氣調包（bāo）裝與材（cái）料的透氣性

1、氣調包裝

氣調包裝也稱置換氣（qì）體包裝，國際上稱為MAP包裝（即Modified Atmosphere Packaging），是（shì）在（zài）真空包裝（zhuāng）以（yǐ）及充（chōng）氮包裝的（de）基（jī）礎（chǔ）上（shàng）發展改（gǎi）進所得到的一種保鮮包裝，主要用於食品保鮮（xiān）。

氣（qì）調包裝的包裝原理是采用氣調保（bǎo）鮮氣體（2～4種氣體按食品特（tè）性配比混合（hé）），對包裝盒或包裝袋的空氣進行置換，改變盒（袋）內食品（pǐn）的外部環境，抑（yì）製細菌（微生物）的生（shēng）長繁衍，減緩新鮮果蔬新陳代謝的速度，從而延長食品的保鮮期（qī）或貨架期。以果蔬保鮮為例：新鮮果蔬在采摘後仍然進行呼吸作用，消耗（hào）O₂產生CO₂，逐漸增加環（huán）境中的CO₂含量並降低O₂的濃度，采用高透（tòu）性的塑料（liào）薄膜可與（yǔ）大氣進行氣體交（jiāo）換，補充所（suǒ）消（xiāo）耗的O₂並排（pái）出CO₂。當氣體對薄膜滲（shèn）透的速度與果蔬呼（hū）吸速（sù）度相等時，包裝袋內的氣體達到某一平衡濃度，可以使果蔬維（wéi）持微弱的呼吸速度而不產生厭（yàn）氧呼吸，從而延緩果蔬的成熟而得（dé）到保鮮。采用氣調包（bāo）裝能夠實現在不采用防腐劑、添（tiān）加劑的前提（tí）下確保食品的口感（gǎn）、營養成份和保鮮期。

氣（qì）調（diào）保鮮氣體（tǐ）一般由二氧化碳（CO₂）、氮氣（N₂）、氧氣（O₂）及少量特種氣體（NO₂、SO₂、Ar等）組成。各種氣體的作用如下：CO₂氣體具有抑製大多數腐（fǔ）敗細菌（jun1）和黴菌生長繁殖的作用，是保鮮氣體中主要的抑菌劑；O₂具有抑（yì）製大多數厭氧腐敗細菌（jun1）的生長繁殖（zhí）、保持生鮮肉（ròu）的色澤、以及維持新鮮（xiān）果蔬（shū）生鮮狀態的（de）呼吸代謝的作用；N₂是惰性氣體，一般不與食品（pǐn）發生化學作用，也不（bú）被食品所吸收，在氣調包裝中用做填充氣（qì）體，防止由於CO₂等氣（qì）體從包裝內逸出而（ér）使包（bāo）裝塌落。對於不同（tóng）的食品果蔬，保鮮氣體（tǐ）的成分及（jí）比例也不相（xiàng）同，對農作物氣調包裝的關（guān）鍵是保持包裝材（cái）料（liào）的氧氣滲透性與產品的（de）呼吸速度相（xiàng）匹配。

氣調包裝在一些（xiē）產品上的應用已經比（bǐ）較成熟，如小食品包裝、咖啡包裝、加工（gōng）肉製品等，現在它也越來（lái）越多的應用在冷藏（cáng）的、預處理的方便食品上，尤其是在新鮮切片的農產品（pǐn）、特製（zhì）幹酪和預（yù）包裝的三明治等產品的包裝上大量采用。

2、不同氣（qì）體對材料的（de）滲透性

氣調包裝係統的設計應考慮多方（fāng）麵的因素，其中最重要的因素（sù）是包（bāo）裝內CO₂和O₂的相對含量，這主要（yào）是由包裝內氣（qì）體濃度和包裝材料的（de）透氣性決定，即（jí）是氣調（diào）保鮮氣體的比例控製精度及（jí）包裝材料的氣體置換率（lǜ）。與真空包裝或是充氮包裝（zhuāng）不同的是，氣調包裝材料大多是低阻隔材料，具有較大的氣體透過性（xìng）。

材料透氣性出現差異與材料（liào）高（gāo）分子的聚集狀（zhuàng）態（結晶性）、聚合物結構（gòu）對氣體的（de）擴散性和溶解性、采用添加劑的影響等因素有關（guān）。但是不同的氣體對同種材料的（de）滲（shèn）透性也（yě）不相同，對同種材（cái）料而言，一般是N₂的透過性最小，O₂稍大一些，CO₂的最大，這與氣體分子的大小（動力學直（zhí）徑，參見表（biǎo）1）以及氣體分子的形狀有關。分子的動力學直徑（jìng）越小，在聚合物中擴散越容易、擴散係數越大。但氣體（tǐ）分子直徑的大小並不是決（jué）定滲透性的唯（wéi）一因素，因為滲透（tòu）性還與氣體在聚合物中的溶（róng）解度有關。另外（wài）分子的形狀也能影響滲透性，有研究表明（míng），長條形分子（zǐ）的擴散能力和滲透能力最強，而且分子形狀的微小變化會引起滲透性（xìng）的很大變化。

表1 氣體分子尺寸

3、如（rú）何選（xuǎn）擇合適的氣調包裝材料

毫無疑問，要對產品進行（háng）氣調包裝，就必須根據產品的特性進行包裝材料透氣性的合理選擇。一般用於（yú）氣（qì）調包裝的氣體是O₂、CO₂、N₂的混合氣體，或是O₂、CO₂的混合氣體，因此在選擇氣調包裝材（cái）料時必須對材料的O₂透過性、CO₂透過性、N₂透過性進行精確測試，決不能對（duì）各種（zhǒng）氣體的檢測厚此薄彼，或是僅僅檢（jiǎn）測材料的O₂透過率（lǜ）再按經（jīng）驗比（bǐ）例進行折算，必須進行全麵檢測。可以想象，如果由於指標檢（jiǎn）測失誤，或是（shì）未經全麵檢測而導致氣調包裝材料選（xuǎn）擇有失，不但（dàn）會給企業造成巨大的經濟損（sǔn）失，而且也會造成資源的嚴重浪費。

目前，世界上普遍使用的透氣性測試方法有壓差法和等壓法兩大類。整體上看（kàn），等壓法設備測試對（duì）象（xiàng）非常單一，目前僅能檢測材料的O₂透過性（如Labthink TOY-C1透氧測試儀）或者（zhě）CO₂透過性，至今尚未有公司（sī）能夠提供用（yòng）於檢測N₂透過（guò）性的等壓法設備。而對於壓差法設（shè）備（bèi）就完全不同了，因為這種方法本身就對測試氣體沒有（yǒu）選擇性，可以進（jìn）行（háng）O₂、N₂、CO₂等（děng）常規氣體的測試，測試成本低，還可實現測試環境自控（kòng）溫（如Labthink VAC-V1氣體滲（shèn）透儀）。另外（wài）由於膜技術理論的支持（chí），利用真空（kōng）壓差（chà）法設備不僅能夠檢測各種常見氣體對試樣的透過（guò）性，還能同時給出測試氣體對試樣的擴散係數及（jí）溶解度係數。相對（duì）於等壓法設（shè）備，壓差法透（tòu）氣性測試設備更適合氣調包裝材（cái）料的研究機構以及使用廠家對材（cái）料進行全麵檢測並進行綜合分析。