導讀：軟罐頭用的包裝材料，多半是塑料薄膜和鋁箔復合而成。由于包裝食品的種類、殺菌溫度和保存條件的不同，所以必需仔細考慮各種原材料的組合，這步操作是包裝設計中zui重要的一環(huán)。
玻璃瓶和金屬罐裝的食品，已于十九世紀普及到世界各國，并一直被珍視為貴重的、可藏的食品。然而，由于罐頭盒本身份量重，以及長時間加熱使風味受到影響，所以未必能滿足消費者的要求。但罐頭的出現(xiàn)卻是人類歷*具有劃時代意義的事件，像魚、肉類等以前保留水分貯藏困難的食品，從此也可以保存下來而不損害其風味。同金屬罐的情況一樣，用殺菌鍋成功制造了玻璃瓶罐頭，這類食品在以往很長時期中一直成為食品的主要包裝形式。
由此可見，玻璃瓶罐頭和金屬罐頭的歷史很長，而軟罐頭食品的歷史還不長。軟罐頭食品的研究是以美國為首，于1940年就開始了。1956年伊利諾依大學的Nelson和Seinberg對包括聚酯薄膜在內(nèi)的幾種薄膜進行了試驗。
從1958年起，美國*Natick研究所和Swift研究所開始從事供*使用的軟罐頭食品的研究，為了用蒸煮袋代替戰(zhàn)場上用的馬口鐵罐頭食品進行了大量的試制和性能試驗。1969年Natick研究所制成的軟罐頭食品受到信賴，成功地應用于阿波羅宇航計劃。
由于這類包裝的食品，可以在常溫下放置而且有較長的使用壽命，食用時既可以冷食，又可以熱食，使用方便，可以節(jié)省保存所需的能量，因此很受人們的歡迎。瑞典是世界zui早生產(chǎn)和銷售軟罐頭食品的國家，但是，世界上把軟罐頭食品作為商品化大規(guī)模生產(chǎn)的，當以日本為zui。
1968年，日本大塚食品工業(yè)公司使用透明高溫蒸煮袋包裝咖喱制品，在日本zui早實現(xiàn)了商品化。1969年改用鋁箔為原料以提高袋的質(zhì)量，使市場銷售量不斷擴大;1970年，開始生產(chǎn)用蒸煮袋包裝的米飯制品;1972年，開發(fā)了蒸煮袋的漢堡餅，并實現(xiàn)了商品化，蒸煮袋裝的肉丸子也投入市場。
鋁箔型蒸煮袋zui早是由三層耐熱的材料復合制成，稱之為“蒸煮袋”(英文名為RetortPouch，簡稱RP)，日本東洋制罐公司出售的蒸煮袋，含鋁箔叫做RP-F(耐135℃)，不含鋁箔透明的多層復合袋叫做RP-T、RR-N(耐120℃)。
歐美各國把這種袋稱為軟罐(FlexibleCan或SoftCan)。
蒸煮袋的特點
1.能夠全部殺菌，微生物不會侵入，保存期長，透明袋有一年以上的保存期，鋁箔型蒸煮袋有二年以上的保存期。
2.透氧、透濕都接近于零，使內(nèi)容物幾乎不可能發(fā)生化學變化，能較*保持內(nèi)容物的質(zhì)量。
3.可以利用金屬罐、玻璃瓶罐頭食品的生產(chǎn)技術和設備。
4.封口可靠容易。
5.袋子熱封可沖V型、U型缺口，易用手撕開食用。
6.印刷裝璜美觀。
7.能在3分鐘內(nèi)加熱后食用。
8.可室溫保存，可任何場合食用。
9.適于包裝較薄食品，如魚片、肉片等。
10.廢棄物容易處理。
11.袋的尺寸可選擇范圍廣，特別是小規(guī)格包裝袋，比罐頭食品更方便。
蒸煮袋用包裝材料
軟罐頭使用的包裝材料，可分為袋狀(俗稱蒸煮袋)、盤狀(俗稱蒸煮容器)和圓筒狀三種類型。
這些包裝材料，或者是單層的塑料薄膜，或者是塑料薄膜和鋁箔的復合制品。在說明這些包裝材料之前，有必要了解復合薄膜中的塑料薄膜及鋁箔等原材料的特征和性能。
