糧食制品包裝研究現狀及未來發展趨勢

摘要：糧食制品包裝在保護產品質量、延長貨架期等方面起著重要作用。隨著人們對食品安全和可持續發展的關注不斷增加，糧食制品包裝研究逐漸成為學術界和產業界的熱點。目前國內的糧食制品包裝一般采用塑料編織袋、多層紙袋、瓦楞紙或牛皮紙承裝、包裝袋塑封、復合塑料袋、塑料編織袋等。文章主要對紙質、塑料、金屬和復合材料4種不同類型糧食制品包裝進行分析，針對其目前存在的問題總結出糧食制品包裝未來發展趨勢。

關鍵詞：糧食制品；包裝材料；可持續發展；發展趨勢

中圖分類號：TS206.4 文獻標志碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20240515

基金項目：國家自然科學基金青年項目（22108086）；仲愷農業工程學院仲愷學者人才項目（KA24YY07116）；廣州市基礎與應用基礎研究-優秀博士“續航”項目（2024A04J2301）；2024年廣東省科技創新戰略專項資金（PDJH2024B204）。

Research status and future development trend of grain product packaging

Cheng Zheng1， Zhuang Yinghui1， Li Yitao1， Xiao Naiyu1， Zhang Xueqin1， Zhong Le1， Wang Qian2， Chen Zhihao1

（1.College of Light Industry and Food Technology/Guangdong Engineering Research Center of Food Green Packaging/Key Laboratory of Green Processing and Intelligent Manufacturing of Lingnan Specialty Food Ministry of Agriculture/Guangdong Provincial Key Laboratory of Lingnan Specialty Food Science and Technology Zhongkai University of Agriculture and Engineering， Guangzhou， Guangdong 510225； 2. Human Resources Department， Guangzhou Maritime University， Guangzhou， Guangdong 510725）

Abstract： Grain product packaging plays an important role in protecting product quality and extending shelf life. With the increasing attention to food safety and sustainable development， grain product packaging research has gradually become a hot spot in academia and industry. At present， the packaging of grain products in China generally uses plastic woven bags， multi-layer paper bags， corrugated paper or kraft paper bearing， plastic packaging bags， composite plastic bags， plastic textile bags， etc. The paper mainly analyzes four different types of grain product packaging including paper， plastic， metal and composite materials， and summarizes the future development trend of grain product packaging in view of its current problems.

Key words： grain product； packaging materials； sustainable development； development trend

我國在全球糧食加工行業中的加工能力和產量均位居首位[1]。根據國家統計局公告，2023年全國糧食總產量為69 541萬噸，其中小麥產量約為 13 659萬噸，稻谷產量約為20 660萬噸[2]。在糧食生產過程中，包裝環節至關重要，缺少包裝將無法實現糧食的運輸、存儲和傳遞。現如今，糧食制品因包裝不當、運輸不佳導致的浪費是不可估量的。因此，糧食制品包裝在保護食品安全和質量、延長貨架壽命和保持新鮮度以及提供便利和良好消費體驗方面起著重要作用。糧食產品主要是指將谷物、豆類、塊根類以及從這些原料中提取的淀粉加工而成的產品。這些產品通常可分為3種類型：谷物產品、豆類產品和淀粉產品。糧食制品通常可以長時間保存而不失去其營養價值，易于加工和烹飪，作為主食或配料，滿足人們的口味和飲食需求，價格相對較低，具有良好的經濟性，作為人類主要的能量來源之一，其內部存在的高糖物質、人體維修劑、膳食纖維等給人體帶來一定的好處。近年來，隨著人們對食品安全和可持續發展的關注不斷增加，糧食制品包裝研究逐漸成為學術界和產業界的熱點。糧食制品應儲存在干燥的環境中，以防止潮濕引起霉菌和蟲害的滋生，糧食事關國計民生，糧食穩定安全供給一直是國家的重中之重。但是糧食從生產到消費各個環節常因遭受儲糧害蟲危害而造成嚴重損失[3]；濕度控制在相對較低的水平可以有效延長糧食制品的保質期；糧食制品應避免直接陽光照射，因為光線可能會導致營養素的分解和品質的降低。本文綜述了糧食制品包裝材料的種類及其特點、糧食制品包裝研究現狀、需解決的問題，并展望其發展趨勢，以期為今后科學高效做出優異糧食制品包裝打下基礎。

