果蔬片吸潮原因排查及解決方案

□ 范珺 濟南蘭光機電技術(shù)有限公司

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果蔬片吸潮原因排查及解決方案

□ 范珺 濟南蘭光機電技術(shù)有限公司

潮氣無疑是影響果蔬片酥脆口感的一大威脅，也是眾多企業(yè)急需重視和解決的問題。只有找對出現(xiàn)問題的關(guān)鍵點，并提出解決方案才能有效避免產(chǎn)品受潮的發(fā)生，故而從包裝和加工工藝角度入手是很好的解決方案。

潮氣，是果蔬片保持酥脆口感的最大威脅。果蔬片內(nèi)部、中心、外圍的水分含量不一，外圍顆粒與空氣中的水蒸氣接觸，導(dǎo)致水分從外圍向中心滲透直至內(nèi)外部水分含量基本一致，這一過程就是業(yè)內(nèi)常說的吸潮。吸潮后的果蔬片口感趨于濕軟，銷售價值折損，因此是困擾食品企業(yè)的一大難題。

企業(yè)在面對吸潮問題時，首先需要根據(jù)具體情況排查導(dǎo)致果蔬片吸潮的主要原因，進而有針對性的提出解決方案。排查的前提是建立對照樣本，分別抽取正常的果蔬片成品包裝和問題批次的果蔬片成品包裝，并取各自對應(yīng)的包裝薄膜備用。排查范圍主要包括包裝的泄漏情況、包材性能、包材原料質(zhì)量以及加工工藝。

包裝泄漏情況排查

包裝泄漏情況的排查方案主要分為兩個階段：首先，明確包裝是否存在泄漏的現(xiàn)象，以及確定泄漏點的位置；其次，根據(jù)階段一的排查結(jié)果深入分析泄漏的原因。

以問題批次的果蔬片成品包裝為排查對象，從中抽取10個成品包裝，利用MFY-01密封試驗儀測試成品包裝是否存在泄漏問題。此方法采用負壓法的測試方法，將包裝置于密封罐的水中，設(shè)置真空度為-90kPa，進行抽真空操作。若包裝表面有成串的氣泡冒出，則說明泄漏，氣泡出現(xiàn)的部位即為泄漏點。

導(dǎo)致包裝泄漏的原因往往比較多，從泄漏部位來看，發(fā)生在袋體部分的泄漏多由外界異物穿刺、或果蔬片的摩擦穿孔導(dǎo)致。油炸后的果蔬片，質(zhì)地比較堅硬、外形棱角分明，從包裝到銷售過程中需經(jīng)歷倉儲、搬卸、運輸、擺架等多道工序。在一系列過程中，若包裝受到強烈且持續(xù)的撞擊、摩擦，果蔬片的尖銳部分易在包裝內(nèi)側(cè)形成細小劃傷，嚴(yán)重者會形成包材貫穿性的微孔。這些損傷足以造成包材質(zhì)地和阻隔性能的破壞，導(dǎo)致水蒸氣的快速滲透。

發(fā)生在封邊處的泄漏是另一種情況，其多由封邊熱合強度不理想所致。封邊的熱封強度是反映包裝袋封邊熱合牢度的物理量，其性能的優(yōu)劣直接影響包裝的密封性。筆者根據(jù)密封性試驗結(jié)果，從中抽取一個密封性完好的成品包裝和一個發(fā)生泄漏的成品包裝，從左右封邊和頂封邊各裁取15mm寬的三個試樣。將試樣以熱封部位為中心打開呈180°，兩端夾持于XLW智能電子拉力機的上下夾具上，在“熱封強度”測試模式下以300mm/min的速度分離上下夾具，試樣斷裂時的最大力值即為熱封強度值，測試結(jié)果見表1。

通過表1測試數(shù)據(jù)可以看出，發(fā)生泄漏的成品包裝的泄漏點位于頂封邊上，其熱封強度數(shù)值相對于其它封邊明顯偏低，且同一測試封邊的不同部位的熱封強度分布不均，說明此封邊的熱封質(zhì)量較差。從熱封強度測試中試樣斷裂狀態(tài)來看，只有泄漏問題包裝的頂封邊處出現(xiàn)了熱封邊根部斷裂現(xiàn)象，其它封邊均為非熱封處斷裂，這從另一個角度也印證了上述結(jié)論。

