第二章 食品包裝原理

第二章食品包裝原理化學與生命科學學院食品科學與工程專業(yè)主要內容環(huán)境因素對食品品質的影響（光、氧、水、溫度、微生物）包裝食品與微生物控制包裝食品的品質變化及控制（褐變變色、香味變化、油脂氧化、物性變化）食品包裝的技術要求（內在要求、外在要求）第一節(jié)環(huán)境因素對食品品質的影響圖2-1包裝食品在流通過程中可能發(fā)生的質變一、光照對食品品質的影響1.光照對食品的變質作用油脂氧化酸敗天然色素褐變或褪色破壞光敏性維生素（VB、VC）引起Pr和aa變性一、光照對食品品質的影響2.光照對食品的滲透規(guī)律食品性質：吸收光能愈多，食品越易變質；光密度：入射光密度越高，對食品影響越大；光波長：短波長光（如紫外光）透入食品的深度較淺；長波長光（如紅外光、微波）透入食品的深度較深；光有很高的能量食品成分吸收光能轉換光能激發(fā)食品內部化學反應一、光照對食品品質的影響3.包裝避光機理和方法材料越厚，透光率越小，遮光性能越好圖2-3包裝食品對光的吸收和透入一、光照對食品品質的影響3.包裝避光機理和方法不同包裝材料、不同波長范圍內的透光率不同；同一種材料內部結構不同時透光率不同圖2-4光線對幾種柔軟性包裝材料的穿透作用A-高密度PE；B-蠟紙；C-PVDC；D-PET；E-氯化橡膠；F-醋酸纖維素；G-低密度PE；一、光照對食品品質的影響3.包裝避光機理和方法同種材料不同著色處理產(chǎn)生不同的遮光效果圖2-5光線對三種玻璃的穿透性能A-琥珀色玻璃，厚3.0mm；B-透明乳白色玻璃；厚3.0mm；C-窗戶透明玻璃，3.02mm；二、氧對食品品質的影響氧對食品品質變化的影響促進油脂氧化V和aa被氧化，失去營養(yǎng)價值加速色素的氧化褐變或退色促進需氧微生物的生長繁殖二、氧對食品品質的影響影響食品氧化速度的因素氧分壓↑，氧化速率↑接觸面積↑，氧化速率↑食品氧化與貯存環(huán)境的溫濕度和時間等因素也有關1—45℃，搖動樣品2—37℃，12.6cm23—37℃，12.6cm24—37℃，3.2cm25—37℃，0.515cm2圖2-6亞油酸相對氧化速率與氧分壓和接觸面積的關系三、水分或濕度對食品品質的影響濕度對食品品質的影響促使微生物繁殖，助長油脂氧化，促使褐變和色素氧化；促發(fā)物性變化，如受潮結晶、結塊或失去脆性等；食品的Aw越低，越不易發(fā)生生物生化性變質；吸水性越強，對環(huán)境濕度的增大越敏感；因此控制環(huán)境濕度是保證食品品質的關鍵。四、溫度對食品品質的影響溫度升高每升高10℃，化學反應加快1倍，腐敗反應加快4～6倍；過度受熱會使蛋白質變性，維生素破壞。四、溫度對食品品質的影響低溫凍結會導致液體食品變質（如牛乳）易受冷損害的食品不需凍結，果蔬一般冷藏（4℃）產(chǎn)品大致最低安全溫度（℃）在0℃至安全溫度范圍下的損害蘋果1～2內部褐變，塌陷梨7內部褐變香蕉13成熟時色澤暗淡檸檬13～14內部變色，有疤痕黃瓜7有疤痕，水浸斑點，腐爛西瓜2有疤痕，氣味不正常菠蘿7成熟時呈暗綠色番茄13成熟時色澤較差，快速腐爛表2-1冰點以上低溫貯藏的敗壞現(xiàn)象五、微生物對食品品質的影響食品中的主要微生物細菌：食品腐敗、變色、變質；中毒（腸類弧菌、葡萄球菌、沙門氏菌；真菌：霉菌（糧谷類）和酵母——利弊兼有五、微生物對食品品質的影響微生物對食品的污染食品的一次污染：本身已帶有微生物；食品的二次污染：從原料采集、加工到消費的整個過程所經(jīng)受的微生物污染。食品處理革蘭氏陰性桿菌過氧化氫酶陰性球菌過氧化氫酶陽性球菌乳酸桿菌芽孢桿菌霉菌酵母菌非發(fā)酵發(fā)酵肉、魚無+++++±00+0蔬菜無+++±0±++0牛奶低溫±±±+±++00香腸加熱00±++++00面包加熱00000+++±表2-2主要優(yōu)質食品中的微生物第二節(jié)包裝食品與微生物控制主要內容：一、環(huán)境因素對食品微生物的影響二、包裝食品的微生物變化三、包裝食品的微生物控制一、環(huán)境因素對食品微生物的影響水分水分增加，微生物活性增高多數(shù)細菌Aw＞0.9；多數(shù)霉菌Aw＞0.8；部分霉菌和酵母在Aw較低時也能繁殖；Aw＜0.5食品微生物不能繁殖干燥食品一旦吸濕，Aw提高，就適宜微生物繁殖第二節(jié)包裝食品與微生物控制一、環(huán)境因素對食品微生物的影響溫度生存溫度范圍較廣（-10～90℃）嗜冷細菌(＜0℃)；嗜溫細菌(0～55℃)；嗜熱細菌(＞55℃)20～30℃：細菌增殖最快第二節(jié)包裝食品與微生物控制一、環(huán)境因素對食品微生物的影響氧氣利于需氧細菌的繁殖；繁殖速度隨氧分壓的增大而急速增高pH值適合微生物生長的pH范圍為1～11；細菌3.5～9.5(最適pH為7)；霉菌和酵母2～11(最適pH為6)；第二節(jié)包裝食品與微生物控制（a）無色桿菌屬（b）假單胞菌屬圖2-8需氧性細菌的繁殖和氣體氧分壓的關系二、包裝食品的微生物變化防止外部微生物污染包裝后食品內部微生物相發(fā)生變化（鮮肉、蔬菜）第二節(jié)包裝食品與微生物控制二、包裝食品的微生物變化被包裝食品本身的污染包裝材料污染第二節(jié)包裝食品與微生物控制表2-3霉菌對食品的污染食品種類霉菌污染情況盒飯、面包、米糕包裝容器內壁布滿水汽，適合霉菌的生長繁殖蛋糕易發(fā)霉變質水果和蔬菜呼吸作用易使霉菌繁殖表2-4常用包裝材料可能附帶的細菌食品包裝材料細菌種類紙質包裝材料桿菌、無色菌、球菌、假單胞菌、產(chǎn)黃菌、囊球菌、膠紅酵母、變白菌聚醋酸乙烯黏合劑銹色假單胞菌、大腸桿菌、枯草桿菌、青霉菌、黑曲霉鋁箔/紙復合材料枯草桿菌、銹色假單胞菌、黑曲霉、黃曲霉三、包裝食品的微生物控制（一）加熱殺菌濕熱殺菌：利用熱水或蒸汽直接加熱——最常用；干熱殺菌：利用熱風、紅外線、微波等加熱食品——常用于空玻璃儀器、金屬器具的滅菌（160℃，2h）。第二節(jié)包裝食品與微生物控制三、包裝食品的微生物控制（一）加熱殺菌微生物耐熱性殺死孢子或使酶變性失活，從而殺菌肉毒桿菌——最耐熱的病原菌第二節(jié)包裝食品與微生物控制葡枝根霉孢子囊肉毒桿菌表2-5微生物在濕熱下的耐熱性微生物加熱溫度/℃死亡所需時間/min肉毒桿菌孢子A型、B型100110120360364枯草桿菌孢子8090175～1857.5～8沙門氏菌604.3～30大腸菌5720～30葡萄球菌6018.8乳酸菌7130霉菌孢子65～705～10酵母孢子6010～15第二節(jié)包裝食品與微生物控制三、包裝食品的微生物控制（一）加熱殺菌影響殺菌效果的因素食品成分：高濃度糖液、淀粉、Pr、油脂等不同程度地增強微生物抗熱性，水分是有效的傳熱體（濕熱優(yōu)于干熱）pH值：pH越低，殺菌溫度越低，時間越短（橙汁）溫度和時間：溫度越高，殺菌時間越短；但長時間對食品色澤、風味、質地和營養(yǎng)有重要影響——高溫瞬時第二節(jié)包裝食品與微生物控制表2-6高溫殺菌牛乳溫度對殺菌時間、褐變、食品營養(yǎng)的影響加熱溫度/℃殺菌時間（完全殺滅）相對褐變程度食品營養(yǎng)成分保存率/%100600min100000.711060min25000331206min62507313036s1560921403.6s390981500.36s9799三、包裝食品的微生物控制（一）加熱殺菌加熱殺菌方法低溫殺菌：巴氏殺菌高溫殺菌：罐裝、瓶裝及蒸煮袋食品的殺菌HTST和UHT：流動性液態(tài)或半液態(tài)及無菌包裝的食品殺菌第二節(jié)包裝食品與微生物控制三、包裝食品的微生物控制（二）低溫貯存冷藏（嗜溫性細菌）低溫與真空并用(冰溫貯藏)：無氧的低溫環(huán)境（0±2）℃需氧性假單孢桿菌低溫和CO2并用低溫與放射殺菌并用(輻射殺菌法)第二節(jié)包裝食品與微生物控制三、包裝食品的微生物控制（二）低溫貯存凍結＜-18℃，保質期＞1年冷凍食品多用塑料及其復合材料包裝：如PA/PE，PET/PE，BOPP/PE，Al箔/PE。