食品包装材料的应用与开发

1、食品包装材料的应用与开发科技知识粮油食品科技第15卷2007年第6期食品包装材料的应用与开发杨金枝,陈锦屏,雷昌贵(陕西师范大学食品工程系,陕西西安710062)摘要:综述了食品包装材料及新型材料的开发利用现状,阐述了食品包装领域的发展方向,为食品包装技术研究,新产品开发提供参考.随着科技的进步,食品包装趋向完美的保鲜功能,食用开启的便利功能,低环境污染的环保功能将促使其逐步走向绿色包装.关键词:食品包装材料;绿色材料;应用现状中图分类号:TS206.4文献标识码:A文章编号:10077561(2007)067603Researchandapplicationoffoodpackingmate

2、rialYANGJinzhi.CHENJinping,LEIChanggui(DepartmentofFoodEngineering,ShannxiNormalUniversity,XianShannxi710062)Abstract:Inthispaper,thepresentsituationoffoodpackingmaterialandnewenvironmentalmaterialaresummarizedincludingdevelopmentdirectionoffoodpackingdomain.Theenvironmentalpackagewhichpossessthefun

3、ctionsofkeepingfreshness,unsealingeasylyandlesspollutionisthetrendinthefuture.Keywords:foodpackingmaterial;environmentalmaterial;situationapplication食品包装可以保护食品的外观质量和食品的原有品质,延长食品的保存期;可以防止食品的污染,促进食品流通的合理性和计划性,促进食品的竞争,扩大食品的销售.现代生活已离不开食品包装.食品包装容器,材料是指包装,盛放食品用的纸,竹,金属,搪瓷,陶瓷,塑料,橡胶,天然纤维,化学纤维,玻璃制品和接触食品的涂料.目前

4、我国允许使用的食品容器,包装材料主要有以下6种:(1)食品包装用纸;(2)塑料制品,复合薄膜,复合薄膜袋等;(3)金属容器;(4)玻璃容器;(5)天然,合成橡胶制品;(6)陶瓷,搪瓷容器li.人们生活理念和消费模式的变化对食品包装的需求也会有新的要求:多样化,多功能的食品包装满足不同层次的消费需求;食品包装对生态环境和资源消耗的负面影响应降到最低限度;拓展食品包装的功能,减轻包装废弃物对环境污染,已成为新世纪食品包装的发展趋势j.l食品包装材料的应用现状1.1食品包装纸材料的使用现状纸质包装材料可以制成袋,盒,罐,箱等容器,在食品行业被广泛应用.其优点是挺度好,伸缩性小,不受热作用的影响;价格

5、便宜,且可以回收再利用,有利于环保,因此发展最快.各种食品专用纸一般不含荧光剂和危害人体的化学物质,具有防水,防油,抗粘及耐热等一些特点.譬如亚光牛皮纸用于甜食,奶酪,冰棍,干果及巧克收稿日期:20070521作者简介:杨金枝(1979一),女,陕两韩城人,在读硕十力的包装;蜡纸用于肉,鱼,熟食,奶酪和方便食品切片的包装等.用热塑性塑料薄膜作为胶黏剂,将铝箔与纸张复合在一起可制成多层铝塑复合纸.这种复合纸综合了铝箔的高阻隔性,塑料薄膜的柔韧和纸材的耐折性抗冲击性,而成为一种高性能的包装材料.采用纸基与其它材料复合的复合纸,目前广泛应用于牛奶及饮料的包装.微波炉烹饪用食品包装纸,可食性包装纸,保

6、健食品纸,绿色防潮包装纸,功能性包装纸如耐磨纸等等产品的研究与生产应用都日益深入并使得纸质材料在食品包装领域的应用更加广泛.1.2软塑包装材料的使用现状常用软塑包装材料包括:PVC薄膜(聚氯乙烯俗称PVC,是四大通用树脂之一,具有力学强度高,绝缘性能好,阻燃性优良,耐腐蚀,易加工等特点,广泛应用于建筑,包装,电子电器及汽车工业等领域,消费量居合成树脂第二位),PVDC薄膜(一种高阻隔性材料,除有塑料的一般性能外,还具有自熄性,耐油性,保味性以及优异的防潮,防霉等性能,另外还具有优良的印刷和热封性能),聚烯烃薄膜(PE,OPP,PET),聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN),水溶性薄膜聚乙烯醇(简称PV

7、A:一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物,性能介于塑料和橡胶之间,但在食品中应用的报道较少),聚吡嗪酰胺(PZA:用于酸奶包装纸盒),聚乳酸(PIJA:聚乳酸机械性能及物理性能良好.聚乳酸适用于吹塑,热塑等各种加工方法,可用于加工从工业到民用的各种塑料制品,包装食品,快餐饭盒等)l3J.目前,在众多的食品包装材料中,塑料制品及复园适用于食品科学各实验领域的宝尔超纯水系统使实验数据更逼真Tel-021i64040161www.baolor.con3粮油食品科技第l5卷2007年第6期科技知识合包装材料占有举足轻重的地位.但因传统的塑料材料自身存在一定缺陷,如废弃包装污染环境,耐温性和阻隔性总体不

