糧食制品包裝研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢(shì)

摘要：糧食制品包裝在保護(hù)產(chǎn)品質(zhì)量、延長(zhǎng)貨架期等方面起著重要作用。隨著人們對(duì)食品安全和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注不斷增加，糧食制品包裝研究逐漸成為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的熱點(diǎn)。目前國內(nèi)的糧食制品包裝一般采用塑料編織袋、多層紙袋、瓦楞紙或牛皮紙承裝、包裝袋塑封、復(fù)合塑料袋、塑料編織袋等。文章主要對(duì)紙質(zhì)、塑料、金屬和復(fù)合材料4種不同類型糧食制品包裝進(jìn)行分析，針對(duì)其目前存在的問題總結(jié)出糧食制品包裝未來發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：糧食制品；包裝材料；可持續(xù)發(fā)展；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TS206.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20240515

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目（22108086）；仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院仲愷學(xué)者人才項(xiàng)目（KA24YY07116）；廣州市基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究-優(yōu)秀博士“續(xù)航”項(xiàng)目（2024A04J2301）；2024年廣東省科技創(chuàng)新戰(zhàn)略專項(xiàng)資金（PDJH2024B204）。

Research status and future development trend of grain product packaging

Cheng Zheng1， Zhuang Yinghui1， Li Yitao1， Xiao Naiyu1， Zhang Xueqin1， Zhong Le1， Wang Qian2， Chen Zhihao1

（1.College of Light Industry and Food Technology/Guangdong Engineering Research Center of Food Green Packaging/Key Laboratory of Green Processing and Intelligent Manufacturing of Lingnan Specialty Food Ministry of Agriculture/Guangdong Provincial Key Laboratory of Lingnan Specialty Food Science and Technology Zhongkai University of Agriculture and Engineering， Guangzhou， Guangdong 510225； 2. Human Resources Department， Guangzhou Maritime University， Guangzhou， Guangdong 510725）

Abstract： Grain product packaging plays an important role in protecting product quality and extending shelf life. With the increasing attention to food safety and sustainable development， grain product packaging research has gradually become a hot spot in academia and industry. At present， the packaging of grain products in China generally uses plastic woven bags， multi-layer paper bags， corrugated paper or kraft paper bearing， plastic packaging bags， composite plastic bags， plastic textile bags， etc. The paper mainly analyzes four different types of grain product packaging including paper， plastic， metal and composite materials， and summarizes the future development trend of grain product packaging in view of its current problems.

Key words： grain product； packaging materials； sustainable development； development trend

我國在全球糧食加工行業(yè)中的加工能力和產(chǎn)量均位居首位[1]。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局公告，2023年全國糧食總產(chǎn)量為69 541萬噸，其中小麥產(chǎn)量約為 13 659萬噸，稻谷產(chǎn)量約為20 660萬噸[2]。在糧食生產(chǎn)過程中，包裝環(huán)節(jié)至關(guān)重要，缺少包裝將無法實(shí)現(xiàn)糧食的運(yùn)輸、存儲(chǔ)和傳遞?，F(xiàn)如今，糧食制品因包裝不當(dāng)、運(yùn)輸不佳導(dǎo)致的浪費(fèi)是不可估量的。因此，糧食制品包裝在保護(hù)食品安全和質(zhì)量、延長(zhǎng)貨架壽命和保持新鮮度以及提供便利和良好消費(fèi)體驗(yàn)方面起著重要作用。糧食產(chǎn)品主要是指將谷物、豆類、塊根類以及從這些原料中提取的淀粉加工而成的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品通常可分為3種類型：谷物產(chǎn)品、豆類產(chǎn)品和淀粉產(chǎn)品。糧食制品通常可以長(zhǎng)時(shí)間保存而不失去其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，易于加工和烹飪，作為主食或配料，滿足人們的口味和飲食需求，價(jià)格相對(duì)較低，具有良好的經(jīng)濟(jì)性，作為人類主要的能量來源之一，其內(nèi)部存在的高糖物質(zhì)、人體維修劑、膳食纖維等給人體帶來一定的好處。近年來，隨著人們對(duì)食品安全和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注不斷增加，糧食制品包裝研究逐漸成為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的熱點(diǎn)。糧食制品應(yīng)儲(chǔ)存在干燥的環(huán)境中，以防止潮濕引起霉菌和蟲害的滋生，糧食事關(guān)國計(jì)民生，糧食穩(wěn)定安全供給一直是國家的重中之重。但是糧食從生產(chǎn)到消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)常因遭受儲(chǔ)糧害蟲危害而造成嚴(yán)重?fù)p失[3]；濕度控制在相對(duì)較低的水平可以有效延長(zhǎng)糧食制品的保質(zhì)期；糧食制品應(yīng)避免直接陽光照射，因?yàn)楣饩€可能會(huì)導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)素的分解和品質(zhì)的降低。本文綜述了糧食制品包裝材料的種類及其特點(diǎn)、糧食制品包裝研究現(xiàn)狀、需解決的問題，并展望其發(fā)展趨勢(shì)，以期為今后科學(xué)高效做出優(yōu)異糧食制品包裝打下基礎(chǔ)。

