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1.1 物理法

1.1.1 气调包装技术

气调包装(MAP)技术是改变包装内的气氛,使新鲜果蔬处于不同于空气组分的气氛环境中而延长其货架期的一种包装技术。气调包装通常在冷藏的基础上,将新鲜果蔬密封在具有一定透气性的包装内,果蔬通过呼吸作用消耗包装内的氧气并释放二氧化碳,导致包装内部的氧气分压(或浓度)逐渐降低,二氧化碳分压(或浓度)逐渐升高,包装内外形成分压差(或浓度差)。在分压差(或浓度差)的作用下,包装外部的氧气渗透扩散至包装内部,而包装内部的二氧化碳渗透扩散至包装外部。在贮藏初期,包装内外的气体分压差(或浓度差)较小,氧气的消耗速率大于渗入速率,二氧化碳的释放速率大于渗出速率。随着贮藏时间的延长,包装内外的气体分压差(或浓度差)增大,气体的渗透速率也相应加快,而低氧高二氧化碳的包装内部环境会抑制果蔬的呼吸作用,氧气的消耗速率和二氧化碳的释放速率将有所减弱。当氧气的消耗速率等于渗入速率且二氧化碳的释放速率等于渗出速率时,包装内建立起低氧高二氧化碳的气调动态平衡环境 [1]

气调包装包括自发气调包装和充气气调包装两类。自发气调包装主要依靠果蔬与包装薄膜的相互作用,自发地建立气调环境;充气气调包装则是先将包装内的空气抽走,再充入特定比例的混合气体(O 2 、CO 2 和N 2 ),形成目标气调环境。

气调包装技术仅利用大气的天然成分,不使用合成化学物质,也没有在产品上留下有毒残留物,已经获得了公众的认可。对新鲜果蔬进行不同于大气的气体比例改变,用所需气体成分置换空气来去除或排除氧气,可以抑制氧化速率,降低呼吸速率,延迟果实成熟,并减缓味道和颜色成分的降解速率。同时还能有效地防止厌氧呼吸,抑制微生物生长,并能有效地减少新鲜果蔬的腐烂。氧气浓度升高会增加活性氧(超氧化物、过氧化氢、羟基自由基等)的产生,抑制多种代谢活动 [2]

1.1.2 辐照技术

辐照技术是利用电子射线、X射线、γ射线等照射食品,杀灭害虫,消除病原微生物及其他腐败菌或抑制食品中某些代谢反应和生物活性,以达到延长货架期的目的。辐照技术具有杀菌效果显著、实施剂量可调,保护果蔬外形、组织结构、原有的色香味和营养成分的作用,同时具有方法简单、无污染、无残留等优点 [3] 。射线辐照基本原理是利用电离辐射或放射性元素( 60 Co、 137 Cs)等产生的γ射线、β射线、X射线以及电子加速器产生的高能电子束等辐照处理果蔬,抑制其生理代谢活动,减少乙烯的产生,杀灭害虫,消除果蔬中的病原微生物及其他腐败细菌,从而达到果蔬贮藏保鲜的目的。

γ射线辐照技术是用钴等放射性元素产生的γ射线,利用其较强的穿透力,辐照果蔬后可影响其生理生化变化,同时保持其原有的风味和营养成分,破坏微生物内部的DNA、RNA或蛋白质等有机分子,从而使细菌、病毒、微生物死亡,以达到延长果蔬货架期的目的 [4]

电子束辐照技术的原理是利用电子加速器产生的高能电子束射线辐照果蔬,通过高能脉冲直接作用使微生物发生一系列理化反应,从而抑制呼吸活动、内源乙烯的产生及酶活性,防止腐烂,并能延缓果蔬成熟,延长货架期 [5]

1.1.3 紫外光照技术

紫外光根据波长的不同分为UV-A(315~400nm)、UV-B(280~315nm)和UV-C(100~280nm)。由于核酸对紫外光的吸收、反应波峰分别为260~265nm、260~269nm,常用UV-C给食品进行杀菌。紫外光具有光子能量大、响应速度快、可靠性高、紫外光灯使用寿命长等优点。紫外光杀菌的原理是当细菌DNA在吸收紫外线能量后,2个相互邻近的嘧啶会形成嘧啶二聚体,致使密码子错乱,DNA无法在转录中有效表达,进而导致mRNA无法合成有效的生存所需的蛋白质和酶,最终达到灭菌的效果 [6]

1.1.4 脉冲光技术

脉冲光(PL)指利用惰性气体(氙气为主)闪光灯,在紫外光、可见光和红外光的频率区域内(200~1100nm)产生短时间、高功率的广谱光脉冲,其辐射能量可使细胞表面局部升温至50~150℃,破坏细菌细胞壁,使细胞液蒸发,破坏细胞结构,导致细菌死亡。脉冲光技术具有成本低廉、环保节能、方便灵活、短时高效等优点 [7]

1.1.5 低温等离子体技术

等离子体被称为固体、液体、气体之外的物质第四态。它是由带电粒子(自由电子、阴阳离子)、中性粒子(基态或激发态的原子和分子)、各种自由基、电磁场、光子(可见光和紫外光)组成的高度电离的气体。因为在电离过程中正离子和电子总是成对出现,所以等离子体中正离子和电子的总数大致相等,总体呈现准电中性,称为等离子体 [8]

目前,在食品工业中使用的低温等离子体的产生主要由电、磁场提供能量。低温等离子体的产生方式有介质阻挡放电、大气压等离子体射流、电晕放电、滑动电弧放电、微波放电、辉光放电、电晕放电等离子体射流等[ 9 ]。低温等离子体产生的杀菌机理是由多种效应(紫外光子、带电粒子、活性氧和活性氮)协同作用产生的。不同的杀菌物质作用于细胞的不同部位造成细胞破坏或者生物体死亡。其大致的杀菌机理可从对细胞的蚀刻作用、细胞膜穿孔与静电干扰、大分子氧化三个方面进行解释 [10]

1.1.6 加压惰性气体技术

加压惰性气体是指在一定的温度和压力下,惰性气体(氮气、氩气和氙气等)与果蔬组织中的水分子形成气体水合物,使得组织中的水分子被“结构化”,即游离水分子以氢键相连形成笼状结构,惰性气体分子则被填充在其中,形成稳定的惰性气体水合物。水分子的“结构化”限制了水的流动性,从而降低代谢底物的扩散速率,抑制果蔬的生理代谢反应,起到保鲜的作用 [11] mxvLzTenIwI+OtkZGf0PFbWlGuWkRm6yBLldlI39auonfKOvzcE2wqeqVzeNKDqY

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