粮食储存用气调包装的发展及技术介绍

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1、1粮食储存用气调包装的发展及技术介绍摘要： 内容提示：现今的消费者需要方便购买、方便加工、方便食用的产品。同时更喜欢色、香、味具全， 加工好的、营养丰富的、新鲜的食品。生产这类产品的 食品行业近年来增长迅速，如新鲜切片的农产品、特制干 酪、冷藏三明治等。这些产品，常常采用气调包装来延长货架时间。 粮食在流通中所经历的一切外部因素统称为流通环境条件。流通过程的基本环节有装卸搬运环节、运输环节 和贮存。包装是粮食生产之后一个至关重要的环节，没有 包装就无法进行运输、储存、流通。然而，与其他物品 相比，粮食的包装量大，难度高，不仅要防止破损撒漏，而且要防止生物、微生物的危害和自身的酸败、陈 化。 其

2、中有包装材料的问题，也有包装技术问题。据不完全统计，全世界谷物因包装、储藏不善，每年所受损失高达 5400 万 t，价值 60 亿美元，我国粮食在贮 存、运输过程中因包装不善造成的损失更是惊人，个别地方由于包装 不善造成的粮食破包撒漏率曾高达 48.6%。经包装改进后，平均撒漏率下降到 5%左右。但 距离国家规定的 2.5% 的损耗要求相差还很远。据估计，如果运输损耗下降 1%，经铁路运输的粮食每年可减损 50 万 t。因此，研究粮食 流通过程中的包装问题 十分必要。 、粮食包装中存在的问题 在流通过程中装卸、运输、储存等环节的特性都是粮食包装需要考虑的因素。而粮食贮存环节对于粮食包装 则是最

3、大的考验。粮食贮存是粮食流通链中的重要一 环，也是继粮食生产之后的一个非常重要的环节。粮食贮存 方法、贮存周期、贮存地点、贮存环境(如光、风、雨、虫、霉、鼠、尘、有害气体等)将直接影响粮食 的流通安 全性。我国每年因储藏不当造成的粮食损失高达 200 亿 kg-300 亿 kg，这是一个非常惊人的数字。粮食在储运过程 中，受储运环境的影响，极易受 潮或由此而引起变质。这主要有以下几个方面的原因。 1.1 包装材料方面 近年来我国市场上出现的粮食包装几乎全是塑料包装，其中还有劣质塑编袋包装，塑编袋强度高，能够减少 破损，但存在着渗漏、进土、进虫、进水等问题，易 使粮食生虫、发霉、变质，而且保质期

4、短，塑料本身释放出 的有害气体污染粮食，影响身体健康，尤其对儿童的健康危害更大，并且不易回收，容易造成环境污染。 总体上 来讲，现行的塑编包装给粮食的计量、保存和食用带来很多问题。 作为广泛使用的粮食包装材料，目前大多仍是采用普通聚乙烯单层袋。有少数厂家的小包装采用了聚乙烯/聚 丙烯复合薄膜作包装袋，但在阻隔氧气方面并无突 出之处。从实质上来讲，可以说现行的小包装只起分零销售的 作用，而不具保质功能。另外一个突出的问题就是在粮食包装材料的选择上随意性较大，没有统一的技 术标准， 也缺少具体的管理法规，包装档次不高。 此外在我国的粮食包装中仍有部分采用手工制袋，手工制袋不但劳动强度大、效率低、成

5、本高，更人的问题 是不符合食品卫生要求，容易传染疾病，东北某地就 发生过手工袋被禁用的事件。 1.2 包装技术方面 我国粮食加工出来之后，大致要 3-6 个月的时间才能到消费者手中。在加工厂、批发点、运输、粮店、消费 者家中等多个环节中，对粮食的保存尚缺乏有效的 措施。尽管粮食在量的概念上看不出有何变化和损失，但是在 品质上的损失相当严重，它直接造成了粮食营养价值的降低的危害。因此粮食的保质的重视。 目前，国内外袋装粮食的保存方法有:自然缺氧法、真空包装法、抽空充气法及除氧剂法。但无论哪一种方法， 实质上都是同一原理，既保持粮食在低温、缺氧 及干燥的条件下保存，以延长其保质保鲜期。如能配合低温

6、条件 将会获得更好的效果，但往往低温条件造价太高而难以实施。 1.3 包装标准方面 在粮食包装中，缺乏各种粮食、食品的绿色包装技术标准，无以规范粮食生产者、经营者对粮食、食品的包 装行为。大米采用麻袋包装，难以辨别粮食品种，且 无商标、质量、数量的标记，无法树立企业形象，不利于参 与竞争，不便于消费者选择。面粉采用布袋包装，价格昂贵，布袋多次反复周转使用，生产厂家之间相互 串换， 给商标使用带来混乱，而且造成严重污染。 2 粮食包装的发展趋势 随着改革的进一步深化和人民生活水平的提高，我国粮食流通向市场经营型转变，粮食商品由大包购买向小 包装销售转变，人们生活消费由温饱型向方便、卫 生、营养、

