简述活性包装的分类及应用(一)

一、简述
包装食品供应链中起着至关重要的作用。包装的主要功能是作为食品的容器,实现整个供应链内的有效运输,预防任何物理损坏以及人为的窃取,包装还满足了通过防止任何不需要的化学和生物变化来保持食品质量和安全从生产到最终消费的基本需求。因此,包装起到隔离的作用,保护食品免受环境影响,如氧气,湿气,光线,灰尘,害虫,挥发物,以及化学和微生物污染。对于食品包装,大多数情况下其功能作用主要是将食品与外部环境的隔离。然而,有少数例外,例如新鲜农产品,其中使用高透气性或穿孔的包装材料以允许通过包装进行气体交换。这种包装系统在进一步延长包装食品的保质期方面受到限制。近几十年来,消费者对食品安全性和添加剂含量的关注度不断上升。食品未经加工或些许加工,不含防腐剂,并提供可接受保质期的天然优质食品需求成为必然发展。从而包装的保护功能也得以改进,开发新的包装技术,如气调包装,活性包装、智能包装以及纳米包装等。
活性包装是一种创新手段,可以保持或延长食品的保质期,同时确保其质量,安全性和完整性。在欧洲法规中定义是活性包装是与食品相互作用的包装系统,活性包装系统可分为主动清除系统(吸收器)和主动释放系统(发生器)。前者从食品或其环境中去除不需要的化合物,例如水分,二氧化碳,氧气,乙烯或气味,后者将化合物添加到包装食品或顶空中,如抗菌化合物,二氧化碳,抗氧化剂,植物精油,乙烯或乙醇。表1概述了主要的活性包装技术及其在食品应用中的潜在益处。
简述活性包装的分类及应用(一)
特小镇规划设计■ 文/微波
摘要:随着市场需求的变化,食品包装的功能不断发展。目前的驱动因素包括消费者对通过延长货架期获得更安全,更健康和更  优质食品的需求;对便利和透明包装的需求以及对更可持续包装材料的偏好导致了新的包装技术的发展,例如活性包装。对于活性系统的定义是在包装食品或食品周围环境中添加释放或吸收物质的组分。因此,活性包装材料是有“预期的”延长保质期或保持改善包装食品的状况。近些年相关研究人员对活性包装技术展开广泛研究,但许多技术目前尚未在商业食品包装中应用,广泛传播其在食品应用中的益处将促进成功开发和市场引入。此外,还讨论了将此类技术应用于食品系统的挑战以及未来发展的预期方向。
关键词:
活性包装;抗菌包装;抗氧化释放剂;乙烯吸收剂;氧清除剂
10.19446/jki.1005-9423.2019.01.005
由水分引发,使得还原的铁不可逆地氧化成稳定的三水合氧化铁络合物。相反,其他应用的金属,例如钴,充当催化剂,用于氧化聚合物或钯,催化氢氧化成水。化学清除氧的其他系统包括光敏染料,抗坏血酸,没食子酸或不饱和脂肪酸。此外,还存在通过使用酶或使用细菌孢子的生物学方法或固定在固体材料中的酵母起作用的生物化学机制。
关于氧气清除技术的许多已发表的论文表明它们在食品应用方面具有巨大潜力。然而,这种研究主要是使用含有铁粉的氧气清除小袋进行的。与亚洲或美国相比,基于香囊的应用并未被欧洲国家的消费者所接受,因为它们被认为是食品容器中的异物。实际上,可能导致内容物的非自愿消耗的意外破损风险,这使得基于小袋的活性包装技术的缺点之一。缺点还包括需要额外的包装操作步骤或由于湿度敏感性而与饮料或潮湿食品组合的不适合性。在过去十年中已经开发了几种新的氧气清除技术,例如将活性物质直接掺入包装膜或容器中。但是,其中只有少数已在真正的食品系统中成功实施。表2概述了几种已经应用于食品的氧气清除技术。
三、水分清除剂
