第三代高阻隔包装材料——吸氧功能包装材料研制成功

2013-10-21

食品的变质与包装内氧气浓度有直接的关系，在有氧状态下各种细菌的繁殖速率激增，加速了食物的腐败。目前，全球每年要消耗6840亿升的各种饮品类食物，其中2740亿升是碳酸饮料，4100亿升是非碳酸饮料。在非碳酸饮品中40%是对氧气敏感的饮品类食物（例如纯牛奶、牛奶制品、果汁和蔬菜汁等），这一部分饮品需要绝对无氧的环境来保鲜，对包装材料有更高的要求。北京印刷学院印刷包装材料与技术北京市重点实验室高级工程师李东立带领研究团队研发的第三代高阻隔包装材料——吸氧功能包装材料能主动清除包装内的氧气，从根本上排除了氧气对食品品质的影响，达到延长食品货架期的目的。

为了减少食品与氧气接触，人们想出了利用各种包装材料来保护食品。早期主要致力于减少氧气渗透，采用具有较高阻隔性的包装材料，例如玻璃，马口铁、铝等来延长食品货架期，这些第一代高阻隔包装材料虽能形成对氧的绝对屏障，但它们制造工艺复杂，产品运输成本高，近年在包装领域的应用呈下降趋势。第二代包装材料是目前普遍采用的塑料类高阻隔包装材料，包括聚乙烯醇（EVOH）、聚偏二氯乙烯（PVDC）、聚酯（PET）以及通过涂布、共挤、镀膜等工艺改进的高分子材料，例如真空镀铝聚丙烯（VMCPP）、真空镀硅聚酯膜（SiOx/PET）、真空镀氧化铝聚酯膜（Al2O3/PET）等，这些高阻隔塑料薄膜只是减缓了氧气向包装内扩散速率，且其阻氧性能会随着环境条件的改变而下降。第一代和第二代包装材料只能被动地最大程度地阻隔外界氧气透过进入食物中，对于包装上部顶空氧气和食物中的溶解氧气却无能为力，它们无法清除溶解氧和顶空氧。

第三代包装材料又称为“主动”（或称“活性”）氧阻隔／清除材料，它能够主动清除包装内的顶空氧、食物中的溶解氧，也能完全消除渗透氧，使食物所处环境中氧气浓度几乎为零，这种具有氧气清除功能的包装材料可以被制备成瓶体、复合膜、瓶盖等形式，被称之为吸氧包装材料，它们成为包装材料研究的热点之一。

吸氧药包在我国已经广泛得到应用，为了清除包装内部的氧气，将装有吸氧剂的小袋同食品一起置于包装中，用于延长月饼、干果类食品的货架期，但内置药包有被误食的危险，也有可能污染食品，且无法应用于液体食品的包装。另外，这种袋装吸氧剂增加了工艺流程、提高了包装成本。针对袋装吸氧剂的这些问题，北京印刷学院李东立科研团队将具有吸氧功能的天然橡胶直接添加到高分子树脂中，用这种改树脂吹制的包装薄膜就具有吸收氧气的功能，该技术已经获得国家发明专利（专利号201110005697.8）。

就果汁的保鲜效果而言，北京印刷学院李东立团队开发的吸氧功能包装材料在6～10天内可以将包装内部氧气浓度降低到零，且外界氧气在通过薄膜向食品的扩散过程中被天然橡胶吸收掉，维持被包装的食品在绝对无氧环境下储存，延长食品的货架期50%，具有极高的商业价值。