一、包裝技術(shù)的原理
包裝通過在包裝材料中添加或利用材料本身的特性,抑 制微生物(如霉菌)的生長(zhǎng)和繁殖,從而延長(zhǎng)食品保質(zhì)期。其核心原理可分為兩類:
1. 接觸型包裝
材料特性:部分高分子材料(如聚乙烯、聚丙烯)可通過物理改性(如表面電荷修飾)直接抑 制微生物附著。
作用:添加銀離子、銅離子、氧化鋅等金屬離子,或天然成分(如殼聚糖、蜂膠),通過破壞微生物細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)、抑 制酶活性或干擾 DNA 合成實(shí)現(xiàn)去菌。
示例:銀離子可與蛋白酶結(jié)合,導(dǎo)致其失活;殼聚糖通過正電荷與負(fù)電荷細(xì)胞膜結(jié)合,破壞完整性。
2. 釋放型包裝
緩釋機(jī)制:劑(如 ε- 聚賴氨酸、納他霉素)通過擴(kuò)散或響應(yīng)環(huán)境條件(如濕度、pH 值)釋放到食品表面,形成屏障。
應(yīng)用場(chǎng)景:常用于液態(tài)食品(如飲料)或高水分食品(如鮮肉),確保成分均勻分布。
二、氣調(diào)包裝技術(shù)的原理
氣調(diào)包裝(MAP)通過調(diào)節(jié)包裝內(nèi)氣體成分(降低氧氣、增加二氧化碳和氮?dú)猓?,改變微生物生長(zhǎng)環(huán)境,延緩食品氧化變質(zhì)。其核心原理包括:
1. 氣體成分調(diào)控
降低氧氣(O?):抑 制需氧菌(如沙門氏菌)和氧化酶(如多酚氧化酶)活性,減緩脂肪氧化和褐變。
增加二氧化碳(CO?):抑 制多數(shù)微生物(尤其是革蘭氏陰性菌)的代謝活動(dòng),同時(shí)減少水分蒸發(fā)。
補(bǔ)充氮?dú)猓∟?):作為填充氣體,防止包裝塌陷,維持外觀。
2. 主動(dòng)與被動(dòng)氣調(diào)
主動(dòng)氣調(diào):通過氣體置換設(shè)備(如真空充氮機(jī))準(zhǔn)確控制 O?、CO?比例(如肉類包裝常用 O? 0-20%、CO? 20-50%)。
被動(dòng)氣調(diào):依賴包裝材料的透氣性,自動(dòng)平衡內(nèi)部氣體(如新鮮蔬菜包裝利用薄膜透氧率與呼吸作用匹配)。
三、技術(shù)應(yīng)用與挑戰(zhàn)
1. 包裝的應(yīng)用
領(lǐng)域:鮮肉、乳制品、烘焙食品(如保鮮膜)。
優(yōu)勢(shì):無需化學(xué)防腐劑,安 全性高;可局部強(qiáng)化(如袋口涂層)。
挑戰(zhàn):劑遷移風(fēng)險(xiǎn)需符合食品安 全標(biāo)準(zhǔn)(如歐盟 EU 10/2011 限制銀離子遷移量);成本較高(如納米銀材料)。
2. 氣調(diào)包裝的應(yīng)用
領(lǐng)域:預(yù)制菜、鮮切水果、海鮮(如三文魚氣調(diào)包裝可延長(zhǎng)保質(zhì)期至 14 天)。
優(yōu)勢(shì):保持食品色澤和風(fēng)味(如紅肉需低 O?防氧化);減少防腐劑使用。
挑戰(zhàn):需準(zhǔn)確匹配食品呼吸速率(如綠葉蔬菜易因 CO?過高導(dǎo)致厭氧腐?。话b設(shè)備投資大。
四、未來趨勢(shì)
復(fù)合技術(shù)融合:包裝與氣調(diào)包裝結(jié)合(如含劑的高阻隔膜),實(shí)現(xiàn)多重保鮮。
智能響應(yīng):開發(fā) pH / 溫度敏感型劑或動(dòng)態(tài)氣調(diào)系統(tǒng),根據(jù)食品狀態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)。
環(huán)?;翰捎蒙锘牧希ㄈ?PLA)負(fù)載天然劑(如植物精油),降低碳足跡。
總結(jié)
包裝和氣調(diào)包裝分別從抑 制微生物和調(diào)控環(huán)境兩方面突破傳統(tǒng)保鮮局限,成為食品工業(yè)的重要技術(shù)。未來隨著材料科學(xué)與智能技術(shù)的發(fā)展,其應(yīng)用將更有效、安 全且可持續(xù)。