月饼包装中阻隔、残氧检测方案(气调保鲜)

Labthink 如何采用健康环保的包装材料与方式延长月饼保质期 中秋时节，月饼作为传统美食象征了团圆与幸福，而月饼包装同时也是反映其文化传承的重要组成部分。然而近年，月饼包装俨然成为过度浪费的代言词，对此，国家于2005年发布了月饼 GB19855-2005标准，其中第九条对月饼包装的成本和容积做了详细规定，但经过六年的实施，收效甚微，过度包装反而愈演愈烈。因此，寻求一种可以延长月饼保质期的低成本、健康的包装材料与形式，也可作为抵御过度包装的方法之一。 一、要点分析 获得具有良好保质性能的月饼包装，首先在于对内容物品质影响因素的分析以及对储藏环境和目标货架期的综合考虑。笔者查阅大量资料，对三亚、海口、湛江、深圳、郑州五大城市自2001年至2009年月饼质量检测结果做了简单的统计分析，如下表所示： 表1.2001-2009五大城市月饼质量检测结果 检测项目 不合格率%(各项目不合格数/不合格总数) 三亚 海口 湛江 深圳 郑州 平均 酸价 9.3 - 25 15.6 16.63 过氧化值 2.3 1.6 一 0 1.3 菌落总数 32.6 54.3 52.4 63.0 59.4 52.34 霉菌 11.6 41.4 14.5 0 21.9 17.88 大肠菌群 41.9 4.3 7.3 22.2 50 25.14 致病菌 0 0 0 0 0 0 注：理化指标——酸价、过氧化值；微生物指标——-菌落总数、霉菌、大肠菌群、致病菌。 统计结果显示，微生物指标的不合格率明显高于理化指标的不合格率，是影响月饼品质的主要因素。微生物指标中，菌落总数、大肠菌群和霉菌超标是造成月饼变质的罪魁祸首，除部分大肠菌群的细菌为兼性厌氧菌，需要缺氧的生存条件，其他均需要有氧及温暖湿润的繁殖环境。因此导致微生物指标超标主要来自以下原因： (1)生产场所、设备和人员的卫生条件没有达标； (2)月饼烘焙中心温度不够，杀菌不彻底； (3)与月饼接触的包装材料杀菌不彻底； (4)包装材料的氧气和水蒸气的渗透性较大； (5)包装存在泄漏的地方，氧气和水汽趁虚而入。 通过上述分析，可知引发微生物超标的细菌均具有喜温嗜湿的特性，表2对发霉与未发霉月饼的水分含量进行了分析，表明霉变月饼较正常月饼平均水分含量高出 9.9%-14.9%，这意味着月饼的水分含量越高，越容易发生霉变，18%-19%为月饼霉变的水分含量临界值。由于新制作的月饼水分含量在20%-25%，降低其水分含量将成为月饼储藏阶段的重要任务。而通常的储藏方法控温容易控湿难，因此主要依靠有效的包装材料和包装形式降低月饼自身的含水量、阻隔外界的液态水和水蒸气。表2为发霉与未发霉月饼水分分析数据： 表2.发霉与未发霉月饼水分含量分析 品种 样品数量 平均水分含量(%) 水分含量范围(%) 单黄莲蓉月饼 27 14.5 11.2~17.1 双黄莲蓉月饼 20 15.3 12.4~18.8 纯正莲蓉月饼 12 14.6 12.8~16.8 迷你小月饼 16 15.4 11.0~18.1 五仁月饼 16 11.0 8.83~12.8 未霉变月饼 91 14.1 8.3~19.0 霉变月饼 5 20.9 18.2~23.2 由于月饼销售具有短期、量大的特点，月饼企业通常提前一个月甚至更久开始大规模生产，因此对月饼保质期要求至少达到30天以上。而刚烘焙的月饼保质期仅为4-6天，这就需要相关保鲜技术来延长月饼的保质期。如今，传统采用添加防腐剂的方法已被大众和媒体质疑其健康性，而利用先进包装材料和形式以健康的方式延长月饼的保质期将成为未来主要趋势。 二、试验验证 根据第一部分对月饼品质影响因素的分析以及储藏条件和目标保质期的预估，可以发现包装材料和形式必须具备以下三项基本要点： (1)极低氧气透过率和水蒸气透过率； (2)较强的除水性和除氧性；(3)尽可能延长月饼保质期。笔者通过对众多统计数据的整理，分别从对水分、菌落、霉菌抑制作用的角度和保质期限的角度展示了不同包装材料和包装形式的作用效果。 试验一：取 PE 和 PE/PA 复合材料按照如下四种处理包装新鲜月饼：类型A， PE， 不添加脱氧剂和干燥剂；类型 B， PE，加入脱氧剂；类型3， PE， 加入脱氧剂和干燥剂；类型4， PE/PA，加入脱氧剂和干燥剂。