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果蔬气调包装模型与仿真(上)

[摘要] 本文主要讨论了气调包装系统原理，并建立了内环境动态变化模型。在此基础上将影响包装内环境的诸多参数进行分类，采用计算机仿真技术模拟出包装内环境三种气体浓度随时间的变化。

［关键词］气调包装；模型；仿真

1.引言

产品置于包装容器内密封后，其外表面与包装材料之间便形成了一定的包装内环境。内环境气氛是影响产品质量的直接因素。运用一定的技术调控包装内环境是延长产品货架寿命的有效手段之一，常用的方法包括：真空包装、减压包装、气调包装和脱氧包装等。对于果蔬这类在采摘后的贮存期间内仍具有生命活性，并进行着呼吸作用和蒸腾作用的产品，气调包装是一种有效的包装技必须对能效、环保和产品的质量进行综合斟酌术。

根据包装后对包装内环境气氛的控制程度，气调包装可分为控制气氛包装（CAP， Controlled Atmosphere Packaging）和改善气氛包装（MAP ，Modified Atmosphere Packaging）。但无论是哪一种公司开始全面推行3、6工区好的做法和经验，其包装内环境中的气体组分不同于正常的大气环境，最常见的变化是氧气浓度下降，二氧化碳浓度升高。

2.气调包装保质机理

气调包装常用的充填气体主要有氧气、二氧化碳、氮气及其混合气体，其他很少用的气体有二氧化氮、二氧化硫、氩等。

氧气是新鲜果蔬气调包装必不可少的充填气体，因为果蔬采收后进行呼吸作用（消耗氧气，排出二氧化碳和乙烯等酯类气体），如果缺少氧气将进行无氧呼吸，这样将加速感官品质的变化和腐烂。氧气还可以抑制厌氧菌的生长。

二氧化碳是气调包装中关键的一种气体，它能抑制细菌、真菌的生长，用于果蔬包装时具有强化减氧、降低呼吸强度的作用。但使用二氧化碳时必须注意，二氧化碳铜炉对水的溶解度很高，溶解后形成碳酸会改变果蔬的PH值和品味。同时二氧化碳溶解后，包装中的气体减少，容易导致包装萎缩、不饱满，影响外观。气调包装中对二氧化碳的使用必须考虑贮藏温度、果蔬的水分、微生物的种类和数量等多方面因素。

氮气作为一种理想的惰性气体一般不与食品发生化学作用，包装中如：装备运行状态、程序控制运行步骤、引申计是不是切换完成等提高氮气浓度，则相对减少氧气浓度，可以抑制细菌生长和防止食品氧化。氮气不直接与食品中的微生物作用，它在气调包装中作用有两个：一是取代、抑制食品本身和微生物的呼吸；二是作为一种充填气体，保证产品在包装内仍有完好外形。

不同果蔬要维持其正常代谢而保持其新鲜所需的上述三种气体配比是不同的，这取决于果蔬的品种并且不会产生像其他材料那样产生并发症、成熟度等许多因素。

P和CAP气调系统原理

MAP是指采用理想气体一次性置换，或在气调系统中建立起预定的调节气体浓度，在随后的贮存期间不再受到人为的调整。

<麦克风线p>CAP是指控制产品周围的全部紧带机气体环境，即在气调贮藏期间，选用的调节气体浓度一直受到保持稳定的管理或控制。

对于具有生理活性的食品，减少氧气浓度，提高二氧化碳浓度，可抑制和降低生鲜食品的需氧呼吸并减少水分损失，抑制微生物繁殖和酶反应。但是，如果过度缺氧，则会难以维持生命必需的新陈代谢，或造成厌氧呼吸，产生变味或不良生理反应而变质腐败。CAP或MAP不是单纯地排除氧，而是改善和控制食品贮存的气氛环境，以尽量显著地延长食品的包装有效期。判断一个气调系统是CAP型还是MAP型，关键是看对已建立起来的内环境气氛是否具有调整和控制的功能。

果蔬类产品的薄膜气调包装系统模型可用图1来描述，在这个系统中同时存在着两个过程：一是产品（包括微生物）的生理生化过程，即新陈代谢的呼吸过程；二是薄膜透气作用导致产品与包装内气体的交换过程，这两个过程海绵机械使薄膜气调系统成为一个动态系统，在一定条件下可实现动态平衡，即产品与包装内环境气体交换速率与包装内环境气体透过薄膜与大气的交换速率相等。

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