耐蒸煮包裝常見問題及檢測方法介紹

郝文靜+　周偉芳

近年來，伴隨著人民生活水平的提高，食品愈發(fā)趨于多樣化、衛(wèi)生化、方便化及高檔化，復合膜軟包裝也逐漸占據(jù)了重要的地位。耐高溫蒸煮食品包裝袋——俗稱軟罐頭作為符合膜軟包裝的一種，普遍用于食品的常溫存放，常用于肉類、豆制品等食品的包裝形式，一般采用真空包裝，經(jīng)過高溫（100～135℃）加熱滅菌，可在常溫下儲存。耐蒸煮包裝食品攜帶方便，開袋即食，衛(wèi)生方便，又能很好地保持食品風味，深受消費者喜愛。根據(jù)滅菌工藝、包裝材料的不同，耐蒸煮包裝產(chǎn)品的保質(zhì)期從半年至兩年不等。

蒸煮食品的包裝流程為制袋、裝袋、抽真空、熱封、檢驗、蒸煮加熱滅菌、干燥冷卻、打包。蒸煮加熱滅菌是整個流程的核心工序，然而，由高分子材料——塑料制成的包裝袋在受熱后分子鏈運動加劇，材料物理性能易發(fā)生熱衰減從而產(chǎn)生問題。

耐蒸煮包裝袋常見問題

耐高溫蒸煮食品是將食品包裝后連同包裝材料一起進行加熱滅菌。為達到較高的物理性和良好的阻隔性，耐蒸煮包裝由多種基材復合而成，常用材料有PA、PET、AL和CPP，常用結構有兩層復合膜（如BOPA/CPP、PET/CPP）、三層復合膜（如PA/AL/CPP、PET/PA/CPP）和四層復合膜（如PET/PA/AL/CPP）。優(yōu)質(zhì)的耐高溫蒸煮食品包裝材料應具備以下條件：

①良好的機械性能，強度高、柔軟，能適應各種包裝機械、制袋機、熱合機的需要；

②良好的耐熱性，在121℃溫度下蒸煮40min，包裝膜、袋尺寸穩(wěn)定，不變形，不分層，熱封處不開裂；

③具有較高的阻隔性，氧氣透過量低于30cm3/m2.24h.23℃，RH50%，水蒸汽透過量低于5g/m2.24h.38℃.atm，RH90%；

④優(yōu)秀的食品衛(wèi)生性，不含對人有害的物質(zhì)，經(jīng)高溫蒸煮后不會產(chǎn)生對人有害的物質(zhì)，長期與食品接觸，化學性能穩(wěn)定，不會與食品中各種成分發(fā)生化學反應，生成對人體有害的物質(zhì)；

⑤良好的商品展示性，高度透明，表層可彩色印刷。

但是在實際生產(chǎn)中會出現(xiàn)很多問題，最常見的質(zhì)量問題為蒸煮后包裝袋起皺、破袋、漏氣和蒸煮后異味：

①包裝袋起皺一般有3種表現(xiàn)形式，即包裝基材出現(xiàn)橫向或縱向或不規(guī)則性皺痕；各復合層出現(xiàn)皺裂，平整性差；包裝基材收縮，收縮的復合層與其他復合層分離，呈條紋狀。破袋則分為直接脹裂與起皺后破裂兩種。

②脫層是指包裝材料各復合層相互分離的現(xiàn)象。輕微的脫層表現(xiàn)為包裝受力部位呈現(xiàn)條紋狀凸起，剝離強度降低，甚至可用手撕開，而嚴重時則在蒸煮后呈現(xiàn)包裝復合層大面積分離。如出現(xiàn)脫層現(xiàn)象，則包裝材料各復合層間物理性能的相互協(xié)同加強作用消失，物理性能、阻隔性能大幅下降，無法滿足貨架期的要求，往往會給企業(yè)造成較大損失。

③輕微漏氣潛伏期較長，蒸煮時不易發(fā)覺，在產(chǎn)品流通存儲期間產(chǎn)品真空度減小，包裝出現(xiàn)明顯空氣時才會被發(fā)現(xiàn)，因此，該質(zhì)量問題往往涉及產(chǎn)品較多，影響較大。出現(xiàn)漏氣與蒸煮袋的熱封不牢、耐穿刺性差有較大關系。

