氣調(diào)包裝技術(shù)在食品行業(yè)中的應(yīng)用

氣調(diào)包裝國(guó)外又稱MAP或CAP. 常用的氣體有N2、O2、CO2、混合氣體O2＋N2或CO2＋N2＋O2（即MAP）。氣調(diào)包裝技術(shù)可廣泛用于各類食品的保鮮，延長(zhǎng)食品貨架期，提升食品價(jià)值。

一、CO2在食品包裝中的應(yīng)用

   瑞典一公司推出采用充滿100％CO2氣體的包裝袋、容器、貯藏室來(lái)貯藏肉類。高濃度的CO2能阻礙需氧細(xì)菌與霉菌等微生物的繁殖，延長(zhǎng)微生物增長(zhǎng)的停滯期及指數(shù)增長(zhǎng)期，起防腐防霉作用。該法能使豬肉不需冷凍處理可保存120天，如再加壓處理，貯藏時(shí)間更長(zhǎng)。這一方法引起美國(guó)、澳大利亞等肉類輸出國(guó)的極大關(guān)注。

   最近，美國(guó)專家采用新技術(shù)，用CO2制塑料包裝材料。即使用特殊的催化劑，將CO2和環(huán)氧乙烷（或環(huán)氧丙烷）等量混合，制成新的塑料包裝材料，其特點(diǎn)具有玻璃般的透明度和不通氣性；類似聚碳酸酯和聚酰胺樹脂；在240℃溫度下不會(huì)完全分解成氣體；有生物分解性能不會(huì)污染環(huán)境與土壤等特點(diǎn)。

   我國(guó)已研究成功利用納米技術(shù)，高效催化CO2合成可降解塑料。即利用CO2制取塑料的催化劑“粉碎”到納米級(jí)，實(shí)現(xiàn)催化分子與CO2聚合，使每克催化劑催化130克左右的CO2，合成含42％CO2的新包裝材料。其作為降解性優(yōu)異的環(huán)保材料，應(yīng)用前景廣闊。

二、氮?dú)庠谑称钒�裝中的應(yīng)用

  氮?dú)猓∟2）是理想的惰性氣體，在食品包裝中有特有功效：不與食品起化學(xué)反應(yīng)與不被食品吸收，能減少包裝內(nèi)的含氧量，極大地抑制細(xì)菌、霉菌等微生物的生長(zhǎng)繁殖，減緩食品的氧化變質(zhì)及腐變，從而使食品保鮮。充氮包裝食品還能很好地防止食品的擠壓破碎、食品粘結(jié)或縮成一團(tuán)，保持食品的幾何形狀、干、脆、色、香味等優(yōu)點(diǎn)。目前充氮包裝正快速取代傳統(tǒng)的真空包裝，已應(yīng)用于油炸薯片及薯?xiàng)l、油烹調(diào)食品等。受到消費(fèi)者特別是兒童、青年的喜愛(ài)，充氮包裝可望應(yīng)用于更多的食品包裝。

  美國(guó)應(yīng)用N2增加薄鋁材料的飲料罐強(qiáng)度，在飲料裝罐前，將氮?dú)馊芙庠陲嬃现�；在飲料罐密封后，氮�(dú)饩蛷娘嬃现嗅尫懦鰜?lái)，對(duì)罐壁形成一種壓力，使飲料罐相當(dāng)于一個(gè)充氣罐，從而增加了飲料罐強(qiáng)度，效果顯著。該罐裝飲料在運(yùn)輸、堆放中或在貨架上都不會(huì)造成破損，也不影響飲料品質(zhì)。此法也可用于聚酯類塑料制成的飲料包裝。

  在N2應(yīng)用時(shí)必須重視N2的純度與質(zhì)量。通過(guò)膜分離或變壓吸附方式從壓縮空氣中將其分離出的氮?dú)饧兌瓤蛇_(dá)99．9％以上。食品包裝中使用的N2純度必須達(dá)到純氮級(jí)（即安全級(jí)）。

三、復(fù)合氣體在包裝食品中的應(yīng)用

   復(fù)合氣調(diào)保鮮包裝國(guó)際上統(tǒng)稱為MAP包裝，所用的氣調(diào)保鮮氣體一般由CO2、N2、O2及少量特種氣體組成。CO2能抑制大多需氧腐敗細(xì)菌和霉菌的生長(zhǎng)繁殖；O2抑制大多厭氧的腐敗細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖；保持鮮肉色澤、維持新鮮果蔬富氧呼吸及鮮度；N2作充填氣。復(fù)合氣體組成配比根據(jù)食品種類、保藏要求及包裝材料進(jìn)行恰當(dāng)選擇而達(dá)到包裝食品保鮮質(zhì)量高、營(yíng)養(yǎng)成分保持好、能真正達(dá)到原有性狀、延緩保鮮貨架期的效果。

