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全脂奶粉包裝--材料選擇及檢測方案
全脂奶粉脂肪含量高，容易因氧化和水解而酸敗變質(zhì)。要確保全脂奶粉的貨架期質(zhì)量，需對包裝材料進行合理設計，并結(jié)合相應適宜的包裝性能檢測，以充分發(fā)揮包裝對內(nèi)容物的保護作用，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?nèi)樯a(chǎn)，保持了純?nèi)橹械脑袪I養(yǎng)成分，是當前奶粉的主力類型，但是全脂奶粉的脂肪含量較高，容易受環(huán)境影響氧化、水解而變質(zhì)結(jié)塊。包裝作為奶粉的承載者，對奶粉品質(zhì)的保證起著至關重要的作用。
一、全脂奶粉品質(zhì)影響因素
全脂奶粉是鮮奶經(jīng)由消毒、脫水、干燥后制成的方便飲用品。全脂奶粉保留了原乳品中的幾乎全部營養(yǎng)成分，深受人們喜愛。然而，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、金屬離子等影響發(fā)生自動氧化、光敏氧化和水解，生成氫過氧化物。氫過氧化物不穩(wěn)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(zhì)具有特殊的哈敗氣味，是造成奶粉風味異常的主要原因。
氧氣是全脂奶粉變質(zhì)的關鍵影響因素，是脂肪氧化的必須條件，因此，要控制全脂奶粉的變質(zhì)速度必須要控制奶粉所處環(huán)境中的氧氣含量；水分活度除了對全脂奶粉的化學反應、微生物繁殖有影響外，還影響著奶粉的質(zhì)地，如水分過高，奶粉極易結(jié)塊。全脂奶粉的水分活度應保持在合理的范圍內(nèi)；溫度、光照、金屬離子等對全脂奶粉的變質(zhì)具有促進作用，在奶粉存儲過程中應得到合理的控制。在全脂奶粉加工工藝及貯藏環(huán)境穩(wěn)定的情況下，良好的包裝能夠有效隔離氧氣、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上決定著全脂奶粉的保質(zhì)情況。
二、全脂奶粉包裝材料選擇
為了保護奶粉不變質(zhì)，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慮外的主要出發(fā)點。
1．鋁箔復合材料
鋁箔具有良好的防潮、防銹、阻氣、遮光及耐腐蝕性，其挺度、機械強度適中，延展性好，便于加工，可以與紙張、塑料復合制成高阻隔、耐高溫鋁塑復合材料，適用于高溫殺菌包裝、真空包裝等。采用鋁箔復合材料可有效提高產(chǎn)品的保質(zhì)期，抵抗油脂向包裝的滲透浸染。
鋁塑包裝也有自身的局限性，比如鋁箔不耐折，在真空包裝抽真空或者產(chǎn)品流通過程中鋁箔容易出現(xiàn)針孔、穿孔、斷裂等問題。LABTHINK蘭光實驗室對鋁塑包裝材料進行揉搓試驗發(fā)現(xiàn)鋁塑包裝經(jīng)揉搓后阻隔性能大幅下降，甚至出現(xiàn)了貫穿性的穿孔。但是，如果復合層中添加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(xiàn)鋁箔穿孔的材料的阻隔性保持在較高的水平。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，如選擇此類包裝，則與鋁箔所復合的材料的性能至關重要，常用的復合材料設計有PET/AL/CPP、PET/AL/PA/CPP、PET/NY/AL/NY/CPP等。
一般情況下，鋁塑復合膜的氧氣透過量小于12.5px3/.24h.0.1MPa，水蒸氣透過量小于0.5g/.24h，是全脂奶粉常用的包裝材料。相對而言，復合層數(shù)越多，阻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的也是不必要的。在包裝材料設計時，應結(jié)合奶粉加工工藝及貨架期需求合理選擇包裝。
2．塑塑復合膜
