气调包装MAP如何延长食品的保质期？

包装中的自然环境空气被气体或气体混合物（通常为氮气和二氧化碳）代替。这种在保护性气氛中的包装可以在更长的时间内保持新鲜食品的质量、延长保质期，并使食品生产商能够在地理上占有更大的易腐产品市场。

气调包装（MAP）的基础

改良型大气包装已在食品行业稳固确立，并且重要性不断提高。简而言之，包装中的自然环境空气被气体或气体混合物（通常为氮气和二氧化碳）代替。这种在保护性气氛中的包装可以在更长的时间内保持新鲜食品的质量、延长保质期，并使食品生产商能够在地理上占有更大的易腐产品市场，以及用于肉类和香肠产品、乳制品、面包、水果和蔬菜、鱼或便利产品。

气调包装不仅用于包装，也可以用于加工过程，例如用于碎肉的储存和运输期间，或者用于大厅或容器中的水果和蔬菜。对于气调包装，包装过程的要求相对较高。只有掌握和控制包装过程的人员才能使用安全的食品包装。这就是为什么食品制造商依靠现代MAP气体技术和各种级别的质量保证来最大程度地提高过程可靠性的原因。

保护气氛的优点

◆  延长保质期/提高质量
在保护性气氛中包装的食物变质的速度要慢得多。结合持续冷却，改良型大气包装可以显著延长新鲜度和保质期。这取决于产品的类型。 但是，通常有可能将保质期延长一倍。 因此，MAP产品通常在更长的时间内具有最高的质量，并以最佳的状态到达消费者手中。

◆  避免浪费
较长的货架期通常与较少的运输路线和较长的货架期问题相关。 这可以用于许多减少因食物变质而浪费的案例。

◆  扩大销售机会
由于更长的保质期，气调包装通常为制造商开辟了新的地理市场。 也可以采用更长的运输路线，特别是对于易腐烂的货物。 通常，全球市场成为现实。

◆  较少的防腐剂
在保护性气氛中进行包装可以延长食品的保质期，在许多情况下，可以减少甚至完全停止使用防腐剂。消费者收到的产品不含任何人工添加剂。

◆  精美的包装
在竞争消费者中，除了功能方面之外，包装的外观也起着决定性的作用。美学和质量感知对购买行为有很大影响。 气体保护包装非常适合最吸引人的食品包装设计和展示。

保护气氛的缺点

◆  较高的复杂性
MAP包装过程提出了相对较高的要求。可能的错误是不正确的气体成分或由于不正确的温度或压力分布造成的泄漏，不适当的连接工具设计，污染或磨损的工具，接缝污染或错误的材料。 但是，可以通过现代MAP技术和质量保证措施来安全控制风险。

◆  价格比较高
除了高质量的胶片外，气体消耗和用于质量控制的人员费用也导致成本增加。但是，可以通过有效利用资源来将这些成本降到最低。

◆  对产品质量的影响
与防腐剂相反，例如，保护气体在大多数情况下不会被食物吸收，因此不会改变产品的稠度或味道。但是该规则也有例外。 例如，二氧化碳浓度太高会导致食物吸收气体并变酸。 但是，采用合适的混合气体可以避免这些影响。 而且氧气浓度过高对肉质的影响目前还存在争议的。

影响食品保质期的因素和保护气氛的影响

从收获水果和蔬菜或宰杀动物的时间点开始，食物就会变质。越多地加工产品，例如切水果或肉末，通常会加快该过程。食物可以保存多长时间，即适合食用多长时间，其变化范围很大，并且取决于各种因素，例如产品的水和盐含量、pH值；生产过程中的卫生条件、温度或湿度等存储条件等。 根据这些因素的特征和组合，食物对微生物或化学/生化变质的敏感性不同。

◆  生化变质
在收获蔬菜材料或屠宰动物材料后，化学过程便立即开始，从而改变结构或质量。例如，现有脂肪的氧化迅速导致产品酸败。

◆  微生物腐败
微生物是食品保质期和适口性的主要威胁。 一方面，它们影响颜色和气味，另一方面，它们也可能导致健康风险并使产品不可食用。微生物的来源要么是食物本身，要么是制造和包装过程中无法完全排除的污染。

通过将MAP技术与制冷结合使用，可以显著减缓由化学/生化和微生物变质引起的变化。使用具有不同特性的不同气体和混合物来尽可能减慢变质过程。

气调包装下的典型包装气体

食品包装中使用的主要保护气体是二氧化碳（CO₂）和氮气（N₂）。在某些国家/地区，一氧化碳（CO）或氩气（Ar）也很常见。在某些情况下也会使用氧气（O₂）。

氧气（O₂）基本上会引起食物与氧化有关的腐败，并且是有氧微生物生长的前提。因此，氧气经常被排除在保护性气体包装之外。在某些情况下，例如对于红肉，有意使用高浓度的氧气来防止红色褪色并抑制厌氧生物的生长。

