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      生鮮食品保鮮技術系列——真空包裝
      標簽: 真空包裝
      2022-11-14  閱讀

      來源:中通研究院  作者:杭遲毅

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        【康沃真空網】01  何謂“真空”?

        日常購買生鮮食品時,消費者或多或少會無意帶過一句:“真空包裝的嘛,看上去挺新鮮的?!睂τ凇罢婵铡币辉~普遍認知為某特定環境或者腔體中沒有任何氣體與物質存在即為真空(亦絕對真空),所以真空包裝里只有生鮮。既然如此,試問對此句文獻:“糧食行業的真空包裝真空度主要集中在中、低真空度區域?!敝械摹罢婵斩取币辉~又該如何解釋?對該物理量的定義豈無實際意義與用途?

        真空包裝看似顧名思義,其實“真空”二字值得探討,這將有助于對該保鮮技術的理解。首先,必須糾正一錯誤觀念。物理學中真空是指沒有或者不計氣體分子和原子存在的物理空間,是僅存在各種能量粒子的場空間,一般用于理論性研究,實際技術仍無法做到抽除某環境中的全部氣體。換言之,真空包裝中仍有氣體分子存在,即真空非空。其次:1)真空在實際工業生產應用(真空包裝機、真空冷卻機)中是將一個指定的空間內小于一個大氣壓力的氣體狀態統稱為真空狀態,即可以理解為氣體較為稀薄的空間。2)真空度是用于度量該真空狀態下氣體稀薄程度的數值指標,通常用壓力值表示。3)為了對真空狀態中不同的真空度數值加以等級劃分,引入了真空區域的概念,即根據一定的壓力值間隔劃分為五個等級以及對應的壓力值、氣體分子密度區間。

        綜上所述,真空技術本質是通過抽(排)氣的方式促使容器內部處在低于一個大氣壓力的某個真空度的環境中,故而也被稱為減壓或者排氣包裝技術。

        02  真空貼體包裝技術

        現如今,傳統真空包裝技術于生鮮食品領域的應用已然全面普及并被消費者接納,故而對其于銷售環節呈現的產品形態不再多加贅述。但是,真空包裝的另一種呈現形態——真空貼體包裝技術更得消費者的矚目。

        Vacuum Skin Packaging——真空貼體包裝:該技術成型的關鍵在于包裝薄膜的性能(如熱成型拉伸性、抗穿刺性等),并且對機器中真空的真空度也有極高的要求,其簡易工藝流程如下圖所示。首先,對底膜進行熱成型制盒或者使用預制盒并完成內部生鮮的填充;其次,實現貼體過程。在裝有生鮮的盒體頂部加以覆膜進入密封模具,待頂部膜完成加熱軟化后對膜與底盒之間的腔體進行抽真空,此時頂膜由于上下兩側的壓差作用進而向下運動并逐漸貼附于生鮮適應其外形輪廓,依靠著貼體膜表面熔融狀態的膠體繼而粘附于底盒表層;再次,進行沖切工序完成廢料回收,獲得銷售時的包裝形態。

      生鮮食品保鮮技術系列——真空包裝

        無論傳統真空還是真空貼體技術,基于上述對真空的正確理解后,一睹其于保鮮的廬山真面目。

        03  真空包裝何以保鮮?

        與氣調保鮮相比,真空保鮮的原理較為簡單:不再調控包裝容器內部的氣體組分與濃度,僅抽除容器中的氣體達到預設真空度,維持內部處于高度減壓的狀態,通過減少氧氣含量抑制微生物(主要包括細菌、霉菌、酵母菌等)滋長繁殖,以延長內裝生鮮的有效保質期。通常來說,當內部的氧氣濃度小于1%時,微生物的生長與繁殖速度均呈現急劇下滑的事態;但是,也必須承認單靠此技術絕非萬無一失,比如真空環境不能抑制厭氧菌的生長繁殖,所以依據食品特性需要與冷藏(凍)、高溫殺菌、腌制等輔助方法相結合使用才是保鮮之道。

        生鮮食品腐敗

        腐敗、變質的原因分為生物、化學、物理三類,下列幾種主要因素:

        1)微生物的繁殖引起生鮮品質的改變;

        2)環境中氧氣的作用引起食品氧化酸敗,尤其是油脂中游離的不飽和脂肪酸更容易被氧化;

        3)生鮮內部氧化酶、過氧化酶、淀粉酶、蛋白酶等的作用,促進食品的代謝產生水蒸氣、二氧化碳、熱量,致使變質的發生;

        4)與昆蟲的侵食、繁殖、有害物質等產生直接或者間接接觸污染;

        5)儲存溫度不當;

