淺談食品包裝材料的現(xiàn)狀和發(fā)展方向

■ 文/李森郭洪菊陳辰王冰

1.上海出版印刷高等?？茖W(xué)校 2.中國(guó)人民解放軍61206部隊(duì)

淺談食品包裝材料的現(xiàn)狀和發(fā)展方向

■ 文/李森1郭洪菊1陳辰1王冰2

1.上海出版印刷高等?？茖W(xué)校 2.中國(guó)人民解放軍61206部隊(duì)

本文對(duì)食品包裝材料進(jìn)行了綜述，分析了食品包裝的作用及對(duì)材料的要求、幾種主要的食品包裝材料的特點(diǎn)及使用現(xiàn)狀，并討論了食品包裝材料的幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。包裝的功能主要有保存和保護(hù)，提供產(chǎn)品信息，便利功能，營(yíng)銷功能等。目前食品包裝材料主要有玻璃、金屬、塑料、紙。文章給出了這幾種材料的特點(diǎn)，包括優(yōu)勢(shì)和缺陷以及它們的安全性。食品包裝材料的發(fā)展趨勢(shì)有主動(dòng)包裝、高阻隔性、納米材料以及可食性包裝材料幾個(gè)方向。

食品 包裝 材料

包裝是絕大部分產(chǎn)品生產(chǎn)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，它對(duì)產(chǎn)品起著容納、保護(hù)、提供產(chǎn)品信息等作用，同時(shí)也方便了產(chǎn)品的運(yùn)輸、儲(chǔ)存和展示。對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，包裝的作用首先是保護(hù)。俗話說(shuō)，病從口入，人們對(duì)食品以及藥品的包裝的完整性和安全性自然會(huì)有更高的警惕。包裝使用的材料與包裝的效果、質(zhì)量及成本等密不可分，不同的食品對(duì)其包裝的要求和側(cè)重點(diǎn)各不相同，從而產(chǎn)生了當(dāng)今市面上各種各樣不同的包裝材料。本文對(duì)目前食品包裝材料做一個(gè)概述，包括食品包裝的作用, 食品包裝材料的類型,食品包裝材料的最新進(jìn)展以及其發(fā)展方向。

1.食品包裝的作用及對(duì)材料的要求

1.1 保護(hù)和保存

保護(hù)和保存食品是其包裝最基本的功能，食品從被生產(chǎn)、加工完成后，要經(jīng)歷運(yùn)輸、配送、存放等過(guò)程，食品在這個(gè)過(guò)程在可能會(huì)遭受到各種不同類型的損壞，主要包括物理?yè)p壞，化學(xué)破壞和生物破壞三個(gè)方面。第一，物理?yè)p壞是指食物受到外界物體的沖擊、摩擦等導(dǎo)致其物理形態(tài)發(fā)生改變，如雞蛋被打破，薯片被壓碎。第二，化學(xué)破壞指的是食物受到外界環(huán)境影響而導(dǎo)致口感變差甚至變質(zhì)等。第三，生物破壞，食物若保存不當(dāng)，會(huì)被昆蟲(chóng)、小型嚙齒類等動(dòng)物食用、污染或者是微生物滋生，這是很大的安全隱患。

食品的包裝必須從材料和設(shè)計(jì)上防止這些破壞的發(fā)生。包裝的保護(hù)和保存功能，給人們的生活、旅行等活動(dòng)帶來(lái)方便。同時(shí)，較長(zhǎng)的保質(zhì)期給食品的運(yùn)輸提供了時(shí)間，使得人們能品嘗到世界各地的食物。

1.2 便利功能

食品包裝最初的功能就是便于人攜帶，很多食物如果不進(jìn)行包裝，根部無(wú)法運(yùn)輸、攜帶，比如牛奶、酒、奶粉等。此外，食品包裝的便利功能還有很多，比如開(kāi)袋后再密封功能；包裝可直接使用明火、微波爐加熱的功能，或者包裝自身發(fā)熱。不斷發(fā)展的包裝技術(shù)給人們的日常生活、體育運(yùn)動(dòng)、戶外活動(dòng)等帶來(lái)了極大的便利。

1.3 營(yíng)銷功能

當(dāng)消費(fèi)者在選擇某類產(chǎn)品時(shí)，尤其是消費(fèi)者在不了解此類產(chǎn)品的情況下，選擇必然具有一定的盲目性。而在這種情況下最能影響消費(fèi)者的便是包裝。從消費(fèi)者的角度來(lái)看，被考慮到的包裝因素包括：第一點(diǎn)是包裝整體外觀，包括外形、結(jié)構(gòu)、色彩等，整體外觀要對(duì)消費(fèi)者具有吸引力；第二點(diǎn)是包裝以及印刷的質(zhì)量，當(dāng)代的人普遍都有這樣一個(gè)心理暗示，包裝的質(zhì)量越好，產(chǎn)品質(zhì)量越好、越高檔；第三點(diǎn)是信息全面，包括食物的名稱、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期、保存方式、食用方法等等；第四點(diǎn)是包裝的便利性。

