气调保鲜包装技术的主要应用及趋势

气调包装(Modified Atmosphere Packaging)也称置换气体包装，简称MAP，可定义为“在能阻止气体进出的材料中调节食品的气体环境的技术”。MAP的一个重要特征是贮藏初始调节包装内的气体组成，以达到抑制食品的腐烂和变质，维持易腐烂食品正常货架期内的品质或延长其货架寿命的目的，因此气调包装又被称为主动气调包装(Active Atmosphere Packaging)。气调包装主要用于食品保鲜。

　　气调包装的包装原理是采用气调保鲜气体（2～4种气体按食品特性配比混合），对包装盒或包装袋的空气进行置换，改变盒（袋）内食品的外部环境，抑制细菌（微生物）的生长繁衍，减缓新鲜果蔬新陈代谢的速度，从而延长食品的保鲜期或货架期。气调保鲜气体一般由二氧化碳（CO2）、氮气（N2）、氧气（O2）及少量特种气体（NO2、SO2、Ar等）组成。各种气体的作用如下：CO2气体具有抑制大多数腐败细菌和霉菌生长繁殖的作用，是保鲜气体中主要的抑菌剂；O2具有抑制大多数厌氧腐败细菌的生长繁殖、保持生鲜肉的色泽、以及维持新鲜果蔬生鲜状态的呼吸代谢的作用；N2是惰性气体，一般不与食品发生化学作用，也不被食品所吸收，在气调包装中用做填充气体，防止由于CO2等气体从包装内逸出而使包装塌落。对于不同的食品果蔬，保鲜气体的成分及比例也不相同，对农作物气调包装的关键是保持包装材料的氧气渗透性与产品的呼吸速度相匹配。

　　气调包装在一些产品上的应用已经比较成熟，已经广泛应用于果蔬和净菜的保鲜。另外，气调保鲜技术还应用在冷鲜肉与水产品的包装上。

　　采摘后的新鲜果蔬在储存期间内仍具有生命活性，呼吸作用和蒸腾作用所释放的物质和热量对果蔬的质量影响很大，造成果蔬重量减轻、营养损失、外观和色泽受损、最终导致其腐烂变质，失去食用价值。果蔬气调包装就是在冷藏的基础上，通过对包装内环境温度、湿度、气体浓度等因素的调节控制来抑制果蔬的呼吸作用并降低其水分蒸发速率，从而达到延长其货架寿命的目的。果蔬的气调包装气体由O2、CO2、N2组成，用透气性薄膜包装果蔬，充入低O2与高CO2和混合气体置换后密封，使包装内的O2含量低于空气而积累CO2高于空气，通过薄膜进行气体交换，达到利于果蔬保鲜环境、保持微弱需氧呼吸的气调平衡。大多数果蔬用5％O2、5％CO2、90％N2混合比例包装，在6℃-8℃低温下有较长的保鲜期。

　　气调包装也适用于净菜保鲜。净菜又称切割果蔬、半处理加工果蔬，为迎合上班族的新兴食品加工产品，有安全、新鲜、营养、方便等特点，但经切割后易褐变。采用气调包装降低氧含量能最大限度延长货架期。例如美国的切丝莴苣以1％-3％的O2、5％-6％的CO2和90％N2阻止褐变。气调保鲜包装还适用于去皮和切片的苹果、马铃薯、叶菜类蔬菜等果蔬保鲜。开发适合果蔬气调包装保鲜效果的包装膜是拓宽果蔬保鲜途径的关键。

　　随着人们生活水平的提高，对冷鲜肉的需求也越来越大，但由于冷鲜肉的保鲜期很短，色泽很难保持。如果要规模化生产、配送冷鲜肉，解决保鲜难题是关键所在。如今，国际上一般采用复合气调保鲜包装来解决此类问题。
　　冷鲜肉的包装主要有真空包装、充氮包装和复合气调保鲜包装等几种形式。因为真空包装和充氮包装在包装后冷鲜肉的颜色发暗，失去鲜肉原有的新鲜色泽，故一般采用复合气调保鲜包装，复合气调保鲜包装后冷鲜肉的保鲜期为7-12天，并可保持新鲜肉的色泽和香味。冷鲜肉复合气调保鲜包装的混合保鲜气体由氧气和二氧化碳组成。其中氧气的浓度配比较高，可以使冷却肉保持新鲜肉的鲜红色泽；而适量浓度的二氧化碳能阻碍抑制细菌和微生物的生长繁殖。气调包装充入适当比例的保鲜气体后，不仅能保证鲜肉的品质不变，并能保持其原有新鲜色泽，吸引消费者购买。
　　采用气调保鲜包装技术后，不但有利于延长冷鲜肉的保鲜期、保持冷鲜肉的外观色泽，从而提高冷鲜肉的品质、安全性和卫生性，而且还有利于减少企业配送次数，节约生产成本，扩大营销范围，对企业形象的提升也有很好的促进作用。

