我們現(xiàn)在幾乎能在超市的每個通道里找到氣調(diào)包裝產(chǎn)品。每年全球銷售數(shù)十億包冷藏、冷凍和貨架期穩(wěn)定的食品，這些食品都是用這種成熟的技術所包裝的。這一系列的食品包括像薯片等零食、即食鮮肉、新鮮農(nóng)產(chǎn)品和其他加工肉制品、烘焙產(chǎn)品，還有咖啡、奶酪之類的食物。氣調(diào)包裝是一種延長產(chǎn)品保質期的保鮮技術，它直接并積極地影響著食品行業(yè)的盈利能力和可銷售性。
今天的消費者需要方便購買、方便準備和方便食用的產(chǎn)品，同時還尋求視覺上有吸引力、干凈、味道好、預處理、有營養(yǎng)和“新鮮”的產(chǎn)品。工業(yè)部門顯示現(xiàn)今增長最大的產(chǎn)品便是符合消費者以上期待屬性的，包括鮮切產(chǎn)品、加工奶酪和冷藏三明治類別。對于每一類產(chǎn)品，氣調(diào)包裝恰好是延長保質期的主要技術。
流程概述
氣調(diào)包裝氣體概念
在氣調(diào)包裝過程中，產(chǎn)品包裝在不同于空氣的環(huán)境中，空氣通常含有 78.08% 氮氣、20.96% 氧氣和 0.03% 二氧化碳。氣調(diào)包裝有助于延緩產(chǎn)品開始降解的時間節(jié)點，通常是通過減少產(chǎn)品保質期內(nèi)暴露在空氣中的氧氣量。在高水分產(chǎn)品中，如熟食和鮮切產(chǎn)品，氣調(diào)包裝能延緩微生物和感官腐敗。在高脂肪產(chǎn)品中，氣調(diào)包裝能延緩酸敗，并保持氣味、味道、質地和外觀。氣調(diào)包裝還有助于延緩產(chǎn)品中的酶促褐變和烘焙產(chǎn)品的老化。
開展氣調(diào)包裝是一個已知滲透性的包裝中的氣體成分在食品灌裝后，但在包裝密封前發(fā)生變化的過程。通常映射是一個兩階段的過程，它開始于產(chǎn)品首次抽真空，以便盡可能多地從系統(tǒng)中去除氧氣，隨后是氮氣和/或二氧化碳和/或其他氣體的“反沖”。
氮氣通常用作無菌填充氣體，以稀釋包裝中氧氣和二氧化碳的濃度，從而減少氧化的發(fā)生，同時還有助于確保包裝的穩(wěn)定性。二氧化碳具有抑菌和抑制真菌的特性，其有效性部分歸因于其滲透細胞膜的能力。這種滲透會引起細胞內(nèi)的酸堿度變化，破壞內(nèi)部的酶平衡。該氣體選擇性地抑制革蘭氏陰性菌的生長，例如假單胞菌和其他相關的嗜冷菌，否則它們會快速生長并產(chǎn)生嗅覺和口感上的異味。乳酸菌，如鏈球菌和乳酸桿菌，受二氧化碳濃度升高的影響較小，所以儲存在改良空氣中的產(chǎn)品的優(yōu)勢菌群由這些生物組成，它們比假單胞菌和相關的革蘭氏陰性菌發(fā)育得更慢。
最佳氣體混合物因產(chǎn)品類別不同而差異很大，并且在一個產(chǎn)品類別內(nèi)會有很大差異。就農(nóng)產(chǎn)品而言，這種可變性主要是由于呼吸需求。土豆、蘿卜和西紅柿通常被認為是低呼吸者，而蘆筍、西蘭花和蘑菇被認為是高呼吸者。一旦商品被切割和處理，隨著呼吸速率的增加，產(chǎn)品的變質會加速，組織變得更容易氧化變色，微生物的生長也會增強。對于農(nóng)產(chǎn)品，使包裝材料的氧氣透過率（OTR）與產(chǎn)品的呼吸率相匹配至關重要。
新興增長類別中氣調(diào)包裝的激增
鮮切產(chǎn)品有望大量增長
