第二章食品包装原理.

第二章食品包装原理化学与生命科学学院食品科学与工程专业主要内容环境因素对食品品质的影响（光、氧、水、温度、微生物）包装食品与微生物控制包装食品的品质变化及控制（褐变变色、香味变化、油脂氧化、物性变化）食品包装的技术要求（内在要求、外在要求）第一节环境因素对食品品质的影响图2-1包装食品在流通过程中可能发生的质变一、光照对食品品质的影响1.光照对食品的变质作用油脂氧化酸败天然色素褐变或褪色破坏光敏性维生素（VB、VC）引起Pr和aa变性一、光照对食品品质的影响2.光照对食品的渗透规律食品性质：吸收光能愈多，食品越易变质；光密度：入射光密度越高，对食品影响越大；光波长：•短波长光（如紫外光）透入食品的深度较浅；•长波长光（如红外光、微波）透入食品的深度较深；光有很高的能量食品成分吸收光能转换光能激发食品内部化学反应一、光照对食品品质的影响3.包装避光机理和方法材料越厚，透光率越小，遮光性能越好图2-3包装食品对光的吸收和透入一、光照对食品品质的影响3.包装避光机理和方法不同包装材料、不同波长范围内的透光率不同；同一种材料内部结构不同时透光率不同图2-4光线对几种柔软性包装材料的穿透作用A-高密度PE；B-蜡纸；C-PVDC；D-PET；E-氯化橡胶；F-醋酸纤维素；G-低密度PE；一、光照对食品品质的影响3.包装避光机理和方法同种材料不同着色处理产生不同的遮光效果图2-5光线对三种玻璃的穿透性能A-琥珀色玻璃，厚3.0mm；B-透明乳白色玻璃；厚3.0mm；C-窗户透明玻璃，3.02mm；二、氧对食品品质的影响氧对食品品质变化的影响促进油脂氧化V和aa被氧化，失去营养价值加速色素的氧化褐变或退色促进需氧微生物的生长繁殖二、氧对食品品质的影响影响食品氧化速度的因素氧分压↑，氧化速率↑接触面积↑，氧化速率↑食品氧化与贮存环境的温湿度和时间等因素也有关1—45℃，摇动样品2—37℃，12.6cm23—37℃，12.6cm24—37℃，3.2cm25—37℃，0.515cm2图2-6亚油酸相对氧化速率与氧分压和接触面积的关系三、水分或湿度对食品品质的影响湿度对食品品质的影响促使微生物繁殖，助长油脂氧化，促使褐变和色素氧化；促发物性变化，如受潮结晶、结块或失去脆性等；食品的Aw越低，越不易发生生物生化性变质；吸水性越强，对环境湿度的增大越敏感；因此控制环境湿度是保证食品品质的关键。四、温度对食品品质的影响温度升高每升高10℃，化学反应加快1倍，腐败反应加快4～6倍；过度受热会使蛋白质变性，维生素破坏。四、温度对食品品质的影响低温冻结会导致液体食品变质（如牛乳）易受冷损害的食品不需冻结，果蔬一般冷藏（4℃）产品大致最低安全温度（℃）在0℃至安全温度范围下的损害苹果1～2内部褐变，塌陷梨7内部褐变香蕉13成熟时色泽暗淡柠檬13～14内部变色，有疤痕黄瓜7有疤痕，水浸斑点，腐烂西瓜2有疤痕，气味不正常菠萝7成熟时呈暗绿色番茄13成熟时色泽较差，快速腐烂表2-1冰点以上低温贮藏的败坏现象五、微生物对食品品质的影响食品中的主要微生物细菌：食品腐败、变色、变质；中毒（肠类弧菌、葡萄球菌、沙门氏菌；真菌：霉菌（粮谷类）和酵母——利弊兼有五、微生物对食品品质的影响微生物对食品的污染食品的一次污染：本身已带有微生物；食品的二次污染：从原料采集、加工到消费的整个过程所经受的微生物污染。