包裝是便于包藏和運輸?shù)闹匾侄?。近年來，包裝技術(shù)和包裝材料所起的作用越來越大，使包裝材料能與內(nèi)容物作用或與包裝環(huán)境內(nèi)的氣體作用，改變包裝內(nèi)的環(huán)境條件，使包裝物能貯藏在最適條件下，達到保持品質(zhì)，延長貨架壽命的目的?；诨钚园b自身在包裝領(lǐng)域中所具備的不可取代的優(yōu)勢，本文對活性包裝作簡要的綜述。
1 活性包裝
歐洲提出有關(guān)“活性包裝" (active packaging)的爭論已有10多年的歷史，日本對這一話題的爭論歷史則更長達25年。針對這一爭議2002年11月在比利時布魯塞爾召開了由世界各國主要塑料助劑和包裝材料生產(chǎn)廠商的專家和管理人員參加的特別國際會議。
在食品包裝行業(yè)，活性包裝的定義主要是根據(jù)歐洲特別研究中心提出的可改善包裝物條件的體系(通過釋放物質(zhì)、排除或抑制) ，可延長包裝物使用壽命;提高衛(wèi)生安全性;改善氣味和口感特性，同時保證其品質(zhì)不變。按照著名包裝學(xué)家Roon2ey(1995)的定義，活性包裝是指包裝不僅是包裹食品，而且能起到一定的有益作用的包裝?；钚园b指對具有生命產(chǎn)品的包裝，其包裝特點是維持其產(chǎn)品所具有的生命。
2 活性包裝技術(shù)和活性包裝材料的種類
活性包裝中所使用的相關(guān)技術(shù)方法稱為活性包裝技術(shù)?；钚园b技術(shù)是在現(xiàn)代材料和生物科學(xué)技術(shù)成果的影響下，于近年來發(fā)展起來的一種新型包裝技術(shù)，它是通過調(diào)節(jié)包裝材料與包裝體內(nèi)部的氣體及食品之間的相互作用，有效地延長食品的貨架壽命和新鮮食品的新鮮品質(zhì)，最大限度地保持食品的質(zhì)量和營養(yǎng)價值的一種包裝技術(shù)。目前在西方發(fā)達國家，該技術(shù)已較普遍地應(yīng)用于新鮮食品和加工食品領(lǐng)域?；钚园b系統(tǒng)又稱活性保鮮系統(tǒng)?；钚员ｕr系統(tǒng)指用于活性包裝，解決活鮮物品在一段時間內(nèi)的包裝維持生命的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)將向活鮮物品(動、植物)提供維持生命的起碼條件。應(yīng)用于該系統(tǒng)的活性包裝材料有以下幾種。
除濕劑和抗腐劑
通常在電子和通訊器械包裝制品內(nèi)裝有硅膠(或其他除濕物質(zhì))的小包裝袋被認(rèn)為是一種早期的活性包裝形式。有時用作電子和機械部件的保護外層，甚至作為整個機械設(shè)備的防撞擊保護套。其中所起的作用是通過特殊的揮發(fā)性物質(zhì)即VCI (Volatile Corrosion Inhibitors) 。VCI通常摻入到包裝材料內(nèi)，這樣獲得了防腐紙或者可釋放出VCI的塑料薄膜。VCI從包裝層表面緩慢滲移，并充滿包裝層內(nèi)部空間，如此給金屬部件以保護作用?？筛鶕?jù)氣候條件、保持時間長短以及所需保護的金屬種類，選擇不同的VCI配方。美國已開發(fā)出一種專用薄膜用于保護銀質(zhì)或其他貴重金屬部件，據(jù)稱其中包含有一種未解密的物質(zhì)，可以抑制氣體對金屬的腐蝕，從而避免金屬表面產(chǎn)生發(fā)黑現(xiàn)象。
抑氧劑
