范珺
時(shí)近七夕,巧克力這種具有4000多年歷史的以可可為主料的固體甜食,再度受到青年男女的追捧,成為互表情意的最佳禮物。然而,在暢享美味的同時(shí),巧克力在貯藏過程中會(huì)產(chǎn)生諸多質(zhì)量問題,直接影響消費(fèi)者的品嘗體驗(yàn),嚴(yán)重者甚至?xí)】诞a(chǎn)生影響。這便對與巧克力直接接觸的包裝提出了更高的要求,選擇包裝材料時(shí)應(yīng)考慮包裝材料的性能,這樣才能保證巧克力在貯藏期間品質(zhì)完好。
巧克力常見質(zhì)量問題及其對包裝的要求
巧克力質(zhì)量問題中出現(xiàn)頻率最高的當(dāng)屬起霜、變質(zhì)和生蟲。起霜是指在加工、貯藏和銷售期間,巧克力表面布滿凸凹不平的白色斑點(diǎn),甚至全部變?yōu)榛野咨?,同時(shí)巧克力內(nèi)部逐漸呈砂礫狀,失去堅(jiān)脆、爽滑的口感。根據(jù)前人的研究,巧克力的白霜分為糖霜和脂霜。當(dāng)巧克力周圍濕度過大時(shí),水蒸氣便會(huì)促使巧克力表面砂糖晶體溶化,當(dāng)濕度降低后,砂糖再度結(jié)晶,從而在巧克力表面形成糖霜。相比糖霜,脂霜的發(fā)生率更高,對巧克力品質(zhì)的影響程度更大。微觀下,巧克力內(nèi)部遍布由脂肪分子組成的結(jié)晶網(wǎng)絡(luò),部分液態(tài)脂肪分子和可可粉、糖粉等原料均勻分布在結(jié)晶網(wǎng)絡(luò)中。當(dāng)周圍環(huán)境溫度上升時(shí),高熔點(diǎn)的液態(tài)脂肪分子逐漸向巧克力表面遷移,伸出表面形成脂霜。
果仁巧克力是巧克力的重要類型之一,是將榛子、杏仁、花生、核桃等富含蛋白質(zhì)的堅(jiān)果融入巧克力中或均勻包覆于巧克力表面,給巧克力原本醇滑的風(fēng)味中增添了堅(jiān)脆的口感,備受人們喜愛。但也正因堅(jiān)果富含油脂,這類油脂易受光照、溫度、氧氣和水蒸氣等因素影響,發(fā)生水解酸敗和氧化酸敗變質(zhì),從而散發(fā)不良的哈喇味,損害巧克力的風(fēng)味。
相比以上兩種問題,蟲害的影響更為直觀。蟲害一方面來源于巧克力原料和生產(chǎn)過程中的蟲卵污染,另一方面則是由于包裝密封不嚴(yán),或存在微小的縫隙損傷,蟲子就會(huì)趁虛而入,在巧克力上生長繁殖。
無論是巧克力的起霜、變質(zhì)還是生蟲,引發(fā)的因素復(fù)雜多樣,包括原材料組成、加工過程、貯藏條件和包裝方式等。對于生產(chǎn)期間和銷售貯藏期間的巧克力,我們可以通過改良原材料配比、控制添加劑、優(yōu)化調(diào)溫工藝和冷卻工藝,以及調(diào)節(jié)貯藏溫度來實(shí)現(xiàn)巧克力的品質(zhì)控制。然而,一旦產(chǎn)品售出,貯藏條件不再可控,此時(shí)包裝的作用將被凸顯。
根據(jù)上述分析,巧克力包裝要想實(shí)現(xiàn)對內(nèi)容物的品質(zhì)保障,至少應(yīng)具有如下特性:
(1)包裝應(yīng)具有優(yōu)異的水蒸氣阻隔性能,防止外界水蒸氣侵入包裝內(nèi)部,使巧克力受潮變質(zhì)和起霜。我國幅員遼闊,南方大部分地區(qū)的空氣濕度高,對包裝的阻濕性提出了更高的要求。
(2)由于高溫和強(qiáng)烈的溫度波動(dòng)都會(huì)促進(jìn)巧克力脂霜的形成,因此包裝的隔熱性不可忽視。
(3)針對果仁巧克力,包裝除了要具備阻濕性,還應(yīng)表現(xiàn)出良好的阻氧效果。通過減少包裝材料的氧氣透過率,降低倉儲(chǔ)期間巧克力包裝內(nèi)的氧含量,從而控制內(nèi)容物的氧化變質(zhì)。
