科技為食品安全筑包裝城墻

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智能包裝技術(shù)

智能包裝技術(shù)是指能夠感應(yīng)或測(cè)量環(huán)境和包裝產(chǎn)品品質(zhì)變化，并將信息傳遞給消費(fèi)者或管理者的新型包裝技術(shù)。智能包裝技術(shù)的出現(xiàn)，使食品及其包裝更具親和力，可以便于消費(fèi)者選擇放心的食品，延長(zhǎng)食品的貨架期，有利于食品的儲(chǔ)藏和運(yùn)輸，具有廣闊的市場(chǎng)需求與應(yīng)用前景。

1.智能標(biāo)簽

智能標(biāo)簽對(duì)食品安全的作用主要表現(xiàn)在其能夠指示出內(nèi)裝食品的質(zhì)量狀況和氣調(diào)包裝的氛圍。通過(guò)在食品包裝中設(shè)置特殊的智能標(biāo)簽，如具有光敏、溫敏、氣敏、微生物反應(yīng)等特性的標(biāo)簽，能夠準(zhǔn)確、直觀地反映食品的質(zhì)量狀況。

某品牌的溫度-時(shí)間歷史記錄標(biāo)識(shí)(TTI)智能標(biāo)簽，標(biāo)簽中所含的化學(xué)成分在溫度升高時(shí)會(huì)發(fā)生聚合反應(yīng)，進(jìn)而引起標(biāo)簽顏色發(fā)生相應(yīng)的明暗變化，消費(fèi)者可以以此為參考來(lái)選擇更合適的儲(chǔ)藏環(huán)境。在肉類(lèi)等食品包裝中，貼上食品新鮮性指標(biāo)標(biāo)簽后，當(dāng)食品品質(zhì)變差時(shí)，因標(biāo)簽中含有可與氣體、微生物發(fā)生反應(yīng)的材料，標(biāo)簽的顏色會(huì)隨氣體濃度和微生物含量的變化而改變，以提醒消費(fèi)者注意食品的新鮮程度。智能包裝甚至可以減緩食品變質(zhì)的速度，例如，利用一些材料的熱收縮性原理，在溫度變化時(shí)，能夠改變包裝的透氣性，使不同的食品保持在最佳的氣調(diào)氛圍之下，達(dá)到延長(zhǎng)食品保質(zhì)期的效果。

2.包裝信息化技術(shù)

隨著智能手機(jī)的普及，通過(guò)掃描包裝上的二維碼，消費(fèi)者就能獲得食品生產(chǎn)日期、產(chǎn)地、營(yíng)養(yǎng)成分等信息，甚至包裝上的信息媒介也可以成為食品與廚具之間的信息通道，如在微波爐中設(shè)置相應(yīng)的掃描識(shí)別程序，可直接獲取智能包裝上的食品加工信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制食品的加熱效果。

伴隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智能包裝給消費(fèi)者和管理者帶來(lái)了諸多便利，同時(shí)帶動(dòng)了其他相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展，但目前其成本較高，限制了推廣應(yīng)用，因此想方設(shè)法降低智能包裝成本是未來(lái)的研究重點(diǎn)。

環(huán)保包裝材料技術(shù)

隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，對(duì)食品安全和環(huán)境保護(hù)的呼聲也越來(lái)越高，尤其是出口貿(mào)易食品，對(duì)包裝的無(wú)污染、低碳、環(huán)保、可再生、可重復(fù)使用的要求更加嚴(yán)格。

可食性包裝材料具有重要的環(huán)保與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。一方面，可食性包裝材料由淀粉、蛋白質(zhì)、多糖、脂肪等制成，本身具有可食性，消除了高分子、低聚物等有害物質(zhì)對(duì)食品的污染，能夠保證食品安全。另一方面，可食性包裝材料來(lái)源廣，是一種無(wú)廢棄物的環(huán)保型包裝材料。目前，可食性包裝材料技術(shù)已取得多項(xiàng)研究成果，如大豆蛋白質(zhì)包裝膜、玉米與海藻酸鈉復(fù)合膜等，在提高食品安全的同時(shí)，也給商家?guī)?lái)了更多創(chuàng)意與商機(jī)。如圖2所示的由天然膠質(zhì)和甘蔗汁制成的可食性杯子和圖3所示的肯德基可食性咖啡杯。

可食性包裝材料減少了包裝廢棄物的產(chǎn)生，使包裝更加安全，市場(chǎng)潛力巨大，但目前仍有一些問(wèn)題有待進(jìn)一步解決。一是可食性包裝材料的性能與紙張、塑料等傳統(tǒng)包裝材料相比仍存在很大差距;二是可食性包裝材料更適用于產(chǎn)品內(nèi)包裝，需增加一層外包裝，這就增加了包裝成本;三是成品率不高，制造工藝有待完善。但相信隨著技術(shù)的發(fā)展，這些問(wèn)題將會(huì)逐步得到有效解決，可食性包裝材料也將得到推廣應(yīng)用。

印刷油墨方面，凹印水性油墨是提高食品包裝印刷安全與環(huán)保性能的有效方法。水性油墨通過(guò)對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行改性處理，提高其醇溶性與水溶性，因此使用水性油墨印刷，能夠保證印刷品表面的有毒物質(zhì)大大減少，且消除了靜電和易燃溶劑的火災(zāi)隱患。水性油墨是環(huán)保印刷的主要發(fā)展方向之一，進(jìn)一步提高其色澤度、耐磨性與耐候性等指標(biāo)，有助于拓寬水性油墨的應(yīng)用空間。