實際上，在多年以前已經(jīng)開始使用“抑氧”包裝。“活性包裝”研究的方向是，在具有專用性的同時可轉(zhuǎn)化成巨大的商業(yè)應(yīng)用市場的包裝體系，而目前流行的趨勢是把活性劑從真正的包裝材料中分離出來。含抑氧劑的包裝體系最好經(jīng)過一個活化階段而起作用，應(yīng)用這種抑氧劑的復(fù)合薄膜就可廣泛地應(yīng)用各種包裝場合，其活化作用需要有一定的因素激發(fā)。以下介紹3種在市場上出售的特種塑料用抑氧劑: ( 1)瑞士汽巴公司/Ciba出品的Shelfp lus 02系列抑氧劑，可通過食品的濕度而活化或在巴氏殺菌過程中綜合濕度和溫度而活化，從而發(fā)揮作用; (2)芬蘭Bioka公司出品的Enzymatic系列抑氧劑，其通過濕度的活化性很強; (3) CPChem 公司(前身是Chevron - Phil2lip s)出品的OSP 系列抑氧劑，利用紫外線輻射激發(fā)而活化。所有上述抑氧劑都需制成具有以下典型結(jié)構(gòu)的復(fù)合薄膜，包括內(nèi)層至外層，如有一層高阻隔性的聚合物(如PA) 、抑氧劑、一層低阻隔性聚合物(如PE或EVA) 。其中，抑氧劑可隔離空氣中的氧氣，并且通常不直接接觸到食品。用無機物填充的PE薄膜- 活性薄膜(AF)具有調(diào)節(jié)水中氧氣和二氧化碳濃度的作用。Na2CO320% ， Ca (OH) 220% ， NaCl15% ，活性Fe粉33% ，硅藻土17%脫氧包裝效果明顯，可延長蛋糕的保鮮期，提高其感觀質(zhì)量。
乙烯捕捉劑
乙烯可以在植物的新陳代謝中產(chǎn)生，其作用像催化劑一樣可促使水果成熟和變軟。尤其是乙烯積聚在包裝材料內(nèi)，就會使得在商店里采用密封包裝出售的新鮮水果和蔬菜很快腐爛、變質(zhì)。其主要對策是利用放在包裝內(nèi)的一小袋乙烯捕捉劑。用于去除乙烯單體十分有效的礦物質(zhì)有沸石、方石英以及部分種類的碳酸鹽。這些礦物質(zhì)在薄膜的生產(chǎn)應(yīng)用中還可能起著關(guān)鍵作用。奧地利EIA Warenhandels公司利用沸石生產(chǎn)的Profresh品牌添加劑，可直接用于普通聚乙烯薄膜的生產(chǎn)，無需采用多層復(fù)合薄膜也可獲得良好保鮮效果，并且已獲得美國FDA和德國官方頒發(fā)的食品認(rèn)證。
抗菌劑
食品變質(zhì)主要是微生物在作怪，在食品內(nèi)添加殺菌劑可起到很好的作用。事實證明，在塑料中添加抗菌劑也取得了良好效果，特別是用在潮濕環(huán)境中的PVC 制品上。這種塑料要求有抑制微生物的功能，因而在生產(chǎn)配方中含有大量的生物降解型增塑劑，以使塑料表面易于流動成型并殺滅細菌。開發(fā)使用抗菌劑殺菌的本意在于對革蘭氏染色呈陽性的細菌進行滅殺。目前，Nisine是普遍流行采用的部分食品殺菌劑，部分有機酸(如山梨酸、丙酸、苯甲酸衍生物)也已證實可用作食品防腐劑。上述各種活性包裝的應(yīng)用越來越多，延長食品保質(zhì)期的效果也不斷擴大， 但應(yīng)用時不能忽略食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。Zn2 + 、Ag+在抗菌薄膜中的絕對含量很低，為使其均勻分散在不相容的有機材料中，必須制成含銀、鋅的有效載體后，再加入到有機材料中。由此制成的抗菌保鮮袋確有抗菌保鮮作用，可使食品的保質(zhì)期得以延長。
二氧化碳生成劑和除去劑
新鮮食物的貯存包裝，往往會產(chǎn)生二氧化碳，而二氧化碳又有抑制微生物生長的作用?？刂贫趸己靠稍诎b膜內(nèi)裝上二氧化碳產(chǎn)生系統(tǒng)或除去系統(tǒng)。高二氧化碳濃度(10% ～80% )對于肉禽類的貯藏尤為重要。但二氧化碳對塑料薄膜的透過率是氧氣的3 ～5 倍，因而需要二氧化碳產(chǎn)生劑。但如果二氧化碳濃度過高，會使水果進人糖酵解階段，導(dǎo)致水果品質(zhì)快速下降，這時需要二氧化碳除去劑。含鐵粉和氫氧化鈣的小包，可用于新加工咖啡的包裝。它可同時控制包裝內(nèi)的氧氣和二氧化碳含量，使咖啡的貨架壽命延長3倍。
