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气调包装技术及其应用食品工程学院背景知识空气对食品品质的影响N2 惰性气体，可以保护食品O2 活性气体，对食品品质影响较大CO2 活性气体，可以延缓或杀灭微生物背景知识气调包装的前提：1.包装材料能够使得产品形成一个围绕食品的小环境；2.包装内气体的组成比较固定，并能够对产品有一定的保护作用；3.包装内气体的组成不能够与产品起化学反应。重要的栅栏因子气调包装真空充气包装控制气氛包装改善气氛包装第一节 气调包装的基础知识1.概念通过改善食品包装内的气体组成，使食品处于不同于空气通过改善食品包装内的气体组成，使食品处于不同于空气 组成的环境中，从而延长食品保藏期的包装技术。组成的环境中，从而延长食品保藏期的包装技术。第一节 气调包装的基础知识2.气调包装中的气体增强生鲜食品的呼吸作用增强好氧微生物的生长繁殖抑制厌氧微生物的生长保持鲜肉制品的颜色第一节 气调包装的基础知识2.气调包装中的气体正常空气中 CO2的含量为 0.03，高浓度的 CO2能抑制绝大多数腐败微生物的生长繁殖，需氧菌对其敏感，兼性厌氧菌敏感性较差，厌氧菌最差在混合气体中CO2 的浓度超过30%就足以抑制细菌的增长。在实际应用中，因CO2易通过塑料包装材料逸出并被食品中水分和脂肪吸收，故混合气体中的CO2的浓度一般超过50%第一节 气调包装的基础知识2.气调包装中的气体化学性质稳定，可以防止食品中脂肪、芳香物和色泽的变化。N2作为气调包装的重要组成部分，一般是由氮气和其他气体搭配。搭配的比例取决于被包装物料的性质，如鲜活蔬菜，氮气的比例不能太大，而生鲜肉制品则氮气比例较大。第一节 气调包装的基础知识3.气调包装的生理基础对鲜活植物性产品:若氧气过少，会产生厌氧呼吸,二氧化碳过多，会使原料中毒。抑制乙烯的生成，延长贮藏期；控制真菌的生长繁殖；降低呼吸强度，推迟呼吸高峰；第一节 气调包装的基础知识对生鲜产品如鲜肉等:可通过调整气体的比例使食品在保持原有品质的基础上，保持原有色泽延缓食品色泽的变化，保障食品感官；抑制微生物繁殖，延缓食品品质的下降；3.气调包装的生理基础1.基本概念充气包装 是在食品包装内混入一定比例的保护性气体如CO2、N2等，减少包装内的含氧量，破坏微生物赖以生存繁殖的条件，延缓包装食品的生物化学变化，从而延长食品的保藏期。第二节 充气/真空包装真空包装：是把被包装食品装入气密性包装容器，在密闭之前抽真空，使密闭后的容器内达到预定真空度的一种包装方法。常用的包装容器有金属罐、玻璃瓶、塑料及其复合薄膜等软包装容器2.真空真空/充气包装的工艺要点充气包装的工艺要点2.1 包装材料的选择A.透气性高阻隔性包装材料，食品防腐的真空和充气包装，减少含氧量和混合气体浓度的变化；透气性包装材料，新鲜果蔬充气包装,使维持基本的呼吸强度B.透湿性真空和充气包装对包装材料的透湿性要求相同，阻透性愈好，愈有利于保鲜A.充气包装的适用范围对于某些食品如果常规包装方法不能保持风味和质量而又有一定包装要求时，可以采用充气包装；特别适用于易被压碎或带棱角的包装。2.2 最佳使用方法最佳使用方法B.储存环境温度对充气包装效果的影响各种包装材料透气性和环境温度有密切的关系，温度越高其透气性越大，适宜于低温储藏。2.2.真空、真空、充气包装的工艺要点充气包装的工艺要点A.