水分含量和水分活度是影响各类食品质量和安全的关键因素。例如,许多干燥产品在储存期间对湿度敏感,甚至包装内的相对低的湿度水平可能导致显著的质量恶化,水分的增加使产品更容易发生微生物腐败,并可能导致质地和外观的改变,从而缩短保质期。对于其他产品,例如鲜鱼,肉类和果蔬,在包装内保持较高的湿度水平有利于防止干燥。此外,由于鱼和肉等新鲜产品,滴水状态引起的一些过量液体也很常见。消费者认为包装中的液体会降低产品的吸引力,从而降低消费欲望。
包装中的水分控制策略可分为多个类别,比如减少水分(例如,通过用干燥的水分清除剂气体替换顶部空间中的潮湿空气,或通过去除顶部空间中的潮湿空气进行真空包装),水分预防(通过阻隔包装)和水分消除(通过使用干燥剂/吸收剂)。水分预防可以被认为是主动的策略的,而减少水分和预防是较为被动的策略。被动系统可以包括那些在没有任何活性成分的情况下降低湿度的系统,例如微穿孔薄膜,以及固有吸湿性的包装材料,例如100%纤维素基。包装内的湿度水平也可以通过适当选择具有高水蒸气阻隔的包装材料来控制。
通过使用活性包装而不是直接添加到食物中来添加活性物质(例如抗微生物剂和抗氧化剂)可以减少所需的这些物质的量。传统上,活性物质被添加到大部分食物中,而对于大多数新鲜和加工食品,食物降解或微生物生长发生在食物表面。此外,由于活性物质和食物组分之间的相互作用以及在食物加工过程中可以减少或抑制直接添加到食物中的活性物质活性。 因此,通过活性包装添加活性物质可能比添加到大部分食物中更有效。
已经开发了各种各样的活性包装系统,迄今为止,许多评论都强调了活性包装技术为消费者提供更安全,更健康和更高质量的食品的潜力。然而,应用于特定食品的有效包装技术优势的评论数量有限。在模型系统中评估的主动包装技术在实际食品应用中可能并不总是以相同的方式表现。食物的复杂结构可能影响包装的活性。例如,活性物质的释放速率,吸收速率或扩散速率可能受到影响。此外,活性物质或载体可与食物组分反应或与其结合,从而抑制所需的活性。因此,重要的是要批判性地审查与特定食品有关的活性包装研究,从而使食品和包装科学家能够更好地了解这些系统的益处,并有可能加速这些技术在商业应用中的应用。
本文主要叙述已经成功应用于食品的活性包装技术,从而突出特定食品应用的益处,特别强调抗微生物和抗氧化剂包装系统。此外,深入讨论排放二氧化碳或吸收氧气,水分或乙烯并已成功实施的包装系统。
二、氧气清除剂
氧气清除剂的应用是主要的活性包装技术之一,旨在去除食品包装中存在的任何残余氧气或充当一种活性阻隔,提升包装的阻隔的性能。许多食品对氧气敏感,因此,食品工业寻求从食品包装中排除氧气。这主要通过使用真空密封或气调包装来实现。然而,包装中的残余氧浓度通常保持在0.5%~5%之间并且可能在储存期间进一步增加。这可能是由于包装过程中的疏散不充分,密封不良导致氧气透过包装材料,或者由于食物本身中的氧气被释放到包装的顶部空间以达到平衡。
包装中的氧气会对许多食品的质量和保质期产生负面影响,因为它会导致产品氧化或促进好氧微生物的生长,导致颜改变,或感官变化,或营养损失。通过施加氧气清除剂可以实现食品包装的残余氧水平的降低,在一些情况下体积低至<0.01%。氧清除机制主要是化学的,最常见的是基于铁的清除剂,其中氧气清除剂活性
为它们不是故意加入会释放或吸收物质的成分。”但是,吸湿垫含有“故意设计用于吸收食物中水分”的成分,可被视为活性包装。吸收垫还可以与抗微生物剂,pH 控制剂以及二氧化碳发生器、氧清除剂组合使用,以避免某些缺点,例如气味产生或泄漏。
