生鲜牛肉保鲜包装方案设计1225126杨硕

食品包装方案设计生鲜牛肉的保鲜包装设计杨硕工业工程一班1225126一、引言自改革开放以来,我国的肉牛业有了很大发展。1980年我国的牛肉产量仅26.9万吨,至,12000年增加到510万吨,仅次于美国(1212.4万吨)和巴西(605.0万吨),成为世界第三大牛肉生产国。目前,牛肉出口量仅占我国牛肉总产量的0.3%,绝大部分在国内消费,而我国肉品加工程度低,大部分还是以生肉形式被消费。随着人们对肉品质量要求的提高,冷却肉以其新鲜、肉嫩、味美、营养、卫生的优点成为今后肉类消费的主流。健康优良的肉用畜、科学卫生的屠宰加工工艺、健全的冷链物流体系、有效的保鲜包装技术是保证高质量的冷却肉不可缺少的重要环节。在冷却肉的生产流通销售过程中,合理的包装是确保产品卫生和质量的非常重要和必不可少的环节。因国内市场的肉牛多以散户或非正规屠宰场屠宰,屠宰设备落后,屠宰工艺不规范,微生物污染严重,且未经任何包装而热销,容易造成二次污染,因此不仅货架期短,造成巨大的经济损失,而且存在很大的安全隐患,直接威胁人们的健康。对冷却肉实施包装是有效提高其质量的环节之一,主要作用是避免二次污染,防止变质,延长货架期;其次,为流通提供便利,节省劳动力;消费者购买食用方便;最后,包装也是保护、宣传、推销冷却肉,树立厂家信誉的重要手段。目前的保鲜包装方式：(1)防腐保鲜剂:防腐保鲜剂通常和其他保鲜技术结合使用。冷却肉中常用的化学防腐剂有,乳酸及其钠盐、乙酸、山梨酸钾;研究较多的天然保鲜剂有,茶多酚(抗脂质氧化、抑菌、除臭)、香辛料提取物(杀菌、抑菌、抗氧化)、多糖类(如海藻糖、壳聚糖等)、乳链菌肤(抗革兰氏阳性菌)等。从安全、营养角度讲,有较大发展潜力,并己商业化生产;从理化、微生物角度讲,可应用于冷却肉保鲜的天然防腐保鲜剂主要是茶多酚和壳聚糖。但茶多酚用于冷却牛肉的防腐保鲜还未见报道。茶多酚是一种从茶叶中提取的纯天然复合物,其中含有30种以上的酚性物质。（2）气调包装:近年来,随着连续式真空/充气包装一体机的国产化,充气包装的设备成本大大降低,从而使冷却肉的气调包装走向市场打下了坚实的基础。气调包装是指用适合食品保鲜的气体置换包装中的气体,以延缓氧化反应速度、抑制微生物的生长和阻止酶促反应,从而延长产品的货架期。冷却肉气调包装常用的气包括02、COZ、NZ。氧气在冷却肉气调包装中的作用是维持肉的鲜红色泽(使肌红蛋白处于氧合状态),并抑制厌氧菌的生长,但无疑也为好氧腐败菌的生长创造了良好的条件。CO:具有水溶性,CO:可有效延长微生物的迟滞期,抑制细菌、真菌的生长及酶的活性,COZ抑菌效率随着贮藏温度的下降和浓度的增加而增加,20%以上时抑菌效果更佳。对于厌氧与兼性厌氧菌来说,C02浓度达100%才有最大的抑制效果，从为一种惰性填充气体,其主要作用为防止肉吸收COZ造成的包装内压力下降。另外,还可抑制好氧微生物的生长和延缓氧化反应。CO是近几年用于冷却肉气调包装的气体,据研究报道,低浓度CO(0.3%~1.0%)与肌红蛋白所形成稳定鲜艳的一氧化碳肌红蛋白对维持肉的鲜红色具有显著作用,并通过抑制脂肪氧化和微生物生长而保持令人满意的气味。虽然气调包装具有显著延长冷却肉货架期的作用,但并非适用于所有的冷却肉。(3)真空包装:真空包装是冷却肉包装最普遍的方法之一。它采用阻隔性能较好的包装材料,在真空条件下进行低温储存以延长冷却肉货架期。在整个贮存过程中,由于残留02耗尽和CO:的积累,抑制了耗氧腐败菌的生长,而乳酸菌增殖却不受影响。同时,乳酸菌的代谢产物乳酸、过氧化氢及其他抑菌产物又进一步抑制其它菌的生长,从而使乳酸菌成为优势菌群。乳酸菌是厌氧菌,分解糖产生乳酸,对蛋白质分解缓慢,不产毒素,其引起的腐败过程缓慢,程度轻。