chapter 10 改善和控制气氛包装.ppt

1、第十章 改善和控制气氛包装技术,掌握真空包装和抽气包装的概念、机理及二者的区别。 了解真空充气包装的工艺要点及二者的适用范围。 了解各种真空包装和充气包装机械及工作流程。 掌握MAP和CAP包装的概念及二者的气调系统原理。,从20世纪初以来，就已采取改善和控制食品周围气体环境的方法来限制食品的生物活性。实践证明，改善食品的气体环境作为冷藏的补充手段，可以大大延缓食品的生物生化变质。 目前，改善和控制气氛包装(MAP or CAP，Modified or Controlled Atmosphere Packaging)在食品包装中的作用越来越广泛。 最常用的是真空包装和充气包装，MAP 及CAP

2、是在真空充气包装技术基础上的进一步发展。,一、真空和充气包装机理,(一)真空包装(Vacuum Packaging) 食品真空包装的意义 食品真空包装是把被包装食品装入气密性包装容器， 在密闭之前抽真空，使密封后的容器内达到预定真空度 的一种包装方法。常用的包装容器有金属罐、玻璃瓶、 塑料及其复合薄膜等软包装容器。,真空包装技术用于玻璃和金属罐的食品包装已有100余年的历史：这两种包装容器的气密性极好，只要封口的密封性可靠，可以长期地贮存食品。但由于食品罐装技术所需的工艺设备复杂，包装材料重，玻璃瓶罐容易破损，金属罐易锈蚀，对食品的流通和消费带来了许多不便。,20世纪50年代，开始采用塑料及塑

3、料与纸和铝箔等的复合软包装材料进行真空包装，生产食品软罐头和袋装食品。 这些新兴的软包装产品逐渐取代了许多种瓶装和罐装食品，特别是蒸煮袋食品和快餐食品，由于质量轻，贮运流通食用方便而得到很快的发展。,2真空包装保质机理 真空包装的目的是为了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。,对微生物来说，当氧浓度不大于1时，它的繁殖速度急剧下降；在氧浓度为0.5时，多数细菌将受到抑制而停止繁殖。 另外，食品的氧化、变色和褐变等生化变质反应都与氧密切相关，当氧浓度小于1时，也能有效地控制油脂食品的氧化变质。 真空包装就是在包装内造成低氧条件而保护食品质量的一种

4、有效包装方法。,(二)充气包装(Gas Packaging),1充气包装特点 充气包装是在包装内充填一定比例理想气体的一种包装方法，目的与真空包装相似，通过破坏微生物赖以生存繁殖的条件，减少包装内部的含氧量及充入一定量理想气体来减缓包装食品的生物生化变质；,区别在于真空包装仅是抽去包装内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如氮、二氧化碳等，或者采用气体置换，用理想气体置换出包装内的空气。,经真空包装的产品，因内外压力不平衡而使被包装的物品受到一定的压力，容易黏结在一起或缩成一团； 酥脆易碎的食品如油炸马铃薯片、油炸膨化风味食品等易被挤碎； 形状不规则的生鲜

5、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。,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。,食品包装采用气体充填技术已有较长的历史，欧美在20世纪30年代已开始研究使用二氧化碳气体保存肉类食品； 20世纪50年代研究开发用氮和二氧化碳气体置换空气的牛肉罐头和奶酪罐，延长了保质期； 20世纪60年代由于各种气密性塑料包装材料的开发，很多食品如乳制品、肉食加工品、茶叶、花生、蛋糕等都成功地采用了气体充填包装技术； 20世纪70年代生鲜肉的充气包装在欧美各国广泛应用。部分生鲜食品

6、和加工食品的充气包装情况见表3-10。,2充气包装保质机理,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。,(1)二氧化碳 空气中二氧化碳的正常含量为0.3%。二氧化碳在低浓度下能促进许多微生物的繁殖，但在高浓度下却能阻碍大多数需氧菌和霉菌等微生物的繁殖，延长其微生物增长的停滞期和指数生长期,因而对食品有防霉和防腐作用。,(2)N2 它是一种理想的惰性气体，不与食品中的成分发生反应.作用包括: 一是抑制食品和微生物的呼吸; 二是作为一种充填气体，保证食品的外形和组织状态; 三是抑制氧化。,(3)氧气 氧在空气中占21，是生物赖以生存不可缺

7、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。 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和商品价值。因此，维持新鲜肉类稳定的生鲜状态，必须采用有氧包装。,含氧充气包装特别适用于生鲜果蔬的保鲜包装。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，这主要取决于果蔬的品种、成熟度等许多因素。 采用适当的包装材料和包装方法，控制其果蔬贮存环境的氧分压和呼吸速度，这就是近代开发的果蔬气调保鲜包装(CAP)技术。,氧常与二氧化碳和氮混合成理想气体用于生鲜食品的充气包装，其作用是维持生鲜食品

