真空包装也可以看作是气调包装的一种特殊类型。真空包装在部分鱼、畜和禽类生鲜食品的保鲜中有广泛的应用。真空包装所应用的包装材料要有很好的防护特性,以防止气体再次进人包装。
简单地说,生鲜产品无菌包装是指在无菌环境中采用无菌包装材料对无菌的生鲜产品进行包装。最常见的例子就是无菌包装的鲜乳。一般需要对包装材料进行杀菌操作,由于绝大多数杀菌利用加热和氢过氧化物,所以包装材料要选择能够抗热、抗化学变化的材料。
无菌包装就方法而言是指产品、包装容器、材料或包装辅助器材经灭菌后,在无菌的环境中进行充填和封合的一种包装方法。无菌包装除了能在常温下长时间保持新鲜而不变质、变色、变味外,还具有耗能低,耗材少,制造成本低,包装效率高,经济效益好,质量轻便于,以及废弃包装可回收再循环利用等优点。
活性包装
活性包装是指能感知环境的变化并通过改变其特性做出反应的包装技术。活性包装是基于食品和环境之间互相作用是动态改变的这一前提下提出的。活性包装有清除和释放的功能。清除是指对氧气、乙烯、水分和腐败异味的驱除,其包装系统包括包装袋、标签、密封口和直接加人柔性包装材料的多聚物,从而实现清除功能。例如脱氧剂能抑制好氧微生物的生长、脂类氧化、褪色、风味和营养物质的损失。释放是指抗微生物制剂的释放。活性包装技术涉及食品、包装材料与内部气体间的相互作用机制,及其相应的控制技术。其典型包装内技术有脱氧剂技术、抗微生物制剂技术以及对不良气味、乙烯、水分、二氧化碳的控制技术等。下面分别加以阐述。
包装内脱氧剂技术脱氧的方法有铁粉氧化(铁系)、酶氧化(酶系)、光敏感性染料氧化等。目前使用的大部分脱氧剂都是基于铁粉氧化反应。这种铁系脱氧剂可做成袋状,放人包装内,使氧气的浓度降到0.01%。一般要求lg铁粉能和300mL的氧气反应,使用时可根据包装后残存的氧气量和包装膜的透氧性选择合适的用量。
除了铁系脱氧剂,酶系脱氧剂应用也很广。酶系脱氧剂对PH、水分活度、盐含量、温度和其他因素的变化都很敏感,在反应时还需水的参与。因此可应用于高水分含量的生鲜食品。另外,也可将酶系脱氧剂固定在PP或PE膜上。有研究表明,葡萄糖氧化酶结合在塑料表面后,在刚开始的2——3周内,其活力会下降50%,而在随后的4周内活力变化很小。
光敏感性染料脱氧剂脱氧技术是在透明包装袋的内顶部密封一乙基纤维素膜小薄片(内部溶解有光敏染料和单线态氧受体),当包装膜受到合适波长的光照时,激发的染料分子就会将环境中渗人包装膜的氧分子致敏成单线态氧,此单线态氧分子与受体分子反应而被消耗掉。此类脱氧剂可有效地抑制霉菌和好氧性细菌的生长,延长食品货架期。当包装内氧气浓度降到0.1%以下时可阻止许多霉菌的生长。实践中多采用气调包装除去大部分氧气,再使用较少数量的脱氧剂脱除包装内残余氧的办法。气调包装和脱氧剂结合使用时,包装袋的氧气通透性一般应小于20mI7(md?kPa),否则透过包装袋渗人的氧气很快会使脱氧剂饱和而失效。
包装内乙烯脱除剂技术大部分乙烯脱除是用高锰酸钾把乙烯氧化成乙酸和乙醇。当高锰酸钾的颜色从紫红色变为褐色时,就失去了脱除乙烯的功效。高锰酸钾由于有色,不能放人直接与食品接触的包装膜内,只能做成小袋。实际应用中常把表面积较大的惰性支持物在浓度为4%——6%的高锰酸钾溶液中浸泡后。装人能透过乙浠的袋中。制成乙烯脱除包放人包装内。
除此之外,也可将分散均匀的矿物质如沸石、黏土等聚合人包装膜内以脱除乙烯。这种聚合包装膜大多不透明,吸附乙烯的能力不强。但聚合后膜的通透性会改变,袋内乙烯和二氧化碳通过膜向外扩散的速度加快,冷库工程二氧化碳向膜内进人的速度也大于纯PE膜,这种通透性的改变也能降低包装内乙烯的浓度,从而延长货架期。由于乙烯用脱除剂的吸附能力不强,因此应用并不十分理想,每年仍有大量水果蔬菜在采后由于生理失调而腐烂,造成了巨大的浪费。因此应该加强这方面的研究。在日本,用活性陶土(沸石或加入塑料膜中的土)吸收乙烯,这些物质究竟是从内部包装环境驱除乙烯,还是极大地增加了乙烯的转移依然是一个问题。迄今为止,尽管这些物质在亚洲国家被广泛使用,但在包装材料中,矿物质是否真正有效仍在研究中。