④蒸煮后食品產(chǎn)生異味也是經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量問題。蒸煮后出現(xiàn)的異味與包裝材料的溶劑殘留超標或材料選擇不當有關。如采用PE膜作為120℃以上的高溫蒸煮袋內(nèi)封層，在高溫下PE膜易出現(xiàn)臭味。因此，高溫蒸煮袋的內(nèi)層選擇CPP材料為宜。

耐蒸煮包裝物理性能檢測方法

導致耐蒸煮包裝質(zhì)量問題的因素比較復雜，涉及到復合層原材料、膠粘劑、油墨、復合及制袋工藝控制、蒸煮工藝等多個方面。為確保包裝質(zhì)量及食品貨架期，對包材進行耐蒸煮試驗十分必要。

適用于耐蒸煮包裝袋的國家標準為GB/T 10004-2008《包裝用塑料復合膜、袋干法復合、擠出復合》，該標準參照JIS Z 1707-1997《食品包裝用塑料薄膜總則》而制定，代替了GB/T 10004-1998《耐蒸煮復合膜、袋》和GB/T 10005-1998《雙向拉伸聚丙烯薄膜/低密度聚乙烯復合膜、袋》。GB/T 10004-2008中規(guī)定了耐蒸煮包裝膜及袋的各項物理性能及溶劑殘留指標，并要求對耐蒸煮包裝袋進行耐高溫介質(zhì)性測試，方法為將蒸煮袋中分別裝入4%乙酸、1%硫化鈉、5%氯化鈉及植物油后排氣封口，在121℃的高壓蒸煮鍋中加熱加壓40min，在壓力保持不變的情況下冷卻。然后對其外觀、拉斷力、伸長率、剝離力和熱封強度進行檢測，用下降率來評定，公式如下：

R=（A-B）/A×100

其中R為被檢測項目的下降率（%），A為耐高溫介質(zhì)試驗前被檢測項目的平均值；B為耐高溫介質(zhì)試驗后被檢測項目的平均值。性能要求為“使用溫度為80℃以上的產(chǎn)品經(jīng)耐高溫介質(zhì)性試驗后，應無分層、破損、袋內(nèi)、外無明顯變形，剝離力、拉斷力、斷裂標稱應變和熱合強度下降率應≤30%”。

耐蒸煮包裝袋物理性能檢測

通過蒸煮試驗對蒸煮前后拉伸性能、剝離強度、熱封強度等物理性能的檢測可對蒸煮袋的耐蒸煮質(zhì)量進行綜合判定。蒸煮試驗一般采用實際內(nèi)容物和模擬物兩種。采用實際內(nèi)容物進行蒸煮試驗，可最大程度地接近實際生產(chǎn)情況，能有效預防不合格包裝批次進入生產(chǎn)線。對包材廠而言，在生產(chǎn)過程中及入庫前采用模擬物對包材耐蒸煮性能進行檢測更具有實踐性與操作性。以下將通過對3種不同廠家的耐蒸煮包裝袋裝入食品模擬液，分別進行蒸、煮試驗來介紹耐蒸煮包裝袋物理性能測試方法，試驗過程如下：

1 蒸煮試驗

儀器：安全智能型反壓高溫蒸煮鍋（北京發(fā)恩科貿(mào)有限公司），HST-H3熱封試驗儀（濟南蘭光機電技術有限公司）。

試驗步驟：將4%乙酸小心裝入蒸煮袋至容積的2/3，注意不要污染封口，以免影響封口牢度。裝好后，用HST-H3將蒸煮袋封口，共制樣12個。在封口時要盡量將袋內(nèi)空氣排出，以免蒸煮時空氣膨脹影響測試結果。

將密封好的試樣放入蒸煮鍋內(nèi)開始試驗。設置蒸煮溫度121℃，蒸煮時間40min，6個試樣蒸，6個試樣煮。在蒸煮試驗過程中要密切注意蒸煮鍋內(nèi)氣壓和溫度的變化，以確保溫度和壓力維持在設定的范圍內(nèi)。

試驗結束后，冷卻至室溫，取出觀察是否有破袋、皺痕、脫層等現(xiàn)象。經(jīng)試驗，1#、2#試樣蒸煮后表面平整，無脫層現(xiàn)象，3#試樣蒸煮后表面不很平整，且邊緣有不同程度的翹曲。

