1_食品包装保质期及预测_图文

1、快消食品包装关键技术卢立新 博士、教授、博士生导师 江南大学国家轻工业包装制品质量监督检测中心常务副主任 中国包装总公司食品包装技术与安全朿点实验室 主任 国家食品装备产业技术创新战略联盟 副理爭长 中国食品和包装机械工业协会专家委员会 委员 中国机械工程学会包装与食品工程分会 常务理爭 中国振动工程学会包装动力学专业委员会常务理事内容提要快消食品的特性与包装要求©食品包装保质期及预测包装材料传质及其阻隔性性能检测0基于保质期的食品包装设计与应用食品包装保质期及预测包装防护包装防护要素物态稳定性防护.针对产品或内容物物理性质的稳定性保护 及相关的环境防护.化学稳定性防护针对产品或内容

2、物化学性质的稳定性保护 及相关的环境防护.生理生化稳定性防护针对有生命的和有机物类的产品或内 容物维持其生命或生理生化性质正常的稔定性保护及相关的 环境防护结构稳定性保护.对于产品或内容物的包装来说，机械结构 的稳定保护有着极其取要的意义，物流过程外部环境条件又 特别复杂.影响甚大.因此形成了独立的机械结构稳定性保 护及其相关的环境防护综合稳定性保护.在上述4种类型中.基于其中类领域的原 因而造成另一类领域的后果。产品（包装）保质期及其影响因素1 保质期含义指产品从生产、包装到在规定的条件下开始变成不合格品之 间的时间（保证产品质量的日期）。在此期间，产品完全适用于出售，并符合标签上或产品标准

3、 中所规定的质量.食品的保存期：指预示在任何标签上颊定的条件下食品可以 食用的最终日期.在此之后，该食品不再适于食用.功用消费者可以了解所购产品的质量状况：生产商可以指定正确的流通途径和销售模式； 包装设计的基础我国对各大类食品的保质期已有具体的规定、产品（包装）保质期及其影响因素要求：生产商需对产品的保质期进行准确的试验测定.以保证 产品在流通、销售等环节中质量的稳定。包装工艺保证。主要对象：食品、药品、化工产品等一强制性产品对象特性：包装參与产品使用的全过程保质期确定复杂，随机性一研究甚少包装只是参与生产地到消费者之间的过程主要研究试验对象产品（包装）保质期及其影响因素2.影响因素-（1）

4、产品特性（2）包装贮运条件三者之间关系产品特性：内因贮运条件：外因包装：调节、限制、阻隔副作用？ ？、产品（包装）保质期及其影响因素金3确定合格品（保质期）的判别标准合格品的判别标准一般以产品中某种关键、特性成分为依据. 任何产品的合格品判别标准都直接影响包装有效期的测定.判别标准说明有些产品的合格品判别标准有一条明硝的界限，而有些产 品则因变质情况比较复杂，难以确定一个临界点。如果产品有多个或互相影响的变质形式，则应确定一组合 格品的判别标准.产品既要符合合格的标准化标准，又要能为顾客所接受， 这超产品能在市场上打开销路的决定性因素.一、产品（包装）保质期及其影响因素-技术要求：对品质变化进

5、行客观的评价；包装对这种源自保质期要求的适应性; 现有包装技术的限制性：片剂泡罩包装：PVC基材+铝箔，P'/DC涂震解决方案必须符合法定的产品标准。说明品质的标准及其所衍生的要求会随着时间变化。彩响因素：技术进步的客观标准政治与媒体激起的情感标准食品保质期食品保质期特性：-般而言，食品由很多成分组成，其中 的大部分成分化学稳定性相对较低。“品质”定义决定产品性能的品质原则上说是基于产品的 成分。品质Q可以描述为产品化学成分的函数：Q = /（C,C2，,C"）A/ =>=> AQ勺代表成分I在食品中的浓度食品保质期成分浓度随时间的变化允许的浓度变化的幅度不同种成

6、分对产品品质的施要 性可以差别巨大重要性和许可的浓度范隔足由 成分的化学结构来决定的.通过包装保持品质意味着把某 一特定的浓度尽可能长地保持 在一定的范围内.“食品保质期”涵义产品最霓要的品质特征可以保持的时间间隔的上限.二、食品包装保质期预测与试验产品保质期的确定方法.理论设计、预测技术基础：产品质量变化的机理与理论表征；外界因索的影响具体衷征；包装工艺性能现有研究：产品湿度控制、产品氧化控制、产品色泽控制、 微生物反应等；复杂性加速.模拟试验方法货架寿命加速试验方法娥对食品行业来说，在一个较短的时间内确定产 品的货架寿命是很有必要的。对产品的存储、运输和测定货架寿命有很大的影响。根据所得的

