气调包装-改良包装内气体构成的工艺技术

什么是顶空和气调包装

当产品在密封包装中销售时，包装通常包含一定量的剩余空间，即没有被产品占据的空间，这就被称为顶部空间，也就是常说的顶空。而气调包装(MAP)是一种将氧气(O2)、二氧化碳(CO2)和氮气(N2)的特定混合物充入顶空以帮助产品保鲜保质的技术工艺。

在包装过程中，用科学配比的气体混合物“冲洗"产品，以有效地保存产品。一旦产品被放入包装中，指ding的气体混合物被吹扫进包装中以替换常规空气，然后密封即可完成一件合格的气调包装产品。

气调包装用于乳制品、果蔬、新鲜和腌制肉类、海鲜、烘焙类、预制食品、咖啡等食品。它还用于医疗保健产品，如外科植入物和药物泡罩包装。

企业与消费者双赢

使用气调包装的好处

延长保质期

通过只使用大气气体，气调包装是保存食品最自然的方法，它为消费者和生产者都创造了巨大的利益。通过使天然和未加工的包装食品更长时间保持新鲜，气调包装延长了产品的保质期，减少食品浪费。例如，腌肉的保质期可以从 3 天延长到 21 天，奶酪从 7 天延长到 180 天，新鲜意大利面从 3 天延长到 60 天。这种延长的保质期是在不需要添加人工防腐剂的情况下实现的，这一事实对今天的消费者是非常具有吸引力的。

提高品味吸引力

气调包装工艺还能够保留产品的视觉外观，并有助于确保始终如一的良好味觉体验，提高产品及其生产商的声誉，且有助于建立和保持消费者的忠诚度。

物流和成本优势

对于制造商来说，气调包装的使用为他们的供应链带来了巨大的好处。食品可以更久储存，运输可以更远距离，同时保持新鲜。气调包装还有助于制造商降低成本，因为冷藏产品比冷冻产品更便宜。超市也受益于延长保质期的产品的可用性，这些产品只需要一个冷却器而不是冰箱。

不同食品使用不同气体比例

确保正确气体组合

出于各种原因，气调包装顶空所需的 O2、CO2 和 N2 的比例将根据所包装产品的类型而变化。例如，N2 是一种惰性气体，用于替换和排除包装中的氧气，或者作为填充气体，换句话说，用于“填充"气体混合物。与 N2 不同，CO2 是可溶的，其主要功能是抑制需氧细菌的生长。CO2 既溶于水又溶于脂，就会导致某些产品的包装因气体溶解时内部压力降低而塌陷。这种气体会对产品的感官体验造成轻微污染。

排除(大部分)氧气的艺术

O2 大多被排除在气调包装之外，因为它会导致食品氧化变质。但如果把控 O2 的含量，它亦能抑制厌氧生物的生长；它能保持红肉的新鲜度和自然色泽(目标气体成分为 80%  O2 和 20% CO2 )；它还允许呼吸作用的发生，这对于新鲜果蔬非常重要，因为根据产品的不同，新鲜水果和蔬菜中的氧气浓度可以从 3% 到 18% 不等。

至关重要

气调包装顶空气体分析

为了提供zui大程度的保护并确保最佳的新鲜度，顶空包含 O2、CO2 和 N2 的正确混合是至关重要的。不正确的气体混合会导致各种不利影响，比如细菌生长，就会导致食物变坏、发臭、变色而无法食用；还会导致氧化，从而与氧气反应导致产品质量显著下降，包括风味和香味损失、变色和质地变化。此外，不正确的气体混合会导致包装塌陷或膨胀，这两种情况都会被消费者拒之门外。事实上，如果这些影响中的任何一个发生，并且受影响的批次已经在商店上架，它可能会在品牌声誉和消费者忠诚度方面产生极其严重的后果。

质量取决于测试

气体混合器用于确保将正确数量和比例的气体注入每个包装。然而，有时会出现偏差，要么是因为在封装密封之前 O2 没有被che底冲洗掉，要么就是因为流速不足。因此，有必要进行顶空气体成分测试，以确保保存适当的混合物，并防止上述不利影响的发生。

