商品在流通过程中,不但种类、规格、数量繁多,而且要经过许多环节。在商品流通的各环节都有被霉腐微生物污染的机会,如果周围有适宜的环境条件,商品就会发生霉腐。因此为了保护商品安全地通过贮存、流通、销售等各个环节,必须对易霉腐商品进行防霉腐包装。防霉腐包装技术当前主要有以下几种。
一、化学药剂防霉腐包装技术
化学药剂防霉腐包装技术主要是使用防霉防腐化学药剂将待包装物品、包装材料进行适当处理的包装技术。有的将防霉腐剂直接加在某个工序中;有的是将其喷洒或涂抹在商品表面,有的需浸泡包装材料再予包装。但是这些处理都会使有些商品的质量与外观受到不同程度的影响。利用防霉防腐剂的杀菌机理主要是使菌体蛋白质凝固、沉淀、变性;有的是用防霉防腐剂与菌体酶系统结合,影响菌体代谢;有的是用防霉防腐剂降低菌体表面张力,增加细胞膜的通透性,而发生细胞破裂或溶解。
使用防霉防腐剂时应选择具有高效、低毒、使用简便、价廉、易购等特点的防霉防腐剂。同时还要求该防霉防腐剂不影响商品的性能和质量,对金属无腐蚀作用以及要求防霉防腐剂本身应具有较好的稳定性、耐热性与持久性。通常可作为防霉腐剂的有酚类(如苯酚)、氯酚类(如五氯酚)、有机汞盐(如油酸苯基汞)、有机铜类(如环烷酸铜皂)、有机锡盐(如三乙基氯化锡)以及无机盐(如硫酸铜、氯化汞、氟化钠)等。防霉防腐剂有两大类,一类是用于工业制品的防霉剂,如多菌灵、百菌清、灭菌丹等。另一类是用于食品的防霉腐剂,如苯甲酸及其钠盐、脱氢蜡酸、托布津等。
二、气相防霉腐包装技术
气相防霉腐包装技术是使用具有挥发性的防霉防腐剂,利用其挥发产生的气体直接与霉腐微生物接触,杀死这些微生物或抑制其生长,以达到商品防霉腐的目的。而且由于气相防霉腐是气相分子直接作用于商品上,对其外观和质量不会产生不良影响。但要求包装材料和包装容器具有气率小,密封性能好的特点。
气相防霉腐剂有多聚甲醛防霉腐剂。多聚甲醛是甲醛的聚合物,在常温下可徐徐升华解聚成有甲醛刺激气味的气体,能使菌体蛋白质凝固,以杀死或抑制霉腐微生物,使用时将其包成小包或压成片剂,与商品一起放入包装容器内加以密封,让其自然升华扩散。但是多聚甲醛升华出来的甲醛气体在高温高湿条件下可能与空气的水蒸气结合形成甲酸,对金属有腐蚀作用,因此有金属附件的商品不可以使用。另外甲醛气体对人的眼睛粘膜有刺激作用,所以操作人员应做好保护。
另外还有一种是环氧乙烷防霉腐剂。环氧乙烷能与菌体蛋白质、酚分子的羧基、氨基、羟基中的游离的氢原子结合,生成羟乙基,使细菌代谢功能出现障碍而死亡。环氧乙烷分子穿透力比甲醛大。因而杀菌力也比甲醛强,又可在低温低湿下发挥杀菌作用,所以应用于不能加热怕受潮的商品的杀菌防霉腐较为理想。但是环氧乙烷能使蛋白质液化,并能破坏粮食中的维生素和氨基酸,还残留下有毒的氯乙醇。所以环氧乙烷只可用于日用工业品的防霉腐,不宜用作粮食和食品的防霉腐。
三、气调防霉腐包装技术
气调防霉腐是生态防霉腐的形式之一。霉腐微生物与生物性商品的呼吸代谢都离不开空气、水分、温度这三个因素。只要有效的控制其中一个因素,就能达到防止商品发生霉腐的目的,如只要控制和调解空气中氧的浓度,人为地造成一个低氧环境,霉腐微生物生长繁殖和生物性商品自身呼吸就会受到控制。
气调防霉腐包装就是在密封包装的条件下,通过改变包装内空气组成成分,以降低氧的浓度,造成低氧环境来抑制霉腐微生物的生命活动与生物性商品的呼吸强度,从而达到对被包装商品防霉腐的目的。这也是气调防霉腐包装的原理。
气调防霉腐包装是充以对人体无毒性,对霉腐微生物有抑制作用的气体。目前主要是充二氧化碳和氮。二氧化碳在空气中的正常含量是0.03%。微量的二氧化碳对微生物有刺激生长作用;当空气中二氧化碳的浓度达到10%-14%时,对微生物有抑制作用,如果空气中二氧化碳的浓度超过40%时,对微生物有明显的抑制和杀死作用。包装材料必须采用对气体或水蒸气有一定阻透性的气密性材料,才能保持包装内的气体浓度。
气调防霉腐包装技术的关键是密封和降氧,包装容器的密封是保证气调防霉腐的关键。降氧是气调防霉腐的重要环节,目前人工降氧的方法主要有机械降氧和化学降氧两种。机械降氧主要有真空充氮法和充二氧化碳法。化学降氧是采用脱氧剂来使包装内的氧的浓度下降。
四、低温冷藏防霉腐包装技术