復(fù)合氣調(diào)保鮮包裝在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用。

  ▲生鮮魚蝦的氣調(diào)包裝新鮮水產(chǎn)及海產(chǎn)魚類的變質(zhì)主要有細(xì)菌使魚肉的氧化三甲胺分解釋放出腐敗味的三甲胺、魚肉脂肪氧化酸敗、魚體內(nèi)酶降解魚肉變軟、魚體表面細(xì)菌（需氧性大腸桿菌、厭氧性梭狀芽孢桿菌）產(chǎn)生中毒毒素，危及人健康。

  用于魚類氣調(diào)包裝的氣體由CO2、O2、N2組成，其中CO2氣體濃度高于50％，抑制需氧細(xì)菌、霉菌生長(zhǎng)又不會(huì)使魚肉滲出；O2濃度10％―15％抑制厭氧菌繁殖。魚的鰓和內(nèi)臟含大量細(xì)菌，在包裝前需清除、清洗及消毒液處理。由于CO2易滲出塑料薄膜，因此魚類氣調(diào)包裝的包裝材料需用對(duì)氣體阻隔性高的復(fù)合塑料薄膜，在0℃―4℃溫度下可保持15―30天。英國(guó)金槍魚采用35％―45％的CO2／55％―65％N2氣體保鮮包裝貨架期6天。

   蝦的變質(zhì)主要由微生物引起。其內(nèi)在酶作用導(dǎo)致蝦變黑。采用氣調(diào)包裝可對(duì)草蝦保鮮。先將蝦浸泡在100mg／L溶菌酶和1．25％亞硫酸氫鈉的保鮮液中處理后，采用40％的CO2和60％的N2混合氣體灌充氣調(diào)包裝袋內(nèi)，其保質(zhì)期較對(duì)照樣品延長(zhǎng)22天，是對(duì)照樣品保質(zhì)期的6．5倍。  

  ▲禽畜生鮮肉類氣調(diào)包裝

   生鮮豬、羊、牛的肉的氣調(diào)保鮮包裝既要保持鮮肉原有紅色又能防腐保鮮，氣調(diào)包裝的氣體由O2和CO2組成，根據(jù)肉種類不同，氣體組成分各異。豬肉氣調(diào)包裝的氣體組成為60％―70％O2和30％―40％的CO2，于0℃―4℃的貨架期一般7―10天（包括宰殺后在0℃―4℃溫度下冷卻24h使ATP活性物質(zhì)失去、質(zhì)地變得有柔軟及香味、適口性好的冷卻豬肉）。家禽肉氣調(diào)包裝主要是防腐保鮮，保鮮用氣體由CO2和N2組成，禽肉用50％―70％CO2／50％―30％O2包裝在0℃―4℃的貨架期達(dá)14天。

 在肉類氣調(diào)保鮮包裝中，使用高濃度O2可使鮮肉保持鮮紅色更鮮艷，在缺氧環(huán)境下則肉質(zhì)呈淡紫色，如用CO2、N2等保鮮氣體，肉色澤呈淡紫色，保鮮期可達(dá)30天左右。生鮮肉類包裝材料也要求使用對(duì)氣體有高阻隔性的復(fù)合塑料包裝材料。

▲烘烤食品與熟食制品的氣調(diào)保鮮包裝

    烘烤食品包括糕點(diǎn)、蛋糕、餅干、面包等，主成分為淀粉。由細(xì)菌霉菌等引起的腐變、脂肪氧化引起的酸敗變質(zhì)、淀粉分子結(jié)構(gòu)老化硬變等造成食品變質(zhì)。應(yīng)用于這類食品氣調(diào)保鮮包裝的氣體由CO2及N2組成。不含奶油的蛋糕在常溫下保鮮20―30天，月餅、布丁蛋糕采用高阻隔性復(fù)合膜常溫下保鮮期可達(dá)60―90天。

   微波菜肴、豆制品及畜禽熟肉制品充入CO2和N2能有效抑止大腸菌群繁殖。在常溫20℃―25℃下保鮮5―12天，經(jīng)85℃―90℃調(diào)理殺菌后常溫下保鮮30天左右，在0℃―4℃冷藏溫度下保鮮60―90天。