1 糧食制品的包裝現狀

1.1 糧食制品包裝材料

1.1.1 紙質包裝

紙質包裝是一種日常可見且符合綠色環保的包裝材料。常見紙質包裝通常采用瓦楞紙或牛皮紙進行合成，少部分則是利用塑料膜包裹，內部用繩子進行牢固，是常見的簡易包裝。包裝密封性較為一般，與此同時價格也得到一定的優勢[4]。它可以用于包裝面粉、米飯、谷物等糧食制品。多層紙袋所使用的材料是一種高強度的伸縮紙，其性能比普通紙袋紙提高了一到兩倍[5]。以油蠟紙和高品質薄型牛皮紙作為包裝材料的粗雜糧產品的面包，其包裝通常相對比較簡單，通常就以包裝紙或包裝袋作為包裝造型[6]。紙質包裝通常具有透氣性和吸濕性，能夠保持糧食制品的質量和口感。紙包裝材料因其原料容易獲得、來源相對較廣、印刷效果優秀、方便加工以及能夠進行工業量化的生產、成本廉價，輕量化、易于回收的優勢在食品、藥物等較多領域得到了充分的認可[7]。

1.1.2 塑料包裝

塑料包裝材料通常有聚丙烯、聚酯和聚酰胺等，由于樹脂種類、性質及所占比例不同，機械性能和阻隔性能皆不同。塑料編織袋在大宗糧食包裝中使用廣泛[8]。麻袋的強度和透氣性都很好，并且適合規模化搬運，一只麻袋通常能夠經過7次相對完善的物流運輸，再次利用率極強，在糧食運輸上有較好優勢[9]。塑料編織袋是由多層塑料薄膜在一定溫度、壓力下制成線性袋，再進行后期加工編織而成的高強度包裝袋。相比塑料薄膜袋，塑料編織袋的強度更大，而且不易變形，耐沖擊性也好，塑料包裝普遍存在于糧食制品行業。編織袋具有耐磨、耐摔，結實且不易變形，具有良好的防滑性，便于存放堆垛。然而，與其他包裝材料相比，編織袋的氣密性較差，防潮防濕性也較差，抗穿刺性方面表現不佳。這意味著編織袋無法有效隔離外界因素對包裝糧食的影響。此外，一些添加劑可能會釋放有害物質，從而污染儲糧及其制品。因此，使用編織袋包裝糧食不僅給自然環境帶來一些破壞，還存在風險。包裝袋塑封是一種早期的塑封方式，其經典設計方式仍受當今人們的認同，成本便宜的優勢也讓它有立足之地。復合塑料袋是由多種高阻隔性包裝材料進行一定壓縮復合而成的，在防蛀蟲、保證糧食質量上有一定成績，擁有推廣及實用價值，但由于其對環境存在危害，加上環保政策普及，讓它在發展上阻礙不前。隨著時間推移，微生物學科也獲得一定成功，因此很多塑料編織袋得到了改良，讓其在回收和再利用上嶄露鋒芒，從而減少對環境的污染。例如，聚乙烯袋、聚丙烯袋等塑料袋常用于包裝大米、面粉等。塑料包裝具有輕便、防水、防潮、透氣、易加工等特點，能夠有效地保護糧食制品免受潮濕和污染，適合用于包裝各種糧食制品，如大米、面粉、豆類、堅果等。

1.1.3 金屬包裝

金屬包裝主要用于罐裝糧食制品，如罐裝果醬、罐裝肉類等。金屬罐通常由鐵或鋁制成，具有良好的密封性和保鮮性，能夠延長糧食制品的保質期。韌度較強，抗破壞能力強，具有高阻隔性和氣密性，便于采用機械化作業[10]，耐腐蝕性強，不易被腐蝕，能夠保持糧食制品的質量和安全性。可采取相關措施，減少資源浪費和避免一定的自然破壞。然而，金屬包裝成本昂貴，占用空間較大[11]，容易滋生厭氧微生物，有可能釋放對人體健康有害的金屬離子[12]。

