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頂空和(he)氣調包裝的(de)定義
食(shi)(shi)物有許多營養價值都與(yu)(yu)新(xin)鮮度(du)密切相關，因此(ci)包裝(zhuang)的(de)重點正從簡單地延(yan)長(chang)貨架期演變為要同(tong)時保(bao)持食(shi)(shi)品質量，讓新(xin)鮮度(du)與(yu)(yu)安全度(du)成為優(you)先(xian)級(ji)別的(de)重點。而當出售不經加(jia)(jia)工的(de)新(xin)鮮食(shi)(shi)物時，這一點變得更加(jia)(jia)重要。氣(qi)調(diao)包裝(zhuang)可以減緩食(shi)(shi)品質量惡化(hua)的(de)過程，這也是氣(qi)調(diao)包裝(zhuang)銷售額(e)不斷增長(chang)的(de)原因。
當購(gou)買(mai)到密封包(bao)裝的(de)產品時，包(bao)裝內會存有一些空(kong)(kong)間，這(zhe)部分空(kong)(kong)間被(bei)通常(chang)稱為頂空(kong)(kong)。氣(qi)調包(bao)裝的(de)頂空(kong)(kong)氣(qi)體由(you)氧氣(qi)、二氧化碳和氮(dan)氣(qi)三種氣(qi)體的(de)不同(tong)組合(he)而成，其比例不同(tong)于外部的(de)自然空(kong)(kong)氣(qi)，是經過科學實驗得出的(de)可(ke)實施的(de)保鮮混合(he)氣(qi)體。
氣(qi)體的體積(ji)和成(cheng)分(fen)在氣(qi)調(diao)(diao)(diao)應用中都至關(guan)重(zhong)要(yao)，了解每種食(shi)品的具體氣(qi)調(diao)(diao)(diao)要(yao)求是設計和選擇包裝(zhuang)材料的必要(yao)條(tiao)件，為此考慮(lv)影響(xiang)氣(qi)調(diao)(diao)(diao)的所(suo)有(you)因(yin)素(su)也(ye)是至關(guan)重(zhong)要(yao)的。
影響頂空和氣調包裝的因素
頂(ding)空氣體(ti)是動態的，會因(yin)許多因(yin)素而(er)變化：
包裝
影響頂(ding)空(kong)和氣(qi)調包裝(zhuang)的(de)主要因(yin)素是包裝(zhuang)材料(liao)的(de)滲(shen)透(tou)(tou)性，甚至(zhi)塑(su)料(liao)聚(ju)合物也(ye)是可滲(shen)透(tou)(tou)的(de)。然而因(yin)擴散速(su)率(lv)不(bu)同，聚(ju)合物能讓二氧(yang)化碳擴散比(bi)氧(yang)氣(qi)多 3 - 7 倍。二氧(yang)化碳從(cong)包裝(zhuang)中(zhong)移(yi)出是維護(hu)氣(qi)調有(you)效性的(de)最大挑戰(zhan)之一。當頂(ding)空(kong)內的(de)氧(yang)氣(qi)水平降低時，已知大氣(qi)中(zhong)的(de)氧(yang)氣(qi)也(ye)會浸入到包裝(zhuang)中(zhong)。
產(chan)品(pin)與頂空的比例
頂空(kong)(kong)(kong)的量(liang)也會(hui)影(ying)響產品(pin)質量(liang)，尤其是(shi)肉(rou)(rou)(rou)制品(pin)。對于豬肉(rou)(rou)(rou)和牛肉(rou)(rou)(rou)，氣體(ti)頂空(kong)(kong)(kong)與肉(rou)(rou)(rou)的比例不(bu)應低于 2：3，否則質量(liang)會(hui)受到影(ying)響。較高的頂空(kong)(kong)(kong)對牛肉(rou)(rou)(rou)沒有區別，但會(hui)影(ying)響豬肉(rou)(rou)(rou)；因此包裝尺寸不(bu)宜(yi)過大。
氣(qi)體的溶(rong)解度
氣(qi)體(ti)會(hui)凝結并溶解到包裝食品中，導致體(ti)積減少(shao)，這(zhe)是肌肉食物的主要問(wen)題之一(yi)，像魚(yu)就(jiu)會(hui)存在(zai)這(zhe)種問(wen)題。
呼吸(xi)速(su)率(lv)
新(xin)鮮農產(chan)品采(cai)摘后仍能持(chi)續呼吸(xi)(xi)(xi)，呼吸(xi)(xi)(xi)速(su)率取決于氧(yang)氣的(de)可用性。由于呼吸(xi)(xi)(xi)作用，二氧(yang)化(hua)碳(tan)濃度將增加，并(bing)產(chan)生(sheng)熱量。此外生(sheng)理和外部因素的(de)結(jie)合(he)會導致(zhi)同一(yi)產(chan)品不同批次的(de)呼吸(xi)(xi)(xi)速(su)率相差 10%。
外部溫度
