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食品氣調(diào)包裝工藝要求  

  為了取得保鮮效果和食用安全，食品氣調(diào)包裝對包裝前食品的污染程度、包裝材料和保藏溫度有較嚴格的要求。

    1.包裝前食品污染程度

    氣調(diào)包裝的食品尤其是新鮮魚和肉類等易腐食品對污染程度有較高的要求。圖1-5是法國熟菜（precooked disk）氣調(diào)包裝（80%CO2/20%N2）在4℃保藏時，包裝前嗜中溫需氧菌的初始菌數(shù)與貨架期關系。圖1-6是法國熟菜氣調(diào)包裝（80%CO2/20%N2）在4℃保藏時，包裝前大腸桿菌初始菌數(shù)與貨架期的關系。由此可見，包裝前細菌污染指標愈低保藏期愈長。作者根據(jù)我國新鮮食品氣調(diào)包裝試驗得出，新鮮魚和肉類在包裝前污染的細菌總數(shù)大于105個/g時，氣調(diào)包裝的保鮮效果很差或沒有，細菌總數(shù)小于104個/g時保鮮效果明顯。新鮮食品的質(zhì)量如果僅僅是表面污染程度高，包裝前通過適當?shù)南咎幚砜梢詼p少表面污染，氣調(diào)包裝仍可取得一定的效果。此外，食品氣調(diào)包裝對包裝生產(chǎn)車間與個人的衛(wèi)生有較嚴格的要求，盡量避免經(jīng)預處理的食品再次污染，才能取得預期的保藏效果。國外食品氣調(diào)包裝生產(chǎn)如西歐的紅肉包裝都是大型企業(yè)集中生產(chǎn)，然后通過低溫冷鏈貯運和銷售，保證包裝食品的質(zhì)量和食用安全。原上海食品集團的大場肉類加工廠建立班產(chǎn)20t冷卻鮮豬肉的氣調(diào)包裝生產(chǎn)線和貯運冷鏈系統(tǒng)，是我國*大型集中生產(chǎn)冷卻鮮豬肉氣調(diào)包裝的企業(yè)。目前我國各地已有多家肉類加工企業(yè)建立現(xiàn)代冷卻分割鮮豬肉生產(chǎn)線具備生產(chǎn)氣調(diào)包裝分割鮮肉的條件。

 

 

 

     2.包裝材料

為了保持包裝內(nèi)混合氣體給定的濃度，食品氣調(diào)包裝（不包括新鮮果蔬）的包裝材料有以下幾點要求：

    （1）包裝材料的機械強度  包裝材料有一定的抗撕裂和抗戳破的強度，尤其是包裝新鮮的魚和帶骨的肉。

    （2）包裝材料的氣體阻隔性  由于大多數(shù)塑料包裝材料CO2氣體的透氣率比O2大3～5倍，食品氣調(diào)包裝要求采用對氣體高阻隔性的多層塑料復合包裝材料。高阻隔性的PVDC和EVOH是塑料復合包裝材料的佳阻隔層。表1-6是國外幾種氣調(diào)包裝食品的塑料復合包裝材料。

    （3）包裝材料的水汽阻隔性  為了避免包裝產(chǎn)品因失水而重量損失，食品氣調(diào)包裝的包裝材料要求有一定的水汽阻隔性，推薦采用透濕量為0.1g / （m2 . 24h . 38℃）的包裝材料。

    （4）包裝材料的抗霧性  大多數(shù)的氣調(diào)包裝食品都要求冷藏貯藏或銷售，包裝內(nèi)外溫差使水分在包裝膜內(nèi)產(chǎn)生霧滴并影響產(chǎn)品外觀。采用抗霧性塑料包裝材料，使包裝內(nèi)水分不形成霧滴。

（5）包裝材料的熱封性  為了保持包裝內(nèi)的混合氣體，包裝袋或盒的封口有一定強度而且*密封無微小的泄漏。聚乙烯的熱封性可靠。

 

表1-6   國外幾種氣調(diào)包裝食品的包裝材料

（薄膜咨詢：13524599272 申文玉編者）

    

