全脂奶粉(fěn)包裝--材料選擇及檢(jiǎn)測方案
全脂奶粉脂肪含量高,容易因氧化和(hé)水(shuǐ)解而酸敗變(biàn)質(zhì)。要確(què)保全(quán)脂奶粉的(de)貨架期質量,需對包裝材料進行合理設計,並結合相應適(shì)宜的包裝性能檢測,以充分發揮包裝對內容物的保護作(zuò)用,提高奶粉的安全性。本文對全脂奶粉(fěn)包裝材料的選擇及其(qí)檢測方案進(jìn)行介紹。
全脂奶粉由純乳(rǔ)生產,保持了純乳中的原(yuán)有營養成分,是當(dāng)前奶粉的主力類型,但是全脂奶粉的脂肪含量較高,容易受環境影響氧化、水解而變質結塊。包裝作為奶粉的承載者,對奶粉品質的保證起著至關重要的作用。
一、全脂奶粉品質影響因素(sù)
全(quán)脂奶粉是鮮奶(nǎi)經由消毒、脫水(shuǐ)、幹燥後製成的(de)方便飲用品。全脂奶粉保(bǎo)留了原(yuán)乳品中的幾乎全部營養成分,深受人們喜(xǐ)愛。然而(ér),全脂奶粉脂肪含量高,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(xiǎng)發生自動氧(yǎng)化、光敏氧化和水解,生成氫過氧(yǎng)化物。氫(qīng)過氧化物(wù)不穩定,在形成的同時即開始分解,裂解形成醛、酮、醇、酸等化合物,這些揮發(fā)性物質具有特殊(shū)的(de)哈敗氣味,是造成奶粉風味異常的主要原因。
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,要控製全脂奶粉的變(biàn)質速度必須要控(kòng)製奶(nǎi)粉所處(chù)環(huán)境中的氧氣含(hán)量;水分活度除了對全脂奶粉的化學反應、微(wēi)生物繁殖有影響(xiǎng)外,還影響著奶粉的(de)質地,如水分過高,奶(nǎi)粉極(jí)易(yì)結塊。全脂奶(nǎi)粉的水分活度應保持在合理的範圍內;溫度、光(guāng)照、金屬離子等對全脂奶粉的變質具(jù)有促進作用,在奶(nǎi)粉存儲(chǔ)過程中應得到合理的控製。在(zài)全脂奶粉(fěn)加工工藝及貯藏環(huán)境(jìng)穩定的情(qíng)況下,良好的包裝(zhuāng)能夠有效隔離氧氣、水分、光照對奶粉的影響,換句話說,包裝材料設計在很大程度(dù)上決定著全脂奶粉(fěn)的保質(zhì)情況。
二、全脂奶粉包裝材(cái)料選(xuǎn)擇(zé)
為了保護奶粉不變(biàn)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(zhuāng)材料設計除成本考慮外的主要出發點。
1.鋁箔複合材料
鋁箔具有良好的防潮、防鏽、阻氣、遮光及耐腐蝕性,其挺度、機械強度(dù)適中,延展性好,便於加工,可以與紙張、塑料複合製成高阻隔、耐高溫鋁塑複合材料,適用於高溫(wēn)殺菌包裝(zhuāng)、真空包裝等(děng)。采用(yòng)鋁箔複合材料可有效提高產品的保質期,抵抗(kàng)油脂向包裝的滲透浸染。
鋁塑包裝(zhuāng)也有自身的局限(xiàn)性,比如鋁箔(bó)不耐折,在真空包裝(zhuāng)抽(chōu)真空或者產品流通過(guò)程中鋁箔容(róng)易出現針孔、穿孔、斷裂等問題。LABTHINK蘭光實驗室對(duì)鋁(lǚ)塑包裝(zhuāng)材料進行揉搓試驗發現鋁塑包裝經(jīng)揉搓後阻隔性能(néng)大(dà)幅下降,甚至出現了(le)貫穿性(xìng)的穿孔。但是(shì),如果複合層中添加PA、EVOH等高阻隔層,則不僅可(kě)以起到保(bǎo)護鋁箔的作用,而且可以使(shǐ)出現鋁箔穿孔的材料的阻隔性保持在較(jiào)高的水平。因此,當奶粉需要長距離運輸或者儲運過程中包材易擠壓揉搓時,如(rú)選擇此類包裝,則與鋁箔所複合的材料的性能至關重要,常用的複合(hé)材料設計有PET/AL/CPP、PET/AL/PA/CPP、PET/NY/AL/NY/CPP等。
一(yī)般情況下,鋁塑複(fù)合膜的氧氣透過量小(xiǎo)於12.5px3/.24h.0.1MPa,水(shuǐ)蒸氣(qì)透(tòu)過量(liàng)小於(yú)0.5g/.24h,是全脂奶(nǎi)粉常用的包裝材料。相對(duì)而言,複合層數越多,阻(zǔ)隔性能和物理性能越好,然而其成本也越高,過度提高包裝性能是浪費(fèi)的也是不必要的。在包裝材(cái)料設計時(shí),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