新型防偽技術(shù)

假冒偽劣產(chǎn)品給食品安全帶來(lái)了重大安全隱患，不僅危害消費(fèi)者的身心健康，擾亂市場(chǎng)秩序，而且損害正品商家的信譽(yù)。傳統(tǒng)的防偽手段之所以容易被破解和模仿，最大的原因在于不具備可溯源性。隨著智能手機(jī)的普及，基于移動(dòng)設(shè)備的新型防偽技術(shù)在打擊假冒偽劣產(chǎn)品的活動(dòng)中發(fā)揮了重要作用。

1.三維碼防偽技術(shù)

顧名思義，三維碼防偽技術(shù)是從傳統(tǒng)的二維碼防偽技術(shù)發(fā)展而來(lái)的，以顏色的深淺作為第三維度，能夠?qū)θ我膺M(jìn)制的數(shù)據(jù)進(jìn)行編譯，其防偽載體的信息容量和安全性更高。

根據(jù)三維碼的原理特點(diǎn)，可以直接對(duì)原包裝設(shè)計(jì)進(jìn)行編譯，結(jié)合隱形油墨技術(shù)，使三維碼“隱形”在原包裝圖像中，實(shí)現(xiàn)隱形防偽效果。實(shí)現(xiàn)原理是：首先對(duì)原包裝的圖像信息進(jìn)行定位提取，并編譯到三維碼中，然后在印刷時(shí)先印刷原有圖像，再使用隱形油墨定位印刷相應(yīng)的二維碼即可，幾乎不增加任何成本費(fèi)用。正常情況下，隱形的二維碼不可見(jiàn)(如圖4a)，在特殊光照或加熱等條件下才能顯現(xiàn)出來(lái)(如圖4b)，與原圖像組成完整的三維碼，實(shí)現(xiàn)防偽功能，且不影響原包裝的美感。

2.隨機(jī)紋理防偽技術(shù)

隨機(jī)紋理防偽技術(shù)又稱(chēng)數(shù)理防偽技術(shù)，最早應(yīng)用在紙張防偽上，通過(guò)在造紙過(guò)程中加入隨機(jī)的纖維，制作出具有特定特征的紙張。隨機(jī)紋理防偽技術(shù)原理如圖5所示，根據(jù)該原理，我們可以利用印刷的方式實(shí)現(xiàn)類(lèi)似的防偽效果。首先利用數(shù)學(xué)模型得到隨機(jī)的曲線(xiàn)或者圖形，然后將其印刷至產(chǎn)品包裝上，并錄入數(shù)據(jù)庫(kù)中，消費(fèi)者只需借助移動(dòng)設(shè)備的攝像頭采集包裝上的防偽標(biāo)識(shí)，即可與服務(wù)器上數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行匹配識(shí)別。

由于隨機(jī)紋理防偽技術(shù)的防偽特征具有隨機(jī)性和唯一性，造假者很難對(duì)其進(jìn)行模仿復(fù)制，因此防偽效果極高。另外，設(shè)計(jì)人員可以將防偽信息設(shè)計(jì)成圖形、圖案，并對(duì)其進(jìn)行藝術(shù)性處理，使其在具備防偽特征的同時(shí)，又不失美感，彰顯產(chǎn)品特色，吸引消費(fèi)者眼球，從而促進(jìn)銷(xiāo)售。

3.射頻標(biāo)簽防偽技術(shù)

最常見(jiàn)的射頻標(biāo)簽防偽技術(shù)是RFID防偽技術(shù)，一套完整的RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽、閱讀器和天線(xiàn)組成，其防偽原理是根據(jù)編碼和加密對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行發(fā)行和授權(quán)處理，使每一件商品具有唯一的編碼序號(hào)，以實(shí)現(xiàn)識(shí)別的唯一性。RFID防偽技術(shù)具有通用簡(jiǎn)單、便于識(shí)別、安全可靠性高的特點(diǎn)，但由于需要專(zhuān)門(mén)的識(shí)別設(shè)備，成本太高，目前主要應(yīng)用于物流運(yùn)輸和高檔商品包裝中。

NFC防偽技術(shù)是RFID防偽技術(shù)的整合升級(jí)。與RFID防偽技術(shù)不同的是，NFC防偽技術(shù)能夠整合在NFC手機(jī)中，數(shù)據(jù)傳輸具有雙向性，交互性好，且標(biāo)簽?zāi)軌蛑貜?fù)讀寫(xiě)防偽驗(yàn)證過(guò)程，增加了“第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)”，具有更好的溯源性。

食品包裝關(guān)系著公眾的健康安全，應(yīng)給予足夠的重視。智能包裝技術(shù)、環(huán)保包裝材料技術(shù)和新型防偽技術(shù)的出現(xiàn)，鞏固了食品安全的防線(xiàn)。但目前國(guó)內(nèi)食品包裝技術(shù)發(fā)展水平與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍存在較大的差距，因此包裝及相關(guān)企業(yè)應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化工作，深入挖掘市場(chǎng)價(jià)值，促進(jìn)包裝新技術(shù)為食品安全把關(guān)。（波）