冷凍食品包裝材料問題分析及解決方案（àn）

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　　冷凍（dòng）食品是指質（zhì）量合格的食品原料經過適當的加工處（chù）理，在零下30℃急凍，包裝後（hòu）在零下18℃或更（gèng）低溫度下儲藏和流通的食品。由於全程采用低溫（wēn）冷鏈保藏，此類食品具有貨架期長、不易腐敗、食用便利的特點（diǎn），但由此也對包裝材料提出了更大的挑戰和更高的要求。冷凍（dòng）食品一（yī）般采用軟（ruǎn）硬組合包裝：軟塑袋+瓦楞紙箱，下文將以此為基礎研究冷凍包裝需要應對的問題及相應解決方案。

冷凍食（shí）品包裝需應對的幾個問題

1、幹耗、凍結燒現象

　　凍藏，會極大限製微（wēi）生（shēng）物的生長繁殖，降低食品腐敗變質的速率，但對於某些進程，如幹耗、氧（yǎng）化則會隨（suí）著冷（lěng）凍時間的推進而愈（yù）發嚴重（chóng）。在（zài）冷凍室內，溫度和水蒸氣分壓變化如下：

溫度、水蒸氣分壓：食品表麵＞周圍空氣＞冷卻（què）器

　　一方麵食品表麵的熱量向周圍空氣傳（chuán）遞，自身進一步冷卻，另一方麵食品表麵與周圍空氣存在的水（shuǐ）蒸氣分壓差促使食品表麵的水（shuǐ）分、冰晶蒸發和升華為水蒸氣融入空氣中（zhōng）。至此，含有水蒸（zhēng）氣較多的空氣因（yīn）吸收了（le）熱量，密度減小，向冷凍室上空運動。當流經冷卻器時，由於冷卻器溫度極低，該溫度（dù）下的飽和水分壓也（yě）很小，空氣（qì）被冷卻的（de）同時，水蒸氣接觸到冷卻器表麵並凝結成霜附著在上麵（miàn）。降濕（shī）後的空氣密（mì）度變（biàn）大下沉，再與食（shí）品接觸，重複（fù）上述過程（chéng）。如此循環（huán）往複，食品表麵的水分（fèn）不斷損失，重量減輕，即為“幹耗（hào）”。在幹耗持續進（jìn）行中，食品表麵逐漸變為多孔狀組織，增加了與氧（yǎng）氣的接觸麵積，使食品脂肪、色素加速氧（yǎng）化，表層褐變、蛋白（bái）質變性，這一現象為“凍結燒”。由於水蒸（zhēng）氣的轉移以及空氣中氧氣的氧化反應（yīng）是導致上述（shù）現（xiàn）象發生（shēng）根本原因，因此作為冷凍食品（pǐn）與外界（jiè）的屏障（zhàng），內包裝塑料應具有良好（hǎo）的阻隔水蒸氣和氧氣滲透的作用。

2、凍藏環境對塑料力學強度的影響

　　實踐中發現，塑料長時間處於低溫環境將會變（biàn）脆，易破（pò）裂，物理性（xìng）能急劇下降，這反映了塑料耐寒性較差的（de）弱點。通（tōng）常，塑（sù）料的耐寒性采用脆化溫度（dù）表示，隨著溫度降低，塑料因其聚合物分子鏈活動性降低的緣故而變得性脆易折，當在規定的（de）衝擊強度下（xià），50%的塑料（liào）發生脆性破壞，此（cǐ）時的溫度即為脆化（huà）溫度——塑料材（cái）料（liào）正常使用（yòng）的溫（wēn）度下限。若（ruò）包裝材料的耐寒性較差，在後期運輸裝卸過程中，冰凍食品尖銳的突起將會刺破包裝，造成泄（xiè）漏、加快食品的（de）腐敗。

3、凍藏、運輸環境對瓦楞紙箱力學強度的影響

　　食品包裝後裝入瓦楞紙箱開始進入儲藏和運輸環節（jiē）。冷庫（kù）溫度一般設定在-18℃~-24℃，紙箱放入後（hòu），逐漸吸收水分，通常（cháng）經4天（tiān）可達水分平衡。據相（xiàng）關（guān）文（wén）獻表明，當紙箱達（dá）到水分平衡時，其含水（shuǐ）量較幹燥狀（zhuàng）態下增加了2%~3%，而紙箱的邊壓強度、抗壓強度、粘合強度均隨著時間的（de）增加而降低，分別降低了31%、50%和（hé）21%，這意味著進入冷庫後，紙箱的力學強度受到一定影響，暴露了後期發生塌箱的潛在風險。

　　食品由冷庫運輸到銷售地點過程（chéng）中，經過多次裝卸（xiè）操作，溫（wēn）差的不斷變化使（shǐ）箱體周圍空氣中的水蒸汽冷凝在紙箱表麵，紙箱含水率迅速升高約19%，其邊壓強度將下降（jiàng）約（yuē）23%~25%，此時紙箱的力（lì）學強度能進一步（bù）遭到破壞，增加了塌箱發生的幾率。另外，紙（zhǐ）箱堆碼環（huán）節，上層紙箱會對下層紙箱施加持（chí）續的靜（jìng）壓力，當紙箱因吸潮而抗壓（yā）能力下降時，底層紙箱會首先發生（shēng）變形和壓潰（kuì）。據統（tǒng）計，因吸潮和（hé）超高堆碼而引起的紙箱坍塌導致的經濟損（sǔn）失約占流通過程（chéng）總（zǒng）損失的20%左右。

