我们现在几乎能在超市的每个通道里找到气调包装产品。每年全球销售数十亿包冷藏、冷冻和货架期稳定的食品，这些食品都是用这种成熟的技术所包装的。这一系列的食品包括像薯片等零食、即食鲜肉、新鲜农产品和其他加工肉制品、烘焙产品，还有咖啡、奶酪之类的食物。气调包装是一种延长产品保质期的保鲜技术，它直接并积极地影响着食品行业的盈利能力和可销售性。
今天的消费者需要方便购买、方便准备和方便食用的产品，同时还寻求视觉上有吸引力、干净、味道好、预处理、有营养和“新鲜”的产品。工业部门显示现今增长最大的产品便是符合消费者以上期待属性的，包括鲜切产品、加工奶酪和冷藏三明治类别。对于每一类产品，气调包装恰好是延长保质期的主要技术。
流程概述
气调包装气体概念
在气调包装过程中，产品包装在不同于空气的环境中，空气通常含有 78.08% 氮气、20.96% 氧气和 0.03% 二氧化碳。气调包装有助于延缓产品开始降解的时间节点，通常是通过减少产品保质期内暴露在空气中的氧气量。在高水分产品中，如熟食和鲜切产品，气调包装能延缓微生物和感官腐败。在高脂肪产品中，气调包装能延缓酸败，并保持气味、味道、质地和外观。气调包装还有助于延缓产品中的酶促褐变和烘焙产品的老化。
开展气调包装是一个已知渗透性的包装中的气体成分在食品灌装后，但在包装密封前发生变化的过程。通常映射是一个两阶段的过程，它开始于产品首次抽真空，以便尽可能多地从系统中去除氧气，随后是氮气和/或二氧化碳和/或其他气体的“反冲”。
氮气通常用作无菌填充气体，以稀释包装中氧气和二氧化碳的浓度，从而减少氧化的发生，同时还有助于确保包装的稳定性。二氧化碳具有抑菌和抑制真菌的特性，其有效性部分归因于其渗透细胞膜的能力。这种渗透会引起细胞内的酸碱度变化，破坏内部的酶平衡。该气体选择性地抑制革兰氏阴性菌的生长，例如假单胞菌和其他相关的嗜冷菌，否则它们会快速生长并产生嗅觉和口感上的异味。乳酸菌，如链球菌和乳酸杆菌，受二氧化碳浓度升高的影响较小，所以储存在改良空气中的产品的优势菌群由这些生物组成，它们比假单胞菌和相关的革兰氏阴性菌发育得更慢。
最佳气体混合物因产品类别不同而差异很大，并且在一个产品类别内会有很大差异。就农产品而言，这种可变性主要是由于呼吸需求。土豆、萝卜和西红柿通常被认为是低呼吸者，而芦笋、西兰花和蘑菇被认为是高呼吸者。一旦商品被切割和处理，随着呼吸速率的增加，产品的变质会加速，组织变得更容易氧化变色，微生物的生长也会增强。对于农产品，使包装材料的氧气透过率（OTR）与产品的呼吸率相匹配至关重要。
新兴增长类别中气调包装的激增
鲜切产品有望大量增长
尽管气调包装在某些类别中的应用已经达到成熟，例如小吃、咖啡和加工肉类，但它正越来越多地用于冷藏、制备方便食品，以满足消费者对方便、质量、品种和健康的需求。这种情况在几个增长极其迅速的类别中尤为明显，如新鲜农产品、加工奶酪产品和预包装三明治类。尽管气调包装是一种保鲜技术，但它对消费者来说是“不可见的”，因为通常不需要在产品标签上标明它的存在。因此，它特别适用于被设计成“天然”或防腐剂含量减少的产品。
虽然在大约 15 到 20 年前，鲜切产品类别中的气调应用几乎不存在，但这一类别代表了应用气调技术增长最快的部分。气调包装在增值产品领域的最初应用是食品服务市场，在该市场中，预切生菜被出售给沙拉柜台和快餐餐饮业。随后是为零售市场开发的预包装的卷心莴苣沙拉，随后发展到今天各种各样的莴苣、卷心菜、胡萝卜和其他蔬菜都是用气调技术销售的。
