氣調(diào)包裝(Modified Atmosphere Packaging)，簡(jiǎn)稱MAP，可定義為“在能阻止氣體進(jìn)出的材料中調(diào)節(jié)食品的氣體環(huán)境的技術(shù)”。MAP的一個(gè)重要特征是貯藏初始調(diào)節(jié)包裝內(nèi)的氣體組成，以達(dá)到抑制食品的腐爛和變質(zhì)，維持易腐爛食品正常貨架期內(nèi)的品質(zhì)或延長(zhǎng)其貨架壽命的目的。因此氣調(diào)包裝又被稱為主動(dòng)氣調(diào)包裝(Active Atmosphere Packaging)。新鮮果蔬是人們獲取維生素和膳食性纖維的主要來(lái)源。其在采摘后的儲(chǔ)存期間內(nèi)仍具有生命活性，包括呼吸作用和蒸騰作用等。呼吸作用和蒸騰作用所釋放的物質(zhì)和熱量對(duì)果蔬的質(zhì)量影響很大，造成果蔬重量減輕、營(yíng)養(yǎng)損失、外觀和色澤受損、最終導(dǎo)致其腐爛變質(zhì)，失去食用價(jià)值，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。果蔬氣調(diào)包裝就是在冷藏的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)包裝內(nèi)環(huán)境溫度、濕度、氣體濃度等因素的調(diào)節(jié)控制來(lái)抑制果蔬的呼吸作用并降低其水分蒸發(fā)速率，從而達(dá)到延長(zhǎng)其貨架壽命的目的。果蔬氣調(diào)包裝以其安全、有效且操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)已成為近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)。

一、氣調(diào)包裝的歷史及現(xiàn)狀

　　氣調(diào)包裝的起源可追溯至19世紀(jì)30年代，當(dāng)時(shí)將新鮮牛羊肉裝在大包裝袋保鮮貯運(yùn)，而在水產(chǎn)品中的應(yīng)用始于1930年。但是這項(xiàng)技術(shù)大規(guī)模在商業(yè)上的應(yīng)用是從1970年以后才開(kāi)始。1979年英國(guó)Mark＆Spencer公司推出了MAP肉制品，兩年后應(yīng)用到了魚(yú)類、火腿等方面。至于對(duì)果蔬氣調(diào)保鮮的研究，早在1955年，美國(guó)Gerhard國(guó)家研究中心植物生理實(shí)驗(yàn)室的馬爾賽蘭，開(kāi)始研究各種PE膜貯藏蘋果和梨，并對(duì)貯藏環(huán)境中的氧氣(O2)和二氧化碳(CO2)變化作了系統(tǒng)的研究，并于1960年發(fā)表了研究報(bào)告，并稱之為生理包裝貯藏。根據(jù)果品呼吸的生物模數(shù)來(lái)確定保鮮膜配方、厚度、規(guī)格，在特定的溫度條件下，借助PE膜透過(guò)O2和CO2的雙重效應(yīng)，維持袋內(nèi)的氣體成分。

　　我國(guó)氣調(diào)包裝起步于20世紀(jì)90年代，國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)中心于1988年開(kāi)發(fā)了果蔬專用PVC保鮮膜24種配方，從中篩選出32個(gè)品種，47種規(guī)格用于黃瓜、芹菜、葡萄、蘋果和鴨梨等保鮮膜袋的實(shí)際應(yīng)用。最近幾年MAP已經(jīng)成為各方研究的熱點(diǎn)。

二、氣調(diào)包裝的體系組成

　　果蔬貯藏過(guò)程中有兩個(gè)主要影響因素，即需氧菌和氧化反應(yīng)，兩者均需要O2。因此，要延長(zhǎng)貨架期或保持果蔬的品質(zhì)，就需要降低環(huán)境的O2含量。試驗(yàn)證明，當(dāng)包裝內(nèi)的O2含量<1%，各種細(xì)菌生長(zhǎng)就急速下降，當(dāng)降低到<0.5%時(shí)，其生長(zhǎng)受到抑制并停止繁殖。然而，實(shí)際上單獨(dú)利用真空包裝對(duì)其很難有效，并且產(chǎn)品不可避免地被皺縮而不適合許多的食物。MAP技術(shù)是特別為真空包裝中存在的問(wèn)題而設(shè)計(jì)的，能進(jìn)一步地抑制微生物的腐敗和產(chǎn)品皺縮。MAP與真空包裝一樣，產(chǎn)品通常與冷藏相結(jié)合。其核心是將果蔬周圍的氣體調(diào)節(jié)成與正常大氣相比含有低氧和高二氧化碳的氣體，配合適當(dāng)?shù)臏囟葪l件，來(lái)延長(zhǎng)新鮮產(chǎn)品的貨架壽命。MAP技術(shù)的調(diào)節(jié)氣體有O2、CO2和N2。

　　O2可以維持產(chǎn)品新鮮色澤和抑制厭氧微生物生長(zhǎng)。低氧含量能夠有效地抑制呼吸作用，在一定程度上減少蒸發(fā)作用和微生物生長(zhǎng)。