(4)在包裝工藝方面,需采用低溫封合的方式,同時(shí)保證包裝整體的密封性,杜絕外界蟲害的侵入。
巧克力包裝的現(xiàn)狀
無論何時(shí)何代,巧克力包裝都在圍繞上述需求進(jìn)行著包裝材料的演變。最早的巧克力包裝為錫箔紙雙層包裝,錫的導(dǎo)熱系數(shù)為67W/mK,具有優(yōu)異的隔熱性,由錫箔紙制得的包裝材料能有效阻隔水蒸氣和氧氣的滲入。但由于全球錫的儲(chǔ)量有限,錫箔的成本逐年上升,錫箔材料逐漸被其他材料(如鋁箔)所代替。
鋁箔是一種柔軟的金屬材料,其最大的優(yōu)勢在于具有高阻隔性,能有效阻隔氧氣等非極性氣體的透過,且具有良好的阻濕防潮性。但鋁箔的機(jī)械強(qiáng)度較差,難以單獨(dú)用來包裝產(chǎn)品,且導(dǎo)熱系數(shù)較高,為203W/mK,單純使用鋁箔包裝容易造成巧克力融化。因此,多采用鋁塑復(fù)合包裝、鍍鋁膜復(fù)合包裝以及鍍鋁紙包裝方式,在保持鋁箔固有特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,彌補(bǔ)其在強(qiáng)度和隔熱性方面的不足。但必須注意的是,鋁箔在折疊或揉搓時(shí)易產(chǎn)生裂縫,造成阻隔性嚴(yán)重下降,這種現(xiàn)象一旦在巧克力貯藏或銷售過程中出現(xiàn)便無法補(bǔ)救。
巧克力包裝對于材料高阻隔性的要求,并不意味著實(shí)際生產(chǎn)中要過度追求高阻隔性材料,否則會(huì)造成成本的浪費(fèi)和環(huán)境的壓力。建議廣大生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)巧克力的原料特性和保質(zhì)需求,基于材料的性能參數(shù),科學(xué)地選擇高阻隔性材料。另外,合理地優(yōu)化復(fù)合膜結(jié)構(gòu)與厚度,如采用阻隔性較好的普通薄膜與鋁箔復(fù)合,同時(shí)適當(dāng)減少鋁箔層的厚度,同樣可以獲得良好的阻隔性。
常見巧克力包裝性能的測試與分析
筆者隨機(jī)選取了3種類型的巧克力包裝材料,分別為PET/AL/CPP鋁塑復(fù)合膜、OPP/VMPET/PE鍍鋁復(fù)合膜和真空鍍鋁紙,對其進(jìn)行了氧氣透過率、水蒸氣透過率和密封性的測試,以期為相關(guān)企業(yè)提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)參考。
1.測試儀器與方法
(1)氧氣透過率測試
根據(jù)GB/T 19789-2005《包裝材料塑料薄膜和薄片氧氣透過性試驗(yàn)》中庫侖計(jì)檢測法,將試樣置入OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)內(nèi),試樣將測試腔分為兩部分,一側(cè)通入氧氣,另一側(cè)通入氮?dú)?,一起進(jìn)入庫倫傳感器中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生電壓,根據(jù)電壓計(jì)算出透過的氧氣量。
(2)水蒸氣透過率測試
根據(jù)GB/T 21529-2008《塑料薄膜和薄片水蒸氣透過率的測定 電解傳感器法 》,將試樣置入W3/330水蒸氣透過率測試系統(tǒng)的測試腔中,具有穩(wěn)定相對濕度的氮?dú)庠谠嚇拥囊粋?cè)流動(dòng),干燥氮?dú)庠谠嚇拥牧硪粋?cè)流動(dòng);由于濕度梯度的存在,水蒸氣會(huì)從高濕側(cè)穿過試樣擴(kuò)散到低濕側(cè);在低濕側(cè),透過的水蒸氣被流動(dòng)的干燥氮?dú)鈹y帶至傳感器,進(jìn)入傳感器時(shí)會(huì)產(chǎn)生同比例的電信號,通過對傳感器電信號的分析計(jì)算,得出試樣的水蒸氣透過率參數(shù)。
