第七章--食品包装专用技术方法

1,第一节防潮包装技术第二节改善和控制气氛包装技术第三节活性包装及脱氧包装技术第四节食品无菌包装技术第五节微波食品包装技术,第七章食品包装专用技术方法及其设备,2,本章学习目标：,1、掌握食品防潮包装技术的原理、设计方法；2、掌握真空充气包装、改善和控制气氛包装的技术原理、工艺方法及设备；3、了解活性包装概念及功能类型方法，掌握食品脱氧包装的基本原理、常用脱氧剂及操作要点；4、掌握食品无菌包装特点和无菌处理方法，了解国际无菌包装技术设备；5、了解微波食品包装的要求、方法和注意的问题。,3,防潮包装的定义：就是采用具有一定隔绝水蒸气能力的防潮包装材料对食品进行包封，隔绝外界湿度对产品的影响，同时使包装内的相对湿度满足产品的要求，在保质期内控制在设定的湿度范围内，保护内装食品的质量。,第一节防潮包装技术,防潮与防湿的区别？,4,包装内湿度变化的原因有二：其一是因为包装材料的透湿性而使包装内湿度增加；,一、包装食品的湿度变化原因,（一）包装内湿度变化的原因,5,在相对湿度确定的条件下，高温时大气中绝对含水量高，温度降低则相对湿度会升高，当温度降到露点温度或以下时，大气中的水蒸气会达到过饱和状态而产生水分凝结。,（一）包装内湿度变化的原因,其二是由环境湿度的变化所引起的。,6,如果在较高温度下将食品封入包装内，其相对湿度是被包装产品所允许的；当温度降低到一定程度时，包装内相对湿度升高可能超过被包装产品所允许的条件。所以，食品包装时环境大气中的相对湿度条件对防潮包装有重要影响。若产品在较高温湿度下进行防潮包装，可能会加速食品的变质。,（一）包装内湿度变化的原因,7,（二）保证食品质量的临界水分,每一种食品的吸湿平衡特性不同，因而对水蒸气的敏感程度也不同，对防潮包装的要求也有所不同。食品的临界水分值：在20、90%RH条件下的饱和吸湿量。也是食品质量低劣的极限吸湿量。超过临界水分值，则会引起食品物性的变化。,8,各种食品的饱和吸湿量（20、90%RH）和临界水分值,9,包装材料的透湿性能决定于所用材料的种类、加工方法和材料的厚度。,二、防潮包装材料及其透湿性,（一）防潮包装材料的透湿性,10,判断包装材料的透湿性能：透湿度（用R表示）透湿度的测试方法：重量法、压力法和电子湿度计测定法现在世界上尚未有统一的测定透湿度的方法和标准。,（一）防潮包装材料的透湿性,11,（二）常用防潮包装材料,防潮材料最好的材料是玻璃、陶瓷和金属包装材料，透湿度可视为零。塑料用于防潮包装的单一品种有：PE、PP、PVDC、PET等，可单独使用于要求不高的防潮包装。防潮包装大量使用的是复合薄膜材料。,12,几种常用防潮复合薄膜的透湿度（40、90%RH）,13,防潮包装的意义：1、防止被包装的含水食品失水；2、防止环境水分透入包装而使包装食品增加水分。,三、防潮包装方法及其设计,14,防潮包装的实质问题是：使包装内部的水分不受或少受包装外部环境的影响。选用合适的防潮包装材料或吸潮剂及包装技术措施，使包装内部食品的水分控制在设定的范围内。,三、防潮包装方法及其设计,15,防潮包装设计方法有两种：1、常规防潮包装设计方法2、封入吸潮剂的防潮包装设计,三、防潮包装方法及其设计,16,（一）常规防潮包装设计方法,根据被包装产品的性质、防潮要求、形状和使用特点，合理地选用防潮包装材料，设计包装容器和包装方法，并对防潮保质期进行预算。,17,1、防潮包装设计的基本参数,W-被包物品的净重（g）C1-被包物品的含水量（%）C2-被包物品的允许最大含水量（%）S-包装材料的面积（m）t-防潮包装的有效期（24小时为计算单位）h1-包装品贮存环境的平均湿度（%）h2-包装内的湿度（%）Q-包装品贮存环境的平均气温（)p-包装材料两面的水蒸气压力差。,18,2、防潮包装设计步骤,1）允许透过包装的透湿度qq=W(C2C1)2）包装材料允许的透湿度QvQv=q/st=W(C2C1)/st3）确定包装材料在某食品贮存温湿度条件下的实际透湿度（指在一定的相对湿度差、一定厚度、1m的面积薄膜在24h内透过的水蒸气质量值）,19,4）根据被包食品的防潮要求，包装尺寸及贮藏条件选择包装材料5）核算实际的防潮有效期,根据实际选用包装材料的R值确定有效期,2、防潮包装设计步骤,20,当防潮包装的防潮要求较高时，设计防潮包装必须采用透湿度小的防潮包装材料，并在包装内封入吸潮剂。,（二）封入吸潮剂的防潮包装设计,21,（二）封入吸潮剂的防潮包装设计,1、防潮设计方法在设计使用吸潮剂的防潮包装时，假定包装内的吸潮剂水分完全由吸潮剂吸收，则可根据包装的目的和包装条件来计算吸潮剂的封入量。,22,设计时的有关参数及设计步骤：,(1)选定防潮包装材料的透湿度R，由测定或查表得到。(2)根据被包装食品与湿度的关系，由该食品的临界水分值决定包装内的相对湿度(h2，)。