　　CO2是氣調(diào)包裝中的一種關(guān)鍵氣體。它能抑制細(xì)菌、真菌的生長(zhǎng)，用于果蔬包裝時(shí)增加CO2，具有強(qiáng)化減氧、降低呼吸強(qiáng)度的作用。但使用CO2時(shí)必須注意，CO2對(duì)水的溶解度很高，溶解后形成的碳酸會(huì)改變果蔬的ph值和品味。同時(shí)CO2溶解后，包裝中的氣體減少，容易導(dǎo)致包裝萎縮、不飽滿，影響外觀。氣調(diào)包裝中對(duì) CO2的使用必須考慮貯藏溫度、果蔬的水分、微生物的種類和數(shù)量等多方面因素。

　　N2是一種惰性、無(wú)味的氣體，能控制化學(xué)反應(yīng)。N2是空氣的主要成分，約占78%，在同食品的接觸過(guò)程中呈中性，因此可用于食品防腐。與其他常用的氣體相比，N2不容易透過(guò)包裝膜，在氣調(diào)包裝系統(tǒng)中主要作為充填氣體。

三、氣調(diào)包裝機(jī)理

　　果蔬產(chǎn)品被包裝后，隨著呼吸的進(jìn)行,其細(xì)胞內(nèi)的O2不斷減少，細(xì)胞與包裝內(nèi)環(huán)境及包裝外環(huán)境之間O2分壓的平衡關(guān)系被打破。包裝外環(huán)境的O2便不斷地向包裝內(nèi)環(huán)境及細(xì)胞內(nèi)部進(jìn)行滲透或擴(kuò)散。當(dāng)O2的消耗速度超過(guò)滲入包裝內(nèi)環(huán)境的速度時(shí)，包裝內(nèi)環(huán)境的O2濃度下降，而O2濃度的下降又會(huì)反過(guò)來(lái)降低果蔬的呼吸速率，直到O2的消耗速度等于透過(guò)包裝材料進(jìn)入包裝內(nèi)環(huán)境的速度時(shí)，包裝內(nèi)環(huán)境O2的分壓才達(dá)到平衡狀態(tài)，該平衡是一種動(dòng)態(tài)的平衡，對(duì)于CO2和N2也有類似的平衡過(guò)程。

　　由此可以看出，包裝內(nèi)環(huán)境氣體成分主要取決于果蔬的呼吸速率和薄膜的透氣性。如果進(jìn)入包裝內(nèi)環(huán)境的全被呼吸過(guò)程消耗，呼吸過(guò)程產(chǎn)生的O2全部分散到包裝外環(huán)境中，則包裝內(nèi)環(huán)境中O2、CO2和N2濃度的變化可用如下模型描述：

 　　式中：W為產(chǎn)品質(zhì)量(kg)；A和L分別為包裝材料表面積(m2)和厚度(m)；V為包裝袋內(nèi)自由體積(m3)；CO2、Cco2和Cn2分別為包裝內(nèi)環(huán)境O2、CO2和N2的濃度（%）；Po2、Pco2和Pn2分別為包裝材料對(duì)O2、CO2和N2的透過(guò)系數(shù)；Ro2和Rco2分別為果蔬中O2和CO2的呼吸速率；t為時(shí)間（h）。

　　當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入包裝內(nèi)環(huán)境的O2全被呼吸過(guò)程消耗，呼吸過(guò)程產(chǎn)生的CO2全部分散到包裝外環(huán)境中，即系統(tǒng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)包裝內(nèi)環(huán)境可表示為：

　　以上是氣調(diào)包裝數(shù)學(xué)模型建立的理論基礎(chǔ)。假如確定其中某些參數(shù)，就可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)進(jìn)一步預(yù)測(cè)適合產(chǎn)品最佳MAP條件的其它參數(shù)。在此基礎(chǔ)上準(zhǔn)確描述特定果蔬M(jìn)AP系統(tǒng)中氣體環(huán)境和溫度等與呼吸強(qiáng)度的關(guān)系，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)預(yù)測(cè)包裝內(nèi)環(huán)境中氣體濃度和達(dá)到平衡時(shí)間，或選擇薄膜材料，確定果蔬的包裝量和包裝尺寸等。實(shí)現(xiàn)滿足特定果蔬所需要的最佳氣體濃度的包裝內(nèi)環(huán)境是今后MAP技術(shù)研究的方向。

結(jié)語(yǔ)

　　當(dāng)前食物的保鮮技術(shù)有輻射保鮮、化學(xué)保鮮、高靜壓水處理保鮮、無(wú)線電波(頻率為l——100MHz)處理保鮮、結(jié)構(gòu)化水保鮮、一般冷藏、充氣包裝和氣控包裝等。其中輻射保鮮和化學(xué)保鮮有安全、衛(wèi)生方面的問(wèn)題，高靜壓水、無(wú)線電波、結(jié)構(gòu)化水等處理保鮮又有高新技術(shù)上的普及問(wèn)題，因而在冷藏基礎(chǔ)上的氣調(diào)包裝有其它保鮮技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。近幾十年來(lái), 隨著消費(fèi)者對(duì)新鮮果蔬需求量的逐年增長(zhǎng)以及果蔬跨地區(qū)性、跨季節(jié)性的需求,水調(diào)貯藏作為一種簡(jiǎn)易而行之有效的保鮮技術(shù), 其應(yīng)用與推廣也是勢(shì)在必行。目前，在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已得到廣泛應(yīng)用，而在我國(guó)尚處于起步階段。經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)這幾年的研究，新鮮食品采用氣調(diào)包裝一般可達(dá)到5-14天的保鮮期，基本達(dá)到國(guó)外同類食品氣調(diào)包裝的保鮮期。