溫(wen)度(du)影響新鮮(xian)農(nong)產品的(de)(de)(de)(de)呼吸速率，溫(wen)度(du)直接影響食物(wu)的(de)(de)(de)(de)質量和(he)微生(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)長，包裝材料的(de)(de)(de)(de)氣體傳輸和(he)氣體的(de)(de)(de)(de)溶(rong)解也取決于溫(wen)度(du)。即使在氣調應用(yong)中(zhong)，也得(de)是(shi)較低(di)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)才能(neng)維(wei)持理想(xiang)的(de)(de)(de)(de)保(bao)鮮(xian)狀態，并且(qie)在產品的(de)(de)(de)(de)搬運、運輸和(he)儲存過程(cheng)中(zhong)要(yao)全(quan)程(cheng)得(de)到(dao)冷鏈控制。穩態氣體濃度(du)只有(you)在特(te)殊(shu)條件下才有(you)可能(neng)，特(te)別(bie)是(shi)這(zhe)些呼吸產品。波動(dong)或更高的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)會(hui)導致厭氧呼吸，產生(sheng)不良的(de)(de)(de)(de)味(wei)道(dao)和(he)乙醇。
相(xiang)對(dui)濕(shi)度
相對(dui)低濕度或波動會導致(zhi)水(shui)分流(liu)失。在包裝內，水(shui)蒸氣(qi)沒有辦法逸出，這可能會導致(zhi)冷凝并產(chan)生(sheng)霧狀(zhuang)條件。如果溫度下降(jiang)到(dao)露(lu)點以下，水(shui)蒸氣(qi)就會液化，促發微生(sheng)物生(sheng)長。
光照
產(chan)品對光的反應取決(jue)于包裝材料、食品和光的質(zhi)量。在光飽和的條件(jian)下(xia)，多葉蔬菜會進行光合(he)作用，造成進一步(bu)的并發癥。因此綠色蔬菜在二氧化(hua)碳(tan)含量高的黑(hei)暗中(zhong)儲存效果好，但(dan)由于高(gao)二氧(yang)化碳和低氧(yang)氣(qi)會導致厭氧(yang)呼吸(xi)，保持平衡對監測(ce)很重要。牛肉和火(huo)腿由于脂質的光氧(yang)化而受到(dao)光的負(fu)面影響。
運(yun)輸時間
為了(le)計算頂空和(he)氣調包(bao)裝的體積，必須考慮運輸(shu)距(ju)離，以補償通過可(ke)滲透(tou)包(bao)裝和(he)溶解的氣體損失。
不同食物的頂空和氣(qi)調(diao)包裝重要性
各(ge)種(zhong)易腐(fu)物品(pin)，如新鮮(xian)農(nong)產品(pin)、乳制(zhi)品(pin)、海(hai)鮮(xian)和肉制(zhi)品(pin)，都(dou)(dou)受益(yi)于(yu)氣(qi)(qi)調技術，不(bu)過每種(zhong)食物的(de)(de)氣(qi)(qi)調實操(cao)都(dou)(dou)會有(you)所不(bu)同。不(bu)同的(de)(de)食物規定了(le)不(bu)同水(shui)平的(de)(de)氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)和二(er)氧(yang)(yang)化碳濃度，高濃度的(de)(de)二(er)氧(yang)(yang)化碳被用(yong)作抗菌措(cuo)施來保存(cun)所有(you)食物。
新鮮農產(chan)品(pin)
在新鮮農(nong)產(chan)品(pin)中，由(you)于果蔬是會呼吸的產(chan)品(pin)，所以即使采摘后有多生理過程(cheng)仍在發生：
高阻隔性材料導(dao)致產品質量下降
乙(yi)烯的產生最(zui)終會導致成熟(shu)、過(guo)度成熟(shu)，并最(zui)終導致衰(shuai)老
物(wu)理損傷(shang)也會損害新鮮農產品。
這三(san)個(ge)生(sheng)理(li)過(guo)程(cheng)可以同時發生(sheng)，由于(yu)乙烯的產生(sheng)，呼吸速率會上升，而乙烯又是在果實成(cheng)熟(shu)過(guo)程(cheng)中產生(sheng)的，或者是對物理(li)損傷和(he)其他壓力的反(fan)應。結(jie)果顏色和(he)香味都會發生(sheng)變化。
