鍍鋁複合膜(mó)包裝(zhuāng)與方便(biàn)麵麵餅相容性的研(yán)究及分析
摘要(yào):針(zhēn) 對國內使用鍍鋁複(fù)合(hé)膜(mó)作為包裝的(de)品牌方便麵成品包裝出現的質量(liàng)問題,利用多款檢測設備及分析技術,對不同(tóng)品牌方便麵(miàn)的鍍鋁複合膜的阻隔性、密封性、物(wù)理(lǐ)機 械性能以及溶劑殘留等關鍵指標進行(háng)了檢測,結合方便麵麵餅的特性、包裝工藝以及鍍鋁複合膜的生產(chǎn)工藝,根據測試數(shù)據分析了鍍鋁複合膜與麵餅之間的相(xiàng)容性、 質量問題的產生原因及解決辦法,由此為方便麵生產企業在包材選擇及質量(liàng)管控工作提供借鑒。
關鍵詞:鍍鋁(lǚ)複合(hé)膜 ,方(fāng)便麵麵餅 ,包裝性(xìng)能檢測 ,相容性(xìng)分析
劉東芳 1 ,陳欣(xīn) 2 ,於佳佳 2
(1. 國家包裝產品質量監督檢驗中心,濟(jì)南 250102;2. 濟南蘭光機電技(jì)術有限(xiàn)公司,濟南 250031)
現今市麵上(shàng)銷售的多(duō)款品牌(pái)方便麵產(chǎn)品多為油炸型,僅有少數品(pǐn)牌的方便麵為非油炸型[1],而(ér)油炸型(xíng)方(fāng)便麵多使用棕(zōng)櫚油,所以其對包裝的阻隔性、整體密封性要求較高,較差阻氧性(xìng)的包裝易(yì)導致麵(miàn)餅(bǐng)內(nèi)油脂酸敗。國內方便麵產品使用的包裝多為BOPP/VMCPP,BOPP/CPP,PA/CPP複合膜結構,其中BOPP/VMCPP複合膜是阻隔性較高的包裝膜,但是(shì)各層厚度及複合(hé)膜質量的不一致,導致了該鍍鋁複合膜在(zài)阻隔性能、溶劑殘留等關鍵性(xìng)指標質量上(shàng)差距較大[2-3]。針對上述方(fāng)便麵麵餅複合膜包裝的現狀,對國內三款品牌方便(biàn)麵所使用的BOPP/VMCPP鍍鋁複合膜包(bāo)裝進行了檢(jiǎn)測,重點(diǎn)從(cóng)阻隔性能、物理機械性(xìng)能、溶劑殘留(liú)等關(guān)鍵控製點入手(shǒu),從包裝生(shēng)產、方便麵自身特性、鍍鋁膜複合工(gōng)藝(yì)等多方麵分析該鍍鋁複合膜包裝與方便麵(miàn)麵餅的相容性,以便於(yú)為國內方便麵包裝(zhuāng)材料的選擇提供一定(dìng)的參(cān)考依據。
1 方便麵麵餅特性及鍍(dù)鋁(lǚ)複(fù)合膜應具有的性能
1.1 麵餅特性(xìng)
油 炸型方便麵含有較高油脂及一定量的蛋白質,遇氧氣環境會使食品色素被氧化導致顏色發暗(àn)、油脂中大量不飽和脂肪酸成分(fèn)被氧化而酸敗,所以食品應盡可(kě)能與氧氣 環境隔絕(jué)。其(qí)次,幹燥麵餅的水分含量低,遇濕度較大環境時,方便麵易吸收空氣中水分,產生潮(cháo)解,麵餅變軟。很多方便麵內(nèi)都添加了保持產品性質的食品添加 劑,如水分保持劑三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、磷酸二氫鈉以及抗氧化劑(jì)特丁基對苯(běn)二酚。