包裝材料和包裝工藝及光對食品保質期的影響
一、實驗目的 通過本實驗了解真空包裝、脫氧包裝的主要作用及其對包裝材料性能的要求，掌握包裝真空包裝機和氣調包裝機的使用方法。
二、實驗原理 真空包裝、氣調包裝及脫氧包裝能不同程度地降低包裝容器內的氧氣含量，從而減輕氧對食品造成的不利影響。土豆中富含多酚氧化酶及酚類物質，切分后的土豆在有氧條件下會迅速發生酶促褐變，通過真空包氣調包裝和脫氧包裝配合氣密性好的包裝材料可抑制褐變和霉變。
三、實驗材料及設備 土豆、饅頭、PE 塑料袋、PA/PE 塑料袋、Al/PE 塑料袋、刀具、真空包裝機、氣調包裝機、普通熱壓封口機、色差儀 四、操作步驟及結果記錄 1.
包裝步驟 (1)
將洗凈外皮的土豆切成厚度 4-5mm、大小均勻一致的厚片，每袋 1 片，迅速裝入袋中，并進行封口， 其中：
真空包裝：PA/PE
2 袋， Al/PE
6 袋 普通包裝：PA/PE
2 袋，Al/PE
6 袋，PE 2 袋 脫氧包裝：PA/PE
2 袋， Al/PE
6 袋 氣調包裝（60%CO2+40%N2）：PA/PE
6 袋， Al/PE
6 袋 氣調包裝（60%CO2+20%O2+20%N2）：PA/PE
6 袋， Al/PE
6 袋 (2)
將饅頭切成 10-20mm厚的片，每袋 1 片，迅速裝入袋中，并進行封口， 其中：
普通包裝：PA/PE
2 袋，PE 2 袋 脫氧包裝：PA/PE
2 袋，Al/PE
6 袋 氣調包裝（60%CO2+40%N2）：PA/PE
2 袋， Al/PE
6 袋 2.
數據記錄 (1)
分別于包裝 0、1、5、20、24、32 小時后觀察土豆片的褐變的情況并測定記錄土豆片的 L 值。
表 表 1 土豆片褐變實驗數據記錄表
包裝技術 包裝材料
0hr
2.5hr 19hr 23hr 27hr
30hr 普通 PE 68.70 72.69 62.51 38.85 31.45 22.43 PA/PE 68.82 61.94 34.67 30.97 25.34 Al/PE 70.05 37.51 16.87 11.45 5.77 真空 PA/PE 70.92 66.11 53.31 40.44 33.52 Al/PE 73.41 66.37 45.50 42.71 36.89 氣調包裝 60%CO 2+40%N 2 ）
PA/PE 74.84 69.18 54.53 43.40 31.11 Al/PE 75.57 55.10 26.73 19.09 11.56 脫氧包裝 PA/PE 72.66 70.47 56.49 51.78 46.00 Al/PE 70.28 74.32 41.48 40.71 37.99
(2)包裝好的饅頭片于 5d、10d、15d、20 d、25 d后拆包(或直接透過包裝觀察)，觀察其霉菌生長的情況并記錄（霉斑的多少以＋表示，數量越多表示霉變越嚴重，每處理觀察兩袋）。
表 表 2 ：饅頭霉變實驗記錄表 包裝技術 包裝材料
1d 2d 3d 4d
5d 普通包裝 PE 0 0 ＋ ＋＋ ＋＋＋
PA/PE 0 ＋＋ ＋＋＋ ＋＋＋＋
＋＋＋＋＋
氣調包裝 60%CO 2 +40% N 2 ）
PA/PE 0 0 0 0
＋
Al/PE 0 0 0 0 ＋
脫氧包裝 PA/PE 0 0 0 0 ＋
Al/PE 0 0 0 0 0
五、 結果分析與討論 1.