        6)物理脅迫或者濫用。

        在諸多的原因中,微生物產生的不利影響與作用效果最顯著,不止對生鮮本身還會對誤食者產生損害。下文對生鮮食品中的一大品類——畜禽肉加以討論。

        畜禽肉食品

        宏觀上真空包裝于畜禽肉而言,就是通過達到某真空度的腔體配合氧氣透過率極低的包裝材料,使外部氧氣無法滲透入內,進而降低鮮肉脂肪的氧化、酸敗速率,以延長鮮肉的新鮮度。此外,于前篇氣調包裝中已述,采用真空包裝的鮮肉在呈色上為淡紫、暗紅色,于銷售環節的視覺效果略有欠缺;但是,仍可在拆除包裝后遇氧恢復呈色。

        微觀上,正如上文所述,微生物的作用是一大弊害。

        首先,微生物致使肉腐敗變質的變化過程:1)肉的液化,微生物分泌膠原蛋白酶,水解肌束之間的結締組織引起組織分解;2)產生氣體,氨基酸在脫氨酶的作用下產生氫氣、氨氣、二氧化碳;3)如果有糖原存在,發酵后產生醋酸和丁酸并有異味生成。于消費者的主觀感受:表皮發黏、肉質變色、表面霉斑、散發異味等現象,如下表所示。

      生鮮食品保鮮技術系列——真空包裝

        其次,鮮肉中微生物的來源分為內源性與外源性兩類。1)內源性污染:是指畜禽在屠宰之前體內已受到微生物感染,病原微生物可直接污染鮮肉。2)外源性污染:對于健康畜禽類而言,對微生物的入侵破壞都具有一套完善的防御機制,而在屠宰、加工等環節中自身的防御體系受到破壞,外部微生物便可伺機侵入,暴露的肌肉組織則為其生長提供營養物質并遭污染。此外,畜禽冷卻肉(指嚴格執行檢疫制度屠宰后的畜禽胴體進行冷卻處理,降至0℃—4℃的區間)中常見的腐敗微生物種類多為細菌,腐敗菌包括:假單胞菌(是肉品中常見的需氧腐敗菌,在有氧情況下其是導致腐敗的優勢菌)、莫拉克氏菌、不動桿菌、腸桿菌、熱死環絲菌、乳酸菌、明串珠菌等等。

        再次,以生鮮紅肉中冷卻羊肉為例。在采用普通包裝時,假單胞菌會迅速成為絕對優勢菌并導致肉質腐敗散發異味。而采用真空輔以冷藏技術時,羊肉的初始菌相還是假單胞菌(29.25%)、熱死環絲菌(27.5%)、乳酸菌(29.75%)、腸桿菌(4%)、其他菌(9.5%)。其中,前三者為優勢菌群。然后,將其于4℃冷藏20天以觀察菌相比例變化可知:乳酸菌占比保持上升,于第二十天達78.85%;假單胞菌和熱死環絲菌兩者占比均呈下滑趨勢,占比變化量分別為27.46%、23.54%,并于貯藏的第十天已失去優勢菌群的地位;腸桿菌比例也有下降,但幅度不顯著;其他菌于前十天上升后十天下降,最大變化幅度達19.02%。唯有乳酸菌隨著時間推移逐步成為絕對優勢菌群。再對乳酸菌與其余菌類的相關系數表進行分析后可得,乳酸菌與假單胞菌、熱死環絲菌、腸桿菌呈負相關。

        即:

        1)證明真空包裝輔以冷藏與普通包裝相比,腐敗菌(假單胞菌等)占比顯著下降;

        2)真空包裝內后期的絕對優勢菌群——乳酸菌雖是腐敗菌,但是起到的腐敗作用較??;同時,乳酸菌的代謝產物乳酸、過氧化氫以及其他抑菌產物可進一步抑制其他腐敗菌的生長,進而使真空包裝在宏觀上起到延長保質期的效果。

      生鮮食品保鮮技術系列——真空包裝

        腐敗微生物的占比抑制效果是真空環境輔以冷藏技術造成的,那么對于真空包裝的材料選用又有什么性能需求呢?與氣調包裝材料有異曲同工之處,列舉三項。阻氣性:防止外界氧氣重新進入真空的腔體內,避免需氧腐敗菌的生長;熱封性:在完成腔體抽真空后的熱封環節,必須確保材料易熱封、強度大,即維持內部的真空度;機械性能:具備良好的抗撕裂性、強度、韌性,于抽真空、運輸等環節包裝不破損。

        綜上所述:真空包裝的應用基于生鮮品類、真空度、輔助技術、包裝材料以及真空包裝機。

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