1 糧食制品的包裝現(xiàn)狀

1.1 糧食制品包裝材料

1.1.1 紙質(zhì)包裝

紙質(zhì)包裝是一種日?？梢娗曳暇G色環(huán)保的包裝材料。常見紙質(zhì)包裝通常采用瓦楞紙或牛皮紙進(jìn)行合成，少部分則是利用塑料膜包裹，內(nèi)部用繩子進(jìn)行牢固，是常見的簡(jiǎn)易包裝。包裝密封性較為一般，與此同時(shí)價(jià)格也得到一定的優(yōu)勢(shì)[4]。它可以用于包裝面粉、米飯、谷物等糧食制品。多層紙袋所使用的材料是一種高強(qiáng)度的伸縮紙，其性能比普通紙袋紙?zhí)岣吡艘坏絻杀禰5]。以油蠟紙和高品質(zhì)薄型牛皮紙作為包裝材料的粗雜糧產(chǎn)品的面包，其包裝通常相對(duì)比較簡(jiǎn)單，通常就以包裝紙或包裝袋作為包裝造型[6]。紙質(zhì)包裝通常具有透氣性和吸濕性，能夠保持糧食制品的質(zhì)量和口感。紙包裝材料因其原料容易獲得、來源相對(duì)較廣、印刷效果優(yōu)秀、方便加工以及能夠進(jìn)行工業(yè)量化的生產(chǎn)、成本廉價(jià)，輕量化、易于回收的優(yōu)勢(shì)在食品、藥物等較多領(lǐng)域得到了充分的認(rèn)可[7]。

