氣調包裝是指在一定的封閉包裝內，通過各種調節(jié)方式使得包裝內氣體不同于正常大氣組成，以此來抑制引起食品品質劣變的生理生化反應、物理反應、氧化褐變作用等，從而達到延長食品保鮮和長期保存的目的。一般采用連續(xù)的熱力充氣機器將二氧化碳、氮氣、氧氣等一種或幾種氣體按一定比例充入包裝內，經熱壓封口后完成充氣包裝。

氣調包裝的效果

大量的實踐證明，應用合理的氣調包裝，尤其是合適比例的填充氣體，不僅有助于限制包裝內微生物的生長，對于緩解內容物的過度成熟和氧化也具有積極意義。

二氧化碳是氣調包裝中占據重要地位的氣體成分，突出作用是其高效的抑菌效果。由于二氧化碳能穿透細菌的細胞，使細胞內的PH下降和酶的活性降低，因此抑制細胞的繁殖，因而對于魚肉海鮮、鮮嫩果蔬、烘焙點心等有防腐和防霉的作用。

氮氣是一種無色無味的惰性氣體，不會與食物發(fā)生化學反應，充氮氣的目的是作為填充氣體，保持食物的色、香、味、脆、形，對油脂氧化也能起到緩解作用。

氧氣是大部分生物體生長繁殖的重要條件，同時也是油脂類氧化變質的主要誘因。一般而言，氣調包裝中不填充氧氣，但針對某些食物，一定的含量的氧氣對于維持食物其他方面的性質具有良好的效果。

例如，魚肉海鮮類的食物，往往含有肌紅蛋白，呈紫紅色，氧氣的作用即是與肌紅蛋白結合生成氧合肌紅蛋白，使肉質呈現鮮紅色。但大量的氧同時也會加快肉中脂肪氧化和微生物的繁殖，因此這類食物的氣調包裝建議填充氧氣和二氧化碳的混合氣體，借助二氧化碳的抑菌作用實現雙重效果。

對于另一類新鮮果蔬食物，貯藏中應盡可能降低氧氣的濃度，以此降低食物的呼吸強度和基質氧化損耗，延緩成熟，但氧氣濃度過低，一方面會使果蔬發(fā)生無氧呼吸，導致缺氧障礙，另一方面會引起厭氧菌的發(fā)酵，如肉毒桿菌等。由于不同的果蔬具有不同的氧氣臨界濃度，因此在使用氣調包裝的時候需要根據果蔬種類特別設定填充的氧氣量。

影響氣調包裝效果的因素分析

氣調包裝的效果主要體現在3個方面：抑菌作用;針對新鮮果蔬食品，抑制呼吸作用和成熟度;保持食物原有的味道和形狀，特別是烘焙食品，減少因油脂氧化產生的異味。從食物包裝到運輸貯藏，氣調包裝的效果受到諸多因素的制約，包括二氧化碳抑菌的選擇性、二氧化碳的濃度、氣調包裝材料的性能等。

二氧化碳抑菌的選擇性對氣調包裝效果的影響

根據微生物代謝對氧的需求量，可分為好氧型、兼性厭氧型和厭氧型微生物。

好氧型微生物是指生命體只有在有氧的條件下才能正常生長，其包含部分好氧細菌和霉菌，對于這些微生物，二氧化碳濃度低于10%即可抑制其生長。其中二氧化碳對不同菌屬的霉菌的抑制效果也有所差異，例如青霉屬比曲霉屬對二氧化碳的耐受性更強。

兼性厭氧型微生物是指在有氧和無氧環(huán)境下均可生存的微生物，比如酵母菌，當氧氣缺乏時這類微生物通過將糖類轉化為二氧化碳和乙醇來生存，因此二氧化碳對其的抑制作用將有所降低。

厭氧型微生物指的是在無氧條件下比在有氧條件下生長好的微生物，比如梭狀芽孢桿菌在無氧條件下繁殖迅速，可分解糖類，引起果蔬等食品的產氣性變質和蛋白質變質。若此類微生物存在的情況下，向包裝充入大量的二氧化碳，會促進包裝系統(tǒng)中氧含量的降低，反而不利于抑制此類微生物的生長。