新鮮果蔬的塑料包裝膜用作包裝內(nèi)外的氣體交換膜，從大氣中補充包裝內(nèi)被果蔬需氧呼吸所消耗的氧和從包裝內(nèi)排出果蔬呼吸所產(chǎn)生過多的二氧化碳，因此要求采用透氣性的塑料包裝材料而不是阻氣性的包裝材料。

    3.氣調(diào)包裝產(chǎn)品的貯運/銷售溫度

冷藏包裝食品包括真空包裝和氣調(diào)包裝都存在安全性問題。食品氣調(diào)包裝可抑制*微生物的繁殖，但還有許多致病菌受影響較少。因此，新鮮魚或肉氣調(diào)包裝產(chǎn)品在感官還未*前就可能潛在著產(chǎn)生一種對人體健康有危害性的毒素問題。實際上，延緩食品*卻給許多污染的致病菌一個延緩繁殖期機會。尤其是一些嗜冷性微生物如李斯特單核細胞質(zhì)（Listeria monocytogenes）、 非分解蛋白質(zhì)的肉毒梭狀芽孢桿菌（Nonproteolytic Clostridium botulinum） 、親水性的產(chǎn)氣單孢菌屬（Aeromonas hydrophila ）和小腸或結腸炎的耶爾森菌 （Yersinia enterocolitica）等可以在冷藏溫度下繁殖。國外有資料證明，目前整個食品冷藏鏈還難以保持所要求的冷藏溫度，尤其是在零售和家庭冰箱中，食品在冷藏下銷售常顯示的溫度為7～10℃，而在家庭冰箱的冷藏室溫度則超過10℃，一些致病菌在冷藏溫度稍有波動就能繁殖。這些致病菌包括沙門氏菌屬（Salmonella）、分解蛋白質(zhì)的肉毒桿菌C型毒素（Proteolytic C botulinum）、產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌（Clostridium perfringens）、 蠟狀芽孢桿菌（Bacillus cereus）和*（Staphylococcus aureus）。當食品在冷藏溫度波動下保藏時，這些嗜冷性致病菌的繁殖速度會加快。許多研究證明，一些MAP產(chǎn)品在*之前，肉毒桿菌C型毒素就產(chǎn)生毒性，尤其是冷藏溫度波動。因此，MAP產(chǎn)品所要求保藏溫度必須通過嚴格控制冷藏冷鏈溫度或采用時間-溫度指示標簽（TTIS，Time-Temperture Indicators）保證食用安全和貨架期。

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國內(nèi)外食品氣調(diào)包裝市場應用

    雖然氣調(diào)包裝和真空包裝食品在世界食品市場上的地位并不顯著，但它是歐洲和北美州食品市場增長的重要組成部分。由于氣調(diào)包裝和真空包裝被認為是相同的包裝技術，國外統(tǒng)計氣調(diào)包裝食品市場應用時包括真空包裝在內(nèi)。美國和加拿大約80%牛肉銷售由肉類包裝生產(chǎn)商以分割肉真空包裝形式供應給零售商、旅館/餐館/機關食堂（hotel/restaurant/institutional, HRI），歐洲也是如此。北美大約一半的新鮮家禽采用氣調(diào)大包裝形式供應給食品零售商和旅館/餐館/機關食堂。目前美國氣調(diào)包裝或真空包裝熟家禽和真空包裝腌制家禽的零售市場增長，而所有零售的加工肉類和奶酪都采用真空包裝或充氮包裝，熟食店的熟肉則采用真空包裝。國外數(shù)量很大新鮮果蔬和鮮切果蔬采用氣調(diào)包裝銷售，美國約15%的生菜和80%加利福利亞草莓為氣調(diào)包裝。歐洲幾十個肉類包裝商和幾千個零售商采用氣調(diào)包裝銷售分割新鮮紅肉。歐洲有幾百個焙烤食品商采用氣調(diào)包裝來延長面包和蛋糕等軟性焙烤食品。加拿大有數(shù)百個焙烤食品與三明治生產(chǎn)商和美國的香腸三明治產(chǎn)品也采用氣調(diào)包裝技術。所有的新鮮餡餅（pasta）采用氣調(diào)包裝銷售。法國餐飲連鎖店大量菜肴采用巴氏殺菌真空包裝（Sous Vide Packaging ），美國有500個廠商采用類似Sous Vide包裝的蒸煮-冷卻包裝（cooked-chill packaging）技術供應湯料和調(diào)味料。目前，真空包裝和氣調(diào)包裝的市場應用已從新鮮紅肉延伸到熟肉制品以及其他易腐的初加工食品。

