淺析富含油脂類食品包裝中油脂與包裝材料的交互影響
□ 范珺 濟南蘭光機電技術有限公司
天然食物或動物類食品以及相關制品中,都含有油脂成分,尤其像核桃、芝麻、花生、蛋糕、肉類、動物內臟、奶油制品等食品,油脂含量更加豐富。對于這類食品,如何貯藏保質一直是生產企業需要解決的難題。包裝是承擔食品保質作用的重要組成部分,而食品貯藏和銷售過程中包裝保質作用的變化將嚴重影響食品保質期,因此需要更加重視。包裝材料對油脂保質的影響
富含油脂的食品不易保存,是因為油脂易受到氧氣、光照、溫度、水蒸氣、酶、金屬離子的影響發生自動氧化酸敗、光敏氧化酸敗和水解酸敗從而生成氫過氧化物,這是酸敗的初級產物。此類物質不穩定,會被進一步分解為具有特殊哈敗氣味的、揮發性的醛、酮、酸等小分子化合物,從而導致食品變質并產生異味。相關研究表明,氧化酸敗的發生速率與影響程度明顯大于水解酸敗,因此利用包裝嚴格控制氧氣與食品的接觸是富含油脂類食品的重要保質方式,也是減少食品中抗氧化劑使用量的有效方法。從這個角度來看,包裝材料的阻氧性能顯得尤為重要。
阻氧性,是包裝材料阻隔氧氣滲透的能力。當包裝材料的兩側存在氧氣濃度差時,高濃度側的氧氣分子吸附溶解于包裝材料,從低濃度側解吸而出。整個過程中,不同的包裝材料因自身分子的極性、結晶度、密度、濕敏度的差異以及環境溫濕度的影響,呈現出不同的氧氣透過速率,從而反映在阻氧性上也多有不同。一般來說,阻氧性能較佳的包裝材料和包裝系統,其對內容物的保質效果也更加理想。
為了進一步驗證上述內容,筆者以油脂含量非常豐富的堅果食品為例,測試了各類包裝材料的氧氣透過率。
測試儀器:VAC-V2壓差法氣體滲透儀(濟南蘭光)。
測試條件:溫度23℃,濕度0%RH。
測試結果:見表1。

從包裝的材料和結構角度來看,鋁塑復合膜因鋁箔層的加入而具有了優異的阻氣、防潮和遮光性,可以有效延長富含油脂食品的保質期。但鋁塑復合膜也有一定的局限性,即鋁箔易折容易出現針孔、斷裂等問題,極大地影響了材料的阻隔性。常用的應對辦法是在復合層中加入PA等高阻隔層,形成類似上述試驗中PET/AL/PA/CPP的復合結構,一方面保護鋁箔層,另一方面減少因鋁箔出現穿孔而導致整體阻隔性發生較大的波動。
塑塑復合膜質輕薄,復合層的阻隔性決定了復合膜整體的阻隔效果。富含油脂的食品如采用此類型包裝材料,需選擇具有高阻隔性能的材料,如PA、PVDC、EVOH作為阻隔層,并與熱封性好的PP、CPP等材料復合而成使用。盡管如此,其阻隔效果還是無法與鋁箔相媲美,但可以通過增加材料厚度或對復合層材料鍍鋁來大幅提升塑塑復合膜的阻隔性。這也是上述試驗中鍍鋁復合膜包裝的堅果過氧化值升幅小于塑塑復合膜包裝堅果的原因。
油脂對塑料包裝材料性能的影響
上文分析到,塑料復合包裝材料的氧氣阻隔性能對于富含油脂的食品儲藏保質來說非常重要。但基于這一分析的背景是單一的、靜態的,并沒有放在包裝食品后的動態過程中進行考量。事實上,部分塑料包裝材料與油脂接觸后,會發生溶脹-溶解現象,導致油脂從包材一側滲透到另一側。這是相似相溶的原理,即物質在與其組成相似的溶劑中較易溶解,或極性相近的物質和溶液較易溶解。油脂的脂肪酸,無論飽和或不飽和,都含有十多個碳的長鏈,而部分塑料包裝材料分子結構中也存在相似的飽和碳鏈,如LLDPE主體結構是-CH2-CH2-,與脂肪酸的分子結構類似,因此根據相似相溶原理,油脂分子很容易進入LLDPE分子鏈之間再滲透而出。
這種油脂滲透的物理過程是否會對與之接觸的包裝材料性能產生影響,影響的程度如何,目前尚沒有針對性的研究結果。筆者做了一個簡單的對比試驗,來觀察常見塑料包材浸油后的阻氧性的變化。
測試儀器:VAC-V2壓差法氣體滲透儀(濟南蘭光)。
測試條件:溫度23℃,濕度0%RH。
測試過程:取35~40μm厚的LLDPE薄膜、KPET塑料片材、CPP薄膜、BOPA薄膜試樣各6個,每種試樣3個為一組,分為對照組和實驗組。對照組試樣置于23℃,60%RH的環境下預處理24h。實驗組試樣浸泡于同種花生油中,24h后取出擦拭干凈。利用VAC-V2壓差法氣體滲透儀測試兩組試樣的氧氣透過率。測試結果見表2。

總結
經過上述分析與試驗可以發現,富含油脂的食品包裝系統中,油脂與包裝是一種動態的,交互影響的關系。氧氣,是促進油脂氧化變質的首要因素,包裝材料因此承擔了阻隔氧氣透過、保護食品品質的重任。而當油脂與包材接觸后,包材的阻氧性能是否會因受到油脂溶脹滲透的影響而發生改變,這也是值得行業重視與研究的問題,因為這將是確保包裝是否能持續保障內容物的保質作用的重要前提。

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