托盤包裝采用PP，OPS等第二節(jié)包裝食品與微生物控制第三節(jié)包裝食品的品質變化與控制主要內容：一、包裝食品的變色及其控制二、包裝食品的香味變化及其控制三、包裝食品的油脂氧化及其控制四、包裝食品的物性變化第三節(jié)包裝食品的品質變化與控制一、包裝食品的變色及其控制（一）食品的主要褐變及變色酶促性褐變：加熱使酶失活；真空或充氣包裝非酶促褐變：羰氨反應、焦糖化反應油脂氧化酸敗褐變圖2-9產(chǎn)生褐變的食品成分及其反應機理第三節(jié)包裝食品的品質變化與控制一、包裝食品的變色及其控制（二）影響褐變變色的因素光：促進變色或退色（紫外線）圖2-10光的波長對β-胡蘿卜素的影響圖2-11光的波長對葉綠素的影響第三節(jié)包裝食品的品質變化與控制一、包裝食品的變色及其控制（二）影響褐變變色的因素氧氧是氧化褐變和色素氧化的必須條件；包裝材料的透氧率越高，溫度越高，色素分解越快；圖2-12包裝材料的阻隔性對咸味熟牛肉色澤的影響第三節(jié)包裝食品的品質變化與控制一、包裝食品的變色及其控制（二）影響褐變變色的因素溫度溫度越高，變色反應越快；高溫破壞色素和維生素類物質而使風味降低，并失去原有色澤（如綠茶）pH：pH越高，褐變反應越快（pH3左右最慢）金屬離子：Cu、Fe等金屬離子促進色素分解第三節(jié)包裝食品的品質變化與控制一、包裝食品的變色及其控制（三）控制包裝食品褐變變色的方法隔氧包裝真空和充氣包裝（常用）包裝中封入脫氧劑（長期保持低氧狀態(tài)）采用高阻氧的包裝材料（PET、PVDC、鋁箔）第三節(jié)包裝食品的品質變化與控制一、包裝食品的變色及其控制（三）控制包裝食品褐變變色的方法避光包裝選用阻光的包裝材料（鋁箔）對包裝材料著色或印刷紅、橙、黃褐色等色彩第三節(jié)包裝食品的品質變化與控制一、包裝食品的變色及其控制（三）控制包裝食品褐變變色的方法防潮包裝因脫水或吸濕而變色采用阻濕防潮包裝材料（鋁箔、金屬罐、干燥劑、PE）第三節(jié)包裝食品的品質變化與控制二、包裝食品的香味變化及其控制圖2-13包裝食品的風味變化第三節(jié)包裝食品的品質變化與控制（一）包裝食品產(chǎn)生異味的主要因素及控制圖2-14加工食品在流通過程中產(chǎn)生異臭的主要途徑食品固有的芳香物：保香性較好的包裝材料食品化學變化產(chǎn)生異臭：阻氧、調氣、避光包裝食品微生物作用產(chǎn)生異臭：加熱殺菌、低溫貯藏等包裝材料本身的異臭成分：控制材料質量第三節(jié)包裝食品的品質變化與控制（二）塑料包裝材料的滲透性引起的異味變化塑料包裝材料的氣味滲透性表2-7各種薄膜的香氣透過性×√√××第三節(jié)包裝食品的品質變化與控制包裝材料的組成與厚度透過速度20℃30℃40℃PE(100)1.295.51.35CPP—1.0—ONY(15)/PE(60)1.265.312.6K玻璃(﹟350)/PE(60)0.171.204.2OPP(20)//PE(60)0.120.903.0KOPP(22)/PE(60)0.0830.662.1OPP(26)/EVAL(15)/PE(60)—0.872.93OPP(30)/EVAL(17)/PE(85)—0.42—EVA(17)/OPP(35)0.1110.40表2-8各種薄膜的乙醇滲透速度單位：（g/m2·24h）PE和PP等疏水性薄膜：易滲透酯類等疏水性物質尼龍PA等親水性薄膜：易滲透乙醇等親水性物質第三節(jié)包裝食品的品質變化與控制三、包裝食品的油脂氧化及其控制（一）油脂的氧化方式自動氧化熱氧化酶促氧化第三節(jié)包裝食品的品質變化與控制三、包裝食品的油脂氧化及其控制（二）油脂類食品變質的影響因素及控制方法光線光促進油脂氧化（紫外線）熒光燈使食品產(chǎn)生異味，并使香味降低措施：裝潢印刷、避光材料（鋁箔及其復合包裝材料）表2-9使用各種波長的光照玉米油和棉籽油以后的過氧化值濾紙的透過性范圍/um過氧化值/(meq/kg)玉米油棉子油試料1試料2試料1試料2360～42020.920.217.617.3420～5208.78.512.412.5490～5904.54.98.17.9590～6801.11.43.13.4680～7901.01.22.11.8表2-10奶油奶酪在低溫保存時受熒光燈照射的影響（過氧化值meq/kg）照度/Lx100030005000照射天數(shù)1d3d5d1d3d5d1d3d5d奶酪2.523.776.184.809.5812.367.8913.6725.33使用蛋白的奶酪1.331.692.431.933.414.722.084.606.57豬油混合乳酪1.893.374.654.127.8111.004.9412.1017.70圖2-15熒光燈照明度與氧化的關系第三節(jié)包裝食品的品質變化與控制（二）油脂類食品變質的影響因素及控制方法氧氣與氧分壓有關——采用真空或充氣包裝