稅小林,孫欽秀,2,夏秋瑜,2,王澤富,2,韓宗元,2,劉陽,2,劉書成,2,魏帥,2
預制菜包裝技術的發展概況及趨勢
稅小林1,孫欽秀1,2,夏秋瑜1,2,王澤富1,2,韓宗元1,2,劉陽1,2,劉書成1,2,魏帥1,2
(1.廣東海洋大學 a.食品科技學院 b.廣東省水產品加工與安全重點實驗室 c.廣東省海洋生物制品工程實驗室 d.廣東省海洋食品工程技術研究中心 e.水產品深加工廣東普通高等學校重點實驗室,廣東 湛江 524088;2.大連工業大學 海洋食品精深加工關鍵技術省部共建協同創新中心,遼寧 大連 116034)
綜述預制菜包裝材料和技術的應用,為進一步開發預制菜包裝提供研究基礎。根據國內外預制菜包裝的研究進展,介紹預制菜包裝主要的材料和技術,及可用于預制菜包裝的新型包裝技術。目前使用的預制菜包裝技術有真空包裝和氣調包裝等,需要加快對預制菜包裝技術的研究和新型包裝材料的應用,促進預制菜產業的發展和升級。隨著預制菜的迅速發展,預制菜的包裝受到消費者的更多關注,新型的食品包裝技術在預制菜領域具有廣闊的發展空間。
預制菜;包裝技術;發展趨勢
預制菜是“以一種或多種農產品為主要原料,運用標準化流水作業,經預加工(如分切、攪拌、腌制、滾揉、成型、調味等)和/或預烹調(如炒、炸、烤、煮、蒸等)制成,并進行預包裝的成品或半成品菜肴[1]?!彪S著時代經濟的不斷發展,快節奏的生活方式使人們的消費習慣和飲食習慣發生了巨大的改變,促進了預制菜的發展。各種包裝技術和機械設備的不斷升級優化,為預制菜行業發展提供了技術支持,為消費者帶來更方便、美味、營養和安全的預制菜產品。預制菜以中式菜肴自動化、標準化加工為基礎,具有巨大的發展潛力,它的快速發展將成為一種必然趨勢[2]。食品包裝的主要作用是保持食品的質量,避免食品受到污染而發生變質,便于食品的運輸和儲存。預制菜作為一種菜肴,其包裝作為產品制備過程中的重要環節,與產品直接接觸,關系到預制菜產品的質量和安全。本文對近年來預制菜的主要包裝材料和包裝技術的發展進行總結,分析預制菜包裝技術存在的問題,并展望預制菜包裝的發展趨勢。
我國預制菜產品的種類較多,涉及產品系列很多,按對復熱或烹飪要求的不同,可分為即食、即熱、即烹和即配預制菜;按貯藏保存期間所需溫度的不同,劃分為常溫型、冷藏型及冷凍型預制菜;按食用場景的不同,可劃分為早餐茶點、佐餐菜點及休閑食品;按面向客戶的不同,可分為終端消費品及團餐或原料供應[3]。預制菜包裝形式有袋裝、碗裝、盒裝和罐裝等,依據不同原料來源或不同包裝類型的預制菜產品,根據需要選用合適的包裝材料[4]。
不同種類的預制菜對包裝材料的要求不同,對生產者和制造商來說,需要著重考慮包裝材料的特性和安全性,以及在貯藏期間對產品品質的影響。即食預制菜是不需要加工和復熱直接開袋就可以食用的產品。這類產品需要對氧氣和水分具有低滲透性的高阻隔包裝材料,以延長其保質期。即熱預制菜是經過加熱才能食用的產品,需要在沸水、微波爐和烤箱中進行加熱的包裝材料。即烹預制菜是需要經過簡單烹調的產品。大多數即烹預制菜產品都是冷凍食品,保質期相對較長,需要抗穿刺性、耐久性和耐寒性較好的包裝材料。即配預制菜是將經過清洗、切分的蔬菜、肉和輔料按份分裝在一起的半成品菜,如炒菜組合包和煲湯組合包。即配預制菜是加工過的蔬菜和肉類,保質期較短,需要采用高完整性和抗菌性的包裝材料[3,5]。預制菜在包裝材料上要考慮延展性、韌性和阻隔性,讓預制菜能更好地儲存和滿足消費者對食品美味和安全的需求。
1.2.1 塑料材料
