食品品質(zhì)包括食品的色、香、味，營養(yǎng)價(jià)值，應(yīng)具有的形態(tài)、重量及應(yīng)達(dá)到的衛(wèi)生指標(biāo)。幾乎所有的加工食品都需包裝才能成為商品銷售。盡管食品是一種品質(zhì)最易受環(huán)境因素影響而變質(zhì)的商品，但每一種包裝食品在設(shè)定的保質(zhì)期內(nèi)都必須符合相應(yīng)的質(zhì)量指標(biāo)。
食品從原料加工到消費(fèi)的整個(gè)流通環(huán)節(jié)是復(fù)雜多變的，它會(huì)受到生物性和化學(xué)性的侵染，受到生產(chǎn)流通過程中出現(xiàn)的諸如光、氧、水分、溫度、微生物等各種環(huán)境因素的影響。圖3-1顯示了包裝食品在流通過程中因環(huán)境因素影響而發(fā)生的質(zhì)量變化，研究這些因素對食品品質(zhì)的影響規(guī)律是食品包裝設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。
一、光照對食品品質(zhì)的影響
（一）光照對食品的變質(zhì)作用
光對食品品質(zhì)的影響很大。它可以引發(fā)并加速食品中營養(yǎng)成分的分解，使其發(fā)生腐敗變質(zhì)反應(yīng)，主要表現(xiàn)在四個(gè)方面：促使食品中油脂的氧化反應(yīng)而發(fā)生氧化性酸??；使食品中的色素發(fā)生化學(xué)變化而變色；使植物性食品中的綠、黃、紅色及肉類食品中的紅色發(fā)暗或褐變；引起光敏感性維生素如B族維生素和維生素C的破壞，并與其他物質(zhì)發(fā)生不良化學(xué)變化；引起食品中蛋白質(zhì)和氨基酸的變性。
（二）光照對食品的滲透規(guī)律
光照能促使食品內(nèi)部發(fā)生一系列的變化是因其具有很高的能量。光照下食品中對光敏感的成分能迅速吸收并轉(zhuǎn)換成光能，從而激發(fā)食品內(nèi)部發(fā)生變質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)。食品對光能吸收量越多、轉(zhuǎn)移傳遞越深，食品變質(zhì)越快、越嚴(yán)重。食品吸收光能量的多少用光密度表示，光密度越高，光能量越大，對食品變質(zhì)的作用就越強(qiáng)。根據(jù)朗伯—比爾定律（Lamber-Beer定律），光照食品的密度向內(nèi)層滲透的規(guī)律為：
式中：Ix——光線透入食品內(nèi)部x深處的密度；
Ii——光線照射在食品表面處的密度；
μ——特定成分的食品對特定波長光波的吸收系數(shù)。
顯然，入射光密度越高，透入食品的光密度也越高，深度也越深，對食品的影響也越大。
食品對光波的吸收量還與光波波長有關(guān)，短波長光（如紫外光）透入食品的深度較淺，食品所接收的光密度也較少；反之，長波長光（如紅外光）透入食品的深度較深。此外，食品的組成成分各不相同，每一種成分對光波的吸收有一定的波長范圍；未被食品吸收的光波對食品變質(zhì)沒有影響。
（三）包裝避光機(jī)理和方法
要減少或避免光線對食品品質(zhì)的影響，主要的方法是通過包裝將光線遮擋、吸收或反射，減少或避免光線直接照射食品；同時(shí)防止某些有利于光催化反應(yīng)因素，如水分和氧氣透過包裝材料，從而起到間接的防護(hù)效果。
根據(jù)朗伯-比爾定律，透過包裝材料照射到食品表面的光密度為：
式中：Io——食品包裝表面的入射光密度；
xp——包裝材料厚度；
μp——包裝材料的吸光系數(shù)。
將此式代入式（5-1）得光線透過包裝材料透入食品的光密度為：
包裝材料可吸收部分光線，從而減弱光波射入食品的強(qiáng)度，甚至可全部吸收而阻擋光線射入食品內(nèi)。因此，選用不同成分、不同厚度的包裝材料，可達(dá)到不同程度的遮光效果。
食品包裝時(shí)，可根據(jù)食品和包裝材料的吸光特性，選擇一種對食品敏感的光波具有良好遮光效果的材料作為該食品的包裝材料，從而有效避免光對食品質(zhì)變的影響。為了滿足食品不同的避光要求，可對包裝材料進(jìn)行必要的處理來改善其遮光性能，如玻璃一般采用加色處理。從圖3-5中可知：有色玻璃抵抗紫外光的能力相對較強(qiáng)，對可見光也有較好的遮光效果。有些包裝材料可采用表面涂覆遮光層的方法改變其遮光性能。在透明的塑料包裝材料中也可加入著色劑或在其表面涂敷不同顏色的涂料達(dá)到遮光效果。
