全脂奶粉包裝--材料選擇及檢測(cè)方案
全脂奶粉脂(zhī)肪含量高(gāo),容易因氧化(huà)和水(shuǐ)解(jiě)而酸敗變質。要確保全脂(zhī)奶粉的貨架期質量,需對包裝(zhuāng)材料(liào)進行合理設計,並結合相應適宜的包裝性能檢測,以(yǐ)充分發揮包裝對內容(róng)物的保護作用,提高奶粉的安全性。本文對全脂奶粉包裝材料的選擇及其檢測方案進行介紹。
全脂奶粉由純乳生產,保持了純(chún)乳(rǔ)中的(de)原有營養(yǎng)成分,是當前奶粉的(de)主力類型(xíng),但是全脂奶粉(fěn)的脂肪含量較高,容易受環境影響氧化(huà)、水解而變質結塊(kuài)。包裝(zhuāng)作為奶粉的承載者,對奶粉品質的保證起著至(zhì)關重要的作用。
一、全(quán)脂奶粉(fěn)品質(zhì)影響因素
全脂奶粉(fěn)是鮮(xiān)奶(nǎi)經由(yóu)消毒、脫水、幹(gàn)燥後製成的(de)方便飲用品。全脂奶粉保留了(le)原乳品中的(de)幾乎全部營養成分,深受人們喜愛(ài)。然而,全(quán)脂奶粉脂肪含(hán)量高,達到30%左右,在貯藏過程中易受到氧氣、溫度、光照、水分、金屬離子等影響發生自動氧化、光敏氧化和水(shuǐ)解,生成氫過氧化物。氫過氧化物不穩定,在形成的同時即開始分解,裂解形成醛、酮、醇、酸等化合(hé)物,這些揮發性物質(zhì)具有特殊的哈敗氣味,是造成奶粉風味異常(cháng)的主要原因。
氧氣是全脂奶粉變質的關鍵影響因素,是脂肪氧化的必須條件,因此(cǐ),要控(kòng)製全(quán)脂奶(nǎi)粉的變質速度必須要(yào)控製奶粉所(suǒ)處環境中的氧(yǎng)氣含量;水分活度除了(le)對全脂奶粉的(de)化學反應、微生物(wù)繁殖有影響外(wài),還影響著奶粉的質地,如水分過高,奶粉極易結(jié)塊。全脂奶粉的水分(fèn)活度應保持在合理的範圍內;溫度、光照、金屬離子等對(duì)全脂奶粉(fěn)的變質具有促(cù)進作用,在奶(nǎi)粉存儲過程中應得到(dào)合理的控製。在全(quán)脂奶粉加工(gōng)工藝及(jí)貯藏環境穩定的情況下,良好的包裝能夠有效隔離氧氣、水分、光照(zhào)對奶(nǎi)粉的影響,換句話說,包裝材料(liào)設計(jì)在很大程度上決定著全脂奶粉的保質情況。
二(èr)、全脂(zhī)奶粉包裝材料選擇
為了保護奶粉不變質,包裝材料必須具有隔離食品與氧氣、光照、水汽的作用,這也是包裝材料設計除成本考(kǎo)慮外的主要出發點。
1.鋁箔複合材料
鋁(lǚ)箔具有(yǒu)良好的防潮、防鏽、阻(zǔ)氣(qì)、遮光及耐腐(fǔ)蝕性,其挺度、機械強度適中,延展性好,便於加工,可以與(yǔ)紙(zhǐ)張、塑料複合製成高(gāo)阻隔(gé)、耐高溫鋁塑複合(hé)材料,適用於(yú)高(gāo)溫殺菌包裝、真空包裝等(děng)。采用鋁箔複(fù)合材(cái)料可有效提高(gāo)產品(pǐn)的保質期,抵抗油脂向包(bāo)裝的滲透浸染。