軟罐頭使用的復合薄膜包裝材料，其外層薄膜有尼龍、聚酯，作為阻隔層的薄膜有聚偏二氯乙烯、鋁箔、乙烯-乙烯醇共聚物，而作為密封層的薄膜有聚丙烯、特殊聚乙烯等。
由此表可知，復合薄膜所使用的各種原材料具有以下特征。
1.聚酯：具有優(yōu)良的透明度、耐熱性和耐磨性。薄膜厚度有12微米和25微米兩種，印刷就在聚酯上進行，它可用作蒸煮袋或盤狀容器的蓋材。
2.尼龍：作為軟罐頭用包裝材料的基材是*的。有雙向拉伸和未拉伸兩種。雙向拉伸尼龍6薄膜，不僅具有優(yōu)良的耐熱性、耐寒性，而且撕裂強度和耐針孔性也好，因此，可與其它原材料復合在一起使用。另外，為了防止卷縮，提高強度，也有使用尼龍6-6薄膜的，但價格要比尼龍6高。
3.聚偏二氯乙烯：作為單層薄膜也可在軟罐頭中使用，可作為火腿、香腸的包裝材料，其密封性、結扎性、熱收縮性、氣體阻隔性均優(yōu)良。聚偏二氯乙烯還可作為尼龍、聚酯等膜材的涂層使用。除此以外，還有用于作為蒸煮袋的復合基材，用于高溫、高壓殺菌的優(yōu)良的高阻隔性聚偏二氯乙烯薄膜上。
4.高密度聚乙烯：軟罐頭用的特殊高密度聚乙烯在日本已有商品銷售。這種薄膜雖然氣體阻隔性差，但由于抗張強度、延伸率、撕裂強度優(yōu)良，封口適應性好，所以可作為密封層使用。然而，高密度聚乙烯在耐熱性方面存在若干特點，其zui高耐熱溫度為120℃。
5.聚丙烯：有良好的透明度、耐油性，而且耐熱性比特殊聚乙烯好，所以可用作蒸煮袋和蒸煮容器的密封層。軟罐頭包裝材料的密封層，大部分采用未拉伸聚丙烯膜或薄片。
6.鋁箔：鋁箔是采用純度99%以上的電解鋁，經(jīng)過壓延制作而成，作為包裝材料使用時，鋁箔是包裝材料中*的金屬基材。蒸煮袋所使用的鋁箔厚度為7-15微米，而蒸煮容器所使用的鋁箔厚度為50-130微米。由于鋁箔無毒、無味，具有優(yōu)良的遮光性，有*的防潮性、阻氣性和保密性，能zui有效地保護被包裝物，所以作為含脂肪食品的包裝材料zui為合適。然而，由于鋁箔彎曲后有產(chǎn)生針孔的危險，所以有必要以塑料薄膜作為外層，與其復合。
軟罐頭用的包裝材料，多半是塑料薄膜和鋁箔復合而成。由于包裝食品的種類、殺菌溫度和保存條件的不同，所以必需仔細考慮各種原材料的組合，這步操作是包裝設計中zui重要的一環(huán)。
蒸煮袋
蒸煮袋和其它的食品包裝材料不同，由于蒸煮袋要在熱水或水蒸氣中以110-140℃的高溫殺菌，所以必須有良好的熱封性、耐熱性、耐水性和阻隔性。在耐熱性方面有三點要求：
1.復合部分及封口部分不能因熱處理而發(fā)生剝離及強度降低。
2.袋內(nèi)密封面之間不得發(fā)生粘連。
3.尺寸要穩(wěn)定等。
此外，內(nèi)層薄膜粘連的極限溫度，中密度聚乙烯為110℃，特殊聚乙烯為120℃，聚丙烯為125℃，特殊聚丙烯為140℃。
在耐水性方面，尼龍具有親水基，吸水后雖有發(fā)白的危險，但復合部分不會分層。就阻隔性材料來說，有乙烯-乙烯醇聚合物、聚偏二氯乙烯、特殊尼龍;但是聚偏二氯乙烯和其它原材料不同，雖然也出現(xiàn)白色混濁，但經(jīng)過一段時間后會恢復正常，在此期間，阻隔性不變。
關于蒸煮袋的構成、機械適應性以及物理性能等，以下分4種類型進行說明，即：
1)透明普通型
2)透明隔絕型
3)鋁箔隔絕型
4)高溫殺菌用袋。
一、透明普通型
