冷凍食品包裝相關(guān)技術(shù)要求

目前，市場上常見的冷凍食品包裝袋多采用以下材料結(jié)構(gòu)：

1、PET/PE

此結(jié)構(gòu)在速凍食品包裝中比較常見，防潮、耐寒、低溫?zé)岱庑阅茌^好，成本相對較低。

2、BOPP/PE、BOPP/CPP

此類結(jié)構(gòu)防潮、耐寒、低溫?zé)岱饫?qiáng)度高，成本相對比較經(jīng)濟(jì)。其中，BOPP/PE結(jié)構(gòu)的包裝袋外觀、手感較PET/PE結(jié)構(gòu)好，能提升產(chǎn)品檔次。

3、PET/VMPET/CPE、BOPP/VMPET/CPE

此類結(jié)構(gòu)由于鍍鋁層的存在，表面印刷精美，但低溫?zé)岱庑阅苌圆?，成本較高，因此使用率相對較低。

4、NY/PE、PET/NY/LLDPE、PET/NY/AL/PE、NY/PE

此類結(jié)構(gòu)的包裝耐冷凍、耐沖擊，由于NY層的存在，其耐刺穿性能很好，但成本相對較高，一般用于包裝有棱角或較重的產(chǎn)品。

另外，還有一種是單純的PE袋，一般用作蔬菜、簡裝冷凍食品的外包裝袋等。

除包裝袋以外，有些冷凍食品需要用到吸塑托盤，最常用的托盤材質(zhì)是PP，食品級PP衛(wèi)生性較好、可在-30℃低溫下使用，另外也有PET等材質(zhì)。瓦楞紙箱作為通用運(yùn)輸包裝，其防震、抗壓性能及成本優(yōu)勢，是冷凍食品運(yùn)輸包裝首先考慮的因素。

合格的商品必須有合格的包裝，商品檢測除對產(chǎn)品本身進(jìn)行檢測外，也必須對包裝進(jìn)行檢測，合格后方能進(jìn)入流通領(lǐng)域。

目前，冷凍食品包裝的檢測沒有專門的國家標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)專家正在聯(lián)合冷凍食品生產(chǎn)企業(yè)積極推動行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定。因此，冷凍食品生產(chǎn)企業(yè)在采購包裝時，必須滿足相關(guān)包裝材料通用國家標(biāo)準(zhǔn)。

例如：

GB 9685-2016《食品接觸材料及制品用添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了食品容器、包裝材料用添加劑的使用原則、允許使用的添加劑品種、使用范圍、最大使用量、最大殘留量或特定遷移量；

GB/T 10004-2008《包裝用塑料復(fù)合膜、袋干法復(fù)合、擠出復(fù)合》規(guī)定了不含紙基和鋁箔的復(fù)合膜、袋和干法復(fù)合、共擠復(fù)合工藝制成的塑料復(fù)合膜、袋的外觀、物理指標(biāo)，并對復(fù)合袋、膜的殘留溶劑量做了規(guī)定；

GB 4806.7-2016《食品接觸用塑料材料及制品》對以聚丙烯樹脂為原料的食具、包裝容器及食品工業(yè)用器具做了規(guī)定。

此外，在實(shí)際操作中，冷凍食品生產(chǎn)企業(yè)也會根據(jù)實(shí)際需求，制定一些符合自身情況的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如對吸塑托盤、泡沫桶等成型品定量的要求。

1、食品的干耗、凍結(jié)燒現(xiàn)象

凍藏，可極大程度地限制微生物的生長繁殖，降低食品腐敗變質(zhì)的速率。但對于某些凍藏進(jìn)程而言，食品的干耗、氧化現(xiàn)象也會隨著冷凍時間的延長而變得愈發(fā)嚴(yán)重。

在冷凍室內(nèi)，溫度和水蒸氣分壓的分布存在這樣的情況：食品表面＞周圍空氣＞冷卻器。這一方面是由于食品表面的熱量會向周圍的空氣中傳遞，自身溫度進(jìn)一步降低；另一方面，食品表面與周圍空氣存在的水蒸氣分壓差會促使食品表面的水分、冰晶蒸發(fā)和升華為水蒸氣融入空氣中。