热封时要注意包装材料内面在封口部位不要粘有油脂、蛋白质等B.残留物，确保封口质量。2.3 使用注意事项B.严格控制真空包装产品杀菌温度和时间，避免加热过度造成内压升高致使包装材料破裂和封口部分剥离，或由于加温不足而达不到杀菌效果。C.真空包装时必须充分抽气，特别注意对生鲜肉类和不定形食品的真空包装，不能残留死穴，防止残存空气导致残存微生物在保质期内繁殖而使食品腐败变质供袋装入产品置入腔室抽真空充气热封推出产品3.充气包装的工艺流程充气包装的工艺流程小结真空、真空、充气包装的概念充气包装的概念真空、真空、充气包装的工艺要点充气包装的工艺要点第三节 改善/控制气氛包装控制气氛：对产品周围的全部气体（O2、CO2、水蒸气等）进行稳定的控制，并通过机械部分和仪器来控制混合气体的成分。果蔬改善气氛：采用混合气体一次性置换，或在气调系统中建立起预定的调节气体浓度，此浓度在储存期间不再受到人为的调整和控制 1.基本概念第三节 改善/控制气氛包装2.自体调控模式2.1 薄膜气调包装系统：1)产品新陈代谢呼吸过程2)薄膜透气作用导致产品与包装内气体的交换过程能否在气调期间出现动态平衡点，能否有保持动态平衡相对稳定的能力各种薄膜气调系统的差异表现在：第三节 改善/控制气氛包装2.自体调控模式2.2 薄膜气调包装系统设计原理气体在单位时间内通过薄膜的渗透量与有效面积成正比，与有效面积成正比，与膜的厚度成反比，与膜的厚度成反比，与膜两侧气体的分压差成正比，与膜两侧气体的分压差成正比，各种气体的渗透方向和速度彼此独立，互不干扰。第三节 改善/控制气氛包装2.自体调控模式2.3 CA自动调气系统产品在气调系统状态下的产气或耗气速率等于气体对包装膜的渗透速率。改变 CA控制条件的方法：增加薄膜有效面积，降低膜厚度或增加透气性在包装系统引入人为的控制和调节手段第三节 改善/控制气氛包装2.自体调控模式2.4 MA气调系统引起被调气体分压变化的主要因素是产品类型不同；对于果蔬类产品，由于呼吸作用较强，设计时必须考虑选用透气率大的薄膜；对于肉类产品，选用阻隔性好的包装材料。第三节 改善/控制气氛包装3.气调包装机操作模式3.1 气体包装机应具有的基本功能3）转移成品1）气体置换2）封装气体混合设备 根据食品不同，方便的把气体进行混合包装设备 定量包装，抽真空并充入混合气体，热封后裁切，送出成品第三节 改善/控制气氛包装3.气调包装机操作模式3.2 气体包装机的生产流程食品定量称量包装和输送进入工作位进料到包装盒覆盖包装膜，密封包装盒模具配气系统气体置换热封分切开启封闭模具包装成品输出第三节 改善/控制气氛包装3.气调包装机操作模式3.3 气体混合装置通过一定的控制系统，按照最佳比例将气体充入预先混合的腔室，充分混合后，进入下一步的充气系统。第三节 改善/控制气氛包装3.气调包装机操作模式3.4 供膜收膜系统将气调包装膜供给给包装盒，并将热封后剪裁下的包装膜收去，其关键在于准确的控制膜的位置。第三节 改善/控制气氛包装小结第四节 气调包装的应用一、在植物性产品中的应用植物性产品中的应用:鲜活产品，如水果，蔬菜等产品形式:气调库气体发生系统，气体净化系统，温度调节系统，气体循环系统和压力平衡系统；冷库的封闭体第四节 气调包装的应用一、在植物性产品中的应用降低氧气含量的方法主要有：1)自然降氧法2)快速降氧法3)混合降氧法4)包装贮藏法第四节 气调包装的应用一、在植物性产品中的应用1.