,（二）封入吸潮剂的防潮包装设计,23,(3)根据所使用吸潮剂的吸湿等温曲线，求出包装内相对湿度(h2，)所对应的干燥剂最大含水量(C2，)，并选定吸潮剂的原始含水量(C1，)。,（二）封入吸潮剂的防潮包装设计,24,(4)设计出包装容器的表面积(S，m2)，包装有效期(t，24h)，假设包装流通环境温度(，)，相对湿度(h1，)，则可决定温度系数K值。（5）代入公式计算吸潮剂的用量。,（二）封入吸潮剂的防潮包装设计,25,2、吸潮剂使用方法及注意事项,（1）必须在包装材料透湿度小且密封性好的包装容器中才能使用吸潮剂。（2）为节约吸潮剂及保证吸潮效果，就尽量缩小包装预留空间。,（二）封入吸潮剂的防潮包装设计,26,（3）吸潮剂一般不应直接放在容器内，应将颗粒状吸潮剂包封在透气性良好的纱布袋或其他透气性薄膜小袋中，再放入包装容器中，也可将吸潮剂制成片状置于容器内。,（二）封入吸潮剂的防潮包装设计,27,（4）吸潮剂放入包装之前应是未吸潮的或被干燥过的。（5）包封吸潮剂的小袋应标明不能食用，用于食品包装的吸潮剂必须无毒，无不良气味。,（二）封入吸潮剂的防潮包装设计,28,3、常用吸潮剂,1）生石灰干燥剂主要成分为氧化钙，其吸水能力是通过化学反应来实现的。适合于低温保存，具有极好的干燥吸湿效果，而且价格较低。广泛用于各行业。目前最常见“雪饼”中使用该类型干燥剂。但是生石灰干燥剂由于具有强碱腐蚀性，经常发生伤害小孩或老人眼睛的事情，目前已逐渐被淘汰。,（二）封入吸潮剂的防潮包装设计,29,2）硅胶干燥剂硅胶是一种高微孔结构的含水二氧化硅，无毒、无味、无嗅，化学性质稳定，具强烈的吸湿性能。譬如木糖醇中就有使用，而且也是被欧盟认可的唯一干燥剂。,（二）封入吸潮剂的防潮包装设计,30,3）蒙脱石干燥剂此干燥剂采用纯天然原料膨润土，绿色环保，无毒无味，对人体无损害。蒙脱石干燥剂吸附速度快、吸附能力高，无毒、无味、无接触腐蚀性、无环境污染，尤其应用于食品包装，对人体无害。,（二）封入吸潮剂的防潮包装设计,31,4）氯化钙干燥剂白色多孔块状、粒状或蜂窝状固体。味微苦，无臭。5）纤维干燥剂纤维干燥剂是由纯天然植物纤维经特殊工艺精致而成。它的吸湿能力达到100%的自身重量，是普通干燥剂所无法比拟的。另外，该产品安全卫生，价格适中，是很多生物、保健食品和药品的理想选择。,（二）封入吸潮剂的防潮包装设计,32,第二节改善和控制气氛包装技术,改善和控制气氛包装，从20世纪初以来，就已经采用改善的控制食品周围气体环境的方法来限制食品的生物活性。最常用的方法就是真空和充气包装、MAP和CAP。食品真空和充气包装都是通过改变包装食品环境条件而延长食品的保质期，而MAP和CAP是在真空充气包装技术基础上的进一步发展。,33,一、真空和充气包装机理,真空包装指把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。常用的容器有金属罐、玻璃瓶、塑料及其复合薄膜等软包装容器。,（一）真空包装（vacuumpackaging）,1、真空包装的意义,34,在食品行业，真空包装应用越来越广，我国早期应用于酱菜和榨菜包装，封装的榨菜贮存60天，质量正常，色泽不变，到300天时略带暗红色。近几年来真空包装大量应用各种熟制品、土特产品等。如鸡腿、火腿、香肠、烤鱼片、牛肉干、包装烧鸡、扒鸡、猪蹄、驴肉、兔肉等。,1、真空包装的意义,35,36,37,38,目的是为减少包装内氧气的含量，防止包装食品的霉腐变质，保持食品原有的色、香、味并延长保质期。真空包装后一般还需适当的杀菌和冷藏。,2、真空包装保质机理,39,1、对微生物来说，当氧气浓度小于1%时，其生长速度急剧下降。在氧气浓度为0.5%时，多数细菌将受到抑制而停止繁殖。2、对油脂食品的氧化变质，当氧浓度小于1%时，也能有效地控制油脂氧化。3、另外，食品的氧化，变色和褐变等生化变质都与氧有密切关系。真空包装就是为了在包装内造成低氧条件而保护食品质量的一种有效包装方法。,2、真空包装保质机理,40,（二）充气包装（gaspackaging）,食品包装采用气体充填技术已有较长历史，欧美在20世纪30年代已开始研究使用CO2气体保存肉类食品；50年代研究开发了用N2和CO2气体置换空气的牛肉罐头和奶酪罐，有效延长了保持期；60年代由于各种气密性塑料包装材料的开发，很多食品成功地采用了这一技术；70年代生鲜肉的充气包装在欧美各国广泛应用。,41,生鲜食品和加工食品充气包装,42,1、充气包装的特点,充气包装（gaspackaging）是在包装内充填一定比例理想气体的一种包装方法。目的：通过破坏微生物的生存繁殖条件，减少包装内含氧量及充入一定理想气体来减缓包装食品的生物生化变质。区别：真空包装仅是抽去包装内部的空气来降低包装内的含氧量，而充气包装是在抽真空后立即充入一定量的理想气体，或是用理想气体置换出包装内的空气。