二、氧對食品品質(zhì)的影響
氧氣對食品的品質(zhì)變化有顯著影響。氧使食品中的油脂發(fā)生氧化，這種氧化即使是在低溫條件下也能進(jìn)行；油脂氧化產(chǎn)生的過氧化物，不但使食品失去食用價(jià)值，而且會(huì)發(fā)生異臭，產(chǎn)生有毒物質(zhì)。氧能使食品中的維生素和多種氨基酸失去營養(yǎng)價(jià)值，還能使食品的氧化褐變反應(yīng)加劇，使色素氧化退色或變成褐色。對于食品微生物，大部分細(xì)菌由于氧的存在而繁殖生長，造成食品的腐敗變質(zhì)。
食品因O2發(fā)生的品質(zhì)變化程度與食品包裝及貯存環(huán)境中的氧分壓有關(guān)。圖3-6表示了亞油酸相對氧化速率隨氧分壓而變化的規(guī)律：油脂氧化速率隨氧分壓的提高而加快；在氧分壓和其他條件相同時(shí)，接觸面積越大，氧化速度越高。此外，食品氧化程度與食品所處環(huán)境的溫度、濕度和時(shí)間等因素也有關(guān)。
氧氣對新鮮果蔬的作用則屬于另一種情況，由于生鮮果蔬在貯運(yùn)流通過程中仍在呼吸，故需要吸收一定數(shù)量的氧而放出一定量的CO2和水，并消耗一部分營養(yǎng)。
食品包裝的主要目的之一，就是通過采用適當(dāng)?shù)陌b材料和一定的技術(shù)措施，防止食品中的有效成分因O2而造成品質(zhì)劣化或腐敗變質(zhì)。
三、水分或濕度對食品品質(zhì)的影響
一般食品都含有不同程度的水分，這些水分是食品維持其固有性質(zhì)所必需的。水分對食品品質(zhì)的影響很大，一方面，水能促使微生物的繁殖，助長油脂的氧化分解，促使褐變反應(yīng)和色素氧化；另一方面，水分使一些食品發(fā)生某些物理變化，如有些食品受潮而發(fā)生結(jié)晶，使食品干結(jié)硬化或結(jié)塊，有些食品因吸水吸濕而失去脆性和香味等。
食品中所含水分根據(jù)其理化性質(zhì)可分為結(jié)合水和自由水。結(jié)合水具有不易結(jié)冰（冰點(diǎn)約-40℃）和不能作為溶質(zhì)之溶劑的特點(diǎn)，但食物組織結(jié)構(gòu)所含水分大部分是自由水，這部分水在某種程度上決定了微生物對某種食品的侵襲而引起食品變質(zhì)的程度，用水分活度Aw表示。食品的水分活度可近似地表示為食品的水蒸氣壓與相同體積溫度下純水的蒸汽壓之比。食品中水分含量與水分活度Aw的關(guān)系曲線如圖3-7所示。當(dāng)食品含水量低于干物質(zhì)的50％時(shí)，水分含量的輕微變動(dòng)即可引起Aw的極大變動(dòng)。
根據(jù)食品中所含水分的比例，一般可將食品分為三大類，用水分活度Aw表示：Aw＞0.85的食品稱為濕食品，Aw=0.6～0.85的食品稱為中等含水食品，Aw＜0.6的食品稱為干食品。各種食品具有的水分活度值范圍表明：食品本身抵抗水分的影響能力的不同。食品具有的Aw值越低，相對地越不易發(fā)生由水帶來的生物生化性變質(zhì)，但吸水性越強(qiáng)，即對環(huán)境濕度的增大越敏感。因此，控制包裝食品環(huán)境濕度是保證食品品質(zhì)的關(guān)鍵。
四、溫度對食品品質(zhì)的影響
引起食品變質(zhì)的原因主要是生物和非生物兩個(gè)方面的因素。溫度對這兩方面都有非常顯著的影響。
（一）溫度升高對食品品質(zhì)的影響
在適當(dāng)?shù)臐穸群脱鯕獾葪l件下，溫度對食品中微生物繁殖和食品變質(zhì)反應(yīng)速度的影響都是相當(dāng)明顯的。一般說來，在一定溫度范圍內(nèi)（10～38℃），食品在恒定水分條件下，溫度每升高10℃，許多酶促和非酶促的化學(xué)反應(yīng)速率加快1倍，其腐變反應(yīng)速度將加快4～6倍。當(dāng)然，溫度的升高還會(huì)破壞食品的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重破壞其品質(zhì)。過度受熱也會(huì)使食品中蛋白質(zhì)變性，破壞維生素特別是含水食品中的維生素C，或因失水而改變物性，失去食品應(yīng)有的物態(tài)和外形。為了有效地減緩溫度對食品品質(zhì)的不良影響，現(xiàn)代食品工業(yè)采用食品冷藏技術(shù)和食品流通中的低溫防護(hù)技術(shù)，可有效地延長食品的保質(zhì)期。
