生鮮牛肉保鮮包裝方案設(shè)計——1225126楊碩

1、食品包裝方案設(shè)計生鮮牛肉的保鮮包裝設(shè)計楊碩工業(yè)工程一班1225126、引言自改革開放以來，我國的肉牛業(yè)有了很大發(fā)展。1980年我國的 牛肉產(chǎn)量僅26.9萬噸，至,12000年增加到510萬噸，僅次于美國（1212.4 萬噸）和巴西（605.0萬噸），成為世界第三大牛肉生產(chǎn)國。目前，牛肉出口 量僅占我國牛肉總產(chǎn)量的0.3%,絕大部分在國內(nèi)消費，而我國肉品加 工程度低，大部分還是以生肉形式被消費。隨著人們對肉品質(zhì)量要求 的提高，冷卻肉以其新鮮、肉嫩、味美、營養(yǎng)、衛(wèi)生的優(yōu)點成為今后 肉類消費的主流。健康優(yōu)良的肉用畜、科學(xué)衛(wèi)生的屠宰加工工藝、健 全的冷鏈物流體系、有效的保鮮包裝技術(shù)是保證高質(zhì)量的冷卻肉

2、不可 缺少的重要環(huán)節(jié)。在冷卻肉的生產(chǎn)流通銷售過程中，合理的包裝是確保產(chǎn)品衛(wèi)生 和質(zhì)量的非常重要和必不可少的環(huán)節(jié)。因國內(nèi)市場的肉牛多以散戶或 非正規(guī)屠宰場屠宰，屠宰設(shè)備落后，屠宰工藝不規(guī)范，微生物污染嚴重， 且未經(jīng)任何包裝而熱銷，容易造成二次污染，因此不僅貨架期短，造成 巨大的經(jīng)濟損失，而且存在很大的安全隱患，直接威脅人們的健康。對 冷卻肉實施包裝是有效提高其質(zhì)量的環(huán)節(jié)之一，主要作用是避免二次 污染，防止變質(zhì)，延長貨架期；其次，為流通提供便利，節(jié)省勞動力；消費者 購買食用方便；最后,包裝也是保護、宣傳、推銷冷卻肉，樹立廠家信譽 的重要手段。目前的保鮮包裝方式：（1）防腐保鮮劑：防腐保鮮劑通常和其

3、他保鮮技術(shù)結(jié)合使用。冷卻 肉中常用的化學(xué)防腐劑有，乳酸及其鈉鹽、乙酸、山梨酸鉀；研究較多 的天然保鮮劑有，茶多酚（抗脂質(zhì)氧化、抑菌、除臭）、香辛料提取物（殺 菌、抑菌、抗氧化）、多糖類（如海藻糖、殼聚糖等）、乳鏈菌膚（抗革 蘭氏陽性菌）等。從安全、營養(yǎng)角度講，有較大發(fā)展?jié)摿?，并己商業(yè)化生 產(chǎn);從理化、微生物角度講，可應(yīng)用于冷卻肉保鮮的天然防腐保鮮劑主 要是茶多酚和殼聚糖。但茶多酚用于冷卻牛肉的防腐保鮮還未見報 道。茶多酚是一種從茶葉中提取的純天然復(fù)合物，其中含有30種以上 的酚性物質(zhì)。（2）氣調(diào)包裝：近年來，隨著連續(xù)式真空/充氣包裝一體機的國產(chǎn) 化，充氣包裝的設(shè)備成本大大降低，從而使冷卻肉的氣

4、調(diào)包裝走向市場 打下了堅實的基礎(chǔ)。氣調(diào)包裝是指用適合食品保鮮的氣體置換包裝中 的氣體，以延緩氧化反應(yīng)速度、抑制微生物的生長和阻止酶促反應(yīng)，從而延長產(chǎn)品的貨架期。冷卻肉氣調(diào)包裝常用的氣包括 02、COZ、NZ。 氧氣在冷卻肉氣調(diào)包裝中的作用是維持肉的鮮紅色澤 （使肌紅蛋白處 于氧合狀態(tài)）,并抑制厭氧菌的生長，但無疑也為好氧腐敗菌的生長創(chuàng) 造了良好的條件。CO:具有水溶性,CO:可有效延長微生物的遲滯期， 抑制細菌、真菌的生長及酶的活性,COZ抑菌效率隨著貯藏溫度的下 降和濃度的增加而增加，20%以上時抑菌效果更佳。對于厭氧與兼性厭 氧菌來說,C02濃度達100%才有最大的抑制效果，從為一種惰性填