7、快捷转变，新的粮食流通格局、新的消费观念和消 费结构要求粮食商品改变包装方式。 障碍(hurdle)技术的应用 气调包装只是许多障碍技术中的一种，用来延长产品质量和货架时间。以鲜切农产品为例，原材料控制和良 好的农业操作规范是让市场接受产品的首要的步骤。 品种，来源，季节，初成熟，加工成熟，切片设备，化学或 其它处理和浸沾，包装环境，温度管理，运输等，需要控制所有影响鲜切农产品的接受性，安全性和货架 时间的 因素。近来已经引入的许多新技术和可预见的新技术将会为冷藏产品带来更大的发展和变化，以满足消费者对安 全、品质、方便性和整体价值的要求。 其它障碍技术与 MAP 技术混合应用是基本的思路，因

8、为我们不能仅仅依赖冷藏保存的条件就能确保易腐烂食 品的安全性。事实上，冷藏是不足以阻止一些易传 染的或者有毒微生物繁殖的。与其它需要人类感染的病原体不 同，很少量的细菌就可以导致某种类型的食物中毒，例如受污染的农产品。此外，甚至更低量的后处理 污染，也 可能造成病原体微生物高度生长的环境，从而导致疾病甚至死亡。因此，对于易腐烂的食品，需要结合其它一些 阻止微生物生长的方法共同形成安全稳定的 系统。这些阻隔技术的应用有效的减少了病原体微生物的繁殖和食品2的腐败，例如大肠杆菌，沙门氏菌，李斯特菌和弧形杆菌。 障碍技术包括酸化剂、杀菌剂、抗氧化剂和控制水份活性的工艺。此外，也可以采用非热处理技术，例

9、如超 高压处理，辐射杀菌，脉冲强光杀菌技术和脉冲电场 杀菌技术。除了采用 MAP 包装之外，在包装过程中也可以 使用障碍技术，包括室内净化包装、活性包装系统、智能包装系统和多种可供选择的包装材料。温度对于 冷藏贮 存产品的货架时间是最重要的影响因素。可以考虑综合使用这些方法以达到最佳的效果。 只有严格执行和监控有害物分析和关键点控制(HACCP)方法才能确保冷藏食品的安全。HACCP 方法评估从原 材料到产品包装和配送的所有过程，从而 发现潜在微生物、化学和物理的有害物质产生的原因，然后对这些关键 点进行控制，以避免不利结果。通过严格贯彻 HACCP 系统，加工企业可以建一整套操作程 序，达到

10、安全的生产 条件。 创新应用 过去的几年中，英国的一些新鲜绿色蔬菜的包装企业已经在实验含氧水平在 70%100%的包装。这种过氧包 装对抑制酶化变色，阻止厌氧发酵反应和抑制 需氧和厌氧微生物的繁殖(需氧菌对氧的需求量约为 21%,厌氧菌对 氧的需求量约 02%)效果非常好。与 MAP 技术类似，过氧技术对不同产品的效果也不 同，需要进一步研究这种 技术在鲜切农产品行业的应用。 其应用还有可食用薄膜技术，这种技术中抗菌成份直接与产品成为一体，并且产品是在 MAP 条件下包装的。 许多研究致力于抗菌剂的转移，例如安息香酸钠， 安息香酸，丙酸和山梨酸钾，从涂层中转移到食品中。 FDA/IFT 报告指

11、出应用这种薄膜抑制微生物的最大优势在于单层结构的脂质和山梨酸层，或包含山梨酸的脂层与亲水基层形成的双分子层。正在研究如何生产具有良好表面张力的涂层，以牢固的粘在农产品表 面。TDA/IFT 报告中指出为了更好的保证气调包装的安全性，还需要在一些领域进一步的研究： * 过氧条件的抗菌效果方面的研究 * 农产品气调包装中微生物群与食品中病原体的相互作用，鲜切农产品在不同气体环境下，细菌病原体的生 存和繁殖。 * 气调包装农产品在不同温度下贮存时，如 7C-12C，肉毒杆菌繁殖的特性研究。评估除了温度以外其它阻止 肉毒杆菌繁殖的障碍技术。 * 研究气调包装的鲜切农产品在不同气体环境，微生物种群和贮存

