隨著生活水平的提高和健康意識(shí)的增強(qiáng)，消費(fèi)者對(duì)食品質(zhì)量和安全性的要求日益嚴(yán)格。傳統(tǒng)的包裝材料往往無(wú)法有效阻止氧氣、水分等物質(zhì)對(duì)食品的侵害，從而導(dǎo)致食品變質(zhì)、氧化，影響其口感和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。而高阻隔性包裝膜技術(shù)的出現(xiàn)，為食品保鮮和安全提供了新的解決方案。它不僅可以有效延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期，還能保持食品的色、香、味，為食品的儲(chǔ)存和運(yùn)輸提供了有力保障。本期，我們將詳細(xì)介紹高阻隔性包裝膜技術(shù)的原理及其在食品包裝中的應(yīng)用。

高阻隔性包裝膜技術(shù)的原理

高阻隔性包裝膜是指對(duì)氧氣、水蒸氣、二氧化碳等氣體以及香味等具有良好的阻隔性能的包裝材料。其原理主要是通過(guò)特殊的材料結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝，形成一種致密的薄膜，阻止外界氣體和物質(zhì)的滲透。

例如，一些高阻隔性包裝膜采用多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，將具有不同性能的材料層進(jìn)行組合，如在中間層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，外層和內(nèi)層則使用具有良好的熱封性和機(jī)械強(qiáng)度的材料，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)食品的高效阻隔。以下是幾種關(guān)鍵技術(shù)原理和效果的詳細(xì)介紹：

1、高結(jié)晶度和致密分子結(jié)構(gòu)

原理：一些聚合物材料，如聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP），可以通過(guò)加工工藝使其形成高結(jié)晶度的結(jié)構(gòu)。高結(jié)晶度意味著分子鏈排列更加緊密有序，這減少了分子間的空隙，從而限制了氣體和水分子的通過(guò)。

效果：結(jié)晶度越高，材料的阻隔性能越好。

2、強(qiáng)極性基團(tuán)

原理：聚合物分子鏈中引入強(qiáng)極性基團(tuán)，如羥基（-OH）、羰基（C=O）等，可以增強(qiáng)分子間的相互作用力，形成氫鍵等，從而減少分子鏈之間的自由體積，阻礙氣體和水分子的擴(kuò)散。

效果：極性基團(tuán)的存在可以顯著提高材料的阻隔性能，特別是對(duì)極性氣體（如水蒸氣）的阻隔效果更明顯。

3、表面涂層技術(shù)

原理：在聚合物基材表面涂覆一層致密的阻隔材料，如金屬涂層（鋁）、金屬氧化物涂層（氧化鋁、氧化硅）或類金剛石碳涂層（DLC），可以形成一道物理屏障，有效阻止氣體和水蒸氣等氣體的透過(guò)。

效果：涂層材料的致密性和厚度決定了阻隔性能的優(yōu)劣。例如，鋁涂層因其極低的透氣性，被廣泛應(yīng)用于需要高阻隔性能的包裝中；氧化鋁涂層則兼具透明性和良好的阻隔性，適用于對(duì)外觀有較高要求的食品和醫(yī)藥包裝。

4、聚合物共混技術(shù)

原理：將兩種或多種聚合物材料混合，形成具有不同性能的共混物。通過(guò)選擇高阻隔性聚合物（如聚酰胺、EVOH）作為分散相，并控制其形態(tài)為高長(zhǎng)寬比的纖維狀或片狀，可以延長(zhǎng)氣體分子的擴(kuò)散路徑，降低透過(guò)率。

效果：共混物的阻隔性能取決于分散相的形態(tài)、尺寸和分布，以及分散相與基體聚合物之間的相容性。

5、聚合物納米復(fù)合材料技術(shù)

原理：在聚合物基體中引入納米片材料（如蒙脫石、石墨烯、氧化鋁納米片），利用納米材料的高長(zhǎng)寬比和屏障效應(yīng)，形成 tortuous path（曲折路徑），顯著提高氣體阻隔性能。

效果：納米材料的選擇、分散狀態(tài)和取向?qū)?fù)合材料的阻隔性能有重要影響。理想狀態(tài)下，納米片應(yīng)均勻分布并垂直于氣體擴(kuò)散方向排列，使阻隔效果最大化。