7、相关信息，可以进一步改进产品配方和 加工处理技术，从而延长货架寿命。由于实际原因，特别是产品的实际存储时间较长， 加速试验技术可大大缩短试验时间。令介绍相关货架寿命加速试验（ASLT）的方法， 根据在明显短于实际货架寿命的时间内获得的 数据来评估产品的稳定性。货架寿命加速试验方法基本原理ASLT有一个有效的动力学模型适用于任何恶化的过 程，包括化学，物理，生化或微生物引起的恶化。ASLT的基本原理在所有情况下都是一样的。大多数的货架寿命加速试验都研究的是基于食品化 学反应引起的恶化。货架寿命加速试验有很多方法，但基本所有的都是 关注于如何在短期内获得可靠的恶化数据，采用什 么模型，以及最终怎样

8、预测得到食品的实际货架寿 命。货架寿命加速试验方法(1)初始速率法保质期加速试验中最简单方法。此法适用于恶化过程可通过精确灵敏的分析 方法测定的情况，要求这种方法能测量在实 际条件下存储一小段时间食品品质的微小变 化。获得早期存储时恶化过程的初始速率的 动力学数据。要预测实际的保质期，只需要知道或求得恶 化过程和时间的函数关系，在化学反应中通 过反应级数获知。货架寿命加速试验方法说明初始速率法，在适用的条件下，可以提供一个理想的 货架寿命加速试验技术。英优势在于在相对短的时间 内，要获得在实际储存条件的动力学数据，只需仅与 反应级数相关的最简单动力学模型.在没有一个非常灵敏和准确的分析技术的情

9、况下，应 延长恶化过程的时间，使可用的检测方法获得相关统 计意义上的变化。当反应级数未知，可用一个简单的加速试验程序凭经 验估算。在这种情况下，可以釆用下面的最简单动力 学模型。这种方法通过任何动力学活跃因素来加速恶 化的进程。货架寿命加速试验方法(2)动力学模型法基本过程包括以下步骤：选择所需的加速恶化进程的动力学活跃因素.在使恶化速率足够快的加速因素水平下,对恶化过 程的动力学进行研究。通过计算动力学模型的参数，推断正常贮存条件下 的数据。通过推断出的数据或动力学模型预测在实际储存条 件下的货架寿命。货架寿命加速试验方法动力学模型食品中一个最全面的动力学模型，包括引起 变质速度交化的所有因

10、素。产品的变质速度用以下方程来表示：| dD/dt=K (CR, EFj)其中：D变质指数；t 一时间；G成分因素；E- 环境因索。货架寿命加速试验方法七 (3)货架寿命加速试验存在的不足与ASLT相关的问题 一是没有一个有效的动力学模型来适应任何加速动力学因素 金即便存衣这样的模別，但它非常塩杂需要评估大址的参数。 在这种情况下.丈验过稈变得极其繁琐以至于ASLT过程无实用性 可言.缺少恶化指标台的食品以感官为评价，其综合了不网反应的形 住许多悄况 下'衡址与感官评价密切相关的恶化指标是不存在的.因此.产品 只能根据可接受或不可接受两等级来判别.而不是由-连续等级来 判别的.从而不存

11、在用初速度或无模型法来进行稔定性加速试验统计问题正确的统计方法在ASLT的使用是至关霓要的.涉及到动力学模型 验证显然.ASLT技术本身缺乏验证该模型有效性的能力.货架寿命加速试验方法 (4)包装产品货架寿命加速试验前提：产品本身的品质变化规律需解决的关键问题：加速试验因素对包装材料相关性能(传质与渗透) 的影响与规律。包装材料与包装物的相关作用一对货架期彫响。包装容器内外物质、能量等的交换过程三.食品防潮包装保质期预测与试验技术概述吸附理论及模型令酥性饼干防潮包装保质期预测模型 奇防潮包装保质期预测模型的试验验证*食品防潮包装的价值食品防潮性能的要求：对食品相关性能的影响；综合效应夺防潮包装

