新型保鮮性包裝材料
這些年來,由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的專業(yè)化,以及人們對生活質(zhì)量提高的要求,新鮮果蔬的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸越來越多,使得對能夠使新鮮果蔬保存期和貨架期延長的保鮮性包裝材料的需求越來越大。新鮮水果和蔬菜的一個(gè)共同特點(diǎn)是采摘后仍繼續(xù)呼吸,而呼吸同時(shí)伴隨新陳代謝、水分蒸發(fā)及乙烯生成,促使果蔬進(jìn)一步成熟直至衰亡。同時(shí),這種環(huán)境還使細(xì)菌很容易滋生,并迅速繁殖,導(dǎo)致果蔬很快腐爛。為了延長果蔬儲(chǔ)存和貨架壽命,國內(nèi)外都加強(qiáng)了新型多功能保鮮性包裝材料的研究開發(fā) ,其中大部分的保鮮技術(shù)就是通過微孔或改進(jìn)薄膜配方結(jié)構(gòu)、改良包裝袋內(nèi)的氣調(diào)環(huán)境(氛圍)以及使用除氧劑與選擇性透過薄膜組合的方法來達(dá)到保鮮的目的,其中尤以下列產(chǎn)品會(huì)受到更大的關(guān)注。
功能性保鮮薄膜。日本一家公司推出了一種強(qiáng)密封性包裝袋,它是用一種叫做“奇克倫”的塑料制成的,具有極好的防氧化作用,用它來包裝新大米,保鮮效果特別好,可長久保持大米的色、香、味不變,而且袋內(nèi)產(chǎn)生的二氧化碳還有防蟲、防霉的作用。日本另外一家造紙公司生產(chǎn)一種水果保鮮包裝箱,它是在瓦楞紙箱的瓦楞紙襯紙上,加一層聚乙烯膜,然后再涂上一層含有微量水果消毒劑的防水蠟涂層,以防止水果水分蒸發(fā)并抑制呼吸達(dá)到保鮮目的。用這種包裝箱包裝水果,可使水果在一個(gè)月內(nèi)保持新鮮。
美國一家公司推出了一種新型的果蔬保鮮塑料袋,它可延長水果、蔬菜的保鮮期,減少果蔬因熟化程度過快而造成的損失。這種包裝袋用天然活性陶土和聚乙烯混合而成,猶如一個(gè)極細(xì)微的過濾篩,果蔬在熟化過程中產(chǎn)生的氣體和水分可以透過包裝袋,袋內(nèi)不容易滋生真菌,從而可使果蔬的保鮮延長1倍以上。另外有一家美國公司研制出一種保鮮時(shí)間可長達(dá)3年的塑料保鮮袋。這種保鮮袋是在普通塑料袋內(nèi)側(cè)附上一層塑料薄膜,薄膜中含有吸氧劑,它能吸收在食品包裝過程中進(jìn)入的氧氣,這就使導(dǎo)致食品腐爛的微生物因缺氧而無法生存。
選擇吸收性包裝材料
生鮮食品包裝很重視氣體的透過性,并以此選擇不同的塑料材料。隨著食品工業(yè)的發(fā)展以及材料科學(xué)的進(jìn)步,作為食品包裝材料不僅要求高阻氣性,而且進(jìn)一步要求發(fā)展選擇透過性的功能,即根據(jù)包裝內(nèi)容物的要求,僅僅允許需要的(或不需要的)氣體分子通過,建立一個(gè)適宜的氣調(diào)環(huán)境。這類選擇透過性包裝材料在國外已進(jìn)入實(shí)用化階段,主要有添加溶解氣體物質(zhì)的薄膜,添加多孔沸石或氧化硅等粉末的薄膜,用γ射線照射使薄膜性質(zhì)發(fā)生變化以及利用擴(kuò)散系數(shù)對含水率的依存性、引入含有羥基基團(tuán)和酰胺基基團(tuán)的薄膜等。此外還可以在薄膜中加入一些抗菌劑和防腐劑,來抑制細(xì)菌和霉菌的生長繁殖。例如:美國一家公司發(fā)明了一種在包裝箱里減少氧含量、增加氮含量,以使果蔬保鮮的新方法。該方法在運(yùn)輸中使用具有氣調(diào)性能的新型包裝箱,這種包裝有一層特制的薄膜,薄膜能夠吸收氧分子,而讓氮?dú)馔ㄟ^。這樣在空氣通過薄膜進(jìn)入包裝箱后,箱內(nèi)的氮?dú)夂靠筛哌_(dá)98%以上,從而使果蔬的呼吸作用減慢,達(dá)到較長時(shí)間保鮮目的。
