蜂蜜的吸濕性分析及水分控制方法

范珺

（濟南蘭光機電技術有限公司）

蜂蜜的吸濕性分析及水分控制方法

范珺

（濟南蘭光機電技術有限公司）

蜂蜜是日常生活中常見的保健食品，其含水量的高低與蜂蜜粘度、結晶和發酵有著緊密的聯系。除了選擇含水量低于20%的成熟蜂蜜外，包裝的阻濕性也對蜂蜜的含水量產生影響。隨著技術的發展，塑料加工水平不斷提高，復合工藝進一步改善，采用高阻濕的包裝材料是控制蜂蜜含水量的有效手段，也是蜂蜜包裝下一步的研究重點。

蜂蜜；吸濕性；含水量；高阻濕包裝

蜂蜜，是蜜蜂采集植物花蜜，通過體內蜜蜂酶液作用釀造而成的甜物質，是人類傳統而古老的天然食品。蜂蜜的主要成分為糖分、水分、酸類物質、酶類化合物、維生素和礦物質，對肝炎、貧血、便秘、燙傷、凍傷等諸多疾病具有輔助療效，成為如今備受人們認可的一種純天然保健品。因此保持蜂蜜良好的品質對于生產者和使用者至關重要。

一、蜂蜜的吸濕性及水分對蜂蜜的影響

蜂蜜的吸濕性是指從空氣中直接吸收水分的能力，其強弱與其所含糖分和自身的含水量有關。當蜂蜜暴露在空氣中時，蜂蜜從空氣中吸收水分而稀釋，直至其含水量與空氣濕度達到動態平衡，通常含水量為17.4%的蜂蜜，與空氣相對濕度58%時取得平衡。鑒于蜂蜜的種類、加工過程和蜂場環境濕度不同，成品蜂蜜的含水量多有不同。一般情況下，荔枝蜂蜜、龍眼蜂蜜、柑橘蜂蜜、鵝掌柴蜂蜜、烏桕蜂蜜含水量低于23%，其他類型蜂蜜的含水量低于20%，是品質較好的蜂蜜。若含水量過低或周圍空氣相對濕度過高，蜂蜜為了達到與環境的水分平衡，主動吸收周圍的水分，使得其含水量超過限量，不僅對蜂蜜的粘度、結晶產生影響，更易促進蜂蜜自身的發酵變質。

蜂蜜是一種超飽和的糖溶液，質地成稠厚狀，這種粘稠的特性能使空氣中的氧無法滲入，從而抑制需氧菌的活性。在影響蜂蜜粘度的諸多因素中，水分最為顯著。當蜂蜜的含水量為20%左右，其粘度相對較高，當含水量升至25%，其粘度下降了約50%左右。其實這種影響很容易理解，因為在高濕環境下，蜂蜜更易吸濕從而變的稀薄，粘度下降。結晶是蜂蜜的一大特性，是指粘稠狀的半透明蜂蜜在較低的溫度貯藏一段時間后凝結成固體的現象，實際上是葡萄糖從蜂蜜中析出正常現象，雖然形態改變，但成分如初。受溫度和含水量的影響，不同品種的蜂蜜結晶速率存在差異。表1列舉了常見幾種蜂蜜的最易結晶的含水量，當蜂蜜的含水量處于下述范圍時，容易在很短的時間內發生結晶。發酵，是蜂蜜開始變質的重要表現，蜂蜜中含有一種耐糖的酵母菌，在其作用下蜂蜜中的糖分轉化為中間產物二氧化碳和酒精，后在有氧條件下進而分解為最終產物醋酸和水。發酵過程中，蜂蜜的原有氣味逐漸被酒精味和強烈的酸味代替，并伴有大量的泡沫產生，品質劣變，降低原有的營養價值。蜂蜜的發酵離不開酵母菌、水分和適宜的溫度。試驗證明，當酵母菌數量和溫度合適時，蜂蜜的含水量≥21%，有利于酵母菌的生長，若含水量超過33%，酵母菌的繁殖將更加活躍。

表1　蜂蜜最易結晶的含水量范圍

二、如何控制蜂蜜的水分

蜂蜜的水分控制根據產銷進程可以分為兩個階段，即加工灌裝階段和銷售儲藏階段。在加工灌裝階段，水分控制的首要前提就是采集成熟蜂蜜。通常，成熟蜂蜜是由工蜂將采集蜂蜜加入其唾液（轉化酶）經過反復充分釀造、脫水，在其他蜂的扇風輔助下制得，含水量在20%左右。若采集的是未成熟蜂蜜，沒有經過蜜蜂的充分加工和脫水，其水分含量很高，因此，需用濃縮設備進行濃縮脫水，再進行灌裝。