由于包装技术的不断进步和应用，鲜切产品类别预计在未来几年将有相当大的发展。新的鲜切水果产品结合了气调包装和其他技术，举例像预切的菠萝和混合水果沙拉，保质期为 10 - 14 天，预切苹果的保质期为 3 - 6 周。包装技术的创新也为新产品概念创造了机会，如允许用户将新鲜和加工过的配料组合成“新鲜制备”或“新组装”沙拉产品的组件产品。这类产品现被供应给餐饮经营者和零售顾客，其中新鲜和/或加工过的配料、调料和/或调味品被单独包装或整合到产品中，并在商店里、运输中或在家中进行组合。因此已经在餐馆中相当受欢迎的沙拉，像常见的凯撒沙拉、主厨精选沙拉这种，现在也出现在零售市场。
食品安全问题
警惕几个潜在威胁
气调包装绝不是一个单独提供产品安全性和保质期延长的“神奇子弹”。事实上，由于气调包装会导致产品变质所需时间和导致变质的细菌类型发生显著变化，因此它会产生显著的额外风险。这是由于几个因素造成的，如极低的氧气水平、缺乏细菌竞争、延长的保质期和潜在的温度滥用——这些条件可能有利于致病微生物的生长，否则致病微生物会非常挑剔，不太可能生长。
气调包装和其他形式的低氧包装最大限度地减少了腐败菌的活动，这些腐败菌通常会发出潜在不安全条件的警告。对气调包装的担忧是有根据的，因为厌氧或兼性厌氧菌，如梭状芽孢杆菌，有可能在食物腐败被感官检测出来之前导致食物中毒。氧气包装减少为肉毒杆菌中毒（由肉毒梭状芽孢杆菌引起）和其他病原体的生长提供了更多的时间和机会。
美国食品和药物管理局（FDA）一直与食品技术专家协会（IFT）合作，最近发表了一份题为“控制和减少/消除鲜切产品微生物危害的预防性控制措施的分析和评估”的报告在这项研究中能够注意到，尽管迄今为止只有两种气调产品（凉拌卷心菜和即食沙拉蔬菜）与食源性疾病爆发有关（肉毒中毒和沙门氏菌病），但病原体的生长潜力相当大，尤其是在鲜切农产品行业。
目前大家会比较担心嗜冷食源性病原体，如单核细胞增生李斯特菌、小肠结肠炎耶尔森菌和嗜水气单胞菌，以及非蛋白水解肉毒杆菌、沙门氏菌属。大肠杆菌 O157:H7 和志贺氏菌属。当出现在生产的药品上时，可能会有潜在的健康风险。因为在气调产品中存在减少的微生物群落，例如单核细胞增生李斯特菌，在延长的储存寿命期间，可以在低温下生长到潜在的有害水平，同时保持感官上可接受的水平。因为除了诸如甲型肝炎等肠道病毒之外，这些细菌中的许多都与疾病的爆发有关，所以会担心它们在改变了的大气条件下的行为。
FDA 和 IFT 报告建议不要消除或显著抑制腐败微生物，因为它们与病原体的相互作用可能在产品安全中发挥不可或缺的作用。人们普遍认为，使用渗透膜，在毒素产生成为问题之前，腐败就会发生；而当产品在预定温度下储存时，产品包装材料应始终包含不会导致缺氧包装环境的材料。该报告建议，在改良的空气中，水果和蔬菜中的氧气含量在 1% - 5% 以保证安全和质量。
“障碍”技术的应用
尽力扫除所有对产品不利的因素
气调包装只是众多潜在“障碍”技术中的一种，可以用来延长产品质量和保质期。比如在鲜切农产品的情况下，原材料控制和优良的农业实践是获得可接受的适销产品的关键第一步。品种、来源、季节、初始成熟度、加工成熟度、切片和切割设备、化学或其他处理和浸泡、包装环境、温度管理、运输和处理都影响鲜切产品的感官可接受性和可达到的货架期，并影响产品安全性。最近引进了新技术，其他技术也即将出现，这些新技术将为开发满足消费者对安全性、质量、便利性和整体价值的需求的冷冻调理产品提供更多的选择。