　　新鲜水产品及海产鱼类的变质主要有细菌使鱼肉的氧化三甲胺分解释放出腐败味的三甲胺、鱼肉脂肪氧化酸败、鱼体内酶降解鱼肉变软、鱼体表面细菌（需氧性大肠杆菌、厌氧性梭状芽孢杆菌）产生中毒毒素，危及人健康。用于鱼类气调包装的气体由CO2、O2、N2组成，其中CO2气体浓度高于50％，抑制需氧细菌、霉菌生长又不会使鱼肉渗出；O2浓度10％-15％抑制厌氧菌繁殖。鱼的鳃和内脏含大量细菌，在包装前需清除、清洗及消毒液处理。由于CO2易渗出塑料薄膜，因此鱼类气调包装的包装材料需用对气体阻隔性高的复合塑料薄膜，在0℃-4℃温度下可保持15-30天。英国金枪鱼采用35％-45％的CO2／55％-65％N2气体保鲜包装货架期6天。

　　从19世纪30年代起，国外已经开始将新鲜牛羊肉装在大包装袋保鲜贮运，但是这项技术大规模在商业上的应用是从1970年以后才开始。1979年英国Mark＆Spencer公司推出了MAP肉制品，两年后应用到了鱼类、火腿等方面。国外从1955年开始对果蔬气调保鲜进行研究。美国Gerhard国家研究中心植物生理实验室的马尔赛兰，开始研究各种PE膜贮藏苹果和梨，并对贮藏环境中的氧气和二氧化碳变化作了系统的研究，并于1960年发表了研究报告，并称之为生理包装贮藏。根据果品呼吸的生物模数来确定保鲜膜配方、厚度、规格，在特定的温度条件下，借助PE膜透过O2和CO2的双重效应，维持袋内的气体成分。

　　我国气调包装始于20世纪90年代，国家农产品保鲜工程技术中心于1988年开发了果蔬专用PVC保鲜膜24种配方，从中筛选出32个品种，47 种规格用于黄瓜、芹菜、葡萄、苹果和鸭梨等保鲜膜袋的实际应用。最近几年，气调保鲜包装技术已经成为各方研究的热点。果蔬采用气调包装，不但安全、有效，而且操作简单，已成为近年来国内外研究的重点，应用十分广泛。

　　与气调包装技术同步发展的是气调包装设备。高效率气调包装生产设备食品气调包装生产的主要设备是真空气调包装机和气体比例混合器。目前，我国包装生产企业已能为食品企业提供各类袋式或盒式包装机、全自动真空气调包装机和气体比例混合器。例如：上海炬钢机械制造有限公司，该公司通过与上海大学机械工程及自动化学院以及上海水产大学食品学院的技术合作，在生产真空充气包装机械系列产品的基础上开发成袋式和盒式包装的系列气调包装机以及气体比例混合器产品。开发的产品有盒式包装ZQT-1。

　　D400型、MAP-200 型全自动气调包装机，采用可编程(PLC)和内置气体质量流量比例混合器，各项包装参数如：气体混合比例、气体置换时间、热封温度与时间、封膜牵引与模具运动时间控制等均可通过液晶屏触摸设定后自动控制，操作简便。

　　最近，美国进一步加强了对新一代气调保鲜食品包装系统的研究。Ilapak公司新开发的高速气调包装Delta 3000 LD (Long Dwell) 流水线包装机，可以预编多达64种生产方案，以保证快速、简单地调整包装尺寸。其特色还在于能精密控制充气，高紧密度的密封口能长效保持，以及没产品时就不上包装袋的质量控制装置。

　　同时，Multivac公司针对家禽和包装即食肉产品，开发出一款新型托盘密封机。该新技术将产品气调后封装在浅浅的托盘里，在保证完全密封的同时，产品可获得更好的视觉效果。 Rovema包装机械公司的系列气调软包装袋和枕式包装，适合咖啡、早餐谷类、烘烤食品等多种产品。其立式成型/填充/抽真空/充气/密封系统可处理液体、粘稠、颗粒或固体产品；枕式包装机的速度最快可达180包/分钟，从单份包装到大批食品包装量均可生产。

　　作为智能型包装技术的一种，气调包装技术在世界各国的应用才刚开始不久，有些技术还处于实验和研究阶段。可以说，这项技术同时处于起步阶段。如何抓住这个机遇，发展我国的包装事业，提升我国包装的技术含量，以适应新形式下国际经济形式的要求，是每一个包装人士所面临的问题。随着时代的变迁，商品种类更加繁多复杂，包装所肩负的功能也越来越多。高新技术的浪潮将包装推向了更高的发展境界，气调包装技术在智能化包装时代必将占有一席之地。