其中,水分保持劑是為了保持食(shí)品內部持水性,改善食品的形態(tài)、風味、色 澤等的一類物質,使方便麵複水快、易衝泡。而且這些聚磷酸鹽能與金屬陽離(lí)子Ca2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+等螯合,抑(yì)製多酚氧化酶等的活性,防止麵條褐變(biàn);同時磷酸鹽與這些金屬陽(yáng)離子(zǐ)螯合後,能降(jiàng)低微生物細胞分裂時的穩定性及降低許多細胞的熱穩定性,從而有效抑製細菌滋生,起到防褐保鮮、延長貨架期的作用。抗氧化劑則可以延長食物的酸敗[4-5]。但上述食品添加劑在人體中長期積累易導致人體攝(shè)磷過多,會使體內(nèi)的鈣無法充(chōng)分利(lì)用,引起骨(gǔ)折、牙齒脫落等骨骼變(biàn)形症狀(zhuàng),而抗氧化劑在人(rén)體內慢慢變質易引起體內酶係統紊亂最終引發癌(ái)變[6]。所以,基於(yú)阻氧、阻濕的(de)要求,同(tóng)時為了降低食品添加劑的加入量,對方便麵包裝的阻隔性要求較高。
另外,方便麵麵餅易脆,包裝袋內易有麵渣固(gù)體或碎屑。所以,方便麵包裝不僅應具有高阻(zǔ)濕性、阻氧性,還需具備(bèi)一定的耐穿刺性、耐揉搓性。
1.2 鍍鋁複合膜應具有的性能(néng)
(1)阻隔性
鍍鋁複合膜具有(yǒu)優良(liáng)的阻氧、阻濕性及阻油性,並且其具有良好的反射性,所以可(kě)防止油炸麵餅被外界的紫外線、可見光(guāng)等氧化,保證了麵餅較長的(de)保質期。比如總厚(hòu)度為40?m的聚酯膜/鍍鋁流延聚丙烯膜(PET/VMCPP)雙(shuāng)層複合膜的透氧量為6.0 cm3?m-2?24h-1?atm-1(溫度38℃,相對濕度70%)。
(2)物理(lǐ)機械性能
因 質量較差的鍍鋁膜容易在外力(lì)揉搓或擠壓時產生現針孔,從(cóng)而引起阻隔性明顯下降,所以鍍鋁複合膜應具有優良的耐折性及抗揉搓能(néng)力,以保(bǎo)證其在包裝方便麵過程 中不易出現揉曲、皺折、漏氣等現象。各層薄膜之間複合(hé)時應不易發生脫層,並且膠粘劑粘結充分,如果複合強度較(jiào)弱,則可(kě)能因麵餅的油脂(zhī)滲入至複合膜各層間, 導致複合膜分離,整體阻隔性下降。如果(guǒ)使(shǐ)用鍍鋁複合(hé)膜作為外(wài)包裝,鍍鋁層的厚度應(yīng)均勻並且鍍鋁層的附著力(lì)強且不易脫鋁。鍍(dù)鋁膜表麵應具有良好的(de)潤濕(shī)性和粘 合性,以便印刷油墨和複合膠粘劑(jì)在膜(mó)表麵的附(fù)著和粘合[7]。
鍍鋁膜表(biǎo)麵具有極佳的金屬光澤和良好的反射性,無(wú)明顯的雜(zá)質、斑痕、亮條及陰陽麵等現象。
(3)溶劑殘留
根 據國家相關法律法規要求,包裝物的油墨印刷層(céng)中油墨成分不可含有苯類致癌化學物質,否則會在高(gāo)溫、高濕環境下或食品長(zhǎng)期的儲存(cún)中發生遷移,進入食品後會影 響食用者(zhě)身體健康。油墨的印刷適性好,油墨與基材之間黏結良(liáng)好(hǎo)。油(yóu)炸麵餅含(hán)有大量油脂,易緩慢進入複合膜膠(jiāo)黏層與複合用溶(róng)劑相容,引起有害溶劑成分滲入麵 餅內,所以所使用的鍍鋁複(fù)合膜包(bāo)裝更應注意不得含有有害(hài)的溶劑殘留(liú)。
