淺議塑料瓶在葡萄酒包裝的應用

　　葡萄酒是以新鮮葡萄經發酵釀成的酒飲料，產量僅次於啤酒，醇香圓潤的口感和迷人的香氣贏得了世界范圍內人們的喜愛。傳統葡萄酒采用玻璃瓶配橡木塞的經典包裝形式，隨著時代、科技和人們需求的變遷，澳洲、英國、法國皆相繼推出PET瓶葡萄酒，使得塑料瓶盛裝葡萄酒的勢頭愈演愈烈。

塑料瓶在葡萄酒的應用

　　當塑料瓶裝葡萄酒出現在人們的視野時，對塑料瓶的爭議就一直層出不窮。支持者認為塑料瓶質輕，僅為傳統玻璃瓶的1/8重，運輸成本降低的同時也大大減輕了消費者的購物負擔。此外塑料瓶不易碎更方便消費者外出攜帶，且二氧化碳的排放量僅有玻璃的一半，更加環保。批判者的觀點主要集中在塑料瓶的阻氧性不敵玻璃瓶，易使葡萄酒的過度氧化，失去果香，影響色澤和口感。盡管爭議不斷，但不能忽略的一點就是如今塑料加工和改進工藝的突飛猛進，使得塑料制品的基礎性能完全有能力媲美玻璃和金屬制品。回憶葡萄酒橡木塞和金屬螺旋蓋的大戰，其分歧主要集中在金屬螺旋蓋不具備橡木塞的微量透氧功能，而現今塑料加工技術完全有能力提高塑料瓶的阻氧性，控制其氧氣透過率，從而彌補金屬螺旋蓋透氧不足的劣勢。

葡萄酒的最佳需氧量

　　要控制塑料瓶的透氧率，首先需要了解葡萄酒發酵過程中最佳需氧量。氧氣，對於葡萄酒來說是把雙韌劍，適量的氧氣非但不會造成葡萄酒的氧化變質，反而會促進葡萄酒的成熟。微量的氧氣，一方面會促進葡萄酒中的乙醇形成乙醛，有利於游離態的呈色物質花色素苷以乙醛為鍵橋，與單寧通過聚合環化等反應生成穩定的化合物，從而使葡萄酒顏色加深、色澤穩定，視覺上更加誘人；另一方面，氧氣能使導致生青味的分子氧化鈍化，減輕葡萄酒中的生青味和其他不良氣味，突出酒的果香濃郁，提高感官品質^[1]。

　　隨著工業化生產在葡萄酒行業的推廣，現代酒廠大多采用大型不鏽鋼罐替代橡木桶儲存葡萄酒，由於不鏽鋼不具備橡木的氧氣通透性，無法為葡萄酒的成熟創造有利的微氧環境，因此在葡萄酒陳釀期間向其中添加微量氧以模擬橡木桶微氧環境的微氧技術應運而生。一般來說，以0.1mg/(L·day)，即0.069ml/(L·day)（以0℃，1標准大氣壓下的氧氣密度1.429g/L換算得出）的速度連續三個月為葡萄酒罐中注入氧氣，能明顯改善葡萄酒的感官質量和成熟度^[2]，若每日以0.035ml/L的速度充氧，則變化不明顯，實現葡萄酒的陳釀則需更長的時間。以此為參照，750ml葡萄酒包裝的透氧率在0.052ml/(pkg·day)左右為佳，透氧速率越低，意味著葡萄酒越不易被氧化，但陳釀效果也會大打折扣。

葡萄酒包裝容器的透氧率對比

　　筆者隨機選取了兩張種葡萄酒包裝：玻璃瓶配橡木塞、玻璃瓶配金屬螺紋蓋以及普通PET瓶配塑料螺紋蓋，均為750ml作為待測樣品。借助濟南蘭光包裝安全檢測中心的OX2/230氧氣透過率測試系統進行整體容器的透氧率測試，參照標准為ASTM F1307。測試結果如下：

表1 葡萄酒包裝氧氣透過率測試對比

　　測試結果進行對比可以發現：玻璃瓶配金屬螺紋蓋的透氧率最低，僅為0.021ml/(pkg·day)，相對於最佳透氧率偏低，在較短的時間內氧氣對葡萄酒的陳釀作用很難顯現。玻璃瓶配橡木塞這一經典包裝形式的氧氣透過率與最佳透氧率基本一致，從側面印證了傳統橡木塞良好的透氧性能。普通PET瓶配塑料螺紋蓋的透氧率是其他兩種容器的3倍之多，若將其用於葡萄酒包裝，則需重點改善其阻氧性。