5、充 氣體，其主要作用為防止肉吸收 COZ造成的包裝內(nèi)壓力下降。另外， 還可抑制好氧微生物的生長和延緩氧化反應(yīng)。CO是近幾年用于冷卻肉氣調(diào)包裝的氣體，據(jù)研究報道，低濃度 CO（0.3%1.0%）與肌紅蛋白所形成穩(wěn)定鮮艷的一氧化碳肌紅蛋白對維持肉的鮮紅色具有顯著作 用，并通過抑制脂肪氧化和微生物生長而保持令人滿意的氣味。雖然 氣調(diào)包裝具有顯著延長冷卻肉貨架期的作用，但并非適用于所有的冷 卻肉。(3) 真空包裝：真空包裝是冷卻肉包裝最普遍的方法之一。它采用 阻隔性能較好的包裝材料，在真空條件下進行低溫儲存以延長冷卻肉 貨架期。在整個貯存過程中，由于殘留02耗盡和CO:的積累，抑制了耗 氧腐敗菌的生長

6、，而乳酸菌增殖卻不受影響。同時，乳酸菌的代謝產(chǎn)物 乳酸、過氧化氫及其他抑菌產(chǎn)物又進一步抑制其它菌的生長，從而使 乳酸菌成為優(yōu)勢菌群。乳酸菌是厭氧菌，分解糖產(chǎn)生乳酸，對蛋白質(zhì)分 解緩慢，不產(chǎn)毒素，其引起的腐敗過程緩慢，程度輕。二、產(chǎn)品品質(zhì)及保鮮包裝要求由于新鮮牛肉水分活性較高，導(dǎo)致其在儲藏、加工、運輸銷售過 程中極易發(fā)生腐敗變質(zhì)。這不僅導(dǎo)致經(jīng)濟上的損失與環(huán)境污染， 更加 嚴重的是危及人們的健康。導(dǎo)致新鮮肉類腐敗變質(zhì)的主要原因是微生 物腐敗、非微生物的組織變質(zhì)以及色澤變質(zhì)。 而肉類的腐敗主要由微 生物生長繁殖、脂肪氧化酸敗、肌紅蛋白變色引起的。這三種因素之間相互作用、相互影響，微生物的繁殖會進一步

7、促 進油脂氧化酸敗與肌紅蛋白變色，而且油脂的氧化也會改變微生物菌 系并加快肌紅蛋白變色。但是導(dǎo)致鮮肉腐敗變質(zhì)最主要因素仍是微生 物的作用，因此，食品保藏首先關(guān)心的問題是微生物引起的腐敗變質(zhì)。在微生物導(dǎo)致食物腐敗過程中重要的影響因素有：水分含量、溫度、02濃度、可利用的營養(yǎng)素、被微生物污染的程度和生長抑制劑。通?？刂屏诉@些因素中的一種或多種， 則可控制微生物導(dǎo)致的腐敗。隨 著人們生活水平不斷提高及市場肉品供應(yīng)的豐富， 人們對肉類的品質(zhì) 要求也更高。人們更加注意食品的營養(yǎng)價值、風(fēng)味口感、外觀特征， 以及食用方便、衛(wèi)生、安全等。20世紀(jì)90年代以來，我國肉類產(chǎn)量 已居世界首位，對肉類生產(chǎn)與消費在其加

8、工儲藏領(lǐng)域里提出了新的要求。 我國目前的生消費以 熱鮮肉與冷凍肉為主，其中高溫肉制品占有很大的比重。 但發(fā)展趨勢 是品質(zhì)佳、衛(wèi)生條件好的冷卻肉和低溫肉將取代熱鮮肉制品和冷凍肉 而成為生肉消費的主流。肉的凍藏雖然對延長肉的儲藏期有著明顯的 效果，但凍藏是一個非常耗能的過程，無疑使肉品成本在流通中大大 增加，而且長期的冷凍貯藏會使肉的品質(zhì)發(fā)生明顯變化，脂肪氧化及蛋白質(zhì)變性可能會對人體造成潛在危害，解凍時出現(xiàn)大量汁液流失， 肉的顏色、口感均變差。因此，冷凍肉的消費呈逐年下降趨勢。熱鮮 肉的銷售無論從肉類食品衛(wèi)生還是肉的成熟過程來看，都不符合肉品衛(wèi)生要求，同時也與肉類食品工業(yè)的發(fā)展趨勢不相適應(yīng)，為了適

9、應(yīng)肉品新的消費趨勢，將調(diào)整儲備肉的結(jié)構(gòu)，推行“活儲鮮銷”而不是全 部以冷凍肉的形式儲備鮮肉。今后冷卻肉的消費將是生鮮肉消費的主 流，但冷卻肉的貨架期是限制冷卻肉快速發(fā)展的主要障礙，延長冷卻肉貨架期的方法主要有真空包裝、 保鮮液處理、輻射處理和氣調(diào)包裝 等。保鮮液處理能快速抑制冷卻肉表面的腐敗菌，延長產(chǎn)品保質(zhì)期， 但會影響冷卻肉的外觀，如汁液流失、肉表面色澤變淡等；真空包裝 能有效地延長冷卻肉的貨架期，但是真空包裝存在的問題是包裝內(nèi)的 冷卻肉色澤呈紫紅色、汁液流失比較多；輻射處理可以明顯抑制冷卻 肉表面上的腐敗菌，延長產(chǎn)品貯藏期，但冷卻肉經(jīng)輻射處理后隨著輻 射劑量的增加會有輕微輻射味產(chǎn)生，而且對

10、鉆源的利用有其局限性。 相比之下，氣調(diào)包裝更適合鮮肉的貯藏，達到延長貯藏期和提高貯藏 效果的目的。三、技術(shù)方案設(shè)計氣調(diào)保鮮包裝稱為 MAP(modified atmosphere packag ing或 CAP(controlledatmosphere packaging)又稱為氣調(diào)包裝或置換氣體包 裝，是指將食品存放在一個相對密閉的貯藏環(huán)境中，同時根據(jù)需要改變、調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境中的氧氣、二氧化碳和氮氣等氣體成分比例來貯藏產(chǎn)品的一種方法。它是針對目前普遍采用的高溫滅菌和真空包裝等傳統(tǒng)方法所帶來的不足而開發(fā)研 制的現(xiàn)代新型包裝技術(shù)。食品從傳統(tǒng)的真空包裝發(fā)展到新型的氣調(diào)包 裝，是食品從保質(zhì)升級到保鮮的

11、過程。保鮮是保證食品的原汁原味， 是在保質(zhì)基礎(chǔ)之上更深一步的改進。食品氣調(diào)保鮮技術(shù)是在一定的封閉體系內(nèi)，通過各種調(diào)節(jié)方式得 到不同于正常大氣組成的調(diào)節(jié)氣體，以此來抑制食品本身引起食品變 質(zhì)的生理生化過程和微生物活動，從而達到延長食品保鮮或保藏期的 目的。氣調(diào)包裝貯藏的新鮮肉在國外又稱冷藏肉。氣調(diào)包裝氣體選擇二氧化碳(C02)、氧氣(02)和氮氣(N2)是氣調(diào)包裝最常使用的 氣體。C02： C02是氣調(diào)包裝中至關(guān)重要的一種氣體，因為在包裝內(nèi) C02抑制了腐敗性微生物的生長的氧合肌紅蛋白，因此具有較高的 02分壓更利于形成良好的肉色。02:對于新鮮的動物性食品，調(diào)節(jié)氣體 02含量需區(qū)別對待。氣 調(diào)