2 不同品牌鍍鋁複合膜的測試與研究
2.1 試(shì)驗(yàn)項目、設備及參考標準
(1)阻隔(gé)性
試驗項目:氧氣透過量(參考標準GB 1038-2000);試驗設備:VAC-V1壓差法氣(qì)體滲透儀。
試(shì)驗項目:水蒸氣透過率(參考標準GB/T 21529-2008);試驗設備(bèi):W3/330水蒸氣透過率測試係統(tǒng)。
(2)物理(lǐ)機械性能
試驗項目:厚度(參考標(biāo)準GB/T 6672-2001);試驗設備:CHY-CA測厚儀。
試驗(yàn)項目:熱封強度(參考標準(zhǔn)QB/T 2358-1998)、剝離強(qiáng)度(參考標準GB 8808-1998);試驗(yàn)設(shè)備:XLW(PC)智能電子拉力試驗機(jī)。
試驗項目:泄露最大負壓(GB/T 15171-94);試驗設備:MFY-01密封試驗(yàn)儀。
試驗項(xiàng)目:揉搓試驗(ASTM F392);試驗設備:FDT-01揉搓試驗儀。
(3)化學性能
試驗項目:溶劑殘留(參考標準GB 10004-2008);試驗設備(bèi):GC7800 氣相色譜儀。
上述試驗設備均由濟南蘭光機電(diàn)技術有限公司生產,具有較高的精密度及穩(wěn)定的性能(néng)。
2.2 結果與分析
本(běn)研究(jiū)抽選了三款國內著名品牌的油炸型方便麵(miàn)及其鍍鋁複合膜(mó)包裝的(de)原材料進行(háng)了阻隔(gé)性、物理機械性能以及化學性(xìng)能等(děng)項目的試驗,出於對各品牌測試數據的保密,本(běn)研究將三種樣(yàng)品(pǐn)分別命名為1 號、2號與3號。根據試驗結果、方(fāng)便麵麵餅特(tè)性、鍍鋁複合膜的(de)生產工藝以及(jí)包裝與食品相容性,進行了如下的比(bǐ)較和分析:
(1)鍍鋁複合膜的厚度與阻隔性比較
由表(biǎo)1中數(shù)據可看(kàn)出,1號 ~ 3號的包裝袋總厚度依次為(wéi)44.9 μm、50.1 μm與52.2 μm。經過比較,1號樣(yàng)品(pǐn)包裝袋比其他品牌同種材料的(de)偏薄,而(ér)且並未達到包裝袋生產廠家提(tí)供的數據48 μm的厚(hòu)度。這兩種包裝袋的厚度差別造成的產品質量差距在後麵的阻隔性實驗數據中有進一步(bù)驗證。
從表1中未揉搓前的阻隔性數據分析,三款樣品的阻氧性(由氧氣透過量參數反映(yìng))及阻濕性(由水蒸氣透過率參數(shù)反映)均能達到良好(hǎo)的阻氧、阻濕的要求。比較阻隔性數據可以看(kàn)出,薄(báo)膜較厚的3號樣品(52.2 μm)的水蒸氣透過量分別(bié)比薄膜較薄的1號(44.9 μm)及2號(50.1 μm)樣品的水(shuǐ)蒸氣透過率低(dī)60%、49.5%,氧氣透過量低62.8%、59.7%,即說明薄膜總厚度增(zēng)加,特別(bié)是充當阻隔層的(de)VMCPP膜厚度增加,可(kě)顯(xiǎn)著提高複合膜(mó)整(zhěng)體的阻隔性。
