食品加工和保藏的原理第十章食品的包装工艺

1、食品加工和保藏的原理第十章 食品的包装工艺食品包装的定义、分类及作用食品包装材料及其特性食品包装技术食品包装的质量要求第一节 食品包装的定义、分类及作用 食品包装的历史发展食品包装的定义食品包装的分类食品包装的作用一、食品包装的历史发展 历史上两次重大食品贮藏保鲜技术革命： 第一次是19世纪后半期的罐藏、人工干燥、冷冻三大贮藏技术的发明与应用； 第二次是20世纪以来出现的速冻及解冻、冷藏气调、辐射保藏和化学保藏等技术的出现。 其中第二次是19世纪发明技术在20世纪的丰富和完善，同时在20世纪也发明了一些新的技术与方法，并加以了应用，这是质的飞跃。例如：1902年世界上首次开发出了钢桶容器；19

2、05年美国普遍采用瓦楞纸箱运输食品；1916年德国的普兰克提出了食品速冻方法，并于1929年设计出了多极冷冻装置;1922年英国的凯德研究了气体贮藏法，将其与冷藏方法结合，称为CA贮藏;1940年英国开始研究蒸煮食品，1950年研究成功了蒸煮食品的软包装，1972年蒸煮袋包装食品实现商品化。二、食品包装的定义 食品包装(Food Packaging)，是指生产出来的各种食品，在到达消费者使用之间的装卸、运输、保管、供应或销售的整个流通过程中，保护食品的质量和使用价值，采用适当的材料、容器，对产品所进行的技术措施。 包装食品(Pre-Packaged Food)，是指用包装材料或容器事先包装好的

3、食品。美国：使用适当的材料、容器而施予技术，使其能使产品安全到达目的地即在产品输送过程中的每一阶段，不论遭遇到怎样的外来影响，皆能保护其内容物而不影响产品价值叫包装。加拿大：将产品由供应者送到顾客或消费者手中，而能保护产品完好状态的工具称包装。 日本：所谓包装，是指在运输和保管物品时，为了保护其价值及原有状态，使用适当的材料、容器和包装技术包裹起来的状态。我国：为在流通过程中保护产品，方便储运，促进销售，按一定技术方法而采用容器、材料及辅助物等总体名称，也指为了达到上述目的而采用容器、材料和辅助物的过程中施加一定技术方法等的操作活动为包装。三、食品包装的分类按包装形态、次序和功能分按流通工具分

4、按机能分按包装材料和包装容器分按食品形态、种类分按包装方法分按使用单位分1、按包装形态、次序和功能分按包装形态可分为个体包装，内包装和外包装； 按包装次序可分为第一次包装，第二次包装和第三次包装； 按包装功能可分为销售包装和运输包装两大类。2、按流通工具分可分为船舶货物包装，铁路货物包装，卡车货物包装，空运货物包装 。3、按机能分 可分为内销包装，外销包装，中性包装和特殊包装。 中性包装，是不标明原产地的包装，使商品能进入禁区销售，是推销出口商品的一种策略手法。 特殊包装是对于特殊产品的包装，如军需品、美术品等，需要进行特殊的保护设计。 4、按包装材料和包装容器分 按包装材料的品种可分为：纸类

5、包装，如纸袋、纸盒、纸箱、瓦楞纸箱等；金属类包装，如马口铁、镀铬薄钢板、铝和铝合金等；玻璃器皿和陶瓷容器；木材；塑料；复合材料及其它。 按包装材料的物理性质柔软性可分为软包装和硬包装。按包装材料的阻隔性可分为防潮(湿)包装和阻气包装。 按包装容器使用次数可分为：一次性包装，如纸盒、塑料袋、复合材料容器；复用性包装，如能直接消毒、灭菌再使用的玻璃瓶，或回收复制的如纸、金属、玻璃容器等。5、按食品形态、种类分 按食品形态可分为：液体包装，一般采用小口的瓶、罐包装；固体包装，一般采用袋、盒及大口的瓶罐包装。 6、按包装方法分 可分为：蒸煮包装；真空包装；充气包装；无菌包装；贴体包装；冷藏包装等。7、

6、按使用单位分 可分为：军用包装；公用包装；民用包装。这类的包装与包装量密切相关。四、食品包装的作用保护食品方便突出外表提高价值保护食品防止由微生物引起的变质防止化学性质的改变防止物理性质的变化防止机械损伤防止丢失、盗窃、偷换方便便于储、运、销售及管理便利消费者突出外表提高价值包装在西方国家被称为“无声的推销员”销售文化第二节 食品包装材料及其特性 塑料包装材料和容器金属包装材料和容器纸质包装材料和容器玻璃和陶瓷包装材料和容器食品包装用复合材料一、塑料包装材料和容器食品包装用塑料材料的种类、形式和主要用途塑料包装材料的优、缺点塑料包装材料的主要品种及技术性能 食品包装用塑料材料的种类、形式和主要