干燥剂用于控制包装顶部空间中的湿度。干燥剂的实例是:硅胶,粘土,分子筛(合成结晶形式,例如来自沸石,钠,钾,钙铝硅酸盐),保湿盐(例如氯化钠,氯化镁,硫酸钙)和其他保湿剂化合物(如山梨糖醇);以及氧化钙。除垢剂的吸收能力取决于其水蒸气吸附等温线。干燥剂通常以小袋,微孔袋的形式放入包装中,或者集成在垫中。表3中给出了应用于食品的一些实例。
活性水分清除剂可进一步区分为两种主要类型:清除顶部空间相对湿度控制器,如干燥剂和吸收液体的除湿剂。后者可以以垫,片或毯子的形式施用,并且通常以不同的包装概念(气调包装,真空,皮肤包装等)放置在新鲜产品下面。它们适用于高水分活动的食物:鱼,肉,家禽,水果和蔬菜。因此,滴落损失随着储存时间和通过增加暴露的表面积和肌肉纤维的纵向切割而增加。这种垫主要由多孔材料,聚合物(PP 或PE ),发泡和穿孔PS 片或纤维素,与超吸收聚合物/矿物/盐(聚丙烯酸盐,羧甲基纤维素,淀粉共聚物,二氧化硅/硅酸盐)组合而成。吸湿垫通常不被认为是活性包装。
“仅基于天然成分起作用的材料和物品,例如由100
唐山冶金矿山机械厂
%纤维素组成的垫子,不属于活性物质的定义,因
改善蓝鲨肌肉的氧化稳定性。同时,葡萄酒果渣中的花青素,甜菜根残渣粉,以及可密封生物降解薄膜中的芒果和西葫芦浆对向日葵和棕榈油的氧化具有保护作用。例如,直接暴露于空气和光照下的向日葵控油样品在3天后达到65.8meq/kg 的过氧化物指数,而储存在用包封的花青素制备的木薯淀粉膜袋中的样品呈现较低的值(4.7至28.7meq/kg )。类似地,在用高浓度芒果和西印度草莓浆添加剂填充的木薯淀粉薄膜中的棕榈油中检测到与对照(无包装的油)显着不同的过氧化物指数。然而,发现西印度草浆中的维生素C 充当促氧化剂,这表明应避免使用富含维生素C 的成分。已经进行了关于使用抗氧化剂包装系统来防止食物氧化的广泛研究。然而,大多数报道的研究未能验证抗氧化剂包装系统在实际商业食品应用中的效率,并且不考虑其目标市场和随之而来的法律地位。因此,为了有利于该技术的工业实施,研究真正的食品包装系统至关重要。 研究工作应侧重于通过可扩展的薄膜加工技术(例如挤出或涂层与溶剂浇铸相比)获得的包装材料的使用,具有适当阻隔性能的包装材料和用于研究食品的包装材料,工业包装技术(例如气调包装),对食品的感官特性的影响,以及使用真实储存条件的验证。
(未完待续)
四、乙烯吸收剂
乙烯是一种促生长的激素(植物生长调节剂),通过提高新鲜和最低限度加工的转变期产品的呼吸速率并缩短采后贮藏期间的保质期,加速成熟和老化。乙烯还会加速叶绿素降解速率,特别是在叶类产品中,并且会增加水果的过度软化。由于这些原因,通过应用乙烯清除剂从产品环境中除去乙烯减缓了成熟和老化,从而提高了质量并延长了保质期,如表4所示。纳纱
宜昌市康庄路小学五、抗氧化剂释放剂
危朝安近年来,用于食品应用的抗氧化剂释放包装的开发活动有所增加。合成抗氧化剂,例如丁基化羟基甲苯和丁基化羟基苯甲醚已广泛用于食品包装中以防止脂质氧化。现在人们越来越关注将天然抗氧化剂如多酚,生育酚,植物提取物和精油加入到活性包装材料中。表5总结了该领域的一些最新发展。
比如研究了使用来自食品工业的副产物作为食品包装的抗氧化剂的来源,作为为这些残留物提供附加值的手段。用涂有啤酒厂残留废物提取物的LDPE 薄膜包装牛肉能够在冷藏期间将脂质氧化降低多达80%。大麦壳是从啤
酒厂获得的另一种废物,也被证明可有效减缓脂质水解和
>十七大以来的成就

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