高阻隔性包裝膜技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1、延長(zhǎng)食品保質(zhì)期

高阻隔性包裝膜可以有效阻隔氧氣、水蒸氣和微生物等，防止食品的氧化、變質(zhì)和腐敗，從而延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期。例如，采用高阻隔性包裝膜包裝的肉類食品，其保質(zhì)期可以延長(zhǎng)至數(shù)月甚至更長(zhǎng)，而采用普通包裝膜包裝的肉類食品，其保質(zhì)期可能只有數(shù)天。

2、保持食品品質(zhì)

高阻隔性包裝膜可以保持食品的色、香、味，防止食品的風(fēng)味和口感受到外界環(huán)境的影響。例如，采用高阻隔性包裝膜包裝的咖啡，其香氣可以得到很好的保留，而采用普通包裝膜包裝的咖啡，其香氣可能會(huì)逐漸散失。

3、提高食品安全性

高阻隔性包裝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，采用高阻隔性包裝膜包裝的食品，其內(nèi)部的微生物數(shù)量可以得到有效控制，從而降低食品中毒的風(fēng)險(xiǎn)。

4、方便食品儲(chǔ)存和運(yùn)輸

高阻隔性包裝膜具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性，能夠承受食品在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中的壓力和沖擊，防止食品的損壞和泄漏。例如，采用高阻隔性包裝膜包裝的食品，在運(yùn)輸過(guò)程中可以承受一定的擠壓和碰撞，而不會(huì)影響食品的品質(zhì)和安全。

5、保持食品新鮮度和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

高阻隔性包裝膜可以有效阻止氧氣和光照等外界因素對(duì)食品中營(yíng)養(yǎng)成分的破壞，從而較大程度地保留食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。例如，采用高阻隔性包裝膜的維生素類產(chǎn)品，可以減少維生素的損失，保證其營(yíng)養(yǎng)功效；采用高阻隔性包裝膜的油脂類產(chǎn)品，可以減少油脂的氧化酸敗，保證其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和食用安全。

6、降低食品包裝成本

許多易腐食品需要依靠冷藏鏈來(lái)保持新鮮度，這增加了物流成本和能源消耗。高阻隔性包裝膜可以延長(zhǎng)食品在常溫下的保質(zhì)期，從而減少對(duì)冷藏鏈的依賴，降低物流成本。例如，采用高阻隔性包裝膜的巴氏殺菌乳，可以在常溫下保存更長(zhǎng)時(shí)間，從而降低運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中的冷藏成本。此外，高阻隔性包裝膜也能夠減少食品添加劑的使用，從而降低生產(chǎn)成本。

高阻隔性包裝膜技術(shù)在不同食品包裝中的應(yīng)用

1、肉類食品包裝

肉類食品容易受到氧氣和微生物的侵蝕，導(dǎo)致變質(zhì)和腐敗。高阻隔性包裝膜可以有效阻隔氧氣，抑制微生物的生長(zhǎng)和繁殖，延長(zhǎng)肉類食品的保質(zhì)期。例如，采用PVDC涂布膜包裝的肉類食品，其保質(zhì)期可以延長(zhǎng)至數(shù)月甚至更長(zhǎng)。此外，一些高阻隔性包裝膜還具有良好的耐熱性和耐穿刺性，能夠承受肉類食品在加工和運(yùn)輸過(guò)程中的壓力和沖擊。

2、乳制品包裝

乳制品對(duì)氧氣和水蒸氣的敏感度較高，容易發(fā)生氧化和變質(zhì)。高阻隔性包裝膜可以有效防止氧氣和水蒸氣的進(jìn)入，保持乳制品的新鮮度和口感。例如，EVOH多層共擠膜常用于乳制品的包裝，其透明度高、阻隔性好，能夠滿足消費(fèi)者對(duì)乳制品包裝的美觀和保鮮要求。

3、烘焙食品包裝

烘焙食品如面包、蛋糕等容易吸收空氣中的水分，導(dǎo)致變軟和變質(zhì)。高阻隔性包裝膜可以有效阻隔水蒸氣，保持烘焙食品的酥脆口感。例如，采用鍍鋁膜包裝的面包，其保質(zhì)期可以延長(zhǎng)至數(shù)天甚至更長(zhǎng)。此外，一些高阻隔性包裝膜還具有良好的透氣性，能夠使烘焙食品在包裝內(nèi)保持一定的濕度，防止其過(guò)度干燥。

