第四章第四章 食品的气调保鲜食品的气调保鲜气调保鲜包装技术气调保鲜包装技术 就是通过改善食品包装内的气体组 成，使食品处在不同于空气组成的 环境中，从而延长食品保藏期的包 装技术。第一节第一节 食品气调保鲜包装技术食品气调保鲜包装技术1.气调保藏的基本原理 2.气调保藏的分类 3.气调保藏的特点1.气调保藏的基本原理在一定的封闭体系内，通过各种调 节方式得到的不同于正常大气组成（或 浓度）的调节气体，以此来抑制引起食 品品质劣变的生理生化过程或抑制食品 中微生物生繁殖（新鲜果蔬的呼吸和蒸 发、食品成分的氧化或褐变作用、微生 物的生长繁殖等），从而达到延长食品 保鲜或保藏期的目的。 2.气调保藏的分类根据气体调节原理，气调贮藏可分 为CA（Controlled Atmosphere ，控制气 氛）和MA（Modified Atmosphere ，改 善气氛 ）。CA指在贮藏期间，气体的浓度一 直控制在某一恒定的值或范围内，所采 用的包装方式称为CAP；MA指用改良 的气体建立气调系统，在以后贮藏期间 不再调整，所采用的包装方式称为MAP 。国际上将通过改变包装袋内的气氛使 食品处在与空气组成（78.8、20.96、 0.03）不同的气氛环境中而延长保藏期 的包装，归属为同一类型的包装技术，称 为CAP/MAP包装技术。 包括：真空包装（Vacuum Packaging，VP ）、真空贴体包装（Vacuum Skin Packaging，VSP）、气体吸附剂包装、控 制气氛包装（Controlled Atmosphere Packaging，CAP）以及改善气氛包装（ Modified Atmosphere Packaging，MAP） 。想要控制食品的贮藏环境，就必须 将食品封闭在一定的空间内。空间大小 视贮藏量而定，有气调库、气调车、气 调垛、气调袋（CAP或MAP）、涂膜保 鲜等。3.气调保藏的特点 气调保藏最大特点是能够对新鲜果 蔬等进行保鲜，延缓果蔬产品的衰老 过程。 通过如下四个方面达成： 降低呼吸强度； 降低产品对于乙烯作用的敏感性； 延缓叶绿素的寿命； 减慢果胶的变化。 空气中的O2和CO2对果蔬呼吸作用、成熟和 衰老影响很大。降低O2浓度可以降低呼吸强 度，浓度低于5%时呼吸明显受抑制。但O2过 少会产生无氧呼吸，时间长会导致果蔬的生 理病害即缺氧障碍。不同种类果蔬具有不同 的O2临界浓度。增高CO2浓度也可抑制呼吸 ，但浓度过高会产生无氧呼吸造成CO2中毒 。 其危害比缺氧障碍更严重。多数果蔬合适 的CO2浓度为15%。低O2高CO2处理可延长 某些果蔬的休眠期。减轻一定的贮藏性生理病害 - 冷害 果蔬的冷害是果蔬组织在冷害温度下积 累乙醛、醇等有毒物质所致。通过适当的气 调手段（如减压贮藏），可以从果蔬组织中 排除这些物质，从而减轻冷害。 抑制微生物的作用 防治虫害 抑制或延缓其它影响食品品质下降的不良 化学变化第二节第二节 气调保鲜条件与管理气调保鲜条件与管理1.气体成分对食品保藏的影响 2.气调保藏的工艺条件 3.气调及气调保藏的方法1.气体成分对食品保藏的影响为了正确掌握气调时各气体成分的 适当比例，首先必须理解各气体成分对 食品生理生化的影响。 氮气氮气是化学性质不活泼的惰性气体 ，大气中含量约占78。它对于生物呼 吸及其他生理作用无直接关系，只是作 为置换、填充气体使用。氧气氧气约占大气成分的21。一切动 植物都要依赖氧气进行呼吸作用以维持 生命活动。动物在氧气不足时生命就不 能维持；而植物可以随着含氧量的降低 而相应减少自身的呼吸量，仍能维持生 命活动。低氧量的限度视果蔬种类、成 熟度及贮藏温度而不同，一般为25 。对果蔬类产品，氧浓度低于正常大气 水平，可能产生下列效应：降低呼吸强度和基质氧化损耗、 延缓成熟过程，从而延长果蔬的商品 寿命、抑制叶绿素降解、减少乙烯产 生、降低抗坏血酸损失、改变不饱和 脂肪酸比例、延缓不溶性果胶物质减 少速度。 