另外一種叫做硅窗氣調(diào)保鮮袋,這種氣調(diào)保鮮袋是在塑料薄膜袋上裝上合適面積的硅橡膠薄膜。硅橡膠薄膜對氧氣、二氧化碳和氮?dú)庥羞x擇性的滲透,這種硅窗氣調(diào)保鮮袋在水果儲(chǔ)藏取得了良好的效果。應(yīng)用它在一定的儲(chǔ)藏條件下,確定好適宜的硅窗面積,封閉一定時(shí)間后,即可將包裝內(nèi)的氧氣和二氧化碳的濃度自動(dòng)調(diào)節(jié)在自動(dòng)需要的水平。一般儲(chǔ)藏1000千克蘋果,設(shè)硅窗面積0.6平方米,可使氧氣和二氧化碳維持在適宜水平,呼吸作用產(chǎn)生的過多二氧化碳可通過硅窗排出,袋內(nèi)氧氣不足時(shí),可由硅窗透入。硅窗氣調(diào)技術(shù),關(guān)鍵是選用硅窗膜,確定硅窗面積和適合的儲(chǔ)藏量及儲(chǔ)藏的溫度。
分解性包裝材料
現(xiàn)在全世界每年的塑料產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到1*10T,塑料制品約5*108T。安提計(jì)算,其用量在20世紀(jì)80年代已經(jīng)超過了金屬材料。塑料具有原料多,已于生產(chǎn),性能優(yōu)異,成本低廉,重量輕,便于成型,不腐蝕,容易著色等優(yōu)異特性,被廣泛應(yīng)用于包裝的各個(gè)領(lǐng)域,使金屬,木材,天然纖維,天然橡膠的優(yōu)秀替代品。
塑料的產(chǎn)量和用量不斷的增加,隨之而來的問題也不斷增加,主要是廢棄塑料的不斷增加。通常說的廢棄塑料主要有三個(gè)方面:一種是聚乙烯,主要用來做手提袋,農(nóng)用薄膜等;另一種是聚丙烯,;一般用作包裝的打包帶等;還有一種是聚苯乙烯,用作包裝的泡沫減震材料,快餐飯盒,包裝填充物等。這三類成分占了廢棄塑料的70%--80%。近一半的新塑料制品在兩年后就會(huì)變成廢塑料,廢塑料在自然的環(huán)境下很穩(wěn)定,不易腐蝕,降解,對環(huán)境影響非常嚴(yán)重,構(gòu)成了典型的白色污染,因此,近年來,在塑料行業(yè),呼吁能夠降解的功能性塑料的出現(xiàn)也是理所當(dāng)然。
塑料的降解按照降解機(jī)理,可以分為:化學(xué)降解,熱降解,氧化降解,輻射降解,光降解,機(jī)械降解,以及生物降解。、
生物降解塑料時(shí)只能通過自然界的微生物,如細(xì)菌,霉菌等作用后可被完全降解為低分子化合物的塑料材料,特具有以下幾種特點(diǎn):可制成堆肥,回歸大自然;因降解而是體積減少,延長填埋場地的使用壽命;不存在普通塑料的焚燒問題;可減少隨意丟棄而造成的野生動(dòng)植物的危害;儲(chǔ)存運(yùn)輸方便;應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)降解機(jī)理和破壞形式,包裝行業(yè)適用的生物降解塑料可分為:完全生物降解塑料和生物破壞性(或者稱崩潰興)塑料。完全生物降解塑料在微生物的作用下,在一定的時(shí)間內(nèi)完全分解為二氧化碳和水等小分子化合物,完全破壞性塑料則僅分解成為散亂碎片。按照制造方法,生物降解塑料可分為:天然高分子類,微生物合成類和人工合成類。
