气调包装保鲜技术
气调包装可定义为“在能阻止气体进出的材料中主动调节生鲜食品所在气体小环境的技术”,具有低投人、小包装、低成本地达到气调保鲜的效果,适合于非产地保鲜,因此有极为广阔的应用前景。目前广泛研究的气调包装属于调定型气调包装,新型的实时控制型气调包装也开始为研究者所关注。
薄膜包装是通过薄膜与大气做气体交换维持包装内气氛。目前超市用塑料膜和浅盘或塑料袋包装生鲜食品,属于这种包装方式。主动气调包装是人为地为建立气调包装所要求的气调环境,直接充人各种不同配比的气体组分,使其最终达到理想的气体平衡环境。薄膜包装对果蔬呼吸和塑料膜透气性间的配合要求较高,建立气调过程缓慢,必须在生鲜食品不产生厌氧呼吸或过高二氧化碳浓度之前建立气调环境;而主动气调包装可根据果蔬的呼吸特性充人合适的低氧气和高二氧化碳混合气体,立即建立所要求的气调环境。实际是生鲜食品主动气调和薄膜包装在贮藏过程中包装内氧气和二氧化碳气体浓度的变化。从图可见,如包装内其气调要求3%氧气和6%二氧化碳,主动气调一开始就可建立,薄膜包装氧气浓度从21%降到3%约需10d,而二氧化碳从0.03%上升到6%约需5d。
贮藏期/d薄膜包装
%/8控r
-
主动气调
贮醐/d
主动气调包装
实际生鲜食品主动气调与薄膜包装气体浓度变化气调包装的历史气调包装大规模在商业上应用始于1970年以后。1979年英国Marks&Spencer公司推出了MAP肉制品,两年后应用到鱼类、火腿等食品。对果蔬MA保鲜的研究,始于1955年,美国Gerhard国家研究中心植物生理实验室的马尔赛兰,开始研究各种PE膜贮藏苹果和梨,并对贮藏环境中的氧气和二氧化碳变化作了系统的研究,1960年发表研究报告,并称之为生理包装贮藏。根据果品呼吸的生理模数来确定保鲜膜配方、厚度、规格,在特定的温度条件下,借助PE膜透过氧气和二氧化碳的双重效应,维持袋内的气体成分。
在过去30年中,以MAP为代表的气调包装技术的应用已取得了惊人的增长,产品范围不断扩大,包括了生熟肉制品、鱼类、家禽、贝类、水果、酱类、脆片、咖啡、茶、蔬菜、面包等。目前MAP已成为一些生鲜食品的主要包装形式,并且其占有的市场份额也不断提髙。我国气调包装起步于20世纪90年代,国家农产品保鲜工程技术中心于1988年开发了果蔬专用PVC保鲜膜24种配方,从中筛选出32个品种,47种规格用于蒜薹、黄瓜、芹菜、葡萄、苹果和鸭梨等保鲜膜袋的MAP实际应用。近几年CAP已经替代MAP成为研究热点。
气调包装体系的组成和原理生鲜食品贮藏过程中有两个主要影响因素,即需氧菌和氧化反应,两者均需要氧气。因此,要延长货架期或保持食品的品质,就需要降低环境的氧气含量。试验证明,当包装内的氧气含量<1%,各种细菌生长急速下降;降低到0.5%时,其生长受到抑制并停止繁殖。然而,一些食品的腐烂变质是由于厌氧/微需氧微生物和非氧化反应造成的,实际上单独利用真空包装对其很难有效,并且产品不可避免地皱缩而不适合许多的食物。气调包装技术是特别针对真空包装中存在的问题而设计的,能进一步地抑制微生物的腐败和产品皱缩。气调包装与真空包装一样,产品通常与冷藏相结合。其核心是将食品周围的气体调节成与正常大气相比含有低氧和高二氧化碳的气体,配合适当的温度条件,来延长新鲜产品的货架寿命。气调包装保鲜系统的构成可用实际表示。封闭层必需有以下功能:可以使浓度过高的气体组成经过它排向大气,而将需要的气体经由它由大气进人调节气体组分。气调包装体系通常利用三种气体:氧气、氮气和二氧化碳。