其他“障碍”技术必须与气调包装结合使用，因为我们不能完全依赖冷藏条件的维持来保证易腐食品的安全。事实上，仅靠冷藏不足以阻止一些传染性或产毒性微生物的生长。由于导致某些类型的食源性疾病所需的细菌细胞如此之少，例如在受污染的农产品上生长，并不像大多数其他病原体那样是人类感染的必要条件。还有后处理污染，即使是低水平的污染，也可能造成致病微生物生长到高水平并导致疾病和潜在死亡的情况，所以在设计易腐食品时，必须在这些食品中加入其他微生物生长的屏障，以产生安全稳定的系统。这些屏障技术的应用已被证明能显著降低食品腐败和致病微生物的水平，如大肠杆菌 O157:H7、沙门氏菌、李斯特菌和弯曲杆菌。
“障碍”可能包括酸化剂、抗菌剂、抗氧化剂、热量和控制水活性的过程的结合。此外，可以应用非热处理障碍，例如超高压处理、照射、脉冲光和脉冲电场处理。“障碍”也可以在包装过程中应用，包括洁净室包装、主动包装系统、智能包装系统和各种替代包装材料的应用，以及气调包装的使用。然而，温度是最大限度延长冷冻调理产品保质期的最重要和最明显的标准。当“障碍”组合使用时，通常会获得协同效果，这是一个非常重要的考虑因素。
只有通过制定、调整控制和监控危害分析和关键控制点（HACCP）方法，才能在高度保证的情况下实现冷藏食品的充分食品安全。HACCP 技术评估从原料到产品包装和分销的所有内容，定义潜在危害（微生物、化学和物理）可能发生的位置，并建立监控这些点以消除这些危害的方法。通过严格应用 HACCP 系统，食品加工者可以实施一个程序，从而达到安全的生产条件。
创新应用
气调技术帮助改善
在过去的几年里，英国许多新鲜的绿色蔬菜包装商已经开始试验氧气含量在 70% 到 100% 之间。已经发现，这种超大气氧水平的“氧休克”处理在抑制酶变色、防止厌氧发酵反应以及抑制需氧和厌氧微生物生长方面非常有效，因为超过了生长的最佳氧水平（需氧菌21%，厌氧菌0-2%）。如同大多数气调包装内的气体一样，超大气压---氧气根据商品的不同具有不同的影响，需要进一步的研究来理解这种技术在鲜切农产品工业中的应用。
另一个有希望的领域是使用可食用薄膜，其中抗菌化合物被直接结合到产品上，并且其中产品在气调条件下被包装。已经有许多研究调查了抗菌剂如苯甲酸钠、苯甲酸、丙酸和山梨酸钾从涂层到食品中的迁移。FDA/IFT 的报告得出结论，这些膜在抗微生物性能方面的最有利的用途是形成单层脂质和山梨酸膜，或由涂有含山梨酸的脂质薄层的亲水基层组成的双层膜。需要进行研究，以生产出具有良好表面张力的涂层，这种涂层可持续生产。
FDA/IFT 报告确定了进一步研究的需要，这样工业将能够更好地安全应用气调包装原理。这些领域包括:
研究超大气氧水平的抗菌效果
在用于生产的各种改良空气中，研究背景微生物区系与食源性病原体的相互作用，以及不同气体环境对细菌食源性病原体在整体和鲜切产品中存活和生长的影响
检查肉毒杆菌在温和滥用温度（如：7℃-12℃）下储存的各种气调包装产品中的生长潜力，评估除温度之外的其他阻碍肉毒杆菌毒素生产的因素
检查不同大气、背景微生物区系和储存温度对单核细胞增生李斯特菌在气调包装鲜切产品上存活和生长的影响
在新鲜和鲜切产品上研究产肠毒素大肠杆菌的行为，包括在气调包装下和不在气调包装下
肠道病原体小肠结肠炎耶尔森氏菌和弯曲杆菌属的存活探索。以及食源性病毒和原生动物寄生虫在气调包装产品上的行为
检查栅栏技术，或食品处理和包装的新方法的组合，例如，与气调包装一起使用的辐射和与气调包装一起使用的抗菌膜
智能包装系统的使用评估
NOTE：气调包装是一项极其强大的技术，已被证明有利于延长保质期。随着食品工业增加了它的知识，关于如何应用气调技术作为“综合障碍系统”的一个组成部分，产品质量、保质期延长和安全性将得到改善。如想要深入了解气调包装，请联系埃幸机械。
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