2.食品包裝材料發(fā)展現(xiàn)狀

用于食品包裝的材料主要有玻璃、金屬、紙和紙板、塑料、陶瓷、纖維等?，F(xiàn)如今的食品包裝通常使用多種材料，來(lái)達(dá)到包裝的保護(hù)功能、降低成本、使包裝更美觀等目的。包裝的材料通常是多層的，一般一種材料作為主體包裝材料，提供力學(xué)性能。另一層材料提供良好的熱封性能。涂層也是常常被用到的，來(lái)提高材料的阻隔性。接下來(lái)介紹幾種主要的食品包裝材料的發(fā)展現(xiàn)狀。

2.1 玻璃

早在公元前3000多年，古埃及就出行了玻璃器皿。如今玻璃已經(jīng)成為一種廣泛使用的食品包裝材料。玻璃具有很好阻隔性能,能很有效的阻隔外界的水分、氧氣、二氧化碳等成分，使食物具有較長(zhǎng)的保質(zhì)期；并且玻璃具有較好的機(jī)械強(qiáng)度，能為食品提供較好的保護(hù)。另外，玻璃本身的化學(xué)穩(wěn)定性高，又耐熱，所以很多玻璃包裝制品可以回收后經(jīng)高溫消毒重復(fù)使用，如牛奶瓶、啤酒瓶。玻璃由于化學(xué)穩(wěn)定性好，一般被認(rèn)為是最安全的包裝材料之一。但玻璃制作過(guò)程中的著色劑、澄清劑等，可能會(huì)導(dǎo)致一些有害物質(zhì)的遷移，如砷、銻、鉛、鎘等。但玻璃包裝有一個(gè)很明顯的缺點(diǎn)，由于其硬度高、延展性很差，所以作為包裝的玻璃容器都比較厚，其重量較大。

2.2 金屬

金屬可以說(shuō)是性能非常全面的一種包裝材料。它對(duì)食品具有有很好的物理保護(hù)，并且阻隔性很好，并且金屬易于加工、回收，還有金屬的印刷適性較好。金屬容器通常采用抽真空密封包裝，金屬的密封可靠性高，對(duì)食品的保質(zhì)效果非常好。與玻璃相比，金屬不僅同樣是氧氣、水分近乎完美的屏障，而且金屬能阻隔光線。同時(shí)，由于金屬普遍具有良好的延展性，所以金屬容器比玻璃容器薄很多，重量也更低。但金屬也有明顯的缺點(diǎn)。第一，成本高。第二，化學(xué)穩(wěn)定性不如玻璃，如酸性較強(qiáng)的食品無(wú)法使用金屬包裝。因此金屬容器往往會(huì)使用環(huán)氧酚醛涂料以防止其被腐蝕，但涂料中的雙酚A是公認(rèn)的污染源。第三，相比較于塑料和紙盒，金屬包裝的重量還是較高。

2.3 塑料

塑料也被稱作樹(shù)脂，是目前使用最廣泛的食品包裝材料, 它是通過(guò)加聚、縮聚等反應(yīng)生成的高分子化合物。由于參加反應(yīng)的單體多種多樣，所以塑料具有十分豐富的類別。塑料可分為熱塑性與熱固性。熱塑性塑料在受熱后融化，冷卻后重新成型，容易制成薄膜、包裝材料。比如有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。而熱固性塑料受熱后不具有可塑性，比如氨基塑料、酚醛樹(shù)脂等。熱固性塑料比熱塑性塑料更堅(jiān)硬耐用。

作為食品包裝材料，塑料的優(yōu)勢(shì)有很多，首先是便于成型，它可以根據(jù)包裝的需要被制成任何形狀；其次塑料價(jià)格低廉、阻水性較好、熱封性能好；第三，塑料的印刷適性好，它的顏色、不透明度也易與控制；第四，塑料的機(jī)械性能、熔點(diǎn)也可以人為控制以滿足不同需求；第五，質(zhì)量輕。塑料的缺點(diǎn)是不同程度的光、氣體、水分的穿透性；塑料本身的增塑劑、抗老化劑或反應(yīng)殘留單體等會(huì)對(duì)食品有一定污染；以及塑料包裝使用后對(duì)環(huán)境的污染等。

2.4 紙

目前，紙和紙板占到包裝材料的40%。從包裝的功能上來(lái)講，紙質(zhì)包裝主要是用于容納、保護(hù)，防止產(chǎn)品的物理?yè)p壞，并且方便運(yùn)輸。比如常見(jiàn)的紙盒、瓦楞紙箱等。由于紙本身的阻隔性很差，而且含有大量添加劑，所以紙類材料很少會(huì)直接接觸食物。一般使用其它的材料來(lái)提供阻隔性。比如說(shuō)餅干內(nèi)部用塑料包裝，外面再使用紙盒包裝。總的來(lái)講，紙質(zhì)包裝的優(yōu)點(diǎn)是成本低、加工性能良好、印刷適性好、可回收等，屬于環(huán)保包裝材料；缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度相對(duì)小、耐水性差、阻隔性差、化學(xué)殘留物多等。目前用在食品包裝上的形式主要是紙盒、紙袋、紙箱等。