1.1.2 塑料包裝

塑料包裝材料通常有聚丙烯、聚酯和聚酰胺等，由于樹脂種類、性質(zhì)及所占比例不同，機(jī)械性能和阻隔性能皆不同。塑料編織袋在大宗糧食包裝中使用廣泛[8]。麻袋的強(qiáng)度和透氣性都很好，并且適合規(guī)?；徇\(yùn)，一只麻袋通常能夠經(jīng)過7次相對(duì)完善的物流運(yùn)輸，再次利用率極強(qiáng)，在糧食運(yùn)輸上有較好優(yōu)勢(shì)[9]。塑料編織袋是由多層塑料薄膜在一定溫度、壓力下制成線性袋，再進(jìn)行后期加工編織而成的高強(qiáng)度包裝袋。相比塑料薄膜袋，塑料編織袋的強(qiáng)度更大，而且不易變形，耐沖擊性也好，塑料包裝普遍存在于糧食制品行業(yè)。編織袋具有耐磨、耐摔，結(jié)實(shí)且不易變形，具有良好的防滑性，便于存放堆垛。然而，與其他包裝材料相比，編織袋的氣密性較差，防潮防濕性也較差，抗穿刺性方面表現(xiàn)不佳。這意味著編織袋無法有效隔離外界因素對(duì)包裝糧食的影響。此外，一些添加劑可能會(huì)釋放有害物質(zhì)，從而污染儲(chǔ)糧及其制品。因此，使用編織袋包裝糧食不僅給自然環(huán)境帶來一些破壞，還存在風(fēng)險(xiǎn)。包裝袋塑封是一種早期的塑封方式，其經(jīng)典設(shè)計(jì)方式仍受當(dāng)今人們的認(rèn)同，成本便宜的優(yōu)勢(shì)也讓它有立足之地。復(fù)合塑料袋是由多種高阻隔性包裝材料進(jìn)行一定壓縮復(fù)合而成的，在防蛀蟲、保證糧食質(zhì)量上有一定成績(jī)，擁有推廣及實(shí)用價(jià)值，但由于其對(duì)環(huán)境存在危害，加上環(huán)保政策普及，讓它在發(fā)展上阻礙不前。隨著時(shí)間推移，微生物學(xué)科也獲得一定成功，因此很多塑料編織袋得到了改良，讓其在回收和再利用上嶄露鋒芒，從而減少對(duì)環(huán)境的污染。例如，聚乙烯袋、聚丙烯袋等塑料袋常用于包裝大米、面粉等。塑料包裝具有輕便、防水、防潮、透氣、易加工等特點(diǎn)，能夠有效地保護(hù)糧食制品免受潮濕和污染，適合用于包裝各種糧食制品，如大米、面粉、豆類、堅(jiān)果等。

1.1.3 金屬包裝

金屬包裝主要用于罐裝糧食制品，如罐裝果醬、罐裝肉類等。金屬罐通常由鐵或鋁制成，具有良好的密封性和保鮮性，能夠延長(zhǎng)糧食制品的保質(zhì)期。韌度較強(qiáng)，抗破壞能力強(qiáng)，具有高阻隔性和氣密性，便于采用機(jī)械化作業(yè)[10]，耐腐蝕性強(qiáng)，不易被腐蝕，能夠保持糧食制品的質(zhì)量和安全性。可采取相關(guān)措施，減少資源浪費(fèi)和避免一定的自然破壞。然而，金屬包裝成本昂貴，占用空間較大[11]，容易滋生厭氧微生物，有可能釋放對(duì)人體健康有害的金屬離子[12]。

1.1.4 復(fù)合材料包裝

復(fù)合材料包裝通常由多層材料疊加而成，各層材料之間相互協(xié)作，使得整體包裝的強(qiáng)度更高，能夠有效保護(hù)物品免受外部沖擊和擠壓。具有良好的阻隔性能，可以有效隔絕氧氣、水分、光線等對(duì)物品造成影響的因素，延長(zhǎng)物品的保質(zhì)期。相比傳統(tǒng)單一材料的包裝，復(fù)合材料包裝通常采用輕量化的設(shè)計(jì)，減少了包裝本身的重量，攜帶方便的同時(shí)，物流費(fèi)用也有所降低?？梢愿鶕?jù)不同需求進(jìn)行定制設(shè)計(jì)，靈活調(diào)整包裝的形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)，適應(yīng)不同物品的包裝要求。如在冷藏狀態(tài)下能夠維持糧食新鮮3～4周的紙包裝“盒豆腐”，它利用一種光和氧氣都不能通過的獨(dú)特容器，容器通常由聚乙烯和鋁箔等5層復(fù)合材料制成[13]。但成本較高，相比傳統(tǒng)單一材料的包裝，復(fù)合材料包裝的制造成本通常較高，涉及多種材料的重組和二次處理工藝。含有一些難以降解的材料，對(duì)環(huán)境造成潛在影響。各層間黏合劑會(huì)存在剝離現(xiàn)象，而且某些黏合劑分解后可能影響食品安全[14]。一些材料難以分離和回收利用，導(dǎo)致回收難度較大，影響了包裝的可持續(xù)性。復(fù)合材料包裝的制造過程相對(duì)復(fù)雜，需要嚴(yán)格控制各層材料的質(zhì)量和黏合性能。