水分吸收劑
干燥劑在去除包裝內(nèi)的水汽，降低食品表面的水分活度，延長貨架壽命上的應(yīng)用已很多，主要以小包形式應(yīng)用，其中基質(zhì)為石灰、白土、氧化鈣等?，F(xiàn)已研制開發(fā)出吸水薄膜，用來降低冷凍食品表面的水分活度，延長保質(zhì)期。這種包裝膜系統(tǒng)將兩層聚乙烯醇( PVA)薄膜以三明治式夾合丙二醇，再將四周密封形成一張包裹薄膜。聚乙烯醇膜具有很高的水分或水汽透過性，但對丙二醇具有阻隔性。具體使用時，再包上一層玻璃紙，當(dāng)與新鮮的肉類或魚類接觸時，由于食品與丙二醇的水分活度不同(分別是0. 99和0. 0) ，水分便很快從食物表面脫離。這種活性包裝可使魚類的貨架壽命延長3～4d。該吸水薄膜干燥后可重復(fù)使用10次。
溫度監(jiān)控系統(tǒng)
溫度控制系統(tǒng)能減少冷凍食品在貯藏過程中由于溫度控制不當(dāng)而導(dǎo)致的品質(zhì)劣變。冷凍食品在貯運過程中溫度每升高10℃，其品質(zhì)劣變速度加快2～8倍。食品的保質(zhì)期是指食品在一定條件下的品質(zhì)保持時間，實際上食品在貯運過程中條件會有變化，因此在包裝上配有能反映食品在貯運過程中溫度變化的裝置就很重要，它能向消費者指示食品在貯運過程中溫度控制是否恰當(dāng)，保質(zhì)期還有多少。時間- 溫度積分指示器( TTI)標(biāo)簽裝在食品包裝上，可設(shè)計為可發(fā)送或不可發(fā)送的可見標(biāo)簽，亦可設(shè)計為在超市出口可由掃描儀顯示的標(biāo)簽，可避免出售過期食品。
消費者便利技術(shù)
微波烹調(diào)給消費者帶來很大方便。但微波烹調(diào)往往不均勻，如果烹調(diào)時間過短，容易使新鮮食品烹調(diào)后仍帶菌。微波食品上標(biāo)示的加熱時間往往是指食品在800W 功率下以最慢速度加熱的時間，如果功率不是800W，還按標(biāo)示時間來加熱，食品往往會加熱過度或加熱不足?，F(xiàn)已研制成功的微波煮熟指示器 (microwave doneness) ，可安裝在微波食品包裝的外面，當(dāng)食品煮熟后，其溫度指示器就會變顏色，消費者就可一目了然了。
微波“感受體”(microwave suscep tor)是最典型的一種活性包裝輔助材料，是由聚酷膜真空涂鋁膜制成，其光密度為0. 18～0. 28之間，它在微波爐中可吸收微波，并將其轉(zhuǎn)變成熱能，以升高自身溫度，從而加熱包裝內(nèi)的食品，主要用以微波爆米花，也可做焦脆的比薩餅、果餡餅、法式面包。
3 活性包裝的應(yīng)用實例
應(yīng)用于外賣比薩餅的活性包裝
比薩餅是著名的意大利外賣食品，它不但攜帶方便、味道可口、營養(yǎng)價值高而且價格實惠。它一般在專門的銷售地點出售，通常是以外賣的形式出售。因此，包裝就必須保證防止溫度的快速降低和水蒸氣的蒸發(fā)。采用吸收水分的聚合物活性包裝膜就可以達到此目的，使比薩餅在消費者使用前保證它的可口。
活性包裝對食品的熱保護
使用分子合金材料的雙層包裝容器被建議作為液體食物產(chǎn)品的熱保護包裝使用。這一個工作領(lǐng)引商業(yè)性活性包裝在大約25℃的外部環(huán)境中儲放東西很有效，而且這些活性包裝能夠冷卻飲料。
活性包裝在朝鮮泡菜包裝中的應(yīng)用