塑料材料具有質量輕、高透明性、良好的阻透性、易加工和良好的衛生安全性能[6],成本相對較低,幾十年來一直被廣泛用作食品包裝材料。塑料材料優越的性能滿足大多數預制菜產品的包裝要求,在運輸和存儲過程中不會輕易出現微生物污染、變質等問題。現在市面上常見的預制菜產品包裝所采用的塑料材料有聚乙烯(Polyethylene,PE)、聚丙烯(Polypropylene,PP)和聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethyleneterephthalate,PET)等。PE薄膜雖然透明度較差,但具有低溫韌性、抗彎曲和表面光澤度好等優點[7],適用于包裝新鮮或冷凍的預制菜產品。PP材質具有密度低、熔融溫度高、化學惰性好、成本低等特點,而它的主要優點是耐高溫[8],可微波加熱,適用于即熱預制菜產品,可直接放入微波爐進行加熱,方便食用。PET材質具有透明度好、氣體阻隔性能好、質量輕和抗破碎等特點,可使預制菜產品具有較長的貨架生命[9]。
食品包裝材料除安全因素外,還需考慮經濟因素,控制包裝成本。塑料材料產量大,是最容易得到和最經濟的包裝材料,將其應用到預制菜包裝中可以降低產品的成本。預制菜在塑料包裝材質研究上還有較大的空間,對塑料包裝袋、塑料包裝盒和保鮮薄膜等的需求具有可觀的市場。
1.2.2 鋁箔材料
鋁箔是將純度在99.5%以上的純鋁經過壓延而成厚度為0.005~0.2 mm的材料。鋁箔材質輕巧、阻隔性和環保性好,可以在?20~250 ℃下使用,可用于制作防熱絕緣包裝。鋁箔的最大缺點是不耐酸和強堿,不適合與強酸堿性食物一起加熱,因其中的鋁離子會析出,具有一定的健康風險[10]。
良好的風味是消費者選擇預制菜產品的重要參考,而預制菜產品的風味在運輸存儲中會發生劣變,影響產品的品質。鋁箔材料具有優良的保香性,可保持食物的原汁原味。鋁箔材料可以明火加熱,鋁箔盒包裝的制品可在明火上直接加熱,在加熱方式上比塑料包裝的產品有更廣的應用性。鋁箔盒還具有耐油性好的特性,適用于湯汁多的紅燒類預制菜產品的包裝。鋁箔包裝的主要材質是鋁,是一類綠色環保的包裝材料,可以回收循環再利用。隨著預制菜產業的擴大,鋁箔材料將會有巨大的發展空間。
1.2.3 電鍍錫薄鋼板材料
有些預制菜產品不易保持形狀的完整性,對包裝有特殊的要求。如即食的燈影牛肉,其牛肉片薄且酥脆,容易碎裂,合適的包裝選擇尤為重要。常溫預制菜除了采用鋁箔袋和真空蒸煮袋等軟包裝外,也可采用罐頭包裝。預制菜罐頭包裝材料大多數采用的是電鍍錫薄鋼板,俗稱馬口鐵,是在冷軋低碳薄鋼板上鍍一層錫而制成,是國際上用量最大的一種金屬包裝產品[11]。馬口鐵罐頭具有不易開裂變形、導熱性能好、便于攜帶等優點。在殺菌時,馬口鐵罐頭所需的時間短,且在溫度發生急劇變化時,不會輕易發生破裂,但馬口鐵包裝的成本較高,提高了產品的價格。長時間貯藏罐頭制品可能會出現如重金屬、雙酚A等遷移的潛在安全隱患,需加強監測和開發新型材料。
大多數消費者認為罐頭中防腐劑較多,而罐頭卻是少數不需要添加防腐劑或防腐劑添加量較少的食品之一[12]。目前,有些肉類預制菜產品采用了馬口鐵罐頭包裝,如紅燒肉、紅燒肥腸、梅菜扣肉和粉蒸排骨等產品,在加工過程中不用額外添加防腐劑。
1.2.4 其他材料
除了傳統的包裝材料外,有些預制菜產品還采用了覆膜鐵包裝材料,其是一種在鍍鉻/錫鐵表面貼合高分子薄膜而形成的復合材料。它具有較強的抗腐蝕性,安全性更好,能夠較好地保持菜品味道和減少食材營養損失[13]。新型的包裝材料聚乳酸(Polylactic Acid,PLA),具有良好的安全性和可降解性,通常被認為是最有發展機會的生物塑料材料[8]。目前,有很多包裝企業推出了PLA環保預制菜包裝,可以更好地降低能量消耗和減少塑料污染。
包裝可以使預制菜產品免受外界環境的污染,保護產品的外觀和質量。包裝材料的研制和開發是預制菜包裝發展變化的基礎,包裝技術的發展對提升預制菜產品的保護效果起著非常關鍵的作用。
真空包裝技術是指在產品密封后去除包裝袋中空氣的技術。在抽真空的過程中,包裝袋中的氧氣體積分數急劇降低了97%~99%,抑制了導致產品變質的好氧微生物的增長,且氧氣體積分數的降低也抑制了產品的氧化,適用于熟食、加工肉類和魚類產品[14]。
