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气调包装MAP技术及运用呢是嘛

发布时间:2021-07-21 13:43:38 阅读: 来源:高温氧化铝厂家

气调包装(MAP)技术及运用

前 言

气调包装(Modified Atmosphere Packaging), 简称 MAP, 指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, 从而抑制产品的 变质过程, 延长产品的保质期。气调包装的一 个重要性是贮藏初始调节包装内的气体组分, 以达到抑制腐烂和变质, 维持易腐烂食品正常 货架期内的品质或延长其货架寿命的目的。

1 气调包装概况

食品从真空包装发展到气调包装, 是食品从 保质到保鲜的升级过程。保鲜是保证食品的原 汁原味, 是在保质基础上迈进了一大步。食品 保鲜是目前市场的需要也是人民生活水平提高 的表现。食品保鲜方法很多, 气调包装是先进 的方法之一, 是当今食品包装的新变革。欧美 在 20 世纪 30 年代已开始研究使用二氧化碳气 体保存肉类食品; 50 年代研究开发了用氮和二 氧化碳气体置换空气的牛肉罐头和奶酪罐, 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, 很多食品如乳制品、肉食加 工品、花生等都成功地采用了气体充填包装技 术; 70 年代生鲜肉的充气包装在欧美各国广泛 应用[1]。食品气调包装产品进入欧美市场至今已 有较大的发展, 年增长速度达 25%, 包装总量 超过 50 亿盒, 产品包括新鲜食品( 鱼、肉、果 蔬) 、熟肉制品、焙烤食品和面条食品等[5]。我 国自上世纪 90 年代初开始食品气调包装工艺、 设备的开发与研究, 现已初步具备商业应用的 条件, 但至今市场开发仍处于初级阶段, 在我 国经济快速发展的条件下, 气调包装就越发显 得重要, 这不仅是食品工程的新课题, 也是历 史发展的必然规律。

2 气调包装的原理及气体组成

2.1 气调包装的原理

气调包装体系是一个封闭的系统, 在这个 系统中同时存在着两种过程: 21世纪是经济爆发的工业时期一是产品的生理 系列化过程, 即新陈代谢的呼吸过程; 二是包 装材料透气作用导致产品与包装内气体的交换 过程, 这两个过程使气调系统成为一个动态系 统。气调包装的原理可归纳为两点: ①破坏微 生物赖以生存繁殖的环境。②满足维护食品内 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。

食品贮藏过程中有两个主要影响因素, 即 需氧菌和氧化反应, 两者均需要 O2。因此, 要 延长货架期或保持果蔬的品质, 就需要降低环 境的 O2 含量。试验证明, 当包装内的 O2 含量 1%。各种细菌生长就急速下降, 降低到 0.5% 时, 其生长受到抑制并停止繁殖。然而, 一些 果蔬的腐烂变质是由于厌氧 /微需氧微生物和 非- 氧化反应, 实际上单独利用真空包装对其很 难有效, 并且产品不可避免地被皱缩而不适合 许多的食物。气调包装技术是特别为真空包装 中存在的问题而设计的, 能进一步地抑制微生 物的腐败和产品皱缩。气调包装技术与真空包 装一样, 产品通常与冷藏相结合。其核心是将 果蔬周围的气体调节成与正常大气相比含有低 氧和高二氧化碳的气体, 配合适当的温度条件, 来延长移动横梁自动停止移动;新鲜产品的货架寿命。气调包装技术的 调节气体有氧气、氮气和二氧化碳。气调系统 设计原理可以用一个简单的图来表示如图 1。

2.2 气调包装的气体组成

2.2.1 氧气

气调包装理想的条件是要排除 O2。然而, 当包装新鲜果蔬时, O2 又是必不可少的。因为 果蔬采收后必须进行呼吸作用 (如消耗 O2 和产 生 CO2), 并且如果缺少 O2 将进行厌氧呼吸, 这 样将加速感官品质的变化和腐烂。对于氧气, 它的主要作用有以下三点: ①用氧气维持食品 的颜色, 例如肉的红色。②维持水果蔬菜的呼 吸作用。③抑制厌氧微生物生长。

