從20世紀初以來，就已采用改善和控製食品周圍氣體環境的方法來限製食品的生物活性。實踐證明，改善食品的氣體環境作為冷藏的補充手段，可大大延緩食品的生物生化變質。目前，改善和控製氣氛包裝（M&CAP）得到廣泛的使用，最常用的方法就是真空和充氣包裝、改善氣氛包裝（MAP）及控製氣氛包裝（CAP）。食品真空和充氣包裝都是通過改變包裝食品環境條件而延長食品的保質期，而MAP和CAP是在真空充氣包裝技術基礎上的進一步發展。現代食品流通銷售模式為生鮮農副產品分切保鮮包裝產品提供了基本條件和無限商機，而改善和控製氣氛包裝技術為其生鮮品質提供了技術保證。
一、真空和充氣包裝機理
（一）真空包裝(Vacuum packing)
1.食品真空包裝的意義
食品真空包裝是把被包裝食品裝入氣密性包裝容器，在密閉之前抽真空，使密封後的容器內達到預定真空度的一種包裝方法。常用的包裝容器有金屬罐、玻璃瓶、塑料及其複合薄膜等軟包裝容器。
真空包裝技術用於玻璃和金屬罐的食品包裝已有百餘年的曆史，這兩種包裝容器的氣密性極好，隻要封口的密封性可靠，就可以長期地貯存食品，但玻璃瓶罐重且易破損，金屬罐則易鏽蝕，對食品的流通和消費帶來了許多不便。20世紀50年代，開始采用塑料及塑料與紙和鋁箔等的複合軟包裝材料進行真空包裝，生產食品軟罐頭和袋裝食品，由於重量輕，貯運流通及食用方便而取代了瓶裝和罐裝食品，得到很快的發展。隨著市場對包裝食品的保質期和質量要求越來越高，食品真空包裝將會得到更廣泛的應用。
2.真空包裝保質機理
真空包裝的目的是為了減少包裝內氧氣的含量，防止包裝食品的黴腐變質，保持食品原有的色、香、味並延長保質期。附著在食品表麵的微生物一般在有氧條件下才能繁殖，真空包裝則使微生物的生長繁殖失去條件。新鮮牛肉用薄膜進行真空包裝和普通包裝在不同貯藏溫度下的細菌繁殖情況，可見兩者的差異很大，貯藏溫度對細菌繁殖影響也很大。
對微生物來說，當O2濃度≤1%時,它的繁殖速度急劇下降，在O2濃度為0.5%時,多數細菌將受到抑製而停止繁殖。另外，食品的氧化、變色和褐變等生化變質反應都與氧密切相關，當O2濃度≤1%時，也能有效地控製油脂食品的氧化變質。真空包裝就是為了在包裝內造成低氧條件而保護食品質量的一種有效包裝方法。
食品真空包裝的保質效果不僅取決於采用較高真空度的包裝機械，也取決於采用正確合理的包裝技術，包裝後一般還需適當殺菌和冷藏；加工食品經真空包裝後還要經過80℃、15min以上的加熱殺菌，生鮮食品在真空包裝後應在低溫狀態（10℃以下）下流通和銷售。
（二）充氣包裝(Gas packing)
1.充氣包裝特點
充氣包裝是在包裝內充填一定比例理想氣體的一種包裝方法，目的與真空包裝相似，通過破壞微生物賴以生存繁殖的條件，減少包裝內部的含氧量及充入一定量理想氣體來減緩包裝食品的生物生化變質；區別在於真空包裝僅是抽去包裝內的空氣來降低包裝內的含氧量，而充氣包裝是在抽真空後立即充入一定量的理想氣體如N2、CO2等，或者采用氣體置換方法，用理想氣體置換出包裝內的空氣。
經真空包裝的產品，因內外壓力不平衡而使被包裝的物品受到一定的壓力，容易粘結在一起或縮成一團；酥脆易碎的食品如油炸土豆片、油炸膨化風味食品等易被擠碎；形狀不規則的生鮮食品，易使包裝體表麵皺折而影響產品質量和商品形象；有尖角的食品則易刺破包裝材料而使食品變質。充氣包裝既有效地保全了包裝食品的質量，又能解決真空包裝的不足，使內外壓力趨於平衡而保護內裝食品，並使其保持包裝形體美觀。