（二）低溫對食品品質(zhì)的影響
溫度對食品的影響還表現(xiàn)在低溫凍結(jié)對食品內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和品質(zhì)的破壞。凍結(jié)會(huì)導(dǎo)致液體食品變質(zhì)：如果將一瓶牛乳凍結(jié)，乳濁液即受到破壞，脂肪分離出來、牛乳蛋白質(zhì)變性而凝固。易受冷損害的食品不需極度凍結(jié)，許多果蔬采收后為延長其細(xì)胞的生命過程要求適當(dāng)?shù)牡蜏貤l件；但有些果蔬在一般冷藏溫度4℃下保存會(huì)衰竭或枯死，隨之發(fā)生包括產(chǎn)生異味、表面斑痕和各種腐爛等變質(zhì)過程。
五、微生物對食品品質(zhì)的影響
人類生活在微生物的包圍之中，空氣、土壤、水及食品中都存在著無數(shù)的微生物，如豬肉火腿和香腸，在原料肉腌制加工后的細(xì)菌總數(shù)為105～106個(gè)/g，其中大腸桿菌102～104個(gè)/g。完全無菌的食品只限于蒸餾酒、高溫殺菌的包裝食品和無菌包裝食品等少數(shù)幾類。雖然大部分微生物對人體無害，但食品中微生物繁殖量超過一定限度時(shí)食品就要腐敗變質(zhì)。微生物是引起食品質(zhì)量變化最主要的因素。
（一）食品中的主要微生物
與食品有關(guān)的微生物種類很多，這里僅舉出常見的、具有代表性的食品微生物菌屬。
1．細(xì)菌
細(xì)菌在食品中的繁殖會(huì)引起食品的腐敗、變色、變質(zhì)而不能食用，其中有些細(xì)菌還能引起人的食物中毒。細(xì)菌性食物中毒案例中最多的是腸類弧菌所引起的中毒，約占食物中毒的50％；其次是葡萄球菌和沙門氏菌引起的中毒，約占40％；其他常見的能引起食物中毒的細(xì)菌有：肉毒桿菌、致病大腸桿菌、魏氏梭狀芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌、彎曲桿菌屬、耶爾森氏菌屬。
2．真菌
食品中常見的真菌，主要為霉菌和酵母。霉菌在自然界中分布極廣、種類繁多，常以寄生或腐生的方式生長在陰暗、潮濕和溫暖的環(huán)境中。霉菌有發(fā)達(dá)的菌絲體，其營養(yǎng)來源主要是糖、少量的氮和無機(jī)鹽，因此極易在糧食和各種淀粉類食品中生長繁殖。大多數(shù)霉菌對人體無害，許多霉菌在釀造或制藥工業(yè)中被廣泛利用，如用于釀酒的曲霉，用于發(fā)酵制造腐乳的毛霉及紅曲霉，用于制造發(fā)酵飼料的黑曲霉等。然而，霉菌大量繁殖會(huì)引起食品變質(zhì)，少數(shù)菌屬在適當(dāng)條件下還會(huì)產(chǎn)生毒素。到目前為止，經(jīng)人工培養(yǎng)查明的霉菌毒素已達(dá)100多種。
（二）微生物對食品的污染
作為食品原料的動(dòng)植物在自然界環(huán)境中生活，本身已帶有微生物，這就是微生物的一次污染。食品原料從自然界中采集到加工成食品，最后被人們所食用為止整個(gè)過程所經(jīng)受的微生物污染，稱為食品的二次污染。
食品二次污染過程包括食品的運(yùn)輸、加工、貯存、流通和銷售。由于空氣環(huán)境中存在著大量的游離菌，如城市室外空氣中一般含有103～105個(gè)/m3的微生物，其中大部分是細(xì)菌，而霉菌約占10％，這些微生物很容易污染食品。因此，在這個(gè)復(fù)雜的過程中，如果某一環(huán)節(jié)不注意滅菌和防污染，就可能造成無法挽回的微生物污染，使食品腐敗變質(zhì)。
由于一次污染和二次污染的存在，市場上銷售的食品中含有大量的微生物。表3-2為主要優(yōu)質(zhì)食品中的微生物情況。
光、氧、水分、溫度及微生物對食品品質(zhì)的影響是相輔相成、共同存在的。采用科學(xué)有效的包裝技術(shù)和方法避免或減緩這種有害影響，保證食品在流通過程中的質(zhì)量穩(wěn)定，更有效地延長食品保質(zhì)期，是食品包裝科學(xué)研究要解決的主要課題。
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