氣調包裝的效（xiào）果以及影響因素分析

一、氣調包裝的介紹

　　2000年後，人（rén）們的生活方式和生活理念的轉變是顯（xiǎn）而易見的，對食物的追求從安全健康逐漸上升到新鮮、純正，並要求隨時隨地保持一貫的品質（zhì）。為了實現人們這些期望，一（yī）方麵食物原材料要保證新鮮，另一方麵借助有效的包裝形式維持食物長（zhǎng）距離運輸的品質穩定性。對於某些易腐、易氧（yǎng）化的食物（wù），如魚肉海鮮、鮮嫩果蔬、烘焙點心等，自獲取或製（zhì）成之時，變質便以開始，期間或出於生化反應，或環境溫濕度影響，或包裝質量問題等種種因素，變質漸呈不可遏製（zhì）之勢。冷凍——這種有效延緩食物變質的方法運用的廣（guǎng）泛（fàn）而純熟，但隨著銷售（shòu）流通的全球化（huà）發展，冷凍成本不斷上（shàng）升，食品工（gōng）業轉而開發新的食品包裝技術來解決這一問題。

　　氣調包裝是指在一定的封閉包裝內，通過各（gè）種調節方式使（shǐ）得包裝內氣（qì）體不同於正常大氣組成，以此來抑製引起食品品質劣變的生理生化反應（yīng）、物理反應、氧化褐變作用等，從（cóng）而達到延長食品保鮮和長期保（bǎo）存的目的。一般采用連續（xù）的熱力充氣（qì）機器將CO₂、N₂、O₂等一種或幾（jǐ）種氣體按一定比例充入（rù）包裝內，經熱壓封口後（hòu）完成充氣包裝。

二、氣調包裝（zhuāng）的效果

　　大量的實踐證明，應（yīng）用合理的氣調包（bāo）裝（zhuāng），尤其是（shì）合適比例的填（tián）充氣體，不僅有助於限製包裝內微生物的生長，對於緩解內容物的過度成熟（shú）和（hé）氧化也具有積極意義。魚肉海鮮、新鮮果蔬和烘焙點心是三類適用於氣調包裝的典型食品，接下來（lái）針對這三（sān）種食物分別對（duì）填充氣體CO₂、N₂、O₂的效果進行分（fèn）析。

　　CO₂是氣調包裝中占據重要地位的氣體成分，突出作（zuò）用（yòng）是其高（gāo）效的抑菌效果。由於CO₂能（néng）穿透細菌的細（xì）胞，使細胞內的PH下降和酶的（de）活性降低，因此抑製細胞的繁殖。並且CO₂低毒，對食品感（gǎn）官品質影響小，因而對於魚肉（ròu）海鮮（xiān）、鮮嫩果蔬、烘焙點（diǎn）心等有防腐和防黴的作用。

　　N₂是一（yī）種無色無味的惰性氣體（tǐ），不（bú）會與食物發生（shēng）化（huà）學反應，充N₂的目的是作為填充氣體，並保持食物的色、香（xiāng）、味、脆、形，對於高油脂（zhī）的烘焙食品，對油脂氧化也能起到緩解作用。

　　O₂是大部分（fèn）生物體生長繁殖的（de）重要條件，同時也是油脂類氧化（huà）變質的主要誘因。一般而言，氣調包裝中不填充O₂，但針對某些食物，一（yī）定的含（hán）量的O₂對（duì）於維持食物其他方麵的性質具有良好（hǎo）的效果。例如，魚肉海鮮類（lèi）的食物，往（wǎng）往含有肌紅（hóng）蛋白，呈紫紅色，O₂的作用即是與肌（jī）紅蛋白結合生成氧合肌紅蛋白，使肉質呈現鮮紅色（sè）。但大量的氧（yǎng）同時也會加快肉中脂肪氧化和微生物的繁殖，因（yīn）此這類食物的氣調包裝建議填（tián）充O₂和CO₂的混合氣體，借助CO₂的（de）抑（yì）菌作用實現雙重效果（guǒ）。對於另一類新鮮果蔬食（shí）物，貯藏中應（yīng）盡可能降低O₂的濃度，以（yǐ）此降低食物的呼吸強（qiáng）度和（hé）基質氧化損耗，延緩成熟，但O₂濃度過低，一方麵會使果蔬發生無氧呼吸，導致缺（quē）氧障礙，另（lìng）一方麵會引起厭氧菌的（de）發酵，如肉毒杆菌等（děng）。由於不同的果蔬具有（yǒu）不同的O₂臨界濃度，因此在（zài）使用氣調包裝的時候需要根據果蔬種類特別設（shè）定填充的（de）O₂量（liàng）。

