环境因素对包装食品品质的影响

食品质量包括颜色、风味、味道、营养价值、形状、重量和卫生指标。几乎所有的加工食品都需要包装才能作为商品出售。虽然食品是一种质量最容易受环境因素影响的商品，但每一种包装食品都必须在设定的保质期内达到相应的质量指标。

食品从原料加工到消费的整个循环过程是复杂多变的，会受到生物和化学的感染，受到光、氧、水分、温度、微生物等各种环境因素的影响。图3-1显示了包装食品在流通过程中由于环境因素的影响而引起的质量变化。研究这些因素对食品质量的影响规律是包装设计食品的重要依据

第一，光对食品质量的影响

(a)食物光线变暗

光线对食物质量影响很大。它能引发和加速食品中营养物质的分解，使其发生腐败反应，主要表现在四个方面：(1)促进食品中油脂的氧化反应，引起氧化酸败；使食物中的色素发生化学变化，变色；使植物性食物中的绿色、黄色和红色以及肉类食物中的红色变成黑色或棕色；造成B族维生素、维生素C等光敏维生素的破坏，并与其他物质发生不利的化学变化；引起食物中蛋白质和氨基酸的变性。

青神椪柑产品包装设计天河鸡精包装设计浩平白一苹果包装盒设计(2)光渗透到食品中的规律

光的能量很高，可以引起食物的一系列变化。在光照下，食物中的光敏成分可以被快速吸收并转化为光能，从而刺激食物变质的化学反应。食物吸收和传递的光能越多，食物变质的速度越快，越严重。食物吸收的光能量用光密度表示。光密度越高，光能越大，对食物变质的作用越强。根据朗伯-比尔定律，轻食物密度渗入内层的规律如下：

公式中：Ix——，光线在X深度穿透食物的密度；

食品表面光照射的密度；

——特定成分食物对特定波长光波的吸收系数。

显然，入射光密度越高，光密度越高，对食物的穿透越深，对食物的影响越大。

食物对光波的吸收也与光波的波长有关。短波长光(如紫外光)穿透食物的深度较浅，食物接收到的光密度也较小；相反，长波长光(如红外光)穿透食物的深度更深。另外，食物的成分不同，每种成分吸收一定波长范围内的光波；不被食物吸收的光波对食物变质没有影响。

(3)包装中的光保护机制和方法

减少或避免光线对食品质量的影响，主要方法是通过包装遮挡、吸收或反射光线，以减少或避免光线对食品的直接照射；同时，防止水分、氧气等一些有利于光催化反应的因素渗透到包装材料中，从而达到间接保护的效果。

珠海爱媛礼盒包装设计广济农业武都花椒蜂蜜包装设计广安特产礼盒食品包装设计根据朗伯-比尔定律，通过包装材料照射到食品表面的光密度为：

其中：Io——食品包装表面入射光密度；

Xp——包装材料厚度；

包装材料的吸收系数。

将该公式代入公式(5-1)，通过包装材料渗入食品的光的光密度为：

包装材料可以吸收部分光线，从而减弱进入食物的光波强度，甚至完全吸收和阻挡光线进入食物。因此，选择不同成分和厚度的包装材料可以达到不同的遮光效果。

在食品包装中，根据食品和包装材料的吸光特性，可以选择对食品敏感光波具有良好遮光效果的材料作为食品的包装材料，有效避免了光对食品质变的影响。为了满足食品不同的避光要求，包装材料可以根据需要进行处理，以提高其避光性能，如玻璃，通常进行着色处理。从图3-5可以看出，彩色玻璃具有较强的抗紫外线能力，对可见光也有较好的遮光效果。有些包装材料可以涂上遮光层，以改变其遮光性能。着色剂也可以添加到透明塑料包装材料中，或者在其表面涂覆不同颜色的涂层，以实现遮光效果。

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氧气对食物质量有显著影响。氧气氧化食物中的油脂，即使在低温下也能进行；油脂氧化产生的过氧化物不仅使食品失去食用价值，还会产生臭味和有毒物质。氧气会使食物中的维生素和多种氨基酸失去营养价值，还会加剧食物的氧化褐变反应，使色素因氧化而褪色或变成褐色。对于食品微生物来说，大多数细菌由于氧气的存在而繁殖生长，导致食品腐败变质。

O2引起的食品质量变化程度与食品包装和储存环境中的氧分压有关。图3-6显示了亚油酸相对氧化速率随氧分压变化的规律：油脂的氧化速率随氧分压的增加而增加；当氧分压等条件相同时，接触面积越大，氧化速率越高。此外，食物氧化程度与食物环境的温度、湿度和时间有关。

氧气对新鲜水果和蔬菜的影响是另一个例子。因为新鲜果蔬在贮藏、运输和流通过程中还在呼吸，需要吸收一定量的氧气，释放一定量的CO2和水分，消耗一些营养物质。

食品包装的主要目的之一是通过采用合适的包装材料和一定的技术措施来防止O2引起的食品中活性成分的质量劣化或腐败。

第三，水分或湿度对食品质量的影响

丰收园彭祖昌寿猕猴桃包装设计新疆红玛瑙葡萄干包装设计东方西蜀山茶油包装设计一般食品都含有不同程度的水分，这是食品保持其固有特性所必需的。水对食物质量有很大的影响。一方面，水可以促进微生物的繁殖，促进油脂的氧化分解，促进褐变反应和色素氧化；另一方面，水分在一些食物中引起一些物理变化，如一些食物因水分而结晶，食物变硬或结块，一些食物因吸湿而失去脆性和风味。

