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生鲜食品热门包装技术-气调包装的原理及关键因素
现代畜牧网 http://www.cvonet.com 2020/12/5 21:50:17 关注：622 评论： 我要投稿
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近年来我国生鲜电商市场持续火热，有研究预计2019年市场消费规模将达20278亿元。同时，由于生鲜食品的易腐性，我国生鲜食品的流通腐败率为25%~30%，仅水果、蔬菜每年损耗约1200万t和1.3亿t，造成了极大的资源浪费。
目前我国生鲜食品采取的保质措施主要是低温贮运和气调贮运。生鲜食品显著的生物特性增加了生鲜电商的运营成本，限制了电商市场规模的扩大。许多欧美国家的冷链物流覆盖率已达100%且其流通过程的货损率仅仅为5%，一方面是其冷链物流体系比我国完善，采取全方位控温贮运和先进的低温、气调储运方法，另一方面就是采用智能技术如FRID、二维码等技术，对生鲜物流过程进行有效管理和监控。
合适的储运包装可以有效降低生鲜食品的流通腐败率，减少生鲜食品受温度波动的影响，延长贮藏和保鲜期。近几年，气调包装技术越来越受到重视。
01
气调包装及其原理
气调包装（modifiedatmospherepackaging，简称MAP）是指采用具有气体阻隔性的包装材料包装食品，然后在一定的条件下采用一定比例的保护气体改善包装袋内的气体环境，防止食品在物理、化学、生物等方面发生质量下降或减缓质量下降的速度,从而使食品能有一个相对较长的保质期,提高食品的价值。
气调包装技术已有较长的历史，早在20世纪30年代欧美已经开始研究使用CO2气体保存肉类产品；50年代研究开发了N2和CO2气体置换牛肉罐头和奶酪罐的空气，有效延长了保质期；60年代由于各种气密性塑料包装材料的开发，很多食品如肉食品、水果、蔬菜、蛋糕、茶叶和乳制品等都成功地采用了气调包装技术；70年代生鲜肉充气包装在欧美各国广泛使用，从此气调包装在全世界蓬勃发展。
气调包装主要通过三个方面来延长食品的保质期：化学方面，MAP通过控制生物化学反应和降解过程来延缓食品的氧化；生物方面，MAP通过减少霉菌和细菌的生长来延长货架期；物理方面，MAP通过减少水分损失来延长食品的保质期。
一、气调包装中的气体成分
气调包装中使用的气体主要是CO2、O2或N2,其他的气体成分如CO、NO、SO2、Cl2等也被提出作为填充气体，但考虑其安全性及消费者的反应未得到发展。CO2、O2、N2可以以不同的组合和比例进行使用，但气体的选择还可以根据产品对氧气和二氧化碳的敏感性、微生物的生长状况以及产品颜色的稳定性需求来判断。其中，生鲜面中采用的气体成分主要为二氧化碳和氮气。
二氧化碳是生鲜面气调保鲜最关键的气体成分。作为一种细菌抑菌剂，二氧化碳可以延长细菌生长的滞后期而且可以降低细菌对数生长期的速度，其对好氧菌及革兰氏阴性菌有较好的抑制效果，但对酵母菌和厌氧菌无法起到作用。
二氧化碳的抑菌效果受多种因素的影响如储藏温度、包装内初始和最终的气体成分、初始的微生物的种类和数量及包装材料的渗透率等。二氧化碳具有水溶性，对于水分含量比较高的食品，二氧化碳与食品表面的水分结合，容易使包装塌陷，对产品质量及外观产生不良的影响。
氮气是理想的惰性气体，其无味无臭且不与食品发生化学反应也不会被食品吸收，可以减少包装内的氧气含量，延缓食品的氧化变质。氮气已广泛的应用于油炸薯条及薯片，深受消费者喜欢。
02
影响气调包装的关键因素——薄膜
在诸多果蔬保鲜工艺中气调包装成本低廉、方便有效且不使用防腐剂，已成为目前运用最成功的果蔬保鲜技术。气调包装的关键技术在于选择一种透气性能够与内装产品呼吸作用匹配的包装薄膜。
生鲜食品的内包装常用塑料高分子材料，果蔬类常用的薄膜有CO2和O2渗透率高的低密度聚乙烯(LDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)，禽肉类常用低透氧率的聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PET)等。
聚乙烯薄膜惰性极强，无毒无味，价格低廉，在生鲜果品中应用量最大，其最适宜的厚度为0.02～0.04mm；LLDPE的透气性稍低于LDPE，但结晶度比较好，流延聚丙烯（CPP）具有拉伸强度、冲击强度、阻隔性能高等特点，CPP30μm薄膜包装的生鲜菌类有更低的质量损失率和更高的呼吸强度，能最大程度地保持菌类食品中可溶性固形物含量。