二、产品品质及保鲜包装要求由于新鲜牛肉水分活性较高，导致其在储藏、加工、运输销售过程中极易发生腐败变质。这不仅导致经济上的损失与环境污染，更加严重的是危及人们的健康。导致新鲜肉类腐败变质的主要原因是微生物腐败、非微生物的组织变质以及色泽变质。而肉类的腐败主要由微生物生长繁殖、脂肪氧化酸败、肌红蛋白变色引起的。这三种因素之间相互作用、相互影响，微生物的繁殖会进一步促进油脂氧化酸败与肌红蛋白变色，而且油脂的氧化也会改变微生物菌系并加快肌红蛋白变色。但是导致鲜肉腐败变质最主要因素仍是微生物的作用，因此，食品保藏首先关心的问题是微生物引起的腐败变质。在微生物导致食物腐败过程中重要的影响因素有：水分含量、温度、O2浓度、可利用的营养素、被微生物污染的程度和生长抑制剂。通常控制了这些因素中的一种或多种，则可控制微生物导致的腐败。随着人们生活水平不断提高及市场肉品供应的丰富，人们对肉类的品质要求也更高。人们更加注意食品的营养价值、风味口感、外观特征，以及食用方便、卫生、安全等。20世纪90年代以来，我国肉类产量已居世界首位，对肉类生产与消费在其加工储藏领域里提出了新的要求。我国目前的生消费以热鲜肉与冷冻肉为主，其中高温肉制品占有很大的比重。但发展趋势是品质佳、卫生条件好的冷却肉和低温肉将取代热鲜肉制品和冷冻肉而成为生肉消费的主流。肉的冻藏虽然对延长肉的储藏期有着明显的效果，但冻藏是一个非常耗能的过程，无疑使肉品成本在流通中大大增加，而且长期的冷冻贮藏会使肉的品质发生明显变化，脂肪氧化及蛋白质变性可能会对人体造成潜在危害，解冻时出现大量汁液流失，肉的颜色、口感均变差。因此，冷冻肉的消费呈逐年下降趋势。热鲜肉的销售无论从肉类食品卫生还是肉的成熟过程来看，都不符合肉品卫生要求，同时也与肉类食品工业的发展趋势不相适应，为了适应肉品新的消费趋势，将调整储备肉的结构，推行“活储鲜销”而不是全部以冷冻肉的形式储备鲜肉。今后冷却肉的消费将是生鲜肉消费的主流，但冷却肉的货架期是限制冷却肉快速发展的主要障碍，延长冷却肉货架期的方法主要有真空包装、保鲜液处理、辐射处理和气调包装等。保鲜液处理能快速抑制冷却肉表面的腐败菌，延长产品保质期，但会影响冷却肉的外观，如汁液流失、肉表面色泽变淡等；真空包装能有效地延长冷却肉的货架期，但是真空包装存在的问题是包装内的冷却肉色泽呈紫红色、汁液流失比较多；辐射处理可以明显抑制冷却肉表面上的腐败菌，延长产品贮藏期，但冷却肉经辐射处理后随着辐射剂量的增加会有轻微辐射味产生，而且对钴源的利用有其局限性。相比之下，气调包装更适合鲜肉的贮藏，达到延长贮藏期和提高贮藏效果的目的。三、技术方案设计气调保鲜包装称为MAP(modifiedatmospherepackaging)或CAP(controlledatmospherepackaging)，又称为气调包装或置换气体包装，是指将食品存放在一个相对密闭的贮藏环境中，同时根据需要改变、调节贮藏环境中的氧气、二氧化碳和氮气等气体成分比例来贮藏产品的一种方法。它是针对目前普遍采用的高温灭菌和真空包装等传统方法所带来的不足而开发研制的现代新型包装技术。食品从传统的真空包装发展到新型的气调包装，是食品从保质升级到保鲜的过程。保鲜是保证食品的原汁原味，是在保质基础之上更深一步的改进。食品气调保鲜技术是在一定的封闭体系内，通过各种调节方式得到不同于正常大气组成的调节气体，以此来抑制食品本身引起食品变质的生理生化过程和微生物活动，从而达到延长食品保鲜或保藏期的目的。气调包装贮藏的新鲜肉在国外又称冷藏肉。气调包装气体选择二氧化碳(CO2)、氧气(O2)和氮气(N2)是气调包装最常使用的气体。