實驗(yàn)過程中將此類鍍鋁(lǚ)複合膜(mó)進行了揉搓性試驗,並測試了揉搓後的阻隔性數據。從表1中(zhōng)可以看出,揉搓後的1號和2號樣品的氧氣透過量發(fā)生了較大變化,是揉搓前的(de)5 ~ 6倍。 由於所包裝的麵餅比較堅(jiān)硬,有時會有(yǒu)折斷(duàn)的方便麵殘渣,所以此類包裝需要一定的耐揉搓性,否則原有的高阻隔性就(jiù)會大打折扣;如在搬運、儲藏及物流過程中, 方便麵成品頻繁與其(qí)他(tā)物體接觸摩擦,此類鍍鋁複合膜(mó)更易產生針(zhēn)孔,在(zài)高溫高濕環境下,氧氣透過量及水蒸(zhēng)氣透過率將增大,方便(biàn)麵會被氧化。
根據上(shàng)述現(xiàn)象發(fā)現,厚度偏薄的1號與2號樣品在經過(guò)揉搓後阻隔性能變差,這是由於鍍鋁層較薄引起的,1號(hào)產品BOPP層厚度為25 μm,鍍鋁層(céng)厚度為(wéi)20 μm(廠家提供),而競爭實力相當的(de)國內品牌一般將BOPP層(céng)厚度控製在20 μm ~ 25 μm,鍍(dù)鋁層厚度控製在23 μm ~ 28 μm。因為BOPP層1 μm ~ 3 μm的差別對於整體包裝的阻隔性影響不明(míng)顯,但是VMCPP層5μm左右的(de)差別將引起阻隔性的明(míng)顯下(xià)降,但鍍鋁層不可過厚(hòu),否則會對(duì)包裝材料整體光澤、薄膜的複合強度、印刷效果造成影響。
(2)鍍鋁複合膜的熱封強度及密封性比(bǐ)較
BOPP/VMCPP鍍鋁複合膜通常情況下具有較低(dī)的熱封溫度和較高(gāo)的熱封強度。1號和2號樣品(pǐn)的頂邊熱封強度(dù)較(jiào)為合適,但側邊熱封強度在國家標準最低要求值附(fù)近,結合整體(tǐ)包裝的密封性試驗結果,當分別抽負壓至-70 kPa和-80 kPa時,放在水中的整體包裝在側邊熱封處的周(zhōu)圍有氣泡產生,進一步說明了側(cè)邊熱封強(qiáng)度較低。上述質量問題將導致方便麵在經過儲存、出廠、運輸及銷售一係列過程後,緩慢的進入氧氣及濕氣,從而(ér)引起麵餅(bǐng)的潮變及氧化。而3號樣品的頂邊與側邊熱封強度均較高,在(zài)-89 kPa的負壓情況下,也未發(fā)生泄露。
由實驗結果可以(yǐ)看出側邊的熱封強度(dù)略低,在封刀壓(yā)力作(zuò)用(yòng)下,袋口雖封上了,但稍用力擠壓(yā)或(huò)撕剝,這種問題較為常見,雖然不會造成包裝物泄漏(lòu),但影響了包裝的美感,破壞了商(shāng)品形象,而且在運輸、搬(bān)運過(guò)程(chéng)中極易造成(chéng)側邊熱封口的損壞。造成(chéng)上(shàng)述現象的原(yuán)因分析如下:
a. 熱封溫度不(bú)夠,隻需適當(dāng)提高熱封溫度即可(kě)解決問題(tí)。
b. 熱封壓力過低(dī)時,被熱封的兩層材料難以達(dá)到真正的融合,或者難以趕盡焊口中間的氣體,以至造成局部漏焊。熱封壓力過大,再當熱封溫度稍高時,易在熱封時熱封刀(dāo)會將封縫中的熔料(liào)擠走,導致“熱切”現象。輕則降低封口的熱封強(qiáng)度,使封口的耐衝擊(jī)強度下降。所以,熱封壓力應當適當。