7、用途 参见表10-1塑料包装材料的优、缺点优点：相对密度小，重量轻(见表10-2)，但是塑料的强度/重量比值较大。这使得塑料可以用于制造承重较大的包装容器，可以节约搬运和运输费用。塑料的品种较多，性能各异，能适应不同商品包装功能的要求。塑料的加工性能好，便于加工成不同形式和复杂外形的容器，可以采取吹塑、挤塑、注塑、吸塑、中空成型、压延、共挤、涂塑等多种成型工艺。塑料可制成透明的或具有不同颜色的包装材料和容器，便于印刷、烫金、真空喷镀金属和压凸等装潢工艺。多数塑料的密封性、耐化学腐蚀性(耐酸、碱、盐等)、防潮性等方面都优于纸和金属材料。塑料的资源丰富(主要来源于石油和煤)，加工耗能低。 玻璃、金

8、属材料名称英文缩写相对密度低密度聚乙烯LDPE0.92高密度聚乙烯HDPE0.96塑聚丙烯PP0.90聚氯乙稀PVC1.201.65料聚苯乙烯PS1.06氯乙烯/醋酸乙烯共聚物PVCA1.351.45聚偏二氯乙烯PVDC1.651.72聚四氟乙烯PTFE2.12.3玻璃2.24铝Al2.71锡Sn5.57.5铁Fe7.86铜Cu8.50表10-2 塑料和其它材料的相对密度比较 缺点：耐热性差，多数的塑料难以承受150以上的高温。常温下的物理机械强度(表面硬度、抗压强度、抗弯强度等)低于金属和玻璃。热膨胀系数也较大。当塑料的厚度减小时，仍存在一定程度的透气性和透湿性。塑料包装食品饮料，尚存在不同

9、程度的单体转移现象，受到包装法规的限制。多数塑料易带静电，表面容易受到灰尘和脏物的污染。相对密度小，包装缺乏重量感和高贵感。 玻璃瓶，金属罐塑料的冷加工性能不如金属。 塑料包装材料的技术性能及主要品种 技术性能： 食品包装材料一般考核的技术性能指标有(O2、CO2和N2的透过率)、透湿率、透光率、各种物理机械性能、导热系数、耐化学性能、耐高低温性能、自然老化性能以及耐油性等。主要品种：1、聚乙烯(PE) 聚乙烯是目前软包装工业中使用量最大的塑料材料。无毒、无味，有一定的透明性，易加工成型，有良好的阻湿性，透光率和透水率较低。 分成四代第一代聚乙烯，即低密度聚乙烯(LDPE)，塑料薄膜中最便宜，

10、8090软化，易热封，阻湿性优良。第二代聚乙烯，即高密度聚乙烯(HDPE)，与LDPE相比，在强度、耐热性、阻湿性、耐油性、耐化学药品性等方面有较大提高，但透明都不如LDPE。第三代聚乙烯，即线性低密度聚乙烯(LLDPE)，其韧性大，在相同熔融指数下，LLDPE的抗冲强度和抗张强度是LDPE的3倍，熔点提高515，脆化温度可降低2030，热熔封时，即使有污染也可以热熔封，而且热封时的强度受热封温度的影响小。第四代聚乙烯，即超低密度聚乙烯(ULDPE)，其密度在0.890.915之间，熔点较高，有较高的使用温度，耐化学性好，光泽好，透明度高。 2、聚丙烯(PP) 聚丙烯是一种白色透明性较好的无毒

11、颗粒或粉状固体，是第三大通用塑料材料。 包装上主要是生产PP瓶的薄膜，易成型。与乙烯或其他烯烃共聚，可以改善聚丙烯不耐低温的缺点，而保持了聚丙烯的较高抗张强度，良好的耐油、耐碱性。 聚丙烯可分为非拉伸聚丙烯(CPP)和双轴定向聚丙烯(OPP)。3、尼龙(NY) 尼龙是结晶形聚合物，具有良好的抗张强度、耐磨性、耐针刺性、耐高温、耐低温，可以在200-60的温度范围内使用。有优良的冲击强度、耐油性好，是一种无毒、无臭、无味的工程塑料。缺点是吸湿性大，成本较高。 其性能依据不同工艺处理有差别，常见的有尼龙11、尼龙6。4、聚偏二氯乙烯(PVDC) PVDC是法国人于1938年发明，1940年由美国人