CO2：CO2是气调包装中至关重要的一种气体，因为在包装内CO2抑制了腐败性微生物的生长的氧合肌红蛋白，因此具有较高的O2分压更利于形成良好的肉色。O2:对于新鲜的动物性食品，调节气体O2含量需区别对待。气调保鲜猪、牛、羊肉生鲜肉类时，要求既保持鲜肉红色色泽又能防腐保鲜。O2在气调包装中主要起到保持肉鲜红色泽的作用，这是因为鲜肉中肌红蛋白与氧分子结合后形成鲜红色据Bartkowski报道，能使肉保持鲜红色的最低O2比例为10%，40%以上的O2能维持9天良好色泽。与此同时，过多的O2含量会增加需氧菌的活性，导致需氧菌的迅速繁殖，造成鲜肉的腐败对于新鲜的动物性食品，调节气体O2含量需区别对待。气调保鲜猪、牛、羊肉生鲜肉类时，要求既保持鲜肉红色色泽又能防腐保鲜。O2在气调包装中主要起到保持肉鲜红色泽的作用，这是因为鲜肉中肌红蛋白与氧分子结合后形成鲜红色N2:N2是一种惰性填充气体，既难溶于水也难溶于酸，对食品成分无直接影响，不会影响肉的色泽，防止由于CO2大量溶于食物中而导致的包装坍塌。气调包装系统的设计应考虑多方面的因素，其中最重要的因素是包装内CO2和O2的相对含量，这主要是由包装内气体浓度和包装材料的透气性决定，即是气调保鲜气体的比例控制精度及包装材料的气体置换率。材料透气性出现差异与材料高分子的聚集状态、聚合物结构对气体的扩散性和溶解性、采用添加剂的影响等因素有关。但是不同的气体对同种材料的渗透性也不相同，对同种材料而言，一般是N2的透过性最小，O2稍大一些，CO2的最大，这与气体分子的大小以及气体分子的形状有关。分子的动力学直径越小，在聚合物中扩散越容易、扩散系数越大。但气体分子直径的大小并不是决定渗透性的唯一因素，因为渗透性还与气体在聚合物中的溶解度有关。另外分子的形状也能影响渗透性，有研究表明，长条形分子的扩散能力和渗透能力最强，而且分子形状的微小变化会引起渗透性的很大变化。选择气体方案：气调包装具有明显的抑菌效果,其中气体配比为60%O2、20%CO2、20%N2效果最佳(P0.05)。20%的CO2就起到一定的抑菌作用,当CO2低于40%时,其抑菌能力随着浓度的增加而增大,但CO2高于40%时其抑菌效果并没有显著的增加;相应地,随着02含量的增加,肉样的腐败过程加剧。包装材料必须有足够的机械强度，使其能承受抽真空或者充气时压力的变化；同时材料还要有一定的挺度，以便充气时包装袋口容易张开，除此以外，包装材料的选用还需考虑其经济实用性，在不过多增加消费者负担的基础上，做到造型美观而实用。包装牛肉制品时，应选用阻隔性较好的包装材料，能够在较长时间内维持包装内的理想气体组分。进行真空包装与气调包装的塑料薄膜，一般要求透氧度较低，并且对二氧化碳和氮气也有较好的阻透性，常选用的材料为PA、PET、PVDV和EVOH等具有良好阻气性的薄膜，但这些材料常常不单独使用，考虑到薄膜对水蒸汽的阻隔性和材料的热封性，常采用PP和PE等具有良好热封性能的薄膜与之复合而成的复合薄膜。此外，冷鲜肉的包装材料通常选用透明度良好的材料，直观的外表更能促进消费。材料选择：PP和PE复合薄膜四、总结选择气调包装方案选择气体配比：气体配比为60%O2、20%CO2、20%N2材料选择：PP和PE复合薄膜冷却牛肉经保鲜剂处理与气调包装协同使用并且在4±1℃下贮藏，保鲜效果显著，O2浓度、CO2浓度、两因素对牛肉保鲜的影响各不相同，其中O2浓度因素影响显著。使用此方案约可使牛肉货架期延长至20天以上。参考文献1、范奎.食品保鲜技术。2、王家刚,王金刚.气调包装与肉的颜色.3、王英若.再论冷却肉.4、王绪茂,张子平,刘燕,等.冷却肉的冷却与包装.5、马俪珍,蒋福虎,刘会平.肉品现代保藏技术的研究进展.6、何京译.使用食品气调包装技术四大要素