如何降低氧氣對(duì)果凍貨架期的影響

郝文靜 周偉芳

近年來(lái)有關(guān)果凍中防腐劑的議論從未停歇。其實(shí)，添加防腐劑最直接并且唯一的目的就是抑制微生物繁殖，延長(zhǎng)果凍貨架期。而防腐劑卻并不是唯一的延長(zhǎng)貨架期的解決方案。本文通過(guò)分析影響果凍貨架期的原因，探討通過(guò)控制氧氣滲透來(lái)延長(zhǎng)果凍貨架期的方法。

果凍的主要生產(chǎn)原料為卡拉膠、魔芋膠、白糖、水、果汁及其他輔助添加材料。果凍貨架期面臨的兩大問(wèn)題主要為顏色褐變和變質(zhì)。

氧氣對(duì)果凍貨架期的影響

1.顏色褐變

果凍褐變是指果凍在加工和儲(chǔ)藏過(guò)程中顏色發(fā)生改變的現(xiàn)象，該問(wèn)題不僅影響果凍的外觀、風(fēng)味，還會(huì)造成其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的喪失。果汁是果凍褐變的物質(zhì)基礎(chǔ)。褐變可分為酶促褐變和非酶促褐變兩種類型。

果凍褐變是兩種褐變共同作用的結(jié)果。酶促反應(yīng)的過(guò)程為果凍中的多酚類物質(zhì)在多酚氧化酶的催化下轉(zhuǎn)化成三羥基化合物，繼而在氧氣的作用下生成羥基醌，羥基醌聚合生成黑色素物質(zhì)，導(dǎo)致果凍顏色改變。可見(jiàn)，氧氣是酶促褐變的必需條件之一。而非酶促褐變中的維生素C氧化、多元酚氧化縮合反應(yīng)也都離不開(kāi)氧氣的參與。因此，要抑制果凍褐變必須控制果凍中的氧氣含量。

2.果凍變質(zhì)

微生物作用是引起果凍變質(zhì)的最主要原因。果凍中的卡拉膠、魔芋膠等均屬于碳水化合物，可被微生物分解為單糖、醇、醛等低糖物質(zhì)，發(fā)生酸發(fā)酵。果凍變質(zhì)后不僅失去了其應(yīng)有的風(fēng)味，喪失了營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而且因變質(zhì)產(chǎn)生的物質(zhì)還會(huì)影響人體健康。

一般情況下，果凍中都會(huì)加入酸度調(diào)節(jié)劑來(lái)改善果凍的風(fēng)味，同時(shí)改變果凍的PH值，以達(dá)到抑制酶的活性，阻止氧化和褐變的目的。果凍的PH值一般在4.5以下，偏酸性。通過(guò)查閱資料可以看出，在酸性環(huán)境下，微生物中的細(xì)菌不易繁殖。因此，在正常儲(chǔ)存條件下，引起果凍變質(zhì)的主要原因?yàn)槊咕徒湍妇?。而霉菌和酵母菌的生存是需要氧氣的。所以，要延緩果凍的變質(zhì)，就要控制果凍產(chǎn)品中微生物的數(shù)量與活性，減少果凍與氧氣的接觸。

采用高阻隔材料降低氧氣對(duì)貨架期的影響

通過(guò)對(duì)果凍貨架期間易出現(xiàn)的品質(zhì)問(wèn)題的分析，可以看出，微生物和氧氣是影響果凍品質(zhì)保持度的重要因素，需要采取對(duì)應(yīng)的防控措施來(lái)延長(zhǎng)果凍的貨架期。

理論上，經(jīng)過(guò)殺菌工藝后，果凍中的菌落數(shù)應(yīng)該已經(jīng)能控制在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍以內(nèi)，然而，由于實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，果凍在冷卻、包裝過(guò)程中與環(huán)境接觸時(shí)間較長(zhǎng)，仍然可能污染到少量的微生物。如果成品包裝中混入氧氣，則為微生物提供了良好的繁殖環(huán)境，果凍很快就會(huì)變質(zhì)。通過(guò)使用高阻隔果凍杯和封口膜，可以很好地隔絕果凍內(nèi)容物與空氣中的氧氣。

