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食品的防霉腐包装设计

作者:本站  来源:新疆杀菌剂网  发布时间:2011-6-14 7:41:33
食品的防霉腐包装设计
摘要:食品的卫生与营养是食品包装技术要解决的问题。从食品霉腐的因素、食品包装的要求和食品的防霉腐包装设计3个方面出发,阐述了食品防霉腐包装设计的方法,希能为包装设计者提供参考。
关键词:防霉腐包装设计;真空包装;充气包装;无菌包装
食品是与人的健康息息相关的特殊商品,在食品中不能含有可能导致疾病的物质,一般的情况下主要是指一些对人有害的微生物,同时又要保证食品当中的营养物质不至于变质,这就要求我们对食品这类容易产生霉腐的商品进行防霉腐包装处理。引起霉腐的本质是微生物的生化作用和一些其它外部条件直接作用的结果。一般情况下所指的外部条件是氧气和水。食品当中一般含有糖、脂、蛋白质、氨基酸及其他的有机或无机物质,这些营养物质被细菌等微生物分解,使得食品产生了霉变和腐烂。空气中的氧气和水分不仅在微生物的新陈代谢中起着重要的作用,同时也会直接与食品作用,使食品产生化学和物理的变化,导致食品的变质和腐烂。防霉腐包装的目的是使被包装的食品,处在能抑制霉腐微生物滋长和隔绝其它可能使食物变质的条件下,从而保证被包装食品的质量和延长其保质期限。
1 食品霉腐的因素分析
1.1 微生物对食品作用的条件分析
在食品的生产、包装、运输、存储过程中,由于不可避免的与人和周围环境相接触,因此使食品带有各种各样的微生物。虽然这些微生物的种类繁多,但都有一个共同的特点,那就是它们能够不断的从食品上吸取营养物质,同时排出其代谢产物,使得食品的原有营养成分遭到破坏,最终导致食品腐败变质。
营养是保证微生物能进行正常代谢、生长和繁殖的物质基础。微生物所需要的营养物质基本上分成以下几类:碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐等。一般的食品都含有微生物所需要的营养物质,微生物可以利用这些营养物质进行生长繁殖。如:微生物可以从含糖类的食品中获得碳源,从含蛋白质的食品中获得氮源,可以从食品的维生素中获得生长因子,这些营养物质就构成了微生物生长繁殖的物质基础。
微生物的生长繁殖不仅需要食品中的营养为其提供物质保障,同时其新陈代谢还受到一些其它因素的影响。影响微生物生长的其它因素有温度、水、pH值和氧气。微生物的生命活动都是由一系列生化反应组成的,这些反应受温度的影响是极其的明显,因为温度主要影响生化反应中酶的活性,所以成为影响微生物生长繁殖的主要因素之一。由于微生物的种类不同,所以它们有着各自的最适宜的生长温度,在这一温度下,它们的新陈代谢旺盛,繁殖速度加快。
水是生命活动不可缺少的重要物质,微生物的细胞组成、生长繁殖、物质代谢都离不开水。实验表明,微生物细胞的含水量很高,细菌、酵母菌和霉菌的营养体分别80%、75% 和85%左右,霉菌孢子约含39%的水。并且微生物的生长繁殖与水也有着密切的关系,低水分含量的产品微生物腐败少;中等水分含量的产品,以高渗酵母、霉菌等微生物腐败为主;高水分含量的产品,所有的细菌、酵母和霉菌都能繁殖 。因此微生物缺少水就不能进行正常的生命活动,所以水分是微生物生长繁殖的重要物质,微生物所需的水分主要从食品本身和环境当中获得。
微生物生长过程中机体内发生的绝大多数的反应是酶促反应,而酶促反应都有一个最适合的pH范围,在此范围内只要条件适合,酶促反应速率最高,微生物生长速率最大。不同种类的微生物有其最适生长的pH值,即使同一种微生物在其不同的生长阶段和不同的生理、生化过程也有其最适合pH。绝大多数的微生物的生长pH都在5~9之间。
