黃油包裝的設(shè)計(jì)要點(diǎn)與性能比較

　　黃油，公元7世紀(jì)開(kāi)始進(jìn)入歐洲人的餐桌。隨后，盡管人們的飲食習(xí)慣在不斷的變化，但黃油作為日常烹調(diào)、烘焙不可缺少的古老調(diào)料，一直散發(fā)著神奇而誘人的魅力。

　　黃油，是牛乳經(jīng)離心分離得到稀奶油后，再將其殺菌、冷卻、熟成、攪拌、洗滌、壓練、調(diào)鹽、成型、稱(chēng)重、包裝制成的一種淺黃色固態(tài)乳制品，組織細(xì)密均勻，經(jīng)加熱熔化后，會(huì)散發(fā)芬芳獨(dú)特的乳香氣味。其成分以脂肪和水分為主，同時(shí)含有蛋白質(zhì)、膽固醇、核黃素、鈣、磷、鉀、鈉、鎂、鐵、鋅、硒、銅、錳等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和礦物元素，因此具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

1、黃油品質(zhì)的劣變機(jī)理

　　雖然黃油是從牛乳中制得的乳制品，但二者的成分組成存在很大的差別。根據(jù)GB 19646-2010的要求，黃油的脂肪含量應(yīng)不低于80%、水分含量不高于16%，而無(wú)水黃油的脂肪含量更高、水分含量更低。相比之下，鮮牛乳的平均脂肪含量?jī)H3.5%、水分含量則高達(dá)87.5%。成分的差異決定了二者儲(chǔ)藏特性的不同，也導(dǎo)致了儲(chǔ)藏期品質(zhì)變化的差異。

　　黃油的高脂肪特點(diǎn)決定了脂肪氧化是其儲(chǔ)藏期間的最大威脅。脂肪是由甘油和各種脂肪酸構(gòu)成，脂肪酸包括飽和脂肪酸、含有一個(gè)-C=C-雙鍵的單不飽和脂肪酸和含有兩個(gè)及以上-C=C-雙鍵的多不飽和脂肪酸。脂肪的氧化是由不飽和脂肪酸相對(duì)于雙鍵α位的H原子分裂出來(lái)的均裂原子團(tuán)開(kāi)始，形成的碳原子團(tuán)與氧反應(yīng)生成過(guò)氧化原子團(tuán)，進(jìn)入鏈反應(yīng)，形成一級(jí)產(chǎn)物有機(jī)過(guò)氧化物。該物質(zhì)不穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的分裂和作用，繼而生成二級(jí)產(chǎn)物，如醛、酮、酸、醇等具有刺激性氣味的小分子揮發(fā)性物質(zhì)，這一過(guò)程被稱(chēng)為自動(dòng)氧化過(guò)程。

　　除此之外，光照條件下脂肪還會(huì)發(fā)生光氧化反應(yīng)，其速度是自動(dòng)氧化1000倍，對(duì)脂肪氧化的影響無(wú)疑是更為直接且巨大的。光氧化進(jìn)程涉及三個(gè)必要因素：?jiǎn)尉€(xiàn)態(tài)氧¹O₂、光敏劑和光照?？諝庵械难踅^大多數(shù)是三線(xiàn)態(tài)氧³O₂，脂肪中存在葉綠素、核黃素等光敏劑吸收紫外線(xiàn)能量使三線(xiàn)態(tài)氧³O₂生成單線(xiàn)態(tài)氧¹O₂，它能直接與基態(tài)的含烯物的雙鍵作用，生成氫過(guò)氧化物。

2、黃油包裝的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　從上述脂肪氧化機(jī)理可以看出，含有雙鍵的不飽和脂肪酸、氧氣、光照是導(dǎo)致黃油氧化的首要因素。脂肪酸的不飽和程度越高，氧化作用的發(fā)生就越明顯；與黃油接觸的氧氣量越多、光照范圍越大，氧化速率就會(huì)越快。當(dāng)然，在特定的條件下，仍有其他因素會(huì)對(duì)脂肪氧化起到助推作用，如金屬、水分、溫度等。銅、鐵、鉻、鈷等金屬離子具有較強(qiáng)氧化催化能力，過(guò)高的水分活度會(huì)增大食物中氧氣的溶解，溫度的上升同樣也會(huì)加速脂肪的氧化速率。