熱封邊根部斷裂也稱為“根切”，這是因熱封溫度、壓力設(shè)置過大，制袋速率偏慢等因素綜合作用導(dǎo)致封口邊緣內(nèi)層薄膜被壓制過薄，使拉伸強度減弱易斷裂的現(xiàn)象。除此之外，還有封邊處斷裂和因包裝膜層間脫離導(dǎo)致的封邊內(nèi)側(cè)內(nèi)層斷裂兩種斷裂狀態(tài)。前者除了熱封工藝占主要原因外，熱封時封口部位被異物污染也是影響因素之一；后者則主要取決于包裝膜材料的復(fù)合牢度。通常果蔬片包裝膜采用2種及以上材料通過膠黏劑復(fù)合而成，若層間粘性不強的話，任意兩種材料之間均有可能發(fā)生脫層現(xiàn)象，導(dǎo)致熱封邊內(nèi)層在較低的壓力下發(fā)生破裂。

表1　熱封強度測試結(jié)果

包裝材料性能排查

果蔬片吸潮，歸根結(jié)底是水蒸氣的作用。在理想的情況下，果蔬片外包裝負有阻隔外界水蒸氣滲透的責(zé)任，以保障果蔬片的酥脆口感。但實際中，受繁復(fù)的生產(chǎn)包裝條件、倉儲運輸條件、包裝材料與包裝技術(shù)諸多因素影響，包裝的防潮效果大打折扣，其中，包裝材料的水蒸氣阻隔性能影響最大。果蔬片包裝內(nèi)外存在一定的水蒸氣壓差，水蒸氣在壓差的作用下從高濃度側(cè)（包裝外側(cè)）透過包裝材料向低濃度側(cè)（包裝內(nèi)側(cè)）滲透，造成包裝內(nèi)部水蒸氣含量升高引起果蔬片吸潮。若包裝內(nèi)置干燥劑或外部為高濕環(huán)境，包裝內(nèi)外兩側(cè)水蒸氣壓差增大，則水蒸氣的滲透量也會明顯升高。

不同材質(zhì)的包裝材料的水蒸氣阻隔性能有明顯差異，主要與包材的性質(zhì)和分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)有關(guān)。水蒸氣分子為極性分子，因此在極性材料的溶解和擴散速率方面均高于非極性分子材料。對于親水性高聚物材料，如乙烯-乙烯醇共聚物、聚酰胺、聚乙烯醇材料等，由于材料本身易吸水，阻濕性能不甚理想。此外，材料的分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的特點也會影響材料的阻濕性，一般情況下，結(jié)晶性材料、高密度材料、定向排列的材料的阻濕性較為優(yōu)異。因此，選擇阻濕性能較高的材料有益于果蔬片吸潮的控制。

根據(jù)上文分析，不同材質(zhì)的包裝材料具有不同的阻濕性能。以常見的果蔬片包裝材料PE、PET/PE、BOPP20/VMcpp25、OPP/PET/ AL/PE為例，利用W3/060水蒸氣透過率測試儀器對其同厚度的試樣進行測試，其阻濕性差異如表2所示。

測試結(jié)果直觀的反映了四種包材阻濕性能優(yōu)劣，從高到低為OPP/PET/AL/PE＞BOPP/VMCPP＞PET/PE＞PE。鋁箔材料的加入使得塑料膜材的阻濕性有了大幅提升，其中鋁箔層添加形式的阻濕性明顯優(yōu)于鍍鋁膜這一形式，但相應(yīng)成本較高。對于果蔬片這種對水蒸氣敏感的食品，企業(yè)必須明確包裝的阻濕性指標(biāo)，若使用的包材的阻濕性能達不到要求，則果蔬片發(fā)生吸潮的幾率將大大提升。

