气调包装(MAP, modified atmosphere packaging)是通过在塑料气调盒内充入一定比例的混合气体,来置换普通的空气,并采用高阻隔性的封口膜进行封口,使包装内形成一个封闭的改良气体环境,减缓食品的呼吸速率、阻止酶的腐败作用、抑制微生物的生长繁殖,来延长食品的保质期。
气调包装已凭借不需要冷冻和添加剂就能有效延长生鲜食品的保质期这一优势在食品包装中得到广泛应用,包括各种生鲜肉类、鱼和海鲜产品、新鲜蔬菜和水果、奶酪、盒饭、其他新鲜和预制食品的包装和流通。最近5年,冷鲜肉类的气调包装在我国的应用越来越广泛,基于这种市场需求,包装机厂家也推出了各种类型的半自动和全自动气调包装机。
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为什么冷鲜肉要采用气调包装
冷鲜肉是屠宰后的畜胴体在加工前进行预冷排酸,使肉完成“成熟”过程的肉类,包括冷鲜猪肉、冷鲜牛肉、冷鲜羊肉、冷鲜鸡肉等。冷鲜肉具有柔软有弹性,口感滑腻鲜嫩的特点。
冷鲜肉在加工、流通和销售过程中,始终处于冷链环境,保持环境温度在0-4℃范围内。相比热鲜肉和冷冻肉,冷鲜肉在零售端具有明显优势:比热鲜肉保质期长,而比冷冻肉新鲜、肉色好、口感好。
采用气调包装的冷鲜肉可以更好的抑制微生物生长繁殖,还能保持肉品的色香味,进一步延长其保质期,同时,冷鲜肉在加工厂完成气调包装后冷链配送至各个商超、门店,还能够有效防止肉品在储运过程中受到不确定因素的影响而造成污染,确保肉品安全、卫生。
冷鲜肉气调包装的保鲜原理
冷鲜肉气调包装的保鲜原理是根据各类鲜肉的性质和保鲜要求,通过在包装内充入一定比例的混合气体以改变冷鲜肉的贮存环境,改变微生物赖以生存和繁殖的条件,以减缓冷鲜肉的变质过程,从而达到保鲜防腐的目的。
冷鲜肉的气调包装用的气体通常为CO2、O2和N2,它们通常根据不同的需要以不同的比例进行混配。有时在混合气体中加入低浓度CO可使冷却肉具有樱桃红色,不过现在一般不采用。
各种气体在冷鲜肉气调包装中的作用
冷鲜肉的气调包装常用气体的功能:
- C02:二氧化碳在气调包装中起到抑菌剂的功效,可以抑制大多数需氧菌和霉菌的生长和繁殖,但是必须要清楚的是二氧化碳对厌氧菌和酵母菌无抑制作用。同时由于CO2具有水溶性(易溶于水和脂肪),可以降低肉的pH值,使某些不耐酸的微生物失去生存的必需条件,但另一方面,这种水溶性又会导致包装盒塌陷,影响产品的外观,这个问题的解决办法我们随后会说到。
- O2:氧气在冷鲜肉的气调保鲜包装中的作用主要包括:抑制厌氧菌的生长和繁殖;维持氧合肌红蛋白的功能,在短期内使肉色呈鲜红色,增加消费的接受度和购买欲望。研究表明, 要保持冷鲜肉的良好色泽,氧气的含量应达到40%左右。但是包装盒内O2的存在会降低CO2对微生物的抑菌效果,并使冷却肉的脂肪氧化值升高。
- N2:氮气属惰性气体,不影响肉的色泽,不与冷鲜肉发生任何反应,也不会被其所吸收,但能防止氧化酸 败、霉菌的生长和寄生虫的为害。氮气可作为混合气体缓冲或平衡气体比例,并可防止因CO2溶于水和脂肪而形成的包装塌陷现象。
冷鲜肉气调包装中气体混合的比例
由于氮气和二氧化碳两种气体在冷鲜肉的气调包装中基本上可以说具有截然相反的作用,不同的混配比例会产生不一样的效果,因此如何寻找最合适的气体混配比例,以求在保持冷鲜肉的色泽和延长保质期之间得到平衡,一直是值得研究的课题。
有实验表明,在冷鲜肉的气调包装中,充入100% CO2 ,能看到最好的防腐效果,但是无法生成氧合肌红蛋白,肉色会呈紫红色,消费者很难接受。不过100%二氧化碳气调包装的冷鲜肉一旦重新接触氧气,肉色就会得到改善。
当充入的气体比例为75%的O2和 25%的CO2时,肉色最好,但无法有效抑制微生物的生长繁殖,所以防腐效果最差,保质期最短。
