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b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,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恚瑢?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(n286%、co210%、o24%)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。