高阻隔性是指包裝材料對(duì)氣體、水份及其他分子滲透通過(guò)材料分子間隙的阻止能力，阻隔性是材料的自身屬性，與材料結(jié)構(gòu)、厚度、生產(chǎn)工藝及使用環(huán)境有關(guān)。果凍杯較多使用聚丙烯PP材料，材質(zhì)較厚，可以起到定形和提高阻隔性的作用。而封口膜常采用PET/PET/ PE、PET/CPP、PET/VMPET/PE、NY/CPE等復(fù)合材料來(lái)保證其阻隔性能。對(duì)于果凍產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，包裝材料的阻隔性能是否能夠滿足內(nèi)容物的要求可以利用優(yōu)班來(lái)檢驗(yàn)，優(yōu)班是一套食品包裝質(zhì)量全方位管控系統(tǒng)，由云檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室、云檢測(cè)管理系統(tǒng)和專家團(tuán)隊(duì)構(gòu)成。筆者利用優(yōu)班云檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試了常見(jiàn)的幾款果凍包裝的透氧性，并對(duì)云檢測(cè)管理系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了比對(duì)分析，提出了相應(yīng)的改進(jìn)方法。

本次測(cè)試選擇等壓法測(cè)試果凍杯透氧量，儀器采用優(yōu)班云檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室中的I-OXTRA 7700氧氣透過(guò)率測(cè)試儀；選擇壓差法測(cè)試封口膜的透氧量，儀器采用優(yōu)班云檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室中的I-GASTRA 7100壓差法氣體滲透儀。果凍一般在常溫下儲(chǔ)存，試驗(yàn)條件選擇實(shí)驗(yàn)室環(huán)境（23℃，50%RH）。

測(cè)試方法：選擇4種品牌的果凍，分別編號(hào)為1#果凍、2#果凍、3#果凍和4#果凍。其中1#果凍、2#果凍和3#果凍為國(guó)內(nèi)知名果凍品牌的產(chǎn)品。通過(guò)試驗(yàn)分別測(cè)試4種果凍包裝的氧氣透過(guò)量。測(cè)試時(shí)，將果凍杯開(kāi)口向下安裝在容器封口裝置上，用愛(ài)牢達(dá)膠水將果凍杯與容器封口裝置連接處密封，靜置4h以上，待膠水凝固后，將樣品裝到I-OXTRA 7700的控溫箱內(nèi)，用鋁箔袋將容器封口裝置托盤(pán)以上的部位包好，開(kāi)始試驗(yàn)。此時(shí)，果凍杯內(nèi)側(cè)為流動(dòng)的高純載氣，果凍杯外側(cè)與鋁箔袋之間的空間中流動(dòng)的為高純氧氣。測(cè)試時(shí)，由于果凍杯內(nèi)外側(cè)存在氧氣濃度差，氧氣由外向果凍杯內(nèi)滲透，通過(guò)測(cè)試載氣中氧氣的濃度即可就是果凍杯的氧氣透過(guò)量。

測(cè)試果凍杯封口膜的氧氣透過(guò)量時(shí)，只需選擇平整無(wú)褶皺的封口膜，將其平整地鋪在I-GASTRA 7100的上下腔之間即可開(kāi)始試驗(yàn)。此時(shí)，上腔為高純氧氣，下腔為真空，氧氣由上腔向真空側(cè)滲透，通過(guò)檢驗(yàn)下腔氧氣的壓力即可計(jì)算封口膜的氧氣透過(guò)量。

根據(jù)優(yōu)班云檢測(cè)管理系統(tǒng)顯示的數(shù)據(jù)分析可知，1#果凍、2#果凍、3#果凍的杯體透氧量在0.002～0.02mL/ pkg？day的范圍內(nèi)，4#果凍杯的氧氣透過(guò)量為0.02052mL/pkg？day。除4#果凍杯外，其他3種果凍杯封口膜的透氧量在0.5～1.5cm3/m2？24h？0.1MPa之間。可見(jiàn)4#果凍的包裝阻氧性明顯較差。筆者發(fā)現(xiàn)4種果凍的保質(zhì)期均標(biāo)注為9個(gè)月，而4#果凍包裝的阻隔性卻較1#果凍、2#果凍、3#果凍的相差近10倍。4#果凍在貨架期間的產(chǎn)品質(zhì)量令人擔(dān)憂。詳細(xì)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

