新型包装材料.doc

新型食品包装材料概述摘要：近年来随着人们对食品质量和安全性要求的提高，对食品包装材料的要求也越来越高，不仅需要保质卫生，而且要健康无危害，所以新型绿色食品包装材料便应运而生。本文对近年来所产生和应用的几种新型包装材料做了简要介绍。关键词：新型材料；食品包装近年来随着人们对食品质量和安全性要求的提高，对食品包装材料的要求也越来越高，不仅需要保质卫生，而且要健康无危害，所以新型绿色食品包装材料便应运而生。1、新型食品包装的发展趋势食品工业的不断发展，极大地促进了新型包装材料的开发。用于食品包装的材料必须有较高的阻隔性，如油脂食品要求其具有高阻氧性和阻油性，干燥食品要求高阻湿性，芳香食品要求高阻异味性，而果品、蔬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。同时，包装材料要有良好的机械性能，包括材料的抗拉伸强度、耐撕裂、耐冲击程度等；要有良好的化学稳定性，不应与内装食品发生任何化学反应；另外，还要有较好的耐温性，适合食品的高温消毒和低温储藏等特点。在包装材料选取过程中，其功能性要求越来越高，“新鲜”、“纯天然”等现代食品消费的趋势使包装材料的选择范围越来越有限。比如，抗氧化剂BHT，就不能使用到标称“新鲜、纯天然”的食品中1。面对这些越来越苛刻的要求，食品生产商正在寻求新的包装材料，使内装食品含有更少的防腐剂，保证更长的储存期，保持更长久的新鲜状态，同时又兼具包装工艺简单、轻便易携带、感官刺激性强、消费过程中易存储等优点。因此，纯天然的食品添加剂与新型包装材料的开发以及两者的结合使用是以后食品包装发展的方向。2、新型食品包装材料应用发展现状2、1 可食性包装材料可食性包装一般是指以人体可消化吸收的蛋白质、脂肪和淀粉等为基本原料, 通过包裹、浸渍、涂布、喷洒覆盖于食品表面或异质食品内部界面上的一层可食物质组成的包装薄膜的一种包装方法。可食性包装主要用于食品内包装和新鲜食品的表面, 以阻止食品吸水或失水, 防止食品氧化, 抗褐变, 具有良好的机械强度和弹性, 可提高食品的感官品质, 常作为食品特殊成份防腐剂、色素、风味物质等的载体, 使这些成份在食品表面或界面上发挥作用。可食性包装材料按照其特点和作用可分为可食性涂层、可食性薄膜、可食性纸和可食性容器等材料2。美国克雷姆逊大学研制的谷类薄膜，以玉米、大豆、小麦为原料，提取的植物蛋白质加工成薄膜，既能保持水分，又具有较好的防潮隔氧能力，还有一定的抗菌性，适用于香肠等食品的包装，使用后可供家禽食用，或作肥料。英国剑桥大学科学家，开发出了一种涂在水果上，可与水果一起吃的保护膜，既能防止熟透的水果很快腐烂、又能使水果的味道更佳。这种涂在水果上的保护膜，是用糖、油，纤维酶和油制成的特殊溶液，稍之加热后，将洗净后的水果放入其中，经过浸泡取出，水果表面就会蒙上一层薄得几乎看不见的保护膜。就是这层保护膜，能阻止细菌和氧气的进入，不仅可延长水果的保鲜期，防止很快发生腐烂，而且与水果一起时，味更鲜美。此外，还有一些可食性蛋白膜种类，如牛奶蛋白膜，酪蛋白膜，玉米醇溶蛋白膜等，以及最新研制成功的具有抗菌功能的可食性包装等，如在玉米醇溶蛋白或大豆蛋白单膜中添加溶鏖稻蓐等抑菌成分，可控制食品中病原菌之生长和由微生物引进的食品腐败。法国的一家包装设计公司推出了一种涂布隔离层的可食包装容器。