第四节 改善和控制气氛包装技术改善和控制气氛包装MCAP：modified or controlled atmosphere packaging)，从20世纪初以来，就已经采用改善的控制食品周围气体环境的方法来限制食品的生物活性。最常用的方法就是真空和充气包装、MAP和CAP。食品真空和充气包装都是通过改变包装食品环境条件而延长食品的保质期，而MAP和CAP是在真空充气包装技术根底上的进一步开展。12一、食品的真空包装vacuum packaging)指把包装食品装入气密性包装容器，在密闭之前抽真空，使密闭后的容器内到达预定真空度的一种包装方法。常用的容器有金属罐、玻璃瓶、塑料及其复合薄膜等软包装容器。一食品的真空包装的意义一食品的真空包装的意义34目的是为减少包装内氧气的含量，降低包装内部环境的氧气分压，防止包装食品的霉腐变质，保持食品原有的色香味并延长保质期。二食品的真空包装保质机理二食品的真空包装保质机理51、对微生物来说，当氧气浓度小于1%时，其生长速度急剧下降。在氧气浓度为0.5%时，多数细菌将受到抑制而停止繁殖。2、对油脂食品的氧化变质，当氧浓度小于1%时，也能有效地控制油脂氧化。3、另外，食品变色和褐变等生化变质都与氧有密切关系。 真空包装就是为了在包装内造成低氧条件而保护食品质量的一种有效包装方法。6二、食品的充气包装u欧美在20世纪30年代，已开始研究使用CO2气体保存肉类食品；u50年代，研究开发了用N2和CO2气体置换空气的牛肉罐头和奶酪罐，有效延长了保持期；u60年代，由于各种气密性塑料包装材料的开发，很多食品成功地采用了这一技术；u70年代，生鲜肉的充气包装在欧美各国广泛应用。7一食品充气包装的特点目的通过破坏微生物的生存繁殖条件，减少包装内含氧量及充入一定理想气体来减缓包装食品的生物生化变质。区别真空包装仅是抽去包装内部的空气来降低包装内的含氧量，而充气包装是在抽真空后立即充入一定量的理想气体，或是用理想气体置换出包装内的空气。8生鲜食品和加工食品的充气包装类别食品名称气体种类充气目的生肉鲜鱼肉制品乳制品茶、咖啡糕点干果粉末饮料果菜零售用肉鱼肉火腿片奶粉红茶、咖啡蛋糕花生、杏仁粉末橘子汁水果、蔬菜O2+CO2N2+CO2N2+CO2N2N2N2+CO2N2+CO2N2N2+O2+CO2肉色素发色、抑制微生物繁殖保持肉色素、抑制微生物繁殖防止脂肪和肉色素氧化防止氧化防止香气散逸防止霉菌繁殖防止脂肪氧化防止维生素损失、防止香气散逸防止枯萎、保持鲜度910二充气包装保质机理 CO2在空气中正常含量为0.3%。当包装内CO2浓度到达10%-40%时，对微生物有抑制作用；浓度超过40%时，有明显的灭菌作用。在包装内充入较高的CO2能有效地抑制微生物的生长繁殖。1 1、二氧化碳气体、二氧化碳气体11在空气中占78%，是一种理想的惰性气体，一般不与食品发生化学作用，也不被食品所吸收。用氮气置换其中的氧，能有效保持食品的色香味。有两方面的作用：一是抑制食品本身和微生物的呼吸；二是作为一种充填气体，保证产品在呼吸包装内的氧气后仍有完好外形。2 2、氮气、氮气123、氧气生鲜的肉类和鱼贝类，如果处于无氧状态下保存，那么维持组织新鲜的氧合肌红蛋白就会复原变成暗褐色而使产品失去生鲜状态乃至商品价值。氧气的作用是维持生鲜食品内部细胞一定的活性，延缓其生命过程，保持一定程度的生鲜状态。一般不单独使用，常于氮气和二氧化碳混合成理想气体使用于生鲜食品的充气包装。N2：O2：CO2=1：3：15-3013三、真空和充气包装工艺方法及其机械设备一真空包装机械1、室式真空包装机有台式、单室式和双室式，其根本结构相同，由真空室、真空和充气或无充气系统和热封装置组成。1415162、带传动式真空包装机173、旋转式真空包装机184、容器热成型真空包装机19二真空和充气包装应注意的问题1、真空和充气包装材料的选择2、注意贮存环境温度对真空和充气包装效果的影响3、注意真空和充气包装工艺过程的操作质量；4、真空包装一般不宜用于易被压碎或带有棱角的食品。20四、MAP和CAP技术一MA和CA 气调原理1、 MAmodified atomsphere 即改善气氛，指采用理想气体组分一次性置换，或在气调系统中建立起预定的调节气体浓度，在随后的贮存期间不再受到人为的调整。2、CAcontrolled atomsphere 即控制气氛，指控制产品周围的全部气体环境，即在气调贮藏期间，选用的调节气体浓度一直受到保持稳定的管理和控制。21气调保鲜原理 对于具有生理活性的食品，减少O2含量，提高CO2浓度可抑制和降低生鲜食品的需氧呼吸并减少水分损失，抑制微生物繁殖和酶反响，但如果过度缺氧，那么会难以维持生命必须的新陈代谢，或造成厌氧呼吸，产生变味或不良生理反响而变质腐败。 MA或CA不是单纯的排除O2，而是改善和控制食品贮存的气氛环境，以尽量显著地延长食品包装的有效期。22气调系统模式图23二MAP和CAP 改善和控制气氛包装也称气调包装。