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食品吸氧塑料包装
时间:2013-05-07   来源: 包装前沿   阅读:3124次

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      很多情况下,食品的腐败都是由于氧气的存在引起的,因为氧气能使食物的成分氧化、霉变、香味降低、好氧菌增殖以及昆虫生长,因此食品包装内的氧气含量必须低于其允许量。气调包装和真空包装已不能满足人们的需求,利用适当的材料和方法来包装食品,使其营养损失最小,同时使其安全健康。氧气脱除技术是在气调包装和真空包装出现之后形成的一种新的包装方法,它克服了脱氧不彻底的缺点,是一种提高食品质量和货架期的前景包装。
      1.目前几种氧气脱除方法
      食品的氧化变质现象早已引起人们的重视,目前采用的方法主要有真空包装、气调包装、向食品中添加抗氧化剂和脱氧技术。
      然而这些方法都存在一定的局限性,即使采用真空包装和充气包装,但这种脱氧方式仍有2%-3%的氧气残留在包装中,食品仍然会产生异味、造成营养损失、颜色发生变化。抗氧化剂是添加到食品中发挥作用的,但是,以往食品多采用添加抗氧化剂(BHA、BHT、TBHQ)的方法防止氧化,由于以上抗氧化剂易引起肝肿大症以及其他毒害。近几年来虽已研制了许多毒害小、抗氧能力强的天然抗氧化剂,但对人体的毒害作用仍不可小觑。氧气脱除技术通常采用一种或多种物质的氧化消耗氧气的原理来脱除氧气,脱氧剂的种类繁多,按其主剂不同首先可分为有机类和无机类。不同类型的脱氧剂的特性及作用机制有一定的差异,但绝大多数脱氧剂均含有能与氧发生反应的还原性物质,并通过氧化还原反应来达到脱氧的目的。但是它的缺点是:由于要放置脱氧剂,使得包装工艺复杂化,成本增加,且已有消费者误食脱氧剂的报道。对于饮料包装,除了灌装时顶隙进入的氧和存储过程中通过包装材料进入的氧气之外,还有饮料本身溶解的氧,故此类除氧剂不适合液体食品的包装。
      2.吸氧塑料
      近年来,出现了直接将脱氧剂和助剂混入塑料中然后通过挤出机吹塑制成了吸氧活性塑料。国外相继研制出了吸氧多层塑料,这是一种非常实用的吸氧包装材料,可吸收包装内多余的氧气,有效抑止微生物的生长,延长了包装食品的货架寿命。
      2.1 吸氧塑料的吸氧机理
      在塑料基体中加入具有吸氧功能的物质,经过吹塑或挤出等手段可加工成具有吸氧功能的塑料薄膜或容器。吸氧塑料的吸氧机理主要有两种类型:一种是利用塑料中添加的低分子吸氧剂的氧化反应,另一种是利用特定结构的吸氧树脂的自身氧化,这种吸氧树脂通常在主链或侧链上含有双键、羟基等活性基团,或在主链内含有活性亚甲基,如聚丁二烯、聚异戊二烯、烯烃共聚物、尼龙6、聚已二酰间苯胺(MXD6)、(乙烯/乙烯醇)共聚物(E/VAL)等。
      2.2 吸氧塑料的种类
      吸氧塑料有添加吸氧剂的吸氧塑料、添加吸氧树脂的吸氧树脂两种。添加吸氧剂的吸氧塑料,吸氧剂是一种可以自发而缓慢地同氧气反应,从而去除氧气。可分为无机吸氧剂和有机吸氧剂两种。添加低分子吸氧剂的吸氧塑料制备工艺简单,成本低廉,吸氧效果好,可以达到食品饮料的包装要求。但是这种吸氧塑料体系有很多弊端,如加入吸氧剂后包装制品的透明性降低,力学性能尤其是撕裂强度变差,吸氧需要一定的条件(如一定的相对湿度),低分子物容易迁移,高温加工过程容易引发吸氧,有些吸氧塑料不符合与食品直接接触的卫生要求,难于循环利用等,限制了其应用范围。
      添加吸氧树脂的吸氧塑料,可将吸氧树脂与其它常规塑料如PP、PE、PET等共同加工成型,制成单层或多层的具有吸氧功能的塑料包装材料。与吸氧剂的吸氧塑料相比较而言,添加吸氧树脂的吸氧塑料由于性能优越,因此更具有发展潜力。添加吸氧剂树脂有单层和多层吸氧剂塑料。多层吸氧塑料大都由3层或5层构成,外层为气体阻隔层,用以阻止外部气体向内渗透;中间层为吸氧层,由吸氧树脂或吸氧树脂与其他树脂的共聚物构成;内层为气体渗透层,其作用是将包装物与吸氧层隔开。单层吸氧塑料是将吸氧树脂与高阻隔性塑料进行共混,使之均匀分布于塑料基体中,可形成单层吸氧塑料包装材料。
      2.3 各种吸收剂的吸收反应工序
      首先吸收剂被外部环境所激活,在一个诱导期之后,吸收反应开始,然后达到正常反应速率,以后继续进行直到吸收剂的能量被耗尽。氧气吸收剂的特性重要参数是:启发反应的机械作用;反应时间;反应速率;氧气吸收总能量。所有这些因素必须适应于被包装的物品,如果包装的物品与氧气反应比吸收剂还要快的话,这种吸收剂是完全无效的。