食物中所含的水分根据其理化性质可分为结合水和游离水。化合水不易冻结(冰点约-40)，不能作为溶质的溶剂。而食物组织结构中所含的水分大部分是游离水，在一定程度上决定了微生物入侵造成食物变质的程度，并以水分活性Aw来表达。食物的水分活度可以近似表示为相同体积温度下食物的水蒸气压力与纯水的水蒸气压力之比。食品中水分含量与水分活度Aw的关系曲线如图3-7所示。当食物的含水量小于干物质的50%时，含水量的微小变化会引起Aw的巨大变化。

根据食物所含水分的比例，食物一般可以分为三类，用水分活度Aw来表示：Aw=0.6~0.85的食物称为湿食物，AW=0.6 ~ 0.85的食物称为中度含水食物，AW <0.6的食物称为干食物。各种食物水分活度值的范围，说明食物本身抵抗水分影响的能力是不同的。食物的Aw值越低，越不容易受到水引起的生化变质，但吸水性越强，对水分越敏感

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食物变质主要是生物和非生物因素造成的。温度对这两个方面都有非常显著的影响。

(一)气温上升对食品质量的影响

在适当的湿度和氧气条件下，温度对微生物繁殖和食物变质反应速度的影响相当明显。一般来说，在一定的温度范围内(10 ~ 38)，在水分恒定的情况下，当食品温度升高10时，许多酶促和非酶促化学反应加快1倍，其衰变反应速度会加快4 ~ 6倍。当然，温度的升高也会破坏食物的内部组织结构，严重损害其品质。过度加热还会使食物中的蛋白质变性，破坏含水分食物中的维生素，尤其是维生素C，或因失水而改变物理性质，失去食物应有的状态和形状。为了有效减缓温度对食品质量的不利影响，现代食品工业在食品流通中采用食品冷藏技术和低温保护技术，可以有效延长食品的保质期。

(二)低温对食品质量的影响

温度对食品的影响还表现在低温冷冻对食品内部组织结构和品质的破坏。冷冻会导致流质食物变质：一瓶牛奶冷冻，乳化液被破坏，脂肪被分离，乳蛋白变性凝固。易受冷害的食物不需要极度冷冻，很多果蔬需要适当的低温条件来延长其细胞在收获后的生命进程；然而，一些水果和蔬菜在4储存时会枯萎或死亡，从而导致变质，包括异味、表面痕迹和各种腐烂。

阿城农场有机米花制品包装设计李果包装设计水果蜂蜜柚包装设计.微生物对食品品质的影响

人类被微生物包围着，空气、土壤、水、食物中有无数的微生物，比如猪肉火腿、香肠。生肉腌制后细菌总数为105 ~ 106个/g，其中大肠杆菌为102 ~ 104个。完全无菌食品仅限于蒸馏酒、高温灭菌的包装食品、灭菌包装食品。虽然大多数微生物对人体无害，但当食品中微生物的繁殖量超过一定限度时，食品就会变质。微生物是引起食品质量变化的最重要因素。

(一)食品中的主要微生物

与食物有关的微生物有很多种。此处仅列出常见和代表性的食品微生物属。

1.细菌

细菌在食物中的繁殖会导致食物腐烂、变色和变质，有些细菌还会引起食物中毒。细菌性食物中毒最常见的病例是由肠道弧菌引起的中毒，约占食物中毒的50%；其次是葡萄球菌和沙门氏菌引起的中毒，约占40%；其他可引起食物中毒的常见细菌包括肉毒杆菌、致病性大肠杆菌、魏氏梭菌、蜡样芽孢杆菌、弯曲杆菌和耶尔森氏菌。

2.真菌

食物中常见的真菌主要是霉菌和酵母菌。霉菌分布广泛，种类繁多，通常以寄生或腐生的方式在黑暗、潮湿和温暖的环境中生长。霉菌已经发育出菌丝体，其营养来源主要是糖、少量的氮和无机盐，所以在谷物和各种淀粉类食物中容易生长繁殖。大多数霉菌对人体无害，很多霉菌广泛应用于酿造或制药行业，如酿酒用曲霉、发酵腐乳用毛霉和红曲霉、制作发酵饲料用黑曲霉等。但是霉菌的繁殖会造成食物变质，少数细菌在适当的条件下也会产生毒素。到目前为止，人工培养已经鉴定出100多种真菌毒素。

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动植物作为食品原料，生活在自然环境中，已经带有微生物，这是微生物的首要污染。食物原料是从大自然中采集，加工成食物，最后被人们消费。整个过程中的微生物污染称为食品的二次污染。

食品的二次污染过程包括食品的运输、加工、储存、流通和销售。因为空气环境中有大量的游离细菌，比如城市的室外空气一般含有103 ~ 105个微生物/m3，其中大部分是细菌，霉菌约占10%，所以这些微生物很容易污染食物。因此，在这个复杂的过程中，如果不注意某一环节的杀菌和防污染，可能会造成不可挽回的微生物污染，使食品腐败变质。

由于一次污染和二次污染的存在，市场上销售的食品中存在大量微生物。表3-2显示了主要优质食品中的微生物。

光、氧、水分、温度和微生物对食品质量的影响是互补的，同时存在。采用科学有效的包装技术和方法来避免或减缓这种有害影响，保证食品在流通过程中的质量稳定性，更有效地延长食品的保质期，是食品包装科学研究中需要解决的主要问题。

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