第五章 食品包装原理与方法

• 不同种类的微生物其繁殖所需要的水分活度最 低限不一样，有的微生物只能在Aw较高的食 品中才能繁殖，而有的却在水分活度极低的相 当干燥的食品中也能生存繁殖。由图可见，大 部分革兰氏阴性细菌在较高的Aw环境中繁殖 受阻，而部分霉菌和酵母等却在Aw较低的环 境中也能繁殖。但食品的水分活度低于某一限 度(Aw＝0．5以下)时，其中的微生物不能繁 • 殖。 • 大部分细菌在水分活度Aw＝o．9以上的环 境中生长活跃，大部分霉菌在水分活度Aw＝ 0．80以上的环境中繁殖，部分霉菌和酵母在 Aw较低的环境中也能繁殖。
二、氧对食品品质的影响
• 氧气对食品中营养成分有一定破坏作用： 1、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。 • 2、氧能使食品中的维生素和多种氨基酸失去 营养价值； • 3、氧还能使食品的氧化褐变反应加剧，使色 素氧化褪色或变成褐色； • 4、对于食品微生物，大部分细菌由于氧的存 在而繁殖生长，造成食品的腐败变质。
(二)低温对食品品质的影响
• 温度对食品的影响还表现在低温冻结对食 品内部组织结构和品质的破坏。冻结会导致液 体食品变质：如果将一瓶牛乳冻结，乳浊液即 受到破坏，脂肪分离出来，牛乳蛋白质变性而 凝固。易受冷损害的食品不需极度冻结，如许 多果蔬采收后其细胞的生命过程要求适当的温 度条件，在一般冷藏温度4℃下保存，有些果 蔬会衰竭或枯死，随之发生变质过程，包括产 生异味、表面斑痕和各种腐烂形式。这说明冷 藏可以保藏所有的食品且温度越低越好的概念 是不完全正确的。
（二）光照对食品的渗透规律
•
光照能促使食品内部发生一系列的变化是因 其具有很高的能量。食品中对光敏感的成分能迅 速吸收并转换光能，从而激发食品内部发生变质 的化学反应。 • 食品吸收光能量的多少用光密度表示，光密 度越高，光能量越大，对食品变质的作用就越 在光照下，食品对光能吸收量愈多、转移传递愈 深，食品变质愈快、愈严重 。
• 根据食品中所含水分的比例，一般可将食品分
为三大类，用水分活度A w表示： • A w＞0．85的食品称为湿食品， • A w；0．6—0．85的食品称为中等含水食品， • A w＜0．6的食品称为干食品。
•
•
各种食品具有的水分活度值范围表 明食品本身抵抗水分的影响能力的不同。 食品具有的Aw值越低，相对地越不易发 生由水带来的生物生化性变质，但吸水 性越强，即对环境湿度的增大越敏感。 • 因此，控制包装食品环境湿度是保 证食品品质的关键。
第五章 食品包装原理与方法 •
•
第一节 环境因素对食品品质的影响
食品从原料加工到消费的整个流通环节是 复杂多变的，它会受到生物性和化学性的侵染， 受到流通过程中出现的诸如光、氧、水分、温 度、微生物等各种环境因素的影响。
•
·
一、光对食品品质的影响
• （一)光照对食品的变质作用 • 光对食品品质的影响很大，它可以引发并加 速食品中营养成分的分解，发生食品的腐败变 质反应。
1．维生素的光分解
• 维生素对光照(尤其是紫外线)敏感，表5—l为 维生素B2在水溶液中 的光分解程度与pH的关 系。 • 由表中可知，维生素B2的光分解程度随pH 的升高而增加。当维生素B2与维生素C共存时， 维生素C可抑制维生素B2的光分解，而维生素 C则因与维生素B2共存而容易分解，如牛奶经 日光暴晒后维生素C显著减少，就是因牛奶中 维生素B2促使维生素C的光分解。
五、微生物对食品品质的影响
• 人类生活在微生物的包围之中，空气、土壤、 水及食品中都存在着无数的微生物。如猪肉火 腿和香肠，在原料肉腋制加工后的细菌总数 10-5 一106个／g，其中大肠杆菌102一104 个／g。 完全无菌的食品只限于蒸馏酒、高温杀菌的包 装食品和无菌包装食品等少数几类。虽然大部 分微生物对人体无害，但食品中微生物繁殖量 超过一定限度时食品就要腐变，微生物是引起 食品质量变化最主要的因素。
• 大多数食品均呈酸性，酸性条件下微生 物繁殖的下限： • 细菌pH4．0—5．0， • 乳酸菌pH3．3—4．0， • 霉菌和酵母pHl．6—3．2。 • 适当控制食品的pH也能适当地控制微生 物的生长和繁殖。
二、包装食品的微生物变化
• • (一)因包装发生的环境变化对食品微生物的影响 食品经过包装后能防止来自外部微生物的污染，同 对包装内部环境也会发生变化，其中的微生物相也会 因此而变化。以肉为例，生鲜肉经包装后其内部环境 的氧和二氧化碳的构成比例不断发生变化，这是因食 品上微生物及肉组织细胞的呼吸而使氧减少、二氧化 碳增加，包装内环境的气相变化反过来又会影响食品 中的微生物相，即需氧性细菌比例下降，厌氧性细菌 比例上升，霉菌的繁殖受抑制而酵母菌等却在增殖。 在包装缺氧状态下，食品腐败产物为大量的有机酸， 如果在氧气充足的条件下，食品腐败时多产生氨和二 氧化碳。