塑料葡萄酒包裝改善要點

　　對於新興的葡萄酒PET瓶，在阻氧性方面存在較大的改善空間，基本上可以從PET改性、表面涂層改性兩個方面進行性能提昇。

1、PET改性

　　根據上述測試，普通PET的阻氧性比較差，單層PET無法滿足葡萄酒長期儲藏的需求，為提高其阻氧性，主要通過兩種方式，即采用二醇類、二酸類或2，6-萘二甲酸二甲酯（DMN）等作為聚載體，對PET進行共聚改性；或者在PET中加入LCP、MXD6、PEN等其他物質，則可對PET進行共混改性。例如，將PET樹脂與MXD6樹脂按一定比例共混，MXD6是一種吸氧樹脂，含有羥基活性基團，氧氣在過渡金屬催化劑，如鈷鹽，光、熱、紫外線等條件下進攻MXD6的羥基基團，生成氧化物，達到共混材料吸氧的作用。相關研究表明，PET樹脂與吸氧劑樹脂按1：2.5%的比例共混制得的PET瓶的氧氣透過率比未添加吸氧樹脂的PET瓶的氧氣透過率提高了9.6%^[3]。

　　另外，PET的多層改性技術也發展的較為成熟。它是通過復合模具頭把不同原料擠出吹制成瓶而使制品獲得優異的綜合性能，如阻氧性、阻濕性等的一種技術。通常內外兩層為PET，中間層采用EVOH、PA、MXD6作為阻隔層，形成三層瓶如PET/PA/PET，或五層瓶如PET/EVOH/PET/EVOH/PET、PET/MXD6/PET/MXD6/PET等。瓶體的每一層都具有專門的功能，PA為聚酰胺（即尼龍）的簡稱，其透氧率較小，但吸濕性比較大，在內外層PET的保護下能發揮一定阻隔效果。EVOH 與MXD6與是公認的高阻隔材料，其阻氧性依次為EVOH>MXD6>PA>PET。在PET瓶加工過程中，各層材料的比例配置均需經過非常嚴格的測算和檢測，方能達到預期的阻氧效果。

2、表面涂層改性

　　根據涂覆材料的不同，一般分為環氧類涂層改性、碳納米層改性以及氧化硅涂層改性。環氧類涂層改性是將環氧-胺類熱固性涂料涂覆在PET表面內部約4~19μm，對氧的阻隔性可提昇2-12倍，且不影響瓶體的通透性和光澤度。除此之外，法國一家公司將氣態的乙炔在PET瓶內等離子化，離子態的顆粒在瓶壁上形成極薄而致密的固態高度氧化無定型碳涂層，厚約20nm，但氧阻隔性卻能提高了30倍左右^[3]。

　　筆者取四種不同類型的750mlPET瓶進行了氧氣透過率的測試，以期對其阻氧性進行對比和分析，結果見表2。三種經過改性的PET瓶的氧氣透過率是普通PET瓶的11.17%~58.9%，其中PET/EVOH/PET多層瓶的阻氧效果最佳。結合上文中葡萄酒包裝氧氣透過率的測試數據，眾包裝阻氧性的大小順序為玻璃瓶配金屬螺紋蓋>多層PET瓶（PET/EVOH/PET）>玻璃瓶配橡木塞>內涂層PET瓶（涂覆氧化硅）>含吸氧劑的PET瓶>普通PET瓶。從中可以發現，內涂層PET瓶與葡萄酒傳統包裝玻璃瓶配橡膠塞的透氧率非常接近，既能滿足微量氧的透過，又能限定氧氣的透過量，防止葡萄酒的氧化，不失為葡萄酒包裝的一種新嘗試。

表2 各種PET瓶氧氣透過率測試數據對比

結語

　　微量氧對葡萄酒陳釀的促進作用已經得到業界的廣泛認可，傳統玻璃瓶配橡木塞的葡萄酒包裝因橡木的透氣性能有利於氧氣微量且緩慢的滲入瓶內作用於葡萄酒，使其感官成熟、色澤誘人。近年來，塑料瓶裝葡萄酒進入人們的視線，也引發眾多關於其易透氧的爭議。本文對葡萄酒包裝的最佳透氧量和當前多種PET瓶的氧氣透過率進行探討，認為在高阻隔塑料的加工技術日新月異的條件下，有能力實現對PET瓶氧氣透過率精確控制，但距離成熟應用，仍需更深入的研究與測試。

參考文獻：

[1]康文懷,李華,楊雪峰,等.微氧技術在葡萄酒陳釀中的應用[J].食品與發酵工業, 2006, 32(05): 77-81.

[2]夏廣麗,劉春生,史銘儡,等.微氧處理技術在葡萄酒陳釀中的應用[J]. 中外葡萄與葡萄酒,2006,3:16-18.

[3]屈菊萍,李俊,行春麗,等.高阻隔塑料啤酒瓶的進展[J].國外塑料,2015,23(12):43-46.