盡管氣調(diào)包裝在某些類別中的應用已經(jīng)達到成熟，例如小吃、咖啡和加工肉類，但它正越來越多地用于冷藏、制備方便食品，以滿足消費者對方便、質量、品種和健康的需求。這種情況在幾個增長極其迅速的類別中尤為明顯，如新鮮農(nóng)產(chǎn)品、加工奶酪產(chǎn)品和預包裝三明治類。盡管氣調(diào)包裝是一種保鮮技術，但它對消費者來說是“不可見的”，因為通常不需要在產(chǎn)品標簽上標明它的存在。因此，它特別適用于被設計成“天然”或防腐劑含量減少的產(chǎn)品。
雖然在大約 15 到 20 年前，鮮切產(chǎn)品類別中的氣調(diào)應用幾乎不存在，但這一類別代表了應用氣調(diào)技術增長最快的部分。氣調(diào)包裝在增值產(chǎn)品領域的最初應用是食品服務市場，在該市場中，預切生菜被出售給沙拉柜臺和快餐餐飲業(yè)。隨后是為零售市場開發(fā)的預包裝的卷心萵苣沙拉，隨后發(fā)展到今天各種各樣的萵苣、卷心菜、胡蘿卜和其他蔬菜都是用氣調(diào)技術銷售的。
由于包裝技術的不斷進步和應用，鮮切產(chǎn)品類別預計在未來幾年將有相當大的發(fā)展。新的鮮切水果產(chǎn)品結合了氣調(diào)包裝和其他技術，舉例像預切的菠蘿和混合水果沙拉，保質期為 10 - 14 天，預切蘋果的保質期為 3 - 6 周。包裝技術的創(chuàng)新也為新產(chǎn)品概念創(chuàng)造了機會，如允許用戶將新鮮和加工過的配料組合成“新鮮制備”或“新組裝”沙拉產(chǎn)品的組件產(chǎn)品。這類產(chǎn)品現(xiàn)被供應給餐飲經(jīng)營者和零售顧客，其中新鮮和/或加工過的配料、調(diào)料和/或調(diào)味品被單獨包裝或整合到產(chǎn)品中，并在商店里、運輸中或在家中進行組合。因此已經(jīng)在餐館中相當受歡迎的沙拉，像常見的凱撒沙拉、主廚精選沙拉這種，現(xiàn)在也出現(xiàn)在零售市場。
食品安全問題
警惕幾個潛在威脅
氣調(diào)包裝絕不是一個單獨提供產(chǎn)品安全性和保質期延長的“神奇子彈”。事實上，由于氣調(diào)包裝會導致產(chǎn)品變質所需時間和導致變質的細菌類型發(fā)生顯著變化，因此它會產(chǎn)生顯著的額外風險。這是由于幾個因素造成的，如極低的氧氣水平、缺乏細菌競爭、延長的保質期和潛在的溫度濫用——這些條件可能有利于致病微生物的生長，否則致病微生物會非常挑剔，不太可能生長。
氣調(diào)包裝和其他形式的低氧包裝最大限度地減少了腐敗菌的活動，這些腐敗菌通常會發(fā)出潛在不安全條件的警告。對氣調(diào)包裝的擔憂是有根據(jù)的，因為厭氧或兼性厭氧菌，如梭狀芽孢桿菌，有可能在食物腐敗被感官檢測出來之前導致食物中毒。氧氣包裝減少為肉毒桿菌中毒（由肉毒梭狀芽孢桿菌引起）和其他病原體的生長提供了更多的時間和機會。
美國食品和藥物管理局（FDA）一直與食品技術專家協(xié)會（IFT）合作，最近發(fā)表了一份題為“控制和減少/消除鮮切產(chǎn)品微生物危害的預防性控制措施的分析和評估”的報告在這項研究中能夠注意到，盡管迄今為止只有兩種氣調(diào)產(chǎn)品（涼拌卷心菜和即食沙拉蔬菜）與食源性疾病爆發(fā)有關（肉毒中毒和沙門氏菌?。?，但病原體的生長潛力相當大，尤其是在鮮切農(nóng)產(chǎn)品行業(yè)。