至此，含有水蒸氣較多的空氣因吸收了熱量，密度減小，向冷凍室上空運(yùn)動；當(dāng)流經(jīng)冷卻器時，由于冷卻器溫度極低，該溫度下的飽和水分壓也很小，在空氣被冷卻的同時，水蒸氣接觸冷卻器表面并凝結(jié)成霜附著其上，降溫后的空氣密度變大，從而下沉并再次與食品接觸。這一過程會不斷重復(fù)、循環(huán)進(jìn)行，食品表面的水分則不斷損失，重量減輕，這一現(xiàn)象即為“干耗”。

在干耗現(xiàn)象持續(xù)進(jìn)行的過程中，食品表面會逐漸變?yōu)槎嗫谞罱M織，增加了與氧氣的接觸面積，使食品脂肪、色素加速氧化，表層發(fā)生褐變，蛋白質(zhì)發(fā)生變性，這一現(xiàn)象即為“凍結(jié)燒”。

由于水蒸氣的轉(zhuǎn)移以及空氣中氧氣的氧化反應(yīng)是導(dǎo)致上述現(xiàn)象發(fā)生的根本原因，因此作為冷凍食品與外界的屏障，其內(nèi)包裝使用到的塑料包裝材料應(yīng)具有良好的水蒸氣和氧氣阻隔性能。

2、凍藏環(huán)境對包裝材料力學(xué)強(qiáng)度的影響

眾所周知，塑料長時間處于低溫環(huán)境中會變脆，易破裂，物理性能急劇下降，這反映了塑料材料耐寒性較差的弱點(diǎn)。通常，塑料的耐寒性能用脆化溫度表示。隨著溫度的降低，塑料因其聚合物分子鏈活動性的降低而變得性脆易折，在規(guī)定的沖擊強(qiáng)度下，50%的塑料發(fā)生脆性破壞，此時的溫度即為脆化溫度，也即塑料材料正常使用的溫度下限。如果冷凍食品采用的包裝材料耐寒性較差，在后期的運(yùn)輸裝卸過程中，冷凍食品尖銳的突起很容易刺破包裝，造成泄漏問題，加快食品的腐敗。

在儲藏和運(yùn)輸環(huán)節(jié)，冷凍食品是包裝在瓦楞紙箱內(nèi)進(jìn)行的。冷庫的溫度一般設(shè)定在-24℃～-18℃。在冷庫中，瓦楞紙箱會逐漸吸收環(huán)境中的水分，通常經(jīng)4天可達(dá)水分平衡。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)表明，當(dāng)瓦楞紙箱達(dá)到水分平衡時，其含水量較干燥狀態(tài)下會增加2%～3%。隨著冷藏時間的延長，瓦楞紙箱的邊壓強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、粘合強(qiáng)度將逐步降低，4天后將分別降低31%、50%和21%，這意味著進(jìn)入冷庫后，瓦楞紙箱的力學(xué)強(qiáng)度受到一定影響，增加了后期發(fā)生塌箱問題的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

冷凍食品在由冷庫運(yùn)輸?shù)戒N售地點(diǎn)的過程中，將經(jīng)過多次裝卸操作，溫差的不斷變化使瓦楞紙箱箱體周圍空氣中的水蒸氣冷凝在紙箱表面，紙箱含水率迅速升高至約19%，其邊壓強(qiáng)度將下降約23%～25%，此時瓦楞紙箱的力學(xué)強(qiáng)度進(jìn)一步遭到破壞，增加了塌箱發(fā)生的幾率。另外，在紙箱堆碼環(huán)節(jié)，上層紙箱會對下層紙箱施加持續(xù)的靜壓力，當(dāng)紙箱因吸潮而導(dǎo)致抗壓能力下降時，底層紙箱會首先發(fā)生變形和壓潰。據(jù)統(tǒng)計(jì)，因吸潮和超高堆碼而引起的紙箱坍塌導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失，約占流通過程總損失的20%左右。

為最大程度地減少上述兩大問題的發(fā)生頻率，保證冷凍食品的安全，可以從以下幾個方面入手。

1、選擇高阻隔、高強(qiáng)度的內(nèi)層包裝材料

包裝材料的種類繁多、性能各異，只有了解各種包裝材料的物理性能，才能根據(jù)冷凍食品的防護(hù)要求選擇合理的材料，使其既能維持食品的風(fēng)味和質(zhì)量，又能體現(xiàn)商品價(jià)值。