自然降氧法在密封的冷藏库中，呼吸作用消耗氧，二氧化碳增加。控制通风维持一定的氧浓度。气体洗涤器除去过多的二氧化碳碱式，让气体通过 4-5%的 NaOH；水式，让气体通过低温的流动水；干式，让气体通过消石灰填充柱。适用于耐储存，经济价值较低的产品第四节 气调包装的应用一、在植物性产品中的应用2.快速降氧法在气体发生器中用燃烧丙烷的方法来制取低氧高二氧化碳的气体；将气体通入冷藏库中，并保持库内负压。待藏原料入库时，即处于最适贮藏气体氛围，特别适用于不耐藏但经济价值高的原料，如草莓。第四节 气调包装的应用一、在植物性产品中的应用3.混合降氧法先用快速降氧法将冷藏库内的氧气降低到一定程度；原料入库，利用自然降氧法使氧的含量进一步降低；既可控制易腐原料的初期快速腐烂，又降低生产成本。第四节 气调包装的应用一、在植物性产品中的应用4.包装贮藏法生理包装：将原料放进聚乙烯套袋，并密封。利用原料的呼吸作用和气体透过袋壁的活动，维持适宜的气体氛围。硅气窗包装：用带有硅橡胶的厚质袋包装原料，并密封。因气体的交换只通过硅窗进行，改变硅窗的面积，就可以维持不同的气体氛围。第四节 气调包装的应用一、在植物性产品中的应用5.主要限制性因素（1）达到能抑制细菌或真菌程度的低浓度的氧或高浓度的二氧化碳，对大多数生鲜食品原料也是有毒的。因此大多数的水果和蔬菜对于低浓度的氧或高浓度的二氧化碳有一个极限容许值（如次页表），但这取决于个体的成长，收获时的成熟度和采用的贮藏条件等因素。UnRegistered表 3-4各种水果和蔬菜的最大二氧化碳及最小氧浓度品名CO2（%）O 2（%）苹果（Golden Delicious）22芦笋（5）油梨香蕉椰菜甘蓝（卷心菜）胡萝卜花椰菜柑橘黄瓜生菜洋葱青豆梨甘薯菠菜草莓甜玉米番茄105515545-1011075102020202103-123253215210-2-3From Anon.（1979）and Ryall and Pentzer（1982）.第四节 气调包装的应用5.主要限制性因素（4）同种植物的变种对于给定的气体成分会有不同的反应，植物的变异就意味着贮藏条件的不正确，会因此而遭受损失。（5）来自具有不同收获季节的产地的竞争，以及气调贮藏的高成本，使得气调贮藏的经济性前景并不太乐观。（3）不平衡的气体成分会改变组织的生化活性，导致异嗅异味的出现，风味特征的降低，或无氧呼吸作用。（2）贮藏环境中乙烯浓度的增高会促进食品原料的衰老及形成生理性的腐败。第四节 气调包装的应用二、在动物性产品中的应用在动物性产品中的应用主要体现在保障肉制品的品质，防止其腐败变质。包装要求保护生鲜肉不受二次污染保持包装内部较高的湿度，防止干耗包装材料应有适当的透气性，维持细胞的基本活动，又不受氧化破坏隔绝外界异味侵入第四节 气调包装的应用三、气调包装存在的问题1.成本居高不下，投资要求高我国自主研制的比较少，主要是引进国外的技术，而且气调属于连续工作模式，与冷藏比耗能高，对气密性和安全性要求更高2.管理人才不足，缺乏高技能人才管理人才严重不足，导致因操作失误产生的事故率居高不下第四节 气调包装的应用三、气调包装存在的问题3.配套保鲜设备技术差配套设备落后，如食品种类选择，出库和入库设备，堆垛方式，出库后的处理等。相关技术研究基本上在大专院校，商业性机构很少。4.国内气调保鲜市场有限，总结气调包装是一种新型的保鲜技术，安全环保，对产品没有明显的危害。成本和技术是制约其发生的重要因素