1.2 糧食制品包裝研究成果

目前國內(nèi)的糧食制品包裝一般采用塑料編織袋、多層紙袋、瓦楞紙或牛皮紙承裝、包裝袋塑封、復(fù)合塑料袋、塑料編織袋等[15]。

塑料編織袋屬于日常通用的包裝材料，制作方式較為簡(jiǎn)單。通常由一定量的塑料薄膜作為原材料，加工成一定的線性帶子，再進(jìn)行一定的編織而成，其具有許多優(yōu)點(diǎn)。首先，它具有高強(qiáng)度和優(yōu)異的耐沖擊性，能夠有效保護(hù)包裝物品不受外界壓力和沖擊的影響。其次，塑料編織袋不易變形，能夠保持包裝物品的形狀和完整性。此外，編織袋表面呈現(xiàn)編織紋理，提升了防滑性能，使得堆碼存儲(chǔ)更加方便和穩(wěn)定。然而，塑料編織袋在防蟲和防潮方面存在一些缺陷。由于編織袋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，蟲子和濕氣較容易滲透進(jìn)來，從而影響包裝物品的質(zhì)量和保存期限。此外，塑料編織袋的生產(chǎn)和使用過程中會(huì)產(chǎn)生一定的環(huán)境破壞，給環(huán)境保護(hù)帶來一定的負(fù)擔(dān)。

多層伸性紙袋是一種強(qiáng)度在普通紙袋基礎(chǔ)上性能提高不止一倍的袋子。4層伸性紙袋在裝著高質(zhì)量的面粉情況下，即使在一定高度下自由落下許多次，仍依然能維持原有的包裝形狀，且做到?jīng)]有破裂[16]。此外，它無毒、無味、無污染的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步提高了它的使用率以及被人們認(rèn)可的程度。

未加工糧食及糧食制品均可使用無氧包裝，無氧包裝可預(yù)防或減少糧食氧化、變色、變質(zhì)等不良情況，同時(shí)抑制一些霉菌和細(xì)菌的繁殖。氣體交換包裝是指包裝容器可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)外氣體的替換，改善氣體結(jié)構(gòu)，通過減少和阻止某些化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，以阻止食品變質(zhì)、減少蚊蟲破壞、提供一定物理性能保護(hù)等效果。這種包裝方法通常采取充入氮?dú)?、二氧化碳以及各種惰性氣體，在糧食制品中得到廣泛應(yīng)用[17]。

真空包裝袋利用真空封裝，可減少包裝體系內(nèi)氧含量，抑制糧食有氧呼吸和細(xì)菌的滋生，能夠有效減少糧食的腐爛、發(fā)霉、蟲害等，更高效地保存糧食品質(zhì)。然而，真空度較高，包裝袋內(nèi)部環(huán)境則較為緊密，容易引起內(nèi)部分子的碰撞，導(dǎo)致包裝袋在運(yùn)輸過程中產(chǎn)生損壞。因此，在對(duì)糧食進(jìn)行真空包裝時(shí)，需要考慮流通環(huán)境，以確保效果良好。

牛皮紙袋底部采用梯形排列粘貼，使其更加堅(jiān)固，吸濕性和密封性更佳。紙袋的優(yōu)勢(shì)在于其符合糧食衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的無毒、無味、無污染的特點(diǎn)，且印刷較為簡(jiǎn)單，可滿足各種企業(yè)的印刷需求。