鋁塑包裝也有(yǒu)自身的局(jú)限性,比如鋁箔不耐折,在真空包裝抽真空或者產品流通過(guò)程中鋁箔(bó)容易出現針孔、穿(chuān)孔(kǒng)、斷裂等問題。LABTHINK蘭光(guāng)實驗室(shì)對鋁塑包裝(zhuāng)材料(liào)進行揉搓試驗發現鋁塑包裝經揉搓後阻(zǔ)隔性能大幅下降,甚至(zhì)出現了貫穿性(xìng)的穿孔。但是,如果複合(hé)層中添加PA、EVOH等高阻隔層,則不僅可以起到保護鋁箔的作用,而且可以使出現鋁(lǚ)箔穿孔的材料的阻隔性保持在較高的水(shuǐ)平(píng)。因此,當奶粉需要長距離(lí)運輸或者儲運(yùn)過程中包材(cái)易擠壓揉搓時,如選擇此類包裝,則與鋁箔所複合的材料的性能至關重要,常(cháng)用的複合材料設計有PET/AL/CPP、PET/AL/PA/CPP、PET/NY/AL/NY/CPP等。
一般情況下,鋁塑複合膜的氧氣透過(guò)量小於12.5px3/.24h.0.1MPa,水(shuǐ)蒸氣透過量小於(yú)0.5g/.24h,是全脂奶粉常用的包裝材(cái)料。相對而言,複合層數越多,阻隔性能和物理性能越好,然(rán)而其成(chéng)本也越高,過度提(tí)高包裝性能是浪費的也是不(bú)必(bì)要的。在(zài)包(bāo)裝材料設計時,應結合奶粉加工工藝及貨架期需求合理選擇包裝。
2.塑塑複合膜
塑料包裝質量(liàng)輕、厚度薄、包裝工藝簡單、設計種類豐富,具有良好的(de)防潮、防蝕性能,已在食品、藥品等行業(yè)得(dé)到了廣泛的應用。全脂奶(nǎi)粉可以采用複合塑料軟包裝,但(dàn)是材料必須具有良好阻隔性能。包裝材料設計可選擇具(jù)有高阻隔性能的PVDC、PA、EVOH等材料作為阻隔層,具(jù)有(yǒu)良好熱封性能的PP、PE等材料作(zuò)為包裝內層。可選擇包材結構例如PA/CPP、PA/LDPE等(děng)。一般情況下,PA/CPP、PA/LDPE材料的氧(yǎng)氣透過量在40~1500px3/.24h.0.1MPa之間,PA/CPP的水蒸氣透過率(lǜ)在3g/.24h左右,PA/LDPE材料的水蒸氣透過率(lǜ)在4g/.24h左(zuǒ)右,能滿足一般全脂奶粉產品的貨架期需求。
通過增加材料厚度(dù)、增加複合層數、對材料進行鍍鋁處理、塗覆PVDC等方式可進一步提高材料的阻隔性能,此(cǐ)類包裝材料有如VMPET/CPP、BOPP/VMPET/PE、BOPP/PE/VMPET/PE、KPA/CPP等。其中,鍍鋁複合材料由於鍍鋁層的存在,其阻隔性(xìng)與遮光性上(shàng)要明顯高於其他材料,可有效提高產品貨架期,且在耐揉搓方麵,鍍鋁複合膜較鋁塑複合膜更(gèng)具優勢,不(bú)易出現穿孔、針眼等問題。一般情況下(xià),鍍鋁複合膜的氧氣透(tòu)過量在25px3/.24h.0.1MPa左右,水蒸氣透過率在0.5~2g/.24h之間。
另,由於(yú)塑塑複合膜基材多為無色透明膜,為了減(jiǎn)緩全脂奶粉(fěn)的光敏氧化,如不選擇鋁塑(sù)複合膜或者鍍鋁複合膜,則應盡量將包裝設計為滿色,以起到遮光的作用,而(ér)材料選擇則應可選擇對短波有較好阻擋性的材料,例(lì)如PET/PE較OPP/PP/PE在短波範圍內的透光率要(yào)小很多,在延緩食品光敏氧化方麵有較好的效果。