12、温度下，单核李斯特菌的存活和繁殖。 * 研究采用或不采用气调包装的鲜切农产品中产生志贺毒素的大肠杆菌的活动。 * 气调包装农产品中辛尼菌，弧形杆菌和食品病毒，以及寄生的原生动物 * 研究障碍技术或者多种处理与包装方的组合，例如辐射杀菌与 MAP 包装组合，抗菌薄膜与 MAP 包装组合 * 评估智能包装系统 气调包装对延长货架时间有非常好的作用。随着食品工业的发展对于气调包装的研究和应用将会与“障碍系统” 组合，从而改进产品的质量，延长货架时间和安 全性。 食品的气调包装在欧美及日本已广泛应用，随着改革开放的进程，在我国食品工业中，气调包装也已进入了 实际应用阶段。过去对食品的保存大都采用熏烤、

13、盐浸、 加温和添加防腐剂、消毒剂、抗氧化剂等，这些添加剂 通过食品直接进入人体内，给人体健康带来不利影响，因此人们开始寻找更为安全、先进的食品保存方法，气 体 包装、气调包装就此应运而生。多年的实践表明，食品的气调包装具有很大的实用性和可靠性，是一种较为科学 和合理的食品防腐保鲜方法。 要掌握好食品气调包装，必须解决下面两个关键问题： 一是密封防渗漏无毒包装材料的选择； 二是包装容器内灌充气体的选择及配比。 以前对气调包装中的包装容器介绍颇多，对包装材料这方面研究也不少，介绍食品气调包装的资料也很多， 但对气体包装、气调包装中最常应用的特种气体 O2、N2、CO2 的质量介绍极少，甚至造成任何

14、非食品级的气体 都可作为食品气体包装及气调包装的气体来应用的不正确看法，可以说很多人不了解气调包装采 用的气体来自何 处，是如何制取的。因此第二个问题就极为重要。 众所周知，利用特种气体的理化性质，可进行食品的防腐保鲜。其中窒息性惰性气体 N2 性能稳定，使用 N2 的目的是排除 O2，减缓食品的氧化作用和呼吸作 用，N2 对食品中的细菌繁衍有窒息和抑制作用，且 N2 在水及 油脂中的溶解度很小，食品对 N2 的吸附作用也较小，因此，可作为一种较好的食品防腐保鲜用气 体。CO2 是目 前食品气调包装中最主要的一种气体，它能抑制细菌、真菌的生长和繁衍，用于水果、蔬菜包装时，增加 CO2 具 有减

15、少 O2、降低呼吸强度的作 用。但 CO2 对水和油脂的溶解度较大，附着在食品表面水膜层会改变 pH 值，从 而导致食品的 pH 值和口味的改变，因此使用 CO2 的食品气调包装时，要考虑温 度、水分、干燥程度等因素。 O2 可维持食品的外观色泽，维持水果蔬菜的呼吸作用，抑制厌生物的生长，在气调包装中添加一定的 O2 会使食 品保持新鲜。 为了保证食品气调包装的质量，气体阻隔膜也是气调包装中极为重要的一环，因此必须使用具有较高气体阻 隔性能的材料，以确保包装内的混合气体不渗漏。通 常采用的材料有聚苯乙烯（PS）、聚酯（PET）、聚丙烯 （PP）、聚偏二氯（PVDC）、乙烯乙烯醇（EVOH）、乙

16、烯醋酸乙烯酯（EVA）及各种 复合膜、镀金属膜 等。 3食品的气调包装是集物理、化学、生物等多门学科于一体的综合技术，也是与特种气体结合最为密切的食品 包装技术。过去在谈到气调包装时，只是强调气调包 装的科学性和优点及实用价值，而对气调包装中的气体质量 极少提及，更没有专题来研究和讨论灌注气体的质量对气调包装的影响。然而气体质量恰恰是食品气调包 装中最 为重要的因素，一旦包装中的气体质量出了问题，所包装的食品质量将会直接受到影响，也将直接危及到食用者 的身体健康。 笔者曾与一家中外合资的大型碳酸饮料公司在技术上合作过。他们对要采用的食品级液体 CO2 纯度要求非常 严格，并有一个内部质量控制标准，凡充入饮料中 的 CO2，必须做色谱分析，确定杂质组分及含量，达到其标准 后才能采用。有鉴于此，笔者多次撰文强调食品气体包装、气调包装中使用的气体，必须符合食品 级，即 O2、N2 符合纯气的国家标准要求（参见表一、表二），CO2 必须符合食品添加剂液体 CO2 国家标准要求（参见 表三、表四）。 用深冷法空气分离生产的 O2、N2 或用变压吸附制取后又经纯化器纯化的 O