優(yōu)班診斷專家通過(guò)對(duì)4種果凍杯的內(nèi)容物特性、包裝材料應(yīng)具有的性能、果凍與所檢測(cè)包材的相容性、試樣包裝材料特性等方面進(jìn)行分析后，認(rèn)為4#果凍的生產(chǎn)廠家可采取增加封口膜厚度、提高包裝材料高阻隔復(fù)合層厚度的方法提高封口膜和果凍杯的阻隔性，由此降低氧氣對(duì)貨架期的影響，避免因包裝質(zhì)量帶來(lái)的貨架期質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)而避免造成品牌負(fù)面影響。由于此次測(cè)試未提供每種包裝材料的結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)工藝，因此未能提供材料結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)工藝指導(dǎo)建議。

不可忽視的密封性測(cè)試

優(yōu)班診斷專家認(rèn)為，對(duì)于一個(gè)包裝來(lái)說(shuō)，完整性是最基本的質(zhì)量要求。如密封工序未做好，就喪失了包裝的基本作用。因內(nèi)容物中液體成分的存在及貨架期的要求，杯式果凍對(duì)密封性的要求較高。在正式生產(chǎn)前，應(yīng)對(duì)包裝的密封工藝參數(shù)是否合適進(jìn)行檢驗(yàn)，并排查密封處是否存在薄弱部位。

測(cè)試方法為：將封口膜與杯體熱封成型，在封口膜圓心處用電烙鐵烙出一個(gè)圓孔，用雙面膠將密封墊圈固定在圓孔上，然后將LSSD-01泄露與密封強(qiáng)度測(cè)試儀的充氣探針經(jīng)密封圈從圓孔處插入果凍杯中，打開(kāi)氣源即可開(kāi)始試驗(yàn)。多測(cè)幾次試樣，觀察破裂壓力和破裂部位，如壓力較小則說(shuō)明包裝的耐壓性差或者密封性不良，且破裂部位即是包裝或者密封的薄弱部位。

結(jié) 語(yǔ)

包裝作為果凍的第一道保護(hù)屏障，在貨架期方面有著舉足輕重的作用。采用高阻隔性包裝材料，配合檢測(cè)儀器對(duì)包裝整體密封性進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，是降低氧氣作用、延長(zhǎng)果凍貨架期的健康環(huán)保的有效措施。本文從褐變和微生物作用兩方面分析了氧氣對(duì)果凍貨架期的影響，提出從果凍杯阻隔性、封口膜阻隔性和密封性3個(gè)方面來(lái)對(duì)包裝中的氧氣量進(jìn)行控制，并通過(guò)優(yōu)班系統(tǒng)對(duì)4種果凍包裝進(jìn)行了測(cè)試、分析、診斷，希望能為實(shí)際生產(chǎn)提供防控幫助與指導(dǎo)，為果凍回歸到健康食品的懷抱提供一條思路。

另外，雖然果凍需要有高阻隔性的包裝，但是目前并沒(méi)有明確的阻隔性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。2006年5月1日起實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 19883-2005《果凍》規(guī)定了原料、感官、凈含量偏差、規(guī)格、理化、砷、鉛、銅、微生物、添加劑、食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑等方面的要求，也涉及到了包裝要求，但僅限于籠統(tǒng)的要求清潔、無(wú)毒、無(wú)異味、封口嚴(yán)密，沒(méi)有對(duì)包裝材料提出具體要求。各企業(yè)應(yīng)該根據(jù)自身產(chǎn)品的阻隔性要求、預(yù)期貨架期長(zhǎng)短來(lái)制定內(nèi)部包裝質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，合理平衡生產(chǎn)成本與貨架期安全。