1.1.4 復合材料包裝

復合材料包裝通常由多層材料疊加而成，各層材料之間相互協作，使得整體包裝的強度更高，能夠有效保護物品免受外部沖擊和擠壓。具有良好的阻隔性能，可以有效隔絕氧氣、水分、光線等對物品造成影響的因素，延長物品的保質期。相比傳統單一材料的包裝，復合材料包裝通常采用輕量化的設計，減少了包裝本身的重量，攜帶方便的同時，物流費用也有所降低。可以根據不同需求進行定制設計，靈活調整包裝的形狀、尺寸和結構，適應不同物品的包裝要求。如在冷藏狀態下能夠維持糧食新鮮3～4周的紙包裝“盒豆腐”，它利用一種光和氧氣都不能通過的獨特容器，容器通常由聚乙烯和鋁箔等5層復合材料制成[13]。但成本較高，相比傳統單一材料的包裝，復合材料包裝的制造成本通常較高，涉及多種材料的重組和二次處理工藝。含有一些難以降解的材料，對環境造成潛在影響。各層間黏合劑會存在剝離現象，而且某些黏合劑分解后可能影響食品安全[14]。一些材料難以分離和回收利用，導致回收難度較大，影響了包裝的可持續性。復合材料包裝的制造過程相對復雜，需要嚴格控制各層材料的質量和黏合性能。

1.2 糧食制品包裝研究成果

目前國內的糧食制品包裝一般采用塑料編織袋、多層紙袋、瓦楞紙或牛皮紙承裝、包裝袋塑封、復合塑料袋、塑料編織袋等[15]。

塑料編織袋屬于日常通用的包裝材料，制作方式較為簡單。通常由一定量的塑料薄膜作為原材料，加工成一定的線性帶子，再進行一定的編織而成，其具有許多優點。首先，它具有高強度和優異的耐沖擊性，能夠有效保護包裝物品不受外界壓力和沖擊的影響。其次，塑料編織袋不易變形，能夠保持包裝物品的形狀和完整性。此外，編織袋表面呈現編織紋理，提升了防滑性能，使得堆碼存儲更加方便和穩定。然而，塑料編織袋在防蟲和防潮方面存在一些缺陷。由于編織袋的結構特點，蟲子和濕氣較容易滲透進來，從而影響包裝物品的質量和保存期限。此外，塑料編織袋的生產和使用過程中會產生一定的環境破壞，給環境保護帶來一定的負擔。

多層伸性紙袋是一種強度在普通紙袋基礎上性能提高不止一倍的袋子。4層伸性紙袋在裝著高質量的面粉情況下，即使在一定高度下自由落下許多次，仍依然能維持原有的包裝形狀，且做到沒有破裂[16]。此外，它無毒、無味、無污染的優點，進一步提高了它的使用率以及被人們認可的程度。

未加工糧食及糧食制品均可使用無氧包裝，無氧包裝可預防或減少糧食氧化、變色、變質等不良情況，同時抑制一些霉菌和細菌的繁殖。氣體交換包裝是指包裝容器可以實現內外氣體的替換，改善氣體結構，通過減少和阻止某些化學反應的進行，以阻止食品變質、減少蚊蟲破壞、提供一定物理性能保護等效果。這種包裝方法通常采取充入氮氣、二氧化碳以及各種惰性氣體，在糧食制品中得到廣泛應用[17]。

真空包裝袋利用真空封裝，可減少包裝體系內氧含量，抑制糧食有氧呼吸和細菌的滋生，能夠有效減少糧食的腐爛、發霉、蟲害等，更高效地保存糧食品質。然而，真空度較高，包裝袋內部環境則較為緊密，容易引起內部分子的碰撞，導致包裝袋在運輸過程中產生損壞。因此，在對糧食進行真空包裝時，需要考慮流通環境，以確保效果良好。

牛皮紙袋底部采用梯形排列粘貼，使其更加堅固，吸濕性和密封性更佳。紙袋的優勢在于其符合糧食衛生標準的無毒、無味、無污染的特點，且印刷較為簡單，可滿足各種企業的印刷需求。

復合紙袋通常采用50～70 g/m2的牛皮紙制成。牛皮紙中的纖維非常豐富，做成的包裝紙袋具有更佳的性能、強度、抗彎曲能力以及耐磨性。又因外層采用無伸縮性皺紋紙，能提供較強的摩擦力，在結構穩定能力上得到了企業認可。