,43,充气包装常用的充填气体主要有二氧化碳、氮、氧及其混合气体，其他很少用的气体有二氧化氮、二氧化硫、氩等。,2、充气包装保质机理,44,2、充气包装保质机理,CO2在空气中正常含量为0.3%。当包装内CO2浓度达到10%-40%时，对微生物有抑制作用；浓度超过40%时，有明显的灭菌作用。在包装内充入较高的CO2能有效地抑制微生物的生长繁殖。,1）二氧化碳气体,45,46,在空气中占78%，是一种理想的惰性气体，一般不与食品发生化学作用，也不被食品所吸收。用氮气置换其中的氧，能有效保持食品的色香味。有三方面的作用：一是抑制食品本身和微生物的呼吸；二是作为一种充填气体，保证食品的外形及组织形状；三是抑制氧化。,2）氮气,2、充气包装保质机理,47,氧在空气中占21，是生物赖以生存不可缺少的气体。氧的个性活跃，会引起食品变质和加速腐败细菌的生长，一般包装内都不允许存在。,3）氧气,2、充气包装保质机理,48,生鲜的肉类和鱼贝类，如果处于无氧状态下保存，则维持组织新鲜的氧合肌红蛋白就会还原变成暗褐色而使产品失去生鲜状态乃至商品价值。因此，维持新鲜肉类稳定的生鲜状态，必须采用有氧包装。生鲜果蔬的含氧充气包装。不同果蔬要维持其正常代谢而保持其新鲜所需的氧浓度是不同的。,2、充气包装保质机理,49,一般不单独使用，常于氮气和二氧化碳混合成理想气体使用于生鲜食品的充气包装。其作用是维持生鲜食品内部细胞一定的活性，延缓其生命过程，保持一定程度的生鲜状态。N2：O2：CO2=1：3：15-30,2、充气包装保质机理,50,二、真空和充气包装工艺要点,塑料包装材料的透气性和透湿性能随聚合物分子结构、薄膜厚度、温湿度等因素的影响而变化。,（一）包装材料的选择,51,真空包装和充气包装均需选用气密性良好的包装材料。对真空而言，阻氧是关键问题，故选择包装材料应能有效防止大气中氧气的渗入；而充气包装除对氧气有良好阻隔性外，还必须选择对充填的气体具良好的阻隔性。,（一）包装材料的选择,52,真空和充气包装对包装材料的透湿性能要求相同，对水蒸气的阻透性愈好愈有利于食品的保鲜。,（一）包装材料的选择,53,用作真空包装的塑料薄膜，一般透氧度较小如PET、PA、PVDC、EVAL等薄膜具有良好的阻气性，与PE、PP复合改善热封性。用作充气包装的塑料薄膜，一般要求对N2、CO2、和O2均有较好的阻透性，常用以PET、PA、PVDC、EVAL等基材的复合包装材料。,（一）包装材料的选择,54,塑料包装材料的透气度和透湿度,55,复合包装材料的透气度和透湿度,56,（二）真空和充气包装的工艺要点,1、贮存环境温度对真空和充气包装效果的影响各种包装材料对气体的渗透速度与环境温度密切关系，一般随温度提高其透气度也随着增大。,57,在不同温度条件下三种气体对PE薄膜的渗透系数,58,所以，真空和充气包装的食品，鲜食品、包装后不再加热杀菌的加工食品，需在低温(10以下)贮藏和流通，若在较高温度下贮存，会因透气率的增大而使食品在短期内变质。,1、贮存环境温度对真空和充气包装效果的影响,59,热封时要注意包材料内面在封口部位不要粘有油脂、蛋白质等残留物，确保封口质量。对真空包装的加热杀菌处理，要严格控制杀菌温度和时间，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。真空包装时必须充分抽气，特别注意对生鲜肉类和大型食品的真空包装，不能残留气体，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。,2注意真空和充气包装过程的操作质量,60,真空包装由于内外有压差，所以一般不宜用于酥脆易碎的食品如油炸马铃薯片易被挤碎，形状不规则的生鲜食品,易使包装体表面皱折而影响产品质量和商品形象，有尖角的食品易刺破包装材料而使食品变质。对这类食品，一般考虑采用充气包装。,3、真空和充气包装的适用产品特性,61,充气包装既有效地保全包装食品质量，又能解决真空包装的不足，使内外压力趋于平衡而保护内装食品，并使其保持包装形体美观。,3、真空和充气包装的适用产品特性,62,真空和充气包装的工艺程序基本相同，因此这类包装机大多设计成通用的结构形式，使之即可用于真空包装，也可用于充气包装。真空充气型包装机可用作两种包装，而真空包装机只能用作真空包装。,三、真空和充气包装机械,63,（一）真空包装机械,真空包装机械一般有：室式真空包装机输送带式真空包装机旋转台式真空包装机热成型真空包装机,（一）真空包装机械,64,有台式、单室式和双室式，其基本结构相同，由真空室、真空和充气（或无充气）系统和热封装置组成。室式真空包装机最低绝对气压为12KPa，机器生产能力根据热封杆数和长度及操作时间而定，每分钟工作循环次数24次。,1、室式真空包装机,65,热封杆8和真空室盖2上的耐热橡胶垫板1构成热封装置，其内侧配置充气管嘴9，对袋充气操作时，放下真空室盖即通过限位开关接通真空泵的真空电磁阀进行抽真空，真空负压使室盖紧压箱体构成密封的真空室。