(3)密封性測試
根據(jù)GB/T 15171-1994《軟包裝件密封性能試驗(yàn)方法》,采用真空負(fù)壓法原理,利用MFY-01密封試驗(yàn)儀分別測試3種包裝材料對應(yīng)包裝成品的密封性。endprint
2.測試結(jié)果與分析
按上述測試方法,以上3種試樣的氧氣透過率、水蒸氣透過率和密封性測試結(jié)果對比如表1所示,因試樣3鍍鋁紙多用于包裹巧克力,而非制袋,因此未做密封性檢測。由表1中的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),試樣1~3的氧氣透過率相差很大,呈階梯狀升高,試樣3的氧氣透過率是試樣1的300多倍。而在水蒸氣透過率方面,試樣1與試樣2相差無幾,試樣3表現(xiàn)最差,較其他樣品升高了20余倍。在密封性測試中,試樣1的密封性良好,在最大負(fù)壓90kPa時(shí)也未發(fā)生漏氣,而試樣2在較低的負(fù)壓39.3kPa下即發(fā)生泄漏。
之所以出現(xiàn)上述性能差異,與試樣的材料構(gòu)成不無關(guān)系。試樣1是將一層7~12μm左右的鋁箔與多層塑料薄膜復(fù)合而成,鋁箔的高阻隔性在塑料薄膜的保護(hù)下得以正常發(fā)揮。試樣2是在高真空狀態(tài)下,將鋁蒸氣沉淀堆積到薄膜表層的一種材料,鍍鋁層的厚度一般為40~70nm,僅為鋁塑復(fù)合膜中鋁層厚度的0.57%,因此阻隔性隨著厚度的降低也有所下降。試樣3的鍍鋁基材為紙張,與塑料薄膜相比,無論強(qiáng)度還是阻隔性皆存在差距。
由于鋁箔生產(chǎn)過程中種種因素的影響,厚度小于20μm的鋁箔,尤其是用于食品包裝的鋁箔,都不可避免地存在針孔缺陷。經(jīng)外力揉搓后,鋁箔的針孔逐漸擴(kuò)大,甚至出現(xiàn)斷裂,形成肉眼可見的針孔或折痕。在本次密封性檢測的兩種試樣中,試樣2在袋體折痕處漏氣,說明該材料的鍍鋁層可能出現(xiàn)了嚴(yán)重的貫穿性針孔,在負(fù)壓作用下,發(fā)生破裂泄漏。研究表明,適當(dāng)增加鋁箔/鍍鋁層的厚度能有效減少針孔數(shù),故在成本允許的情況下,可適當(dāng)增加鋁箔層或鍍鋁層的厚度,以提高其阻隔性和耐揉搓性。
根據(jù)測試數(shù)據(jù),3種材料具有不同的阻隔特性,適用于不同需求的產(chǎn)品。對于經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng)的企業(yè),可采用試樣1包裝保質(zhì)需求長且品質(zhì)較高的巧克力。而試樣2和試樣3材料成本較低,阻隔性亦可,是中小企業(yè)或貯藏需求不那么嚴(yán)格的普通巧克力的理想選擇。無論哪種包裝材料,在貯藏和銷售中都應(yīng)盡量避免過多的擠壓和揉搓,以免對鋁箔層或鍍鋁層造成損傷。當(dāng)然,阻隔性只是選擇包裝材料的參考標(biāo)準(zhǔn)之一,巧克力生產(chǎn)企業(yè)還應(yīng)根據(jù)自身情況進(jìn)行綜合考慮。
綜上所述,通過對巧克力易產(chǎn)生諸多質(zhì)量問題的原因分析,巧克力包裝應(yīng)具有良好的阻隔性、隔熱性以及密封性。因此,建議巧克力生產(chǎn)企業(yè)利用檢測技術(shù)對包裝的物理性能先進(jìn)行量化比較,再來選擇性價(jià)比合適的包裝材料,以免因包裝問題而導(dǎo)致更多食品質(zhì)量安全問題的出現(xiàn)。endprint