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生鲜农产品气调包装技术及其微生物后果综述

摘要

改良空气包装（MAP）技术提供了减缓呼吸速率的可能性，延长了新鲜农产品的保质期，在全球范围内被越来越多的用作新鲜食品和鲜切食品工业的添加剂。然而，食源性疾病和耐药性病原体在MAP中的出现提高了公众对MAP技术对致病生物生存和生长的兴趣。本文评述了MAP对新鲜或鲜切食品的微生物影响，包括创新方法如使用加压惰性气体、预测微生物学和智能包装在提高MAP安全性中的作用。

强调将危害分析和基础关键控制点的项目相结合，以确保包装技术中的新鲜食品质量和微生物安全。

关键词 改良空气包装 食源性病原体 预测微生物学 稀有气体 危害分析和基础关键控制点

简介

全球对健康饮食的追求、消费者生活方式的改变以及零售市场的发展，使得对新鲜、健康和方便的食品的需求显著增加。水果和蔬菜通常与高营养品质和不含合成添加剂联系在一起，这些合成添加剂用于保存和增强工业生产食品的风味和颜色等特性(Bruhn 2000;Rico等，2007;Gialamas等，2010)。新鲜和新鲜切下的水果和蔬菜会继续所有的代谢过程，由于酶活性、蒸腾作用和蒸腾作用的增加，它们很容易发生质量恶化和微生物感染(Mahajan et al. 2008c;Caleb等。2012c)。改进的气相包装(MAP)技术通过延缓农产品呼吸速率和延缓复杂底物的酶降解，为延长新鲜农产品的货架期提供了可能性(Kader 1986)。具成本效益的MAP设计取决于许多其他因素，例如产品重量、温度和包装材料的性质(例如薄膜厚度、渗透率、射孔密度和表面积);Charles等，2003;Sandhya 2010;Caleb等。2012a, c)。MAP在鲜切果蔬中的成功应用已在文献中得到广泛报道(Farber et al. 2003;Sandhya 2010）

有人对MAP对致病微生物的生存和生长的影响表示关注，这些微生物可能使新鲜和新鲜切割的农产品在食用时变得不安全(Jay 1992;飞利浦1996;Farber等，2003)。此外，由于二氧化碳的非选择性抗菌作用(CO2;Farber等，2003)。天然微生物与食品致病菌的相互作用可能对产品的安全性起着重要的作用。研究表明，最佳的气体组成，以及背景菌群的存在和竞争效应对食源性病原体具有抑制作用(Bourke and O #39;贝尔尼2004)。此外，据报道，CO2的抗菌作用对细菌和病毒种群密度以及某些食源性病原体的毒素基因表达有不同的影响(Francis et al. 1999;Bidawid等，2001;Guevara等，2003;阿廷等。2008,2010)。这些发现强调了在新鲜农产品包装设施和冷链沿线实施有效和可靠的危害分析和关键控制点(HACCP)计划的必要性。建议对不同MAP保存条件下背景微生物区系与食物源病原体的相互作用进行更多的研究(Farber et al. 2003)。有必要更好地了解不同的气体环境对新鲜和新鲜果蔬上潜在食源性病原体的生存、生长和毒素基因表达的影响。

表1总结了近年来对各种食品MAP技术的各个具体方面的研究进展，包括MAP的基本原理、对产品质量的影响、微生物的控制和安全性，以及特定的新鲜食品MAP，如石榴、蘑菇和鱼。这些综述都没有广泛涉及预测微生物学的作用、HACCP和其他程序在实现MAP的最佳效益方面的作用。提出了评论的现状MAP上技术对新鲜和新鲜,切好的水果和蔬菜,强调微观——生物安全的MAP应用,MAP条件对基因表达的影响微生物和集成的MAP技术的进步到现有规定。

MAP技术概述

MAP是一个改变包内气体成分的主动或被动的动态过程。它依赖于产品的呼吸速率和通过包装材料的气体传输之间的相互作用，对初始气体成分没有进一步的控制(Farber et al. 2003;Mahajan等，2007;Caleb等。2012c)。通过依赖于产生呼吸和薄膜渗透性的自然过程，可以在一个包内生成被动图，从而随着时间的推移获得所需的气体组成(Charles et al. 2003;Farber等，2003)。而active MAP是一个快速的气体置换或置换过程，或者使用气体清除剂或吸收剂在一个包内建立所需的气体混合物(Kader和Watkins 2000;Charles等，2003;Farber等，2003)。这涉及在包装食品中添加活性物质，如O2、CO2和乙烯清除剂(Philips 1996;Sandhya 2010)。例如，二氧化碳吸收器可以防止二氧化碳气体积聚到有害水平(Kader和Watkins 2000)。

