刘 峰 李栋钢 谭小刚 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）

香肠在中国有着悠久的历史，很多地方已经形成自制香肠的习俗。市售香肠调料品种、口味较多。但是香肠调料属于季节性产品，产品市场货架期不长，流通周期较短，一般在每年9月至次年2月（春节前）。因此，在生产香肠调料时，各厂家为控制包装成本，避免过度包装，多采用普通食品复合袋直接进行灌装。此种复合软包装是将2层或多层复合膜按一定的组合方式粘合而成，是对各层材料不同功能的组合。优异的阻隔性能和良好的经济适用性，使其在食品生产包装过程中被广泛采用。其中干式复合设备投资相对低［1］，复合剥离强度高，技术成熟且成本相对较低是目前国内食品包装的主要复合方式。

目前某些口味的香肠调料为了改善口感，在配料中添加了酒类物质。此时采用普通复合袋进行包装后，在较短时间内会出现“起泡”现象［2，3］。当“起泡”成片时，复合包装袋的剥离强度几乎为零，出现严重脱层。此时包装袋的阻隔性也随着脱层而明显降低［4，5］，产品在2个月时间内便失去大量水分而板结，特征香味也流失严重［6］。若遇冬季雨天等潮湿环境，包装后1周内，包装材料就开始“起泡”。同时，包装的透明性也发生较大变化，影响产品的商品美观性。

聚氨酯粘合剂是目前在软包装材料领域中大量使用的粘合剂［7］，它富含的异氰酸酯基（—NCO）具有很高的化学反应活泼性，能够与多种基材形成良好的粘接［8］。但是，异氰酸酯基也会与渗透到膜材中与醇、酸、水等发生反应，产生CO2气体，导致包装的剥离强度逐渐降低。

与醇反应：R1NCO＋HOR2→R1NHCOOR2

与酸反应：R1NCO＋HOOCR2→R1NHCOOOR2→R1NHCOOR2＋CO2↑

R1NCO＋R1NH2→R1NHCONHR1

但是目前关于此类的研究报道鲜见，尚缺乏有效的控制措施及手段。根据经验，采用含有PVDC等高阻隔材料的多层共挤膜、陶瓷蒸镀膜等在一定程度上能缓解“起泡”的问题［9］，但是其高昂的价格令调味品厂家难以担负。为了改善这种情况，保证产品在流通周期内对内装食物的保护及商品的良好展示性，在对四川天味食品股份有限公司的香肠调料包装长期摸索的基础上，本研究拟从改善包装材质等方面出发，在成本可行的前提下，探索解决包装“起泡”的问题，为复合包装袋在含酒精调味料中的广泛应用打下基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料

香肠调料、包装材料：四川天味食品股份有限公司。

1.1.2 主要仪器设备

抗压试验机：DCP－KY50KL型，四川长江造纸仪器有限责任公司；

香肠调料包装机：XY－420型，安徽信远包装科技有限公司；

压差法气体渗透仪：VAC－VBS型，济南兰光机电技术有限公司；

水蒸气透过率测试仪：W3／031型，济南兰光机电技术有限公司。

1.2 方法

1.2.1 材质改进试验 将外膜材料（BOPP，PET），中膜材料（PET，VMPET），内膜材料（CPP，RCPP，PE，乳白 PE，PPPE共挤［10］）等几种膜材料按不同组合相互复合制成包装袋［11，12］。装入酒精含量为8%的调料后，分别在不同湿度的环境下贮存15 d后，检查包装袋情况。试验设计见表1。

1.2.2 复合内膜厚度的确定 选用 BOPP／VMPET／CPP组合的复合膜包装袋，其外层膜BOPP及中间层VMPET的厚度较固定。内层CPP的厚度规格较多，其热封性等直接影响包装合格率。使用BOPP18／VMPET12／CPP复合膜，装入酒精含量为8%的调料，试验不同内膜厚度对包装效果的影响。

表1 试验设计表Table 1 Test design

1.2.3 设备封合系统改进试验 选用BOPP／VMPET／CPP组合的复合膜包装袋，在封刀上增加弹簧缓冲，调节热封压力［13－16］。同时将封刀接触面设计为网纹形式，网点为四棱台形。装入酒精含量为8%的调料，分别试验改进前后的包装效果。

1.2.4 复合膜整体效果评价

（1）阻隔性能评价：使用气体渗透仪和水蒸气透过率测试仪测试BOPP／VMPET／CPP组合复合膜的透氧透湿，并与目前公认的阻隔性较好的超尼龙膜［17，18］进行对比。

将不同酒精含量（4%～12%）的调料装入BOPP／VMPET／CPP组合的复合膜包装袋。分别在常温常湿，常温潮湿的环境下存放15，30，45，60，90 d，查看包装效果。

（2）跌落评价及抗压强度：按照GB 4857—2008《包装运输件试验方法》进行跌落试验，验证BOPP／VMPET／CPP组合的复合膜包装袋是否满足运输要求。

整体跌落：单袋净重为220 g。按照6袋／层，共5层的方式装箱，则整件净重6.6 kg。整件毛重约为7 kg。按照跌落试验要求跌落高度为800 mm。跌落面为普通水泥地面。观察破袋情况。