12、的方法利用干燥剂吸湿除潮的作用原理，来吸收包装内的水分和从 包装外潼透进来的水分，以减缓包装内部湿度上升的速度， 达到延长储存期防潮包装的目的.使用透湿率较低的防潮包装材料对产品进行包装，从而防止 包装内外环境中水分的互换，尽量保证包装内湿度的稳定.1概述c食品防潮包装的关键技术产品吸湿特性的评价与模型表征；不同环境下的包装材料透湿性能及其性能改善技术: 防潮保质期的预测理论方法；合理可靠的加速试验方法难点:动态、综合环境下的保质期的预测理论方法; 综合环境下的加速试验方法2吸附理论及模型食品平衡含水率的经验模型（等温吸湿模型）:(1) Mod计ied-Henderson (MHE)模型RH

13、= -exp-A(TB)Mc-A(T + B)RH_物料所处环境相对湿度，%；T_环境温度,K；M物料平衡含水率.%；A. B. C与物料性质相关的常数.2吸附理论及模型(2)Modified Chung-Pfost (MCP)模型RH =exp-exp(-CM)A/ =4-Cln-(T+)ln(/?/)(3) Modified Oswin (MOS)模型RH = + (A + BT)/MfM=(A + MT)1-RHRH2吸附理论及模型(4) Modified Halsey (MHA)模型RH = exp- exp( A + BT)M "c M = cxp(A + BT)卜In(R

14、H) ©3酥性饼干防潮包装保质期预测模型酥性饼千中华人民共和国轻工行业标准QBfT1433l 2005中定义:酥性饼V (Short biscuits)是以小麦粉、糖.油脂为主耍原料.加入膨松刑和其他辅料，经冷粉工艺调粉、線印、成型、 烘烤制成的饼干.a瑣目指标酸价<mg/g)5过氧化值(g/100g)0.25总仲(mg/kg)0.5t9 <mg/ kg)0.5水份(g/WOg)6.5的指标耍求为: GB7100-2003饼干卫生标准中给出相关应用实例市售的100g香浓奶酥饼干储存条件为宰温(259),相对湿度65%.使用的包装材料 为IM)PP/vm CPP.经国家轻工

15、业包装制品质量监督检测中心 测得Bopp/ vm CPP的透湿系数为051 X l(rl5gm/cms*Pa,薄 膜厚度45 um,测得包装总面积为390 cm2 25*C时饱和水蒸气 压强为3.167kPa.T预测保质期为：325天产品标注：360天4防潮包装保质期预测模型的试验验证ft*加速验证试验分别在35°C、459、50°C和6(TC高温(RH90% ) 条件下试验测得试样防潮包装的保质期； 利用Arrhenius公式外推得到常温下的保质期；利用防潮包装保质期预测模型，获得相同条件下的防潮包装的预测保质期;比较结果，验证预测方法可行性。四、基于微生物控制的食品包装

16、保质期根据微生物的控制来预测食站包装保质期的原理，即依 据各种食品微生物在不同加工、储藏和流通条件下的特 征，建立一系列能描述和预测微生物在特定条件下生长 和死亡的模型，判断食品内主要嘉原菌和腐败菌生长或 残存的动态变化，从而对食品包装保质期进行快速预测。现在已知的微生物生长模型有很多，但结合食品包装预 测保质期的模型大多数只适用于一类食品。0进行食品保质期预测，首先应了解研究对象的性质，确 定特定腐败菌，贮藏条件等，然后再选择合适的方法和 模型进行预测。四、基于微生物控制的食品包装保质期 1食品预测微生物学模型 预测微生物 学研究的最主要内容是根据相关食品中微 生物数据资料建立适当的数学模型

17、，其 中微生物生长 模型是核心和研究重点。 动力学模型分为三个级别：初级模型，二 级模型，三 级模型，初级模型是指在特定的培养条件下，一种微生物对 时间的生 长曲线；二级模型在初级模型的基础上考虑温度、水分活度、PH值等环境因素对微生物生长的影响；三级模型是指初级模型和二级模型的联合。四、基于微生物控制的食品包装保质期 食品预测微生物学初级动力学模型Logistic模型：Gompertz模型：式中：y t时刻的微生物数目，NO微生物初始 数量，Nmax最大微生物数量，Nt时间t时的微生物数量t 时间，M 最大 生长速率对应得时刻，G传代时间，a、b、c 常数，四、基于微生物控制的食品包装保质期 2基于微生物的食品货架期预测 食品 货架期预测建立的基本过程：（1 ）在实验室实验条件下得到微生物的生长动态 数据,用标准的统计学程序建立并验证温度对生长 速率影响的模型。（2）在恒温或 变温条件下观察自然污染或接种时 产