氧气是微生物生命活动中不可缺少的物质,对微生物的生命活动有着重要的作用,大部分微生物由于氧气的存在而大量繁殖,最终造成食品的腐败变质。但是,并不是所有的微生物都需要氧气的存在才能进行新陈代谢,按照与氧的关系,微生物一般分为嗜氧菌和厌氧菌两类。顾名思义,嗜氧菌只有在有氧的情况下才能生长,厌氧菌只能在无氧的情况下繁殖,氧对它们是有毒性的,也就是说氧可以抑制或致死厌氧菌。
1.2 氧气和水分对食品直接影响的分析
大气中的氧气对食品中的营养成分有一定的破坏作用。氧使食品中的油脂发生氧化,这种氧化即使是在低温条件下也能进行;油脂氧化产生的过氧化物,不但使食品失去食用价值,而且会发生异臭,产生有毒物质。氧能使食品中的维生素和多种氨基酸失去营养价值;氧还能使食品的氧化褐变反应加剧,使色素氧化退色或变成褐色。
食品的组成中不仅有众多的营养物质,同时也都含有不同程度的水分,这些水分是保持食品物理和化学性质所必须的,由此可以看出水对食品质量的影响是很大的。如果当环境的湿度增加时候,食品就会过多的吸收水分受潮而导致其发生某些物理和化学的变化,如结晶、干结硬化、溶解、失去脆性和香味等。这些变化导致食品口感下降甚至不能食用。
2 食品包装的要求
从上述的分析可知,微生物的生化作用、氧气和水的化学和物理作用是使食品产生霉腐变质的重要因素,为了保证食品的品质,对食品的包装就提出了几点要求。
2.1 灭菌
为了最大限度的延长食品的保质期,保证食品的品质,对食品还要进行灭菌的处理。对食品来说灭菌的方法一般的有:低温灭菌、高温灭菌、超高温灭菌、紫外线灭菌、臭氧灭菌等。巴氏消毒就属于低温灭菌,运用这种灭菌的方法不仅可以杀灭细菌,同时又不影响食品的原有风味,此消毒法一般针对不易进行高温灭菌的液态食品,比如牛奶、啤酒等。臭氧杀菌防腐是依赖臭氧的强氧化性达到杀死微生物目的,它与微生物细胞中的多种有效成分发生反应而产生不可逆的变化,最终达到杀死微生物的目的。臭氧具有灭菌广谱性,既可以杀灭细菌繁殖体、芽胞、真菌和原虫孢体等多种微生物,还可以破坏肉毒杆菌和毒素及立克次氏体等,同时还具有很强的除霉、腥、臭等异味的功能,并且臭氧在环境中可自然分解为氧,这是臭氧作为消毒灭菌剂的独特优点 。该灭菌方法在以追求绿色食品为目标的蔬果防腐保鲜中得到了广泛的使用。
2.2 防潮
食品都能从潮湿的空气当中吸收水分从而增加食品的含水量,当食品吸收过多的水分时,就可能使食品发生物理、化学或者生化的变化,从而影响食品的口感、甚至使食品严重变质。如:糖类在受潮后的溶化软化、面包等的发霉等。这说明空气湿度的变化是引起食品质量变化的重要的因素之一。为了达到食品防潮的目的,我们会采用多种方法进行防潮的处理。如:对食品采用完全密封的包装,并且在密封条件下,在食品包装中加入一定的吸湿剂,达到对食品干燥的目的。
2.3 低温
一些食品在常温或者高温保存的情况下可能会影响其品质,其主要原因是在常温或高温的情况下有利于微生物的滋长,因此,有必要对这类食品进行低温冷藏或冷冻。低温冷藏的目的就是通过控制食品的温度,使其低于霉腐微生物生长繁殖的最底界限。温度越低,持续时间越长,霉腐微生物的死亡率越高。比如:在南方出产的水果荔枝,其含糖量高,在常温下容易引起微生物的滋生、变质,所以保质期比较的短,为了保证其能够长时间的运输、销售,保证其新鲜度,一般对这类不易在常温下保存的食品都进行必要的冷藏或冷冻处理。
2.4 防氧
从前面的分析中我们可以看出,氧不仅促进嗜氧菌繁殖生长对食品造成腐败,同时其直接的氧化作用也造成食品的腐败,因此我们可以通过抽真空,充二氧化碳等方法来除去包装中的氧气,抑制微生物生长繁殖及氧对食品的氧化作用所造成的食品腐败,最终达至l』食品保鲜的目的。
3 食品的防霉腐包装设计