8、如金属和玻璃容器等.因此,复合软包装如纸基复合软包装,铝塑复合材料,多层共挤复合薄膜,通过改性技术生产的高阻隔性,保鲜等多功能性薄膜已成为食品包装材料研究的主要方向和开发热点.1.3金属制品在食品包装中的应用金属包装容器具有许多独特的优点:强度高,刚性好,不易破裂.金属薄板有比其它任何材料均优异的阻隔性,阻气性,防潮性,遮光性,保香性,加之密封性好,能可靠地保护产品.但其化学稳定性差,特别在包装酸性内容物时,金属离子易析出而影响食品风味.金属包装是中国包装工业的重要组成部分,其产值约占包装工业总产值的10%,主要为食品,罐头,饮料,油脂及其他行业提供包装服务.而在我国,食品工业是金属包装的最大

9、用户,其次是化工产品.铁和铝是目前使用的2种主要的金属包装材料,其中最常用的是马口铁,无锡钢板,铝和铝箔等.金属包装容器用于食品行业主要包括印铁制品(听,盒),易拉罐(铝制二片罐,钢制二片罐,马口铁三片罐),食品罐(罐头,液体或固体食品罐等)和各类瓶盖(皇冠盖,旋开盖,铝质防盗盖).1.4玻璃制品在食品包装中的应用_4玻璃是一种惰性材料,无毒无味.一般认为玻璃与绝大多数内容物不发生化学反应,其化学稳定性极好,并且具有光亮,透明,美观,阻隔性能好,可回收再利用等优点,其中最显着的特征是其光亮和透明.但玻璃的高度透明性对某些内容食品是不利的,为了防止有害光线对内容物的损害,通常用各种着色剂使玻璃着

10、色.绿色,琥珀色和乳白色称为玻璃的标准3色.2新型包装材料的开发塑料特别是塑料复合薄膜的开发利用,对包装的重要性13益增加;这是包装界,材料界的一次重大革命.随着社会需求和科技的发展,具有防带电及防水性能的廉价塑料薄膜(片)材料;具有多功能,耐高温,选择性避光的塑料;既便宜又无公害(水溶性可降解)的泡沫缓冲材料和无模具现场发泡缓冲材料;低耗能,高性能的通用塑料包装材料;安全透明的气溶胶容器;具有脱氧,杀菌等特殊功能的塑料容器;既安全又卫生的食品浸渍涂料;轻量,廉价,耐压且具有玻璃特性的高阻气性软质容器及纳米材料等等都得到一定的发展且现在已在食品包装领域初露端倪.下面简要介绍目前正在研究和开发中

11、的高新包装材料及其在食品包装中的应用.2.1纳米包装材料_5J2.1.1纳米抗菌材料抗菌材料是一类具有抑菌和杀菌性能的新型功能材料,而抗菌材料的核心成份则是抗菌剂.纳米无机抗菌剂结合了光催化抗菌技术,金属离子抗菌技术和纳米级粉体抗菌制备技术,它将无机材料固有的稳定性和抗菌成份的抗菌高效性及广谱性相结合,具有杀死和阻止细菌发育,防止各种微生物生长的功能.更兼备抗菌作用的持久性,安全性能.2.1.2纳米复合阻透性包装材料复合阻透性包装材料的研究主要集中在尼龙,PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯),环氧树脂,硅橡胶,聚烯烃,聚氨酯等与无机层状硅酸盐材料所制备的插层型纳米复合材料等方面.该材料的主要特点是保

12、质,保鲜,保风味及延长食品贮藏时间.纳米薄膜尼龙6(聚酰胺6)制得的塑料薄膜,可将食品与空气隔绝以避免食品氧化变质,但它对O,和CO,的阻隔性较差,对水的阻隔性更差.中科院化学所将纳米级蒙脱土这种天然粘土矿物均匀地分散到尼龙6中制成纳米(NPA6)薄膜,与普通尼龙6相比,该纳米薄膜抗02和CO2透过的能力提高6倍,因在聚合过程中加入的纳米蒙脱土晶粒能在固化的尼龙中形成一种能阻挡气体分子移动的屏障,以保证被包装的食品色,香,味不变,营养,卫生,保质期可靠安全.可用于肠衣膜,蒸煮袋膜,热收缩膜等.纳米坦料传统的塑料瓶包装啤酒的保质期达1个月.中科院化学所的研究人员使用P