12、推向市场。 PVDC的最大特点是高度的阻气性和阻湿性，有良好的耐热性(可耐100120杀菌)、透明性、热封性、热收缩性。该薄膜主要用于鱼肉、红肠等产品包装。PVDC的主要特点是：高阻隔性 透氧率极低。缺点是与油墨结合困难，不便于印刷。透明性好 透光率在90%以上，并有抑制紫外光通过的能力。K涂膜化学稳定性高价格便宜(相对) 存在的主要缺点是毒性问题。和PVC一样，要求单体含量在1ppm以下。5ppb以下5、聚酯 食品包装用于做瓶子和薄膜的是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。该树脂聚光泽度高，透气、透水率极低，强度大，韧性好，耐高温，但很难热封。另一种是对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，可以做薄膜。

13、6、聚碳酸酯(PC) 聚碳酸酯的最大特点是透明性特别好，可和玻璃相比，强度高。可以长期在100150高温下使用，极好的抗张强度、刚性和耐酸性，但耐有机溶剂和耐碱性、耐应力开划性较差。 由于电热炉、微波炉在食品包装杀菌上的应用，作为耐高温材料的无毒聚碳酸酯越来越显示出其重要性。7、聚氯乙烯(PVC) PVC薄膜有软硬质之分。硬质PVC中，增塑剂的使用量10PHR，而软质PVC则40PHR。硬质PVC片材和薄膜可以使用在轻量的杯盘，包装果酱、奶油、糕点、各种浸渍菜，制成糕点盒和食品盘，用来包装豆腐、鸡肉、PTP药品、果冻以及其它托盘包装。 PVC还可以做成收缩薄膜，且热封容易。此外，PVC还具有一

14、定的保鲜作用。 美国每年用于新鲜肉的包装就达5万吨。二、金属包装材料和容器金属包装材料和容器的特点金属包装材料和容器的分类和用途 金属包装材料和容器的特点特点：气密性好，不透水蒸气，遮光，耐热性好，便于充填，包装生产速度快，储存期长。酸性食品、含硫食品会影响铁罐材料。 金属包装材料和容器的分类和用途参见表10-31、铁罐包装容器制罐材料包括：mm，食品罐头中的锡含量规定不超过250ppm。无锡铁皮，不含锡，可以经受232以上的高温短时烘烤。 参见图10-1和表10-4 油膜(约5nm)Snnm) Snm)FeSnm)铁皮镀锡铁皮(半层) 图10-1(1)油膜(5nm)氧化铬(5nm)m，70m

15、g/m2)铁皮无锡铁皮(半层) 图10-1(2)1133224451油膜 2氧化膜 3锡层 4锡铁合金层 5钢基板镀锡薄钢板(新) 图10-1(3)结构名称厚 度成 分性能特点热浸镀锡板电镀锡板热浸镀锡板电镀锡板油 膜20mg/m225mg/m2棕榈油棉子油或癸二酸二辛酯润 滑氧 化 膜1015 mg/m2(单面)510mg/m2(单面)氧化亚锡氧化亚锡氧化锡氧化铬金属铬电镀锡板表面钝化膜是经化学处理生成的，具有防锈、防变色和防硫化斑作用锡 层22.444.8g/m22.022.4g/m2纯 锡纯 锡美观、易焊、耐腐蚀且无毒锡铁合金层5g/m21g/m2锡铁合金结晶锡铁合金结晶耐腐蚀，如过厚，

16、加工过程易龟裂和可焊性不良钢 基 板制罐用0.20.3mm制罐用0.20.3mm低碳钢低碳钢加工性能好，制罐后具有必要的强度表10-4 镀锡板各层构成部分的厚度、成分和性能特点 2、铝质包装容器 食品包装用铝容器，铝纯度达99%以上。铝的强度/重量比值高。铝质容器包装的食品pH值最好高于5.2，或者表面加以涂漆。草酸对铝的腐蚀大于羟基酸。氯离子会对铝造成穿透性腐蚀。糖会减缓腐蚀。含硫食品不会和铝生成硫化物。 铝质容器分为软质和硬质类，软质的常见为铝箔包装袋，硬质的常见为各种盒形容器，可经蒸煮杀菌。铝箔与其它薄膜基材复合的软包装袋包括蒸煮袋和自立袋两种。前者用于加工食品的包装，后者则用于饮料包装

