鍍鋁層的加入,使VMBOPP具有優(yōu)良的耐折性、阻氣性、阻濕性、遮光性和保香性,因此其CO2透過率較BOPP有了大幅的下降。
除了采用高阻隔材料作為包裝材料,針對包裝熱封部位易出現(xiàn)泄漏的情況,企業(yè)在嚴格生產(chǎn)工藝的同時加強包裝質(zhì)量檢測,根據(jù)檢測數(shù)據(jù)對工藝進行及時的調(diào)整。例如,熱封的高溫操作會使附近的包裝材料的機械強度降低,從而成為包裝密封的薄弱點。對此需要對包裝整體進行密封性測試,可采用“正壓法”,即向包裝內(nèi)充氣增壓,使包裝內(nèi)外形成壓力差來模擬包裝的受壓狀態(tài),以進行包裝封口強度和整體包裝脹破壓力的量化測試。
結(jié)語
隨著氣調(diào)包裝的使用日漸廣泛,針對不同的內(nèi)容物填充合適的氣體,使其發(fā)揮最佳的效果是如今氣調(diào)包裝生產(chǎn)和應用的重中之重。在氣調(diào)包裝的應用中,填充氣體尤其是CO2,其抑菌選擇性和濃度,以及包裝材料的選擇都會對氣調(diào)包裝的效果產(chǎn)生影響,包裝生產(chǎn)企業(yè)和使用方需要多加重視。endprint