三、影（yǐng）響（xiǎng）氣調包裝效（xiào）果的（de）因素（sù）分析（xī）

　　氣調包裝的（de）效果主要（yào）體（tǐ）現在三個方麵：（1）抑菌作用；（2）針對新（xīn）鮮（xiān）果蔬食品，抑（yì）製呼吸作用和成熟度（dù）；（3）保持食物原有的味道和形狀（zhuàng），特別是烘焙食品，減少因油脂氧化產生的異味。從食物包裝到運輸貯（zhù）藏，氣調包裝（zhuāng）的效果受到諸多（duō）因素的製約，包括CO₂抑菌的選擇性、CO₂的濃度、氣調包裝材料的性能等。

1、 CO₂抑菌的選擇性對氣調包裝效果的影響

　　根據（jù）微生物代謝對氧的需求量，可分為好氧型、兼性厭氧型和厭氧型微生物。好氧型微生物是（shì）指（zhǐ）生命體隻有在有氧的條件下才能正常生長，其包含部分好氧細菌和黴菌，對於這些微生物，CO₂濃（nóng）度低於10%即可抑製其生長。其中CO₂對不同菌屬的黴菌的抑製效果也有所差異，例如青黴屬比曲黴屬對CO₂的耐受性更強。兼性厭氧型微（wēi）生物是（shì）指在有（yǒu）氧和無氧環境下均可生存的微生物，比如酵母菌，當氧氣缺乏時這類微生物通過將（jiāng）糖類轉化為二氧化碳和（hé）乙醇來生（shēng）存（cún），因此CO₂對其的抑（yì）製作用（yòng）將有所降低（dī）。厭氧型微生物（wù）指的是在無（wú）氧條件（jiàn）下比在有氧（yǎng）條件下生長好的微生物，比（bǐ）如梭狀芽孢杆菌在無氧條件下繁（fán）殖迅速，可分解糖（táng）類，引起果蔬等食品的產氣性變質和蛋（dàn）白質變質。若此類（lèi）微生物存在的情況下，向包（bāo）裝充入大（dà）量的CO₂，會促（cù）進包（bāo）裝係統中（zhōng）氧含量的降低，反而不利於抑製此類微生物的生（shēng）長。

2、 CO₂的含量對氣調包裝（zhuāng）效果的影響

　　根據上述對氣調包裝效果的分析，包（bāo）裝內容物的不（bú）同，填充CO₂的作用也不盡相同：對於魚肉海鮮類的食物，重點在於（yú）抑製微生物的繁殖；而果蔬食（shí）品則（zé）以抑（yì）製（zhì）呼吸作用、減緩成熟度為目的。以往研究結（jié）果表明（míng），提高CO₂的含量能加強其抑製微生物繁殖的（de）能力，而且隨著含量的提（tí）高，抑製作用會逐漸增強（qiáng）。同時，應（yīng）視內容物的初（chū）始微生物（wù）種類、數（shù）量具體確定填充（chōng）濃度。若內容（róng）物的初始微生物以（yǐ）好氧細菌（jun1）或黴菌為主，填充低於10%的（de）CO₂即可（kě）表現出抑製作用，20%~30%的CO₂能較好的抑（yì）製多數好氧微生物（wù），當CO₂含量達到50%以上（shàng），其抑製效果的增強便不再顯著。針對果蔬等食品，提高CO₂含量能降低成熟速率，抑製（zhì）葉綠素的分解，以保持果蔬新鮮的（de）品（pǐn）質。但（dàn）若CO₂含量過高反而會引起果蔬的呼吸障礙（ài），縮短保存期。一般（bān）來說，水果氣（qì）調包裝填充（chōng）2~3%CO₂為佳。

　　筆者（zhě）通過多（duō）種渠道獲得魚、肉、蔬菜、水果、麵製品的氣調包裝產（chǎn）品，利用實（shí）驗室配備的（de）HGA-02頂空氣體分析儀分別進行了CO₂和O₂含量（liàng）的檢測，結果見（jiàn）表（biǎo）1。測試結果展（zhǎn）示了當前各類產品氣調（diào）包裝中O₂和CO₂成分的含量（liàng）。