在容器中涂布了一层含有50一70(以70为最理想)的糖、香精和树胶溶液，经干燥制成隔离层，能防止或延缓水分吸收。经涂布隔离层的可食包装容器，不但提高了强度和防水性能，还改善了包装食品的风味。2、2 可生物降解包装生物降解材料，是指那些使用时具有与普通塑料相同功能、使用后能被微生物分解为低分子化合物、最后分解为水和二氧化碳等无机物的高分子材料。比较有代表性的是聚乳酸。聚乳酸( Polylactic Acid , PLA) 是以玉米等农作物为原料, 经微生物发酵获得乳酸单体, 再通过聚合得到的生物降解高分子材料。聚乳酸树脂可大量替代现有的塑料, 其良好的性能使它很容易被市场接受。概括来说，它有以下优点：1）具有良好的生物降解性。2）具有良好的生物相容性和生物可吸收性。3）聚乳酸树脂是热塑性树脂, 具有良好的力学性质、机械性能、热塑性及成纤性, 耐油、气味阻隔方面也较好4）可以采用通用塑料的通用设备进行挤出、注射、吹塑、拉伸、纺丝等加工成型, 且加工方便。5）聚乳酸是一种低能耗产品, 比以石油产品为原料生产的聚合物低30%50%。6）以淀粉为原料, 可持续供应, 价格较低,不使用石化产品为原料, 不受国际原油价格影响, 有利于缓解能源问题。7）原料来自可再生的植物资源, 所有富含淀粉的农作物都能生成聚乳酸, 不消耗不可再生的矿物资源, 也不增加二氧化碳的排放。符合循环经济原则, 利于社会可持续发展。聚乳酸的致命弱点是耐热温度太低。单纯的聚乳酸软化点只有55, 这样低耐温的制品很容易发生变形或粘连, 这就严重限制了产品的应用3。近年来研究还发现，利用超微粉技术制备淀粉基生物降解塑料具有明显的优越性。华中农业大学吴俊等运用现代超级粉体技术，将原材料粉碎成3 m的超微粉颗粒，研制出淀粉质量分数高达55的淀粉聚乙烯膜，使其流动性和填充性得到显著提高，用于制备生物降解塑料时可有效地改善材料的力学性能，能够在保证材料使用性能的前提下，大大提高淀粉的添加量，这对于降低成本，节约石油资源，开发天然淀粉的应用，提高塑料生物降解率都有非常重要的意义。2、3 保鲜包装材料美国南卡罗来纳的克雷姆逊大学以玉米、大豆、小麦为原料，将玉米蛋白质制成纸状，用于香肠等食品的包装，使用后可供家禽食用，或作肥料。美国纳蒂克开发的胶原薄膜，采用动物蛋白质胶原制成，具有强度高、耐水性和隔绝水蒸气性能好等特点，解冻烹调时即溶化可食用，用于包装肉类食品不会改变其风味。日本三菱人造纤维公司开发的薄膜，以红藻类提取的天然多糖为原料制成，呈半透明状，质地坚韧且热封性好。巴西维索萨联邦大学最近成功开发出一种新的含有抗微生物的防腐食品包装塑料薄膜，可以在一定期限内逐渐向食品内释放防腐剂。研究人员利用面包和香肠所做之试验取得了令人满意的结果。用新型包装的面包保存15天后仍没有滋生任何微生物。日本一家公司生产出一种能长期防止食品发霉变质、不损害食品风味的新型包装纸。该是把特制的单甘油脂与其中的化合物溶合后，作为有效成分沼于水与乙醇的水溶液，然后在纸上进行喷涂或作浸润处理，最后加热干燥而成。它可用来包装各种食品。日本一家公司利用山榆菜的有效成分一烯丙基硫氰酸酯，研制成能防止食品中细菌和霉菌繁殖的新材料。但烯丙基硫氰酸酯是一种易挥发的不稳定物质，不适宜加工。该公司成功地用环状低聚糖包裹它，使其稳定化，然后制成抗菌性粉末，再加工成食品包装薄膜或容器这种粉末会缓慢地释放出山榆菜的有效成分，覆盖食品表面，使其与细菌或霉菌隔离，从而延长食品的保存期。