二氧化碳的含量對氣調包裝效果的影響

根據上述對氣調包裝效果的分析，包裝內容物不同，填充二氧化碳的作用也不盡相同。以往研究結果表明，提高二氧化碳的含量能加強其抑制微生物繁殖的能力，而且隨著含量的提高，抑制作用會逐漸增強。同時，應視內容物的初始微生物種類、數量具體確定填充濃度。

若內容物的初始微生物以好氧細菌或霉菌為主，填充低于10%的二氧化碳即可表現出抑制作用，20%～30%的二氧化碳能較好的抑制多數好氧微生物，當二氧化碳含量達到50%以上，其抑制效果的增強便不再顯著。針對果蔬等食品氣調包裝，填充2%～3%的二氧化碳為佳。

筆者通過多種渠道獲得魚、肉、蔬菜、水果、面制品的氣調包裝產品，利用實驗室配備的HGA-02頂空氣體分析儀分別進行了二氧化碳和氧氣含量的檢測，結果見表1。測試結果展示了當前各類產品氣調包裝中氧氣和二氧化碳成分的含量。

包裝材料對氣調包裝效果的影響氣調包裝完成后，內部氣體構成和含量會在一段時間內保持穩(wěn)定，隨著產品儲存時間的延長，包裝內部的氧氣、二氧化碳或氮氣的含量逐漸變化，從而影響原有包裝效果，甚至產品的品質。

一般情況下，氣體含量變化的原因主要來自氣體的滲透和泄漏。氣體滲透是指氣體從高濃度側進入包裝材料表面，通過擴散至低濃度側。通過這種渠道滲入/滲出的氣體，對包裝內氣體構成的影響是長久緩慢的，其滲透速率取決于包裝材料的阻隔性能。泄漏是指氣體通過包裝熱封部位的微小孔隙或裂縫進入或逸出，造成氣體含量的急劇變化。

不論是氣體滲透或是泄漏，都會影響氣調包裝內的各氣體成分含量的變化，從而影響產品的保質效果。因此，企業(yè)也采取了多種氣體控制方法，比如采用高阻隔包裝材料來減緩氣體的滲透。

由于氣調包裝中二氧化碳發(fā)揮主要作用，所選包裝材料應對二氧化碳表現出較好的阻隔效果。筆者選取了4種氣調包裝常用的材料，分別為PET、KPET、BOPP、VMBOPP，借助VAC-V2壓差法氣體滲透儀進行了二氧化碳的滲透測試，測試結果如表2。

從表2可以看出，厚度相差不大的4種材料中KPET的二氧化碳阻隔效果最 好，其次為VMBOPP和PET，BOPP效果最差。通過比較發(fā)現，KPET的二氧化碳透過率僅為PET的2.37%，這是由于KPET是在PET基材上涂布一層PVDC而制成，PVDC因其分子間凝聚力強，結晶度高，其分子中的氯原子有疏水性，不會形成氫鍵，氧分子、水分子和二氧化碳分子很難在PVDC有機大分子中移動，因而PVDC具有優(yōu)良的阻氧性、阻濕性和二氧化碳阻隔性。

VMBOPP也是較為優(yōu)良的二氧化碳阻隔材料，它是一種真空鍍鋁的雙向拉伸聚丙烯薄膜，鍍鋁層的加入，使VMBOPP具有優(yōu)良的耐折性、阻氣性、阻濕性、遮光性和保香性，因此其二氧化碳透過率較BOPP有了大幅的下降。

除了采用高阻隔材料作為包裝材料，針對包裝熱封部位易出現泄漏的情況，企業(yè)在嚴格生產工藝的同時加強包裝質量檢測，根據檢測數據對工藝進行及時的調整。例如，熱封的高溫操作會使附近的包裝材料的機械強度降低，從而成為包裝密封的薄弱點。對此需要對包裝整體進行密封性測試，可采用“正壓法”，即向包裝內充氣增壓，使包裝內外形成壓力差來模擬包裝的受壓狀態(tài)，以進行包裝封口強度和整體包裝脹破壓力的量化測試。

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