二氧化碳（CO₂）是无色、无味的。它对大多数需氧细菌和霉菌具有抗氧化和抑制生长的作用。气体通常用于增加食品的保质期。通常，包装或储藏食品的货架期越长，CO₂含量越高。如果剂量太高，某些产品可能会更快变成酸性。另外，气体会从填料中扩散出来或被产品吸收，造成填料塌陷。使用辅助气体或填充气体会减慢这种影响。

氮气（N₂）是一种惰性气体，由于制造工艺的原因，具有很高的纯度。它通常用于置换食品包装中的空气，特别是大气中的氧气。 这样可以防止食物氧化并抑制需氧微生物的生长。 它通常用作辅助气体或填充气体，因为它在塑料薄膜中的扩散非常缓慢，因此在包装中保留了很长时间。

一氧化碳（CO）是无色、无味的。与氧气类似，一氧化碳在某种程度上用于保留肉类的红色。必需的浓度非常低。 在包括欧盟在内的一些国家，禁止在食品包装中的保护性气氛中使用一氧化碳。

氩气（Ar）是惰性、无色、无味的。由于氩具有与氮气相似的特性，因此可以在许多应用中替代氮气。 据信某些酶的活性受到抑制，并且氩气减缓了某些蔬菜中的新陈代谢反应。 由于与氮气相比效果低和价格高，因此很少使用它。

在某些应用中，氢气（H₂）和氦气（He）是改性气氛的一部分。 但是，使用这些气体的目的不是延长保存期限。 相反，它们用作市场上可用的某些泄漏测试方法的辅助气体。 使用相对较小的气体分子大小，可以通过泄漏的包装点快速逸出。 由于这些气体否则对食品没有积极的影响，并且也非常昂贵或处理复杂，因此很少使用它们。通常，用于泄漏测试的方法可以检测到CO₂，CO₂是许多MAP流程中的重要组成部分。

如果将食物包装在具有保护性的气氛中，则必须在标签上注明。此外，根据欧盟法规95/2 / EC，必须列出所用气体及其相应的E号。最重要的气体的E值分别为：
Argon E 938
Helium E 939
Kohlendioxid E 290
Sauerstoff E 948
Stickstoff E 941
Wasserstoff E 949

在保护性气氛中包装的食物
气调包装适用于多种食品。虽然传统上主要是乳制品，肉类产品或烘焙产品是在保护性气氛中包装的，但MAP也正越来越多地用于其他食品，例如鱼、咖啡、水果或蔬菜。另外，即食食品的日益普及是气调包装的另一个增长引擎。

◆  肉和香肠
肉和香肠产品，特别是生肉，由于其水分和营养成分高，很容易因微生物生长而变质。不管是牛肉、猪肉还是家禽，腐败的过程都从屠宰开始，最重要的是切割开始。除了较高的卫生标准和永久冷却外，保护性气氛还可以显著延长肉类和香肠产品的保质期。保护气体中最重要的是二氧化碳。浓度超过20％时，CO₂可以显著降低微生物的生长。

对于红肉，也有氧化红色颜料的风险。肉失去红色，变成灰色且难看。这种氧化在牛肉中尤为明显。保护性气体包装中的氧气含量高可以防止氧化。少量一氧化碳（约1％）也可以帮助保持肉红色。但是，其使用有些限制，例如，在欧盟中不允许使用这种气体。

家禽类肉对快速变质特别敏感，因此对永久性冷却提出了更高的要求。同样在这里，具有一定比例的CO2的保护性气氛可以延长保质期。

去皮的家禽也经常使用高百分比的氧气来维持肉的颜色。食物会吸收部分二氧化碳。为了防止包装塌陷，一般氮气用作辅助气体。

香肠产品和肉类产品（例如腌制或熏制的肉块）的反应取决于制备方式的不同。从一开始就较长的保质期也可以受到保护气体的积极影响。这些产品的CO₂含量不应过高，以避免酸味。

◆  鱼和海鲜
鱼和海鲜是一些最敏感的食物。捕捞后不久，就有迅速损失质量和变质的风险。其原因是中性的pH值，该值非常适合对口味和气味产生负面影响的微生物和特殊酶。富含脂肪酸的鱼也很快腐烂。
延长保质期的最重要因素是接近0摄氏度的冷却。含有至少20％CO₂的保护性气氛也会减慢细菌的生长。通常使用大约50％的CO₂比例。较高的CO2浓度可能导致不良的副作用，例如水分减少或酸味。