低温冷藏防霉腐包装技术是通过控制商品本身的温度,使其低于霉腐微生物生长繁殖的最低界限,控制酶的活性。它一方面抑制了生物性商品的呼吸氧化过程,使其自身分解受阻,一旦温度恢复,仍可保持其原有的品质;另一方面抑制霉腐微生物的代谢与生长繁殖来达到防霉腐的目的。
低温冷藏防霉腐所需的温度与时间应按具体商品而定。一般情况下,温度愈低,持续时间愈长,霉腐微生物的死亡率愈高。按冷藏温度的高低和时间的长短,分为冷藏和冻藏两种。冷藏防霉腐包装是适于含水量大又不耐冰冻的易腐商品,短时间在0℃左右的冷却储藏,如蔬菜、水果、鲜蛋等。在冷藏期间霉腐微生物的酶几乎都失去了活性,新陈代谢的各种生理生化反应缓慢,甚至停止,生长繁殖受到抑制,但并未死亡。冻藏是适于耐冰冻含水量大的易腐商品,较长时间在-16--18℃左右的冻结储藏,如肉类、鱼类。
在冻藏期间,商品的品质基本上不受损害,商品上霉腐微生物同细胞内水变成冰晶脱水,冰晶水损坏细胞质膜而引起死伤。低温冷藏防霉包装应使用耐低温包装材料构成。
五、干燥防霉腐包装技术
微生物生活环境缺乏水分即造成干燥,在干燥的条件下,霉菌不能繁殖,商品也不会腐烂。
干燥防霉腐包装技术是通过降低密封包装内的水分与商品本身的含水,使霉腐微生物得不到生长繁殖所需水分来达到防霉腐目的。因为干燥可使微生物细胞蛋白质变性并使盐类浓度增高,从而使微生物生长受到抑制或促使其死亡。霉菌菌丝抗干燥能力很弱,特别是幼龄菌种抗干燥能力较弱。可通过在密封的包装内置放一定量的干燥剂来吸收包装内的水分,使内装商品的含水量降到允许含水量以下。
一般高速失水不易使微生物死亡;缓慢干燥霉菌菌体死亡最多,且在干燥初期死亡最快。菌体在低温干燥下不易死亡,而干燥后置于室温环境下最易死亡。
六、电离辐射防霉腐包装技术
能量通过空间传递称为辐射,射线使被照射的物质产生电离作用,称为电离辐射。
电离辐射的直接作用是当辐射线通过微生物时能使微生物内部成分分解而引诱变或死亡。其间接作用是使水分子离解成为游离基,游离基与液体中溶解的氧作用产生强氧化基团,此基团使微生物酶蛋白的-SH基氧化,酶失去活性,因而使其诱变或死亡。
电离辐射一般是放射性同位素放出的α,β,γ射线,它们都能使微生物细胞结构与代谢的某些环节受损。α射线在照射时被空气吸收,几乎不能到达目的物上。β射线穿透力弱,只限于物体表面杀菌。γ射线穿透作用强,可用于食品内部杀菌。射线可杀菌杀虫,照射不会引起物体升温,故可称其为冷杀菌。但有的食品经照射后品质可能变劣或得以改善。
电离辐射防霉腐包装目前主要应用β射线与γ射线,包装的商品经过电离辐射后即完成了清毒灭菌的作用,经照射后,如果不再污染,配合冷藏的条件;小剂量辐射能延长保存期数周到数月。大剂量辐射可彻底灭菌,长期保存。
七、紫外线、微波、远红外线和高频电场
紫外线 紫外线也是一种射线有杀菌作用,是日光杀菌的主要因素。紫外线的波长范围为100-400nm,其中波长为200-300nm的紫外线具有杀菌作用,尤以265-266nm杀菌力最强。紫外线穿透力很弱,所以只能杀死商品表面的霉腐微生物。此外,含有脂肪或蛋白质的食品经紫外线照射后会产生臭味或变色,不宜用紫外线照射杀菌。
紫外线一般是用来处理包装容器(或材料)以及非食品类的被包装物品,将这些要灭菌的对象在一定距离内经紫外线照射一定时间即杀死商品表面和容器表面的霉腐微生物,再予包装则可延长包装有效期。
微波 微波是频率为300-300000MHz的高频的电磁波。含水和脂肪成分多的物体易吸收微波的能量,吸收后转变为热能。微波的杀菌机理是微生物在高频电磁场的作用下,吸收微波能量后,一方面转变为热量而杀菌,另一方面菌体的水分和脂肪等物质受到微波的作用,它们的分子间发生振动摩擦而使细胞内部受损而产生的热能,促使菌体死亡。微波产生的热能在内部,所以热能利用率高,加热时间短,加热均匀。
远红外线 远红外线是频率高于3000000MHz的电磁波,其作用与微波相似,其杀菌机理主要是远红外线的光辐射和产生的高温使菌体迅速脱水干燥而死亡。
高频电场 高频电场的杀菌机理是含水分高的商品和微生物能“吸收”记频电能转变为热能而杀菌。只要商品和商品上的微生物有足够的水分,同时又有一定强度的高频电场,消毒瞬间即可完成。