包裝材料和包裝工藝及光對土豆保質期的影響
1.1
包裝技術方法對土豆片褐變的影響
（PA/PE）
（Al/PE）
圖 1 不同包裝方法土豆色差 L 值與貯藏時間關系
分析：由圖 1 可以看出，同樣用 PA/PE 材料包裝的土豆片，四種包裝方法的色差 L 值均呈現不斷下降的趨勢，普通包裝色差 L 值的下降趨勢最快，氣調和真空包裝次之，脫氧包裝的色差 L 值下降趨勢最慢。色差 L 值代表土豆片的褐變程度，而影響土豆片發生褐變
的最大因素是氧氣。由圖可知，脫氧、真空及氣調包裝相比普通包裝都有較好的脫氧效果，其中脫氧包裝的土豆片褐變速度最慢，原因是脫氧劑的脫氧效果比真空和氣調包裝的脫氧效果好。
由圖 1 可以看出，同樣用 Al/PE 材料包裝的土豆片，四種包裝方法的色差 L 值均呈現不斷下降的趨勢，普通和氣調包裝色差 L 值的下降趨勢最快，脫氧和真空包裝次之。色差 L值代表土豆片的褐變程度，而影響土豆片發生褐變的最大因素是氧氣。由圖可知，脫氧、真空及氣調包裝相比普通包裝都有較好的脫氧效果，但氣調包裝的脫氧效果沒有脫氧和真空包裝的脫氧效果明顯，脫氧和真空包裝的脫氧效果不相上下，原因是脫氧劑和抽真空的脫氧效果比氣調包裝的脫氧效果好。
圖 1 需要注意的是，Al/PE 的脫氧包裝在 19hr 時的色差 L 值大于 2hr時的色差 L 值，理論上整體趨勢應該是不斷下降，該數據明顯有問題，但不影響實驗的整體效果。
1.2
包裝材料土豆片褐變的影響
（普通包裝）
（脫氧包裝）
（真空包裝）
（氣調包裝）
圖 2 不同包裝材料土豆色差 L 值與貯藏時間關系
分析：由圖 2 可知，同樣是普通包裝的土豆片，三種不同包裝材料的色差 L 值均呈現不斷下降的趨勢，Al/PE 的下降趨勢最快，PE 次之，PA/PE 最慢。原因是三種包裝材料的阻氣性 PA/PE＞PE＞Al/PE，所以 PA/PE 包裝的土豆片褐變速度最慢。
由圖 2 可知，同樣是脫氧包裝的土豆片，兩種不同包裝材料的色差 L 值均呈現不斷下降的趨勢，Al/PE 的下降趨勢較快，PA/PE 較慢。原因是兩種包裝材料的阻氣性 PA/PE＞Al/PE，所以 PA/PE 包裝的土豆片褐變速度最慢。
由圖 2 可知，同樣是真空包裝的土豆片，兩種不同包裝材料的色差 L 值均呈現不斷下降的趨勢，PA/PE 的下降趨勢較快，Al/PE 較慢。說明 Al/PE 比 PA/PE 更適合真空包裝。
由圖 2 可知，同樣是氣調包裝的土豆片，兩種不同包裝材料的色差 L 值均呈現不斷下降的趨勢，Al/PE 的下降趨勢較快，PA/PE 較慢。原因是兩種包裝材料的阻氣性 PA/PE＞Al/PE，所以 PA/PE 包裝的土豆片褐變速度最慢。
綜合以上四種包裝方法的實驗結果可以知道，PA/PE 和 Al/PE 的氣密性均比 PE 好，更適合容易發生氧化的食品的包裝。
1.3
光照對土豆片褐變的影響
（真空包裝）
（普通包裝）
圖 3
不同包裝條件下光對土豆色差 L 值與貯藏時間關系
分析：此實驗根據 PA/PE（透明）、Al/PE（不透明）兩種包裝材料在真空和普通包裝技術下，土豆的色差 L 值的變化，分析光照對土豆品質的影響。由圖 3 可知，在真空和普通包裝技術下，不透明的 Al/PE 材料相對于透明的 PA/PE 材料，里面的土豆片質量都更好。因此可以推斷，光照會一定程度地影響土豆片的質量。
2.
包裝材料和包裝工藝及光對饅頭保質期的影響 2.1
包裝技術方法對饅頭霉變的影響
（普通包裝）
（氣調包裝）
（脫氧包裝）
圖 4
不同包裝方法饅頭霉變與貯藏時間關系
由圖 4 可以看出，普通包裝、氣調包裝和脫氧包裝 3 種包裝技術方法中，脫氧包裝最好，其次是氣調包裝，最差是普通包裝。
在這里，我們的實驗對象是饅頭，饅頭主要是由面粉組成，而面粉的主要成分是淀粉，因此霉菌是產生霉斑的主要原因。
普通包裝是不采取任何處理，直接熱封；氣調包裝是選擇適合食品的最佳氣體種類和混合比例（即理想氣體）， 并配合適當的包裝材料，使食品在貯藏銷售過程中盡量維持理想氣體組分和比例，從而最大限度地延長食品的保質期；脫氧包裝是在密封的包裝容器內，使用能與氧發生化學反應，或能催化氧發生化學反應的脫氧劑（又稱去氧劑、吸氧劑），除去包裝容器內的游離氧，使被包裝物能在氧濃度很低(O2＜0.1%) ，甚至無氧狀態下保存的一種技術。