据俄新一期科学与生活杂志报道，为使奶酪、香肠等容易变质的食品能保存的时间长一些，俄专家在食品包装材料的聚合物中添加了脱水的酸化物、多种矿物盐和酶等物质。富含这些物质的包装袋内表面可吸收多余水分，杀灭细菌。绿颜色食品中大都含有大量的叶绿素，这种色素在光照射下会发生氧化反应，导致食品腐烂。德国科学家弗劳恩霍夫处理与包装技术研究所的科学家戈尔德汉将塑料薄膜用叶绿素以特殊方法进行染色，经过这种处理后的薄膜用来包装食品就可有效“截获致使食品腐烂的光线，从而大大延长了食品保鲜期。方法简便易行，且成本低廉。日本昭和化学公司正在开发多种保鲜材料，其中一项是将某种以磷酸为原料的矿物浓缩液渗进吸水纸袋中，用这种纸质容器包装蔬菜和水果。在运输过程中，蔬菜和水果可以从矿物浓缩液中得到营养补给。该公司还与旭硝于公司共同研制出一种高纯度磷酸钙与聚乙烯薄膜混合而成的薄膜。实践证明。磷酸钙能吸收乙烯和二氧化碳气体，抑制叶绿素的分解，起到维持鲜度的作用。最近，一种加热时可避免水蒸汽浸湿食物的快熟食品包装已在日本上市。该包装材料由聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜，纸和铝箔等多层材料合成。加热时水蒸汽会在薄膜表面凝结，然后被纸吸收，从而达到避免浸湿食物的目的。2、4 耐热包装材料日本有2家公司联合研制成功一种能用来煮饭的包装袋。这种袋子有2层，外层是耐热性很强的尼龙，内层是聚乙烯薄膜，袋内还印有按米量放水的水位线。使用时只要把大米放人袋中，加水至相应水位线后，再把袋子放人锅里煮20rain即可煮熟米饭，这种包装很适合在野外使用。美国开发了食品保温包装纸。保温纸特殊功能的秘密在于像太阳能集热器一样，能够将光能转化为热能。通常人们只需把这种特制的纸放在阳光能照射的地方。该纸所包围的空间就会不断地有热量补充进去，从而使纸内的食物确保一定的热温，供人们在不同的场地、时间方便食用，完全适应时代生活快节奏发展需求。日本一家公司开发出一种可溶于热水的食品包装材料，既具有可食性，又具有生物分解性。这种食品包装材料，是以多糖类物质为主要原料加工而成。而多糖类物质，存在于海藻、种子之类的自然界植物中，它是由许多单糖分子组成的。在进行制造时，多糖类物质辅以添剂，采用生产一般薄膜的方法进行加工。只要稍加控制，就可以加工出3070pm厚的薄膜或直径18mm的胶囊。薄膜的抗拉强度为250350Kgcm ，与一般聚乙烯薄膜的抗拉强度相当。 据报道，一种不用蒸锅和微波炉就可加热食品的纸质食品袋已在日本上市。这种纸袋能透过蒸汽使袋内食品浸于沸水中加热。这种纸袋的纤维长度比普通纸长，纤维间的间隙小于04Ia,m，仅能透过蒸汽，将包好的食品袋浸于沸水中，内部产生蒸汽对流作用。传统的微波炉加热食品，存在食品固化或加热不均匀现象，这种纸质蒸汽袋可克服这些不足。又如全新的PMEx(烤美士)食品专用纯纸浆，不合荧光剂和危害人体的化学物质，有防水、防油、抗粘、耐热(可耐200250C高温)的特点，使用方便、清理简单、安全卫生。这种食品专用纸使用后经清水清洗又可回收，可反复使用5O次。食品纸有成卷的，也有压制成各种纸杯形状的，用于蒸制、烤烘、微波加热，都不会变形和褪色。该产品在国外市场35mm见方的一张，目前售价折合人民币约一元。2、5 微波食品包装材料微波食品包装材料除了必须能透过微波，还必须具有耐热、耐寒、耐油、卫生等方面的特性。