3.包裝形式
根據食品的(de)不同形態與需求,除常規包裝(zhuāng)外,全脂奶粉多采用MAP包裝、脫氧包裝等包裝形式(shì),以盡可能減少包裝內的氧氣含量(liàng),降低食(shí)品與氧氣接觸(chù)的可能性(xìng)。
MAP包裝(zhuāng)是(shì)指采用一種或多種惰性氣體對包裝內的空氣進行置換,降低包(bāo)裝內的氧氣含量,以達到抑製微生物生長、減(jiǎn)緩產品氧化(huà),從而(ér)延(yán)長(zhǎng)產(chǎn)品保質期,並保證貨架期內產品的品質(zhì)的目的。惰性氣體一般采用氮氣或者二氧化碳。MAP包裝是目前全脂奶粉常(cháng)用的包(bāo)裝形式。
脫氧(yǎng)包裝(zhuāng)是指在包(bāo)裝內加入能與氧氣反應的脫氧劑,以除去包裝容器(qì)內的遊(yóu)離(lí)氧,降低包裝內的氧濃度,多用於奶粉、堅果、糕點、茶葉等產品的保鮮。脫氧包裝可以使包裝內環境在(zài)一定時間內保持較低的氧濃度,且能去(qù)除外界環(huán)境滲入包裝內以(yǐ)及充填在奶(nǎi)粉空隙中的氧(yǎng)氣,目前在奶粉行業已得到較為廣泛的應用。
三、包裝性能檢測
在采購或正式投入使用(yòng)前,對包材性能是否能夠(gòu)符合材料預(yù)期(qī)設計進行驗證,不僅能避免批量廢品的產生,而且(qiě)能通過試驗有(yǒu)的放矢地對材料質量(liàng)進行控製和(hé)改(gǎi)進。包裝材料對外界環境中氧氣與水分的阻擋能力可用其氧氣透過量和水(shuǐ)蒸氣透過量來衡量。對這兩項物理指標的測試可采用Labthink蘭光OX2/230氧氣透過率測試係統和W3/330水蒸氣透(tòu)過(guò)率測試係統,這兩款設備分別采用等壓法和電解法的測試原理,遵循GB、ASTM、YBB等多項檢測標(biāo)準,測試精度高,操(cāo)作自動化程度高,能有效測量全脂奶粉包裝材料欖阻隔性(xìng)能。
除阻隔性能測試外(wài),包(bāo)材(cái)物理性能(néng)主要檢測項目還包括(kuò)厚度、拉伸性能(néng)、剝離強度、耐穿刺性等,針對MAP包裝(zhuāng)和(hé)脫氧包裝,則需(xū)要檢測包材的氮(dàn)氣透過率和二氧化碳透過率。另外,經(jīng)過包裝工序後,成品包裝(zhuāng)能否有效發揮包材預期保護作用則需要通過對成品進行檢測來(lái)實現。一般情況下,可通過保質期加速試驗(yàn)來進行(háng)評(píng)測,但是該方法屬於貨架期綜合評測,耗時較長(zhǎng),且如發現食品達不到預想的保質期後,仍需要(yào)從產品原(yuán)料、生產工藝、包裝性能等多方麵進行原因排查。此時,如直(zhí)接對(duì)成品包裝相(xiàng)關(guān)性能進行檢測,則可鎖定或縮小影響因素排查範圍。成品包裝檢測性能(néng)主要有熱封性能、密封性、泄露與密(mì)封(fēng)強度、成品包裝(zhuāng)氧氣透過率、成品(pǐn)包裝(zhuāng)水蒸氣透(tòu)過率、頂空氣體(tǐ)分析(xī)等。
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