一、氣調包裝的保鮮機理是通過在包裝內充入一定的氣體，破壞或改變微生物賴以生存繁殖的條件，以減緩包裝食品的生化變質，達到保鮮防腐的目的。所用的氣體通常二氧化碳、氧氣和氮氣或是它們的各種組合，而每種氣體對鮮肉的保鮮作用不盡相同。

二氧化碳在氣調包裝中充當細菌抑制劑。1933年，澳大利亞和新西蘭最早開始用高濃度的二氧化碳保存鮮肉，1938年有26％來自澳大利亞及60％來自新西蘭的牛肉是以填充高濃度二氧化碳包裝進行船舶運輸，在－1.4℃的貯存溫度下，這種處理的牛肉有40～50d的貯存期。二氧化碳是一種穩定的化合物，無色、無味，對大多數需氧菌和霉菌的繁殖有較強的抑制作用，同時，也可延長細菌生長的滯后期和降低其對數增長期的速度。二氧化碳的抑菌作用，一是在高濃度二氧化碳的包裝袋內，二氧化碳取代了氧氣，高二氧化碳環境使大量好氣性微生物(如假單胞菌)生長受到抑制；二是由于二氧化碳可溶解于水中，形成碳酸，降低pH值，使某些不耐酸的微生物失去生存的必要條件；三是通過對細胞的滲透作用。在同溫同壓下二氧化碳在水中的溶解度是氧氣的6倍，滲入細胞的速率是氧氣的30倍，由于二氧化碳的大量滲入，會影響細胞膜的結構，增加膜對離子的滲透力，改變膜內外代謝作用的平衡，而干擾細胞正常代謝，使細菌生產受到抑制。二氧化碳滲入還會刺激線粒體ATP酶的活性，使氧化磷酸化作用加快，使ATP減少，使機體代謝生長所需能量減少。

影響二氧化碳抑菌作用的因素很多，主要包括以下幾個方面：

1、肉品中的微生物種類；

2、二氧化碳的應用時間；

3、二氧化碳濃度；

4、貯存溫度。

二氧化碳對不同種類的微生物作用不同，一般來說，G－細菌比G＋細菌對二氧化碳更敏感。常見的引起肉品腐敗的細菌如G－的假單胞菌、不動桿菌和莫拉菌可以被20％的二氧化碳抑制，而G＋的則能夠在50％的二氧化碳中生長，乳酸菌對二氧化碳有很高的抗性，甚至在100％的二氧化碳中生長。二氧化碳對引起食物中毒的厭氧菌影響不顯著，無氧和高濃度二氧化碳會促進它們的生長。

二氧化碳的應用時間對其抗菌效果也有重要影響，對二氧化碳敏感的微生物，在其生長早期使用二氧化碳，可以延長其遲滯期，當其進入對數生長期后，二氧化碳對其抑制作用降低。因而氣調包裝應用時間越早，抑菌效果越好。

盡管各種微生物對于二氧化碳的敏感程度不同，但一般來說，酵母、霉菌與細菌可以被5％～50％的二氧化碳抑制。在0～20％的濃度范圍內，二氧化碳抑菌效果線性增加；濃度高于20％時，二氧化碳的抑菌效果的增加相對較小。

在氣調包裝中使用氧氣主要是由于肌肉中肌紅蛋白與氧分子結合后，成為氧合肌紅蛋白而呈鮮紅色，因此，為保持肉的鮮紅色，包裝袋內必須有氧氣。自然空氣中含氧氣約20.9％，因此新切面肉表面暴露于空氣中則顯淺紅色。據報道，在0℃、相對濕度99.3％時，氧分壓800±400Pa(0.4％～1.2％氧氣)時高鐵肌紅蛋白形成最多，氧氣必須在5％以上方能減少高鐵肌紅蛋白的形成。但據Bartkowski(1982)指出，氧必須在10％以上才能維持鮮紅，40％以上的氧氣能維持9d良好色澤。鮮紅的氧合肌紅蛋白的形成還與肉表面潮濕與否有關，表面潮濕，則溶氧量多，易于形成鮮紅色。

氧氣雖然可以維持良好的色澤，但由于氧氣的存在，在低溫條件下(0～4℃)也易造成好氣性假單胞菌生長，因而使保存期要低于真空包裝，此外，氧氣還易造成不飽和脂肪酸氧化酸敗，致使肌肉褐變。

氮氣是惰性氣體，對被包裝物一般不起作用，也不會被食品所吸收。氮氣對塑料包裝材料的透氣率很低，因而可作為混合氣體緩沖或平衡包裝內氣體，并可防止因充入二氧化碳所造成的壓塌現象。