塑料是最常见的微波食品包装材料，它不仅具有微波食品所需的特性，而且品种繁多。此外塑料作为微波食品包装材料还具有加热升温快、节能的优点。常见的微波食品包装材料有: 聚乙烯类容器、纯聚丙烯类容器、填充型聚丙烯容器、聚酯容器、耐热性聚苯乙烯(PS)类容器等5。瑞典一公司生产了一种扁盘式微波包装。该包装选用c材料，采用宠物衬里，多层复合，并压制出加强筋。采用这种包装的食品从冰箱取出就可直接进入微波炉烘烤，耐受230C高温。由于目前用铝箔和某些塑料的复合材料制成的包装有不透明、不易回收，不能用于微波加工的缺点，近几年研究开发的无机高阻隔微波食品包装材料镀SiO 材料可以作为替代品。SiO 是在PET、PA、PP等基材上镀一层薄硅氧化物，它不仅有更好的阻隔性，而目有极好的大气环境适应性，它的阻隔性几乎不受环境湿度和温度变化的影响。SiO 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。我国已开始一定规模的研究，少数发达国家已开始应用。SiO 镀膜成本较高，大规模生产技术还不完善，但由于其特殊的优越性，将成为本世纪的重要包装材料。2、6 新型高阻隔性材料新型高阻隔性塑料在国处已广泛使用，国内正在开发用于食品包装的“尼龙6层状硅酸盐纳米复合材料”，降低了气体的透过率，提高了材料的阻隔能力，透明度更高，使食品的保质期延长。灌装啤酒的“聚酯PET层状硅酸盐纳米复合材料由于掺进了纳米材料，使原来不耐高温的塑料能够满足啤酒生产过程中高温消毒的工序要求，它的阻隔性能好，啤酒可长时间保存而不变味，同时，耐压强，增加了刚度、强度。使用高强度、高阻隔性塑料不仅可以提高对食品的保护，而目在包装相同数量食品时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的高阻隔性材料。随着食品对保护性要求的提高，阻隔性更好的乙烯、乙烯醇共聚物、聚乙烯醇等开始被应用4。目前发达国家开发井有少量应用的PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)将会给新世纪的食品包装带来巨大变化。PEN的化学结构与P盯(聚对苯甲酸乙二醇酯)相似，但刚性大大提高，阻氧性、阻水性比PET提高数倍，而目紫外线吸收性好、耐水解性好、气体吸咐性低，装过的食品不残留味，可重复使用。最近，美国FDA已批准将一种紫外线阻隔剂在美国食品包装上应用。该产品还获得了欧盟的应用认证。这种紫外线阻隔剂能保护包装内的物品免遭紫外线破坏，延长物品存期，防止包装内物品的颜色、气味、味道及营养价值变化。并透明可全面展现食品，让消费者了解食品的质量和外观。2、7 新型草药、果蔬包装材料据报道，近来美国食品专家推出了新型环保型食品包装材料。这种新型包装材料采用了经粉粹的草药制成。专家通过测试表明，用这种新型包装薄膜包装的食品不仅可以起到保鲜作用，而且还能改善香蕉和苹果等水果的风味。美国发明新型环保包装材料，这种新型包装材料完全采用压碎的草霉制成，用其制成的食品包装薄膜同样能够阻止氧气渗入，达到保鲜效果。是可以自然分解的环保材料，符合环保要求。专家认为，在不久的将来，不仅是草药，就连胡萝卜等蔬菜和水果都可以用于制作包装材料。2、8 显色鉴别有害菌食品包装材料加拿大科学家目前开发了一种带有抗体和染料涂层的塑料包装袋。用它包装的食品中有一定数量的有害菌存在时，在包装