可食性包裝薄膜的應(yīng)用及重點(diǎn)性能檢測(cè)分析
閱讀：1295 發(fā)布時(shí)間：2012-10-18
目前,，各行業(yè)中應(yīng)用的包裝材料種類繁多,，特點(diǎn)各異：塑料袋使用zui為普遍且成本低廉，但其不易降解性會(huì)造成白色污染,，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境,；紙袋雖有利于回收、降解,，可循環(huán)利用,，但成本較高；保鮮膜作為直接接觸食品的包裝材料,，有害物質(zhì)容易析出,，會(huì)隨食物進(jìn)入人體影響健康……近年來，“綠色包裝”呼聲愈來愈高,，如何實(shí)現(xiàn)包裝材料的“綠色”要求,，成為包裝界研究的主流。從包裝材料出發(fā),，一般可采用四種手段提高包裝的綠色環(huán)保性：1,、利用重復(fù)再用和再生的包裝材料；2,、研制可食性包裝材料,；3、推廣可降解材料,；4,、廣泛利用紙質(zhì)材料。從天然環(huán)保的角度比較,，可食性包裝材料因其采用天然可食性物質(zhì)制成,，食用后可直接被人體吸收，因而成為“綠色包裝”推廣的重要手段,。
所謂可食性包裝膜,是指以天然可食性物質(zhì)（如多糖,、蛋白質(zhì)等）為原料，通過不同分子間相互作用而形成的具有多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的薄膜,。根據(jù)選材和工藝不同,，可食性包裝膜可分為：多糖可食性包裝膜,、蛋白可食性包裝膜、復(fù)合型可食性包裝膜等,。
在我國,，可食性包裝形式多樣，很多早已應(yīng)用于實(shí)際生活中：蠟,、油,、明膠涂覆在食品、水果表層可有效減緩水分流失,，延長貨架期,；糖果、糕點(diǎn)外層包覆的糯米紙,，是由番薯,、玉米或小麥粉等淀粉做成，入口則化,，用來隔離食品碎屑,，防止與外層包裝的粘連。此外,，冰淇淋甜筒的玉米烘焙包裝,、香腸腸衣等均是典型的可食用包裝。近些年來,，相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和包裝企業(yè)也開始著手進(jìn)行新型可食性包裝膜的制備和性能研究,。
既然對(duì)于可食性包裝膜進(jìn)行了如此細(xì)致的研究，而且又具有悠久的實(shí)踐歷史,，但截至目前,，為何沒有大規(guī)模的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)和商業(yè)應(yīng)用中呢？原因集中在其阻隔性不穩(wěn)定,、機(jī)械強(qiáng)度不足以及無熱封性,。
性能分析及檢測(cè)要點(diǎn)阻隔性是可食性包裝膜的檢測(cè)重點(diǎn)，包括氧氣透過率檢測(cè),、水蒸氣透過率檢測(cè),，其性能優(yōu)劣直接影響包裝食品的貨架期長短。此外,，為了在實(shí)際應(yīng)用中具備基本的包裝功能,，可食性包裝膜需要在拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率,、直角撕裂,、熱封等性能滿足包裝用膜的基本指標(biāo)。生產(chǎn)過程中,，若要通過高速運(yùn)轉(zhuǎn)的包裝線得到良好的包裝效果,，合理的摩擦系數(shù)是關(guān)鍵,。為保證可食性包裝膜各部分材質(zhì)性能均勻，厚度控制不失為一個(gè)簡單,、有效的解決手段,。
在這些需檢測(cè)指標(biāo)中,，阻隔性,、拉伸強(qiáng)度、撕裂度和熱封性能是首要的檢測(cè)項(xiàng)目,。
1,、阻隔性
所謂阻隔性能，是指可食性包裝膜對(duì)氣體,、液體等滲透物透過材料的阻礙能力,。無論食品、藥品,，都要求包裝膜具有較高的阻隔性能,，以延緩產(chǎn)品變質(zhì)過程，延長保質(zhì)期,。對(duì)于大多數(shù)食品來講,，微生物超標(biāo)生長繁殖是導(dǎo)致食品變質(zhì)的主要原因。加工過程中清洗,、消毒,、蒸煮、燒烤,、熏制等環(huán)節(jié)可以有效的降低微生物的數(shù)量,，但由于食品原材料受污染程度不同、加工/包裝的衛(wèi)生條件的差異會(huì)影響食物成品的微生物殘存量,。在后期的存儲(chǔ)和運(yùn)輸中,，倘若溫度、濕度和氣體量適宜,，微生物仍會(huì)大量生長繁殖,，加快食物變質(zhì)。包裝膜作為食物與外界環(huán)境的zui后一道屏障,，其阻隔氣體和水蒸氣的滲透能力對(duì)于食品品質(zhì)的保持有著極為重要的關(guān)系,。
氧氣透過率（OxygenTransmissionRate）是指在單位時(shí)間內(nèi)透過單位面積試樣的氧氣數(shù)量，此項(xiàng)指標(biāo)可以作為衡量包裝膜阻氧性能的重要參數(shù),。在目前氧氣透過率檢測(cè)領(lǐng)域中,，壓差法和等壓法作為兩種獨(dú)立典型的檢測(cè)方法各具特色：壓差法可測(cè)試多種氣體，測(cè)試成本低,、成功率高,，其zui大優(yōu)勢(shì)在于測(cè)試環(huán)境氣體“純凈”,，排除了雜質(zhì)氣體對(duì)試驗(yàn)過程帶來的影響，但容器檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展一直遭遇瓶頸,，Labthink蘭光（濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司）研發(fā)生產(chǎn)的G2/130壓差法容器氣體透過率測(cè)試儀的問世標(biāo)志著這一技術(shù)難關(guān)終于被攻破,；等壓法的檢測(cè)對(duì)象從膜材擴(kuò)大至容器，但在檢測(cè)范圍上較為局限,，僅適用于氧氣透過率測(cè)試,。
