含酒精香腸調料包裝的應用

劉 峰 李棟鋼 譚小剛 李 志

LIU Feng LI Dong－gang TAN Xiao－gangLI Zhi

（四川天味食品股份有限公司，四川 成都 610200）

（Sichuan Teway Food CO，.LTD，Chengdu，Sichuan 610200，China）

香腸在中國有著悠久的歷史，很多地方已經形成自制香腸的習俗。市售香腸調料品種、口味較多。但是香腸調料屬于季節性產品，產品市場貨架期不長，流通周期較短，一般在每年9月至次年2月（春節前）。因此，在生產香腸調料時，各廠家為控制包裝成本，避免過度包裝，多采用普通食品復合袋直接進行灌裝。此種復合軟包裝是將2層或多層復合膜按一定的組合方式粘合而成，是對各層材料不同功能的組合。優異的阻隔性能和良好的經濟適用性，使其在食品生產包裝過程中被廣泛采用。其中干式復合設備投資相對低［1］，復合剝離強度高，技術成熟且成本相對較低是目前國內食品包裝的主要復合方式。

目前某些口味的香腸調料為了改善口感，在配料中添加了酒類物質。此時采用普通復合袋進行包裝后，在較短時間內會出現“起泡”現象［2，3］。當“起泡”成片時，復合包裝袋的剝離強度幾乎為零，出現嚴重脫層。此時包裝袋的阻隔性也隨著脫層而明顯降低［4，5］，產品在2個月時間內便失去大量水分而板結，特征香味也流失嚴重［6］。若遇冬季雨天等潮濕環境，包裝后1周內，包裝材料就開始“起泡”。同時，包裝的透明性也發生較大變化，影響產品的商品美觀性。

聚氨酯粘合劑是目前在軟包裝材料領域中大量使用的粘合劑［7］，它富含的異氰酸酯基（—NCO）具有很高的化學反應活潑性，能夠與多種基材形成良好的粘接［8］。但是，異氰酸酯基也會與滲透到膜材中與醇、酸、水等發生反應，產生CO2氣體，導致包裝的剝離強度逐漸降低。

與醇反應：R1NCO＋HOR2→R1NHCOOR2

與酸反應：R1NCO＋HOOCR2→R1NHCOOOR2→R1NHCOOR2＋CO2↑

R1NCO＋R1NH2→R1NHCONHR1

但是目前關于此類的研究報道鮮見，尚缺乏有效的控制措施及手段。根據經驗，采用含有PVDC等高阻隔材料的多層共擠膜、陶瓷蒸鍍膜等在一定程度上能緩解“起泡”的問題［9］，但是其高昂的價格令調味品廠家難以擔負。為了改善這種情況，保證產品在流通周期內對內裝食物的保護及商品的良好展示性，在對四川天味食品股份有限公司的香腸調料包裝長期摸索的基礎上，本研究擬從改善包裝材質等方面出發，在成本可行的前提下，探索解決包裝“起泡”的問題，為復合包裝袋在含酒精調味料中的廣泛應用打下基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

香腸調料、包裝材料：四川天味食品股份有限公司。

1.1.2 主要儀器設備

抗壓試驗機：DCP－KY50KL型，四川長江造紙儀器有限責任公司；

香腸調料包裝機：XY－420型，安徽信遠包裝科技有限公司；

壓差法氣體滲透儀：VAC－VBS型，濟南蘭光機電技術有限公司；

水蒸氣透過率測試儀：W3／031型，濟南蘭光機電技術有限公司。

1.2 方法

1.2.1 材質改進試驗 將外膜材料（BOPP，PET），中膜材料（PET，VMPET），內膜材料（CPP，RCPP，PE，乳白 PE，PPPE共擠［10］）等幾種膜材料按不同組合相互復合制成包裝袋［11，12］。裝入酒精含量為8%的調料后，分別在不同濕度的環境下貯存15 d后，檢查包裝袋情況。試驗設計見表1。

