包裝材料與技術對醬醃菜酸敗抑制的研究

濟南蘭光機電技術有限公司

Effect of Packaging Materials and Technique on the Inhibition of Pickles Rancidity

Labthink Instruments Co., Ltd.

Abstract: Pickles rancidity is mainly caused by microbial which comes along both production and sales of pickles. Good barrier packaging materials, such as KPA/PE, and advanced packaging technology can inhibit the propagation of microorganisms. It is proved an effect way to protect pickles from rancidity and extend the shelf life.

Key words: Pickles，rancidity，barrier of packaging, package

　　我國是蔬菜資源豐富的大國之一，長沙馬王堆西漢墓出土的世界貯藏最悠久的豆豉姜表明自西漢起，我們已經開始了對蔬菜的醃制加工。經過兩千多年的傳承發展，醃制材料由起初的鹽發展為如今的醬、糖、醋、蜜、蝦油、魚露、辣椒等，蔬菜經過上述材料的醃制後，形成了風味獨特、鮮脆爽口的醬醃菜，即可直接食用，又可作為食品調味料使用，現多采用規模化商業生產。

　　同其他食品一樣，醬醃菜包裝出售後，常存在保質期內酸敗變質、色澤褐變、風味喪失等問題，這是由於醬醃菜富含蛋白質、糖類、有機酸等有機成分，易受環境中微生物的影響發生品質劣變，不僅影響其銷量，甚至會造成企業的經濟及信譽危機。在醬醃菜日常生產銷售中，微生物可能存在於各個加工環節：（1）原材料初始菌含量過高；（2）生產加工過程中，設備、人員、生產工序、生熟材料的微生物交叉污染；（3）包裝環境、設備和材料的微生物感染；（4）貯存、運輸環節外力造成包裝破損導致微生物侵入；（5）包裝阻隔能力較差，空氣滲透加速包裝中殘留微生物的生長繁殖。

　　在上述環節中，原材料及生產過程中設備、人員的消毒滅菌已在企業中得到的廣泛的落實，但在生產後期的包裝相關環節，卻常常被企業所忽視，這就是當前醬醃菜企業倍感困惑的“保質期內產品酸敗，風味喪失”的重要原因之一。包裝像一所抵擋外界侵害的房屋，以包裝材料為牆為窗，以包裝技術為梁為樁，保護內容物的安全與品質。當包裝材料阻隔能力較差，封口強度低，密封不嚴時，外界的氧氣和水蒸氣會滲透入包裝內部，造成油脂氧化、營養價值喪失、氧化褐變加劇、微生物加速繁殖等；與此同時，利用先進的包裝技術制成功能化包裝，如真空包裝、氣調包裝等，將會使包裝某一方面的性能得到大幅提昇，更好的滿足包裝需求。為了提高醬醃菜的安全質量，延長期保質期，筆者從包裝材料和包裝技術入手，進行了相應分析。

1、包裝材料阻隔性研究

1.1試驗材料

　　分別選取三款國內品牌醬醃菜的成品包裝，為保護品牌信息，每種均以內容物名稱命名，每種包裝取3個待測樣品，分別編號為A、B、C。

1.2試驗儀器

　　VAC-V2壓差法氣體滲透儀：濟南蘭光機電技術有限公司研制，可以測定塑料薄膜、復合膜、高阻隔材料在各種溫度下的氣體滲透量，測試范圍為0.05～50,000 cm³/(m²·24h·0.1MPa)。W3/0120水蒸氣透過率測試儀，濟南蘭光機電技術有限公司研制，可以測定塑料薄膜、復合膜、高阻隔材料的水蒸氣透過量，測試范圍為0.1～10,000 g/(m²·24h)。

1.3試驗步驟

　　氧氣滲透性測試：從成品包裝上取Ф97mm的圓形試樣在23℃±2℃，相對濕度50%±10%條件下對試樣進行4h的狀態調節。將狀態調節好的試樣放入試驗腔中，設置試驗溫度23℃。此時試樣將試驗腔隔離為上下腔，對整個腔體真空處理後，向上腔充入一定壓力的氧氣，氣體在壓差梯度的作用下向下腔滲透，通過對低壓側壓強的監測處理，得出試樣的氧氣透過量參數。

　　水蒸氣滲透性測試：從成品包裝上取Ф74mm的圓形試樣在23℃±2℃，相對濕度50%±10%條件下對試樣進行4h的狀態調節。在透濕杯中注入一定量蒸餾水，將狀態調節好的試樣放入透濕杯杯槽中，連同透濕杯一起移入測試腔試驗架中，設置試驗溫度38℃，濕度90%RH。水蒸氣透過透濕杯中的試樣進入乾燥的一側，通過測定透濕杯重量隨時間的變化量，從而求出試樣的水蒸氣透過量參數。

