不同種類食品塑料包裝膜阻隔性能分析

許娜　黃英杰　常南

摘要：食品塑料包裝的阻隔性能決定著該種包裝材料保護(hù)食品質(zhì)量的能力，為延長(zhǎng)食品保質(zhì)期和保證食品質(zhì)量，必須使用阻隔性能優(yōu)良的塑料材料。對(duì)此，本文通過(guò)各種塑料膜包裝材料的氧氣透過(guò)量試驗(yàn)和水蒸氣透過(guò)量試驗(yàn)，比較和分析了其包裝膜的阻隔性能，為不同食品的包裝選擇合適的包裝膜提供借鑒作用。

關(guān)鍵詞：食品包裝;塑料膜;阻隔性能;分析

食品的塑料包裝在市面上十分常見，使用包裝的目的主要在于保護(hù)食物，避免外界某些化學(xué)因素和物理因素如微生物、氧氣、水分以及溫度等影響到食物質(zhì)量，而塑料包裝的阻隔性能在這里起到了關(guān)鍵的保護(hù)作用。我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了包裝材料的發(fā)展，塑料包裝材料憑其價(jià)廉、美觀、質(zhì)量輕等特點(diǎn)被廣泛使用，由于塑料包裝材料五花八門，其阻隔性能也參差不齊。因此，通過(guò)不同塑料包裝材料阻隔性能的研究，篩選出性能較好和環(huán)保衛(wèi)生的塑料包裝材料，使食品塑料包裝材料的使用更加科學(xué)和規(guī)范。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料選取了單層薄膜和復(fù)合薄膜兩種。

單層膜：PA（聚碳酸酯）、PE（聚乙烯）、PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）、BOPP（雙向拉伸聚丙烯）。

復(fù)合膜：BOPA（雙向拉伸尼龍）、BOPA/CPP（雙向拉伸尼龍/流延聚丙烯）、PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）、PET/PE（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯）、PET/CPP（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/流延聚丙烯）、BOPA/LDPE（雙向拉伸尼龍/低密度聚丙烯）、BOPP/CPP（雙向拉伸聚丙烯/流延聚丙烯）、BOPP/VMCPP（雙向拉伸聚丙烯/鋁箔流延聚丙烯，即鍍鋁膜）、PET/Al/PE（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/鋁/聚乙烯，即鋁塑膜）、EVOH（乙烯/乙烯醇共聚物）。

1.2 試驗(yàn)方法

在試驗(yàn)之前要按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)預(yù)處理樣品，在21～25°C溫度和45%～55%濕度下，將樣品放置48小時(shí)后實(shí)施測(cè)試。塑料厚度的測(cè)量：將供試塑料截取一塊均勻無(wú)缺陷的平整試樣，采用電子測(cè)厚儀器對(duì)塑料五點(diǎn)厚度進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算厚度平均值。

氧氣透過(guò)性試驗(yàn)：要在恒定溫度和壓力差下，測(cè)量在單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)試樣的氧氣體積。由于塑料膜能把低壓腔和高壓腔分隔開，若已知低壓腔的氣體體積，則在高壓腔填充一定體積的氧氣，使壓力達(dá)105帕斯卡，密封試樣后使用真空泵從低壓腔中抽取空氣，直到空氣接近于零，此時(shí)壓力也接近于零，再對(duì)低壓腔的壓力增量進(jìn)行測(cè)量，確定從高壓腔到低壓腔透過(guò)的氣體量。氧氣透過(guò)量采用氣體透過(guò)測(cè)試儀測(cè)定。

水蒸氣透過(guò)性試驗(yàn)：本文擬設(shè)定溫度在38°C、濕度在90%的環(huán)境條件下，采用設(shè)定的水蒸氣壓差以及塑料膜厚度，對(duì)1平方米面積的試樣在24小時(shí)內(nèi)透過(guò)的水蒸氣的量進(jìn)行測(cè)量。在特定條件下，由于試樣兩側(cè)存在一定的水蒸氣壓差，因此，每間隔一段時(shí)間，要用天平稱量透濕杯的質(zhì)量，計(jì)算出兩側(cè)水蒸氣的變化。水蒸氣透過(guò)量采用水蒸氣透過(guò)測(cè)試儀來(lái)測(cè)定。

阻隔性：食品包裝膜的阻隔性指的是阻濕性和阻氣性，好的包裝材料可以有效阻止氧氣和水蒸氣的滲入，避免食品出現(xiàn)氧化、吸潮的情況，從而導(dǎo)致食物變質(zhì)。有的食品包裝還需要具備良好的透氣性，可以讓包裝內(nèi)外形成氣體交換。