透明普通型蒸煮袋，因為能看見內(nèi)容物，所以被多數(shù)食品加工廠所采用。特別是醬菜、米飯等包裝以及在低溫下銷售的漢堡肉餅，大多采用這種類型的包裝材料。這些透明普通型包裝材料，其外層采用尼龍或聚酯薄膜，內(nèi)層是聚丙烯、聚乙烯等聚烯烴薄膜。表2為透明普通型蒸煮袋的構成和物理性能。
從這些結果可以看到，20毫米的封口強度為6-7公斤，熱封范圍在150-220℃，粘連溫度均是124℃。其次這兩種材料的阻隔性。RP-T的氧氣透量為118毫升/米2.24小時.大氣壓，水蒸氣透過性為3克/米2.24小時，RP-N的氧氣透過量為55毫升/米2.24小時.大氣壓，水蒸氣透過性為3克/米2.24小時。這兩種包裝材料之間之所以呈現(xiàn)阻隔性差異，可能是因為聚酯和尼龍薄膜固有的阻隔性不同所致。
制造蒸煮袋的復合包裝材料工廠，對這種透明普通型蒸煮袋的構成進行試驗，生產(chǎn)了許多類型的蒸煮袋，表3是代表性的蒸煮袋構成及物理性能。
由表可知，適合在120℃以下使用的蒸煮袋，其內(nèi)層即密封層采用特殊高密度聚乙烯(國內(nèi)尚無該產(chǎn)品，可采用共聚級聚丙烯)，而能夠在135℃溫度下殺菌的蒸煮袋，須用特殊聚丙烯作為密封層。
二、透明隔絕型
蛋白質(zhì)和脂肪含量高的肉食加工品和魚肉加工品的殺菌，要求采用透明隔絕型包裝材料。這些包裝材料中間夾有高阻隔性聚偏二氯乙烯(K-flex)。用共擠法復合的薄膜等高阻隔性聚偏二氯乙烯作為中間層。表4是關于高阻隔性聚偏二氯乙烯復合薄膜的物理性能。根據(jù)此表，由聚酯(12微米)/高阻隔性聚偏二氯乙烯(15微米)/未拉伸聚丙烯(50微米)構成的蒸煮袋，其氧氣透過量是14毫升/米2.24小時.大氣壓(溫度30℃，相對濕度60%)。相比之下，雙向拉伸聚丙烯(20微米)/乙烯-乙烯醇共聚物(17微米)/聚乙烯(60微米)的氧氣透過量為10毫升/米2.24小時.大氣壓(30℃，相對濕度60%)。
高阻隔性聚偏二氯乙烯復合薄膜作為軟罐頭的包裝材料，具有非常良好的特性。圖1表示高阻隔性聚偏二氯乙烯復合薄膜的殺菌溫度和氧氣透過量的關系。由該圖可知，對有阻隔性的三種復合薄膜，在殺菌前和120℃、130℃殺菌后進行氧氣透過量測定，結果表明，高阻隔性聚偏二氯乙烯復合薄膜在120℃、130℃殺菌后，氧氣透過量仍變化不大，而其余兩種包裝材料，殺菌前氧氣透過量很低，殺菌后氧氣透過量則急劇增大。
圖2表示高阻隔性聚偏二氯乙烯復合薄膜在殺菌處理后氧氣透過量隨時間推移而產(chǎn)生的變化，從圖可知，高阻隔性聚偏二氯乙烯復合薄膜在120℃,20分鐘殺菌后，在溫度30℃，相對濕度80%的條件下存放15天，其氧氣透過量仍是固定不變。
蒸煮袋材料
三、鋁箔隔絕型
軟罐頭中大部分是咖喱類、燉制食品、肉類及烹調(diào)食品等。在這些食品包裝材料中，鋁箔是防止香氣逸散，具有遮光性的基礎材料。
制作這種袋子，首先要把印刷好的聚酯薄膜和鋁箔干法復合，然后再和聚乙烯或聚丙烯薄膜復合。
由此表可知，這類薄膜的構成隨殺菌溫度而異。在120℃殺菌的薄膜，其構成是聚酯/鋁箔/特殊高密度聚乙烯或共聚級聚丙烯;能耐zui高135℃殺菌的薄膜，其構成為聚酯/鋁箔/特殊聚丙烯。這幾種薄膜的氧氣透過量和透濕度幾乎為零。只要沒有因包裝材料折曲而產(chǎn)生的針孔，阻隔性指標數(shù)字就能接近零。
使用鋁箔隔絕型的蒸煮袋，要注意酸性食品對鋁箔的腐蝕作用，以及因折曲產(chǎn)生的針孔而導致內(nèi)容物變質(zhì)。
除了這些缺點和內(nèi)容物看不見以外，鋁箔可說是非常優(yōu)良的軟罐頭用包裝材料。