對于因包材阻濕性能問題導(dǎo)致的果蔬片吸潮，除了更換高阻隔包材外，也可采用雙層包裝的形式。例如：1.內(nèi)包裝為透明結(jié)構(gòu)，BOPP/ CPP，外包裝為鋁箔復(fù)合膜或鍍鋁復(fù)合膜，PET/ VMPET/PE；2.內(nèi)包裝為鋁箔復(fù)合膜或鍍鋁復(fù)合膜，BOPP/VMCPP，外包裝為透明結(jié)構(gòu)，BOPP/ PE。此類雙層包裝的形式阻隔性更佳，在包裝預(yù)算較為充足的前提下，能給果蔬片提供更加優(yōu)異的防潮功能。

表2　四種包裝材料的水蒸氣透過率測試結(jié)果

包材原料質(zhì)量排查

經(jīng)上述兩方面經(jīng)排查后仍未發(fā)現(xiàn)果蔬片吸潮隱患，那么就需要進一步確定包材原料的質(zhì)量是否到達預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)。以PET/VMPET/PE包材為例，正常情況下這種包材的阻濕性能達到1g/m2·24h左右，可以滿足大部分果蔬片包裝的水蒸氣阻隔要求。但若包材供應(yīng)商提供的原材料存在質(zhì)量問題，暗地更換包材材料或?qū)?fù)合膜中鍍鋁層/鋁箔層的厚度偷工減料，將導(dǎo)致包材原料的實際性能較供應(yīng)商宣傳的有所降低。避免這一問題的最佳方法是提高對供應(yīng)商提供包材的抽檢頻率和范圍，加強質(zhì)量檢驗。

生產(chǎn)工藝排查

結(jié)露是果蔬片吸潮的又一重要因素，主要歸因于果蔬片的加工和包裝工藝。從果蔬片的生產(chǎn)流程來看，其脫水的主要方法是通過油炸讓果蔬的水分沸騰而出，再經(jīng)過包裝流水線得到果蔬片成品包裝。很多企業(yè)在果蔬片油炸脫水后直接進行裝袋工序，此時果蔬片保持了較高的溫度，而包材仍為常溫，這種直接裝袋密封的操作非常容易導(dǎo)致包裝內(nèi)結(jié)露現(xiàn)象的發(fā)生。

從理論上來說，在一定溫度下，空氣中水蒸氣分壓達到該溫度下飽和水蒸氣分壓時，水蒸氣會釋放熱量凝結(jié)成為液態(tài)水。這一溫度為露點溫度，溫度越低，對應(yīng)的飽和水蒸氣分壓越小。果蔬經(jīng)脫水后以較高的溫度包裝后，外部環(huán)境仍為常溫，包裝內(nèi)側(cè)表面的溫度逐漸降低，包裝內(nèi)的水蒸氣分壓達到該溫度下飽和水蒸氣分壓，于是在包材內(nèi)側(cè)表面冷凝成水，直接引起果蔬片的吸潮。

針對這一可能性，筆者建議設(shè)計一種冷卻試驗，試驗物為經(jīng)冷卻后進行包裝的果蔬片成品包裝，對照物為未經(jīng)冷卻的果蔬片包裝。經(jīng)半年的試驗期后，檢驗兩個批次的果蔬片的吸潮程度。在同樣的條件下，經(jīng)冷卻的果蔬片的吸潮程度基本上低于未經(jīng)冷卻的果蔬片。有條件的企業(yè)可以在此試驗方法的基礎(chǔ)上進行深入地研究改進，以獲得冷卻操作與果蔬片吸潮之間更為精準(zhǔn)的影響關(guān)系。

總結(jié)

果蔬片是近些年新興的果蔬零食，因其油炸脫水的特性，對于水蒸氣特別敏感，在倉儲運輸中很容易出現(xiàn)保質(zhì)期內(nèi)吸潮現(xiàn)象，嚴(yán)重影響食用品質(zhì)和企業(yè)的銷售量。經(jīng)過上述分析，從包裝和加工工藝的角度設(shè)計了詳細的排查方案以確定吸潮原因，并相應(yīng)提出解決方案，以最大限度的避免果蔬片吸潮問題。