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保健食(用)品包装材料的使用现状及发展趋势

2010-08-30 11:14:23

    包装在对食品提供保护,防止食品受外界微生物或其它物质的污染,防止或减少食品氧化和其它反应方面有着不可替代的作用。用于食品包装的材料必须有适当的阻隔性,如油脂食品要求高阻氧性和阻油性;干燥食品要求高阻湿性;芳香食品要求高保香性;而果品、菜类鲜活食品又要求包装有一定的氧气、二氧化碳和水蒸气的透过性。此外食品包装材料还要有良好的抗拉伸强度、耐撕裂、耐冲击等机械性能;良好的化学稳定性,不应与内装食品发生化学反应,确保食品安全。另外还要有较高的耐温性,适合食品的高温消毒和低温储藏等特点。
  食品包装自古就有,但直至成为食品不可缺少的组成部分,还是第二次世界大战以后的事情。原来许多传统不包装的食品,如鲜肉、水果、蔬菜现在也使用了包装。

  1.常用的食品包装材料

  纸、塑料、金属、玻璃是常用的食品包装材料。

   纸包装材料有许多优点:价格低廉、经济节约、防护性能好、生产灵活性能好、储运方便、易于造型装潢、不污染内装物、能与其他材料合成并提高材料性能等,所以是目前被广泛使用的一种包装材料。同时因为纸品包装使用后可再次回收利用,即使有少量纸品遗弃在环境中也可以自然分解,对自然环境没有不利影响,所以纸板及其制品是绿色产品,符合环境保护的要求,用其来替代部分塑料类包装材料对减少由于塑料造成的白色污染能起到积极的作用。随着人们对环保意识的增强及生活实际需要,开发植物纤维快餐盒,研发天然绿色包装材料等将作为今后纸制品食品包装材料的趋势。另外,随着包装科技的迅速发展,可食性包装纸是现代食品包装的重要发展方向。这种包装具有重要的环保与经济价值。目前,国外的可食性纸有两种,一种以蔬菜为主要原料,将蔬菜成型后烘干;另一种是将淀粉、糖糊化,加入其他食品添加剂,争取与造纸类似的方法成型。从应用与发展前景来看,以蔬菜为原料的绿色产品更具有发展潜力。

  高分子塑料目前已成为一种重要的食品包装材料,由于它质量轻、使用方便,阻隔性、渗透性、耐热性、耐寒性、耐蚀性好,以及外形外观色彩斑斓、美丽等特性,而被广泛运用。因为塑料材料及含塑料复合材料有其它材料所不具备的优点,所以在食品包装材料中,塑料制品及复合包装材料占有着举足轻重的地位。因此,近几十年来它的发展很快,估计以后塑料包装市场还将有很大增长。而且它本身的物质不易移入被包装的食品中,但一些未参与聚合的游离单体及裂解物,以及为了包装材料的外观耐久性而加入的稳定、增塑、润滑、着色剂,如果质量不当也会产生毒害作用,而导致其不安全。值得注意的是高分子包装材料有一个突出的缺点,不易降解,焚烧会产生有毒气体。而且塑料包装材料属于塑料制品中使用周期最短的品种,一般为1个月~3个月,最长一年,此后大多成为城市固体废弃物进入垃圾处理系统,有的则随意丢弃,造成“白色污染”。塑料包装材料在废弃物中所占的比例最大,其对环境所造成的污染也是各类包装材料中最为严重的。目前的处理方案为回收利用和开发应用降解塑料相结合。另外,由于塑料制品本身有缺陷,其耐湿性和阻隔性总体还不如金属和玻璃容器,所以改善已有的塑料性能、开发新品种、提高强度和阻隔性、减少用量以及重复使用、分类回收等非常重要。