2 結(jié)果與分析

2.1 單層塑料膜阻隔性能比較

單層塑料膜的氧氣透過(guò)量和水蒸氣透過(guò)量的多少主要受到材質(zhì)和厚度的影響，對(duì)于單層的PE膜、BOPP膜、PET膜、PA膜而言，水蒸氣的透過(guò)量以及透氧量隨著塑料膜厚度的增加而逐漸減小，這也意味著塑料膜加厚會(huì)增加膜阻隔性。同等厚度的單層PE膜、BOPP膜、PET膜、PA膜，按透氧量大小排序，為PE>BOPP>PET>PA;按照水蒸氣透過(guò)量大小排序，為PA>PE>PET>BOPP。在同等厚度的條件下，這四種單層塑料膜，PE膜的兩種透過(guò)量都相對(duì)較大，對(duì)于氧氣和水蒸氣的阻隔能力相對(duì)較弱，因此，PE膜常被用于冰箱中的保鮮。PET膜由于結(jié)構(gòu)中主鏈含有苯環(huán)，所以具備較好的剛性，并且還含有醚鍵，則兼具良好的柔韌性，可以對(duì)氧氣和水蒸氣起到良好的阻隔作用，經(jīng)常用來(lái)包裝面包等食物。PA膜由于透過(guò)的氧氣量最小，對(duì)于氧氣這種非極性氣體可以起到完好的阻隔效果，但PA膜透過(guò)的水蒸氣量最大，這是由于其分子中含有酰胺鍵，融合吸收水蒸氣。而BOPP膜對(duì)于水蒸氣具有最佳阻隔性能。

2.2 復(fù)合塑料膜阻隔性能比較

BOPA復(fù)合膜：塑料膜厚度的增加，會(huì)讓水蒸氣的透過(guò)量減少，但是氧氣透過(guò)量并沒(méi)有明顯的變化。另外尼龍材料有著更高的成本，BOPA塑料膜達(dá)到15微米厚度的時(shí)候，BOPA/LDPE復(fù)合塑料膜可以提供良好的阻隔性，且耐油性能以及耐寒性能也較為良好。因此，經(jīng)常被用來(lái)做真空包裝、滅菌包裝等。BOPA/CPP復(fù)合塑料膜有著更好的阻隔性，其耐高溫能力更強(qiáng)，經(jīng)常被當(dāng)做高溫蒸煮食物的包裝。

PET復(fù)合膜：PET復(fù)合膜面積1平方米在0.1兆帕壓力差下1天的透氧量處于50～100立方厘米，水蒸氣的透過(guò)量在10立方厘米以下，如果增加塑料膜厚度，則透氧量和水蒸氣透過(guò)量均出現(xiàn)降低現(xiàn)象。而在同等厚度的情況下，PET/CPP透氧量和透濕量較小，其阻隔性能較強(qiáng)。由于PET膜具有良好的光澤度和衛(wèi)生性，因此，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)更明顯，經(jīng)常被用來(lái)作蒸煮食物的包裝使用。

鍍鋁膜中含有PET或者CPP，其膜的均勻性以及厚度都影響著阻隔性能。在復(fù)合膜中，復(fù)合鋁箔的阻隔性最佳，其次是鍍鋁膜。復(fù)合膜有著隔離氧氣、遮光和防潮的功能優(yōu)勢(shì)，經(jīng)常用于茶葉、干性食品、奶粉等食品包裝，但其中的鋁箔層也增加了復(fù)合膜成本。

由于不同材質(zhì)塑料膜有著不同的透氧量和水蒸氣透過(guò)量，在同等厚度下，幾種復(fù)合膜的透氧量大小排序?yàn)锽OPP/CPP>PET/PE>BOPA/LDPE>BOPP/VMCPP>PET/Al/PE;透過(guò)水蒸氣量的大小順序是：BOPA/LDPE>PET/PE>BOPP/CPP>BOPP/VMCPP>PET/Al/PE。由此可見，鍍鋁復(fù)合膜和鋁塑復(fù)合膜有著良好的阻隔性，鋁塑復(fù)合膜的阻隔性明顯好過(guò)鍍鋁復(fù)合膜。

EVOH復(fù)合膜：乙烯/乙烯醇共聚物復(fù)合膜（EVOH）是一種高阻隔材料，因能提供良好的阻隔性和耐濕性，而被廣泛用于食品包裝中。EVOH經(jīng)常和PE、PET以及PA形成復(fù)合膜，EVOH提供較高阻隔性能可將細(xì)菌阻擋在外，抑制脂肪的氧化，經(jīng)常用于保存新鮮肉類，如火腿、臘肉等食物。

綜上所述，本文通過(guò)對(duì)供試材料氧氣透過(guò)量和水蒸氣透過(guò)量的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，分析了不同種類塑料包裝膜的阻隔性能。在單層膜中，PA塑料膜阻隔氧氣能力最好，而PE單層膜最弱;BOPP單層膜阻隔水蒸氣能力最強(qiáng)，而PA單層膜最弱。在復(fù)合膜中，鋁塑復(fù)合膜可以提供最佳阻隔性能，而EVOH復(fù)合膜兩種阻隔性能兼具更強(qiáng)。