相比加工灌裝過程的水分可控性強，蜂蜜進入銷售儲藏階段后，其含水量受到包裝、周圍空氣濕度等因素影響，含水量會出現一定波動，其中包裝影響最大。

三、包裝對蜂蜜含水量的影響

包裝，在一般人眼里可能只是保護內容物的作用，但選擇具有功能性的包裝材料并采取科學的包裝方式，完全可以滿足內容物特殊的保質需要。對于成品蜂蜜來說，阻濕性是對其包裝最大的功能性要求，也是控制蜂蜜在銷售儲藏過程中含水量的有效方法。阻濕性，是指包裝材料對水蒸氣的阻隔效用，亦稱水蒸氣阻隔性。水蒸氣對于包裝材料的滲透可視為吸附、溶解、擴散、解析的過程，不同材質的包裝材料對于水蒸氣的擴散速率有著顯著差異，總體而言，包裝材料的透濕性取決于環境的溫濕度和材料的結構性質。一方面，環境溫度高、包裝內外濕度差大，會促進水蒸氣向包裝內滲透，另一方面，材料自身內聚力強、結構緊密以及添加劑和改性劑的化學改性，都會提高材料對水蒸氣的阻濕性。

傳統印象中，蜂蜜多采用玻璃瓶配馬口鐵蓋進行包裝，兩種材料均屬于透濕性極低的材料，其性能受環境影響小。隨著運輸成本的提高和人們對便攜性的要求，塑料瓶和便攜包裝袋的使用越來越多。塑料瓶的材質以PET為主，這種材料對氧氣、水蒸氣的滲透阻隔性優良、耐沖擊性強，廣泛應用于飲料、果汁等包裝上。便攜包裝袋是近些年新興的包裝形式，采用PE、PET、CPP、VMPET、PA、AL等一種或多種復合而成的薄膜制得的條式包裝或吸嘴自立袋，減少了瓶裝蜂蜜的攜帶不便，沖調更加方便，在快節奏生活的當下具有很大的應用潛力。其中，AL、VMPET都是高阻隔性材料，PE、PET、CPP分別扮演了復合膜印刷層和熱封層的角色，而PA具有突出的耐穿刺性能和柔軟性，能抵御尖銳物對包裝的損壞。

筆者借助蘭光包裝安全中心的W3/330水蒸氣透過率測試系統，分別對幾種蜂蜜塑料包裝進行了水蒸氣滲透性的測試，并對該包裝的蜂蜜含水量進行了對比，分析不同包裝形式對蜂蜜含水量的影響。

從表中測試數據可以看出，PET瓶的水蒸氣透過率是最高的，其包裝的蜂蜜60天內含水量提高了24.58%，另外兩種試樣的水蒸氣透過率相對較低，其蜂蜜的含水量變化基本可以忽略不計。由此可以推斷，包裝材料的水蒸氣透過率在很大程度上決定了儲藏期間蜂蜜的含水量變化。

表2　不同包裝的水蒸氣透過率和蜂蜜的含水量變化

對于使用最多的PET蜂蜜瓶，提高其阻濕性能尤為重要，目前，提高的方法主要集中在表面涂層技術、多層復合技術、共聚與共混技術、納米技術等。聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）是聚酯家族的重要成員，用萘環代替PET的苯環，比PET的分子鏈剛性更高，對水蒸氣的阻隔性更優異，但價格偏高。通過將PET與10%以下的PEN共混，可使其制得容器阻隔性大幅改善，阻濕性可提高20%左右。

對于PET/VMPET/CPP和PET/AL/PE兩種材料，其高阻隔性來源于金屬鋁。它具有高度致密的金屬晶體結構，理論上對水蒸氣以及其他氣體具有完全的阻隔性。但由于加工中會產生針孔，因此鋁箔對水蒸氣的透過率并不為零。生產工藝或外力揉搓所致的針孔數目越多、孔徑大都會增大鋁箔的透濕性，對此應在工藝上和薄膜結構上予以改進。除此之外，一些高阻隔材料尚未被大規模應用于蜂蜜袋式包裝，但潛力較大，比如PVDC薄膜或PVDC涂布膜。PVDC具有較強的阻濕性，且比較穩定，不易受濕度變化的影響，將之單獨與其他材料復合或將之涂布在其他材料上，從而制得高阻隔性薄膜，阻濕效果極佳。

四、結語

蜂蜜是日常生活中常見的保健食品，其含水量的高低與蜂蜜粘度、結晶和發酵有著緊密的聯系。除了選擇含水量低于20%的成熟蜂蜜外，包裝的阻濕性也對于蜂蜜的含水量產生影響。隨著技術的發展，塑料加工水平不斷提高，復合工藝進一步改善，采用高阻濕的包裝材料是控制蜂蜜的含水量有效手段，也是蜂蜜包裝下一步的研究重點。