,真空包装机工作原理：,66,67,68,用输送带将包装袋逐步送入真空室自动抽气并热封，然后随输送带送出机外，是一种自动化程度和生产效定较高的机型。,2、带式真空包装机,69,包装袋置于输送带的托架1上，随输送带进入真空室盖4位置停止，室盖4自动放下，活动平台6在凸轮7作用下抬起，与真空室盖构成密闭真空室，随后进行抽真空和热封操作。该机型的真空系统、热封原理与室式真空包装机相同。,70,由充填和抽真空两个转台组成，两个转台之间装有机械手，自动将已充填物料的包装袋送入抽真空转台（有12个单独的真空室，包装袋旋转一周经过12个工位完成抽真空、热封、冷却到卸袋）的真空室。,3、旋转式真空包装机,71,72,机器的生产能力较高，生产达到40袋/min。国外机型配套定量杯式充填装置，预先将固体物料称量放入定量杯中，然后送至充填转台的充填工位充入包装袋内。,3、旋转式真空包装机,73,4、容器热成型真空包装机,74,（1）底膜从膜卷9被输送链夹持步进送入机内，被热成型装置1加热软化并拉伸成盒(杯)型；（2）成型盒在充填部位充填包装物，然后被从卷膜机4引出的盖膜覆盖，进入真空室3抽真空或抽真空充气，再热封；（3）完成热封的盒带步进经封口冷却装置5、横向切割刀6和纵向切割刀7将数排塑料盒分割成单个送出机外，同时底膜两侧边料脱离输送链送出机外卷收。,工作原理：,75,76,（二）充气包装机械,各种具有充气功能的真空包装机都可用作充气包装。充气包装机有两种：1、气体冲洗式（gashush）：连续充入的混合气体气流将包装容器内空气驱出，构成袋口端的正压状态并立即封口；此机不抽真空连续充入并热封，生产率较高，可使包装容器内含氧量从21%降低至2%5%，此法包装件残氧量较高，不适于对氧敏感的食品。,77,2、真空补偿式其原理是先将包装容器空气抽出构成一定真空度，然后充入混合气体至常压，并热封封口。这种充气方式包装容器含氧量低，应用范围广，具有充气功能的各种真空包装机均可实施。,（二）充气包装机械,78,（三）真空和充气包装应注意的问题,1、真空和充气包装材料的选择2、注意贮存环境温度对真空和充气包装效果的影响3、注意真空和充气包装工艺过程的操作质量；4、真空包装一般不宜用于易被压碎或带有棱角的食品。,79,四、MAP和CAP技术,（一）MA和CA气调原理,1、MA（modifiedatomsphere）即改善气氛，指采用理想气体组分一次性置换，或在气调系统中建立起预定的调节气体浓度，在随后的贮存期间不再受到人为的调整。,80,2、CA（controlledatomsphere）即控制气氛，指控制产品周围的全部气体环境，即在气调贮藏期间，选用的调节气体浓度一直受到保持稳定的管理和控制。,（一）MA和CA气调原理,81,气调保鲜原理,对于具有生理活性的食品，减少O2含量，提高CO2浓度可抑制和降低生鲜食品的需氧呼吸并减少水分损失，抑制微生物繁殖和酶反应，但如果过度缺氧，则会难以维持生命必须的新陈代谢，或造成厌氧呼吸，产生变味或不良生理反应而变质腐败。,82,CA或MA不是单纯的排除氧，而是改善或控制食品贮存的气氛环境，以尽量显著地延长食品的包装有效期。判断一个气调系统是CA型还是MA型，关键是看对已建立起来的环境气氛是否具有调整和控制功能。,气调保鲜原理,83,气调系统模式图,84,在这个系统中间时存在着两种过程：一是产品(包括微生物)的生理生化过程，即新陈代谢的呼吸过程；二是薄膜透气作用导致产品与包装内气体的交换过程；这两个过程使薄膜气调系统成为一个动态系统，在一定条件下可实现动态平衡，即产品与包装内环境气体交换速率与包装内环境气体透过薄膜与大气的交换速率相等。,85,改善和控制气氛包装也称气调包装。其特点是：（1）以小包装形式将产品封闭在塑料包装容器内，其内部环境气体可以是封闭时提供的，或者是封闭后靠内部产品呼吸作用自发调整形成。（2）封闭后包装内的理想气氛一般不再用人为方式进行维持管理，对于较大的包装件，在贮藏期间也可实施适当的换气处理。,（二）MAP和CAP,86,CAP（controlledatomspherepackaging）主要特征是包装材料对包装内的环境气氛状态有自动调节作用，要求包装材料具有适合的气体可选择透气性，以适应内装产品的呼吸作用。生鲜果蔬产品自身的呼吸特性要求包装材料具有调节功能，能保持稳定的理想气氛状态，以避免因呼吸而可能造成的包装缺氧和CO2含量过高。,1、CAP控制气氛包装,87,果蔬包装体系是一个典型的薄膜封闭调节系统，产品呼吸代谢过程要放出CO2、乙烯、水蒸气和其它挥发气体。影响包装内部气氛动态因素：产品种类、成熟度、质量及温度、CO2和O2分压、乙烯浓度、光线、包装膜的渗透性、结构、厚度、面积等。任何CAP系统都应在低氧和高CO2浓度条件下达到以这两种气体平衡为主体的状态。