1、CAP controlled atomsphere packaging 主要特征是包装材料对包装内的环境气氛状态有自动调节作用，要求包装材料具有适合的气体可选择透气性，以适应内装产品的适应性。 生鲜果蔬产品自身的呼吸特性要求包装材料具有调节功能，能保持稳定的理想气氛状态，以防止因呼吸而可能造成的包装缺氧和CO2含量过高。 24 果蔬包装体系是一个典型的薄膜封闭调节系果蔬包装体系是一个典型的薄膜封闭调节系统，产品呼吸代谢过程要放出统，产品呼吸代谢过程要放出CO2、乙烯、水蒸、乙烯、水蒸气和其它挥发气体。气和其它挥发气体。 影响包装内部气氛动态因素：产品种类、成影响包装内部气氛动态因素：产品种类、成熟度、质量及温度、熟度、质量及温度、 CO2和和O2分压、乙烯浓度、分压、乙烯浓度、光线、包装膜的渗透性、结构、厚度、面积等光线、包装膜的渗透性、结构、厚度、面积等 。 任何任何CAP系统都应在低氧和高系统都应在低氧和高CO2浓度条件浓度条件下到达以这两种气体平衡为主体的状态。下到达以这两种气体平衡为主体的状态。25几种适合新鲜果蔬CAP的包装膜透气性能品种透气度ml/（m24h0.1Pa）（膜厚25.4m）CO2/ O2 透气比 CO2 O2HDPEPVCPPPSPET醋酸纤维素PC甲基纤维素乙基纤维素 77007700 42638138 7700210001000026000 18039013300155002325026350 6200 77500390013000 62022481300640026007700 52130 1814 23251395014725 1240 31000 2.05.93.6 6.93.3 5.93.4 3.83.0 3.56.77.53.0 3.5 5 2.5262、MAP 改善气氛包装 用一定理想气体组分充入包装，在一定温度条件下改善包装内环境的气氛，并在一定时间内保持相对稳定，从而抑制产品变质过程，延长产品的保质期。 MAP适用于呼吸代谢强度较小的产品包装。27产品氧含量（%）二氧化碳含量（%）氮含量（%）瘦肉关节肉片肉白鱼油性鱼禽类硬干酪加工肉烘烤产品干面食品番茄苹果70806930-42302020406075-80-41-11304035100100201009297 某些产品MAP使用的典型气体混合组成28生鲜保鲜效果 生鲜冷却肉品的MAP可获得良好的保鲜效果。 生鲜肉50%CO2、25%O2和N2组成理想气氛包装与单纯空气在1贮存条件的对照结果，两周后理想气氛包装的生鲜冷却肉保持原有气味和色泽，而空气中贮存的肉品开始腐败，二者细菌总数相差6个等级。29后抑菌效应后抑菌效应 生鲜肉经50%CO2、气体比例MAP包装在1贮存4天，翻开包装贮存于7条件下的抑菌效应。30MAP-1D400盒式气调保鲜包装机 气体混合、气体置换、热封裁切、热封膜收放、物料模具转换等运行程序均由微机自动控制，每个环节均可根据包装工艺需要在触摸屏上任意调节设定。适用于生熟肉制品、鱼类、家禽、水果、蔬菜、面包等超市配送食品。本机广泛适用：生熟肉制品、鱼类、家禽、贝类、水果、酱类、脆皮、咖啡、茶叶、蔬菜、面包等超市配送食品。气调包装具有使食品保质、保鲜、保色、保形、保味的特点。31封入脱氧剂包装脱氧包装deoxygen packaging)是指在密封的包装容器内，封入能与氧起化学作用的脱氧剂deoxygen freshkeeping agents，从而除去包装内的氧气，使包装物在氧浓度很低，甚至几乎无氧的条件下保存的一种包装技术。1933年开始在食品上使用铁氧化合制成的脱氧剂；1969年开始用以亚硫酸盐为主要成分的脱氧剂，以后又研制成功有机脱氧剂等。321、在食品包装中封入脱氧剂，可在食品生产工艺中不必参加防霉、抗氧化等化学添加剂，从而使食品更平安，有益于人们的身体健康。2、如果采用的脱氧剂适宜，可使包装内部的氧含量降低到0.1%，食品在接近无氧的环境中贮存，可防止其中的油脂、色素、维生素等营养成分的氧化，较好地保持产品原有的色、香、味和营养。一、封入脱氧剂包装的特点333、脱氧包装比真空 或充气包装更有效地防止或延缓需氧微生物所引起的腐败变质，这种包装效果可适当增加食品中的水分含量如面包，并可适当延长保持期。4封入脱氧剂包装还具有所需设备简单、操作方便、高效、使用灵活等特点。34二、常用脱氧剂及其作用原理脱氧剂作用原理是其中的有机或无机物质与包装环境空气中的氧发生化学反响而脱除包装内的残留氧。1、铂、钯、铑加氢催化剂2、铁系脱氧剂3、亚硫酸盐系脱氧剂4、葡萄糖氧化酶35三、脱氧剂的使用要求和方法1、要求：必须对人体无害；脱氧速度必须适宜；必须无令人不快的负反响或有害或有气味的气体。2、方法：可单一使用，也可按不同组分配合使用；常与真空或充气包装结合使用。36四、使用脱氧剂的技术要求1、注意脱氧剂的开封与使用2、注意吸氧剂的吸收能力与吸收效果3、选择气密性好的包装材料4、包装容器完全密封5、注意封入脱氧剂包装食品的保存温度37