1.2.2 復合內膜厚度的確定 選用 BOPP／VMPET／CPP組合的復合膜包裝袋，其外層膜BOPP及中間層VMPET的厚度較固定。內層CPP的厚度規格較多，其熱封性等直接影響包裝合格率。使用BOPP18／VMPET12／CPP復合膜，裝入酒精含量為8%的調料，試驗不同內膜厚度對包裝效果的影響。

表1 試驗設計表Table 1 Test design

1.2.3 設備封合系統改進試驗 選用BOPP／VMPET／CPP組合的復合膜包裝袋，在封刀上增加彈簧緩沖，調節熱封壓力［13－16］。同時將封刀接觸面設計為網紋形式，網點為四棱臺形。裝入酒精含量為8%的調料，分別試驗改進前后的包裝效果。

1.2.4 復合膜整體效果評價

（1）阻隔性能評價：使用氣體滲透儀和水蒸氣透過率測試儀測試BOPP／VMPET／CPP組合復合膜的透氧透濕，并與目前公認的阻隔性較好的超尼龍膜［17，18］進行對比。

將不同酒精含量（4%～12%）的調料裝入BOPP／VMPET／CPP組合的復合膜包裝袋。分別在常溫常濕，常溫潮濕的環境下存放15，30，45，60，90 d，查看包裝效果。

（2）跌落評價及抗壓強度：按照GB 4857—2008《包裝運輸件試驗方法》進行跌落試驗，驗證BOPP／VMPET／CPP組合的復合膜包裝袋是否滿足運輸要求。

整體跌落：單袋凈重為220 g。按照6袋／層，共5層的方式裝箱，則整件凈重6.6 kg。整件毛重約為7 kg。按照跌落試驗要求跌落高度為800 mm。跌落面為普通水泥地面。觀察破袋情況。

堆碼試驗：整件堆碼20層，約2.8 m，并設立安全警戒線。堆碼24 h，觀察破袋情況。

使用DCP－KY50KL型抗壓試驗機，測試單個獨立包裝的抗靜壓能力。分別取包裝樣各20袋。兩袋重疊放于不銹鋼凳上（抗壓機的最小高度為200 mm），用紙箱抗壓試驗機平壓。當其中一袋破裂或抗壓機壓力急速衰減時，停止，讀取最大壓力值。

2 結果與分析

2.1 材質改進試驗

常用香腸調料復合包裝袋的“起泡”，主要位于內層材料與中間層材料之間。“起泡”，內部含有強揮發性的液體，同時伴隨強烈的產品特征香氣。可見，產品的特征香氣已大量穿過內層材料。測試p H顯示，揮發性液體的p H為5，為酸性液體，與碳酸的酸性相當。出現這種“起泡”的原因可能是香腸調料中的乙醇、水分等小分子物質，穿透內層薄膜，與聚氨酯粘合劑中的異氰酸酯基發生反應，消耗粘合劑有效成分，同時生成CO2氣體。由于內層材料厚薄不均，這些物質首先穿透較薄弱部位，形成“起泡”。因此，選擇內層對醇和水有良好阻隔性能的材料有效緩解包裝“起泡”問題。常用幾種膜的特性見表2。

考慮到內層材料需要較好的熱封性，結合對水及乙醇的阻隔性，內層材料可以在PE和CPP中選擇。潮濕環境中，為避免外部水分滲入的破壞，外層材料也需要考慮其水分的阻隔性。因成本等因素，PVDC膜暫未試驗。不同組合形式的包裝效果見圖1。

可見，當膜材質組合為1，2，7號時，即 BOPP／PET／CPP及BOPP／PET／PPPE共擠和BOPP／VMPET／CPP時，無論是在常濕還是在高濕的條件下包裝不“起泡”均高達96%。如果內膜CPP采用低溫熱封CPP［20，21］，可以增強熱封強度和減少高溫對外層膜的損傷［20］；中間層采用VMPET，可以增加包裝的機械性能及滿足商品遮光的要求，而PET膜無法滿足此要求；而作為外層的BOPP，不僅是印刷適應性極好材料，同時也能對外部水分起到良好的阻隔作用。同時，PPPE材料價格較高，增加成本較多（見圖2），故優先選擇BOPP／VMPET／CPP復合膜用于制作香腸調料包裝袋。