復(fù)合紙袋通常采用50～70 g/m2的牛皮紙制成。牛皮紙中的纖維非常豐富，做成的包裝紙袋具有更佳的性能、強(qiáng)度、抗彎曲能力以及耐磨性。又因外層采用無伸縮性皺紋紙，能提供較強(qiáng)的摩擦力，在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定能力上得到了企業(yè)認(rèn)可。

2 糧食制品包裝未來發(fā)展趨勢(shì)

過去，傳統(tǒng)的包裝運(yùn)輸方式來進(jìn)行糧食運(yùn)輸給我國帶來了成本虛高、耗損巨大、效率低下等問題。自動(dòng)化包裝機(jī)械的引入可以提高包裝效率和減少人工成本。同時(shí)，新材料的研發(fā)和應(yīng)用也為糧食包裝帶來了革命性變化，如防潮、防蟲、保鮮、抗菌等功能的包裝材料[18]，能夠更好地保護(hù)糧食品質(zhì)和安全。我國在糧食的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和出售過程中導(dǎo)致糧食制品損失的主要原因出在包裝不當(dāng)上，間接證明了需要更加關(guān)注包裝。為解決上述問題，推廣集裝箱運(yùn)輸成為行之有效的解決方案。該運(yùn)輸方式將糧食進(jìn)行了從點(diǎn)到點(diǎn)的精準(zhǔn)運(yùn)輸，也大大提高了運(yùn)輸過程中密閉性差的現(xiàn)象，減少了勞動(dòng)力的大量投入，是一種符合新時(shí)代快速發(fā)展的運(yùn)輸方式。對(duì)于包裝運(yùn)輸，糧食集裝箱自動(dòng)化運(yùn)輸，簡(jiǎn)化了運(yùn)輸流程。此外，在原有的基礎(chǔ)設(shè)備下，糧食制品的運(yùn)輸無需新建專用糧食運(yùn)輸儀器，間接避免了通用集裝箱的浪費(fèi)，從而大大降低了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資。集裝箱運(yùn)輸也能夠承受較危險(xiǎn)的氣候條件，能夠做到全天候運(yùn)輸，保證了運(yùn)輸?shù)男省＜Z食包裝在鄉(xiāng)村振興和農(nóng)產(chǎn)品高水平發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。良好的包裝可以提高糧食制品的附加值，提高利潤(rùn)。通過精美的包裝設(shè)計(jì)和品牌建設(shè)，可以吸引消費(fèi)者的注意并提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。其次，優(yōu)質(zhì)的包裝可以延長(zhǎng)糧食的保鮮期，減少損耗，提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性。間接促進(jìn)農(nóng)村就業(yè)，推動(dòng)鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)水平，追夢(mèng)于鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的方向。確保國家糧食安全是糧食包裝的重要任務(wù)之一。通過合理的包裝設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的質(zhì)量控制，可以防止糧食在保存、傳遞和出售過程中的損失和污染。同時(shí)，糧食包裝也可以起到防潮、防蟲、防腐等功能，保證糧食的質(zhì)量和安全。糧食包裝行業(yè)需要與相關(guān)部門密切合作，建立完善的監(jiān)管機(jī)制，加強(qiáng)對(duì)包裝企業(yè)的監(jiān)督和管理，確保國家糧食制品安全的實(shí)現(xiàn)。

在糧食銷售方面，大包裝的不便讓小型包裝的出現(xiàn)逐漸成為主流趨勢(shì)。這也符合人們追求健康、便利、安全和便捷的生活方式。就往年數(shù)據(jù)來看，目前發(fā)達(dá)地區(qū)的糧食運(yùn)輸及出售往往采用小包裝的方式。在小型家庭居多，以及青少年獨(dú)居的情況下，減少糧食浪費(fèi)勢(shì)在必行，因此人們?cè)絹碓綗嶂杂谫I小質(zhì)量的大米包裝。