目前,大多數預制菜也采用了真空包裝,經過真空包裝后的產品便于運輸,節省了空間,符合預制菜操作方便和干凈衛生的特點。真空包裝的主要作用是除去產品中的氧氣,抑制微生物的生長繁殖,再結合冷凍、冷藏和高溫滅菌進一步保障了產品的品質。冷凍類預制菜在加工包裝好之后,通常需進行低溫速凍、冷藏儲存。在低溫環境下,食物的營養流失速度會大大降低。真空包裝結合冷鏈運輸可減少預制菜被細菌污染和營養流失的可能性。采用真空包裝的預制菜產品,經過高溫滅菌處理后,一般保質期在6個月以上,可以在常溫下存儲。
氣調包裝又稱氣調保鮮包裝,指將產品密封在包裝系統中的技術。該包裝系統改變包裝環境中的氣體成分,通過降低呼吸速率延遲復雜底物的酶降解,有助于延長產品保質期。氣調包裝在保持各種新鮮農產品的質量方面發揮著重要作用,給原料的儲存和分配以及食品的營銷帶來了重大變化[15],是適用于農產品和食品較成功的保存技術之一。氣調包裝的缺點是產品保質期相對較短,需要在冷藏條件下才能更好保持質量。選用氣調包裝的醬鹵肉制品,會存在容易滋生微生物、貨架期短的問題[16],以及易存在防腐劑濫用的現象。
近幾年來,隨著技術的不斷改進,氣調包裝的缺點也得到了解決,許多研究者將氣調包裝與其他技術相結合,改善了預制菜產品的保鮮效果(表1)。
真空貼體包裝是一種新型的真空包裝技術,其操作技術與真空包裝相似,在加熱和施加真空條件時,將食品放在塑料托盤上,用高延展性的塑料阻隔膜覆蓋,從而形成第2層皮膚。在真空貼體包裝中,塑料薄膜緊貼食品,減少了除氧氣以外的任何頂部空間,包裝內殘氧更低,比真空包裝的保存期更長。真空體貼包裝限制了產品汁液的滲出,有助于減少微生物增殖和延長產品保質期[27]。真空貼體包裝在食品行業得到了廣泛應用,很多切片產品和熏魚片會使用真空貼體包裝。真空貼體包裝適用于冷凍食品,因為第2層合成表皮可防止產品表面形成冰晶,從而防止冷凍灼傷和脫水的情況發生[14]。真空貼體包裝給預制菜產品的包裝帶來了的便利,透明薄膜緊貼著產品,突顯產品的外觀形狀,展示性好,方便保存。
當前,人們對食品及食品包裝的要求越來越高,食品包裝技術處于不斷變化的發展之中。包裝材料、包裝工藝、運輸包裝和電子信息組合包裝是發展的重點(圖1)[28]。隨著越來越多預制菜產品的研究和開發,對新的包裝材料和包裝技術的提出了更高的要求。
表1 氣調包裝聯合其他技術對預制菜產品的保鮮效果

圖1 食品包裝技術發展的重點
世界上的塑料產量已達到380.40億t,并且在過去幾十年中急劇增加,其中40%的塑料用于包裝[29]。因此,對替代塑料包裝材料的需求極為迫切,可食用包裝材料、生物基包裝材料和可降解包裝材料就是可以代替塑料的包裝材料。
可生物降解材料是在自然界可以隨著微生物作用分解為水和二氧化碳的材料。生物可降解性包裝材料按照原料的不同,可分為化學合成可降解材料、混合型可降解材料、微生物合成型可降解材料和天然材料[30]。可食用薄膜的主要作用是控制水分流失和降低不良化學反應速率,以提高各種加工食品和新鮮食品的質量和安全性。生物基材料是完全來自生物的有機材料,是一種直接從生物質中提取或間接產生的聚合物材料。生物基材料不一定是可食用或可生物降解的,但具有易于堆肥、對環境的影響很小和可再生的優點。生物基材料也可以是聚合物和納米黏土的混合物,即生物納米復合材料,能夠實現食品工業所需的阻隔和力學性能[31]。將各種食品添加劑(如抗菌劑、抗氧化劑和香料等)摻入這些包裝材料中能夠進一步擴展其應用,使得包裝材料更加適合預制菜產品的包裝。
有些包裝技術在食品行業已經應用了幾十年,但其在預制菜產業上的應用和研究較少,如無菌包裝技術。無菌包裝具有較多的優點,與預制菜產品結合在一起,可以更好地維持預制菜產品的質量。新型食品包裝技術,如納米包裝、活性包裝和智能包裝,不僅是食品包裝技術的研究領域,也是預制菜包裝技術的發展方向。
3.2.1 無菌包裝
食品無菌包裝技術指將經過商業滅菌的產品包裝到已滅菌的容器中,然后在無菌條件下進行封口密封,以防止微生物再次污染產品。與使用罐裝等傳統技術生產的產品相比,無菌包裝技術可實現高微生物破壞率和改進產品的質量。由于加工時間短而使產品有更好的質地、風味和顏色[32]。