表2 幾種膜的特性參數［19］Table 2 Characteristic parameters of several membranes

圖1 不同組合形式對包裝效果的影響Figure 1 Effects of different combination of packing effect

圖2 幾種包裝材料的價格Figure 2 Prices of several packaging materials

2.2 復合內膜厚度的確定

由圖3可知，隨著內膜厚度的提高，包裝合格率也在提高。當內膜包裝厚度達到45μm以后，包裝合格率在99%上下浮動。可見采用45μm的內膜時即可在滿足包裝要求的同時控制成本。

圖3 不同厚度內層CPP的包裝合格率Figure 3 The packaging qualified rate of the different thickness of inner CPP

2.3 設備封合系統改進試驗

CPP作為熱封層，較PE脆性增加，熱合溫度區間相對較小，對封合系統的要求也較高。現有的食品包裝設備，封合多為夾板或者滾筒式。其熱合時采用氣缸、伺服電機直接對封刀施壓。在封刀與材料接觸的封合瞬間，因封合壓力難以控制，過大的沖擊力對包材產生巨大的損傷。導致包裝材料局部變薄、斷裂等。這造成包裝成品的抗沖擊能力波動較大，極不穩定。故在封刀上增加彈簧緩沖，避免硬擠壓損傷（見圖4）。

圖4 封合系統的彈簧緩沖示意圖Figure 4 Diagrammatic sketch spring buffer sealing systems

同時，將封刀接觸面設計為網紋形式，網點為四棱臺形。避免鋸齒形嚙合面接觸時對膜材的拉伸損傷。網紋溝槽有利于封合排氣，減少封合褶皺，使整個封口更平整、美觀。試驗結果見圖5、6。由圖5、6可知，采用改進后的封合系統，包裝承壓力更穩定，2.8 m堆碼破袋率從1%減低到0.06%，取得了明顯的效果。可見增加彈簧緩沖能有效的提高包裝合格率。

圖5 封刀改善前后承壓力測試Figure 5 Pressure test before and after the improvement of bearing in sealing knife

圖6 封刀改善前后堆碼破袋率Figure 6 The bag breaking rate of stacking before and after the improvement in sealing knife

2.4 復合膜整體效果評價

將內膜厚度為45μm的BOPP／VMPET／CPP復合膜與當前公認阻隔性能非常優異的超BOPA／PE材料進行對比，結果見表3。由表3可知，無論是水蒸氣透過率還是氧氣透過率，BOPP／VMPET／CPP復合膜均優于超 BOPA／PE材料，可以滿足含酒精調味料的包裝需求。

表3 復合材料參數特性Table 3 Parameter characteristics of composite material

BOPP／VMPET／CPP復合膜對乙醇耐受性結果見圖7。在高（12%）、中（8%）、低（4%）3個乙醇含量試驗組中，在90 d內，中、低酒精濃度的試驗組均能保持較高的包裝合格率。但是在高濃度的試驗組中，45 d后，包裝合格率逐步下降。但是在實際應用中，香腸調料的酒精含量不會高于8%，即維持在試驗組中的中等水平。可見BOPP／VMPET／CPP復合膜完全能夠滿足香腸調料的包裝需求。

圖7 不同酒精濃度的包裝存放合格率Figure 7 Packing qualified rate of different alcohol concentration

在跌落試驗中，無論是整件跌落還是單袋重疊跌落均無破損現象，滿足運輸的需求。同時使用抗壓機測定抗壓強度，結果見表4。封合系統改善后，能夠明顯提升抗壓強度，有利于成品的運輸及貯藏［22］。

表4 抗壓強度試驗結果Table 4 Test results of compressive strength

3 結論

使用BOPP18／VMPET12／CPP45低溫的包裝材質，能夠滿足含白酒香腸調料包裝的儲運條件。較好地解決“起泡”問題，并且能承受一定的沖擊力，滿足市場流通。這也是在不使用價格昂貴的高性能阻隔材料的條件下，綜合考慮產品流通周期等因素，成功地將傳統包裝材料重新組合并應用于實踐。

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