2.2.2 二氧化碳

CO2 能抑制细菌和真菌的繁殖与生长, 这取 决于包装内的气体扩散, 有以下理由: ①抑制 效果与 CO2 的存在直接相关。Gill 和 Tan(1980) 指出抑制效果与 CO2 浓度呈线性关系直到其浓 度达到 50%~60%( 大气体积比) , 而进一步增加 浓度对大多数微生物效果不明显。shay 和 Egan (1987) 以 及 Gill 和 Penney(1988) 均 认 为 超 过 50%~60%将会扩散至产品中, 这样可达到抛开本钱因素不谈最佳 效果。因此, 包装体积和包装材料的透气性及 表面积应该重点考虑。②CO2 溶解性与贮藏温度 呈反比, 因此低温具有协同作用。③当 CO2 浓 度很高时, 如存在含碳酸的一些惰性气体, 将 产生酸味。④产品吸收气体将使得气体体积减 少, 因此这会引起产品塌陷, 这将稍微引起外 观上的变化, 有时候会使人误认为是包装不严 和包装材料的缺陷。

另外, CO2 的抑菌效果还取决于存在的微生 物的生长阶段。CO2 能增加延迟期和减少对数生 长期的繁殖效率; 然而前者的影响更明显, 因此 当细菌从延迟期向对数生长期过渡时抑制效果将 减弱。这样, 充气包装早阶段 CO2 将更有效。

2.2.3 氮气

氮气是一种惰性、无味的气体, 能控制化 学反应。氮气是空气的主要成分, 约占 78﹪。 在同食品的接触过程中呈中性, 因此可用于食 品防腐。与其他常用的气体相比, 氮气不容易 透过包装膜, 在气调包装系统中主要作为充填 气体。

3 气调包装的材料和机械

气调包装材料的选用, 必须能控制所选用 的混合气体的渗透速率, 同时应能控制水蒸气 的渗透速率。一般而言, 果蔬类产品的气调包 装应选用较好透气性能的材料, 并注意材料 O2/ CO2 的透过之比( 适宜范围 1: 8―10) 。用于肌肉 食品和焙烤制品的气调包装材料, 应选用具有较高阻隔的包装材料, 以较长时间维持包装内 部的理想气氛。一般要求对氮、二氧化碳和氧 均有较好的阻透性, 常选用 OPP、ALU、PE、 PET、OPA 等为基材的复合包装薄膜, 而且由不 同的复合材料有不同的性能。例如: OPP/ALU/ PE 复合材料, 机械阻抗性好, 加工性能好; OPA/ALU/PE 复合材料, 有高阻隔性, 机械阻抗 性相当高; OPA/PP 复合材料, 透明性高, 适合 热处理; 纸 PE/ALU/PE 复合材料, 食用方便; PVE/EVOH/PE 复合材料, 可热成型, 挺度好, 阻隔性高; PET/M/PE 复合材料, 不采铝箔时阻 隔性相当高[6]。我们应该根据不同的产品来选择 包装材料, 如果货期不必很长, 一般阻隔性的 PA/PE 或 PET/PE 就可满足, 货期要求长的, 最 好采用高阻隔性 PVDC 或 EVOH 复合材料。 气调包装的包装机械主要有两种形式: 一、 冲洗补偿式。冲洗补偿是用混合气体分几次将 包装容器内的空气驱出, 然后封装, 达到食品 在理想的环境中延长货架及运输期, 这种气调 方式因冲洗时容器内尚有残存的含氧量, 所以 真空度不高, 补偿空气时间短, 生产效率就高, 但不适用于对氧敏感的食品包装。二、真空置 换式。真空置换气调包装机是先将包装容器内 的空气抽出, 然后充入适合食品延期保鲜的混 合气体, 随即热封使盒内外压力相等, 这种气 调包装的容器内含氧量低, 应用范围广, 但因 抽气时间长而工效稍低[1]。各种包装机虽然都是 以气调为手段, 但工作原理各异, 补偿式是在 半密封的状态进行工作, 置换式是在全密封容 器里进行抽、充、封。显然置换式制作工艺要 比补偿式复杂, 造价高。