对新鲜肉、禽、鱼类产品来说：低氧浓度或不含氧可抑制氧化性变 质、可抑制需氧微生物的生长，但出会 使含肌红蛋白的产品失去鲜红的色泽。因此，对于含肌红蛋白的生鲜产品 ，常将环境气体的氧含量提高到80； 而对不含肌红蛋白的动物产品（或含肌 红蛋白但经热处理过），则尽量降低氧 含量，如用纯氮充气包装处理过的瘦肉 。 对于以抑制真菌为目的的气调处理，则 氧含量须降低到1以下才有效。一般来说，果蔬在贮藏中应尽可能一般来说，果蔬在贮藏中应尽可能 降低气体成分中的氧气分压，但如果氧降低气体成分中的氧气分压，但如果氧 气浓度降得过低，体内有机物就不能形气浓度降得过低，体内有机物就不能形 成好气性分解，从而会引起有害于品质成好气性分解，从而会引起有害于品质 的厌氧发酵，如肉毒杆菌的生长。所以的厌氧发酵，如肉毒杆菌的生长。所以 ，当降低氧气的浓度时，应以不致于造，当降低氧气的浓度时，应以不致于造 成厌氧性呼吸障碍为度。成厌氧性呼吸障碍为度。二氧化碳CO2约占空气的0.03。植物利用光合 作用将其合成为碳水化合物等。环境中CO2 浓度增加，果蔬生命活动便被抑制。CO2含 量达210时，呼吸量下降，呼吸基质有 机酸的消耗也受到抑制。有机酸含量对品质 有直接影响，从而CO2对生命活动的抑制效 果重大。贮藏环境中O2降低和CO2提高都 可以抑制成熟度的进展而延长贮藏时间。CO2抑菌机理1、CO2穿透细菌的细胞，使细胞内的 pH下降和细胞内酶的活性降低；2、脱羟基酶被富集的CO2所抑制；3、存在非脱羟基酶的某种酶被CO2所抑 制；4、由于细菌的细胞膜溶解CO2 ，它的 性质发生变化和某种功能被抑制。CO2抑菌的选择性霉菌、极毛杆菌和无色杆菌等需氧菌 对CO2高度敏感而被抑制；相对而言，酵母菌对CO2有阻抗性或 不敏感， CO2对酵母菌的抑制作用不 大；乳酸菌等厌氧菌对CO2阻抗性较强或 不敏感， CO2无抑制作用。影响CO2抑菌作用的因素 CO2浓度与压力在大气压力时， CO2分压越大，抑 菌作用越高。在大气压力以上，绝对压 力升高，抑菌作用增加。 温度作用高CO2浓度包装的新鲜食品必须在 冷藏温度下贮藏，温度降低可使CO2抑 菌作用增加，主要是低温使CO2更易溶 解于含水分的食品。对于肉类、鱼类产品，提高CO2浓度也 能抑制腐败微生物的生长，而且随着浓 度进一步提高，抑制作用会增强。具体 使用浓度决定于产品的品种、初始含菌 量、贮藏温度、其他气体含量以及要求 的保鲜期限。一般来说，要使CO2在气 调保鲜中发挥抑菌作用，其浓度必须控 制在20以上。对于果蔬，提高环境中CO2浓度可降低成熟 反应（蛋白质、色素合成）的速度，抑制微 生物和某些酶（如细胞色素氧化酶）的活动 ，抑制叶绿素的分解，改变各种糖的比例， 从而可以良好地保持新鲜果蔬的品质。但如 果CO2浓度太高，将会造成呼吸障碍，反而 缩短贮藏时间。各种果蔬的最适CO2浓度有 所差异，一般水果为23，蔬菜为2.55.5 ，同时也受氧气浓度和环境温度的影响。氧气浓度过低或二氧化碳浓度过高 可能会引起果蔬的异常代谢，从而使组 织受到伤害。例如：果肉褐变、组织解 体和积累某些有毒害性的有机酸。乙烯和臭氧果蔬，特别是果实在成熟时和受伤害后， 会产生较多的乙烯。微量乙烯（1mg/kg）对果 蔬的呼吸就会产生影响，乙烯还会促进叶绿素 的分解。研究表明，它对香蕉、柑桔等有色果 实的着色和促进果实的成熟、提高品质均有益 。但乙烯对果蒂部分分离层的形成有促进作用 ，往往会造成蒂落后的褐斑，而有损外观。乙烯等低分子不饱和碳氢化合物 含量的过分积累，会造成过熟，从而 有损果蔬的品质。但当乙烯被氧化成 氧化乙烯时，对果蔬的成熟则有抑制 作用。臭氧可使乙烯氧化成为氧化乙 烯，这样就能防止果蔬过熟，从而保 持良好的新鲜度。2.