    我國自上世紀70年代后期開發(fā)真空包裝機以來，真空包裝已廣泛用于新鮮肉類、茶葉、休閑食品等食品防腐保鮮，市場應用取得很大成功。此外，封入吸氧劑和吸濕劑小包的氣調(diào)包裝也廣泛用于焙烤食品和休閑食品。在真空包裝基礎上的充氮包裝也少量用于氧敏感食品和蔬菜包裝。但這類包裝的包裝工藝都沒有嚴格的規(guī)定或標準，如包裝材料阻隔性要求、包裝內(nèi)殘氧率和貨架期內(nèi)的理化指標與微生物指標等，因而產(chǎn)品質(zhì)量和貨架期不能得到保證。

    隨著我國大城市消費者對冷藏新鮮食品需求增加真空包裝已不能滿足各類食品保鮮包裝要求。我國在上世紀90年代后期開始研究開發(fā)食品氣調(diào)包裝設備和工藝，如四川工學院、上海水產(chǎn)大學和江蘇工學院先后研究開發(fā)了食品氣調(diào)包裝工藝和設備，上海肉類加工企業(yè)引進國外氣調(diào)包裝設備開發(fā)新鮮豬肉氣調(diào)包裝的市場開發(fā)，為我國食品氣調(diào)包裝市場應用打下基礎。21世紀以來食品氣調(diào)包裝的研究與市場應用進入一個發(fā)展時期，許多高等院校和研究單位在肉類、魚類和果蔬等新鮮食品氣調(diào)包裝工藝方面作了大量理論研究和實踐吸引食品企業(yè)開發(fā)食品氣調(diào)包裝市場的興趣和要求。國內(nèi)一些包裝機械廠商根據(jù)市場需求開發(fā)生產(chǎn)效率較高的氣調(diào)包裝機械，如上海炬鋼機械公司的MAP1Z550自動盒式氣調(diào)包裝機和雙工位盒式氣調(diào)包裝機等，為食品包裝市場開發(fā)提供必要的生產(chǎn)條件。

    據(jù)作者了解，目前我國農(nóng)產(chǎn)品和食品加工業(yè)對氣調(diào)包裝要求主要有三個方面：果蔬類保鮮，如楊梅、枇杷、荔枝、桂圓、各種菇類和凈菜（即鮮切蔬菜）；新鮮肉類主要是豬肉、牛肉、禽肉；熟食類如菜肴、方便餐。但是目前除了新鮮豬肉、新鮮蔬菜和熟肉的氣調(diào)保鮮包裝有市場應用外，其他的食品氣調(diào)包裝還沒有實現(xiàn)市場開發(fā)，因此我國食品氣調(diào)包裝市場應用開發(fā)前景廣闊。

1.6.1 國外食品氣調(diào)包裝發(fā)展歷史

    食品加工和包裝技術業(yè)已證明，低溫降低微生物活性和熱處理破壞微生物的方法可以有效地延緩食品中微生物繁殖。同時還了解到降低環(huán)境中氧含量和增加二氧化碳含量來減慢微生物的呼吸與繁殖。收獲后果蔬通過耗氧呼吸和降解自身基質(zhì)產(chǎn)生二氧化碳和水來維持生命。多年的實踐證明，降低氧的同時增加二氧化碳并排出乙烯可以減緩果蔬呼吸活動從而延緩果蔬衰老枯萎。這些科學實踐是食品氣調(diào)包裝發(fā)展的理論依據(jù)。

    早在12世紀初期，從新西蘭船運到英國新鮮牛羊肉采用固態(tài)二氧化碳可以得到比濕冰保鮮時間更長，意外地發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象是由于氣調(diào)的作用。爾后氣調(diào)又進一步應用到運輸車輛和冷藏庫，通過增加車廂或庫房內(nèi)二氧化碳和降低氧來運輸或貯藏鮮肉。