4 气调包装中应注意的问题

由于食品本身的生理特性不同以及食品在 运销环节中遇到的条件也不一样, 对包装的要 求变化很大, 使用食品气调包装技术时需考虑 的因素是非常多的, 主要包括以下四大要素。

4.1 适当比例的气体混合物

气调包装最常使用的是氮气、二氧化碳、 氧气三种气体或A— 实验加速度(m/s2)它们的混合气体。

氮气性质稳定, 使用氮气一般是利用它来 排除氧气, 从而减缓食品的氧化作用和呼吸作 用。氮气对细菌生长也有一定的抑制作用, 另 外氮气基本上不溶于水和油脂, 食品对氮气的 吸附作用很小, 包装时不会由于气体被吸收而 产生逐渐萎缩的现象。

二氧化碳是气调包装中最关键的一种气体。 它能抑制细菌、真菌的生长, 用于水果、蔬菜 包装时, 增加二氧化碳具有强化减氧、降低呼 吸强度的作用; 但是使用二氧化碳时必须注意, 二氧化碳对水和油脂的溶解度较高, 溶解后形 成碳酸会改变食品的 pH 值和口味, 同时二氧化 碳溶解后, 包装中的气体量减少, 容易导致食 品包装萎缩、不丰满, 影响食品外观。气调包 装中对二氧化碳的使用必须考虑贮藏温度、食 品的水分、微生物的种类及数量等多方面的因 素。我们在气调包装过程中应尽量排除氧气, 不过要根据具体问题来分析加入的量。

4.2 包装材料

包装材料是气调包装中最重要的一环, 它 必须要有较高的气体阻隔性能, 从而保证包装 内的混合气体不外漏。另外, 对水果、蔬菜而 言, 由于其呼吸作用会改变混合气体的比例, 在这种情况下还必须使混合气体达到动态平衡, 即利用包装材料的透气性能来维持混合气体的 理想比例。气调包装对包装材料的透气性能要 求非常严格, 除此之外, 还必须考虑材料的热 成型性、密封的可靠性等。

目前, 经常采用的材料有: 聚酯(PET) 、聚 丙 烯 (PP) 、 聚 苯 乙 烯 (PS) 、 聚 偏 二 氯 乙 烯 (PVDC) 、乙烯一醋酸乙烯酯(EVA) 、乙烯一乙 烯醇(EVOH)及各种复合膜、镀金属膜。

4.3 贮藏温度

贮藏温度是影响食品保质期的一个重要环 节, 在低温条件下食品的氧化速度、呼吸速度 等都会减弱, 微生物的生长也会受到抑制, 甚 至在某一温度界限以下, 微生物的活动会完全 停止。引起食品腐败变质的微生物大部分属于 嗜温微生物, 以埃希氏大肠杆菌为例, 其最低 生长的温度为 10℃, 最适合生长的温度为 37℃, 因此一般采用冷冻、冷藏的方法来贮藏食品。 但是另一方面, 低温对某些食品也有不同程度 的影响。具体采用什么温度贮藏应根据其所包 装的食品来决定, 一般鱼肉采取冷冻的方法, 而果蔬则采取冷藏的方法来贮藏[2]。

4.4 食品质量及微生物环境

食品产生发霉及腐败现象主要是由霉菌、 细菌等微生物造成的, 然增加的速度将会逐步放缓所以包装前食品内及表 面依附的微生物种类和数量也是

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