1.4、結果與討論

表1. 三類包裝材料氧氣和水蒸氣透過量測試結果

1.4.1 PA/PE材料

　　從表1可以看出，醬菜和麻辣三絲的包裝均采用了PA/PE材料，PA（尼龍）是分子鏈中含有酰胺鍵的一類高分子化合物，具有優良的氣體阻隔性、耐穿刺性、耐油性和耐高低溫性，適用於油膩性食物包裝、真空包裝等。但其對水蒸氣的阻隔性以及熱封性較差，並且易吸潮造成氣體阻隔性的大幅下降，因此常與熱封性佳的聚烯烴類材料（比如PE）復合而成使用，利用聚烯烴材料自身良好的防潮性使復合膜保有高度的阻隔性。測試結果顯示，兩類試樣的氧氣透過量和水蒸氣透過量均體現出一種隨厚度增加而減小的趨勢，在設定的15個月的保質期內，該包裝可以達到基本的保質要求。

　　但是考慮到流通、貯存和銷售展示階段的環境復雜性，將會對產品包裝性能的穩定性造成影響。例如，溫度會對塑料薄膜的分子結構產生影響，溫度昇高會使樹脂的結晶度、定向度降低，分子間距拉大，密度降低，導致材料的阻隔性下降。因此，當外界環境發生急劇的變化，上述PA/PE包裝將很難在保質期內提供理想的阻隔性保障，水氧的加速滲透為微生物的活躍繁殖提供了條件，加速醬醃菜的酸敗。

1.4.2 PVDC涂布膜

　　第三種紅油榨菜包裝采用了80μm厚的KPA/PE材料，在同樣條件下該材料的氧氣與水蒸氣透過量較同厚度的PA/PE材料有了明顯的下降，這為醬醃菜的長期保質提供了可靠的保障。KPA/PE是經PVDC乳液涂布加工後的PA膜與PE膜復合而成的膜，其中PVDC（聚偏二氯乙烯）的大分子中，含有眾多的負離子氯，呈對稱分布，結構緊密，內聚力大，分子鏈不易運動，分子易於結晶，因此它表現出特別優良阻氧性和防潮性^[1]。另外，PVDC阻隔性受溫度的影響較小，經其涂布處理後的薄膜，阻隔性明顯提高並在多變的環境中能保持一定的穩定性。表2體現了在20℃，85%RH條件下，常見薄膜經PVDC涂布處理前後的阻隔性變化情況。

表2 不同材質薄膜經PVDC涂布處理前後的阻隔性變化情況

　　PVDC涂布的最終目的是改善薄膜的阻隔性，因此所選用的PVDC樹脂除了需具備優異的阻隔性外，還需具有良好的涂布加工性、抗粘連性和較好的乳液儲存穩定性。在涂布過程中，PVDC的層厚也關系到阻隔性的改善情況，應根據內容物貯存需求來設定基材和涂層的厚度。通常，食品包裝可按照涂層厚度與總厚度為1：5的比例設定。

2包裝技術

　　包裝材料可以為醬醃菜提供基本的阻隔保護，但阻隔性要求越高，相應的成本越高。在預算有限的前提下，采用獨特的包裝技術也可提高包裝整體的阻隔性。

　　真空包裝(vacuum packaging)也稱減壓包裝，是將包裝內的空氣全部抽出密封，維持內部處於高度減壓狀態，空氣稀少相當於低氧效果，抑制微生物（好氧菌）的生長繁殖和油脂氧化，以達到醬醃菜防酸敗的目的，是現今醬醃菜行業應用較廣的一項包裝技術。馮作山^[2]的一項實驗表明，經殺菌處理的真空包裝醬醃菜的貯藏期可達1年以上，而普通包裝無論是否添加防腐劑，貯藏期僅能達到180-300天。但需要注意的是，真空包裝不能抑制厭氧菌的繁殖和因酶反應引起的色變，因此在後續仍需冷藏、殺菌等環節的配合。

　　氣調包裝（MAP）是充入一定比例O₂、CO₂、N₂混合氣體的包裝。高濃度的CO₂能阻礙好氧菌的繁殖，延長微生物增長的停滯期及指數增長期，起放酸敗作用；O₂抑制大多數厭氧菌的繁殖； N₂是理想的惰性氣體，做保香護色之用。目前這種技術尚未大規模應用於醬醃菜包裝行業，但據文獻記載^[3]，該技術曾應用於榨菜包裝，起到模擬壇醃榨菜中後期發酵的貯存環境，這樣醬醃菜即可在低鹽、無防腐劑、無需高溫殺菌的條件下獲得較長的保質期。

3 總結

　　醬醃菜酸敗變質主要是由微生物的活動引起的，微生物存在於醬醃菜產銷各個環節。采用阻隔性良好包裝材料，如KPA/PE，以及先進的包裝技術能在其貯藏、流通、銷售環節抑制包裝內微生物的繁殖，對於控制醬醃菜保質期內的酸敗變質和延長保質期有著明顯的效果。

 參考文獻：

[1]陳昌傑.塑料薄膜的印刷與復合.北京.化學工業出版社，2012

[2]馮作山，熱合曼，楊靜.袋裝醬醃菜的防腐保藏技術研究.新疆農業大學學報,2000,23(2):60~62.

[3]蘇履端.換氣包裝技術與榨菜包裝的改進.株洲工學院學報,1996,10(3):21~24.