对于低脂鱼类和贝类，包装中还使用O₂。这可以防止褪色或褪色，并且还可以用作某些细菌的生长抑制剂。

对于贝类和甲壳类动物，应特别注意确保CO2的比例不要太高。一方面，这里最明显的是酸味，另一方面，这些产品吸收的二氧化碳最多，这可能导致包装塌陷。氮气作为惰性支持气体可防止这些影响。

◆  乳制品
奶酪变质主要是由于微生物的生长或酸败。连续的冷链从根本上延长了商品的货架期。如果是硬质奶酪，当它与氧气接触时，有形成霉菌的风险。因此，过去经常使用真空包装，这种包装很难打开并且同时会在产品上留下不良的痕迹。 二氧化碳可有效防止霉菌的形成，但不会影响奶酪的成熟。

软奶酪会很快腐烂。这个问题也可以用二氧化碳保护气氛来解决。由于软质奶酪比硬质奶酪吸收更多的CO₂，因此存在包装破裂的风险。 因此，应相应选择较低的二氧化碳比例。对于乳制品，例如酸奶或奶油，存在产品吸收过多的CO₂并变成酸性的风险。因此，应选择较低的二氧化碳比例。

奶粉，特别是用于婴儿食品的奶粉，是一种高度敏感的产品。为了延长保质期，必须特别注意包装中氧气的置换。实际上，包装通常在具有尽可能低的残余氧含量的纯氮下进行。

◆  烘焙食品
面包、蛋糕和糕点的保质期主要受霉菌生长的影响。生产和包装中的高卫生标准可以大大降低这种风险。在保护性气氛中包装，可以很大程度上防止产品发霉并延长产品的保质期。为了防止产品因吸收CO₂而使包装瓦解，在许多情况下，氮气被用作辅助气体。

◆  水果和蔬菜
包装中的保护性气氛使得可以为消费者提供保质期长的新鲜和未经处理的产品（实际上是“酥脆的新鲜”水果和蔬菜）。水果和蔬菜对包装的质量和气氛有非常特殊的要求。因为与其他食物不同，水果和蔬菜在收获后仍会继续呼吸，因此需要在包装中添加氧气。另外，包装膜不得完全封闭。通过考虑产品的呼吸作用和薄膜的渗透性，例如通过微穿孔，保持了产品的二氧化碳、氮气和少量氧气的理想组成。有人谈到一种平衡的改性气氛（EMA）。气体成分分别适合于相应的产品。

彻底清洁和卫生处理是持久保鲜的基本要求。通过保护性气氛以及适当的冷却，可以延长新鲜产品的保质期，并且还可以在销售点实施引人注目的包装设计。

◆  意大利面和便餐
新鲜面食的质地和成分，尤其是现成的面食，差别很大。多组分产品（例如现成的比萨饼或三明治）尤其包含具有不同货架期和易腐烂特性的许多不同食品。在大多数情况下，不使用氧气的保护性气氛可以大大延长保质期。 这里使用的是二氧化碳和氮气的混合物。 气体的浓度取决于产品的成分。例如，如果存在产品吸收大量CO2的危险，则应选择较高的氮含量以防止包装塌陷。

◆  零食和坚果
对于小吃产品，例如薯片或花生，主要存在与食品脂肪含量有关的问题。存在氧化的风险，这意味着如果包装不理想，产品会很快变酸。因此，为了延长保存期限，重要的是使与氧气的接触最小化。通常使用氮含量为100％的保护性气氛。一方面，这防止了过早的变质，另一方面，这些气氛还提供了保护，以防止对敏感商品或包装（例如，传统的管状袋包装中的土豆片）造成机械损坏。

◆  咖啡
作为干燥产品，咖啡对微生物变质相对不敏感。但是，其中所含脂肪酸被氧化且产品变酸的风险更大。为了防止这种情况的发生，在无氧的情况下包装咖啡。取而代之的是，通常在袋子或咖啡胶囊中使用由纯氮气制成的保护性气氛。

保护性气体包装中的示例性气体成分

在保护性气氛中包装时的质量控制

改进的大气包装对包装工艺，尤其是密封工艺提出了相对较高的要求。许多错误源都可能导致此处的泄漏，通常是微泄漏。但是，在混合气体的组成以及将气体引入包装中时，需要格外小心。错误的混合物或渗漏的包装可能会造成严重影响——从营养物质、口味、颜色或结构的损失到难闻的气味或微生物的侵扰。取决于产品，不能排除对消费者的健康风险。