食品的种类繁多,在流通过程中存在于不同的复杂环境当中,为了保证食品的安全,最大限度的保证食品的新鲜程度,对食品的防霉腐包装设计就非常必要。我们可以根据不同的食品选择不同的包装方法与一些技术手段相结合,达到防止食品腐败的目的。从整体设计的过程来说,食品的防霉腐包装设计要考虑2个方面的因素。
3.1 包装方法的选择
为了达到食品包装的要求,对不同的食品采用不同的包装方法和技术手段达到对食品灭菌、防潮、低温、防氧的目的,从而最终保证食品的质量安全。一般常用以下3种方法对食品进行包装。
1)真空包装。真空包装是将产品装入气密性包装容器,在密封之前抽真空,使密封后的容器内达到预定真空度的一种包装方法 。由于对食品进行真空包装,使得微生物繁殖所需氧的缺失,因此,引起食品霉腐的主要嗜氧菌(霉菌和酵母菌)的繁殖得到了有效的控制,有数据显示,当氧气的浓度≤1%时,他们的生长和繁殖速度就急剧下降,0.5%时,多数细菌将受到抑制而停止繁殖。
2)充气包装。充气包装是在已填充内装物的气密性容器中填充惰性气体的一种包装方法。常用的气体是N2和CO2,CO2在空气中的正常的含量为0.03%。实验表明,当食品包装内CO:浓度达到10% ~40%时,对微生物有抑制作用,如果浓度超过40%则有明显的抑制细菌和灭菌的作用。
3)无菌包装。无菌包装是包装物、包装材料、和包装环境都处在无菌状态下,进行包装活动的一种技术。通过无菌包装,可以使食品在常温下保存而不会变质,食品质量稳定,食品的营养损失最小。实验数据显示,运用这种技术包装,维生素能够保存95% 。采用这种技术就要求对食品、包装材料和包装的环境运用不同的方式进行有效的灭菌。利乐无菌包装技术就是现在国际上比较流行的无菌包装方式,其容器材料是由纸塑层与铝箔复合而成,形成由5~7层材料复合的材料体。在利乐无菌包装过程中,常采用140~C左右的超高温灭菌的消毒方式,瞬时对容器材料及空间气体消毒,因而密封后的容器内实现高度无菌化。
3.2 包装材料的选择
随着时代的发展,各种新型的材料被广泛的用于包装的设计,现在进行真空包装和充气包装的材料为大都是塑料、铝箔等材料或者是他们的复合材料。这些材料有着非常多的优点。例如在茶叶的包装中,为了保证茶叶的品质,根据茶叶包装的要求,必须选用防潮、防氧、遮光、保香性能都良好的包装材料,经过对各种材料的比较后可知,真空镀铝高阻透PVC薄膜能满足上述要求。这种材料的主要优点是绝对的感官惰性和很低的气味物质透过性,透明度、延伸率、刚性、韧性、抗撕裂强度和抗继续撕裂强度都很好,氧气透过率很低,水蒸气透过率也很低。而且印刷性、密封性良好 。
材料科学的进步,催生了各种更加新颖的材料,纳米材料就是其中的一种新材料。由于纳米保鲜包装材料具有高阻渗性、多功能保鲜性、选择透过性、耐热性、无菌(抗菌)性以及除锈、除臭、能再封、易开封等特别性能,它能显著改善材料的渗透性能,抑制霉菌的生长 j。因此,将它用于食品包装中,可以提高食品的保鲜效果和延长货架寿命,所以它在食品的包装
中有广泛的应用前景。
综上所述,在材料的应用上要尽量的筛选出各项技术指标都比较好的新型包装材料,然后从食品的性质、是否适合食品防腐保鲜要求、材料的成本等方面出发,最终确定食品包装的理想材料。
4 结语
食品在流通的各环节都有接触引起食品霉腐条件的机会,从而导致食品的腐烂变质。因此,为了保护食品安全地通过贮存、流通、销售等各个环节,必须对食品进行防霉腐包装。在防霉腐包装设计中,要充分的分析各种不同食品的性质,建立合理的包装设计方案,使之能够充分、有效的保证食品的质量安全,从而达到防止食品霉腐的目的。
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