食品和包裝容器分別進行滅菌處理,其優點是以最小的營養損失保存食品、延長保質期、降低能源成本,以及消除儲存和配送過程的能量消耗。食品采用無菌包裝可以實現連續的殺菌、罐裝和密封等環節,大幅提升食品的生產效率,且食品完全保持在無菌狀態,確保從加工到包裝和存儲過程中都不會進入微生物,因此被廣泛應用于食品行業[33]。目前,無菌包裝主要用于乳制品、嬰兒食品、甜點、醬汁、湯、果汁和軟飲料等[32],多用于液體食品的包裝。中式菜肴中有許多的湯品燉品,湯品類預制菜產品,如土雞湯、乳鴿湯和排骨湯等,這些預制菜產品具有營養健康的特點,適合采用無菌包裝技術,可更好地保持營養和味道,可少量或不用添加防腐劑,給消費者帶來安全又方便的產品。
此外,還可以將環保安全的無菌包裝與預制菜產品保鮮相結合,為生產多種類高品質的預制菜產品提供技術條件。許多具有地方特色的熟肉制品保質期較短,消費方式和消費地域局限性大。將5種灘羊肉冷拼菜肴進行無菌包裝后于0~5 ℃環境中冷藏,保鮮期在30 d左右[34]。將整條加工的魚進行無菌包裝,不僅能有效地進行保藏,還能保留其最好的口感[35]。這為無菌包裝在肉類預制菜中的應用提供了研究基礎。隨著我國經濟不斷發展,人們對飲食的要求也在不斷提高,增加了對方便、營養、新鮮和美味的預制菜產品的需求。采用無菌包裝的預制菜產品能夠更好地滿足人們的需求,可以促進預制菜包裝進一步的發展。
3.2.2 納米包裝
納米技術為食品工業引入了一種新的食品包裝技術,納米包裝一詞是納米技術和食品包裝的結合,顯示了納米技術在食品科學中的直接應用。納米科學創造和使用具有新型理化特性的納米材料,為食品工業提供了許多新的機會[36]。納米包裝材料指運用納米技術將納米粒子與傳統包裝材料結合,通過納米添加、納米合成與納米改性等方式進行加工,形成具有納米結構和特殊功能的新型包裝材料[37]。將納米技術對包裝材料進行改性后,形成幾種可生物降解的復合材料,如淀粉納米復合材料、纖維素納米復合材料、聚乳酸納米復合材料和蛋白質納米復合材料等,它們可被用來作為環保食品包裝的材料[38]。很多種類的納米材料具有抑菌效果,如含有納米銀的包裝材料具有良好且持久的抗菌、殺菌作用[37],可延長食品保質期。在聚合物基質中加入納米級填料可以提高包裝材料的質量,如增加阻隔性能、熔點和玻璃化溫度等熱性能,以及改變表面潤濕性和疏水性等,能有效地保存、保護和保持食品材料的質量[39]。
納米包裝因其卓越的保鮮效果而成為食品包裝領域的研究熱點,它能有效抗氧化,調節能量代謝,可以保持蘑菇的質量,延長蘑菇的保質期[40]。在4 ℃條件下,使用納米真空包裝的綠竹筍具有良好外觀品質和可食用性,儲藏期從普通真空包裝的16 d延長至20 d[41]。將醬鴨裝入納米銀與聚乙烯制備的保鮮袋中,可減少鴨肉中鹽基氮的增加和微生物的生長,更好地保持了醬鴨的風味[42]。納米包裝可用于即配預制菜的保鮮及鹵醬類即食預制菜產品的包裝。將納米技術運用到預制菜包裝不僅可以改進食品包裝,使預制菜包裝具有抗菌性,增強包裝功能、保質期和可運輸性,還可以降低成本且環保[43]。納米技術和納米包裝的發展在未來幾年可能改變包裝工藝和制造[36]。
3.2.3 活性包裝
活性包裝指將添加劑摻入包裝系統中,以維持食品質量和延長保質期,滿足消費者對新鮮和安全高質量產品的需求[44]?;钚园b與其他包裝一樣,其本質都是抑制微生物的生長從而防止食品腐敗變質。傳統的食品包裝通常旨在作為被動屏障,通過隔離免受環境污染來保護食品,而活性包裝則促進包裝材料的主動作用,從而增強對食品的保護。因此,活性包裝的主要目標是防止微生物和化學污染,延長食品的保質期,保持食品的視覺和感官特性[45]。