按 A： 1，2，3，4d；B：：1，5，10，15d； C/D： 1，10，20，40d 的时间分为四个测试阶段进行水分、菌落总数和霉菌总数的测试，结果如图1. 在月饼储藏过程中，类型A、B的水分含量下降明显低于类型 C、D，而C与D的下降速度和趋势并无明显差别，这说明添加干燥剂会促进月饼水分含量的有效降低，而包装材料的不同仅会产生些许影响。 根据 GB 4789.15—2010糕点、面包卫生标准规定，在热加工条件下菌落总数≤1500cfu/g， 霉菌计数≤100cfu/g为单项指标合格。图2中，四种类型试样菌落群数差别较大， A、B型均已超标，C、D型增长缓慢，至40天时菌落总数仅≤100cfu/g， 而D型在前20天几乎没有菌落产生。图3中，未经任何处理的A型月饼在第二阶段便霉菌超标，其余三种类型直至第四阶段均控制在 100cfu/g 以下。由此可见，包装内同时加入脱氧剂和防潮剂可有效吸收月饼及其周围的水分和氧气，形成干燥低氧环境，抑制菌落、霉菌的繁殖。同时，复合包装材料因其阻气性和阻水性较单层材料更加优异，善加利用更有利于延长月饼的货架期。 试验二：采用POE 料料按照表3三种方式处理后包装月饼，并在室温下储藏，每五天检测，观察月饼从1级新鲜 2级较佳 3级可食 4级变质的变化情况，当达到4级品质时，停止试验。试验数据如图4所示。 表3.POE 材料的三种不同包装形式 处理方式 不充气 充气， 70%CO2，30%N2 添加脱氧剂 处理A 处理B √ 处理C √ √ 处理A与处理B相比较，同样的包装材料，处理B充入CO270%、N230%后包装的保质效果显著增强。处理B与处理C相较，处理C在充气的基础上添加了脱氧剂，去除袋内残余氧气的同时亦吸收了透过包装材料渗透入内的氧气分子，如此可把包装的保质效果发挥到极致。 三、结论 通过对月饼品质影响因素的分析和保藏需求的确认，对包装材料和形式提出了三点要求，继而据此设计了两项试验，最终得出了最佳保质效果的包装材料和包装形式： 1、包装材料以复合材料为佳，另外高阻隔性的材料如 POE 亦可。 选择具体材料时，首先需要采用感官分析的方法弄清月饼自新鲜到变质这一临界氧气量的数值，依据期望保质期的长短和脱氧剂的作用速率，测算出包装材料透气率的上限。其次，借助包装材料氧气透过率测试仪对多种备选材料的氧气透过率进行测试和统计，低于上限数值的包装材料可进入选择范围。第三，包装材料的阻隔性也会受环境影响而变化。当温度升高时，一方面材料聚合物自由体积增大，有效减少了气体分子在聚合物内扩散的阻力，渗透加快；另一方面气体分子能量也同时增大，更易接近气体分子链间扩散所需要的能量值，使得渗透变得容易。另 外外界相对湿度的增加会造成含氢键的极性高分子如尼龙， EVOH 等材料的透气性突增。因此，在条件允许的情况下，利用数据拟合技术测算不同温湿度下材料的透气率与透湿率，据此针对不同气候特征的月饼销售区域选择合适的包装材料。 2、添加防潮剂和脱氧剂。 防潮剂和脱氧剂可起到吸收包装内水分和氧气的作用。脱氧剂选择时，铁系脱氧剂的脱氧效果明显好于硫系脱氧剂，原因在于： (1)二者的反应速度不同。硫系为速效剂，在包装工序中便开始与空气中氧反应，直接影响包装后的除氧效果，而铁系为缓放剂，能适应月饼长时间保存的需要； (2)二者脱氧效果差异较大。根据反应方程式，在标准状态下1g 铁除氧量为300ml， 而 1g连二亚硫酸钠的除氧量仅为 129ml。 3、在需要的条件下灵活运用充气包装。 充气包装是指抽空袋内空气，充入一定比例的 CO2、N2等具有保护作用的气体再进行封口的包装。不同浓度的 CO2含量具有不同的功用，如0.3%为促进微生物生长，40%为抑制生长，大于60%则发挥杀菌的作用。一般充入70% CO2最为合适。N2属于惰性气体，虽然无法杀菌，但其存在可使包装袋内氧气含量相对减少，破坏微生物生长的需氧条件，减缓月饼的氧化和腐败。 总而言之，采用高阻隔的包装材料并添加独立防潮剂和脱氧剂，在条件允许的情况下优先选择充气包装形式，并配合先进检测仪器对包装材料和包装成品进行质量检测，是延长月饼保质期的最有效且健康的方式。 