    1930年美國研究發(fā)現(xiàn)，放在密封冷藏庫里的蘋果和梨的呼吸活動降低了庫房內(nèi)氧含量和增加二氧化碳含量，明顯地降低水果呼吸速度使保鮮期達到6個月，冷藏保鮮期延長了一倍。1950年這種利用呼吸自身氣調(diào)的貯藏方式在美國各地得到很快發(fā)展。

氣調(diào)貯藏和氣調(diào)包裝發(fā)展的典型例子：

（1）Tectrol系統(tǒng)   1950-1960年美國科學家提出直接控制肉類和水果周圍環(huán)境的保鮮概念被肉類和水果業(yè)采用，發(fā)展為Tectrol（Total Environmental ConTROL）系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用機械設備與儀器對冷庫的氣體環(huán)境和溫度進行全面控制，即氣調(diào)庫（CAS, Controlled Atmosphere Store）。到1960年美國和歐洲已建立了數(shù)百個氣調(diào)庫保鮮果蔬。

（2）Transfresh系統(tǒng)  1960美國建立Transfresh系統(tǒng)氣調(diào)集裝箱運輸果蔬，再進一步發(fā)展到用于運輸大包裝或小包裝的鮮切果蔬的Tectrol /Transfresh系統(tǒng)和生產(chǎn)和包裝鮮切蔬菜的Fresh Express系統(tǒng)。

（3）熟肉制品氣調(diào)包裝  1950年時火腿和香腸等熟肉制品采用真空包裝，爾后發(fā)展為抽真空充氮盒式包裝。美國標準包裝和杜邦公司（American companies Standard Packaging & DoPont）開始用二氧化碳置換氧包裝熟食品來延長貨架期。

（4）焙烤食品氣調(diào)包裝  1960年英國面粉和焙烤食品研究協(xié)會得出二氧化碳能抑制焙烤食品表面霉菌繁殖的結論，但直到1970年后才應用到面包包裝。1980年后美國和加拿大應用于充填肉類制品的三明治包裝，在冷藏溫度下貨架期可達數(shù)周。

（5）紅肉類氣調(diào)包裝  1960年德國Kalle證明新鮮紅肉類在高氧和高二氧化碳氣氛環(huán)境下可以保持新鮮肉櫻桃紅色澤。高二氧化碳抑制微生物的效果抵消不良的氧化反應的概念被當時的西德企業(yè)接受，采用熱成型真空-充氣包裝機實現(xiàn)了新鮮紅肉高氧保鮮保色包裝的商業(yè)化生產(chǎn)。歐洲許多包裝機生產(chǎn)廠商如德國的Dixie-Union, ，瑞典的Akerlund & Rausing 和法國的Otto Nielsein大量生產(chǎn)這種機型。分割新鮮紅肉通過肉類包裝配送中心供應大量生產(chǎn)供應零售商，這種稱為case-ready packaging包裝形式在歐洲得到全面推廣。

（6）Sous-Vide 包裝  1980年法國廚師M.Georges Pralus研究食品加工輸入的總熱量與食品質(zhì)量的關系，發(fā)展Sous-Vide 包裝或巴氏殺菌真空包裝為餐飲業(yè)集中提供保鮮菜肴。菜肴由熟練的廚師烹調(diào)新鮮原料與配料，總的輸入熱量包括預煮的熱量、包裝后巴氏殺菌熱處理熱量和食用前再加熱的熱量。加熱處理目的是減少細菌數(shù)，真空包裝可防止食品氧化破壞和需氧菌繁殖并加快傳熱。Sous-Vide 包裝要求嚴格的3℃貯藏溫度管理，其貨架期約21天。Sous-Vide 包裝在法國餐飲業(yè)上有重要地位。美國也有相類似包裝稱為蒸煮-冷卻包裝（cooked-chill packaging），以大包裝形式供應HRI湯料與調(diào)味料。但巴氏殺菌僅能破壞需氧*菌而不能破壞熱穩(wěn)定性的厭氧致病菌的芽孢，如果這些致病芽孢離開溫度控制將產(chǎn)生毒素，因此這類巴氏殺菌的包裝只能低溫短期保藏。