目前大家會比較擔心嗜冷食源性病原體，如單核細胞增生李斯特菌、小腸結腸炎耶爾森菌和嗜水氣單胞菌，以及非蛋白水解肉毒桿菌、沙門氏菌屬。大腸桿菌 O157:H7 和志賀氏菌屬。當出現(xiàn)在生產(chǎn)的藥品上時，可能會有潛在的健康風險。因為在氣調(diào)產(chǎn)品中存在減少的微生物群落，例如單核細胞增生李斯特菌，在延長的儲存壽命期間，可以在低溫下生長到潛在的有害水平，同時保持感官上可接受的水平。因為除了諸如甲型肝炎等腸道病毒之外，這些細菌中的許多都與疾病的爆發(fā)有關，所以會擔心它們在改變了的大氣條件下的行為。
FDA 和 IFT 報告建議不要消除或顯著抑制腐敗微生物，因為它們與病原體的相互作用可能在產(chǎn)品安全中發(fā)揮不可或缺的作用。人們普遍認為，使用滲透膜，在毒素產(chǎn)生成為問題之前，腐敗就會發(fā)生；而當產(chǎn)品在預定溫度下儲存時，產(chǎn)品包裝材料應始終包含不會導致缺氧包裝環(huán)境的材料。該報告建議，在改良的空氣中，水果和蔬菜中的氧氣含量在 1% - 5% 以保證安全和質量。
“障礙”技術的應用
盡力掃除所有對產(chǎn)品不利的因素
氣調(diào)包裝只是眾多潛在“障礙”技術中的一種，可以用來延長產(chǎn)品質量和保質期。比如在鮮切農(nóng)產(chǎn)品的情況下，原材料控制和優(yōu)良的農(nóng)業(yè)實踐是獲得可接受的適銷產(chǎn)品的關鍵第一步。品種、來源、季節(jié)、初始成熟度、加工成熟度、切片和切割設備、化學或其他處理和浸泡、包裝環(huán)境、溫度管理、運輸和處理都影響鮮切產(chǎn)品的感官可接受性和可達到的貨架期，并影響產(chǎn)品安全性。最近引進了新技術，其他技術也即將出現(xiàn)，這些新技術將為開發(fā)滿足消費者對安全性、質量、便利性和整體價值的需求的冷凍調(diào)理產(chǎn)品提供更多的選擇。
其他“障礙”技術必須與氣調(diào)包裝結合使用，因為我們不能完全依賴冷藏條件的維持來保證易腐食品的安全。事實上，僅靠冷藏不足以阻止一些傳染性或產(chǎn)毒性微生物的生長。由于導致某些類型的食源性疾病所需的細菌細胞如此之少，例如在受污染的農(nóng)產(chǎn)品上生長，并不像大多數(shù)其他病原體那樣是人類感染的必要條件。還有后處理污染，即使是低水平的污染，也可能造成致病微生物生長到高水平并導致疾病和潛在死亡的情況，所以在設計易腐食品時，必須在這些食品中加入其他微生物生長的屏障，以產(chǎn)生安全穩(wěn)定的系統(tǒng)。這些屏障技術的應用已被證明能顯著降低食品腐敗和致病微生物的水平，如大腸桿菌 O157:H7、沙門氏菌、李斯特菌和彎曲桿菌。
“障礙”可能包括酸化劑、抗菌劑、抗氧化劑、熱量和控制水活性的過程的結合。此外，可以應用非熱處理障礙，例如超高壓處理、照射、脈沖光和脈沖電場處理。“障礙”也可以在包裝過程中應用，包括潔凈室包裝、主動包裝系統(tǒng)、智能包裝系統(tǒng)和各種替代包裝材料的應用，以及氣調(diào)包裝的使用。然而，溫度是最大限度延長冷凍調(diào)理產(chǎn)品保質期的最重要和最明顯的標準。當“障礙”組合使用時，通常會獲得協(xié)同效果，這是一個非常重要的考慮因素。