食品包裝采用氣體充填技術已有較長的曆史，歐美在20世紀30年代已開始研究使用CO2氣體保存肉類食品；50年代研究開發了用N2和CO2氣體置換空氣的牛肉罐頭和奶酪罐頭，有效延長了保質期；60年代由於各種氣密性塑料包裝材料的開發，很多食品如乳製品、肉食加工品、茶葉、花生、蛋糕等都成功地采用了氣體充填包裝技術；70年代生鮮肉的充氣包裝在歐美各國廣泛應用。
2．充氣包裝保質機理
充氣包裝常用的充填氣體主要有CO2、N2、O2及其混合氣體，其他很少用的氣體有CO、NO2、SO2、Ar等。
（1）二氧化碳空氣中CO2的正常含量為0.3%。CO2在低濃度下能促進許多微生物的繁殖，但在高濃度下卻能阻礙大多數需氧菌和黴菌等微生物的繁殖，延長微生物增長的停滯期和延緩其指數增長期，因而對食品有防黴和防腐作用；但CO2不能抑製厭氧菌和酵母菌的繁殖生長，若存在這類微生物時還需采用其他氣體或方法抑製其增長。在混合氣體中CO2的濃度超過30%就足以抑製細菌增長。在實際應用中，因CO2易通過塑料包裝材料逸出和被食品中水分和脂肪吸收，混合氣體中CO2的濃度一般超過50%。
CO2溶於水中會產生弱酸性的碳酸，因pH的降低而對微生物產生抑製作用；同時，CO2對油脂及碳水化合物等有較強的吸附作用而保護食品減少氧化，有利於食品貯藏。一般認為真空包裝是防止食品腐變的有效方法，但往往難以達到預期效果，究其原因，包裝內殘存的微量氧也會使微生物生存，當溫度較高時則會繁殖，如果采用CO2充氣包裝，其保藏效果會得到明顯改善。
（2）氮氣N2在空氣中占78%，作為一種理想惰性氣體一般不與食品發生化學作用，包裝中提高N2濃度則相對減少O2濃度，就能產生防止食品氧化和抑製細菌生長的作用。N2不直接與食品中的微生物作用，它在充氣包裝中的作用有兩個：一是抑製食品本身和微生物的呼吸；二是作為一種充填氣體，保證產品在呼吸包裝內的O2後仍有完好外形。
（3）氧氣O2在空氣中占21%，是生物賴以生存不可缺少的氣體。O2的個性活躍，會引起食品變質和加速腐敗細菌的生長，一般包裝內都不允許存在。
生鮮的肉類和魚貝類，如果處於無氧狀態下保存，則維持組織新鮮的氧合肌紅蛋白就會還原變成暗褐色而使產品失去生鮮狀態乃至商品價值。因此，維持新鮮肉類穩定的生鮮狀態必須采用有氧包裝。
含氧充氣包裝特別適用於生鮮果蔬的保鮮包裝。不同果蔬要維持其正常代謝而保持其新鮮所需的氧濃度是不同的，這主要取決於果蔬的品種、成熟度等許多因素。采用適當的包裝材料和包裝方法，控製果蔬貯存環境的氧分壓和呼吸速度，這就是近代開發的果蔬氣調保鮮包裝（CAP）技術。O2常與CO2和N2混合成理想氣體用於生鮮食品的充氣包裝，其作用是維持生鮮食品內部細胞一定的活性，延緩其生命過程，保持一定程度的生鮮狀態。
在應用充氣包裝技術時，根據被包裝食品的性能特點，可選用單一氣體或上述三種不同氣體組成的理想氣體充入包裝內，以達到理想的保質效果。一般情況下，N2的穩定性最好，可單獨用於食品的充氣包裝而保持幹燥食品的色、香、味；對於那些有一定水分活度、易發生黴變等生物性變質的食品，一般用CO2和N2的混合氣體充填包裝；對於有一定保鮮要求的生鮮食品，則需用一定氧氣濃度的理想混合氣體充填包裝。
對於同一種薄膜，三種氣體的透過比例為：N2∶O2∶CO2＝1∶3∶（15～30）可見N2是食品充氣包裝的一種理想氣體。
二、真空和充氣包裝工藝要點
（一）包裝材料的選擇
為保持或維持包裝容器內的氣氛狀態，食品真空充氣包裝對包裝材料提出了不同的要求。塑料包裝材料的透氣和透濕性能隨聚合物分子結構、薄膜厚度和溫濕度等因素的影響而變化；真空或充氣包裝後受大氣環境的影響，包裝容器內含氧量或混合氣體各組分的濃度會發生變化，選擇包裝材料的原則是減少大氣環境的影響，獲得盡可能長的保質期。