的防护方法是：通过包装将光线遮挡、吸收或 反射，减少或避免光线直接照射食品；同时防 止某些有利于光催化反应因素，如水分和氧气 透过包装材料，从而起到间接的防护效果。
光线在包装材料和食品中的传播和透入 光密度分布规律可用图5—3表示。
• 由图可知：包装材料 可吸收部分光线，从 而减弱光波射入食品 的强度，甚至可以全 部吸收光波，阻挡光 线射入食品内。因此， 选用不同成分、不同 厚度的包装材料，可 以达到不同程度的遮 光效果
•
食品对光波的吸收量还与光波波长有关， 短波长光(如紫外光)透入食品的深度较浅，食 品所接收的光密度也较少；反之，长波长光(如 红外光)透人食品的深度较深。 • 此外，食品的组成成分各不相同，每一种成 分对光波的吸收有一定的波长范围。未被食品 吸收的光波对食品变质没有影响。
• (三)包装避光机理和方法 • 要减少或避免光线对食品品质的影响，主要
水是许多食品的基本组成成分之一(表5—2)， 1、水能促使微生物的繁殖．助长油脂的氧化分 解，促使褐变反应和色素氧化； 2、水分使一些食品发生某些物理变化，如有些 食品受潮而发生结晶，使食品干结硬化或结块， 有些食品因吸水吸湿而失去脆性和香味等。
食 品
番 茄 95
葛 苣 95
甘 蓝 92
柑 橘 87
第二节 包装食品与微生物
• 一、环境因素对食品微生物的影响 • 影响微生物生长繁殖的环境因素主要 有：水分、温度、氧气和PH。
• (一)水分
• 水分是微生物生存繁殖的必要条件，水分的 增加使微生物活性增高。食品中微生物与水分 的关系可以用水分活度Aw说明。一些微生物 开始繁殖的最低水分活度值如图5—9所示。大 部分细菌在水分活度Aw＝0．90以上的环境中 生长，大部分霉菌在Aw＝0．8以上的环境中 繁殖。
苹 果 87
牛 奶 87
土 豆 78
香 蕉 75
鸡 肉 70
•水 分 含
量／％
猪 肉 65
面 包 35
果 酱 26
蜂 蜜 20
奶 油 16
面 粉 12
稻 米 12
奶 粉 4
食物组织结构所含水分大部分是自由水，这部分水 在某种程度上决定了微生物对某种食品 的侵袭而 引起食品变质的程度，用水分活度(A w)表示。
四、温度对食品品质的影响
• • • • • 引起食品变质的原因 1、生物 2、非生物 两个方面的因素， 温度对这两方面都有非常显著的影响。
• [一)温度升高对食品品质的影响 • 在一定温度范围内(如10一38℃)，食品在恒定 水分条件下，温度每升高10℃，许多酶促和非酶促 的化学反应速度加快l倍，其腐变反应速度将加快 4—6倍。当然，温度的升高还会破坏食品的内部组 织结构，严重破坏其品质。 • 过度受热也会使食品中蛋白质变性，破坏维生素 特别是含水食品中的维生素c，或因失水而改变物 性，失去食品应有的物态和外形。 • 为了有效地减缓温度对食品品质的不良影响，现 代食品工业采用食品冷藏技术和食品流通中的低温 防护技术，可有效地延长食品的保质期。 •
└────┴───────────┴────┴───────────┘
2．光线对氨基酸及蛋白质的影响
• 氨基酸中因光引起分解的是色氨酸，其溶液经日 光暴晒后着色而变褐，经紫外光照射可生成氨基 丙酸、天冬氨酸、经基邻氨基苯甲酸。另外，色 氨酸、胱氨酸、甲硫氨酸、酪氨酸等如与荧光物 质、维生素B2、荧光黄素等共存时，经日光暴晒 将引起光分解，但此光分解反应可在二氧化碳、 氮环境中得到抑制。硫尿、维生素C亦可阻止此反 应。 • 蛋白质也可因日光、紫外光照射而变化。酪蛋 白溶液在荧光物质存在下经日光照射，其中的色 氨酸分解而使其营养价值下降；卵蛋白经紫外光 照射，其黏度虽无变化，但表面张力减小，这是 与热变性不同的一种蛋白质变化。
(三)氧气 • •
氧的存在有利于需氧细菌的繁殖，且繁殖速 度与氧分压有关，细菌繁殖速度随氧分压的增 大而急速增高。即使仅有0．1％的氧化，也就 是空气中氧分压的l/200的残留量，细菌的繁殖 仍不会停止，只不过缓慢而已。这个问题在食 品进行真空或充气包装时应特别注意。
(四)pH
• • • • • • • 适合微生物生长的pH范围为1—11。一 般食品微生物得以繁殖的pH范围： 细菌3．5—9．5， 霉菌和酵母2一11； 对食品微生物最适宜的pH： 细菌为pH7附近， 霉菌和酵母pH6左右。
• 食品微生物在水分活度较低的干燥环境中不能 繁殖，但值得注意的是干燥食品从环境中吸收 水分的能力较强，一旦吸湿，Aw又将提高而 适宜微生物繁殖。要想降低食品的水分活度， 就得使食品干燥或在食品中添加盐、糖等易溶 于水的小分子物质。
(二)温度
• 微生物生存的温度范围较广(—10—90℃之 间)，图5—10表示几种微生物繁殖的温度范围。 根据适宜繁殖的温度范围微生物可分为：嗜冷 细菌(0℃以下)、嗜温性细菌(0—55℃)和嗜热性 细菌(55℃以上)。 • 食品在贮存、运输和销售过程中所处的环境 温度一般在55℃以下，这一温度范围正处在嗜 温性和嗜冷性细菌繁殖生长威胁之中，而且侵 人食品的细菌随温度的升高而繁殖速度加快， 一般在20—30℃时细菌数增殖最快。