12、保鮮豬、牛、羊肉生鮮肉類時，要求既保持鮮肉紅色色澤又能防腐 保鮮。02在氣調(diào)包裝中主要起到保持肉鮮紅色澤的作用，這是因為 鮮肉中肌紅蛋白與氧分子結(jié)合后形成鮮紅色據(jù)Bartkowski報道，能使肉保持鮮紅色的最低 02比例為10%, 40%以上的02能維持9天 良好色澤。與此同時，過多的 02含量會增加需氧菌的活性，導(dǎo)致需 氧菌的迅速繁殖，造成鮮肉的腐敗對于新鮮的動物性食品， 調(diào)節(jié)氣體 02含量需區(qū)別對待。氣調(diào)保鮮豬、牛、羊肉生鮮肉類時，要求既保 持鮮肉紅色色澤又能防腐保鮮。 02在氣調(diào)包裝中主要起到保持肉鮮 紅色澤的作用，這是因為鮮肉中肌紅蛋白與氧分子結(jié)合后形成鮮紅色N2:N2是一種惰性填充氣

13、體，既難溶于水也難溶于酸，對食品成 分無直接影響，不會影響肉的色澤，防止由于 C02大量溶于食物中 而導(dǎo)致的包裝坍塌。氣調(diào)包裝系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)考慮多方面的因素， 其中最重要的因素是 包裝內(nèi)C02和02的相對含量，這主要是由包裝內(nèi)氣體濃度和包裝 材料的透氣性決定，即是氣調(diào)保鮮氣體的比例控制精度及包裝材料的 氣體置換率。材料透氣性出現(xiàn)差異與材料高分子的聚集狀態(tài)、 聚合物 結(jié)構(gòu)對氣體的擴散性和溶解性、采用添加劑的影響等因素有關(guān)。但是 不同的氣體對同種材料的滲透性也不相同， 對同種材料而言，一般是 N2的透過性最小，02稍大一些，C02的最大，這與氣體分子的大小 以及氣體分子的形狀有關(guān)。分子的動力學(xué)直徑越

14、小，在聚合物中擴散 越容易、擴散系數(shù)越大。但氣體分子直徑的大小并不是決定滲透性的 唯一因素，因為滲透性還與氣體在聚合物中的溶解度有關(guān)。 另外分子 的形狀也能影響滲透性，有研究表明，長條形分子的擴散能力和滲透 能力最強，而且分子形狀的微小變化會引起滲透性的很大變化。選擇氣體方案：氣調(diào)包裝具有明顯的抑菌效果，其中氣體配比為60%02、20%CO2、20%N2效果最佳（PV0.05）。20%的C02就起到一定的抑菌 作用，當(dāng)C02低于40%時，其抑菌能力隨著濃度的增加而增大，但CO2 高于40%時其抑菌效果并沒有顯著的增加；相應(yīng)地，隨著02含量的增 加肉樣的腐敗過程加劇。包裝材料必須有足夠的機械強度

15、，使其能承受抽真空或者充氣時 壓力的變化；同時材料還要有一定的挺度，以便充氣時包裝袋口容易 張開，除此以外，包裝材料的選用還需考慮其經(jīng)濟實用性，在不過多 增加消費者負擔(dān)的基礎(chǔ)上，做到造型美觀而實用。包裝牛肉制品時，應(yīng)選用阻隔性較好的包裝材料，能夠在較長時 間內(nèi)維持包裝內(nèi)的理想氣體組分。進行真空包裝與氣調(diào)包裝的塑料薄 膜，一般要求透氧度較低，并且對二氧化碳和氮氣也有較好的阻透性， 常選用的材料為 PA、PET、PVDV和EVOH等具有良好阻氣性的 薄膜，但這些材料常常不單獨使用，考慮到薄膜對水蒸汽的阻隔性和 材料的熱封性，常采用 PP和PE等具有良好熱封性能的薄膜與之 復(fù)合而成的復(fù)合薄膜。此外，冷鮮肉的包裝材料通常選用透明度良好 的材料，直觀的外表更能促進消費。材料選擇：PP和PE復(fù)合薄膜四、總結(jié)選擇氣調(diào)包裝方案選擇氣體配比：氣體配比為 60%02、20%CO2、2