　　因此，黃油的包裝應(yīng)圍繞“阻氧、阻光”為主，“阻濕、隔熱”為輔進(jìn)行設(shè)計(jì)，此外還應(yīng)具備防油、密封等基本功能。無(wú)論脂肪的自動(dòng)氧化還是光照氧化，氧氣是必要的發(fā)生條件。而對(duì)包裝的氣體滲透機(jī)理研究發(fā)現(xiàn)，若包裝內(nèi)外存在一定的氧氣分壓差，那么氧氣會(huì)持續(xù)的從包裝材料的高壓側(cè)向低壓側(cè)滲透，直到兩側(cè)氧氣濃度達(dá)到平衡。這意味著在多變的環(huán)境中包裝的氧氣滲透是時(shí)刻發(fā)生的。既然無(wú)法阻止氧氣的滲透，那么降低氧氣對(duì)包裝的滲透速率就成了重中之重。因此，采用對(duì)氧氣具有較高阻隔性的包裝材料能有效解決這一問(wèn)題。此外，上文分析到，太陽(yáng)光、白熾光等光照行為會(huì)致使黃油脂質(zhì)發(fā)生光氧化反應(yīng)，因此具有良好隔光效果的包裝材料能大幅減緩這一進(jìn)程。與此同時(shí)，包裝材料還應(yīng)具有一定阻濕性和隔熱性，弱化水分和高溫對(duì)黃油油脂氧化的催化作用。

3、傳統(tǒng)的黃油包裝材料

3.1防油紙

　　顧名思義，是一種以漂白硫酸鹽木漿或本色亞硫酸鹽木漿為纖維原料的、具有突出的抗油脂性能的紙質(zhì)包裝材料，要求物理性能穩(wěn)定、無(wú)毒無(wú)味，既能減少油脂的滲透，又不影響食品的風(fēng)味和安全，常用于包裝富含油脂的食品，如黃油、糕點(diǎn)等。由于紙張自身纖維結(jié)構(gòu)疏松，呈現(xiàn)為多孔結(jié)構(gòu)，利于油脂向紙張的滲透，且纖維表面含有大量的極性羥基導(dǎo)致表面能較高，親油性較強(qiáng)，因此需要采用多種方式提高紙張的防油性。早期的黃油包裝用防油紙多采用淋膜或覆膜紙，即將致密的聚合物薄膜如聚乙烯等與紙張復(fù)合而成，這類(lèi)防油紙利用薄膜的油脂隔離作用達(dá)到防油的目的。但考慮到聚合物游離單體的毒性風(fēng)險(xiǎn)和降解困難，目前已經(jīng)逐漸減少了使用。如今，通過(guò)優(yōu)化紙張結(jié)構(gòu)并在紙張表面涂覆防油助劑的方式制成的防油紙成為了新型的替代材料，既能有效防止油脂潤(rùn)濕紙張同時(shí)利于降解和再次利用。

3.2鋁箔紙與鍍鋁紙

　　隨著技術(shù)的發(fā)展，金屬逐漸參與到包裝材料的研發(fā)中，尤以鋁的使用最甚。鋁質(zhì)地柔軟、延展性好，經(jīng)壓延可制成鋁箔片，具有優(yōu)異的防潮、氣密、防油、保香、遮光、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)，將之與傳統(tǒng)包裝材料復(fù)合而成能提升復(fù)合材料的綜合性能。在傳統(tǒng)塊式黃油包裝中，目前采用較多的是鋁箔紙復(fù)合材料和鍍鋁紙復(fù)合材料，兩種包材形式因鋁箔復(fù)合工藝的不同而在性能和成本方便存在著較大的差異。

　　鋁箔紙是鋁箔與紙張（亦稱(chēng)鋁箔襯紙）通過(guò)膠水或石蠟復(fù)合而成的高級(jí)包裝用紙，其復(fù)合效果及阻隔性能ｊｉ佳，但也受到鋁箔純度、針孔度，襯紙的含水量、平滑度、勻度、透氣度的影響。這種包材因鋁箔的消耗量較大，如今鋁箔紙的產(chǎn)量已經(jīng)明顯下降。與此相反的是，鍍鋁紙卻在黃油包裝上應(yīng)用的更加廣泛了。鍍鋁紙是在高度真空條件下，加熱鋁材使其迅速蒸發(fā)、擴(kuò)散并沉積到紙基材上，形成一層薄金屬鋁膜的復(fù)合材料。它在各方面性能上足以與鋁箔紙相媲美，印刷性能更優(yōu)，而耗鋁量?jī)H為鋁箔紙的1/200，有利于節(jié)約資源，降低成本，提高效益。有的企業(yè)以防油紙?zhí)娲胀堎|(zhì)基材與鋁箔復(fù)合，目的是獲得更優(yōu)的防油效果。

3.3塑料杯式包裝

　　雖然國(guó)內(nèi)黃油的食用方式多以烘焙、烹調(diào)原料為主，但追根溯源黃油最早是作為食物直接食用的，這一傳統(tǒng)在歐美地區(qū)國(guó)家延續(xù)下來(lái)，黃油亦演變?yōu)槊姘仁称返耐磕哑贰＝陙?lái)，這種黃油食用方式逐漸出現(xiàn)在國(guó)內(nèi)西餐和航空餐點(diǎn)上，為方便起見(jiàn)，獨(dú)立小包裝黃油開(kāi)始出現(xiàn)。通常，這種包裝類(lèi)似小型酸奶杯，盒體為PP材質(zhì)，以鋁塑膜封蓋，硬質(zhì)小規(guī)格包裝利于黃油的獨(dú)立運(yùn)輸與食用。

