隨著食品保鮮方法需求的繼續(xù)增長(zhǎng)，食品保鮮技術(shù)進(jìn)步的需要也在增加。消費(fèi)者和零售商、包裝食品供應(yīng)者都希望食品保鮮期在1周以上。除延長(zhǎng)食品的貨架期外，還需要提供安全的食品，保證其能抵抗病原體生長(zhǎng)且理想地保持無(wú)病原體微生物。
除水果和蔬菜外，微生物污染還表現(xiàn)在食品的初步變質(zhì)(如肉類)方面。大多數(shù)食品易感染腐敗微生物和病原體微生物。腐敗微生物導(dǎo)致食品的顏色、組織、味道和氣味的惡化；病原體微生物可導(dǎo)致食品消費(fèi)者患致命疾病。例如：沙門氏菌(Salmonella)和大腸桿菌(Escherich is col i )的暴發(fā)已導(dǎo)致人類大量死亡和食品加工業(yè)的重大經(jīng)濟(jì)損失。隨著世界人口和包裝食品需求的增長(zhǎng)，對(duì)安全食品生產(chǎn)的有效方法的需要日益增加。
改性氣調(diào)包裝(MAP)是一種實(shí)用多年的食品保鮮方法。用MAP工藝包裝食品包括：包裝食品(最普通的為水果和蔬菜)于降低細(xì)胞呼吸的氣氛的容器中。普通MAP氣體包括Cq，N2q和其他對(duì)食品沒(méi)有影響的氣體，如惰性氣體。用MAP工藝包裝水果和蔬菜，細(xì)胞呼吸減少，因而可避免包裝中的氧快速消耗。若氧含量水平非常低，危害健康的厭氣性病原體，如肉毒梭菌(C.botulinum )，可在食品上生長(zhǎng)。
現(xiàn)在食品制造者用MAP工藝包裝其產(chǎn)品時(shí)，信賴于嚴(yán)格的溫度管理以延遲微生物生長(zhǎng)。然而，若溫度不能維持在比較窄的冷凍溫度內(nèi)(如2~5℃) ，MAP氣體可失去其防止病原體微生物生長(zhǎng)的功效。而且在冷凍溫度減慢、大多數(shù)病原體微生物生長(zhǎng)的同時(shí)，某些微生物即使在低溫貯藏時(shí)也能繼續(xù)繁殖。如果貯藏時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，即使在冷凍溫度下，許多微生物也可在食品中增加到足以引起人類患病的水平。
MAP加工技術(shù)在控制溫度的條件下，可有效抑制微生物生長(zhǎng)，同時(shí)普通細(xì)菌的病原體性質(zhì)與食品腐敗相結(jié)合需要進(jìn)一步開發(fā)食品加工技術(shù)，特別是食品制造工藝需要對(duì)不同的貯存溫度具有較少靈敏性。
本法用生物學(xué)改性氣調(diào)包裝和保存食品。以生物活性培養(yǎng)物(液體形式，凍結(jié)干燥物等)，如乳酸菌涂在食品上或/和食品容器的內(nèi)表面。然后將食品密封在富CO?氣體中。在控制冷凍的條件下，生物活性培養(yǎng)物在食品中保持休眠狀態(tài)。此培養(yǎng)物不生長(zhǎng)，保持無(wú)色、無(wú)臭和無(wú)味。然而，若食品自冷凍溫度環(huán)境中取出且延續(xù)一定時(shí)間，或食品貯藏的冷凍系統(tǒng)終止，生物活性培養(yǎng)物在富CO?氣體下迅速生長(zhǎng)。在快速生長(zhǎng)的條件下，生物活性培養(yǎng)物會(huì)產(chǎn)生酸性物(如乳酸)，降低食品pH。此外，在升溫時(shí)此生物活性培養(yǎng)物會(huì)產(chǎn)生功能性副產(chǎn)品，以抑制或殺死病原體微生物。用生物活性培養(yǎng)物引入MAP食品包裝工藝，包裝食品的微生物質(zhì)量指標(biāo)可提高，食品安全性得到改善。