  ▲新鮮果蔬氣調(diào)保鮮包裝果蔬收獲后仍能保持吸收氧氣排出CO2的新陳代謝作用，同時(shí)消耗營(yíng)養(yǎng)。

     果蔬保鮮是通過(guò)降低環(huán)境中O2含量和低溫貯存降低呼吸進(jìn)度，排除呼吸產(chǎn)生的CO2延緩果蔬成熟衰老從而達(dá)到保鮮效果。果蔬的氣調(diào)包裝氣體由O2、CO2、N2組成，用透氣性薄膜包裝果蔬，充入低O2與高CO2和混合氣體置換后密封，使包裝內(nèi)的O2含量低于空氣而積累CO2高于空氣，通過(guò)薄膜進(jìn)行氣體交換，達(dá)到利于果蔬保鮮環(huán)境、保持微弱需氧呼吸的氣調(diào)平衡。

  大多數(shù)果蔬用5％O2、5％CO2、90％N2混合比例包裝，在6℃―8℃低溫下有較長(zhǎng)的保鮮期。氣調(diào)包裝用于荔枝保藏保鮮，用10％CO2＋90％N2及20％CO2＋80％N2處理荔枝果實(shí)24hr，既能達(dá)到保鮮目的，還能提高果實(shí)的好果率，保持果皮紅色，并不影響營(yíng)養(yǎng)成分，以高CO2和低氧條件結(jié)合臭氧處理（4．3mg／M3濃度）并采用可食性薄涂膜，可延長(zhǎng)草莓貨架期8―10天。

  美國(guó)科學(xué)家對(duì)芒果采用氣調(diào)包裝試驗(yàn)，將芒果剝皮、切塊，分別采用氧氣包裝，混合氣（N2 86％、CO 210％、O2 4％）包裝及真空包裝，結(jié)果經(jīng)混合氣包裝的芒果貨架期最長(zhǎng)，在貯存期間，芒果的色澤、質(zhì)地等外觀效果好，微生物造成的損害最小。

  氣調(diào)包裝也適用于凈菜保鮮。凈菜又稱切割果蔬、半處理加工果蔬，為迎合上班族的新興食品加工產(chǎn)品，有安全、新鮮、營(yíng)養(yǎng)、方便等特點(diǎn)，但經(jīng)切割后易褐變。采用氣調(diào)包裝降低氧含量能最大限度延長(zhǎng)貨架期。例如美國(guó)的切絲萵苣以1％―3％的O2、5％―6％的CO2和90％N2阻止褐變。氣調(diào)保鮮包裝還適用于去皮和切片的蘋果、馬鈴薯、葉菜類蔬菜等果蔬保鮮。開發(fā)適合果蔬氣調(diào)包裝保鮮效果的包裝膜是拓寬果蔬保鮮途徑的關(guān)鍵。

目前前有哪些氣體是用于食品保鮮或食品加工的呢？

高純氮?dú)猓焊呒兊獨(dú)庥糜谑称繁ｕr，原理是高純氮?dú)獍�裝的食品，使食品跟空氣中的氧氣隔絕，防止食品跟氧氣接觸而變質(zhì)。此外，食品充滿高純氮?dú)獾陌�裝也防止食品受到擠壓而破壞食品形狀。

二氧化碳：食品級(jí)二氧化碳用于碳酸飲料、啤酒的生產(chǎn)。將食品二氧化碳加壓溶解于可樂(lè)、啤酒就得到現(xiàn)有碳酸飲料的口感。此外，食品二氧化碳還用于生產(chǎn)高品質(zhì)純凈水、醋飲料等。

高純乙烯：高純乙烯廣泛用于臍橙、芒果、香蕉、蜜桔的催熟。通過(guò)高純乙烯催熟的氣體符合生物生長(zhǎng)規(guī)律，有利于果實(shí)的保鮮和運(yùn)輸，對(duì)身體本身無(wú)害，但口感會(huì)差些。

高純一氧化碳：高純一氧化碳用于金槍魚、羅非魚的保鮮。由于這些魚肉中含有的血紅蛋白和肌紅蛋白較多，還原性非常強(qiáng)，跟空氣中的氧氣接觸容易使肉的顏色變成褐色而使人感覺(jué)不新鮮。而用一氧化碳具有還原性，經(jīng)過(guò)一氧化碳處理后的金槍魚肉呈鮮紅色，也達(dá)到保鮮作用。