8、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。 在应用充气包装技术时，根据被包装食品的性能特点，可选用单一气体或上述三种不同气体组成的理想气体充入包装内，以达到理想的保质效果。一般情况下，氮的稳定性最好，可单独用于食品的充气包装而保持其干燥食品的色、香、味；,对于那些有一定水分活度、易发生霉变等生物性变质的食品，一般用二氧化碳和氮的混合气体充填包装；对于有一定保鲜要求的生鲜食品，则需用一定氧气浓度的理想混合气体充填包装。 对于同一种薄膜，三种气体的透过比例为 N2O2 CO21 3 (15-30),二、真空和充气包装工艺要点,()包装材料的选择 根据食品保鲜特点，用于真空充气包装

9、的包装材料对透气性的要求可分为两类： 一类为高阻隔性包装材料，用于食品防腐真空和充气包装，减少包装容器内的含氧量和混合气体各组分浓度的变化； 二类是透气性包装材料，用于生鲜果蔬充气包装时维持其低呼吸速度。,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。 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。,衡量塑料薄膜对某种气体渗透性的大小一般可用透气系数表示，透气系数越小，气密性越好。 用作真空包装的塑料薄膜，

10、一般要求透氧度较小，如PET、PA、PVAL和EVA等薄膜具有良好的阻气性，但这些材料一般不单独使用，可采用PE或PP与之复合。,(二)真空充气包装的工艺要点 1注意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有着密切关系，一般随温度提高，透气度也随着增大 。 真空和充气包装的食品，宜在低温下贮存，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。 鲜食品或包装后不再加热杀菌的加工食品，应在低温(10以下)贮藏和流通。,2注意真空和充气包装过程的操作质量 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

11、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。 另外，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。,3真空和充气包装的适用范围不同 真空包装由于包装内外有压差，所以一般不宜用于易被压碎或带棱角的食品。 对这类食品如果常规包装方法不能保持其风味和质量而又有一定包装要求时，一般考虑采用充气包装。,三、真空包装和充气包装机械,真空包装和充气包装的工艺程序基本相同，因此这类多设计成通用的结构形式，使之既可用于真空包装，又可用于充气包装，也有的设计成专用形式。 真空充气型

12、包装机可以作真空包装或充气包装，而不具有充气功能的真空包装机只能用作真空包装；,此外，也有用卧式或立式自动制袋充填包装机作不抽真空的充气包装。 采用混合气体充填包装或MA包装时，包装机尚需配置气体比例混合器，将两种或三种不同气体按比例混合后充气。,(一)真空包装机械 真空包装机械有室式、输送带式、插管式、旋转台式和热成型式五种类型。 1室式真空包装机 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)系统及热封装置组成。 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24次。,2带式真空包装机,用输送带将包装袋逐步送入

13、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。,图3-52所示为输送带式真空包装机的结构示意。包装袋置于输送带的托架1上，随输送带进入真空室盖4位置停小室盖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。 操作完毕，活动平台降下而真空室盖升起，输送带步进将包装袋送出机外。 该机型的真空系统、热封原理与室式真空包装机相同。,3旋转台式真空包装机 图3-53所示为旋转式真空包装机工作示意。该机由充填和抽真空两个转台组成，两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的真空室。 充填转台有六个上位，自动完

14、成供袋、打印、张袋、充填固体物料、注射汤汁五个动作； 抽真空转台有12个单独的真空室，包装袋在旋转一周经过12个工位完成抽真空、热封、冷却到卸袋的动作，机器的生产能力达到40袋分钟。 由于机器的生产能力较高，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。,4热成型真空包装机 热成型真空包装机结构示意如图3-54所示。工作过 程为： 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； 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； 完成热封的盒带步进经封口冷

15、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。,（二）充气包装机械 各种类型具有充气功能的真空包装机都可用作充气包装，但除插管式真空包装机外，其他类型真空充气包装机充气时均不能直接充入塑料袋内，每次向真空室充气，耗气量大而成本高，如单室或双室式真空包装机的充气功能因耗气量大而一般不用，须经改进设计才能发挥其充气功能。,充气包装机有两种类型： (1)气体冲洗式(Gas Hush)，由各种立式或卧式自动制袋充填包装机改进，包装原理是连续充入混合气体，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气并热封，

16、生产效率高，可使包装容器内含氧量从21降低至25，但由于包装件内残氧量较高，不适用于包装对氧敏感的食品。,(2)真空补偿式(Compensated Vacuum)充气包装机，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。,四、MAP和CAP包装技术,(一)MA和CA气调系统原理 MA(Modified Atmosphere)即改善气氛，指采用理想气体一次性置换，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。 CA(Controlled Atmosphere)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或控制。,对于具有生理活性的食品，减少氧含量，提高二氧化碳浓度，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需的新陈代谢，或造成厌氧呼吸，产生变味或不良生理反应而变质腐败。,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