产物的呼吸速率和膜的渗透性都与温度等外部因素有关。因此，应用MAP的目的是在特定的温度范围内保持理想的大气。如果温度变化超过几度，包装的气氛也会发生变化，并可能对产品造成不适当甚至有害的影响(Zagory 1995)。因此,为了达到预期的修改大气在给定的包,它有利于理解三个基本学科基础MAP(勃兰登堡和Zagory 2009),即产生生理机能(如外在和内在影响因素产生呼吸率),聚合物工程(标识特定的选择聚合物的物理、化学、和天然气传输速度属性),和转换技术(这需要将原始聚合物、薄膜、粘合剂、油墨和添加剂加工成所需格式的单层或多层或多层复杂的包装，无论有无穿孔)。有效和资源高效的MAP设计存在于这三个学科的交叉点，创造创新的包装解决方案，以消费者需求为驱动，并与环境的可持续发展相平衡。

农产品的生理过程(主要是呼吸和蒸腾)对ma包装果蔬采后品质有重要影响。呼吸是一种代谢活动，为其他植物的生化反应提供能量。有氧呼吸(本文中称为呼吸)涉及到氧化分解复杂的有机化合物,如碳水化合物,脂类,或-加尼奇酸成更简单的分子,其中包括二氧化碳和水的释放能量(丰塞卡et al。2002 a, b)。表2给出了一个概要的因素影响新鲜的或现摘的呼吸率。呼吸速率可以通过降低新鲜农产品周围的氧气浓度来降低。这一过程导致氧化酶活性的降低，如多酚氧化酶，乙醇酸氧化酶和抗坏血酸氧化酶(Kader 1986)。通过MA降低呼吸速率和降低温度可以延迟复杂底物的快速降解，降低乙烯合成的敏感性(Saltveit 2003;从而延长了产品的货架期，避免了产品的衰老。De Santana等(2011)评估了1℃和25℃贮藏6天对呼吸速率和乙烯合成的影响图。他们报告说，在25°C条件下，桃子成熟时乙烯的产量与呼吸速率成正比。然而，在MAP处理中，在较低的温度下，乙炔的合成和呼吸速率较低。这一原则是MAP成功应用的关键组成部分。过低的氧气水平，低于1%可能导致无氧呼吸，导致组织恶化，产生异味和异味(Lee et al. 1995;奥斯丁等。

表1各类食品MAP微生物安全及相关主题综述

1998;Ares等人，2007)。二氧化碳的影响呼吸率尚未澄清,有不同的理论,如二氧化碳是一个产品的呼吸过程将导致反馈抑制(丰塞卡et al。2002 a, b)。另一个概念认为二氧化碳升高可能影响克雷布斯循环的酶和中间体,而另一个认为二氧化碳可能抑制乙烯pro -沉而不是直接影响呼吸过程(Mathooko 1996;延缓乙烯的合成对储存敏感的园艺产品有巨大的好处。虽然，对于一些非更年期的农产品，如蔬菜组织和柑橘，乙基烯的生产处于负反馈反应，因此减少乙烯会刺激其生产(Saltveit 2003)。

蒸腾作用是影响鲜切农产品采后品质的另一个重要生理过程。一旦新鲜的农产品从生长的植物中分离出来，它们仅仅依靠内部的水分来蒸腾，从而导致水分的损失(Mahajan et al. 2008c)。新鲜农产品中水分的流失会导致体重下降和萎缩，导致零售市场的滞销和直接的经济损失。果实在采后处理和贮藏过程中的蒸腾速率受果实体积比、表面损伤、形态解剖等因素的影响

表2影响呼吸速率量化的因素

特征、成熟度阶段和环境因素，包括温度、相对湿度(RH)、空气运动和大气压力(Kader 2002;Mahajan等，2008c)。研究表明，温度和相对湿度对蒸腾速率有密切的关系(Mahajan et al. 2008c)，这对确定新鲜和鲜切农产品的最佳贮藏条件具有重要作用。在给定的相对湿度下，蒸腾速率的增加与温度的增加成正比(Kader 2002;Mahajan等，2008c)。

此外，在MAP中使用聚合物薄膜作为水蒸气运动的机械屏障，这有助于保持包装内较高的相对湿度，并减少产品的重量损失(Suparlan和Itoh 2003)。然而，包装年龄内过高的RH水平会导致产品上的水分凝结，从而为致病性和腐败微生物的生长创造有利条件(Zagory和Kader 1988;Aharoni et al. 2008;Tavora等，2004)。丁等人(2002)报道了改性空气包装枇杷果实的水分损失率最低为0.9 - 1.5%，而性能级聚乙烯包装果实在5℃下贮藏60天后的水分损失率为8.9%。在他们的研究中也观察到MAP显著地维持枇杷的器官酸水平和果实质量。Suparlan和Itoh(2003)研究了热水处理和MAP对番茄品质的联合影响。与未包装的番茄相比，MAP在10°C的2周储藏期间，番茄的重量减少了41%。Singh等人(2009)报道了被动MAP下使用聚丙烯薄膜包装的茉莉花芽与2℃下非MAP存储芽相比，其重量的生理损失最小，保质期也更长。这些结果表明，降低温度和应用MAP等其他技术降低生理过程的速率，对新鲜农产品的保鲜具有有益的作用。

要理解MAP设计的各种生理过程中的多复杂相互作用，需要一个合适的模型来预测这些反应的功能，蒸腾速率下的时间、温度、气体组成或相对湿度

资料编号：[5295]