氣調保鮮包裝技術的主要應用及趨勢

氣調包裝(Modified Atmosphere Packaging)也稱置換氣體包裝，簡稱MAP，可定義為“在能阻止氣體進出的材料中調節(jié)食品的氣體環(huán)境的技術”。MAP的一個重要特征是貯藏初始調節(jié)包裝內的氣體組成，以達到抑制食品的腐爛和變質，維持易腐爛食品正常貨架期內的品質或延長其貨架壽命的目的，因此氣調包裝又被稱為主動氣調包裝(Active Atmosphere Packaging)。氣調包裝主要用于食品保鮮。

　　氣調包裝的包裝原理是采用氣調保鮮氣體（2～4種氣體按食品特性配比混合），對包裝盒或包裝袋的空氣進行置換，改變盒（袋）內食品的外部環(huán)境，抑制細菌（微生物）的生長繁衍，減緩新鮮果蔬新陳代謝的速度，從而延長食品的保鮮期或貨架期。氣調保鮮氣體一般由二氧化碳（CO2）、氮氣（N2）、氧氣（O2）及少量特種氣體（NO2、SO2、Ar等）組成。各種氣體的作用如下：CO2氣體具有抑制大多數(shù)腐敗細菌和霉菌生長繁殖的作用，是保鮮氣體中主要的抑菌劑；O2具有抑制大多數(shù)厭氧腐敗細菌的生長繁殖、保持生鮮肉的色澤、以及維持新鮮果蔬生鮮狀態(tài)的呼吸代謝的作用；N2是惰性氣體，一般不與食品發(fā)生化學作用，也不被食品所吸收，在氣調包裝中用做填充氣體，防止由于CO2等氣體從包裝內逸出而使包裝塌落。對于不同的食品果蔬，保鮮氣體的成分及比例也不相同，對農作物氣調包裝的關鍵是保持包裝材料的氧氣滲透性與產品的呼吸速度相匹配。

　　氣調包裝在一些產品上的應用已經比較成熟，已經廣泛應用于果蔬和凈菜的保鮮。另外，氣調保鮮技術還應用在冷鮮肉與水產品的包裝上。

　　采摘后的新鮮果蔬在儲存期間內仍具有生命活性，呼吸作用和蒸騰作用所釋放的物質和熱量對果蔬的質量影響很大，造成果蔬重量減輕、營養(yǎng)損失、外觀和色澤受損、最終導致其腐爛變質，失去食用價值。果蔬氣調包裝就是在冷藏的基礎上，通過對包裝內環(huán)境溫度、濕度、氣體濃度等因素的調節(jié)控制來抑制果蔬的呼吸作用并降低其水分蒸發(fā)速率，從而達到延長其貨架壽命的目的。果蔬的氣調包裝氣體由O2、CO2、N2組成，用透氣性薄膜包裝果蔬，充入低O2與高CO2和混合氣體置換后密封，使包裝內的O2含量低于空氣而積累CO2高于空氣，通過薄膜進行氣體交換，達到利于果蔬保鮮環(huán)境、保持微弱需氧呼吸的氣調平衡。大多數(shù)果蔬用5％O2、5％CO2、90％N2混合比例包裝，在6℃-8℃低溫下有較長的保鮮期。

　　氣調包裝也適用于凈菜保鮮。凈菜又稱切割果蔬、半處理加工果蔬，為迎合上班族的新興食品加工產品，有安全、新鮮、營養(yǎng)、方便等特點，但經切割后易褐變。采用氣調包裝降低氧含量能最大限度延長貨架期。例如美國的切絲萵苣以1％-3％的O2、5％-6％的CO2和90％N2阻止褐變。氣調保鮮包裝還適用于去皮和切片的蘋果、馬鈴薯、葉菜類蔬菜等果蔬保鮮。開發(fā)適合果蔬氣調包裝保鮮效果的包裝膜是拓寬果蔬保鮮途徑的關鍵。

　　隨著人們生活水平的提高，對冷鮮肉的需求也越來越大，但由于冷鮮肉的保鮮期很短，色澤很難保持。如果要規(guī)�；�生產、配送冷鮮肉，解決保鮮難題是關鍵所在。如今，國際上一般采用復合氣調保鮮包裝來解決此類問題。
　　冷鮮肉的包裝主要有真空包裝、充氮包裝和復合氣調保鮮包裝等幾種形式。因為真空包裝和充氮包裝在包裝后冷鮮肉的顏色發(fā)暗，失去鮮肉原有的新鮮色澤，故一般采用復合氣調保鮮包裝，復合氣調保鮮包裝后冷鮮肉的保鮮期為7-12天，并可保持新鮮肉的色澤和香味。冷鮮肉復合氣調保鮮包裝的混合保鮮氣體由氧氣和二氧化碳組成。其中氧氣的濃度配比較高，可以使冷卻肉保持新鮮肉的鮮紅色澤；而適量濃度的二氧化碳能阻礙抑制細菌和微生物的生長繁殖。氣調包裝充入適當比例的保鮮氣體后，不僅能保證鮮肉的品質不變，并能保持其原有新鮮色澤，吸引消費者購買。
　　采用氣調保鮮包裝技術后，不但有利于延長冷鮮肉的保鮮期、保持冷鮮肉的外觀色澤，從而提高冷鮮肉的品質、安全性和衛(wèi)生性，而且還有利于減少企業(yè)配送次數(shù)，節(jié)約生產成本，擴大營銷范圍，對企業(yè)形象的提升也有很好的促進作用。