用 50%氧气、25%二氧化碳和 25%的氮气(或者60%氧气、20%二氧化碳和 20%氮气),或者接近的气体混配比例,既可使肉色鲜红,防腐保鲜 ,同时又可防止包装因CO2溶解于水和脂肪,造成浓度变化所引起的包装塌陷,比较适用于超市销售的零售包装 ,在 0~4℃冷藏条件下可保存 10~14天。
气调包装冷鲜肉的储运温度
储运环境的温度是影响气调包装的冷鲜肉保质期的重要因素之一。 在低温条件下,各种微生物和一些酶类的活性都受到抑制甚至完全停止,从而可以大大减缓冷鲜肉的腐败速度,有效延长保质期。
同时,冷鲜肉储存和运输的环境温度也直接影响包装材料的阻隔性。一般来说,包材的阻隔性和环境温度呈负相关关系,温度越高,则阻隔性越低。包装材料的阻隔性很可能会导致过量的气体交换,使包装内部气体比例发生变化,进而影响冷鲜肉的色泽、菌落数量以及Ph值。
因此,在冷鲜肉的整个加工和储运流程中,应该保持0-4℃的冷链环境。
冷鲜肉气调包装中包装材料的选择
由于生鲜肉品的含水量超过70%,气调包装后,在后续的储存、运输及终端零售环节,由于肉品流失的水分全部留在包装内,或形成水雾或凝结成水珠而聚集在包装底部,严重破坏了包装的视觉效果,降低了消费者的购买欲望。
水雾的产生通常是通过选用合适的封口膜来解决。冷鲜肉的气调包装应选用阻隔性良好的包装材料,从而起到“内阻外隔”的作用。使用特殊的复合包装薄膜,能使包装内的水汽聚焦然后顺着包装边沿流到气调盒底部,来保持封口膜的透光性能。
封口膜的正反面基材使用PET、PP、PA、PVDC等常见的材料,可起到热封口作用,关键的内夹层选用EVOH等材料起气体阻隔作用。封口膜的阻隔性一般用透气系数来表示,透气系数越小,阻隔性越好。
冷鲜肉气调包装设备
气调包装设备是包括了一系列气调包装的相关机器设备的统称,并不仅仅指气调包装机。一套完整的气调包装设备主要包括以下几种:
- 气调包装机:气调包装的主体设备,最关键的充气和封口过程都由它来完成。冷鲜肉的气调包装要注意选择采用“真空置换式”的气调包装机,不但能节约大量气源,而且残氧量低,充气的精度更高,能有效保证冷鲜肉的保质期
- 空气压缩机:和电力一起作为气调包装设备的动力源
- 空气混配器:根据所充入的气体的需要,有2元气体混配器和3元气体混配器
- 气体分析仪:是一种用来测试和分析气调包装中的气体精度的设备,主要用来在批量气调包装生产中,抽查包装质量,确保气体比例正确、气调包装无漏气等
除以上设备外,根据包装的具体要求,可能还会用到以下设备:
- 自动灌装机:用于液体、糊状、颗粒状或条状等产品的自动灌装
- 自动落盒装置:自动将气调盒落在气调包装机的传送带上,仅适用于自动型的气调包装机
- 喷码机/打码机:用于在封口膜上喷印生产日期等信息
- 称重设备:用于量取包装重量,以方便贴价格标签等信息
- 贴标机:用于在封口膜上贴上带LOGO等公司信息、产品信息的标签
- 金属探测器:食品包装中一般要配备金属探测器,防止包装中或包装盒上存在金属物质
- 选别机:用于进一步检测包装重量,不合格者予以剔除
结语
冷鲜肉产品基本上是以最终消费者为直接目标,消费者在购买冷鲜肉后会很快食用或放在冰箱中暂时储藏。在常温下,细菌繁殖非常快,且温度越高,繁殖速度越快。例如16摄氏度下细菌1天内可增殖15倍,21摄氏度时能增殖700倍,27摄氏度时增殖3000倍,在置于0-4摄氏度冷藏环境时,则1天増殖2倍,因而对生鲜肉进行气调保鲜销售已是一种发展趋势。 随着冷鲜肉日益成为肉类消费的主流,在市场上占有越来越大的份额,把气调包装应用于冷鲜肉类的保鲜,可大大延长产品的保质期,减少食材浪费,因而成为我国冷却肉包装发展的重要方向之一。