解（jiě）決方案

1、選擇高阻隔、高強度的內（nèi）層包裝材料

　　包裝材料，種類繁多、性能各異，隻有（yǒu）了解各（gè）種包裝材料的物理性能（néng），才能根據冷凍食品包裝的（de）防護要（yào）求選擇合理的（de）材料，使其既能維（wéi）持食品的風味和質量，又能體現商品價值。目前，冷凍（dòng）食（shí）品領域使用的塑料（liào）軟包裝主要分為三類：第一類是單（dān）層袋，如PE袋（dài），阻隔（gé）效果較差，普遍用於蔬菜包裝等；第（dì）二類（lèi）為複合軟塑袋，采用粘（zhān）合劑將兩層（céng）或多層塑料粘合在（zài）一起，如OPP/LLDPE、NY/LLDPE等，防潮、耐寒、耐穿刺性能良好（hǎo）；第三類為多層共擠軟塑袋，將不同功能的原料如PA、PE、PP、PET、EVOH等分別熔融擠出，在（zài）總模頭匯合經（jīng）吹（chuī）脹成（chéng）型、冷卻複合在（zài）一起。這類材料不采用粘（zhān）合劑，具有（yǒu）無汙染、高阻隔、高強度、耐（nài）高低溫等特點。相關資料（liào）表明，發達國家第三類包裝的使用（yòng）約占全部冷凍食品包裝（zhuāng）的40%，而我國（guó）僅占6%左右，需要進一步推廣。

　　隨（suí）著科研的進步，新材料也層（céng）出不窮，可食（shí）性包裝膜是其代表之一。它以生物降解多糖、蛋白質或脂質為基質，通過包裹、浸（jìn）漬、塗布或噴灑等手段在冷凍食品表麵形成一層以天然可食性物質為原料、通過分子（zǐ）間相互作用而形成的保護膜來控製水分轉移和氧氣滲（shèn）透。這（zhè）種薄膜具（jù）有明顯的阻水性、較強（qiáng）的抗氣體滲透（tòu）能力以及很好的物（wù）理（lǐ）機械（xiè）性能，最重要的是可與冷凍食品一起食用，無任何汙染，具有廣闊的應用前景。

2、提高內層包裝（zhuāng）材料的耐寒性和力學強度

　　方法一，選擇合理的（de）複合或共擠原料（liào）。尼龍、LLDPE、EVA都是具有優異的耐低溫性和耐撕裂抗衝擊性能，在（zài）複合或（huò）共擠工藝中加入此類原料（liào），可有效提高包裝材料的防水阻氣性（xìng）以及機械強度。方法二，適當提高（gāo）增塑劑的比（bǐ）例。增塑劑（jì）主要用來削弱聚合物分（fèn）子之間的次價鍵，從而增加聚合（hé）物分子鏈的移動性，降（jiàng）低結晶性。表現為聚合物的硬度（dù）、模量脆化溫度（dù）下降，而伸長率柔韌性的提高。

3、提高瓦楞紙箱的抗壓強度

　　目前市場上基本采用開槽瓦（wǎ）楞紙箱運輸冷凍食（shí）品，這（zhè）種紙箱四周由四片瓦楞紙板訂合而成，上下由四（sì）塊折翼交（jiāo）叉折疊封合成（chéng）型。通過文獻分析和試驗驗證，可發現紙箱坍塌多發生於箱（xiāng）體結構中豎直放置的四塊紙（zhǐ）板處（chù），因（yīn）此加（jiā）強該處的抗壓強度可有效提高紙箱整（zhěng）體的抗壓強度。第（dì）一、在紙箱內壁四周增加環形內套。建議采用A楞紙板（bǎn），這種彈性、減震性佳，防止冷（lěng）凍食品尖銳處刺破受潮的紙板。第二、采用套合型紙箱結構，這種箱型通（tōng）常由多片瓦楞紙板加工而成，其箱體和箱蓋分離，通（tōng）過套合使用。據試驗表明，在（zài）相同包裝條件下，套合結構比開槽結構的紙箱抗（kàng）壓強（qiáng）度提高約2倍。

4、加強（qiáng）包裝檢測力度

　　包裝對冷（lěng）凍食品意義重大，因（yīn）此國家（jiā）製定了GBT 24617-2009 《冷凍食品物流包裝、標誌、運輸和儲存》、SNT 0715-1997《出口冷凍食品類商品運輸包（bāo）裝檢驗規程》等（děng）相關標準、規程，通過設定包裝材料性能的最（zuì）低要求來保障從包裝原材料供應、包裝工藝到（dào）包裝效果的品質。對此，企業應建立完善的包裝質量控（kòng）製實驗室，配備三腔（qiāng）一體集成塊結構的氧氣/水蒸氣透過率測試儀、智（zhì）能電子拉力試驗機、紙箱抗壓（yā）機等試（shì）驗儀器，對包裝材料可進行阻隔性、抗壓性能（néng）、耐穿刺、耐撕裂、耐衝擊性（xìng）能等一係列檢測試驗（yàn）。

總結

　　冷凍食品的包裝材料在應用過程中麵臨（lín）著許多新需求和新問題，積極研究和（hé）解決對於（yú）冷凍（dòng）食品的儲存和運輸質量及包裝材料的（de）改進具有莫大（dà）的裨益。另外，完善包（bāo）裝檢測流程，建立各類包材測試數據體係將對未來的選材和質量控製提供研究基礎。