,1、CAP控制气氛包装,88,几种适合新鲜果蔬CAP的包装膜透气性能,89,用一定理想气体组分充入包装，在一定温度条件下改善包装内环境的气氛，并在一定时间内保持相对稳定，从而抑制产品变质过程，延长产品的保质期。MAP适用于呼吸代谢强度较小的产品包装。,2、MAP改善气氛包装,90,某些产品MAP使用的典型气体混合组成,91,生鲜保鲜效果,生鲜冷却肉品的MAP可获得良好的保鲜效果。生鲜肉50%CO2、25%O2和N2组成理想气氛包装与单纯空气在1贮存条件的对照结果，两周后理想气氛包装的生鲜冷却肉保持原有气味和色泽，而空气中贮存的肉品开始腐败，二者细菌总数相差6个等级。,92,后抑菌效应,生鲜肉经50%CO2、气体比例MAP包装在1贮存4天，打开包装贮存于7条件下的抑菌效应。,93,GM型气体比例混合装置，可对N2、O2、CO2进行设定比例的自动混合。,（三）MAP保鲜包装设备,94,MAP-H360L盒式连续气调保鲜包装机,95,活性包装（activepackaging）即：在包装材料中或包装空隙内添加或附着一些辅助成分来改变包装食品的环境条件，以增强包装系统性能来保持食品感官品质特性、有效延长货架期的包装技术。主要有脱氧剂、干燥剂，其次有乙烯吸收剂、乙醇释放或发生剂、除味剂、CO2释放或吸收剂等。,第三节活性包装及脱氧包装技术,一、活性包装概念及功能类型,96,常见的活性包装功能表,97,活性包装的特殊应用,法国在许多新鲜食品上使用一种被称为“时间温度指示”的包装技术，简称TTI。实际上它是一个标签，可以显示食品在某一温度下保存了多长时间。这种标签像射击用的靶子，有许多圈套圈的透明圆环，中心的环含有一种化学物质。这种化学物质会随时间和温度不同而产生聚合作用，并由透明变成黑色。如果包装的食品保持在低温状态，该化学物质的聚合反应就很缓慢，一旦温度增加，聚合反应就会加速，化学物质就会由透明变成黑色。由于食品上的细菌随温度和时间的增加而增加，因此化学物质变黑的程度会越来越严重。当内圈变黑时，就意味着食品不再新鲜。消费者可以通过这种标签颜色的变化判断食品是否在高温状态下保存了很长时间。使用这种标签包装食品，便于消费者有针对性地选择，不易误选变质的食品，同时还可以避免因食品变质要求退货而造成的纠纷。,98,智能啤酒密封罐技术：当这种智能啤酒罐拧开后，可使啤酒在3分钟内自动冷却16.7，从而让人们喝到爽口的冰镇啤酒。该啤酒罐之所以能达到这样的效果，是由于啤酒罐采用了独特的智能包装技术。这种啤酒罐有上下两部分，上部分装啤酒，啤酒外层用含水凝胶包裹；下部分由真空层、干燥剂和热吸收剂层组成。在拧开啤酒罐时，罐内压力下降，引起罐内水分蒸发，使啤酒温度下降。蒸发的水被干燥剂吸收，同时热吸收剂吸收热量。由于这样的原理啤酒罐既可以保鲜又可以冰镇。,活性包装的特殊应用,99,二、脱氧包装技术,脱氧包装（deoxygenpackaging)是指在密封的包装容器内，封入能与氧起化学作用的脱氧剂从而除去包装内的氧气，使包装物在氧浓度很低，甚至几乎无氧的条件下保存的一种包装技术。脱氧包装与真空包装相比最显著的特点是在密闭的包装内可使氧降到很低的水平，甚至产生一个几乎无氧的环境。,100,目前封入脱氧剂包装主要用于对氧敏感的易变质食品，如蛋糕、礼品点心、茶叶、咖啡粉、水产加工品和肉制品等的保鲜包装。,二、脱氧包装技术,101,102,1、在食品包装中封入脱氧剂，可在食品生产工艺中不必加入防霉、抗氧化等化学添加剂，从而使食品更安全，有益于人们的身体健康。2、如果采用的脱氧剂合适，可使包装内部的氧含量降低到0.1%，食品在接近无氧的环境中贮存，可防止其中的油脂、色素、维生素等营养成分的氧化，较好地保持产品原有的色、香、味和营养。,（一）封入脱氧剂包装的特点,103,3、脱氧包装比真空或充气包装更有效地防止或延缓需氧微生物所引起的腐败变质，这种包装效果可适当增加食品中的水分含量（如面包），并可适当延长保持期。4、封入脱氧剂包装还具有所需设备简单、操作方便、高效、使用灵活等特点。,（一）封入脱氧剂包装的特点,104,（二）常用脱氧剂及其作用原理,脱氧剂作用原理：利用其中的有机或无机物质与包装环境空气中的氧发生化学反应而消耗氧，使氧的含量下降到要求的水平甚至达到基本无氧。常用脱氧剂：1、铁系脱氧剂：除氧能力强，使用广泛2、亚硫酸盐系脱氧剂：除氧速度快，应用广泛3、葡萄糖氧化酶：特定产品应用4、铂、钯、铑加氢催化剂：已很少单独使用,105,1、铁系脱氧剂铁系脱氧剂原料易得、制作简单、成本较低，脱氧能力相当强。但脱氧速度相对较慢，且脱氧时需要一定量水分存在才有较好效果。此外，铁氧化时常伴有氢气生成，如何抑制氢气的产生或处理已生成的氢是铁系脱氧剂中需解决的问题，因此，在配制或生产时需加入一些助剂。,（二）常用脱氧剂及其作用原理,106,2、亚硫酸盐系脱氧剂脱氧能力不如铁系，但它脱氧速度快，且可生成CO2，这对食品的贮藏保鲜非常有利。