高阻隔性包装膜技术在食品包装中的应用

随着生活水平的提高和健康意识的增强，消费者对食品质量和安全性的要求日益严格。传统的包装材料往往无法有效阻止氧气、水分等物质对食品的侵害，从而导致食品变质、氧化，影响其口感和营养价值。而高阻隔性包装膜技术的出现，为食品保鲜和安全提供了新的解决方案。它不仅可以有效延长食品的保质期，还能保持食品的色、香、味，为食品的储存和运输提供了有力保障。本期，我们将详细介绍高阻隔性包装膜技术的原理及其在食品包装中的应用。

高阻隔性包装膜技术的原理

高阻隔性包装膜是指对氧气、水蒸气、二氧化碳等气体以及香味等具有良好的阻隔性能的包装材料。其原理主要是通过特殊的材料结构和生产工艺，形成一种致密的薄膜，阻止外界气体和物质的渗透。

例如，一些高阻隔性包装膜采用多层复合结构，将具有不同性能的材料层进行组合，如在中间层使用高阻隔性的材料，如聚偏二氯乙烯（PVDC）、乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）等，外层和内层则使用具有良好的热封性和机械强度的材料，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等，从而实现对食品的高效阻隔。以下是几种关键技术原理和效果的详细介绍：

1、高结晶度和致密分子结构

原理：一些聚合物材料，如聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP），可以通过加工工艺使其形成高结晶度的结构。高结晶度意味着分子链排列更加紧密有序，这减少了分子间的空隙，从而限制了气体和水分子的通过。

效果：结晶度越高，材料的阻隔性能越好。

2、强极性基团

原理：聚合物分子链中引入强极性基团，如羟基（-OH）、羰基（C=O）等，可以增强分子间的相互作用力，形成氢键等，从而减少分子链之间的自由体积，阻碍气体和水分子的扩散。

效果：极性基团的存在可以显著提高材料的阻隔性能，特别是对极性气体（如水蒸气）的阻隔效果更明显。

3、表面涂层技术

原理：在聚合物基材表面涂覆一层致密的阻隔材料，如金属涂层（铝）、金属氧化物涂层（氧化铝、氧化硅）或类金刚石碳涂层（DLC），可以形成一道物理屏障，有效阻止气体和水蒸气等气体的透过。

效果：涂层材料的致密性和厚度决定了阻隔性能的优劣。例如，铝涂层因其极低的透气性，被广泛应用于需要高阻隔性能的包装中；氧化铝涂层则兼具透明性和良好的阻隔性，适用于对外观有较高要求的食品和医药包装。

4、聚合物共混技术

原理：将两种或多种聚合物材料混合，形成具有不同性能的共混物。通过选择高阻隔性聚合物（如聚酰胺、EVOH）作为分散相，并控制其形态为高长宽比的纤维状或片状，可以延长气体分子的扩散路径，降低透过率。

效果：共混物的阻隔性能取决于分散相的形态、尺寸和分布，以及分散相与基体聚合物之间的相容性。

5、聚合物纳米复合材料技术

原理：在聚合物基体中引入纳米片材料（如蒙脱石、石墨烯、氧化铝纳米片），利用纳米材料的高长宽比和屏障效应，形成 tortuous path（曲折路径），显著提高气体阻隔性能。

效果：纳米材料的选择、分散状态和取向对复合材料的阻隔性能有重要影响。理想状态下，纳米片应均匀分布并垂直于气体扩散方向排列，使阻隔效果最大化。

高阻隔性包装膜技术的优势

1、延长食品保质期

高阻隔性包装膜可以有效阻隔氧气、水蒸气和微生物等，防止食品的氧化、变质和腐败，从而延长食品的保质期。例如，采用高阻隔性包装膜包装的肉类食品，其保质期可以延长至数月甚至更长，而采用普通包装膜包装的肉类食品，其保质期可能只有数天。

2、保持食品品质

高阻隔性包装膜可以保持食品的色、香、味，防止食品的风味和口感受到外界环境的影响。例如，采用高阻隔性包装膜包装的咖啡，其香气可以得到很好的保留，而采用普通包装膜包装的咖啡，其香气可能会逐渐散失。

3、提高食品安全性

高阻隔性包装膜可以防止食品受到外界污染物的污染，提高食品的安全性。例如，采用高阻隔性包装膜包装的食品，其内部的微生物数量可以得到有效控制，从而降低食品中毒的风险。

4、方便食品储存和运输

高阻隔性包装膜具有良好的机械强度和耐热性，能够承受食品在储存和运输过程中的压力和冲击，防止食品的损坏和泄漏。例如，采用高阻隔性包装膜包装的食品，在运输过程中可以承受一定的挤压和碰撞，而不会影响食品的品质和安全。

5、保持食品新鲜度和营养价值

高阻隔性包装膜可以有效阻止氧气和光照等外界因素对食品中营养成分的破坏，从而较大程度地保留食品的营养价值。例如，采用高阻隔性包装膜的维生素类产品，可以减少维生素的损失，保证其营养功效；采用高阻隔性包装膜的油脂类产品，可以减少油脂的氧化酸败，保证其营养价值和食用安全。