2 拉伸性能對比

分別取蒸煮前與蒸煮后的包裝袋，裁取橫向、縱向15mm×150mm的長方形試樣各5條，在23±2℃，50±10%RH的環(huán)境下狀態(tài)調(diào)節(jié)4h。采用XLW（PC）智能電子拉力試驗機（濟南蘭光機電技術有限公司）在200mm/min的條件下測試其拉斷力與斷裂伸長率。采用GB/T 10004-2008中耐高溫介質(zhì)性公式計算下降率。試驗結果如表1所示。

3 剝離試驗

根據(jù)GB 8808-1988《軟質(zhì)復合塑料材料剝離試驗方法》A法，裁取寬15±0.1mm，長150mm的試樣，試樣橫、縱向各取5條。沿試樣長度方向?qū)秃蠈舆M行預剝離，裝入XLW（PC）智能電子拉力試驗機（濟南蘭光機電技術有限公司），在300mm/min的條件下測試剝離力。經(jīng)試驗，1#、2#試樣蒸煮前、后經(jīng)乙酸乙酯溶劑浸泡一端后均無法剝離。3#試樣蒸煮前、煮后經(jīng)乙酸乙酯溶劑浸泡后無法剝離，蒸后縱向平均剝離力為5.679N，橫向平均剝離力為4.921N。

4 熱封強度試驗

根據(jù)GB/T 2358-1998《塑料薄膜包裝袋 熱合強度試驗方法》，在試樣熱封部位裁取寬15mm的試樣，打開呈180°，將試樣兩端裝夾在XLW（PC） 智能電子拉力試驗機（濟南蘭光機電技術有限公司）上，在300mm/min的速度下測試最大載荷，采用GB/T 10004-2008中耐高溫介質(zhì)性公式計算下降率。本次試驗測試結果如表2。

5 試驗結果分析

經(jīng)試驗，3#試樣表面出現(xiàn)褶皺，蒸煮后斷裂伸長率下降率大，超過了GB/T 10004-2008的要求，耐高溫介質(zhì)性不合格，不適于應用于高溫蒸煮食品。2#試樣蒸煮試驗后，橫向拉伸性能下降較縱向更為明顯，雖然拉斷力、熱封強度下降率符合要求，但是斷裂伸長率明顯降低，尤其是蒸的試樣，橫向斷裂伸長率下降率甚至達到了50%以上，2#試樣不能用于高溫蒸的食品包裝。1#試樣耐高溫介質(zhì)性優(yōu)異，可用于耐高溫蒸、煮食品。

從檢測結果可以看出，經(jīng)過高溫蒸煮滅菌后，包材的各項性能指標具有不同形式的改變，因此，進行耐高溫介質(zhì)性測試時不可只進行單個方向的性能檢驗，以偏概全。并且，高溫滅菌方式（蒸、煮）對包材物理性能的影響有較大區(qū)別，企業(yè)應根據(jù)實際生產(chǎn)工藝選擇蒸或煮的方式。本次試驗的3個包裝袋的適用范圍如表3。

耐蒸煮包裝袋物理性能總結

耐蒸煮包裝食品因其食用、存儲的便利性，愈發(fā)受到消費者青睞。為有效保持內(nèi)容物質(zhì)量，防止食品變質(zhì)，需對高溫蒸煮袋生產(chǎn)工藝的每一道工序嚴格把關，合理控制。

1、耐高溫蒸煮袋應根據(jù)內(nèi)容物、生產(chǎn)工藝選擇合適的材質(zhì)。例如，耐高溫蒸煮袋內(nèi)封層一般選擇CPP；含AL層包裝袋用于包裝酸堿性內(nèi)容物時，應在AL及CPP之間增加PA復合層以增加抗酸堿滲透性；各復合層的熱縮性應一致或相似，以免因材料熱縮性能匹配性差而導致蒸煮后材料翹曲甚至脫層。

2、合理控制復合工藝。耐高溫蒸煮袋多采用干式復合法。在蒸煮膜生產(chǎn)過程中，要選擇合適的膠粘劑及良好的涂膠工藝，合理控制熟化條件，確保膠粘劑主劑與固化劑反應充分。

3、耐高溫介質(zhì)性是耐高溫蒸煮袋包裝過程中最嚴峻的一道工序，為減少批量質(zhì)量問題的出現(xiàn)，必須在使用前、生產(chǎn)過程中根據(jù)實際生產(chǎn)情況對耐高溫蒸煮袋進行蒸煮試驗，檢測蒸煮后包裝的外觀是否平整、起皺、起泡、變形，是否有離層、滲漏現(xiàn)象，物理性能（拉伸性能、剝離強度、熱封強度）下降率是否符合要求等。