气调保藏的工艺条件气体比例：果蔬气调保藏时必要的 气体成分比例随果蔬的品种、产地、 栽培条件、收获时期、贮藏时间等的 不同而有所差异。如苹果同样在低温 下气调贮藏，开始的第一个月以氧3 、CO22.5、温度3.3为好，以后则 以CO2浓度增加到5为佳。因此在实 际操作中要根据具体情况加以适当调 节。温度：果蔬在气调贮藏中，为了获得 更理想的效果和延长保藏期，贮藏温度 应尽可能低些，但以不致出现低温障碍 和冻结为度，这样其保藏时间较普通低 温保藏可以延长近1倍以上。温度对高浓度CO2条件下的新鲜动 物产品的气调效应（抑制微生物的效应 ）无显著影响。温度的下限，应以不影 响这类产品以“新鲜状态”的质地出现在 货架上为度。相对湿度：在气调贮藏中，为了防止 果蔬表面的干枯及重量损失，根据品种 不同，须保持一定的相对湿度（一般为 8595）。水果为9093%，蔬菜为 9095%。肉、禽、鱼类产品，一般采用的 MAP气调技术，所以一般没有对于调 节气体相对湿度进行专门控制要求。气调贮藏应用于其他食品方面时也 能获得良好的效果。如肉类气调保藏试 验表明牛肉、猪肉在100 N2、37 时效果最佳。谷物贮藏中，O2浓度降至 2以下、CO2降至2以下、CO2浓度 增加到40以上时，害虫便逐渐死亡。 当100N2置换谷堆中的空气后，害虫 在48h后迅速死亡。3.气调及气调保藏的方法气调方法气调的方法较多，但总的来说，其 原理都是基于降低含氧量，提高CO2或 N2的浓度，并根据贮藏物的不同要求， 使气体成分保持在所希望的状况。自然气调法对于果蔬等呼吸强度大的食品，一 般采用自然降氧的方法进行气调。在密 闭性好的贮藏环境中，果蔬呼吸作用使 氧气降低、 CO2增加，当其含量变化 达到所希望的浓度后，便设法将过剩的 CO2排除，另外再通入部分新鲜空气以 补充不足的氧气。具体措施上，有利用密闭性好的低 温库或简易的塑料贮藏袋，配备限制性 的空气渗透装置（如硅橡胶薄膜窗）加 以实现。此法简便，但缺点是库内的乙 烯等微量气体成分的积累难以控制；利 用自然气调达到所需要求，历时较长。另有利用化学药品（碱）与CO2相作用 而吸收过量CO2的方法。反应装置有湿式和 干式两种。湿式是利用NaOH等氢氧化物和 乙醇胺等的水溶液，将库内的空气通过该溶 液脱除CO2后再置入库内；或将库内空气导 入贮气罐利用含CO2吸收剂的溶液进行喷雾 ，然后再将其送回库内。干式是将库内空气 循环地通过消石灰的填充层装置，而使CO2 脱除。置换气调法人工空气置换的方法主要有：利 用燃烧液化丙烷等消除空气中的O2和 提高CO2浓度，再经冷却后通入库内 ；利用空气直接置换的办法，即部分 或全部置换进氮气或CO2 。该法可在 短时间内达到库内低氧或绝氧的状态 。结合食品包装，根据不同食品进 行适当的空气置换，以实现简单的气 调贮藏。主要方法有： CO2置换包装 ；氮气置换包装；氧气吸收剂封入包 装等。常用气调方法塑料薄膜帐气调法：利用塑料薄膜对 O2和CO2渗透性不同和对水透过率低 的原理来抑制果蔬在贮藏过程中的呼 吸作用和蒸发作用。塑料薄膜一般选用0.12mm厚的 无毒聚氯乙烯薄膜或0.9740.2mm厚 的聚乙烯塑料薄膜。 由于塑料薄膜对气体具有选择性渗 透，可使袋内的气体成分自然地形成气 调贮藏状态，从而推迟果蔬营养物质的 消耗和延缓衰老。对于需要快速降氧气 的塑料帐，封帐后用机械降氧气机快速 实现气凋条件。但由于果蔬呼吸作用仍 然存在，帐内二氧化碳浓度会不断升高 ，应定期用专门仪器进行气体检测，以 便及时调整气体成分的配比。硅窗气调法：根据不同的果蔬及贮藏 的温湿条件选择面积不同的硅橡胶织 物膜热合于用聚乙烯或聚氯乙烯制成 的贮藏帐上，作为气体交换的窗口， 简称硅窗。 硅胶膜对氧气和二氧化碳有良好 透气性和适当的透气比，可以用来调 节果蔬贮藏环境的气体成分，达到控 制呼吸作用的目的。选用合适的硅窗 面积制