17、。 参见图10-2、10-3和表10-5 容器CPP 1520m盖材铝箔100150m涂层铝箔50m图10-2 蒸煮杀菌用铝箔浅盘材料截面结构 聚酯薄膜CPP铝箔粘合剂图10-3 蒸煮袋和自立袋材料截面结构 厚度(m)特性水蒸气透过率(g/m224h)91.0810.7013500600个孔眼/m20.604.801801.242525.4m以上可无针孔、无渗透00.46301500铝箔9m/防潮玻璃纸00.15铝箔9m/涂蜡玻璃纸0防潮玻璃纸5070普通玻璃纸(3035m)1924表10-5 不同材料的水蒸汽透过率(铝箔及复合材料) 三、纸质包装材料和容器 (一) 纸质包装材料和容器的特点

18、(二) 常用的食品包装纸和容器 (一) 纸质包装材料和容器的特点成本低廉；比木材轻便；便于机械化自动化生产；纸箱、纸盒可折叠平放，节省运费，且可重复使用；便于印刷装潢，涂塑加工和粘合；节约能源，可以回收再生利用。 (二) 常用的食品包装纸和容器参见表10-6 玻璃纸 玻璃纸是以天然纤维素(纸浆)为原料，使用粘胶法再生为纤维素酯薄膜。1908年人造丝的粘胶纤维面世;1923年法国的Lacellophane公司开始工业生产玻璃纸;1924年美国杜邦公司获得专利权生产玻璃纸;1926年日本开始生产玻璃纸。 玻璃纸分为普通玻璃纸和在玻璃纸上涂布硝基纤维素酯、聚氯乙稀、PVDC等防潮玻璃纸。纸质容器可烘

19、烤纸盘 长纤维的纸板，经过聚酯挤出并经热成型加工，可制得各种形状的浅盘或涂塑纸盒。这种容器可包装各种生鲜食品，食用前连同容器一起放入微波炉烘烤，可将食品熟化。容器的耐热温度可高达232。盒中袋 这种包装容器与涂塑纸盒不同，它是由塑料袋盒纸盒组成的。把塑料袋装入纸盒中，所以叫做“盒中袋”。四、玻璃和陶瓷包装材料和容器 (一) 玻璃容器 (二) 陶瓷容器 (一) 玻璃容器 玻璃容器至今仍然是最普遍采用的食品包装容器。 优点：化学稳定性好(不耐碱)，强度高，外观美，可透视产品，表面光滑，易清洗，可重复使用。 缺点：重，易碎，经不起温度的突变，密封困难。 玻璃的性能与玻璃的内在组成有关，含20%左右A

20、l2O3的硅酸铝玻璃，可作烹调器皿(煮锅)。 “Pyrex”玻璃，含硅酸硼，是一种高度耐热冲击的玻璃(如杨协成豆奶玻璃瓶)。 啤酒专用的“B”瓶。12kg/cm2 (二) 陶瓷容器 陶瓷容器的性能与玻璃容器相近。 优点：化学稳定性好(不耐碱)，强度高，外观美，表面光滑，易清洗，可重复使用。 缺点：重，易碎，经不起温度的突变，密封困难。 玻璃和陶瓷容器酒类包装用的较多。 五粮液、茅台五、食品包装用复合材料食品包装用复合材料的性能、特点常用的食品包装用复合材料 (一) 食品包装用复合材料的性能、特点 复合材料的性能基本上是各层基材性能的总和。 (二) 常用的食品包装用复合材料 1、高温蒸煮袋 高温

21、蒸煮袋是60年代美国开发的，用于宇航员食品包装。 高温蒸煮袋的特点： 耐高温，杀菌效果好，保存期长； 透氧、透湿都接近零； 可以利用罐头食品的生产技术和设备； 封口可靠容易； 袋子有裂口，易拆封； 装潢印刷美观； 能在3min以内加热食用； 废弃物易处理； 可常温下放置。 软罐头 低温、中温和高温袋 低温蒸煮袋(100/30min)；中温蒸煮袋(121/30min)；高温蒸煮袋(135/30min)以及超高温短时杀菌包装袋(适于微波加热杀菌)。透明袋和不透明袋 非阻隔性透明袋 (PET12m/CPP70m，ONy12m/CPP70m)、 阻隔性透明袋 (KOPET14m/CPP70m，KONy