另一種方法是在高于或約等于室溫中，將產(chǎn)生酸性物的生物活性培養(yǎng)物涂在食品上，然后將食品密封在富CO?氣體中，富CO?氣體在高于或約等于室溫時(shí)可促進(jìn)生物活性培養(yǎng)物的生長(zhǎng)。生物活性培養(yǎng)物選自廣泛種類的細(xì)菌，例如乳酸菌、氣球菌(Aerococcus)和丙酸菌(Propionilxccterium)。
在非冷凍環(huán)境中，添加富CO?氣體可為生物活性培養(yǎng)物生長(zhǎng)提供有利環(huán)境。此外，富CO?氣體還提供MAP氣體技術(shù)的一般保鮮作用，包括延遲腐敗微生物的生長(zhǎng)速度和減少化學(xué)降解和其他質(zhì)量惡化，如色、香、味、形、組織和化學(xué)穩(wěn)定性的損失。富CO?氣體最好為高濃度CO?，其余為N?，O?和/或稀有氣體，如Ar，Kr，Xe和Ne。
本法最好將生物活性培養(yǎng)物涂在食品上，然后再進(jìn)行MAP氣體加工，適用的食品包括水果、蔬菜、谷類、家禽、肉類、海鮮、熟食品和方便食品等。在開始加工前，食品可放在不同的容器中，包括屏蔽或可滲透的容器、屏蔽或可滲透的盤等。此外，此容器可用屏蔽或可滲透的薄膜密封。典型的氣體可滲透薄膜，其氧氣可滲透率約100一6 000cm3/(㎡·24h)，更重要的是食品密封于容器，可抽真空以除去容器中的空氣。然后此容器灌入氣體混合物，其中CO?濃度約0.2%一100%(體積分?jǐn)?shù))，其余為N?，O?(最好為N?)和稀有氣體，如Ar，Kr，Xe和Ne。
在空氣中含一定濃度的稀有氣體可有效保護(hù)紅肉和肉食品的顏色。例如，Ar在濃度至少1%(體積分?jǐn)?shù))聯(lián)合CO?和/或O?，可有效保護(hù)包裝紅肉制品的顏色。此外，其他惰性氣體如Kr，Xe和Ne的濃度至少為0.05%(體積分?jǐn)?shù))時(shí)也有效(參見美國(guó)專利US6113962)。另外，惰性氣體可有效保護(hù)果汁、蔬菜、巧克力、咖啡和食油等的感官性質(zhì)(參見歐洲一專利EP0587877，EP0586690，E130587869和EP0587868)。因此，本法用適當(dāng)濃度的惰性氣體及其混合物于包裝食品中以保護(hù)其感官性質(zhì)。
在食品密封后，將其容器或盤冷凍至-70~-20℃，最好-10~-7℃。典型食品貯藏冷凍能維持0~-7℃。溫度不當(dāng)可發(fā)生在溫度變動(dòng)超出控制范圍以外時(shí)，或者在溫度慢慢上升到室溫或更高時(shí)，由于食品溫度增加，引發(fā)生物活性培養(yǎng)物的生長(zhǎng)，導(dǎo)致釋出酸性物和抗微生物化合物。在生物活性培養(yǎng)物生長(zhǎng)時(shí)，食品的pH降低而保鮮食品。例如，充足量的乳酸可使食品的pH降低至5或更低。在酸性pH水平時(shí)，病原體微生物如沙門氏菌(Salmonella )、大腸桿菌(E.coli)等的生長(zhǎng)被延遲或抑制。而且，一旦生物活性培養(yǎng)物生長(zhǎng)被引發(fā)，其釋出抗微生物化合物如殺菌素(bacteriocin )，進(jìn)一步抑制病原體微生物的生長(zhǎng)。值得注意的是，某些乳酸菌菌株在低于室溫下也能生長(zhǎng)，僅比高溫時(shí)更慢，這些細(xì)菌生長(zhǎng)時(shí)會(huì)分泌乳酸。