表1 各類產品氣調包裝（zhuāng）O₂和CO₂含量（liàng）測試（shì）數據

3、 包裝材料對氣調包裝效果的影響（xiǎng）

　　氣調包裝完成後，內部氣體構成（chéng）和含（hán）量會（huì）在一段時間內保持穩定，隨著產（chǎn）品儲存時間的（de）延長，包裝內部的（de）O₂、CO₂或N₂的含量逐漸（jiàn）變化，從而影響原（yuán）有包裝效果，甚至產品的品質。一般（bān）情況下，氣體含量變化的（de）原因主要（yào）來自氣體的滲透和（hé）泄漏。氣體（tǐ）滲透是指氣體從高濃度側進入包裝材料表麵，通過擴（kuò）散至低濃度（dù）側。通（tōng）過這種渠道滲入/滲出的氣體，對包裝內氣體構成的影響是長久緩慢的，其滲透速率取決於包裝材料的阻隔性能。泄漏是指氣體（tǐ）通（tōng）過包裝熱封部位的微小孔（kǒng）隙或裂縫進入或逸出，造成氣體含量的急（jí）劇變化。

　　不論是氣體滲透或是泄漏，都會影響氣調包裝內的各氣體成分含量的變（biàn）化，從而影響產品的保（bǎo）質效果。因此，企業也采取了多種氣體控製方法，比如采用高阻隔包裝材料來減緩氣體的滲透。由於氣調（diào）包（bāo）裝中CO₂發（fā）揮（huī）主要作用，所選包裝材（cái）料應對CO₂表現出較好的阻隔效果。筆者選取了4種氣調包裝常用的材料，分（fèn）別為PET、KPET、BOPP、VMBOPP，借（jiè）助VAC-V2壓差法氣體滲透儀（yí）進行了（le）CO₂的滲透（tòu）測試，測試結果（guǒ）如下：

表2 四（sì）類材料CO₂透過率測試數據

　　從表2可以看出，厚度相差不大的四種材（cái）料中KPET的CO₂阻隔效果最好，其次為VMBOPP和PET，BOPP效果最差。通過比較發現，KPET的CO₂透過率僅為PET的2.37%，這（zhè）是由於KPET是在PET基材上塗布（bù）一層PVDC而製成，PVDC因其分子（zǐ）間凝聚力強，結晶度高，其分子（zǐ）中的氯原子有疏水（shuǐ）性，不會形成氫鍵，氧分（fèn）子、水分子和二氧化碳分（fèn）子很難（nán）在PVDC有機大分子（zǐ）中移動，因而PVDC具（jù）有優良的阻氧性、阻濕性和二氧化碳（tàn）阻隔性。VMBOPP也是較為優良的CO₂阻隔材料，它是（shì）一種真空鍍鋁的雙向拉伸聚丙烯（xī）薄膜，鍍鋁層的加入，使VMBOPP具（jù）有優（yōu）良的耐折性、阻氣性、阻濕性、遮光性和保（bǎo）香性，因此其CO₂透過率較BOPP有了大幅的下（xià）降（jiàng）。

　　除了（le）采用高阻隔材料作為包裝材料，針對包裝熱封部位易出現泄（xiè）漏（lòu）的情況，企（qǐ）業在嚴格生產工藝的同時加強包裝質量檢測，根據檢（jiǎn）測數（shù）據對工藝進行及時的調（diào）整。例如（rú），熱封的高溫操作會（huì）使附近的包裝材料的機械強度降低，從而成為包裝密（mì）封的薄弱點。對此需要對包裝整體（tǐ）進行密封性測試，可采用“正壓法”，即向包裝內充氣增壓，使包裝內外形成（chéng）壓（yā）力差來模擬包裝的（de）受壓狀態，以進行包裝封口強度和整體包（bāo）裝脹破壓力的量化（huà）測試。

四、結語

　　隨著氣調包裝的使用（yòng）日漸廣泛，針對不同的內容物填（tián）充合適的氣體，使其發揮最佳的效果是如今氣調（diào）包裝生產和應用的重中之重。在氣調包（bāo）裝的應用（yòng）中（zhōng），填充氣體尤其是CO₂，其（qí）抑菌選擇（zé）性和濃度（dù），以及包裝材料的選擇都會（huì）對氣（qì）調包裝的效果產生影響，需要包（bāo）裝生產企業和使用方多加重（chóng）視。