食品处理革兰氏阴性杆菌过氧化氢酶阴性球菌过氧化氢酶阳性球菌乳酸杆菌芽孢杆菌霉菌酵母菌非发酵发酵肉、鱼无+++++±00+0蔬菜无+++±0±++0牛奶低温±±±+±++00香肠加热00±++++00面包加热00000+++±表2-2主要优质食品中的微生物第二节包装食品与微生物控制主要内容：一、环境因素对食品微生物的影响二、包装食品的微生物变化三、包装食品的微生物控制一、环境因素对食品微生物的影响水分水分增加，微生物活性增高多数细菌Aw＞0.9；多数霉菌Aw＞0.8；部分霉菌和酵母在Aw较低时也能繁殖；Aw＜0.5食品微生物不能繁殖干燥食品一旦吸湿，Aw提高，就适宜微生物繁殖第二节包装食品与微生物控制一、环境因素对食品微生物的影响温度生存温度范围较广（-10～90℃）嗜冷细菌(＜0℃)；嗜温细菌(0～55℃)；嗜热细菌(＞55℃)20～30℃：细菌增殖最快第二节包装食品与微生物控制一、环境因素对食品微生物的影响氧气利于需氧细菌的繁殖；繁殖速度随氧分压的增大而急速增高pH值适合微生物生长的pH范围为1～11；细菌3.5～9.5(最适pH为7)；霉菌和酵母2～11(最适pH为6)；第二节包装食品与微生物控制（a）无色杆菌属（b）假单胞菌属图2-8需氧性细菌的繁殖和气体氧分压的关系二、包装食品的微生物变化防止外部微生物污染包装后食品内部微生物相发生变化（鲜肉、蔬菜）第二节包装食品与微生物控制二、包装食品的微生物变化被包装食品本身的污染包装材料污染第二节包装食品与微生物控制表2-3霉菌对食品的污染食品种类霉菌污染情况盒饭、面包、米糕包装容器内壁布满水汽，适合霉菌的生长繁殖蛋糕易发霉变质水果和蔬菜呼吸作用易使霉菌繁殖表2-4常用包装材料可能附带的细菌食品包装材料细菌种类纸质包装材料杆菌、无色菌、球菌、假单胞菌、产黄菌、囊球菌、胶红酵母、变白菌聚醋酸乙烯黏合剂锈色假单胞菌、大肠杆菌、枯草杆菌、青霉菌、黑曲霉铝箔/纸复合材料枯草杆菌、锈色假单胞菌、黑曲霉、黄曲霉三、包装食品的微生物控制（一）加热杀菌湿热杀菌：利用热水或蒸汽直接加热——最常用；干热杀菌：利用热风、红外线、微波等加热食品——常用于空玻璃仪器、金属器具的灭菌（160℃，2h）。第二节包装食品与微生物控制三、包装食品的微生物控制（一）加热杀菌微生物耐热性杀死孢子或使酶变性失活，从而杀菌肉毒杆菌——最耐热的病原菌第二节包装食品与微生物控制葡枝根霉孢子囊肉毒杆菌表2-5微生物在湿热下的耐热性微生物加热温度/℃死亡所需时间/min肉毒杆菌孢子A型、B型100110120360364枯草杆菌孢子8090175～1857.5～8沙门氏菌604.3～30大肠菌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第二节包装食品与微生物控制三、包装食品的微生物控制（一）加热杀菌影响杀菌效果的因素食品成分：高浓度糖液、淀粉、Pr、油脂等不同程度地增强微生物抗热性，水分是有效的传热体（湿热优于干热）pH值：pH越低，杀菌温度越低，时间越短（橙汁）温度和时间：温度越高，杀菌时间越短；但长时间对食品色泽、风味、质地和营养有重要影响——高温瞬时第二节包装食品与微生物控制表2-6高温杀菌牛乳温度对杀菌时间、褐变、食品营养的影响加热温度/℃杀菌时间（完全杀灭）相对褐变程度食品营养成分保存率/%100600min100000.711060min25000331206min62507313036s1560921403.6s390981500.36s9799三、包装食品的微生物控制（一）加热杀菌加热杀菌方法低温杀菌：巴氏杀菌高温杀菌：罐装、瓶装及蒸煮袋食品的杀菌HTST和UHT：流动性液态或半液态及无菌包装的食品杀菌第二节包装食品与微生物控制三、包装食品的微生物控制（二）低温贮存冷藏（嗜温性细菌）低温与真空并用(冰温贮藏)：无氧的低温环境（0±2）℃需氧性假单孢杆菌低温和CO2并用低温与放射杀菌并用(辐射杀菌法)第二节包装食品与微生物控制三、包装食品的微生物控制（二）低温贮存冻结＜-18℃，保质期＞1年冷冻食品多用塑料及其复合材料包装：如PA/PE，PET/PE，BOPP/PE，Al箔/PE。