在當(dāng)今新的歷史背景下，可持續(xù)性、完全降解性和智能化食品包裝已經(jīng)成為全球食品包裝領(lǐng)域的關(guān)注焦點(diǎn)[19]?；钚园b和智能包裝是兩種創(chuàng)新的包裝技術(shù)，它們?yōu)槭称钒b提供了傳統(tǒng)方式無法實(shí)現(xiàn)的功能特性，滿足了消費(fèi)者對(duì)食品品質(zhì)和安全性的高需求。這些不僅代表了食品包裝設(shè)計(jì)的新理念，也預(yù)示了其未來的發(fā)展方向[20]。隨著對(duì)環(huán)境影響和可持續(xù)性問題的關(guān)注增加，未來的糧食制品包裝將更加注重使用可持續(xù)材料和采用環(huán)保的包裝技術(shù)。中國采用獨(dú)特工藝技術(shù)，以百分百可重復(fù)利用的生物質(zhì)植物纖維作為主要基礎(chǔ)加工原料，通過紙漿模塑的方式生產(chǎn)食品包裝，如餐飲用具。這種新型綠色產(chǎn)品在食品包裝領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，具有良好的透氣性、強(qiáng)大的沖擊能量吸收性，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染等優(yōu)點(diǎn)[21]。生物可降解包裝材料、可回收材料和可再利用的包裝設(shè)計(jì)將得到更廣泛的使用。未來，全降解食品包裝材料將取代非降解物料，廣泛應(yīng)用于食品包裝領(lǐng)域[22]。

3 結(jié) 語

糧食制品包裝在過去幾年中取得了顯著發(fā)展，不僅在材料選擇上越來越注重環(huán)保，也在設(shè)計(jì)和功能上不斷創(chuàng)新。近年來，人們提高食品安全，減少環(huán)境污染的意識(shí)越來越強(qiáng)烈，對(duì)綠色包裝材料的應(yīng)用越來越關(guān)注，生物可降解的新型包裝材料成為一個(gè)明顯趨勢(shì)。同時(shí)，減少包裝使用量、簡(jiǎn)約實(shí)用的設(shè)計(jì)，以及包裝回收再利用系統(tǒng)的推廣也是未來發(fā)展的趨勢(shì)。智能包裝技術(shù)有望在糧食制品包裝領(lǐng)域得到應(yīng)用，為消費(fèi)者帶來更好的購物體驗(yàn)。但同時(shí)要意識(shí)到，糧食制品包裝領(lǐng)域仍面臨一些挑戰(zhàn)和機(jī)遇。近年來，為提升食品安全并減少環(huán)境污染，社會(huì)日益重視天然高分子材料的應(yīng)用，可生物降解的新型包裝材料受到廣泛關(guān)注。目前，環(huán)保包裝材料的應(yīng)用已成為明顯趨勢(shì)。隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，對(duì)塑料污染的擔(dān)憂也日益增加，因此可降解材料和可回收材料的使用將會(huì)更加廣泛。同時(shí)，減少包裝的使用量、簡(jiǎn)約實(shí)用的設(shè)計(jì)以及包裝回收再利用系統(tǒng)的推廣也是未來發(fā)展的方向。隨著科技的進(jìn)步，智能包裝技術(shù)也有望在糧食制品包裝領(lǐng)域得到應(yīng)用。自動(dòng)化包裝機(jī)械的引入可以提高包裝效率和減少人工成本。同時(shí)，新材料的研發(fā)和應(yīng)用也為糧食包裝帶來了革命性的變化，為消費(fèi)者帶來更好的購物體驗(yàn)?？偟膩碚f，糧食制品包裝行業(yè)正朝著綠色、數(shù)字化和獨(dú)特化的方向發(fā)展。期待在未來能夠出現(xiàn)更多創(chuàng)新的包裝材料、設(shè)計(jì)和技術(shù)的應(yīng)用，給消費(fèi)者帶來更安全、便捷和環(huán)保的糧食制品包裝解決方案。

參 考 文 獻(xiàn)

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