c. 熱 封刀的刀麵不夠平整,一般是因為中間(jiān)螺杆裝斜了,不是水平(píng)的(de),或者是上熱(rè)封刀的壓力、彈簧壓力不均。因此,需重新校正中間螺杆的位置(zhì),使其處於水平狀(zhuàng)態。 當上(shàng)、下熱封刀不平(píng)衡,則要通(tōng)過調節壓力彈簧來實現,調(diào)節到適中即可(kě)。彈簧向外退(tuì)時,熱封(fēng)刀將向下墜;將下刀片的彈簧(huáng)向上施緊時,熱封刀將(jiāng)向上移動。
d. 設(shè)備使用時間長了,高溫帶上附著了灰塵及塑料(liào)屑等髒物,造(zào)成高溫帶不光滑、不平(píng)整,使得封口受熱不均勻,經冷壓輪壓合後出現氣泡。清(qīng)洗或重新更換高溫帶即(jí)可排除故障。
e. 包裝材料自身問(wèn)題,如果內層鍍鋁膜非低溫(wēn)熱封鍍鋁膜,而是普通熱封鍍鋁膜,那麽熱封溫度至少應達到150 ℃,如果是低溫熱封鍍鋁膜[8],熱封溫(wēn)度達到130 ℃即可滿足熱封效果。所以建議使用低溫熱封(fēng)鍍鋁膜,可以控製熱封溫度(dù)不足(zú)問題,並節省熱封用電(diàn)成本。
(3) 鍍鋁膜光澤度及複合強度的比較
將1號(hào)樣品與2號、3號樣品的內層(céng)進行比(bǐ)較,鍍鋁層的光澤(zé)度不如其後兩者,顯(xiǎn)現出發白、發暗現(xiàn)象,這將(jiāng)使其他品牌方便麵包裝在整體外觀上略(luè)占優勢,1號(hào)樣品從外觀上損失了競爭力。如要解決上述問題,需選用(yòng)合適表麵張力的鍍鋁膜以及雙組份、分(fèn)子量較大、表麵(miàn)張力合適的鍍鋁膜專(zhuān)用膠粘(zhān)劑[9-10],並調節好幹式複合過程中溶劑揮發等環節的溫度。
BOPP/VMCPP複合膜的複合強度主要由剝(bāo)離強(qiáng)度體現,由剝離強度結果可以看出(chū)1號(hào)樣品的複合強度低於2號、3號 樣品(pǐn)。而且在剝離試(shì)驗過程中,發現部分麵積的鍍鋁層不僅無法將油墨層撕落(luò),反而是印刷墨層將鍍鋁層撕落,即發生了鍍鋁遷移現象,這將影響剝離(lí)強度實驗結 果,也從側麵反映了複合過程中殘留溶劑的滲透問題。所以在鍍鋁膜生產(chǎn)過程中需控製蒸鍍鋁膜時連結料的(de)均勻性;選擇分子量稍大的優(yōu)質(zhì)鍍鋁膜專用膠黏劑,且塗 抹(mò)均勻,以防膠液滲透到鍍鋁(lǚ)層並進一步破壞作用,導致遷移現象;配製膠液時適當降低固化劑的使用(yòng)量,保持膠膜(mó)良好的柔韌性及伸展性,將有(yǒu)利於控製鍍(dù)鋁層的 遷(qiān)移。
(4)鍍(dù)鋁複合膜的溶劑殘留量的(de)比較
從表3的溶劑殘留實驗數據可以看出,1號與2號樣品苯類物質(zhì)(主要是甲苯與二甲苯)含量大(dà)於或等於檢出限0.01 mg/m2, 即表示檢測出苯(běn)類(lèi)物質,而(ér)苯類物質是國家規定不允許在食品包裝袋(dài)中檢出。可以(yǐ)推測出該複合膜(mó)在油墨(mò)層印刷過程中溶劑含有的甲苯、二甲苯等(děng)物質未(wèi)揮發完全, 特別是在油墨快速印製(zhì)過程中,為了使油墨快速稀(xī)釋及幹燥,甲苯、丁酮(tóng)、乙酸(suān)乙酯(zhǐ)、異丙醇等基本原料作為混合溶劑成分,尤其把甲苯作為調配混合溶劑的主要原 料[11]。 從而在揮發處(chù)理溶劑過程中不(bú)嚴格控製,即導致高(gāo)溫狀態下揮發(fā)出類似於油漆的甲苯味道(dào),苯類物質在高溫或高濕環境下可(kě)能遷移至麵餅中,引發食品遷移帶來的食 品安全,進一步影響消費者健康(kāng)。解決此類問(wèn)題主要取決於在(zài)油墨印刷過程中調整(zhěng)醇類、甲苯(běn)等溶劑比例,在後期溶劑揮發處(chù)理(lǐ)工藝中調整(zhěng)好(hǎo)溫度、時(shí)間等工藝使醇 類、苯類等溶劑揮發充分。