為了(le)降低呼吸速(su)率，氣調包裝中的(de)(de)氧(yang)(yang)氣水(shui)平要比大氣中的(de)(de)低，二(er)氧(yang)(yang)化碳水(shui)平比大氣中的(de)(de)高，這也控制了(le)乙烯和微生(sheng)物(wu)的(de)(de)作用。然(ran)而(er)即使(shi)在(zai)高二(er)氧(yang)(yang)化碳環境(jing)下，也不可能控制所有(you)的(de)(de)微生(sheng)物(wu)感染，因為許(xu)多微生(sheng)物(wu)也會在(zai)厭(yan)氧(yang)(yang)條件下生(sheng)長。如果在正確的平衡和限制下使用二氧化碳和氧氣，顏色、氣味都會得到理想狀態。但要注意確保氧氣水平不會下降，防止產生厭氧條件下的發酵和fubai。
肉
頂(ding)空分配適當的氣調包裝可以(yi)在(zai)不添(tian)加化學食品(pin)添(tian)加劑的情(qing)況下(xia)延(yan)長貨架期。將與包裝(zhuang)形式、肉類(lei)脂(zhi)肪含量、外部溫度(du)以及微(wei)生(sheng)(sheng)物菌群(qun)和負荷相(xiang)互作用，宰后水分活度(du)和非(fei)蛋(dan)白質的數量將反過來決(jue)定微(wei)生(sheng)(sheng)物的活性。
肉制品的質量由它們的顏色、保水性、脂肪成分和微生物活性決定。消費者更喜歡肉的紅色。包裝中的氧氣濃度決定了肉品中肌紅蛋白的氧化狀態和產品的微生物保質期。傳統上對于鮮肉，需要氧濃度大于 70% 才能產生較為理想的鮮紅色。但存在氧氣就足以使肉中的需氧fubai菌群生長，所以在氣體混合物中加入 20-30% 的二氧化碳可以延緩它們的生長。
氣調技術已被用于將家禽(qin)產品(pin)的貨(huo)架(jia)期(qi)延長一倍。它用于控制微生(sheng)物的活(huo)動，應用 40 - 100% 的高二氧(yang)化碳水平與氮(dan)氣結合使用，不(bu)過厭氧(yang)菌會產生(sheng)粘液和不(bu)良氣味。
海(hai)鮮
在海鮮產品中，由于(yu)脂質(zhi)氧化(hua)、微生(sheng)物fubai和酶活性，質量會下降。微生物降解會影響風味、質地和外觀。由于高水分含量、氣體成分和氯化鈉等添加劑，海鮮*的fubai菌大量繁殖。海鮮*的fubai菌(jun)會導致不良風味(wei)、貨架期變(bian)短并(bing)產生三(san)甲胺，魚(yu)腥味(wei)就這么來的(de)。
氣調包(bao)裝可以減少(shao)海鮮*的(de)fubai菌生長，避免腥味，還可以限制脂質氧化。低脂肪魚類、扇貝，推薦使用 40% 二(er)氧化(hua)碳 + 30% 氮氣(qi) + 30% 氧氣(qi)；鮭魚、鱒魚、煙熏海鮮制品，推薦使用 40% 二(er)氧化碳(tan)+60% 氮氣。
高水平的二氧化碳(tan)(tan)通(tong)過溶解在魚肌肉中(zhong)形(xing)成碳(tan)(tan)酸(suan)來降低酸(suan)堿(jian)度。二氧化碳(tan)(tan)被添加到包裝中(zhong)，以保(bao)持適當的氣調(diao)條件，但碳(tan)(tan)酸(suan)會(hui)使蛋白質變性致(zhi)損。另一個(ge)風(feng)險是厭(yan)氧菌引起的肉毒中(zhong)毒，這只能通(tong)過將氣調(diao)包裝的魚冷(leng)藏在 3.5℃ 以下來解決。
頂(ding)空(kong)分(fen)析(xi)的應(ying)用
通(tong)過氣(qi)調(diao)技術(shu)改善(shan)食品供(gong)應和(he)質量，加上包(bao)裝變(bian)化帶來的挑(tiao)戰，使得頂空和(he)氣(qi)調(diao)分析在研(yan)究(jiu)和(he)工業中都很重要。
確(que)保食品質量
目前正在進行廣(guang)泛(fan)的(de)研究，以檢查不(bu)同(tong)氣(qi)調(diao)包裝條(tiao)件下新(xin)鮮(xian)和(he)鮮(xian)切食品中的(de)微生(sheng)物活(huo)性。
包裝和質量控制
在工業中(zhong)，頂空(kong)和氣調分(fen)析在包裝過程中(zhong)至關重(zhong)要(yao)，在運輸和儲存過程中(zhong)也(ye)是質量控制的關鍵。
處(chu)理
在頂空創造理(li)想的氣(qi)調條件不僅(jin)僅(jin)局(ju)限于(yu)包裝，還可以應用于(yu)收獲后的預處理(li)。熱處理(li)被廣泛用于(yu)降低(di)呼吸速率、微生物(wu)感染和低(di)溫(wen)傷(shang)害。
埃幸關于(yu)氣調(diao)包裝應用過程中的建議：確定合適(shi)的大氣條件(jian)和設(she)計包裝的研究依賴于(yu)將(jiang)頂空中的氣體、溫(wen)度、相對濕度和儲存時間的各種(zhong)組(zu)合進行(xing)比較。以下幾種(zhong)測(ce)試方式是氣調(diao)質量控制中常(chang)見方案：
① 便攜式頂空分(fen)析
② 臺式頂空分析
③ 在(zai)線頂(ding)空分析
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