朝鮮泡菜中待有小孔的包裝系統(tǒng)是用來機動地改善頂部空氣和提高產(chǎn)品的質(zhì)量。在活性包裝系統(tǒng)中，人們調(diào)查了小孔存在對頂部空氣的影響，因此，就構(gòu)造了這種活性包裝系統(tǒng)的原型來調(diào)查它對改善產(chǎn)品質(zhì)量的影響。這些組合的小孔消除了包裝中允許限制性氣流進入大氣中而建立的壓力。乳酸泡菜中持續(xù)產(chǎn)生的CO2 氣體擠走了頂部的O2 和N2 ，這種改進的空氣提高了乳酸菌的生長。人們采用一種精心設(shè)計的組合式微孔膜有效的延長了朝鮮泡菜的保質(zhì)期。
通過活性包裝降低柚子汁中的苦味物質(zhì)
柚柑酶和檸檬素是柑橘類果汁苦味物質(zhì)的主要成分我們的目的是確定柚子汁中可感知的苦味素在儲藏期中通過與活性包裝膜的相互作用是否能減少。10白利糖度的柚子汁儲藏在7℃時，醋酸纖維素薄膜與真菌產(chǎn)生的固化柚柑酶作用可以將苦味降低至可以感知的水平以下。這種包裝膜分別通過水解和吸附降低柚柑酶和檸檬苦素。柚子汁中通過醋酸纖維膜降低的柚柑酶和檸檬苦素的含量分別包含固化酶600 ～400mg/L和8. 0～6. 7mg/L，在感知的水平下發(fā)現(xiàn)苦味素的降低。隨著薄膜面積( cm2 ) /果汁體積(ml3 )比例從1. 1上升至3. 6，柚柑酶的水平將成倍的降低。由此看來，苦味物質(zhì)與活性包裝膜直接相互作用可以使苦味降低。
4 國外活性包裝最新研究
國外的活性包裝主要應(yīng)用于食品行業(yè)，近年來根據(jù)活性包裝發(fā)揮作用的原理，著重研究活性包裝材料，通過改進原有的普通包裝材料使其具有一定的活性功能，改進后的包裝材料在使用過程中發(fā)揮其活性功能來達到延長食品貨架期的目的。比如對具有控制釋放功能材料研究，可以用于控制釋放新鮮果蔬產(chǎn)生的CO2 來延長果蔬的貨架期;在聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜中加維生素E到抗氧化的作用，從而延長食品貨架期;還有研究控制微生物生長繁殖的活性包裝材料;應(yīng)用具有水分吸收功能的包裝材料來包裝外賣比薩餅，可以使其長時間保持可口的味道，研究的具有熱保護功能的包裝材料可以在較長的時間內(nèi)保持內(nèi)裝食品的溫度不隨外界的溫度變化而變化，這樣夏天飲用的飲料就可以較長時間的保持較低溫度;通過在高密度聚苯乙烯薄膜中加入除氧劑可以有效的降低酸酪乳前期發(fā)酵時包裝中的氧氣濃度，從而延長了酸酪乳的貨架期。將可控制氣體透過率的微孔膜用于朝鮮泡菜的包裝中可以延長貨架期;還有研究具有溫度控制作用的包裝材料的。這些材料的研究是國外近幾年的主要研究方向。
5 結(jié) 語
隨著食品科技的發(fā)展和消費者對高質(zhì)量食品的要求，活性包裝及其在延長食品貨架壽命的顯著效能成為目前食品包裝發(fā)展的主要方向之一。一些活性包裝技術(shù)在日本、北美、歐洲澳大利亞已使用多年，尤以日本使用活性包裝技術(shù)最多。由于活性包裝本身的技術(shù)先進性包裝食品后所產(chǎn)生出的高附加值，世界上許多食品科研機構(gòu)和食品企業(yè)正不惜財力、物力研究開發(fā)更多的活性包裝技術(shù)，并使之更快商業(yè)化，造福于人類。正如美國明尼蘇達州大學(xué)Theodore Labuza博士宣稱:“在不久的將來，活性包裝的變化將不是一般性進展而是革命的巨變”。活性包裝作為智能型包裝的一種，被看成是包裝工業(yè)的革命性變化和新世紀(jì)的希望，有著十分廣闊的應(yīng)用前景。（作者:袁曉林，李艷 ）
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