济南兰光机电技术有限公司 中国·济南市无影山路( 总机：真：ww.labthink.com 济南兰光机电技术有限公司 中国·济南市无影山路( 总机：传真： 中秋时节，月饼作为传统美食象征了团圆与幸福，而月饼包装同时也是反映其文化传承的重要组成部分。然而近年，月饼包装俨然成为过度浪费的代言词，对此，国家于2005年发布了月饼GB19855－2005标准，其中第九条对月饼包装的成本和容积做了详细规定，但经过六年的实施，收效甚微，过度包装反而愈演愈烈。因此，寻求一种可以延长月饼保质期的低成本、健康的包装材料与形式，也可作为抵御过度包装的方法之一。一、要点分析　　获得具有良好保质性能的月饼包装，首先在于对内容物品质影响因素的分析以及对储藏环境和目标货架期的综合考虑。笔者查阅大量资料，对三亚、海口、湛江、深圳、郑州五大城市自2001年至2009年月饼质量检测结果做了简单的统计分析，如下表所示：表1.2001-2009五大城市月饼质量检测结果检测项目不合格率%（各项目不合格数/不合格总数）三亚海口湛江深圳郑州平均酸价9.3-25-15.616.63过氧化值2.3-1.6-01.3菌落总数32.654.352.463.059.452.34霉菌11.641.414.5021.917.88大肠菌群41.94.37.322.25025.14致病菌000000　　　　　　　注：理化指标——酸价、过氧化值；微生物指标——菌落总数、霉菌、大肠菌群、致病菌。　　统计结果显示，微生物指标的不合格率明显高于理化指标的不合格率，是影响月饼品质的主要因素。微生物指标中，菌落总数、大肠菌群和霉菌超标是造成月饼变质的罪魁祸首，除部分大肠菌群的细菌为兼性厌氧菌，需要缺氧的生存条件，其他均需要有氧及温暖湿润的繁殖环境。因此导致微生物指标超标主要来自以下原因：（1）生产场所、设备和人员的卫生条件没有达标；（2）月饼烘焙中心温度不够，杀菌不彻底；（3）与月饼接触的包装材料杀菌不彻底；（4）包装材料的氧气和水蒸气的渗透性较大；（5）包装存在泄漏的地方，氧气和水汽趁虚而入。　　通过上述分析，可知引发微生物超标的细菌均具有喜温嗜湿的特性，表2对发霉与未发霉月饼的水分含量进行了分析，表明霉变月饼较正常月饼平均水分含量高出9.9%-14.9%，这意味着月饼的水分含量越高，越容易发生霉变，18%-19%为月饼霉变的水分含量临界值。由于新制作的月饼水分含量在20%-25%，降低其水分含量将成为月饼储藏阶段的重要任务。而通常的储藏方法控温容易控湿难，因此主要依靠有效的包装材料和包装形式降低月饼自身的含水量、阻隔外界的液态水和水蒸气。表2为发霉与未发霉月饼水分分析数据：表2.发霉与未发霉月饼水分含量分析品种样品数量平均水分含量(%)水分含量范围(%)单黄莲蓉月饼2714.511.2~17.1双黄莲蓉月饼2015.312.4~18.8纯正莲蓉月饼1214.612.8~16.8迷你小月饼1615.411.0~18.1五仁月饼1611.08.83~12.8未霉变月饼9114.18.3~19.0霉变月饼520.918.2~23.2　　由于月饼销售具有短期、量大的特点，月饼企业通常提前一个月甚至更久开始大规模生产，因此对月饼保质期要求至少达到30天以上。而刚烘焙的月饼保质期仅为4-6天，这就需要相关保鲜技术来延长月饼的保质期。如今，传统采用添加防腐剂的方法已被大众和媒体质疑其健康性，而利用先进包装材料和形式以健康的方式延长月饼的保质期将成为未来主要趋势。二、试验验证　　根据第一部分对月饼品质影响因素的分析以及储藏条件和目标保质期的预估，可以发现包装材料和形式必须具备以下三项基本要点：（1）极低氧气透过率和水蒸气透过率；（2）较强的除水性和除氧性；（3）尽可能延长月饼保质期。笔者通过对众多统计数据的整理，分别从对水分、菌落、霉菌抑制作用的角度和保质期限的角度展示了不同包装材料和包装形式的作用效果。　　试验一：取PE和PE/PA复合材料按照如下四种处理包装新鲜月饼：类型A，PE，不添加脱氧剂和干燥剂；类型B，PE，加入脱氧剂；类型3，PE，加入脱氧剂和干燥剂；类型4，PE/PA，加入脱氧剂和干燥剂。