四、高溫短時間殺菌用袋
高溫短時間殺菌食品蒸煮袋，簡稱為HTST(HighTemperaturehortTime)。高溫短時間殺菌，不但食品的風味不受影響，而且可殺死細菌，這就誕生了高溫殺菌的軟罐頭。
首先，我們來了解一下使微生物致死的條件。
罐頭和蒸煮袋等容器包裝密封加壓加熱殺菌食品的標準中，規(guī)定了食品中部位需要在120℃溫度下加熱4分鐘以上，120℃、4分鐘的加熱殺菌條件，意味著可以把耐熱性芽孢菌肉毒桿菌*致死。
關于肉毒桿菌的耐熱性，可以看表5。根據(jù)表中數(shù)據(jù)，肉毒桿菌的芽孢在磷酸緩沖液(PH7)中，在100℃時加熱330分鐘致死，115℃時加熱10分鐘致死，如在120℃溫度下進行殺菌，經(jīng)過4分鐘可*致死。
由表5可知，肉毒桿菌的芽孢在120℃加熱4分鐘后可以*致死，但是，罐頭食品是蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等的混合食品，這些物質(zhì)對細菌的芽孢構成保護層，因此，在120℃加熱4分鐘，有時也未必能使細菌的芽孢致死。為了安全起見，食品工業(yè)現(xiàn)在采用中心溫度在120℃加熱5-6分鐘的高溫高壓殺菌。
為了*殺死芽孢細菌，也采用在120℃以上的高溫短時間殺菌。另外，采用高溫短時間殺菌時，食品的風味不致逸散，食品的褐變反應也不致加深。
采用高溫短時間殺菌，不僅可以保持食品質(zhì)量，而且可以大大提高生產(chǎn)率。道理很簡單，殺菌時間的縮短，意味著加工生產(chǎn)時間的縮短，這樣，設備運轉率可以大幅度提高，從而使生產(chǎn)效率大大提高。
關于高溫短時間殺菌(HTST)用蒸煮袋的主要構成和物理性能如表6所示。由表可知，鋁箔袋的構成為聚酯/鋁箔/特殊層/聚烯烴，其氧氣通過量和水蒸氣透過度均為零，相對而言，透明袋有兩種構成:即尼龍/特殊層/聚烯烴及聚酯/特殊層/聚烯烴,它的氧氣透過量分別是30、47毫升/米2.24小時.大氣壓(27℃相對濕度65%)，水蒸氣透過度分別是10、6克/米2.24小時，這些高溫短時間殺菌(HTST)用袋和其它蒸煮袋相比，其粘連溫度高，為137℃，熱封溫度對鋁箔袋為190~250℃，透明袋為180~220℃。
五、高溫蒸煮袋加工要求
許多企業(yè)在高溫蒸煮袋的加工中，雖然人、物、料等環(huán)節(jié)都經(jīng)過嚴格控制，但生產(chǎn)出的產(chǎn)品仍不盡人意，因復合袋脹袋脫層而屢遭客戶投訴。在實際生產(chǎn)中要注意以下幾個問題:
1.印刷油墨的選擇。采用特定的高溫蒸煮油墨經(jīng)過121℃40分鐘的蒸煮，仍不發(fā)黃、發(fā)黑、發(fā)暗，不會因附著力下降而脫色，多選用雙組份聚氨酯油墨。
2.復合黏合劑的選用。一般選擇符合蒸煮要求的雙組份聚氨酯膠，更高溫度(135℃以上)要使用的耐高溫蒸煮的膠。
3.高溫蒸煮袋應當有9.8N/20mm寬的剝離強度，為確保這樣高的剝離強度，電暈處理強度要達到42達因/厘米以上(CPP39達因/厘米以上)，涂膠量要達到4.5~5g/m2(干)。使用80~90線/英寸的涂膠網(wǎng)線輥。這樣可以確保在合適的涂膠液粘度下有較高的涂膠量。而且在復合前需檢查涂膠輥的清潔程度，以確保有一個良好的涂布狀態(tài)。烘箱要通風好，環(huán)境清潔(一個點就是一個破壞源)。