4、堅(jiān)果類食品包裝

堅(jiān)果類食品富含油脂，容易氧化變質(zhì)。高阻隔性包裝膜可以有效阻隔氧氣，防止堅(jiān)果類食品的氧化。例如，采用PVDC涂布膜包裝的堅(jiān)果，其保質(zhì)期可以延長(zhǎng)至數(shù)月甚至更長(zhǎng)。此外，一些高阻隔性包裝膜還具有良好的防潮性，能夠防止堅(jiān)果類食品吸收空氣中的水分，保持其口感和品質(zhì)。

5、果蔬類食品包裝

果蔬類食品在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中容易受到氧氣和微生物的侵蝕，導(dǎo)致變質(zhì)和腐爛。高阻隔性包裝膜可以有效阻隔氧氣和微生物，延長(zhǎng)果蔬類食品的保質(zhì)期。例如，采用氣調(diào)包裝膜包裝的果蔬，其保質(zhì)期可以延長(zhǎng)至數(shù)周甚至更長(zhǎng)。此外，一些高阻隔性包裝膜還具有良好的透氣性，能夠使果蔬類食品在包裝內(nèi)保持一定的濕度和二氧化碳濃度，促進(jìn)其呼吸作用，延長(zhǎng)其保鮮期。

高阻隔性包裝膜技術(shù)的發(fā)展方向

1、環(huán)?；?/span>

隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷提高，高阻隔性包裝膜技術(shù)將朝著環(huán)保化方向發(fā)展。例如，研發(fā)可降解的高阻隔性包裝膜材料，如生物基聚合物、淀粉基聚合物等，既能滿足食品包裝的阻隔性能要求，又能減少對(duì)環(huán)境的污染。

2、高性能化

為了滿足食品行業(yè)對(duì)包裝性能的更高要求，高阻隔性包裝膜技術(shù)將朝著高性能化方向發(fā)展。例如，通過(guò)改進(jìn)材料配方和生產(chǎn)工藝，進(jìn)一步提高薄膜的阻隔性能、機(jī)械性能、耐熱性能等；開(kāi)發(fā)具有多功能的高阻隔性包裝膜，如兼具抗菌、抗氧化、智能監(jiān)測(cè)等功能的薄膜，為食品提供更全面的保護(hù)。

3、個(gè)性化定制

不同食品對(duì)包裝的要求存在差異，消費(fèi)者對(duì)包裝的需求也日益多樣化。因此，高阻隔性包裝膜技術(shù)將朝著個(gè)性化定制方向發(fā)展。例如，根據(jù)不同食品的特性、包裝形式和消費(fèi)者需求，提供定制化的薄膜產(chǎn)品，如具有不同顏色、圖案、透明度和阻隔性能的薄膜選擇。

4、智能化

隨著物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，高阻隔性包裝膜技術(shù)將朝著智能化方向發(fā)展。例如，通過(guò)在薄膜中嵌入氧氣傳感器、濕度傳感器或溫度傳感器等，能夠及時(shí)反饋食品包裝內(nèi)部的環(huán)境信息，一旦食品出現(xiàn)變質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，可及時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒消費(fèi)者或生產(chǎn)企業(yè)采取相應(yīng)措施。

總結(jié)

高阻隔性包裝膜技術(shù)通過(guò)利用材料的高結(jié)晶度、強(qiáng)極性基團(tuán)、致密的涂層、共混結(jié)構(gòu)和納米復(fù)合材料的屏障效應(yīng)等多種原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體和水分子有效阻隔，從而延長(zhǎng)產(chǎn)品保質(zhì)期，保持產(chǎn)品品質(zhì)。這些技術(shù)可以單獨(dú)使用，也可以結(jié)合使用，以達(dá)到較佳的阻隔效果。隨著材料科學(xué)和加工技術(shù)的不斷發(fā)展，高阻隔性包裝膜技術(shù)將更加成熟和完善，能夠?yàn)槭称飞a(chǎn)、加工、運(yùn)輸?shù)忍峁└影踩?、高效的包裝解決方案。

作者簡(jiǎn)介：

櫻桃小姐，從事大健康行業(yè)相關(guān)政策分析、健康管理研究與新聞資訊寫(xiě)作宣傳工作。