水蒸氣透過率（WaterVapourTransmissionRate），是指在特定條件下,，單位時(shí)間透過單位面積試驗(yàn)的水蒸氣量,。目前此項(xiàng)檢測(cè)以稱重法和傳感器法兩大主要檢測(cè)方法。稱重法歷史悠久,，是透濕檢測(cè)的仲裁方法,，但操作較為復(fù)雜，測(cè)試時(shí)間長,。如今該方法已經(jīng)得到明顯的改進(jìn),，的稱重法透濕性儀器——W3/031水蒸氣透過率測(cè)試儀已全部采用微電腦控制，自動(dòng)試驗(yàn),，且多個(gè)透濕杯設(shè)置極大提高了測(cè)試效率,；傳感器法包括電解傳感器法、紅外傳感器法和相對(duì)濕度測(cè)定法,。單就測(cè)試效率來說,，傳感器法略勝*。
2,、抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長率
抗拉強(qiáng)度是指包裝膜拉斷前承受的zui大應(yīng)力值,，而斷裂伸長率是指包裝膜拉斷后被拉伸增加的長度與初始長度的比值。此項(xiàng)檢測(cè)可以有效解決包裝膜在外力作用下產(chǎn)生的破損與斷裂問題,，并且對(duì)于多種不同類型的可食性包裝膜進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)比對(duì)分析,，可以幫助判定、選取合適的基質(zhì)和工藝進(jìn)行研究開發(fā),。
3,、撕裂度
包裝袋在存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)倪^程中，常會(huì)在外力的影響下被撕裂,。因此包裝膜應(yīng)具備足夠的抗撕裂擴(kuò)展力,，來減少撕裂的傳遞，減低泄露的可能性,。另一方面,，“易撕口”包裝的開口部分同樣要求一定的撕裂力，因此撕裂度是可食用包裝膜應(yīng)用研究的一個(gè)要點(diǎn),。傳統(tǒng)撕裂度測(cè)試有三種常見方法：
直角撕裂法,，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定裁取一邊成直角樣式的試樣,，對(duì)之施加拉伸負(fù)荷，使試樣在直角口處撕裂來測(cè)試撕裂強(qiáng)度,。
褲型撕裂法,，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定裁取長條狀試樣，并在長軸方向切縫至1/2處,，使其切口所成的兩“褲腿”形狀,，經(jīng)受拉伸試驗(yàn)，測(cè)出沿長軸方向撕裂所需的力,。
埃萊門多夫法,，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定制取帶有切口的試樣,，使之承受擺錘的撕裂,，以撕裂試樣所消耗的能量計(jì)算試樣的耐撕裂性。
一般來說,，直角撕裂法的較為常用,。檢測(cè)儀器建議選用智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)，通過裝置不同的夾具,，可實(shí)現(xiàn)抗拉強(qiáng)度,、斷裂伸長率、撕裂,、熱封強(qiáng)度等多重檢測(cè),，一體化程度高。而且“微電腦控制,、自動(dòng)試驗(yàn)功能”有利于幫助研究者減低測(cè)試的人為干擾,，保證數(shù)據(jù)的性。
4,、熱封性能
包裝的破損是目前影響包裝質(zhì)量的首要問題,，封口是破損的多發(fā)部位。目前封口主要采用熱封技術(shù),，即加熱到預(yù)設(shè)溫度,，兩層或多層包裝膜受熱成熔融狀態(tài)，借助一定壓力促使膜分子滲透融合,，經(jīng)過一段時(shí)間后融為一體即封口,。因此要保證制成袋具有良好的封口強(qiáng)度和密封性，熱封材料和熱封工藝是關(guān)鍵,。
針對(duì)可食性包裝膜的應(yīng)用研究,，首先以不同基質(zhì)和工藝制成的包裝膜為對(duì)象進(jìn)行熱封性能研究。選擇不同的可食性包裝膜按要求制成樣品,，在專業(yè)檢測(cè)儀器——熱封試驗(yàn)儀上設(shè)置統(tǒng)一的熱封壓力,、時(shí)間和溫度模擬封口工藝,。后借助智能電力拉力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行熱封強(qiáng)度測(cè)試，以此來選擇熱封性能較好的可食性包裝膜材,。其次以同種材料為檢測(cè)對(duì)象,，設(shè)置多組熱封壓力、時(shí)間和溫度參數(shù)進(jìn)行封口試驗(yàn),。根據(jù)拉力機(jī)熱封強(qiáng)度測(cè)試數(shù)據(jù)比對(duì)來找出合適的熱封參數(shù),。
總結(jié)可食性包裝膜在包裝領(lǐng)域尚屬新興材料，從研發(fā)到實(shí)際應(yīng)用仍需大量的性能分析和驗(yàn)證,。經(jīng)過研究得知,，可食性包裝膜的阻隔性、物理機(jī)械性能還是影響其發(fā)展的瓶頸,，因此需要得到廣大科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)單位的高度重視,。另外，包裝膜性能檢測(cè)技術(shù)日新月異,，檢測(cè)儀器自動(dòng)化,、化程度大幅提高，相信在理論,、技術(shù),、儀器的同步支持下，可食性包裝膜真正大規(guī)模的推廣應(yīng)用指日可待?。▉碓矗簼?jì)南蘭光）
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