近来已证实二氧化氯是基质含氯的试剂暴露于湿气中释放出的抗微生物气体。有研究者探讨了能产生二氧化氯的反应系统,把亚氯酸钠加入塑料中,转化为易溶于水的强氧化剂二氧化氯。二氧化氯是一种低浓度(O.O5——5mg/kg)、高活性的广谱抗微生物制剂,可抵抗病原菌和芽孢菌等,反应的最终产物氯离子是无害的。二氧化氯在植物食品中作为消毒剂(果蔬清洗剂、面粉漂白剂)已被普遍接受,它也被作为水处理的环境保护剂。它在食品包装中的主要应用是放在新鲜产品下面的托盘里,控制微生物。二氧化氯是极少不需直接接触食品和包装表面的抗微生物包装之一,作为食品包装材料的抗微生物制剂已得到美国FDA的认可,但是其还是会引起鲜肉严重的色泽劣变。
目前,澳大利亚开发出一种可缓慢释放二氧化硫的抗菌包(把偏二硫酸钠聚合人微孔物质中)来抑制霉菌的生长,但二氧化硫释放过度会对某些水果产生漂白作用。另外,二氧化硫的积聚和食品对二氧化硫的吸收可能会造成一定的安全隐患。此外,乙醇也具有一定的抗菌性,食品在包装前,可先在表面喷涂乙醇,也可在包装袋中放入乙醇释放包,这种乙醇释放包在日本已开始商业生产并大量使用,髙水分含量的食品如面包、鱼、干酪等产品使用后,可大大延长货架期。但乙醇蒸气易被食品吸收,且成本较高,其应用受到限制。
抗微生物包装大部分做的都是可食膜,且测定的是其抑制区的活性,而不是真正的食品体系。大多数情况下,聚合物挤压成形会破坏试剂的抗微生物特性,但表面涂层限制了试剂的效果。另外,当它转移到内部时,食品会稀释试剂的有效性。至今还没有任何可除掉病原菌的商业化抗微生物包装材料。
水分吸收剂技术对于易产生汁液流失和血水的食品,如畜肉、鱼、禽等可在包装中使用汁液吸收垫吸收流出的汁液,使包装保持最佳状态。因为滴出物经常是产品劣化的潜在根源,而不是产品本身。基于果肉的纤维素垫虽然吸收滴出物,但也成为微生物生长的媒介。有研究者描述了直接加人托盘的CMC聚合物吸收剂,这些吸收剂与滴出物形成不可逆凝胶,控制食品内水分含量。如果水分过多,会使干脆食品。干燥剂在干酪、干肉制品、马铃薯片、玉米花、糖果、调味料中均可使用,常用的吸湿剂主要是硅胶、分子筛、氧化钙或天然黏土。使用干燥剂除了可降低水分活度(4J,抑制霉菌、酵母菌和腐败菌的生长外,还可保证干脆食品的感官品质。在马铃薯片的包装中放人含有氯化钙的干燥包,可抑制霉菌的生长,使其在20T的货架期从5d延长到15——17d。冷冻海鲜在空运时,常使用较大的汁液吸收垫来吸收融化的冰水。吸水效果较好的聚合物主要有聚丙烯酸盐及淀粉的交联共聚物等。
气调渗透膜技术大量研究表明,每种食品都要求它们自己特有的最佳环境气体组成,以保证最长的货架期。而传统包装技术难以达到包装空间气体组成的最佳化。活性包装将会给食品贮藏保鲜带来革命性的变化。有研究者对聚合物包装结构控制气体渗透方面进行了深人的研究。前期的研究是:在温度升高时可转换气体渗透力的能力,这样,允许外部气体进人保鲜品,以避免厌氧呼吸。近来更多的进展包括:使用覆有多孔薄膜和在基础包装结构上附上更大通孔的材料,可获得适宜的氧气渗透率[428000miy(m2-24h)]和二氧化碳渗透率[1600000miy(m2.24h)],且以各种可调的比率应用于高呼吸率的新鲜产品,效果很好。用多孔薄膜包装绿香蕉的新进展表明,可明显延长成熟后的货架期。
本文转载自
冷库工程www.iceage-china.com