环境大气21%氧气0.03%二氧化碳
调节气体氧气|
-氧碳二化
封闭层
实际气调包装中气体交换的构成模型
一旦气调保鲜包装的封口被开启后,尽可能迅速地使产品送到市场及顾客手中是十分重要的。对苹果,最好在从气调环境取出后10d内到达最终消费者手中。
气调包装保鲜未来发展很可能在以下三个方面:①更多的农产品种类采用气调包装。苹果和梨将继续支配气调产业,但近几年许多其他果蔬已经开始商业化的气调保鲜,并带来了效益。这种趋势将随多需求选择、常年周转和减少使用化学物而继续下去。②减少化学药品的辅助使用。消费者和媒体的压力将迫使在新鲜农产品中允许使用的化学药品数量继续减少。阻止贮存腐烂的产后化学药品的使用对许多农产品保鲜是非常重要的。使用气调包装可免除或减少生鲜食品使用化学处理,在某些情况下,单纯降低氧含量和/或增加二氧化碳含量即可增加农产品的保鲜潜力,以补偿使用化学药品的减少。但这需要大量保鲜工艺的研究。③保鲜运输的快速发展。气调集装箱虽然在技术上已很成功,但当前还达不到原先预期的数量和频率。气调集装箱广泛使用还有一个阻碍,就是成本过髙。除非比空运成本有明显的优势,一时其应用不会迅速膨胀。而气调包装非常适合于新鲜农产品从生产地到销售地的运输。气调包装后的制冷运输船已有实质性的增加。可以预见,大多数为生鲜食品贸易新造的制冷运输船将制定气调包装的标准。气调包装对运输小品种作物也非常有用。
智能化冷藏保鲜技术
冷藏是大多现代化生鲜食品贮藏的主要形式。它是采用低温(但高于生鲜食品组织冷害温度)来实现生鲜食品的保鲜。它可在气温较高的季节周年进行,以保证果品的周年供应。低温冷藏可降低生鲜食品的呼吸代谢、病原菌的发病率和果实的腐烂率,达到阻止组织衰老、延长贮藏期的目的。但在普通冷藏中,不适宜的低温反而会影响贮藏寿命,丧失商品的使用价值。防止冷害和冻害的关键技术是按不同生鲜食品的习性,严格控制温度,冷藏期间有些生鲜食品需采用逐步降温的方法以减轻或防止发生冷害。此外,冷库价格生鲜食品贮藏前的预冷处理、储期升温处理、化学药剂处理等措施均能起到减轻冷害的作用。除了温度控制外,生鲜食品贮藏时由于水分蒸发,失重明显,因此湿度控制也非常关键。
由于常规机械冷库的温度控制只能在±2——3t,库内相对湿度较低(60%-75%),且结露严重,因此保鲜效果很不理想。由于技术要求高,管理复杂,建库费用高等缺点,工程气调保鲜的应用也受到很大的限制。在20世纪80年代,日本北海道大学率先开展了低温高湿保鲜研究,保鲜对象是温寒带果蔬。此后国内外研究和开发的趋势是采用临界点低温高湿贮藏,即控制在物料冷害点温度以上0.5-It和相对湿度为90%——98%的环境中贮藏保鲜果蔬。CTHH的保鲜作用体现在两个方面:①果蔬在不发生冷害的前提下,采用尽量低的温度可以有效地控制果蔬在保鲜期内的呼吸强度,使某些易腐烂的果蔬品种达到休眠状态;②采用高相对湿度的环境可以有效降低果蔬水分蒸发,减少失重。从原理上说,CTHH既可以防止果蔬在保鲜期内的腐烂变质,又可以抑制其衰老,是一种较为理想的保鲜手段。临界低温高湿环境下结合其他保鲜方式进行基础研究是果蔬中期保鲜的一个方向。
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