,（二）常用脱氧剂及其作用原理,107,3、葡萄糖氧化酶反映条件温度30-50，pH值4.8-6.2。仅在特定产品的包装中应用。,（二）常用脱氧剂及其作用原理,108,4、铂、钯、铑等加氢催化剂通过它对氧化过程的催化作用，使包装内存在的氢和氧化合成水，达到脱除氧气的目的。,（二）常用脱氧剂及其作用原理,109,（三）脱氧剂的使用要求和方法,1、要求：必须对人体无害；脱氧速度必须合适；必须无令人不快的负反应或有害或有气味的气体。2、方法：可单一使用，也可按不同组分配合使用；常与真空或充气包装结合使用。,110,（四）使用脱氧剂的技术要求,1、注意脱氧剂的开封与使用2、注意吸氧剂的吸收能力与吸收效果3、选择气密性好的包装材料4、包装容器完全密封5、注意封入脱氧剂包装食品的保存温度,111,三、其他活性包装技术,1、定义：在包装材料中增加抗菌剂或采用具有活性功能的抗菌聚合物。2、3种功能模式：释放、吸收、固定化,（一）食品抗菌性包装,112,3、抗菌剂化学抗菌剂：有机酸及其盐类、杀真菌剂、乙醇等。生物抗菌剂：细菌素，如Nisin即乳酸链球菌素最早发现的细菌素之一，也是唯一可以安全使用的生物性食品防腐剂，能够有效抑制肉毒杆菌的过量繁殖和毒素的产生。抗菌聚合物：壳聚糖天然抗菌剂：天然植物提取物如柚子籽、桂皮、山葵、丁香等已被添加进包装系统。,（一）食品抗菌性包装,113,缺点：抗菌剂在和高分子材料热融合挤压时会破坏抗菌活性，所以，能够商业应用的很少。,（一）食品抗菌性包装,114,（二）活性功能吸收剂,1、乙烯吸收剂A、4-6%高锰酸钾为基本组分，再添加到惰性介质中，如珍珠岩、矾土、活性炭、硅藻土等、B、活性炭吸附后再用金属催化剂降解。C、利用内部为微孔结构的矿物质。如把浮石、沸石、方石英等与微量金属氧化物烧结在一起后被分散到塑料薄膜中，制成半透明膜已增加气体的渗透性。,115,2、CO2吸收剂/释放剂吸收剂：Ca(OH)2和铁粉，CaO和吸湿剂释放剂：抗坏血酸和硫酸亚铁或抗坏血酸和重碳酸钠组合为基础，吸收O2，放出CO2。,（二）活性功能吸收剂,116,3、异味吸收剂以聚乙烯亚胺为主的各种聚烃烯亚胺和聚烯烃组成，已被应用于快餐食品、谷类食品、乳制品、禽类产品和水产品包装。,（二）活性功能吸收剂,117,纳米包装技术在食品中的应用：抗菌功能的纳米包装材料：在聚烯烃薄膜中加入纳米高性能无机抗菌剂和增效剂，它的抗菌机理是金属离子作用和光催化作用，能使菌体变性或沉淀。适用于液体、饮料等食品的无菌包装。,（三）活性包装新技术研究方向,118,防腐功能的纳米包装材料：通过采用添加纳米Ti02制成的塑料薄膜来包装食品，既可以防止紫外线对食品的破坏，又可以使食品保持防腐保鲜。适用于果蔬、肉类的保鲜包装。防静电、防伪、高阻隔性包装材料,（三）活性包装新技术研究方向,119,第四节食品无菌包装技术,一、无菌包装的原理和意义,无菌包装（asepticpackaging)的定义：是指将被包装食品、包装容器、包装材料及包装辅助材料分别杀菌，并在无菌环境中进行充填封合的一种包装技术。,120,121,122,无菌包装,无菌包装的最大特点是被包食品和包装材料容器分别杀菌。无菌包装的食品一般为液态或半液态流动性食品，特点是流动性好，可进行高温短时杀菌（HTST）或超高温短时杀菌（UST）,产品色、香、味和营养损失小（如维生素能保存95%)。,一、无菌包装的原理和意义,123,对热敏性食品更适宜，如牛奶、果蔬汁等风味食品品质保质具有重大意义。无菌包装食品可在常温下贮存流通。但若在加工、包装、充填、封合各个环节中有任一地方未能彻底杀菌，就会影响产品的无菌效果。,一、无菌包装的原理和意义,124,无菌包装与传统灌装工艺不同之处,无菌包装与传统灌装工艺及其它所有食品不同之处在于：（1）食品单独连续杀菌，包装也单独杀菌，两者互相独立。（2）无菌包装比普通罐装制品的杀菌耗能量小，且不需大型杀菌装置；（3）可实现连续杀菌灌装密封，生产效率高。（4）传统的罐装加工使食品无菌，但食品的营养成分和风味损害较多，杀菌时间长。,125,二、无菌包装的包装体系杀菌方法,食品无菌包装技术关键是包装体系的杀菌：1、包装食品的杀菌；2、包装材料和容器的杀菌处理；3、包装系统设备及操作环境的杀菌处理。,126,（一）无菌包装食品的灭菌方法,1、超高温短时杀菌（UHT）（ultrahightemperatureinstantaneoustime）是将食品在瞬间加热到高温（135以上）而达到杀菌目的。有两种方法：直接加热杀菌和间接加热杀菌,127,（1）直接加热杀菌法,用高压蒸汽直接向食品喷射，使食品以最快速度升温，在几秒钟内达到140160高温并维持几秒钟，再在真空室内去除多余水分，然后用无菌冷却机冷却到室温。适合于对热敏感的流质食品的灭菌处理，但易使产品香味挥发损失。牛奶采用这种方式杀菌。