只有通過制定、調(diào)整控制和監(jiān)控危害分析和關鍵控制點（HACCP）方法，才能在高度保證的情況下實現(xiàn)冷藏食品的充分食品安全。HACCP 技術評估從原料到產(chǎn)品包裝和分銷的所有內(nèi)容，定義潛在危害（微生物、化學和物理）可能發(fā)生的位置，并建立監(jiān)控這些點以消除這些危害的方法。通過嚴格應用 HACCP 系統(tǒng)，食品加工者可以實施一個程序，從而達到安全的生產(chǎn)條件。
創(chuàng)新應用
氣調(diào)技術幫助改善
在過去的幾年里，英國許多新鮮的綠色蔬菜包裝商已經(jīng)開始試驗氧氣含量在 70% 到 100% 之間。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種超大氣氧水平的“氧休克”處理在抑制酶變色、防止厭氧發(fā)酵反應以及抑制需氧和厭氧微生物生長方面非常有效，因為超過了生長的最佳氧水平（需氧菌21%，厭氧菌0-2%）。如同大多數(shù)氣調(diào)包裝內(nèi)的氣體一樣，超大氣壓---氧氣根據(jù)商品的不同具有不同的影響，需要進一步的研究來理解這種技術在鮮切農(nóng)產(chǎn)品工業(yè)中的應用。
另一個有希望的領域是使用可食用薄膜，其中抗菌化合物被直接結合到產(chǎn)品上，并且其中產(chǎn)品在氣調(diào)條件下被包裝。已經(jīng)有許多研究調(diào)查了抗菌劑如苯甲酸鈉、苯甲酸、丙酸和山梨酸鉀從涂層到食品中的遷移。FDA/IFT 的報告得出結論，這些膜在抗微生物性能方面的最有利的用途是形成單層脂質和山梨酸膜，或由涂有含山梨酸的脂質薄層的親水基層組成的雙層膜。需要進行研究，以生產(chǎn)出具有良好表面張力的涂層，這種涂層可持續(xù)生產(chǎn)。
FDA/IFT 報告確定了進一步研究的需要，這樣工業(yè)將能夠更好地安全應用氣調(diào)包裝原理。這些領域包括:
研究超大氣氧水平的抗菌效果
在用于生產(chǎn)的各種改良空氣中，研究背景微生物區(qū)系與食源性病原體的相互作用，以及不同氣體環(huán)境對細菌食源性病原體在整體和鮮切產(chǎn)品中存活和生長的影響
檢查肉毒桿菌在溫和濫用溫度（如：7℃-12℃）下儲存的各種氣調(diào)包裝產(chǎn)品中的生長潛力，評估除溫度之外的其他阻礙肉毒桿菌毒素生產(chǎn)的因素
檢查不同大氣、背景微生物區(qū)系和儲存溫度對單核細胞增生李斯特菌在氣調(diào)包裝鮮切產(chǎn)品上存活和生長的影響
在新鮮和鮮切產(chǎn)品上研究產(chǎn)腸毒素大腸桿菌的行為，包括在氣調(diào)包裝下和不在氣調(diào)包裝下
腸道病原體小腸結腸炎耶爾森氏菌和彎曲桿菌屬的存活探索。以及食源性病毒和原生動物寄生蟲在氣調(diào)包裝產(chǎn)品上的行為
檢查柵欄技術，或食品處理和包裝的新方法的組合，例如，與氣調(diào)包裝一起使用的輻射和與氣調(diào)包裝一起使用的抗菌膜
智能包裝系統(tǒng)的使用評估
NOTE：氣調(diào)包裝是一項極其強大的技術，已被證明有利于延長保質期。隨著食品工業(yè)增加了它的知識，關于如何應用氣調(diào)技術作為“綜合障礙系統(tǒng)”的一個組成部分，產(chǎn)品質量、保質期延長和安全性將得到改善。如想要深入了解氣調(diào)包裝，請聯(lián)系埃幸機械。
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