　　新鮮水產品及海產魚類的變質主要有細菌使魚肉的氧化三甲胺分解釋放出腐敗味的三甲胺、魚肉脂肪氧化酸敗、魚體內酶降解魚肉變軟、魚體表面細菌（需氧性大腸桿菌、厭氧性梭狀芽孢桿菌）產生中毒毒素，危及人健康。用于魚類氣調包裝的氣體由CO2、O2、N2組成，其中CO2氣體濃度高于50％，抑制需氧細菌、霉菌生長又不會使魚肉滲出；O2濃度10％-15％抑制厭氧菌繁殖。魚的鰓和內臟含大量細菌，在包裝前需清除、清洗及消毒液處理。由于CO2易滲出塑料薄膜，因此魚類氣調包裝的包裝材料需用對氣體阻隔性高的復合塑料薄膜，在0℃-4℃溫度下可保持15-30天。英國金槍魚采用35％-45％的CO2／55％-65％N2氣體保鮮包裝貨架期6天。

　　從19世紀30年代起，國外已經開始將新鮮牛羊肉裝在大包裝袋保鮮貯運，但是這項技術大規(guī)模在商業(yè)上的應用是從1970年以后才開始。1979年英國Mark＆Spencer公司推出了MAP肉制品，兩年后應用到了魚類、火腿等方面。國外從1955年開始對果蔬氣調保鮮進行研究。美國Gerhard國家研究中心植物生理實驗室的馬爾賽蘭，開始研究各種PE膜貯藏蘋果和梨，并對貯藏環(huán)境中的氧氣和二氧化碳變化作了系統(tǒng)的研究，并于1960年發(fā)表了研究報告，并稱之為生理包裝貯藏。根據(jù)果品呼吸的生物模數(shù)來確定保鮮膜配方、厚度、規(guī)格，在特定的溫度條件下，借助PE膜透過O2和CO2的雙重效應，維持袋內的氣體成分。

　　我國氣調包裝始于20世紀90年代，國家農產品保鮮工程技術中心于1988年開發(fā)了果蔬專用PVC保鮮膜24種配方，從中篩選出32個品種，47 種規(guī)格用于黃瓜、芹菜、葡萄、蘋果和鴨梨等保鮮膜袋的實際應用。最近幾年，氣調保鮮包裝技術已經成為各方研究的熱點。果蔬采用氣調包裝，不但安全、有效，而且操作簡單，已成為近年來國內外研究的重點，應用十分廣泛。

　　與氣調包裝技術同步發(fā)展的是氣調包裝設備。高效率氣調包裝生產設備食品氣調包裝生產的主要設備是真空氣調包裝機和氣體比例混合器。目前，我國包裝生產企業(yè)已能為食品企業(yè)提供各類袋式或盒式包裝機、全自動真空氣調包裝機和氣體比例混合器。例如：上海炬鋼機械制造有限公司，該公司通過與上海大學機械工程及自動化學院以及上海水產大學食品學院的技術合作，在生產真空充氣包裝機械系列產品的基礎上開發(fā)成袋式和盒式包裝的系列氣調包裝機以及氣體比例混合器產品。開發(fā)的產品有盒式包裝ZQT-1。

　　D400型、MAP-200 型全自動氣調包裝機，采用可編程(PLC)和內置氣體質量流量比例混合器，各項包裝參數(shù)如：氣體混合比例、氣體置換時間、熱封溫度與時間、封膜牽引與模具運動時間控制等均可通過液晶屏觸摸設定后自動控制，操作簡便。

　　最近，美國進一步加強了對新一代氣調保鮮食品包裝系統(tǒng)的研究。Ilapak公司新開發(fā)的高速氣調包裝Delta 3000 LD (Long Dwell) 流水線包裝機，可以預編多達64種生產方案，以保證快速、簡單地調整包裝尺寸。其特色還在于能精密控制充氣，高緊密度的密封口能長效保持，以及沒產品時就不上包裝袋的質量控制裝置。

　　同時，Multivac公司針對家禽和包裝即食肉產品，開發(fā)出一款新型托盤密封機。該新技術將產品氣調后封裝在淺淺的托盤里，在保證完全密封的同時，產品可獲得更好的視覺效果。 Rovema包裝機械公司的系列氣調軟包裝袋和枕式包裝，適合咖啡、早餐谷類、烘烤食品等多種產品。其立式成型/填充/抽真空/充氣/密封系統(tǒng)可處理液體、粘稠、顆粒或固體產品；枕式包裝機的速度最快可達180包/分鐘，從單份包裝到大批食品包裝量均可生產。

　　作為智能型包裝技術的一種，氣調包裝技術在世界各國的應用才剛開始不久，有些技術還處于實驗和研究階段�？梢哉f，這項技術同時處于起步階段。如何抓住這個機遇，發(fā)展我國的包裝事業(yè)，提升我國包裝的技術含量，以適應新形式下國際經濟形式的要求，是每一個包裝人士所面臨的問題。隨著時代的變遷，商品種類更加繁多復雜，包裝所肩負的功能也越來越多。高新技術的浪潮將包裝推向了更高的發(fā)展境界，氣調包裝技術在智能化包裝時代必將占有一席之地。