,128,129,（2）间接加热杀菌法,采用换热器进行间接加热杀菌，根据食品的黏度和颗粒大小选用各种换热器：片式换热器：适用于果肉含量不超过1%3%的液体食品。管式换热器：对产品的适应范围较广，可加工高果肉含量的浓缩果蔬汁的液体食品。刮板式换热器：装有带叶片的旋转器，可用于高黏度食品的刮送，达到加热杀菌的目的。,130,131,2、高温短时杀菌,高温短时杀菌（HTST）：100以上（hightemperatureshorttime）主要用于低温流通的无菌奶和低酸性果汁饮料的杀菌，可采用在瞬间把液料加热到100以上，然后速冷至室温，可完全杀灭液料中酵母和细菌，并能保全产品的营养和风味。,132,3、欧姆杀菌（ohmsterilising）,欧姆杀菌是借助通入电流使液态食品内部产生热量达到杀菌目的的新型加热杀菌技术。主要是针对含颗粒流体食品（牛肉丁、胡萝卜丁、糖汁类液态食品）的无菌加工，解决了液体和固体颗粒间的加热杀菌程度不均匀的问题。,133,欧姆加热是利用50Hz或60Hz的低频交流电源提供电流，把食品作为电路中的一段导体，在食品内部将电能转化为热能，从而达到直接均匀加热的目的，欧姆加热速度快温度均匀，操作控制简单，对食品机械损伤小，加热后的食品营养成分损失少，能很好地保持风味，并且在欧姆加热过程中，食品不易结垢。,3、欧姆杀菌（ohmsterilising）,134,135,欧姆加热杀菌优点：,欧姆加热是体积加热方式，液体和其中的固体几乎同时加热，固体内部的温度比表面高，加热更加迅速。在传统加热中，固体受热依靠传导液体的热量，因此当固体中心的温度达到灭菌温度时，液体和固体的表面已经过热，降低产品的质量。,（1）欧姆加热是快速的体积加热,136,(2)流动接近塞状流，形成均匀的温度场。,(3)没有传热面，固体表面不会结成硬块，也不会结垢。,(4)特别适合加热含有大颗粒的食物(直径25mm)和高粘度、热敏性、导热系数低的食品。,欧姆加热杀菌优点：,137,(5)欧姆加热是电加热，虽然电能较贵，但其转化率较高（90%），其他能量的转化率只有(45-50)%，故加热1t产品的能耗与用蒸汽加热是差不多的。,(6)对产品的机械损伤小，颗粒非常完整。,欧姆加热杀菌优点：,138,无菌包装材料的杀菌方法视材质而不同。目前普遍使用的是纸塑类多层复合材料，这类材料在复合加工时的温度高达200左右，这相当于对包装材料进行了一次灭菌处理，但贮运、印刷等加工过程会重新被微生物污染，如果直接用来包装食品则会造成微生物的二次污染，因此，在无菌包装时必须对包装材料单独进行杀菌处理。,（二）无菌包装材料和容器杀菌方法,139,（二）无菌包装材料和容器杀菌方法,1、纸塑类包装材料纸塑类包装容器：有物理和化学两种方法。物理方法常用紫外线辐射杀菌化学方法有过氧化氢（H2O2）杀菌、过氧化氢与紫外线并用、紫外线与乙醇或柠檬酸并用,140,（1）紫外线杀菌,紫外线在波长250270nm范围内有较好的灭菌效果，且与照射强度、时间、距离和空气温度有关。,（二）无菌包装材料和容器杀菌方法,141,（2）过氧化氢（H2O2）的杀菌,H2O2是一种杀菌能力很强的杀菌剂，毒性小，在高温下可分解成氧和水：H2O2H2OO新生态O极为活泼，有极强的杀菌力。过氧化氢（H2O2）的杀菌能力与它的浓度和温度有关，浓度越高且温度越高，杀菌能力就越好。,（二）无菌包装材料和容器杀菌方法,142,（3）H2O2和紫外线并用的杀菌方法,低浓度的H2O2溶液加上高强度的紫外线，只需在常温下就会产生立即生效的强杀菌效力，比两者单独用要强百倍。,143,70%的乙醇、柠檬酸单独使用时无杀菌效果，但与紫外线结合使用后可在3-5s内达到杀菌要求。,（4）紫外线与乙醇或柠檬酸并用的杀菌方法,（二）无菌包装材料和容器杀菌方法,144,145,2、金属罐、盖、玻璃瓶的杀菌方法,采用过热蒸汽杀菌。,（二）无菌包装材料和容器杀菌方法,146,1、包装系统设备的杀菌无菌包装系统设备杀菌处理常用的工艺流程：热碱水洗涤稀盐酸中和热水冲洗清水冲洗高温蒸气杀菌。,（三）包装系统设备及操作环境的杀菌方法,147,2、操作环境的杀菌无菌室安装有空气过滤装置和紫外线灭菌装置。杀菌可采用物理和化学方法并用进行，并定期进行紫外线照射，杀灭游离于空气中的微生物。,（三）包装系统设备及操作环境的杀菌方法,148,三、食品无菌包装系统,无菌包装系统的研究始于20世纪20年代，50年代美国推出世界上第一个无菌包装系统（doleasepticcanningsystem）,接着又推出玻璃瓶无菌包装机（asepticglassfiller）。自20世纪70年代中期采用超高温杀菌技术和无菌软包装。目前，采用UHT杀菌和纸塑复合材料的无菌包装产品占有巨大的市场份额。,149,包括容器输入部分、容器灭菌部分、无菌充填、无菌封口和包装件输出部分。