活性包裝對鮮切果蔬和海鮮類有一定的保鮮作用,可用于預制菜產品的保鮮。殼聚糖–明膠活性膜具有延緩鮮切火龍果的感官品質下降和腐敗變質,達到延長貯藏期的作用[46]。含有獼猴桃皮提取物的可生物降解西瓜皮果膠薄膜具有抗氧化作用,可以延緩食品中脂質氧化,是潛在的功能性包裝材料[47]。含有玉米蛋白納米顆粒的殼聚糖薄膜表現出抗氧化活性和抗菌活性,可有效保存碎牛肉[48]。精油復合薄膜作為功能性活性包裝在保持海鮮品質方面具有很大的潛力[49],如采用混有香芹酚、檸檬醛和α松油醇精油的聚對苯二甲酸丁二醇酯與聚乳酸形成的混合薄膜包裝南美白對蝦,可有效抑制其品質下降,包括微生物生長、脂質氧化和質地變化,并可預防黑變的出現。
活性包裝技術是一種新型的食品包裝技術,可改變包裝食品的條件,同時控制其質量,具有良好的發展前景[50]。但是活性包裝也存在著安全隱患及成本比傳統包裝高等問題[51]?;钚园b用于預制菜產品包裝時,需要考慮活性物質的添加對產品風味的影響,不僅要延長預制菜保質期,還要更好地保持產品的品質。
3.2.4 智能包裝
智能包裝是一種包裝系統,它使用內部(例如代謝物)或外部(例如溫度)包裝環境作為“信息”來監測產品質量狀況,不僅提高產品安全性,而且還對產品進行自動識別和追蹤。智能包裝系統的主要有3種:指示器、傳感器和數據載體。指示器和傳感器的主要功能是提供與產品質量有關的信息,而數據載體則是更多地參與供應鏈物流的管理。這些系統可以放置在內包裝或外包裝上,也可以放置在二次或三次包裝上[45]。
智能包裝是一種溝通包裝,能夠持續提供關于食品和包裝完整性的信息,使供應鏈更安全、更高效,避免不必要的運輸和物流,減少食物浪費。如帶有pH指示劑的包裝可以在購買時或食用前指示食品的質量,從而使消費者更安全放心地食用[52]。帶有pH指示劑或pH傳感器的包裝,在食品變質過程開始時,pH值發生改變,可作為指示產品質量的指標之一。通過著色劑的使用可以指示pH變化,在外界因素的影響下變色,賦予材料智能包裝的特點[53]。在玉米淀粉和聚乙烯醇制成的薄膜中添加紫甘薯提取物和紅甘藍提取物,可以通過顏色變化指示食物新鮮度,可以用于監測蝦新鮮度[54]。
智能包裝技術可以實現產品沿供應鏈移動時的實時監控和可追溯性,提供產品狀況的準確數據,從而防止盜竊、保護產品品牌以及減少食品損失和浪費[55]。然而,較高的成本和消費者的接受度有限,導致其商業化使用不多。將智能包裝應用到預制菜包裝中,能很好地解決消費者對產品質量和安全問題的擔憂,進一步促進和提升預制菜產業的發展。
預制菜產業為消費者提供了方便快速的產品,在這個快節奏的時代背景下,預制菜具有更大的發展空間。預制菜產品比普通食品加工要求更高,既要保證產品的安全,也要保持產品原有營養價值和風味。預制菜包裝作為產品質量的重要保障,對產品的色澤、風味、口感以及安全有著重要影響。包裝材料和包裝技術的要求相對于其他食品包裝的要求更嚴格,相應包裝技術的進步會更好地防止食物變質、保護食品質量和滿足消費者的需求。預制菜包裝應滿足對產品品質沒有影響、對消費者身體健康沒有危害、對自然環境沒有污染的要求。不管是目前主要使用的真空包裝和氣調包裝,還是其他的新型食品包裝技術,都應該向著安全健康、優化創新和綠色環保的方向不斷發展。為進一步推動預制菜產業的發展,應結合預制菜種類和食用前加工方式,合理科學使用包裝材料和包裝技術,不過度使用包裝,低碳經濟發展;不斷提升預制菜的產品質量,促進預制菜產業發展和升級。
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Development and Trend of Pre-made Food Packaging Technology
SHUI Xiao-lin1, SUN Qin-xiu1,2, XIA Qiu-yu1,2, WANG Ze-fu1,2, HAN ZONG-yuan1,2, LIU Yang1,2, LIU Shu-cheng1,2, WEI Shuai1,2