按A：1,2,3,4d；B：1,5,10,15d；C/D：1,10,20,40d的时间分为四个测试阶段进行水分、菌落总数和霉菌总数的测试，结果如图1。　　　在月饼储藏过程中，类型A、B的水分含量下降明显低于类型C、D，而C与D的下降速度和趋势并无明显差别，这说明添加干燥剂会促进月饼水分含量的有效降低，而包装材料的不同仅会产生些许影响。 　　根据GB 4789.15—2010糕点、面包卫生标准规定，在热加工条件下菌落总数≤1500cfu/g，霉菌计数≤100cfu/g为单项指标合格。图2中 ，四种类型试样菌落群数差别较大，A、B型均已超标，C、D型增长缓慢，至40天时菌落总数仅≤100cfu/g，而D型在前20天几乎没有菌落产生。图3中，未经任何处理的A型月饼在第二阶段便霉菌超标，其余三种类型直至第四阶段均控制在100cfu/g以下。由此可见，包装内同时加入脱氧剂和防潮剂可有效吸收月饼及其周围的水分和氧气，形成干燥低氧环境，抑制菌落、霉菌的繁殖。同时，复合包装材料因其阻气性和阻水性较单层材料更加优异，善加利用更有利于延长月饼的货架期。　　试验二：采用POE材料按照表3三种方式处理后包装月饼，并在室温下储藏，每五天检测，观察月饼从1级新鲜    2级较佳    3级可食    4级变质的变化情况，当达到4级品质时，停止试验。试验数据如图4所示。表3.POE材料的三种不同包装形式处理方式不充气充气，70%CO2,30%N2添加脱氧剂处理A√处理B√处理C√√ 　　处理A与 处理B相比较，同样的包装材料，处理B充入CO270%、N230%后包装的保质效果显著增强。处理B与处理C相较，处理C在充气的基础上添加了脱氧剂，去除袋内残余氧气的同时亦吸收了透过包装材料渗透入内的氧气分子，如此可把包装的保质效果发挥到极致。三、结论　　通过对月饼品质影响因素的分析和保藏需求的确认，对包装材料和形式提出了三点要求，继而据此设计了两项试验，最终得出了最佳保质效果的包装材料和包装形式：1、包装材料以复合材料为佳，另外高阻隔性的材料如POE亦可。　　选择具体材料时，首先需要采用感官分析的方法弄清月饼自新鲜到变质这一临界氧气量的数值，依据期望保质期的长短和脱氧剂的作用速率，测算出包装材料透气率的上限。其次，借助包装材料氧气透过率测试仪对多种备选材料的氧气透过率进行测试和统计，低于上限数值的包装材料可进入选择范围。第三，包装材料的阻隔性也会受环境影响而变化。当温度升高时，一方面材料聚合物自由体积增大，有效减少了气体分子在聚合物内扩散的阻力，渗透加快；另一方面气体分子能量也同时增大，更易接近气体分子链间扩散所需要的能量值，使得渗透变得容易。另外外界相对湿度的增加会造成含氢键的极性高分子如尼龙，EVOH等材料的透气性突增。因此，在条件允许的情况下，利用数据拟合技术测算不同温湿度下材料的透气率与透湿率，据此针对不同气候特征的月饼销售区域选择合适的包装材料。2、添加防潮剂和脱氧剂。　　防潮剂和脱氧剂可起到吸收包装内水分和氧气的作用。脱氧剂选择时，铁系脱氧剂的脱氧效果明显好于硫系脱氧剂，原因在于：（1）二者的反应速度不同。硫系为速效剂，在包装工序中便开始与空气中氧反应，直接影响包装后的除氧效果，而铁系为缓放剂，能适应月饼长时间保存的需要；（2）二者脱氧效果差异较大。根据反应方程式，在标准状态下1g铁除氧量为300ml，而1g连二亚硫酸钠的除氧量仅为129ml。3、在需要的条件下灵活运用充气包装。　　充气包装是指抽空袋内空气，充入一定比例的CO2、N2等具有保护作用的气体再进行封口的包装。不同浓度的CO2含量具有不同的功用，如0.3%为促进微生物生长，40%为抑制生长，大于60%则发挥杀菌的作用。一般充入70% CO2最为合适。N2属于惰性气体，虽然无法杀菌，但其存在可使包装袋内氧气含量相对减少，破坏微生物生长的需氧条件，减缓月饼的氧化和腐败。　　总而言之，采用高阻隔的包装材料并添加独立防潮剂和脱氧剂，在条件允许的情况下优先选择充气包装形式，并配合先进检测仪器对包装材料和包装成品进行质量检测，是延长月饼保质期的最有效且健康的方式。