22、14m/CPP70m) 聚酯和尼龙上涂布了PVDC，称为K涂布。 不透明袋中间是铝箔，结构为： OPET12m/Al9m/CPP70m或ONy12m/Al9m/CPP70m。2、塑料金属化材料 使用真空电镀的方法使塑料薄膜镀上铝，在保持原基材性能的基础上，降低了塑料薄膜的水蒸气透过率，增加了阻隔性和防紫外线能力。 3、高阻隔性薄膜m，温度22.8(73F)，1atm下，气体的透过率为10ml/645cm224h以下的材料。 EVAL(乙烯乙烯醇共聚物)、PVDC、聚丙稀晴和铝蒸镀(电子射线辐照溅射法)薄膜等材料属高阻隔性材料。 (日本)透明蒸镀无机物(如SiO2、SiO2玻璃)的材料(GT膜)

23、。这种材料是在PET等薄膜上蒸镀而成。 由PET/GT/CPP(70m)组成的复合袋，O2的阻隔性提高510倍，而且不像PET/PVDC(15m)/CPP(70m)那样受温度和湿度的影响。经高温蒸煮后，透气率变化小，铝箔袋经高温蒸煮后透O2性变化大。因此， PET/GT/CPP特别适于高温蒸煮，也可用于微波加热。 4、微波炉专用包装容器耐热苯乙烯发泡片材/耐热薄膜的复合片材(日本钟化学公司)，热变形温度为130； PPO/PS低发泡片材组成的复合片材(美国GE公司)，耐热160； EPS/无定形尼龙共挤出复合薄膜片材组成托盘(美国Amoco公司)； PC/EVAL或者PVDC/PP共挤出托盘(

24、美国GE公司)； PP/胶/PVDC/胶/PP复合片材(美国大陆制罐公司)； 耐热PC片材(美国GE公司)，耐热140.6； 非结晶形PET/结晶形PET托盘(美国Mulinix公司)。电加热炉和微波炉兼用的包装容器：结晶聚酯托盘 5、保鲜膜6、可食性薄膜 蛋白膜、淀粉膜、复合膜等第三节 食品包装技术 食品包装材料选用的依据各类食品的包装要求食品包装系统与技术一、食品包装材料选用的依据 食品包装材料选用依据主要有以下几点:食品的种类、特性、成分及其变质败坏机理；食品的流通周期长短(贮存期限)；销售方式；食用方式；食品卫生法规要求、与食品的相容性、工艺操作的适应性；材料的成本。二、各类食品的包装

25、要求(一) 水果和蔬菜的包装冷冻水果和蔬菜的包装 干果、果脯(蜜饯)和菜干的包装(干燥果蔬包装) 水果、蔬菜的罐包装 (二) 肉类和水产品的包装1、肉类包装(1) 生鲜肉类(2) 加工肉类 香肠 腌制和烟熏肉食品的包装(3) 肉类罐头2、鱼类包装 (三) 饮料包装 1、酒精饮料(1) 啤酒(2) 果酒2、软饮料(1) 碳酸饮料(汽水)(2) 矿泉水、蒸馏水等(不含气)(3) 果蔬汁饮料及果酱(4) 植物蛋白饮料(5) 固体饮料、咖啡、茶叶等茶叶的包装材料有以下几种：防潮玻璃纸/KOPP(20m)/铝箔(12m)/聚乙烯(60m)、KOPP涂布聚偏二氯乙烯的拉伸聚丙烯；防潮玻璃纸/聚乙烯(20m

26、)/铝箔(12m)/聚乙烯(20m)/KOPP(20m)/聚乙烯(20m)；防潮玻璃纸/OPP(20m)/铝箔(7m)/聚乙烯(60m)；KOPP(20m)/铝箔(9m)/聚乙烯(70m)。 其中应用最为普遍，隔氧最好，成本最高，隔氧差，热封性和挺度稍差。咖啡除了上述要求之外，还有油脂的存放问题，故内表层的聚乙烯应采用中密度聚乙烯，以免与咖啡中的油脂发生反应。(四) 面糖制品包装1、面包2、饼干3、糖果 (五) 乳制品、油脂和食用油的包装1、乳制品(1) 鲜奶(2) 奶粉(3) 酸乳类2、油脂及油性食品 三、食品包装系统与技术(一) 包装系统固体包装液体包装半固体包装 (二) 包装技术真空包装充气包装 无菌包装 真空包装： 利用真空系统抽去包装容器(袋)中的氧，减少氧的食品的氧化。 但如容器没有一定强度，抵抗外压的话，容器变形；如采用软塑和复合薄膜材料的话，袋与内容物紧贴，对有些产品，如贡菜等，有碍外观。充气包装： 通常是先抽真空，再充入惰性气体，主要是氮气，使被包装食品具有流动性，不会紧贴，但占体积，不能压且多了一道操作工序，包装费用增加。 另外，也有改变气体组成成分的(混合气体)，如：CO2(防霉菌)、N2/CO2、O2/CO2。 气