***不正确的气体混合会导致微生物生长，这是烘焙产品保质期的最大限制因素。

***细菌通过降低肉类表面的氧气张力，导致高铁肌红蛋白的形成，从而导致肉类变色。

***不正确的气体混合会影响新鲜咖啡的香气和味道。

准确性、可靠性

顶空分析的关键要求

顶空气体分析仪应尽可能准确可靠，这一点至关重要。它们还应该能够确保结果的可重复性，并且它们生成的数据需要是可追溯的。

对于某些食品类型，高度精确地分析顶空气体成分尤为重要，例如奶粉，如果包装中不仅仅含有非常少量的氧气，那么它就有很高的氧化酸败风险。甚至 0.1% 的顶空气体分析误差都会严重影响产品的味道，并显著降低其保质期。因此选择能够保证精确度在非常小的百分比范围内的分析仪至关重要。

可靠性的重要性

顶空气体分析仪还必须在较长的生命周期内提供非常高的可靠性，且维护要求低。如果分析仪经常发生故障，将会影响生产量和盈利能力。另外分析仪必须能够实现高水平的可重复性和精确度，以确保测试的一致性。一些器件可能会相对快速地降级，导致其精度随着时间推移而漂移，达到分析没有价值的程度。选择具有高重复性的分析仪对于让您gao枕无忧和维护品牌声誉至关重要。

数据可追踪性和审计

作为一项重要的安全措施，制造商必须能够在需要时跟踪产品数据，以用于审计、验证和记录目的。因此，顶空气体分析仪能够存储其产生的结果非常重要，有助于确保数据的可追溯性。

方法 A：随机抽样

最直接的方法是以预定的时间间隔从包装线上随机抽取样品，并对每个样品进行分析。

方法B：连续在线气体分析

通过连续在线气体分析技术，集成到包装系统中的设备能够分析每个包装中的气体成分。

随机抽样、连续分析

它们是如何工作的

【随机抽样】

在这种分析方法中，便携式或台式顶空气体分析仪用于评估随机选择的代表性样品中的气体混合物，分析在包装线或实验室进行。操作者将针插入包装，直接测量顶空气体组成。因为针会穿透包装，所以这些样品上使用的包装必须随后被破坏，这就是为什么这种方法被称为破坏性测试。然而，产品本身可以重新包装。

速度和灵活性的重要性

使用这种方法分析的生产百分比取决于包装机的速度和每小时进行的测试次数。为了最大限度地提高人员效率，选择能够尽快执行准确测试的分析仪非常重要。操作人员可能需要每 15 或 30 分钟测试多个随机样本，等待分析结果的时间会妨碍他们在包装线上执行其他重要任务。

这种测试方法降低了复杂性，因为便携式分析仪易于使用，单个分析仪应该能够灵活地服务于多条包装生产线，并处理同一条生产线上的不同产品。但缺点是这种类型的测试是劳动密集型的，需要操作员手动收集数据，并且它不提供对每个包装的连续监控，并且因为测试是破坏性的，所以导致昂贵的包装浪费。

对于尚未准备好投资连续在线气体分析仪但仍希望改进其气调过程和产品质量控制的生产商而言，使用便携式分析仪进行随机取样是一种合适的顶空气体分析方法。

【连续顶空分析】

在连续分析方法中，气体混合物的评估在包装封闭时进行，如果发现数值超出规定的限值，可以调整剂量。如果数值超出上限，分析仪将通知操作员并停止生产线，以防止潜在的浪费和重新包装。

连续分析是高速包装生产线的理想选择

这种分析方法无需穿透和破坏包装，因此被称为无损检测。测试必须足够快地进行，以应对垂直和水平流动包装机上的高包装速度。每分钟可能有数千个包装沿着生产线移动，因此确保气体分析足够快以防止生产瓶颈至关重要。仅使用少量气体即可进行连续分析，这使其成为测试顶空最小的包装的合适方法。

简单的数据处理是必须的

连续在线气体分析仪在无缝过程中自动测量和记录，提供统一、可追溯的数据报告。分析结果显示在屏幕上，存储在计算机数据库中，如果需要纸质记录，可以同时发送到打印机。在操作过程中，有时可能需要在几个预先配置的产品配置文件之间快速切换，分析仪必须能够处理这种情况。

连续在线分析适用于希望wan全控制气调过程并准备在生产质量保证方面进行长期投资的生产商。

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