2 糧食制品包裝未來發展趨勢

過去，傳統的包裝運輸方式來進行糧食運輸給我國帶來了成本虛高、耗損巨大、效率低下等問題。自動化包裝機械的引入可以提高包裝效率和減少人工成本。同時，新材料的研發和應用也為糧食包裝帶來了革命性變化，如防潮、防蟲、保鮮、抗菌等功能的包裝材料[18]，能夠更好地保護糧食品質和安全。我國在糧食的儲存、運輸和出售過程中導致糧食制品損失的主要原因出在包裝不當上，間接證明了需要更加關注包裝。為解決上述問題，推廣集裝箱運輸成為行之有效的解決方案。該運輸方式將糧食進行了從點到點的精準運輸，也大大提高了運輸過程中密閉性差的現象，減少了勞動力的大量投入，是一種符合新時代快速發展的運輸方式。對于包裝運輸，糧食集裝箱自動化運輸，簡化了運輸流程。此外，在原有的基礎設備下，糧食制品的運輸無需新建專用糧食運輸儀器，間接避免了通用集裝箱的浪費，從而大大降低了基礎設施建設投資。集裝箱運輸也能夠承受較危險的氣候條件，能夠做到全天候運輸，保證了運輸的效率。糧食包裝在鄉村振興和農產品高水平發展中起著至關重要的作用。良好的包裝可以提高糧食制品的附加值，提高利潤。通過精美的包裝設計和品牌建設，可以吸引消費者的注意并提高產品的市場競爭力。其次，優質的包裝可以延長糧食的保鮮期，減少損耗，提高農產品的質量和安全性。間接促進農村就業，推動鄉村經濟水平，追夢于鄉村振興戰略的方向。確保國家糧食安全是糧食包裝的重要任務之一。通過合理的包裝設計和嚴格的質量控制，可以防止糧食在保存、傳遞和出售過程中的損失和污染。同時，糧食包裝也可以起到防潮、防蟲、防腐等功能，保證糧食的質量和安全。糧食包裝行業需要與相關部門密切合作，建立完善的監管機制，加強對包裝企業的監督和管理，確保國家糧食制品安全的實現。

在糧食銷售方面，大包裝的不便讓小型包裝的出現逐漸成為主流趨勢。這也符合人們追求健康、便利、安全和便捷的生活方式。就往年數據來看，目前發達地區的糧食運輸及出售往往采用小包裝的方式。在小型家庭居多，以及青少年獨居的情況下，減少糧食浪費勢在必行，因此人們越來越熱衷于買小質量的大米包裝。

在當今新的歷史背景下，可持續性、完全降解性和智能化食品包裝已經成為全球食品包裝領域的關注焦點[19]。活性包裝和智能包裝是兩種創新的包裝技術，它們為食品包裝提供了傳統方式無法實現的功能特性，滿足了消費者對食品品質和安全性的高需求。這些不僅代表了食品包裝設計的新理念，也預示了其未來的發展方向[20]。隨著對環境影響和可持續性問題的關注增加，未來的糧食制品包裝將更加注重使用可持續材料和采用環保的包裝技術。中國采用獨特工藝技術，以百分百可重復利用的生物質植物纖維作為主要基礎加工原料，通過紙漿模塑的方式生產食品包裝，如餐飲用具。這種新型綠色產品在食品包裝領域得到了廣泛應用，具有良好的透氣性、強大的沖擊能量吸收性，不會對環境造成污染等優點[21]。生物可降解包裝材料、可回收材料和可再利用的包裝設計將得到更廣泛的使用。未來，全降解食品包裝材料將取代非降解物料，廣泛應用于食品包裝領域[22]。

3 結 語

糧食制品包裝在過去幾年中取得了顯著發展，不僅在材料選擇上越來越注重環保，也在設計和功能上不斷創新。近年來，人們提高食品安全，減少環境污染的意識越來越強烈，對綠色包裝材料的應用越來越關注，生物可降解的新型包裝材料成為一個明顯趨勢。同時，減少包裝使用量、簡約實用的設計，以及包裝回收再利用系統的推廣也是未來發展的趨勢。智能包裝技術有望在糧食制品包裝領域得到應用，為消費者帶來更好的購物體驗。但同時要意識到，糧食制品包裝領域仍面臨一些挑戰和機遇。近年來，為提升食品安全并減少環境污染，社會日益重視天然高分子材料的應用，可生物降解的新型包裝材料受到廣泛關注。目前，環保包裝材料的應用已成為明顯趨勢。隨著人們對環境保護意識的提高，對塑料污染的擔憂也日益增加，因此可降解材料和可回收材料的使用將會更加廣泛。同時，減少包裝的使用量、簡約實用的設計以及包裝回收再利用系統的推廣也是未來發展的方向。隨著科技的進步，智能包裝技術也有望在糧食制品包裝領域得到應用。自動化包裝機械的引入可以提高包裝效率和減少人工成本。同時，新材料的研發和應用也為糧食包裝帶來了革命性的變化，為消費者帶來更好的購物體驗。總的來說，糧食制品包裝行業正朝著綠色、數字化和獨特化的方向發展。期待在未來能夠出現更多創新的包裝材料、設計和技術的應用，給消費者帶來更安全、便捷和環保的糧食制品包裝解決方案。

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