在抑菌方面，普通包裝無法與氣調包裝和脫氧包裝媲美。這與實驗結果一致，一般脫氧包裝配合高阻隔性包裝材料情況下，能使食物保存 2 個月以上，然而實驗中有一個實驗組出現霉斑，推測應該是使用前脫氧劑暴露在空氣的時間較長，降低了脫氧的效用。
2.2
包裝材料對饅頭霉變影響
（PA/PE）
（Al/PE）
圖 5 不同包裝材料饅頭霉變與貯藏時間關系
由圖 5 可以得出，總體來說 AL/PE包裝材料比 PA/PE 包裝材料更優越，不管是普通包裝、氣調包裝還是脫氧包裝，這三種包裝技術方法在使用 AL/PE 材料的情況下產生的霉斑個數都少于使用 PA/PE 包裝材料，而這兩種材料各方面性能都很接近，唯一不同的就是PA/PE 無法阻隔紫外線。
來自于太陽的紫外光線，具有較高的能量，可對有機物質造成破壞，所以紫外線可被用來殺菌。光線引發并加速食品中營養成分的分解，發生食品腐敗變質反應，主要表現在以下 4 個方面。
（1）促使食品中油脂的氧化反應而發生氧化性酸敗。花生油試驗結果有助于了解光線在脂肪含量很高的食品上的作用，在光線照射下的花生油試樣與避光保存的試樣相比其氧化反應的速度高出 150 倍，所以在光線照射下，很短時間花生油的質量就會因氧化變質，而達到不能容忍的程度。
（2）使食品中的色素發生化學變化而變色: 光線使植物性食品中的綠、黃、紅色及肉類食品中的紅色發暗或變成褐色。
（3）引起維生素和色素的破壞，并與其他物質發生不良的化學變化。光線尤其是波長在 300nm 以下紫外線部分對色素分解的影響最為顯著: 如在天然色素中葉綠素和類胡蘿卜素，是一種在光照下較易分解的色素；茶葉中大量的抗壞血酸（即維生素 C）對光線是很不穩定的，很容易被氧化成膠氧抗壞血酸，進一步與氨基酸結合發生色素反應，使茶葉味道惡化; 而波長在 415 ～ 455nm 之間的光線對核黃素是特別有害 [3] 的等。
（4）引起食品中蛋白質和氨基酸的變性。食品中的蛋白質( 如酪蛋白等) 在光照下，會大量遭到破壞。氨基酸中的色氨酸、胱氨酸、甲硫氨酸等在日光照射下，會因光分解而受到破壞損失。
由此可以明確的一點是 PA/PE包裝材料多出的霉斑有一部分是由于光照造成的而不是微生物引起的。
2.3
光對饅頭霉變影響
（氣調包裝）
（脫氧包裝）
圖 6 光照饅頭霉變與貯藏時間關系
由圖 6 可以看出，在忽略誤差的情況下，氣調包裝和脫氧包裝無法判斷 AL/PE與PA/PE 之間的差異。
針對本實驗的實驗對象是饅頭，原料為小麥粉，富含豐富的氨基酸，而色氨酸溶液在日光暴曬后變褐；無獨有偶，其還含有維生素 B 和維生素 C 等光敏物質，在光照情況下，食品中對光敏感的成分能迅速吸收并轉換光能，從而激發食品內部發生變質的變化反應。食品對光能吸收量愈多，轉移愈深，食品變質愈快、愈嚴重。
因此，有 Al 保護的饅頭霉斑數與沒有 Al 保護的饅頭霉斑數差異明顯。
六、結論 1.
包裝材料和包裝工藝及光對土豆褐變的影響 色澤是反映鮮切產品外觀品質的一個重要指標：L 值表征切面的亮度，是貯藏過程中由于酶促褐變或色素聚集引起切割表面變暗的一個指標性參數，L 值越低，褐變越嚴重。通過實驗可知，真空包裝和脫氧包裝比普通包裝更具有對土豆切片褐變的抑制作用；Al/PE材料總體比 PA/PE 材料更具有對土豆切片褐變的抑制作用。
2.
光照、包裝材料及包裝技術對饅頭褐變的影響 Al/PE 包裝材料比 PA/PE 包裝材料更優越，但 PA/PE 無法阻隔紫外線，PA/PE包裝材料多出的霉斑有一部分是由于光照造成的而不是微生物引起的。普通包裝、氣調包裝和脫氧包裝 3 種包裝技術方法中，脫氧包裝最好，其次是氣調包裝，最差是普通包裝。饅頭主要是由面粉組成，而面粉的主要成分是淀粉，因此霉菌是產生霉斑的主要原因。氣調包裝和脫氧包裝無法判斷 Al/PE與 PA/PE 之間的差異。食品對光能吸收量愈多，轉移愈深，食品變質愈快、愈嚴重，因此，有 Al 保護的饅頭霉斑數與沒有 Al 保護的饅頭霉斑數差異明顯。
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