塑料包裝質(zhì)量輕、厚度薄、包裝工藝簡單、設計種類豐富，具有良好的防潮、防蝕性能，已在食品、藥品等行業(yè)得到了廣泛的應用。全脂奶粉可以采用復合塑料軟包裝，但是材料必須具有良好阻隔性能。包裝材料設計可選擇具有高阻隔性能的PVDC、PA、EVOH等材料作為阻隔層，具有良好熱封性能的PP、PE等材料作為包裝內(nèi)層?？蛇x擇包材結(jié)構(gòu)例如PA/CPP、PA/LDPE等。一般情況下，PA/CPP、PA/LDPE材料的氧氣透過量在40~1500px3/.24h.0.1MPa之間，PA/CPP的水蒸氣透過率在3g/.24h左右，PA/LDPE材料的水蒸氣透過率在4g/.24h左右，能滿足一般全脂奶粉產(chǎn)品的貨架期需求。
通過增加材料厚度、增加復合層數(shù)、對材料進行鍍鋁處理、涂覆PVDC等方式可進一步提高材料的阻隔性能，此類包裝材料有如VMPET/CPP、BOPP/VMPET/PE、BOPP/PE/VMPET/PE、KPA/CPP等。其中，鍍鋁復合材料由于鍍鋁層的存在，其阻隔性與遮光性上要明顯高于其他材料，可有效提高產(chǎn)品貨架期，且在耐揉搓方面，鍍鋁復合膜較鋁塑復合膜更具優(yōu)勢，不易出現(xiàn)穿孔、針眼等問題。一般情況下，鍍鋁復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之間。
另，由于塑塑復合膜基材多為無色透明膜，為了減緩全脂奶粉的光敏氧化，如不選擇鋁塑復合膜或者鍍鋁復合膜，則應盡量將包裝設計為滿色，以起到遮光的作用，而材料選擇則應可選擇對短波有較好阻擋性的材料，例如PET/PE較OPP/PP/PE在短波范圍內(nèi)的透光率要小很多，在延緩食品光敏氧化方面有較好的效果。
3．包裝形式
根據(jù)食品的不同形態(tài)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，以盡可能減少包裝內(nèi)的氧氣含量，降低食品與氧氣接觸的可能性。
MAP包裝是指采用一種或多種惰性氣體對包裝內(nèi)的空氣進行置換，降低包裝內(nèi)的氧氣含量，以達到抑制微生物生長、減緩產(chǎn)品氧化，從而延長產(chǎn)品保質(zhì)期，并保證貨架期內(nèi)產(chǎn)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用的包裝形式。
脫氧包裝是指在包裝內(nèi)加入能與氧氣反應的脫氧劑，以除去包裝容器內(nèi)的游離氧，降低包裝內(nèi)的氧濃度，多用于奶粉、堅果、糕點、茶葉等產(chǎn)品的保鮮。脫氧包裝可以使包裝內(nèi)環(huán)境在一定時間內(nèi)保持較低的氧濃度，且能去除外界環(huán)境滲入包裝內(nèi)以及充填在奶粉空隙中的氧氣，目前在奶粉行業(yè)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前，對包材性能是否能夠符合材料預期設計進行驗證，不僅能避免批量廢品的產(chǎn)生，而且能通過試驗有的放矢地對材料質(zhì)量進行控制和改進。包裝材料對外界環(huán)境中氧氣與水分的阻擋能力可用其氧氣透過量和水蒸氣透過量來衡量。對這兩項物理指標的測試可采用Labthink蘭光OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)和W3/330水蒸氣透過率測試系統(tǒng)，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等多項檢測標準，測試精度高，操作自動化程度高，能有效測量全脂奶粉包裝材料欖阻隔性能。
除阻隔性能測試外，包材物理性能主要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，則需要檢測包材的氮氣透過率和二氧化碳透過率。另外，經(jīng)過包裝工序后，成品包裝能否有效發(fā)揮包材預期保護作用則需要通過對成品進行檢測來實現(xiàn)。一般情況下，可通過保質(zhì)期加速試驗來進行評測，但是該方法屬于貨架期綜合評測，耗時較長，且如發(fā)現(xiàn)食品達不到預想的保質(zhì)期后，仍需要從產(chǎn)品原料、生產(chǎn)工藝、包裝性能等多方面進行原因排查。此時，如直接對成品包裝相關性能進行檢測，則可鎖定或縮小影響因素排查范圍。成品包裝檢測性能主要有熱封性能、密封性、泄露與密封強度、成品包裝氧氣透過率、成品包裝水蒸氣透過率、頂空氣體分析等。
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