另外,現階段國內食品行業絕(jué)大部分采用(yòng)幹式溶劑型複合工(gōng)藝生產的複合膜、袋,所以溶劑殘留不可(kě)避免,但是(shì)可以控(kòng)製在安全含量範圍內。另外,國內已(yǐ)有無苯無酮凹版油墨印刷後用無(wú)溶劑複合(hé)機生產BOPP/VMCPP、BOPP/PE、BOPP/VMPET/PE等複合膜,避免了在層壓(yā)時出現的溶劑殘留,可考慮采用此類工藝生產鍍鋁複合膜。
3 結論
從上(shàng)述分析可(kě)以看出國內不同品牌的方便麵(miàn)產品使用的鍍鋁複合膜的質量不均,主要集中在VMCPP的光澤度,複合膜的阻隔性、複合強度以及溶劑殘留等性能。方便(biàn)麵生產(chǎn)企業在生產過程中未(wèi)及時調整合適的熱封參數,並且作為(wéi)熱封層的VMCPP膜(mó) 的質量(liàng)對熱封溫度控製至關重要,因此選材應優先考慮低溫熱封性材料。對於(yú)鍍鋁複合(hé)膜(mó)生產企業,為節省原料成本,生產出的(de)鍍鋁複合膜較薄,影響了包裝的阻隔 性。其次,未選用合(hé)適鍍鋁複合膜的(de)優質膠粘劑且(qiě)塗抹不均(jun1)勻,造成(chéng)複合強度變差,發生(shēng)鍍鋁遷移現(xiàn)象,從而影響油炸型麵餅與鍍鋁複合膜(mó)的相容性。另外,生產過 程中縮短(duǎn)溶劑的揮發(fā)時間或降低揮發溫度,導致有害溶劑殘留。
因 此,食品企業應在保證(zhèng)其與內容物(wù)的(de)良(liáng)好相容(róng)性前提下,選擇性價比合適的包材。特別在現階段國家對食品企業的包裝原(yuán)料未實(shí)行強檢的情況下,食品企(qǐ)業更應時刻 注重包裝材料的(de)質(zhì)量管控(kòng),避免應包材知識的(de)匱(kuì)乏導致選材上引起的食品質量安全問題,減少包材原料帶來的(de)經濟以及品(pǐn)牌信譽損失。
江蘇成版人短视频app包裝高新技術股份有限公司成立於2002年,公司注冊資本8000萬RMB,天交所上市企業,,股權代碼000057,高新技術企業,公司(sī)總投資超(chāo)過2.1億RMB,擁有20000餘平方米普包(bāo)廠區;擁有13000平方米的藥包廠區, 11000平方米的辦公麵積(jī)。公司擁(yōng)有二位行業(yè)頂尖研發博士(shì),每年(nián)新增超過100多個專利,專業生產食品包裝膜(袋)、藥用包裝膜(袋(dài))、化工包裝膜(袋)、電(diàn)子監(jiān)管碼防(fáng)偽包裝等各類彩印複合包裝膜(袋)。現位於(yú)無(wú)錫新區碩(shuò)放中通路(lù)99號,毗鄰上(shàng)海車程2小時內。
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