因此，保护性气体包装需要现代化的技术设备和无懈可击的卫生条件。但是，由于即使使用最好的技术也无法完全避免错误，因此全面的质量保证措施至关重要。例如，这些方法使用在线气体分析开始，该分析在包装过程中连续监控保护性气氛的成分。包装后，必须至少随机检查产品是否有正确的气体混合物，最后但并非最不重要的是是否有泄漏。这是确保保护性气体包装能够显示其积极特性以及确保客户获得最高质量的高质量产品的唯一方法。

用于气调包装的气体技术

◆  包装机
没有用于在保护性气氛中进行包装的专用包装机这样的东西。而是，可以使用来自众多供应商的各种机器类型来实现改进的大气包装。

手动真空室机是保护性气体包装机的最简单形式。这些机器是手动操作的，因此更适合小型企业。将由特殊箔制成的预制袋放入包装机的腔室中，并装满要包装的产品。 关闭腔室后，机器会产生真空并吸出空气。在下一步中，在最终密封包装之前先提供保护性气氛。

自动包装线用于大包装量。所谓的热成型机可将薄膜包装在卷筒上。 箔片在机器中加热，并使用成型工具加工成托盘。碗里装满了各自的食物。后续步骤类似于手动机器，但它们是自动的。环境空气在真空室内被吸出并被相应的气体混合物替代。 然后将托盘密封。TraySealer机器的工作方式相同。 此处的区别在于：托盘（即碗）不是在机器中制造的，而是已经预制的，仅用薄膜密封即可。

管状袋包装机是另一种机器变型。水平和垂直管状制袋机之间有区别。这些机器由一束薄膜形成一个连续的管，并将产品放入其中。在密封单个包装之前，通过在保护性气氛下进行永久冲洗，实际上可以完全排空该管中的空气。

◆  气体混合器和定量器
在包装过程中，包装中的周围空气被气体或气体混合物替代。 保护性气氛已经预先混合成不同的成分，并以不同的品牌在市场上出售。 然而，在当今大多数情况下，现场使用气体混合系统来生成气体混合物。MAP气体混合器可确保包装过程中的气体质量和安全性得到控制-用于无菌和持久的食品。 但最重要的是，它们为用户提供高灵活性。 只需按一下按钮，就可以在很短的时间内在包装线中实现不同的混合物，这取决于相应产品的成分。

◆  气体分析仪
气体分析仪对于MAP流程中的质量控制至关重要。可以在包装过程中直接进行永久性分析，也可以在包装过程后通过随机抽样进行控制。在永久性分析的情况下，气体分析模块被集成到气体混合系统中。气体分析仪连续监测混合气体的正确组成。

几乎所有包装了改良气氛的公司都进行了样品分析，作为质量控制。 使用针头从包装中取出样品。高质量的气体分析仪可与现代传感器配合使用。它们非常精确、快速，只需要很少量的气体。因此，它们也适用于具有很小的顶部空间的包装，即包装中少量的保护气体。所有测量数据均已保存并可以存档，以永久、完整地记录质量控制。

◆  泄漏测试
仅当保护气体永久保留在包装中（即包装完全密封）时，保护性气氛的优点才能发挥作用。作为零售商和消费者的“新鲜度保证”，包装泄漏测试如今可以成为真正的竞争优势。通过简单可靠地检查包装的松紧度，可以防止不必要的退货、质量损失的威胁、法律后果以及在最坏的情况下避免客户流失。为了优化您的质量保证，用户可以在系统之间进行选择，以进行随机抽样或在线测试。包装泄漏测试系统甚至可以可靠地检测出最小的泄漏，并以其易用性给人留下深刻的印象。当然，所有测试都可以数字化保存并为客户记录。

◆  室内空气监测
例如，用于室内空气监测的气体报警系统可以保护员工并更安全地使用二氧化碳。尽管这不是有毒的，但它会在密闭的房间中积聚而不会引起注意，并会取代空气中的氧气。二氧化碳在室内空气中的浓度已经达到0.3％，已经对健康有害。允许的最大工作场所浓度MAK为0.5％。5％的人会出现头痛和头晕；8％甚至更多的人会导致昏迷甚至死亡。气体警告系统会永久控制室内空气中的浓度，如果超过了可单独定义的限值，则会触发声音和视觉警报。对于水果和蔬菜，不仅在包装内部使用了受控的气氛，而且例如还利用气体乙烯来控制特殊熟化室中的成熟度。在这里，可以使用气体分析仪连续监测正确的室内气氛。

来源：荣格-《国际食品加工及包装商情》

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