（一）纸盒无菌包装系统（二）采用预成形容器无菌包装系统（三）塑料瓶（杯）无菌灌装系统（四）衬袋盒（箱）无菌包装（五）固体食品的无菌填充系统,三、食品无菌包装系统,150,（一）纸盒无菌包装系统,该机采用卷筒材料输入设备进行杀菌、成型、充填和封合，砖形容器由57层材料组成。典型材料结构：PE/印刷层/纸板/PE/铝箔/PE/PE采用H2O2和高温热空气进行包装材料的无菌处理。,1、TetraPak利乐砖型包无菌包装机,151,利乐枕,利乐砖,152,2、SA50无菌包装系统,该系统采用H2O2和加热方法对包装材料进行无菌处理：先由35%的H2O2在槽中经80处理912s，然后在通过滚轮过程中H2O2逐渐减少；当通过120热空气喷射后，材料上的H2O2完全被除去。在无菌的成型填充工作区内完成成型、填充和密封操作；用过压无菌空气保持操作环境的无菌状态。,153,“巴氏奶”采用的主要是美国国际纸业公司生产的屋顶盒式包装。美国国际纸业公司是全球最大的“屋顶盒”包装企业。,154,（二）采用预成型容器的无菌包装系统,这种无菌包装系统不用卷筒材料，而是用预先压痕并接缝的筒形材料，在机器无菌区之外预先成型，然后用H2O2和加热杀菌，用于牛奶、果汁饮料的无菌包装。由于纸盒在系统之外预制好，大大简化了无菌包装系统的纸盒成型部分。典型设备是德国PKL公司的Combiloc无菌包装系统。包装材料：纸板/铝箔/PE/Surlyn树脂等组成,155,采用卷筒材料的塑料容器成型/充填/封合无菌灌装系统。该系统采用H2O2杀菌处理，底部材料带和上部盖材经H2O2槽浸渍，而后经4、10两个干燥器使材料带上的H2O2完全分解蒸发而达到无菌，然后在过压无菌空气环境下完成容器成型、充填和封口。,（三）塑料瓶（杯）无菌灌装系统,156,（三）塑料瓶（杯）无菌灌装系统,157,衬袋盒（箱）（bag-in-box）是液体或半液体食品方便又经济的一种包装形式，有三部分组成:1、一个柔性的可折叠多层复合袋；2、封盖和管嘴，产品通过它灌装和流出取用；3、刚性的外盒与外箱，根据容积大小可用瓦楞纸板或木板组成。,（四）衬袋盒（箱）无菌包装,158,159,160,固体食品无菌包装最大难点是食品本身的杀菌处理。固体食品的热渗透速度比液体食品慢得多，有可能发生酶钝化不彻底的问题，也难以克服易碎固体在处理过程的受损问题。因此，至今没有一种能真正适合于固体食品的无菌包装系统。固体食品无菌化包装设备一直在研制中。,（五）固体食品的无菌充填系统,161,但近几年来，某些程度的固体食品无菌化已经逐渐成为可能，一些实用的中型设备正在试制中。其中之一是澳大利亚Steriglin公司的系统，可以对35mm的方形水果、蔬菜、肉和鱼等进行灭菌处理。,（五）固体食品的无菌充填系统,162,第五节微波食品包装技术,微波包装技术的出现,生活节奏,快餐,速热食品,微波炉,微波食品,微波包装,163,一、微波加热特性与包装要求,微波食品（microwavefood）并不是单独意义上的食品，它是指为适应微波加热（调理）的要求而采用一定的包装的包装方式制成的食品。,164,（一）微波加热的基本原理和特点,1、原理：利用微波的热效应。水是微波最好的介质，可以很好的吸收微波。,165,2.微波加热的特点,（1）高效节能（2）均匀加热（3）易于控制，工艺先进（4）低温杀菌，无污染（5）选择性加热（6）安全无害,（一）微波加热的基本原理和特点,166,（二）微波食品的包装要求,1.对微波包装材料的要求包装材料对微波的加热适应性：即对微波的吸收、反射与透过性能，以及其对内装产品在加热时的影响，是微波食品包装时必须考虑的重要问题。微波食品连同包装一起加热，因此要求包装材料应具有较好的耐高低温性能，脆折点要低。,167,凡是能透过微波的包装材料都具备微波加热的基本条件。（1）耐热性：对水性食品要求较低，对油性食品要求较高。（2）耐寒性：-20-18（3）耐油性（4）卫生标准（5）廉价性（6）废弃物容易处理,（二）微波食品的包装要求,168,2.微波包装形式设计要求,（1）是否需要对金属材料加以保护（2）是否需要屏蔽，以防止食品加热不均（3）是否需要敏片包装（4）是否需要在包装外采用套标，防止烫手（5）是否需要在容器内保持适量蒸汽（6）是否需要控制包装内微波加热的分布,（二）微波食品的包装要求,169,（三）微波加热的不均匀性与包装,食品的成分和结构体系复杂，不同物料或同一物料的不同组分，由于介电特性不同其吸收微波能的能力亦不同，其在微波场中的温升情况也表现出差异。1、尖角集中效应2、表面低温现象,170,1、尖角集中效应食品的边角部分很容易被微波穿透，其产热迅速而温升很快，常常会受到过度加热，甚至在其中心部分尚未熟透时边角就会产生焦糊现象，此即为微波加热的“尖角集中效应”。包装尽可能避免微波加热的不均匀性对食品质量造成的影响，如采用可阻挡微波的铝箔包裹食品的边角或尖角部位以屏蔽微波。,（三）微波加热的不均匀性与包装,1