13、ET聚合插层复合技术将纳米尺度的有机蒙脱石与PET单体一起加合到聚合釜中,成功地制成了NPET纳米塑料.少量的纳米蒙脱石粒子就会明显地改变PET强度,阻隔性,耐热性,而不影响透光性,并且热变形温度提高了30C,有利于在啤酒灌装过程中进行高温巴氏消毒.检测表明,用NPET容器盛装的酒类,肉类,饮料类和奶酪制品的保质期可达30个月.2.1.3纳米紫外线屏蔽材料在包装材料中添加纳米无机超微粒子紫外线吸收剂,可以取代目前的防紫外线的方法,无机超微粒子的紫外线吸收剂主要有氧化铁,氧化锌,二氧化钛等.如纳米氧化铁超微粒子能完全吸收400ram左右的紫外线;利用添加0.1%0.5%的纳米二氧化钛制成的透明塑

14、料薄膜包装食品,既可以防止紫外线对食品的破坏作用,还可以使食品保持新鲜.2.2绿色包装材料2.2.1可食性包装材料l_6可食性包装材料是以可以消化食用的淀粉等为基料制成的,它不影响包装食品风味,安全,无毒.将可食性包装材料直接涂敷于食品表面或揭膜后包装在食品外部,可达到保鲜,阻光及防潮功能.可食性包装材料有一定的营养价值,成本低廉,可降解,与世界接轨用宝尔超纯水系统TelwW.baol0.c0m团科技知识粮油食品科技第15卷2007年第6期在完成包装功能后,可被人食用或用作动物饲料,符合绿色包装的要求,不会造成环境污染.目前,世界范围内主要从以下几方面研究开发可食性

15、包装膜:多糖类可食性包装膜,蛋白质类可食性包装膜,微生物共聚聚酯可食性包装膜,多糖,蛋白质,脂肪酸复合型可食性包装膜.2.2.2可生物降解材料¨8j生物降解材料,指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.法国达诺内奶制品公司近来从甜菜中提取乳酸,制成酸奶盒和杯子.这种生态盒(杯)的基本原料是甜菜,通过发酵转化为乳酸,经抽出水分形成丙酯,再加工为聚乳酪,掺人矿物质等便成为一种轻型坚固的材料.用这种材料制成的包装盒(杯)可在55下,60天内分解为农家肥料.以土豆为原料制作的可降解包装材料由烘干的土豆淀粉加水和纤维混合后

16、制成的包装容器,在内表面加衬了一层聚丙烯基材料,这种材料能在l4天内完全降解.推广使用这种包装材料,有助于减少每年需要填埋处理数以百万吨的包装废弃物.目前它主要用于干鲜无汁食品的包装.2.2.3重复再用和再生的包装材料重复再用包装,如啤酒,饮料,酱油,醋等包装采用玻璃瓶反复使用.瑞典等国家实行聚酯PET饮料瓶和Pc奶瓶的重复再用达20次.再生利用包装,例如聚酯瓶回收后,可用物理和化学两种方法再生,物理方法是指直接彻底净化粉碎,经处理后的塑料再直接用于再生包装容器.化学方法是指将回收的PET洗涤粉碎之后,在碱性催化剂作用下,使PET全部解聚成单体或部分解聚成低聚物,纯化后再将单体或低聚物重新聚合

17、成再生PET树脂包装材料.2.2.4新型草药,果蔬包装材料I8J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经粉碎的草药制成.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.美国发明出新型环保包装材料,这种新型包装材料完全采用压碎的草莓制成,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干制作包装材料.2.3安全性包装材料【7J2.3.1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

18、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,在包装袋的表面上就可以直接地反映出来,使人一眼便能识别.这种食品包装用标准的聚乙烯材料制成,其内表面上放置了特定的抗体,在抗体层上涂有一层凝胶,凝胶中含有同种抗体和用特制化学混合物制成的燃料,凝胶上是一层有很多小孔的塑料包装纸,它将直接与食品接触.当有害菌感染食品,开始繁殖后,它们会穿过最内层包装纸上的小孔,进入凝胶层.这时凝胶层中的抗体被激活并与有害菌结合,产生显色反应,使有害菌着色.2.3.2抑制二垩英产生的新型塑料复合包装材料日本近期成功开发了一种可抑制二垩英产生的新型塑料复合包装材料.这种材料是将与石粉高度均匀混制而成

19、,然后经加热成型后制成容器.此材料本身不会产生HCL等一些与二垩英产生有关的任何气体,并且在燃烧时能吸附固定其它废弃物产生的HCL气体,从而抑制二垩英的产生.2.3.3辐射杀菌处理的食品包装材料_9j微电子和电子辐射处理已成为包装(大多数为天然塑料或人工合成塑料构成的包装,用于食品和药品的无菌处理)灭菌普遍采用的方法.对此类材料辐射处理的效果对于包装工程是至关重要的.在产品充填前后对包装材料进行辐射处理都是可行的.在美国,加拿大及欧洲,牛奶制品,加工过的食品,饮料,医药和医疗器械通常选择在填充前处理.辐射处理对包装材料性能的影响仍需要进一步的研究.3食品包装材料对食品工业的影响食品工业是21世纪的朝阳工业,食品包装新材料的开发以及通过应用