  金属材料具有较高的机械强度,牢固、耐压、不碎、可延展、可咬合、可焊接、可粘接,具有优良的阻湿性和气密性,以及易于回收、容易处理,其废弃物对环境的污染相对塑料和纸较小等优点,因此金属在包装材料中占有相当重要的地位。罐头以及一些液体、糊状、粉状或高级食品,多用这类包装材料。常用的金属包装材料有马口铁和铝,广泛用于制造食品和饮料的包装罐。由于金属包装材料易于回收、容易处理,则其废弃物对环境的污染相对塑料和纸较小。常用的金属包装材料有马口铁和铝,广泛用于制造食品和饮料的包装罐。近年来,金属罐的变化和发展方向为:(1)提高材料的强度,减少基板厚度,可较大程度地节约金属材料的用量,降低成本,而且能减轻未回收罐对环境的影响;(2)减少马口铁的镀锡量;(3)以马口铁代铝制罐,由于铝成本高,而且价值不稳定,各国纷纷采用马口铁代替铝生产两片罐作食品、饮料罐;(4)采用电阻焊,实现无铅污染;(5)采用铝箔代替塑料和纸由于铝箔的回收非常容易,对环境几乎没有污染,所以采用铝箔代替塑料和纸是比较好的发展方向。许多食品可采用铝箔制成的容器来包装。

  玻璃是很常用的包装材料之一。玻璃包装材料的主要特点是美观、卫生、抗腐蚀、成本低,而且是惰性材料,对环境污染小。牛奶、软性碳酸饮料、酒类和果酱等普遍采用玻璃容器包装。玻璃包装容器有以下优点:化学稳定性好;阻隔性、卫生性与保存性好;一般不会变形;容易用盖密封,开封后仍可再度紧封;易于美化;原料丰富成本低廉等。牛奶、软性碳酸饮料、酒类和果酱等普遍采用玻璃容器包装,一些烹调用具和餐具也采用玻璃包装。玻璃包装材料的缺点是易碎、笨重。从国外玻璃包装材料的发展来看,食品包装用的玻璃瓶,朝着提高玻璃强度和轻量化(薄壁化)的方向发展。轻量化和薄壁化必然会影响玻璃容器的强度,解决这个问题的方法除了采用合理的结构设计以外,主要是采用化学的和物理的强化工艺,以及表面涂层强化方法,提高玻璃的物理机械强度。同时还要改善玻璃性能,特别是玻璃包装制品的回收利用和对它易破碎的改性,降低单件玻璃包装容器的能耗和原料消耗。

  2、包装新材料及技术

  2.1活性包装材料

   活性包装技术的应用将成为今后发展趋势。“活性包装”的概念来自于与通常由法律或习惯所选定的“惰性”包装材料相反,特别指应用在食品包装上,并由目前欧洲法规认可的具有“屏蔽”功能的包装材料。活性技术包装包括包装与包装内部的气体及食品之间的相互作用。活性包装能够有效地保持食品的营养和风味。由于材料科学、生物科学和气体包装的进步,近年来活性包装技术发展很快,如包装剩余空间的氧气会加速食品的氧化,除氧活性包装体系应运而生。上个世纪70年代脱氧剂就开始用于食品包装。其中铁系脱氧剂是发展较快的一类脱氧剂,其后又开发了亚硝盐系、酶催化系、有机脱氧剂、光敏脱氧剂等等。又如能产生灭菌剂的活性包装体系,包括乙醇等杀菌系统,是将食品级乙醇吸收到一种载体上,装入食品袋中,可使食品,长期处于灭菌状态。而活性灭菌物质与包装材料相结合的体系,是将山梨醇、山梨酸盐、苯甲酸钠、银沸石等物质加入到制造包装容器的材料中,然后制造加工成容器,使其缓慢释放出灭菌活性成分。在研究果蔬新鲜食品的保鲜包装时发现,在保鲜包装中,果蔬释放出乙烯,当乙烯达到一定浓度后,果蔬会加速腐烂。因此,在保鲜包装中应设法加入乙烯吸收剂,将果蔬食品释放出的乙烯加速氧化,从而达到良好的保鲜效果,以减少包装中的乙烯含量而提高保鲜效果和延长货架寿命。用作氧化催化剂的纳米微粒主要有Fe3O4、Fe2O3、Co3O4、NiO以及Pt、Rh、Ag、Pd等。

  2.2纳米包装新技术

  在包装材料(如塑料及复合材料)中加入纳米微粒,使其产生了除异味、杀菌消毒的作用。现在一些企业就是利用这一技术特性,将纳米微粒加入到冰箱材料(塑料)中,生产出抗菌冰箱,大大延长了冰箱内食物的保存期。同样也可将纳米微粒加入纸、塑料及复合材料中用于包装食品,可提高包装食品的货架寿命。