塑料包裝質量輕、厚度薄、包裝工藝簡單、設計種類豐(fēng)富,具有良好的(de)防潮、防(fáng)蝕性能,已在食品、藥品等行業得到了廣泛的應用。全脂奶粉可以采用複合塑料軟包裝,但是材料必須具有良好阻隔(gé)性能。包裝(zhuāng)材料設計可選擇具有高阻隔性能的PVDC、PA、EVOH等材料作為阻隔(gé)層,具有良好熱封性能的PP、PE等材料作為包裝內層。可選擇(zé)包材結構例如PA/CPP、PA/LDPE等。一般情況下,PA/CPP、PA/LDPE材料的氧氣透過(guò)量在40~1500px3/.24h.0.1MPa之間,PA/CPP的水蒸氣透過率在(zài)3g/.24h左右,PA/LDPE材(cái)料(liào)的水蒸氣透過率在4g/.24h左右,能滿足一般全脂奶粉產品的貨架期需求。
通過增加(jiā)材(cái)料厚度、增加複合層數(shù)、對(duì)材料進(jìn)行鍍鋁處理、塗覆PVDC等方式可進一步提高材(cái)料的阻隔性能,此類包裝(zhuāng)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,其阻隔性與遮光性上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(lǚ)複合膜較鋁塑複合膜更具優勢,不易出現穿孔(kǒng)、針眼等問題。一般情況下,鍍鋁複合膜的氧氣透過量在25px3/.24h.0.1MPa左右,水蒸氣透過率在0.5~2g/.24h之(zhī)間。
另,由於塑塑複合膜基材(cái)多為無(wú)色透明膜,為了減緩全脂奶粉的光敏氧化,如不選擇鋁塑複(fù)合膜或者鍍鋁複合膜(mó),則(zé)應盡量將包裝設計為滿(mǎn)色,以起到遮光的(de)作用,而材料選擇則應可選擇對短波有較(jiào)好阻擋性(xìng)的材料,例如PET/PE較OPP/PP/PE在短波範圍內(nèi)的透光率要小很多,在延(yán)緩食品光敏氧化方麵有較好的效果。
3.包裝形式(shì)
根據食品的不同形態與需求,除常規(guī)包裝外,全脂奶粉多采用MAP包裝、脫氧包裝等包裝形式,以盡可(kě)能減少包裝內的氧氣含量,降低(dī)食品與氧氣接觸的可能性。
MAP包(bāo)裝是指采(cǎi)用一(yī)種或多種(zhǒng)惰性氣體對包(bāo)裝內的空氣進行置換,降低包裝內的氧氣含量,以達到抑(yì)製微生物生長、減緩產品氧化,從而延長產品保質期,並保證貨架期內產品的品質的目的。惰性氣體一般采用氮氣或者二氧化碳。MAP包裝是目前全脂(zhī)奶粉常用的包裝形(xíng)式。
脫氧包裝是指在包裝內加入(rù)能與氧氣反應的脫氧劑,以除去包(bāo)裝容器內(nèi)的遊(yóu)離氧,降低包裝內的氧濃度,多用於奶粉、堅果、糕點、茶葉等(děng)產品的保鮮。脫氧包裝可以使包裝內環境在一定時間內保持較低的氧濃度(dù),且能(néng)去除外界環境滲入包(bāo)裝內以及充(chōng)填在(zài)奶粉空隙中的氧氣,目前在奶粉行業已(yǐ)得到較為廣泛的應用。
三(sān)、包裝性能檢測
在采購或正式投入使(shǐ)用前,對包材性能是否能夠(gòu)符合材料預期設計進行驗證,不僅能避免批量廢品的產生,而且能通過試驗有的放矢地對材(cái)料質量進行控製和(hé)改(gǎi)進(jìn)。包(bāo)裝材料對外界環(huán)境中氧氣與水分的阻擋能力可用其氧氣透過量(liàng)和水(shuǐ)蒸(zhēng)氣透(tòu)過(guò)量來衡量。對(duì)這兩項物理指標的測試(shì)可采用Labthink蘭光OX2/230氧(yǎng)氣透過率測試(shì)係統和W3/330水蒸氣透過率測試係統(tǒng),這兩(liǎng)款設備分(fèn)別采用等壓法(fǎ)和電解法的測試原理,遵循(xún)GB、ASTM、YBB等多(duō)項檢測標準,測(cè)試精度高,操作自動化(huà)程度高,能有效測量全脂奶粉包裝材料欖(lǎn)阻隔性能。
除阻隔性能測試外,包(bāo)材物理性能主要(yào)檢測項目還包括厚度、拉伸性能、剝離強度、耐穿刺性等,針對MAP包裝和脫氧包裝(zhuāng),則需要檢測包材的氮氣透過率和(hé)二氧化碳透過率。另外,經過包裝工(gōng)序後,成品包裝能否有效發揮包材預期保護作用則需要通過對成品(pǐn)進行檢測來(lái)實現。一般(bān)情況下,可通過保質期加速試驗來進(jìn)行評測,但是(shì)該方(fāng)法屬於貨架期綜合評測,耗時較長,且如發現食(shí)品達不到預想的保質(zhì)期後,仍需(xū)要從產品原料、生產工藝、包裝性能等多方麵進行原因排查。此時,如直接對成品包裝(zhuāng)相關性能進(jìn)行檢測,則可(kě)鎖定或縮小影響因素排查範圍。成品包裝檢測性能主要有熱封性能(néng)、密封(fēng)性、泄露與密封強(qiáng)度、成品(pǐn)包裝氧氣透過率、成品包裝水蒸氣透過率、頂空氣體分析等。
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