4.高溫蒸煮袋的內(nèi)層要有良好的熱封性、耐溫性、無毒性。LDPE是100℃30分鐘的低溫煮沸袋內(nèi)層材料，為了確保內(nèi)層的熱封強度和耐油性等，厚度應在70μm以上，LDPE本身的耐油脂是不大好的，如果低于這個厚度，在蒸煮過程中，食品中的油脂會透過LDPE進入到膠層，從而引起脫層，其熱封制袋溫度就在160~180℃，過低的溫度不利于熱封制袋強度的提高，過高溫度會產(chǎn)生熱封面上、熱封塑料的被擠壓流出，使熱封處薄膜變薄，也不利于強度的提高。對于以PP料為熱封層時，溫度可控制在200~230℃，溫度提高，有利于熱封牢度的提高。
5.高溫蒸煮袋的熱封強度十分重要，因為在高溫蒸煮過程中，雖然已經(jīng)抽了真空，但是還是有殘余壓力，這個殘壓在高溫下會有較大的體積膨脹，為此袋受到一定的內(nèi)壓，熱封不好極易在封口不牢的地方被壓破。
6.進行充分熟化，要使雙組份反應*，保證復合質(zhì)量，因此必須進行50-60℃,3-5天的熟化期。
7.蒸煮復合對鋁箔的要求較高。其使用厚度一般為7-15μm。135℃需選擇9μm以上的，另外要注意針孔數(shù)和針孔直徑，不應有密集的、連續(xù)的、周期性的針孔。
8.AL、NY的貯存要求。這兩種材料均為怕濕怕潮物品，為此要特別注意使用中的防護和用后的貯存，且鋁箔特別注意端面不可碰傷。
9.乙酯的選擇。對于復合蒸煮袋使用的乙酯，其水、醇含量更要嚴格控制。
由于高溫蒸煮袋食品包裝已經(jīng)從袋的型式發(fā)展到各種容器包裝，超高溫殺菌和高溫蒸煮殺菌組合以微波爐和電阻爐為熱源的托盤容器進入了千家萬戶，因此高溫蒸煮食品的含意已大大擴大了范圍。根據(jù)日本厚生省17號告示“容器包裝加壓加熱殺菌食品的規(guī)格基準”確定以下幾項:
1.容器應具有遮光性、無氣體滲透性，因此內(nèi)容物不會因油脂的*而變質(zhì)。
2.熱熔融密封性優(yōu)良。
3.耐加壓加熱殺菌。
4.加熱加壓殺菌時不會發(fā)生容器變形、破損、變色等現(xiàn)象。
5.耐壓縮試驗、熱封強度試驗、跌落試驗均能符合要求。
在高溫蒸煮容器的毒性試驗方面，日本規(guī)定鎘、鉛含量在100PPm以下(我國標準目前沒有規(guī)定)，溶出試驗法重金屬量應在1PPm以下，*消耗量在10PPm以下。個別規(guī)格的溶出試驗，蒸發(fā)殘留物、正已烷、65%乙醇，以及4%乙酸都應在30PPm以下(國標GB-10004未要求，但藥包標準YY0236-1996有同標準要求)。
六、結束語
高溫蒸煮袋用復合包裝材料，除前述可用于蒸煮袋，真空氣密性包裝袋外，含鋁箔復合材料已用于牙膏管材、牛奶、果汁的復合紙罐包裝、軍械彈藥、精密儀器包裝。另外，用鋁箔與聚酯薄膜及其它材料復合還可以用在電訊行業(yè)作電容器芯或通訊電纜、光纜的屏蔽層取代傳統(tǒng)的銅編織網(wǎng)。石油勘探中，常需采取礦石樣品微量分析，過去用普通塑料袋裝，因同系石油衍生物，會發(fā)生浸出-遷移現(xiàn)象，造成測試結果不準，可采用鋁箔作內(nèi)層，僅在熱封部位涂熱封膠就解決了。
總而言之，復合材料的種類繁多，它是與多學科均有的分支，應用領域不斷在開拓，我們相信，隨著科學化、市場化地不斷發(fā)展，會給我們帶來很多令人歡欣鼓舞的成果。
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