3. 發(fā)展趨勢(shì)

食品包裝的發(fā)展跟隨著消費(fèi)者以及食品加工企業(yè)的需求。消費(fèi)者希望他們買到的食物更新鮮、質(zhì)量更好，食用更方便；企業(yè)家希望降低成本。還有一點(diǎn)，包裝的發(fā)展應(yīng)當(dāng)考慮其對(duì)資源和環(huán)境的影響。下面介紹食品包裝材料的幾個(gè)發(fā)展方向。

3.1 調(diào)節(jié)功能

在主動(dòng)包裝中，通過(guò)調(diào)節(jié)食品的環(huán)境來(lái)延長(zhǎng)保質(zhì)期、提高食品質(zhì)量。目前最常見(jiàn)的主動(dòng)包裝就是食品塑料包裝內(nèi)的干燥劑和脫氧劑。食品中常用的干燥劑是氧化鈣、硅膠、蒙脫石干燥劑以及氯化鈣干燥劑等。常用的脫氧劑有鐵粉氧化系列、酶氧化系列、抗壞血酸氧化系列、光敏感性染料氧化系列等。目前使用的大部分脫氧劑都是基于鐵粉氧化反應(yīng)。而對(duì)食品環(huán)境的調(diào)節(jié)不僅僅是吸收，也可以是調(diào)節(jié)，比如將包裝內(nèi)某種氣體比例保持在一定水平；或者是釋放，向包裝的內(nèi)部氣體環(huán)境不斷釋放某種成分。

3.2 高阻隔性材料

塑料是食品包裝最常見(jiàn)的材料之一，但是相比于金屬與玻璃，塑料有一個(gè)明顯的劣勢(shì)，就是阻隔性不夠。因此提高塑料的阻隔性是其發(fā)展的一個(gè)重要方向。 目前阻氧性能較好的有EVOH（乙烯/乙烯醇共聚物）和PVDC（聚偏二氯乙烯）。EVOH一般被制成復(fù)合膜中間阻隔層，EVOH的塑料容器甚至可以替代玻璃或金屬容器。

還有一種方法就是給塑料加上一層阻隔性能良好的涂層，比如DLC（類金剛石）薄膜和SiOx(氧化硅)薄膜。例如楊莉等使用PECVD（等離子體化學(xué)氣相沉積），乙烯為單體，在PET表面制備了DLC薄膜，放電氣體為氬氣。在鍍膜過(guò)程中，乙烯分子受到氬氣離子的轟擊發(fā)生分解，在PET表面生成DLC薄膜，使PET瓶的透氧值降低了三倍多。

3.3 納米材料

將納米技術(shù)引入食品包裝，可以明顯改善材料的機(jī)械性能以及阻隔性。通過(guò)在納米尺度上控制包裝材料的結(jié)構(gòu)，可以使材料獲得所期望的性能。通過(guò)添加納米顆粒，可以使材料獲得更好的機(jī)械強(qiáng)度、更高的阻光性甚至防火功能。納米技術(shù)帶來(lái)的是食品保質(zhì)期的延長(zhǎng)以及食品質(zhì)量的提高。如周玲等研究發(fā)現(xiàn)添加AgO2納米顆粒的PE薄膜比PE薄膜對(duì)水果具有更好的保鮮作用，原因是Ag+能夠?qū)⑺l(fā)出的乙烯催化，生產(chǎn)H2O和CO2。

3.4 可食性包裝材料

可食性包裝指的是在食物外層的可使用的薄膜或涂層。一般可食性材料的原料是農(nóng)業(yè)產(chǎn)品或食品加工企業(yè)的邊料。因此，首先從原料上看，它使用的是可再生資源，并且不會(huì)像塑料一樣對(duì)環(huán)境負(fù)面影響；其次，由于是可食性包裝，所以消費(fèi)者不會(huì)擔(dān)心對(duì)內(nèi)在食物的污染問(wèn)題；第三，可食性包裝成本也比較低。例如基于牛奶蛋白質(zhì)的薄膜具有良好的阻隔性和機(jī)械強(qiáng)度。如果將其多層復(fù)合，或制成乳膠狀，這種薄膜對(duì)水蒸氣的阻隔性也會(huì)大大提高。

4. 結(jié)論

食品的包裝是為了使其在保存、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中質(zhì)量不損壞。從最初，食品企業(yè)就一直在包裝上不斷探索，使食品的質(zhì)量更高、保存更持久。隨著需求不斷變化、科技不斷進(jìn)步，食品包裝材料也日新月異，帶來(lái)很多前所未有的功能，也帶來(lái)了很多問(wèn)題。食品包裝新材料帶來(lái)的是阻隔性的提高、抗菌性能、調(diào)節(jié)功能等。但食品包裝材料本身的安全性也同時(shí)收到更多的關(guān)注。