一、硅窗气调薄膜
硅窗是由一种名为硅橡胶（以Si-O-Si为主链的半无机高分子弹性体）的新型材料制成的。硅窗具有良好的透气性，其透气性是其他塑料薄膜的几千倍到几万倍，可主动进行气体交换调节，并能透过乙烯、醇、醛等多种对果品贮藏有害的气体。硅窗气调薄膜是将不同规格的硅窗镶嵌在塑料薄膜袋上，直接用于生鲜果品的内包装。
二、抗氧化活性薄膜
迷迭香提取物、绿茶提取物、槲皮素、苹果多酚与原儿茶酸等均可作为抗氧化剂。生鲜食品经槲皮素复合膜包装后能获得较好的保鲜效果，可持续释放抗氧化能力和抗脂质氧化作用，RuyuBai等研究发现，以羧甲基壳聚糖为基材，加入7.5%（质量分数）的槲皮素，复合膜抗氧化效果最佳。此外，豆蔻精油、薄荷精油、将波耳多叶、姜黄提取物、肉桂、大蒜提取物、红提提取物等其他天然抗氧剂对生鲜食品的保鲜有良好的效果。抗氧化膜在抑制生鲜氧化腐败、延长保质期等方面具有多重优势。
三、微孔薄膜
微孔技术是在包装薄膜上打制微孔，通过调节微孔的数量和直径可方便地设计、调节包装薄膜的透气性，从而匹配内装产品的呼吸作用，且生产制造成本低廉，机械化作业方便，目前已被广泛使用。
Lee等率先将微孔气调包装运用于韩国泡菜的保鲜防护并取得良好效果；Alique的研究表明运用微孔气调包装结合冷链物流能减少纳瓦林达甜樱桃在物流过程中的变色、腐烂等品质损失；李家政等的试验结果表明在厚度为40μm的聚乙烯薄膜上打制微孔可使甜玉米获得极佳的保鲜效果，贮藏期长达14天；吴珊珊等发现，与普通的聚乙烯薄膜相比，微孔薄膜包装的黄瓜在失重率、硬度、叶绿素分解等指标上均具有显著优势；李云云和胡云峰等也发现与普通聚乙烯薄膜相比，微孔薄膜包装双孢蘑菇的保鲜效果显示出了明显的优势；刘燕等将涂膜技术与气调包装相结合，将1%壳聚糖涂膜结合孔径为314μm的微孔薄膜可以将香菇的贮存期延长至19天。
上述研究表明，微孔气调包装非常适用于高呼吸速率果蔬的保鲜防护。但普通微孔气调包装的微孔参数仅能匹配一种特定数量果蔬的呼吸强度。对于某些家庭装等大容量包装，消费者往往无法一次吃完，需要二次密封并储藏。当内装产品被取出一部分后，包装内产品的呼吸强度也随之减小，原来的微孔薄膜透气性将高于产品的呼吸强度，导致包装内气体组分无法再次达到理想的浓度比例。
为解决上述问题，Lee等设计开发了一种透气性可调的包装容器，能够通过气体传感器实时监测包装内气体浓度，并调节透气孔直径，达到包装透气性自动匹配内装产品呼吸强度的目的。虽然该气调包装盒实现了包装透气性可调的功能，但由于采用了气体传感器等电子装置，结构复杂、成本过高，无法作为商超环境下的销售包装。
四、纳米保鲜薄膜
纳米保鲜膜的力学性能、生物降解性能、抗菌性能都优于普通薄膜。纳米聚乙烯-银复合材料具有维持生鲜食品色泽、水分等优异效果。PVC表面涂上一层纳米氧化锌粉末，能够有效降低生鲜食品的腐烂率，并且能够保持较好的果实品质。
通过在等规聚丙烯薄膜中添加纳米碳酸钙，可以有效降低O2和CO2的透气性，聚乙烯与纳米银颗粒和纳米TiO2复配后，可制成双重抗菌复合薄膜，对生鲜果品跟绿茶有着很好的保护作用。纳米技术的兴起为生鲜食品内包装领域提供了一些新方法。
据报道，日本三井化学开发出了可长期保持果蔬鲜度的包装用保鲜膜，该保鲜膜名为“AdFresh”，属于聚烯烃通用保鲜膜的一种，商用产品已于5月上市。这款保鲜膜具有通过特定气体的功能，可将果蔬呼吸产生的二氧化碳排到外部，并将外部空气中的氧气吸收到内部，而之所以实现，三井化学主要是通过对保鲜膜厚度和迭加层数等方面下功夫，调整了二氧化碳和氧气的透过量。AdFresh通过保鲜膜来交换二氧化碳和氧气，在一定程度上维持内部的氧气量，让果蔬在包装后依然可呼吸，从而防止腐烂，其中葡萄等果蔬最长可保鲜5个月。
随着消费者对生鲜产品品质和服务质量的要求日益提高，生鲜产品品质控制愈发重要，生鲜产品的储运包装技术与各种新型的包装材料相结合，必将成为生鲜产品保鲜的必然趋势。
引用文献：
周鹤，陈景华，韦秋林，张敏，孙頔婧，孙祯豪. 生鲜食品储运包装技术研究进展. 上海理工大学张颜颜,郑学玲,刘翀. 气调包装对生鲜面货架期的影响研究进展. 河南工业大学粮油食品学院
来源：食品研发与生产
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| 文章来源：食品研发与生产 文章编辑：一米优讯 |
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