托盘包装采用PP，OPS等第二节包装食品与微生物控制第三节包装食品的品质变化与控制主要内容：一、包装食品的变色及其控制二、包装食品的香味变化及其控制三、包装食品的油脂氧化及其控制四、包装食品的物性变化第三节包装食品的品质变化与控制一、包装食品的变色及其控制（一）食品的主要褐变及变色酶促性褐变：加热使酶失活；真空或充气包装非酶促褐变：羰氨反应、焦糖化反应油脂氧化酸败褐变图2-9产生褐变的食品成分及其反应机理第三节包装食品的品质变化与控制一、包装食品的变色及其控制（二）影响褐变变色的因素光：促进变色或退色（紫外线）图2-10光的波长对β-胡萝卜素的影响图2-11光的波长对叶绿素的影响第三节包装食品的品质变化与控制一、包装食品的变色及其控制（二）影响褐变变色的因素氧氧是氧化褐变和色素氧化的必须条件；包装材料的透氧率越高，温度越高，色素分解越快；图2-12包装材料的阻隔性对咸味熟牛肉色泽的影响第三节包装食品的品质变化与控制一、包装食品的变色及其控制（二）影响褐变变色的因素温度温度越高，变色反应越快；高温破坏色素和维生素类物质而使风味降低，并失去原有色泽（如绿茶）pH：pH越高，褐变反应越快（pH3左右最慢）金属离子：Cu、Fe等金属离子促进色素分解第三节包装食品的品质变化与控制一、包装食品的变色及其控制（三）控制包装食品褐变变色的方法隔氧包装真空和充气包装（常用）包装中封入脱氧剂（长期保持低氧状态）采用高阻氧的包装材料（PET、PVDC、铝箔）第三节包装食品的品质变化与控制一、包装食品的变色及其控制（三）控制包装食品褐变变色的方法避光包装选用阻光的包装材料（铝箔）对包装材料着色或印刷红、橙、黄褐色等色彩第三节包装食品的品质变化与控制一、包装食品的变色及其控制（三）控制包装食品褐变变色的方法防潮包装因脱水或吸湿而变色采用阻湿防潮包装材料（铝箔、金属罐、干燥剂、PE）第三节包装食品的品质变化与控制二、包装食品的香味变化及其控制图2-13包装食品的风味变化第三节包装食品的品质变化与控制（一）包装食品产生异味的主要因素及控制图2-14加工食品在流通过程中产生异臭的主要途径食品固有的芳香物：保香性较好的包装材料食品化学变化产生异臭：阻氧、调气、避光包装食品微生物作用产生异臭：加热杀菌、低温贮藏等包装材料本身的异臭成分：控制材料质量第三节包装食品的品质变化与控制（二）塑料包装材料的渗透性引起的异味变化塑料包装材料的气味渗透性表2-7各种薄膜的香气透过性×√√××第三节包装食品的品质变化与控制包装材料的组成与厚度透过速度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各种薄膜的乙醇渗透速度单位：（g/m2·24h）PE和PP等疏水性薄膜：易渗透酯类等疏水性物质尼龙PA等亲水性薄膜：易渗透乙醇等亲水性物质第三节包装食品的品质变化与控制三、包装食品的油脂氧化及其控制（一）油脂的氧化方式自动氧化热氧化酶促氧化第三节包装食品的品质变化与控制三、包装食品的油脂氧化及其控制（二）油脂类食品变质的影响因素及控制方法光线光促进油脂氧化（紫外线）荧光灯使食品产生异味，并使香味降低措施：装潢印刷、避光材料（铝箔及其复合包装材料）表2-9使用各种波长的光照玉米油和棉籽油以后的过氧化值滤纸的透过性范围/um过氧化值/(meq/kg)玉米油棉子油试料1试料2试料1试料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奶油奶酪在低温保存时受荧光灯照射的影响（过氧化值meq/kg）照度/Lx100030005000照射天数1d3d5d1d3d5d1d3d5d奶酪2.523.776