(1. a. College of Food Science and Technology b. Guangdong Provincial Key Laboratory of Aquatic Products Processing and Safety c. Guangdong Provincial Engineering Laboratory for Marine Biological Products d. Guangdong Provincial Engineering Technology Research Center of Seafood e. Key Laboratory of Advanced Processing of Aquatic Product of Guangdong Higher Education Institution, Guangdong Ocean University, Guangdong Zhanjiang 524088, China; 2. Collaborative Innovation Center of Seafood Deep Processing, Dalian Polytechnic University, Liaoning Dalian 116034, China)
The work aims to summarize the application of pre-made food packaging materials and technologies to provide research basis for further development of pre-made food packaging. Based on the research progress of pre-made food packaging in China and abroad, the main packaging materials and technologies were introduced, and the novel packaging technologies were also discussed. At present, the vacuum packaging and modified atmosphere packaging are two important technologies of pre-made food packaging. It is of importance to speed up the research of promising packaging technologies and application of packaging materials, which would be helpful for the development and upgrade of pre-made food industry. With the rapid development of pre-made food, the packaging has attracted more attention. Novel food packaging technologies will have a broad space in the field of pre-made food.
pre-made food; packaging technology; development trend
TS206.1
A
1001-3563(2023)13-0132-09
10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.13.016
2023?03?16
廣東省教育廳重點項目(2022ZDZX4014);廣東省2022年漁業發展支持政策一般性轉移支付資金項目(2022–440000–45060100–9680);國家蝦蟹產業技術體系(CARS–48);廣東省科技創新戰略專項資金(2022A05036)
稅小林(2000—),女,碩士生,主攻食品科學與工程。
魏帥(1986—),男,博士,副教授,主要研究方向為海洋食品保鮮與加工。
責任編輯:曾鈺嬋