天然高分子材料可以作為講解材料的有纖維素,淀粉,甲殼素,木質(zhì)素等。來自于自然界,游客生物降解與自然界,但其本省并不具有塑性,所以通過自然的化學(xué)改性或與聚合物共混,共聚改性或添加到聚合物中給形成為可降解高分子材料。
微生物合成類主要是采用生物工程來合成生物降解高分子材料,已得到更加廉價(jià)的可降解塑料產(chǎn)品,其主要成分是微生物聚酯。例如,運(yùn)用遺傳工程把白楊木的葉子干燥,磨碎成細(xì)粉末,然后萃取出葉綠體,就可以從白楊木的葉綠體中得到聚烴基丁酸(PHB)的母顆粒,從而得到PHB降解塑料。
人工合成類可降解化學(xué)合成高分子材料中有生物可降解高分子材料和光降解高分子材料。其中生物可降解高分子材料有聚乙烯醇(PVA),聚乙二醇等水溶性高分子和已內(nèi)酯(PCL),目前達(dá)到商業(yè)性開發(fā)的有:聚酯聚酰胺共聚物(CPAE),脂肪族和芳香族共聚酯(CPE),聚氨基酸,聚原酸酯,聚酯型聚氨酯等。
耐熱性包裝材料
耐熱性塑料軟包裝材料以前多為耐蒸煮殺菌用,滿足耐蒸煮殺菌的包裝要求在120℃、10~20分鐘蒸煮殺菌或加熱的情況下,外觀形狀、品質(zhì)均無明顯的變化,包裝食品在儲(chǔ)存過程中不產(chǎn)生容器破損、內(nèi)容物泄漏、微生物二次污染以及光和熱使內(nèi)容物變質(zhì)等情況;臼且跃哂姓诠庑缘匿X箔為中間層,高阻隔性塑料PA、PET為外層,具有熱封性的PE、PP為內(nèi)層的多層復(fù)合蒸煮膜制成的蒸煮袋使用的最多。一些新型的含高阻隔性材料的EVOH、PVDC、MXD6、硅氧化物蒸鍍膜等的多層復(fù)合材料也日見使用。
隨著電磁灶、微波爐使用的日益普及,對適用于電磁灶、微波爐使用的包裝容器的需求越來越大。而電磁灶、微波爐對包裝材料的要求是在高溫下使用不顯著變形、破損、內(nèi)容物(添加劑)不揮發(fā),尤其是微波爐的加熱特性,不允許包裝材料中含有金屬材料,這樣,就限制了以鋁箔為中間層,PE、PP為內(nèi)層的蒸煮袋的使用。所以,現(xiàn)在多使用以PP、無機(jī)物填充PP的多層復(fù)合材料及結(jié)晶聚酯(CPET)片材制得的包裝容器。耐更高溫度的新型耐熱包裝材料如聚酯薄膜、聚醚酰亞胺、聚4-甲基戊烯(TPX)/紙板等材料也得到開發(fā),它們都能夠耐180℃以上的溫度。足夠滿足電磁灶、微波爐對包裝材料的要求。
無菌和抗菌塑料包裝材料
無菌包裝可以在無菌條件下,不用添加防腐劑,在常溫下就能最大限度地保留食品原有的營養(yǎng)成分和風(fēng)味。可延長貨架壽命,方便運(yùn)輸和儲(chǔ)存。無菌包裝主要應(yīng)用于食品、調(diào)味品、醫(yī)藥及化妝品等領(lǐng)域。所使用的軟包裝材料為紙、塑、鋁塑復(fù)合膜,含高阻隔性塑料的多層共擠無菌包裝片材等。
抗菌塑料包裝材料則是對塑料包裝材料賦予一定的抗菌性能,現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)了以含銀離子為無機(jī)抗菌劑的全新型母料,銀離子具有顯著的抗菌作用,其特點(diǎn)為抗菌效果持續(xù)時(shí)間長,不會(huì)因氣化和遷移而高,不會(huì)污染環(huán)境。用添加的含銀離子的母料(含量1%~3%)制得的薄膜或表面復(fù)合一層這種薄膜的容器,經(jīng)試用表明,在無營養(yǎng)源的情況下,含1%銀離子母料的薄膜能在1~2天內(nèi)完全殺死會(huì)引起食品中毒的菌類,廣泛用于熟食肉類、水產(chǎn)品和液體食品包裝。另外,在國外從某些植物中的提取物作為抗菌劑的薄膜也已有生產(chǎn),這類抗菌膜主要用于新摘蔬菜及水果等包裝。