目前，冷凍食品領(lǐng)域使用的塑料軟包裝主要分為三類：

第一類是單層包裝袋，如PE袋，其阻隔效果相對較差，普遍用于蔬菜包裝等；

第二類為復(fù)合軟塑包裝袋，其采用膠黏劑將兩層或多層塑料薄膜材料粘合在一起，如OPP/LLDPE、NY/LLDPE等，防潮、耐寒、耐穿刺性能相對較好；

第三類為多層共擠軟塑包裝袋，其將不同功能的原料如PA、PE、PP、PET、EVOH等分別熔融擠出，在總模頭匯合，經(jīng)吹脹成型、冷卻復(fù)合在一起，這類材料不采用膠黏劑，具有無污染、高阻隔、高強(qiáng)度、耐高低溫等特點(diǎn)。

資料表明，在發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，第三類包裝的使用量約占冷凍食品包裝總量的40%，而我國僅占6%左右，需要進(jìn)一步推廣。

隨著科技水平的不斷進(jìn)步，新材料也層出不窮，可食性包裝膜是代表之一。它以生物降解多糖、蛋白質(zhì)或脂質(zhì)為基質(zhì)，通過包裹、浸漬、涂布或噴灑等手段，在冷凍食品表面形成一層以天然可食性物質(zhì)為原料、通過分子間相互作用而形成的保護(hù)膜，來控制水分轉(zhuǎn)移和氧氣滲透。這種薄膜具有明顯的阻水性、較強(qiáng)的抗氣體滲透能力，最重要的是可與冷凍食品一起食用，無任何污染，具有廣闊的應(yīng)用前景。

2、提高內(nèi)層包裝材料的耐寒性和力學(xué)強(qiáng)度

方法一，選擇合理的復(fù)合或共擠原料。

尼龍、LLDPE、EVA都具有優(yōu)異的耐低溫性和耐撕裂、抗沖擊性能，在復(fù)合或共擠工藝中加入此類原料，可有效提高包裝材料的防水阻氣性以及機(jī)械強(qiáng)度。

方法二，適當(dāng)提高增塑劑的比例。

增塑劑主要用來削弱聚合物分子之間的次價(jià)鍵，從而增加聚合物分子鏈的移動性，降低結(jié)晶性，表現(xiàn)為聚合物的硬度、模量脆化溫度下降，以及伸長率、柔韌性的提高。

3、提高瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度

目前市場上基本采用開槽瓦楞紙箱運(yùn)輸冷凍食品，這種紙箱四周由四片瓦楞紙板釘合而成，上下由四塊折翼交叉折疊封合成型。通過文獻(xiàn)分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，可發(fā)現(xiàn)紙箱坍塌多發(fā)生于箱體結(jié)構(gòu)中豎直放置的四塊紙板處，因此加強(qiáng)該處的抗壓強(qiáng)度可有效提高紙箱整體的抗壓強(qiáng)度。具體來說，首先可在紙箱內(nèi)壁四周增加環(huán)形內(nèi)套，建議采用A楞紙板，其彈性、減震性佳，可防止冷凍食品尖銳處刺破受潮紙板。其次，可采用套合型紙箱結(jié)構(gòu)，這種箱型通常由多片瓦楞紙板加工而成，其箱體和箱蓋分離，通過套合進(jìn)行使用。試驗(yàn)表明，在相同包裝條件下，套合結(jié)構(gòu)紙箱的抗壓強(qiáng)度是開槽結(jié)構(gòu)紙箱的約2倍。

4、加強(qiáng)包裝檢測力度

包裝對冷凍食品意義重大，因此國家制定了SN/T0715-1997《出口冷凍食品類商品運(yùn)輸包裝檢驗(yàn)規(guī)程》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程，通過設(shè)定包裝材料性能的最低要求，來保障從包裝原材料供應(yīng)、包裝工藝到包裝效果全流程的品質(zhì)。對此，企業(yè)應(yīng)建立完善的包裝質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)室，配備三腔一體集成塊結(jié)構(gòu)的氧氣/水蒸氣透過率測試儀、智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)、紙箱抗壓機(jī)等試驗(yàn)儀器，對冷凍包裝材料進(jìn)行阻隔性能、抗壓性能、耐穿刺性能、耐撕裂性能、耐沖擊性能等一系列檢測試驗(yàn)。

綜上所述，冷凍食品的包裝材料在應(yīng)用過程中面臨著許多新需求和新問題，研究并解決這些問題，對提高冷凍食品的儲存和運(yùn)輸質(zhì)量具有莫大裨益。另外，完善包裝檢測流程，建立各類包裝材料測試數(shù)據(jù)體系，也將為未來的選材和質(zhì)量控制提供研究基礎(chǔ)。