（7）餡餅（pasta） 1980年美國餡餅生產(chǎn)與包裝通過優(yōu)化配料選擇、改善加工的衛(wèi)生條件、氣調(diào)包裝和保持30%水分的措施，在冷藏溫度下餡餅的安全質(zhì)量可保持40天以上。更為重要的是這種加工方法和包裝的原理已進一步應用到主菜、配菜和肉/魚肉沙拉的保鮮包裝。

1.6.2  歐洲氣調(diào)包裝市場應用

    歐洲是食品氣調(diào)包裝市場應用發(fā)達地區(qū)，食品市場推動力是氣調(diào)包裝和真空包裝的冷藏食品。歐洲食品銷售地理距離短是貨架期短的氣調(diào)包裝食品有利條件。歐洲大型食品連鎖零售鏈的銷售方式使食品氣調(diào)包裝市場取得很大成功。此外，大型食品連鎖零售鏈向包裝供應商規(guī)定了產(chǎn)品的質(zhì)量和配送要求，從而保證氣調(diào)包裝食品的質(zhì)量和貨架期。歐洲各國都建有大型食品連鎖零售鏈如英國的Marks & Spencer、法國的Euromarche、丹麥的Irma，Spar和荷蘭的Tengelmann等。

   1970年丹麥Irma零售連鎖鏈在哥本哈根配送中心集中生產(chǎn)的鮮肉氣調(diào)包裝成功地供應整個丹麥。Irma零售連鎖鏈鮮肉配送中心擁有自己的加工和包裝設備，產(chǎn)品Irma為商標，通過衛(wèi)生生產(chǎn)和高氧高二氧化碳包裝延長貨架期，貨架期規(guī)定從包裝開始到銷售共5天。所有的零售點在配送中心250英里范圍內(nèi)，由中心的冷藏運輸車每天配送。隨后，英國Mark & Spencer零售連鎖鏈氣調(diào)包裝新鮮紅肉以St Michael 商標供應全國。該鮮肉生產(chǎn)系統(tǒng)已成為英國的鮮肉包裝的標準，3℃貨架期為包裝后6天。歐洲鮮肉氣調(diào)包裝銷售范圍一般在100英里內(nèi)，很少超過250英里。

    英國和法國是歐洲食品氣調(diào)包裝發(fā)展快的國家，1980年英國真空包裝和氣調(diào)包裝約占歐洲這類包裝食品市場的一半，其次是法國約占1/4。

歐洲各國食品氣調(diào)包裝市場應用狀況：

（1）英國  目前幾乎所有的食品零售連鎖練都銷售氣調(diào)包裝的食品，約有38%以上的新鮮紅肉采用氣調(diào)包裝。1982年銷售總額增加了300%，年平均增長率到1991年仍達到9%，此后年增長率減慢到5-7%。1994年Tesco零售連鎖鏈將所有紅肉用阻隔氣體的發(fā)泡聚苯乙烯盒氣調(diào)包裝。1990-1993年氣調(diào)包裝增長快的是水果和鮮切蔬菜，Tesco零售連鎖鏈占據(jù)主導地位。Asda零售連鎖鏈1992年發(fā)展了加工蔬菜氣調(diào)包裝。隨著蔬菜大量應用氣調(diào)包裝，各種焙烤食品也大量應用氣調(diào)包裝，如法式棍子面包（baguettes）、新月形面包（croissants）、英式小松餅（muffins）、預制比薩（pre-baked pizza）和脆餅（crumpets）.等。表1-7是英國1992年各種氣調(diào)包裝食品所占百分比。

 

表1-7   英國1992年各種氣調(diào)包裝食品所占百分比

 