  2.3新型高阻隔包装材料

  高阻隔包装材料是食品包装材料趋势,发展有4项:非结晶性尼龙,阻气性为尼龙6倍;SaranHB,其阻气性为Saran膜的10倍;丙烯酸盐树醋;金属化镀膜。

  新型高阻隔性塑料在国处已广泛使用,因为这种包装材料不仅可以提高对食品的保护,而且可以减少塑料的用量,甚至可以重复使用。对于要求高阻隔性保护的加工食品以及真空包装、充气包装等情况一般都要用复合材料包装。而在多层复合材料中必须有一层以上高阻隔性材料。现在国内常用的高阻隔性材料有铝箔、尼龙、聚醋等。随着食品对保护性要求的提高,阻隔性更好的EVOH(乙烯-乙烯醇共聚物)、聚乙烯醇等也开始应用。EVOH是一种链状结构的结晶性聚合物,集乙烯聚合物良好的加工性和乙烯醇聚合物的极高的气体阻隔性于一体,是一种新型的阻隔材料,其阻气性比PA(聚酰胺)高100倍,比PE、PP高10000倍,比目前常用的高阻隔性材料PVDC高数10倍以上。在食品包装方面,用EVOH制成的塑料容器完全可以替代玻璃和金属容器,尤其是目前啤酒瓶爆炸伤人已成为全球性问题。

  目前发达国家开发并有少量应用的PEN(聚蔡二甲酸乙二醇醋)将会给食品包装带来巨大的变化。PEN的化学结构与PET(聚对苯二甲酸乙二醇醋)相似,但刚性大大提高,阻氧性、阻水性比PET提高数倍,而且紫外线吸收性好、耐水解性好、气体吸附性低,装过食品后不残留异味,可重复使用。

  无机高阻隔微波食品包装材料将成为新宠。近几年研发的镀SiOx材料是在PET、PA、PP等材料上镀一层薄的硅氧化物,它不仅有更好的阻隔性,而且有极好的大气环境适应性,它的阻隔几乎不受环境温度和湿度变化的影响。SiOx镀膜有高阻隔性、高微波透过性、透明性,可用于高温蒸煮、微波加工等软包装,也可制成饮料和食用油的包装容器。

   2.4可食性包装薄膜

  可食性包装薄膜是由多糖类物质合成的,无毒副作用,既可食又不影响食感。主要是葡甘露聚糖,它吸水后可膨胀100倍,高弹性、高粘度、耐热、防水、防潮,食后即可消除饥饿,又不被人体吸收。可食性薄膜既可制成溶于水的薄膜,也可制成溶于温水而不溶于冷水的薄膜,还可制成耐热、可塑封的薄膜,可与食品一块煮烧,方便又卫生,保鲜作用极好。

  目前已研制的可食性薄膜有:可食性淀粉包装膜,以玉米淀粉、马铃薯淀粉为主料,辅以可食性添加剂而成的食用薄膜,用于糖果、果脯、蜜饯的内包装,产品的抗机械拉力、韧性、透明度、速溶性都优于目前食品厂使用的糯米纸。可食性蛋白质膜,以动物或植物蛋白为原料制成的蛋白质薄膜可减少抗氧化剂和防腐剂的用量,又能延长货架寿命。另外,魔芋精粉及改性产物膜,纤维素及改性产物膜,甲壳素可食膜都是新型的可食性包装薄膜。

  总之,食品包装材料今后发展主流趋势是功能化、环保化、简便化。无菌包装采用高科技和分子材料,保鲜功能将成为食品包装技术开发重点,无毒包装材料更趋安全,塑料包装将逐步取代玻璃制品;采用纸、铝箔、塑料薄膜等包装材料制造的复合柔性包装袋,将呈现高档化和多功能化。社会生活节奏的加快将使快餐包装面临巨大发展机遇。食品工业是21世纪的朝阳工业,食品包装材料更为飞速发展,食品包装材料领域一定能抓住这个商机发展壮大起来。
 
 

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