4、黃油包裝材料的性能比較

　　通過(guò)上述介紹，黃油不同的食用方式和包裝形態(tài)，應(yīng)選擇合適的包裝形式。但具體三種在包裝性能方面存在哪些優(yōu)劣差異目前尚無(wú)具體的研究。筆者依托蘭光包裝安全檢測(cè)中心的專(zhuān)業(yè)檢測(cè)儀器，試圖從包裝的透氧性、透濕性、透光性、隔熱性四個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比，簡(jiǎn)單分析導(dǎo)致差異的可能因素。

4.1測(cè)試方法

　　透氧性：采用OX2/230氧氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)，參照GB/T 19789-2005《包裝材料塑料薄膜和薄片氧氣透過(guò)性試驗(yàn)庫(kù)侖計(jì)檢測(cè)法》進(jìn)行測(cè)試；透濕性：采用W3/330水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)，參照GB/T 21529-2008《塑料薄膜和薄片水蒸氣透過(guò)率的測(cè)定 電解傳感器法》進(jìn)行測(cè)試；透光性：采用WGT-S透光率/霧度測(cè)定儀，GBT 2410-2008《透明塑料透光率和霧度的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)試；隔熱性：取4只酒精溫度計(jì)（0-50℃），用冷水沖洗使其溫度均達(dá)到5攝氏度，分別用普通紙張、防油紙、鍍鋁紙和以鋁塑膜封口的PP塑料杯中正常密封，放入調(diào)至50℃并穩(wěn)定的電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中。15s后取出，通過(guò)比較各溫度計(jì)的讀數(shù)來(lái)確定隔熱效果。

4.2測(cè)試結(jié)果與分析

　　注：關(guān)于試樣“塑料杯”，氧氣透過(guò)量、水蒸氣透過(guò)量、透光率三項(xiàng)測(cè)試中，測(cè)試的是杯體白色PP材料，而隔熱性測(cè)試為鋁塑膜封蓋的塑料杯整體。

　　從氧氣和水蒸氣的阻隔性測(cè)試結(jié)果來(lái)看，紙類(lèi)包材中普通紙張的阻隔性最差，經(jīng)過(guò)防油工藝處理的紙材其阻隔性能獲得了明顯提升。這是因?yàn)樵诜烙图埖纳a(chǎn)過(guò)程中，高打漿度能顯著減小紙張纖維間的孔隙半徑，防油助劑的涂覆進(jìn)一步填充紙張表面的纖維間隙，從而提高了防油紙對(duì)油、氧氣、水蒸氣的阻隔性能。性能ｚｕｉ佳的為鍍鋁紙，鍍鋁層致密的結(jié)構(gòu)使其氧氣透過(guò)量和水蒸氣透過(guò)量?jī)H為防油紙的0.399%和2.115%。塑料杯測(cè)試為杯體PP基材，阻濕性較好但阻氧性一般。在透光性和隔熱性方面，金屬優(yōu)異的隔光和隔熱效果賦予了鍍鋁紙較其他材料獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。綜合比較，鍍鋁紙與塑料杯更能滿(mǎn)足黃油的保質(zhì)要求。

　　上述數(shù)據(jù)僅體現(xiàn)了四種材料在本次試驗(yàn)中的性能特點(diǎn)，僅可作為比較參考，與實(shí)際環(huán)境中的包裝效果仍存在一定的偏差，尤以阻隔性最為突出。這是因?yàn)楸敬螠y(cè)試中，試樣是從包裝材料上裁取的片狀材料，而實(shí)際黃油包裝是包裝材料經(jīng)折疊密封，如紙類(lèi)包材，或機(jī)械成型密封，如塑料杯。不同的密封方式導(dǎo)致包裝整體的密封效果多有不同，進(jìn)而影響包裝整體的阻隔效果。雖然鍍鋁紙基材的阻隔性非常優(yōu)異，但因其采用折疊密封的方式包裝黃油，因此其包裝整體阻隔性可能不如鋁塑膜封蓋的塑料杯整體。

5、總結(jié)

　　隨著人們飲食習(xí)慣與國(guó)際化接軌，黃油的普及程度越來(lái)越來(lái)，因此對(duì)其包裝的便利性、保質(zhì)性要求更高。黃油包裝經(jīng)過(guò)了防油紙、鍍鋁紙、塑料杯等多種形式的變遷，但包裝的核心仍圍繞在防油性、阻隔性、隔光性、隔熱性幾個(gè)方面。因此，各類(lèi)包裝材料的性能的比較與分析是包裝演變、革新的重要前提，也是相關(guān)企業(yè)未來(lái)應(yīng)予以重點(diǎn)關(guān)注的方面。