6、降低食品包装成本

许多易腐食品需要依靠冷藏链来保持新鲜度，这增加了物流成本和能源消耗。高阻隔性包装膜可以延长食品在常温下的保质期，从而减少对冷藏链的依赖，降低物流成本。例如，采用高阻隔性包装膜的巴氏杀菌乳，可以在常温下保存更长时间，从而降低运输和储存过程中的冷藏成本。此外，高阻隔性包装膜也能够减少食品添加剂的使用，从而降低生产成本。

高阻隔性包装膜技术在不同食品包装中的应用

1、肉类食品包装

肉类食品容易受到氧气和微生物的侵蚀，导致变质和腐败。高阻隔性包装膜可以有效阻隔氧气，抑制微生物的生长和繁殖，延长肉类食品的保质期。例如，采用PVDC涂布膜包装的肉类食品，其保质期可以延长至数月甚至更长。此外，一些高阻隔性包装膜还具有良好的耐热性和耐穿刺性，能够承受肉类食品在加工和运输过程中的压力和冲击。

2、乳制品包装

乳制品对氧气和水蒸气的敏感度较高，容易发生氧化和变质。高阻隔性包装膜可以有效防止氧气和水蒸气的进入，保持乳制品的新鲜度和口感。例如，EVOH多层共挤膜常用于乳制品的包装，其透明度高、阻隔性好，能够满足消费者对乳制品包装的美观和保鲜要求。

3、烘焙食品包装

烘焙食品如面包、蛋糕等容易吸收空气中的水分，导致变软和变质。高阻隔性包装膜可以有效阻隔水蒸气，保持烘焙食品的酥脆口感。例如，采用镀铝膜包装的面包，其保质期可以延长至数天甚至更长。此外，一些高阻隔性包装膜还具有良好的透气性，能够使烘焙食品在包装内保持一定的湿度，防止其过度干燥。

4、坚果类食品包装

坚果类食品富含油脂，容易氧化变质。高阻隔性包装膜可以有效阻隔氧气，防止坚果类食品的氧化。例如，采用PVDC涂布膜包装的坚果，其保质期可以延长至数月甚至更长。此外，一些高阻隔性包装膜还具有良好的防潮性，能够防止坚果类食品吸收空气中的水分，保持其口感和品质。

5、果蔬类食品包装

果蔬类食品在储存和运输过程中容易受到氧气和微生物的侵蚀，导致变质和腐烂。高阻隔性包装膜可以有效阻隔氧气和微生物，延长果蔬类食品的保质期。例如，采用气调包装膜包装的果蔬，其保质期可以延长至数周甚至更长。此外，一些高阻隔性包装膜还具有良好的透气性，能够使果蔬类食品在包装内保持一定的湿度和二氧化碳浓度，促进其呼吸作用，延长其保鲜期。

高阻隔性包装膜技术的发展方向

1、环保化

随着人们对环境保护意识的不断提高，高阻隔性包装膜技术将朝着环保化方向发展。例如，研发可降解的高阻隔性包装膜材料，如生物基聚合物、淀粉基聚合物等，既能满足食品包装的阻隔性能要求，又能减少对环境的污染。

2、高性能化

为了满足食品行业对包装性能的更高要求，高阻隔性包装膜技术将朝着高性能化方向发展。例如，通过改进材料配方和生产工艺，进一步提高薄膜的阻隔性能、机械性能、耐热性能等；开发具有多功能的高阻隔性包装膜，如兼具抗菌、抗氧化、智能监测等功能的薄膜，为食品提供更全面的保护。

3、个性化定制

不同食品对包装的要求存在差异，消费者对包装的需求也日益多样化。因此，高阻隔性包装膜技术将朝着个性化定制方向发展。例如，根据不同食品的特性、包装形式和消费者需求，提供定制化的薄膜产品，如具有不同颜色、图案、透明度和阻隔性能的薄膜选择。

4、智能化

随着物联网和传感器技术的发展，高阻隔性包装膜技术将朝着智能化方向发展。例如，通过在薄膜中嵌入氧气传感器、湿度传感器或温度传感器等，能够及时反馈食品包装内部的环境信息，一旦食品出现变质风险，可及时发出警报，提醒消费者或生产企业采取相应措施。

总结

高阻隔性包装膜技术通过利用材料的高结晶度、强极性基团、致密的涂层、共混结构和纳米复合材料的屏障效应等多种原理，实现对气体和水分子有效阻隔，从而延长产品保质期，保持产品品质。这些技术可以单独使用，也可以结合使用，以达到较佳的阻隔效果。随着材料科学和加工技术的不断发展，高阻隔性包装膜技术将更加成熟和完善，能够为食品生产、加工、运输等提供更加安全、高效的包装解决方案。

作者简介：

樱桃小姐，从事大健康行业相关政策分析、健康管理研究与新闻资讯写作宣传工作。