（2）法國  占法國新鮮食品市場很大部分的棍子面包氣調(diào)包裝特別成功。Champagne Viande 公司是應用新鮮紅肉氣調(diào)包裝家公司。家禽是法國新鮮食品另一個傳統(tǒng)大市場，家禽氣調(diào)包裝自1983年開始增長。1985-1990年鮮切蔬菜氣調(diào)包裝市場應用大范圍增長，從1985年零噸到1988年增長到36000噸，其中約80%是即食沙拉（ready-to-eat salads）。法國消費的沙拉比英國多，這說明了沙拉氣調(diào)包裝在法國較早取得成功。1990年后氣調(diào)包裝的品種明顯多樣化，鮮切蔬菜從生菜（letuce）擴展到土豆、卷心菜、胡蘿卜、韭蔥等蔬菜，比薩餅和方便餐（ready-to-cooked meals）也開始應用氣調(diào)包裝。1985到1990年方便餐幾乎增加4倍專門用PVC包裝，其中氣調(diào)包裝約占70%。法國每年生產(chǎn)約34000噸餐后甜點的奶制品，主要的生產(chǎn)商已開始采用二氧化碳與氮組成混合氣體氣調(diào)包裝甜點來延長貨架期。法國主導世界Sous Vide 包裝生產(chǎn)，它的生產(chǎn)工藝過程是烹調(diào)加工、真空包裝、巴氏熱殺菌和冷藏銷售。法國法規(guī)規(guī)定Sous Vide 包裝的熱處理工藝要求，加熱到中心溫度65℃和巴氏殺菌值為100的食品貨架期為21天，加熱到中心溫度70℃和巴氏殺菌值為1000的食品貨架期為42天，銷售溫度低于3℃。法國的Sous Vide 包裝生產(chǎn)由政府衛(wèi)生管理部門監(jiān)管，每個生產(chǎn)商必需按指令管理生產(chǎn)和確保安全。1988年26家生產(chǎn)方便餐私人公司組成的SYNAFAP貿(mào)易協(xié)會制訂Sous Vide 包裝生產(chǎn)的指導方針，保證產(chǎn)品在整個銷售期間的安全和質(zhì)量。1988年Sous Vide 包裝生產(chǎn)了11300噸供應全國的旅館/餐館/機關食堂和5700噸供零售，比1987年增長25%。1988年Sous Vide 包裝占法國大賣場和超市冷藏食品的15%以上，每份包裝價格為4-6美元。約35%Sous Vide 包裝為個人購買，1988年已有5%進入到法國家庭。英國和其他歐洲國家的旅館/餐館/機關食堂采用Sous Vide 包裝或加熱-冷卻包裝。加熱-冷卻包裝與Sous Vide 包裝不同點是蒸煮和巴氏殺菌后包裝，冷卻后包裝內(nèi)自然形成部分真空，通常包裝湯料和調(diào)味料產(chǎn)品。

（3）德國  在1980-1990年德國與北歐反對塑料包裝尤其是聚氯乙烯基的包裝材料帶來環(huán)境污染使氣調(diào)包裝的應用受到抵制，在改用聚酯和聚乙烯基的包裝材料和使用后回收再循環(huán)制度后氣調(diào)包裝開始應用于方便餐、比薩和鮮切蔬菜。

（4）意大利  零售連鎖鏈規(guī)模小和新鮮食品不包裝銷售是氣調(diào)包裝應用受到限制的主要因素。1980年后開始對氣調(diào)包裝再感興趣，主要用于熟食制品和餡餅。目前估計約有10%腌肉和72%餡餅（1992年產(chǎn)量約50000噸）應用氣調(diào)包裝。餡餅包裝形式分為三類：垂直式自動成型充填包裝機生產(chǎn)的枕式包裝占市場12%；自動熱成型包裝機生產(chǎn)的盒式包裝占市場85%；裹包包裝占市場3%。從長遠看，意大利氣調(diào)包裝的發(fā)展受到天氣熱不利于冷藏食品銷售和缺少大型集中生產(chǎn)配送中心的根本限制。

（5）其他國家  荷蘭和比利時氣調(diào)包裝開始應用于蔬菜和沙拉的包裝，新鮮肉類通常以不包裝形式零售。挪威氣調(diào)包裝應用于整個的生菜和新鮮魚。

 

參考文獻

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3. 徐文達等. 2003. 食品軟包裝材料與技術

4. 編者根據(jù)各方資料整理匯編，希望對讀者有所幫助，有關技術方面的問題和薄膜類，等包裝設計和功耗才選擇，可咨詢。