      包装时包装的顶部空间一般会含有一定量氧气,在活性包装中,这部分氧气量被吸收剂吸收了,而在传统包装,环境大气常常透过包装材料供给氧气,由于没有吸氧材料,于是被包装物吸收了。有吸收剂的包装,首先把它的能量用尽,然后剩余的氧气开始由包装物吸收。实际的吸收剂效用与以下因素有关:当包装顶部空间时氧气的份额;填加物质的反应速度和其质量对氧气的敏感度;以及吸收剂的反应速度和能量;所用包装(材料)气密性,不和吸收剂起作用。
      2.4 吸氧塑料在食品中的功能
      1、防腐保鲜
      糕点甜食这类食品在存储的时候,比较容易被霉菌繁殖污染,特别是在有氧的包装内,利于微生物的生产。当这类食品的包装采用吸氧塑料薄膜包装,去除包装袋中的氧气以后,以氧气为生长繁殖必要条件的霉菌就无法生存下去。从而达到了防止霉菌生长的目的。延长了食品保质期和货架期,起到了防腐保鲜的作用效果。
      2、保持风味
      在有氧气的情况下,一些食品会氧化变味,失去原有的香气。为了保持食品应有的风味,一些生产咖啡或啤酒的厂家采用吸氧塑料包装。这是为了防止氧化反应破坏食品的纯正香味。
      3、防变色、褪色
      防止食品变色和褪色是使用脱氧塑料包装的另一种目的。这就是说,假如存在氧和光,一些容易发生变色和褪色的食品,利用脱氧剂来防止变色和褪色是其最终目的。例如,火腿和香肠是有代表性的实际例子。
      3.吸氧塑料的应用领域
      国外的活性包装主要应用于食品行业,近年来,随着食品工业的发展和包装材料的改进,脱氧剂在国内越来越受到重视,应用也越来越广泛。
      3.1 在茶叶包装中的应用
      茶叶包装中高含氧量会使茶叶中的儿茶素、叶绿素、脂类、叶红素及维生素C极易氧化,尤其是绿茶的变色特别突出,一旦被氧化,就会失去嫩绿色而变黄。并且氧气过多还会抗坏血酸容易氧化变成为脱氧抗坏血酸,并进一步与氨基酸结合发生色素反应,使茶叶味道恶化,对品质影响极大。所以包装中的氧含量必须控制在1%以下。若能在防潮、遮光的同时再加上脱氧包装技术,就可使茶叶包装内的氧气浓度降低至0.01%,从而可以能使茶叶从生产到销售的各个环节中减少品质的损失,而且还有树立企业形象、诱导消费、使品牌升值、提高竞争能力等多项功能。
      3.2 在肉制品中的应用
      肉制品包装中高含氧量会助长微生物的生长、产生不良风味、使颜色发生变化、营养物质流失,从而降低了肉制品的货架期。因此,一种好的肉类保鲜体系必须兼顾这些因素,以及它们之间的相互作用。采用吸氧塑料薄膜可以满足以上条件,使肉制品在存储时达到最好的保鲜效果,延长其货架寿命。
      3.3 在糕点、油脂食品中的应用
      糕点食品中通常含有丰富的油脂,含油脂食品在贮运加工中极易发生氧化。油脂的氧化败坏机理是油脂在紫外光和热的催化作用下受空气中的氧所氧化,产生过氧化物。油脂氧化酸败会产生“哈喇味”,使食品的风味和香味丧失,改变食品的色泽,降低食品的营养品质,以至于缩短货架期。油脂食品包装的关键是如何防止油脂氧化,而焙烤食品大多含有较高脂肪,组织结构柔软或松脆,不宜采用真空包装。而采用普通包装,月饼和饼干的保质期要求较长,达不到要求。采用脱氧塑料包装,可以达到近100%的脱氧率,使氧气浓度降到l%,并且还可以在很长一段时间内随时脱去外面渗入的氧气。不仅除去了氧气,最重要的是阻止了因油脂氧化而使产品腐败或长霉。并且多层脱氧塑料既可以兼顾遮光性与防潮性能,可以很好地保持食品的自然风味。
      3.4 在啤酒、饮料中的应用
      啤酒具有浓郁的香气,但其香气成分极易在存储过程中氧化变质。原因是啤酒酵母已在灭菌后失活,瓶内氧气无法消耗而造成的。但如果瓶内仍残留有酵母菌,则会使啤酒产生浑浊。英国BP公司开发的Amosorb DFC氧清除剂可用于单层PET瓶,赋予果汁和啤酒包装材料高阻隔性能,并且可以达到除氧效果。且可简化生产、降低成本及更易于回收。
      结论
      随着吸氧塑料研究的深入和使用的推广,以及食品保鲜要求的提高,吸氧塑料将在活性包装市场发展成为一种重要的组成部分,并且也愈来愈为消费者所认可。吸氧塑料包装作为延长商品货架寿命的有效手段,发展前景将会十分广阔。但要大规模应用于食品包装,还应该在技术上和经济范围两方面同时考虑,改进包装效果。
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