堆码试验：整件堆码20层，约2.8 m，并设立安全警戒线。堆码24 h，观察破袋情况。

使用DCP－KY50KL型抗压试验机，测试单个独立包装的抗静压能力。分别取包装样各20袋。两袋重叠放于不锈钢凳上（抗压机的最小高度为200 mm），用纸箱抗压试验机平压。当其中一袋破裂或抗压机压力急速衰减时，停止，读取最大压力值。

2 结果与分析

2.1 材质改进试验

常用香肠调料复合包装袋的“起泡”，主要位于内层材料与中间层材料之间。“起泡”，内部含有强挥发性的液体，同时伴随强烈的产品特征香气。可见，产品的特征香气已大量穿过内层材料。测试p H显示，挥发性液体的p H为5，为酸性液体，与碳酸的酸性相当。出现这种“起泡”的原因可能是香肠调料中的乙醇、水分等小分子物质，穿透内层薄膜，与聚氨酯粘合剂中的异氰酸酯基发生反应，消耗粘合剂有效成分，同时生成CO2气体。由于内层材料厚薄不均，这些物质首先穿透较薄弱部位，形成“起泡”。因此，选择内层对醇和水有良好阻隔性能的材料有效缓解包装“起泡”问题。常用几种膜的特性见表2。

考虑到内层材料需要较好的热封性，结合对水及乙醇的阻隔性，内层材料可以在PE和CPP中选择。潮湿环境中，为避免外部水分渗入的破坏，外层材料也需要考虑其水分的阻隔性。因成本等因素，PVDC膜暂未试验。不同组合形式的包装效果见图1。

可见，当膜材质组合为1，2，7号时，即 BOPP／PET／CPP及BOPP／PET／PPPE共挤和BOPP／VMPET／CPP时，无论是在常湿还是在高湿的条件下包装不“起泡”均高达96%。如果内膜CPP采用低温热封CPP［20，21］，可以增强热封强度和减少高温对外层膜的损伤［20］；中间层采用VMPET，可以增加包装的机械性能及满足商品遮光的要求，而PET膜无法满足此要求；而作为外层的BOPP，不仅是印刷适应性极好材料，同时也能对外部水分起到良好的阻隔作用。同时，PPPE材料价格较高，增加成本较多（见图2），故优先选择BOPP／VMPET／CPP复合膜用于制作香肠调料包装袋。

表2 几种膜的特性参数［19］Table 2 Characteristic parameters of several membranes

图1 不同组合形式对包装效果的影响Figure 1 Effects of different combination of packing effect

图2 几种包装材料的价格Figure 2 Prices of several packaging materials

2.2 复合内膜厚度的确定

由图3可知，随着内膜厚度的提高，包装合格率也在提高。当内膜包装厚度达到45μm以后，包装合格率在99%上下浮动。可见采用45μm的内膜时即可在满足包装要求的同时控制成本。

图3 不同厚度内层CPP的包装合格率Figure 3 The packaging qualified rate of the different thickness of inner CPP

2.3 设备封合系统改进试验

CPP作为热封层，较PE脆性增加，热合温度区间相对较小，对封合系统的要求也较高。现有的食品包装设备，封合多为夹板或者滚筒式。其热合时采用气缸、伺服电机直接对封刀施压。在封刀与材料接触的封合瞬间，因封合压力难以控制，过大的冲击力对包材产生巨大的损伤。导致包装材料局部变薄、断裂等。这造成包装成品的抗冲击能力波动较大，极不稳定。故在封刀上增加弹簧缓冲，避免硬挤压损伤（见图4）。

图4 封合系统的弹簧缓冲示意图Figure 4 Diagrammatic sketch spring buffer sealing systems

同时，将封刀接触面设计为网纹形式，网点为四棱台形。避免锯齿形啮合面接触时对膜材的拉伸损伤。网纹沟槽有利于封合排气，减少封合褶皱，使整个封口更平整、美观。试验结果见图5、6。由图5、6可知，采用改进后的封合系统，包装承压力更稳定，2.8 m堆码破袋率从1%减低到0.06%，取得了明显的效果。可见增加弹簧缓冲能有效的提高包装合格率。

图5 封刀改善前后承压力测试Figure 5 Pressure test before and after the improvement of bearing in sealing knife

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

2.4 复合膜整体效果评价

将内膜厚度为45μm的BOPP／VMPET／CPP复合膜与当前公认阻隔性能非常优异的超BOPA／PE材料进行对比，结果见表3。由表3可知，无论是水蒸气透过率还是氧气透过率，BOPP／VMPET／CPP复合膜均优于超 BOPA／PE材料，可以满足含酒精调味料的包装需求。

表3 复合材料参数特性Table 3 Parameter characteristics of composite material

BOPP／VMPET／CPP复合膜对乙醇耐受性结果见图7。在高（12%）、中（8%）、低（4%）3个乙醇含量试验组中，在90 d内，中、低酒精浓度的试验组均能保持较高的包装合格率。但是在高浓度的试验组中，45 d后，包装合格率逐步下降。但是在实际应用中，香肠调料的酒精含量不会高于8%，即维持在试验组中的中等水平。可见BOPP／VMPET／CPP复合膜完全能够满足香肠调料的包装需求。

图7 不同酒精浓度的包装存放合格率Figure 7 Packing qualified rate of different alcohol concentration

在跌落试验中，无论是整件跌落还是单袋重叠跌落均无破损现象，满足运输的需求。同时使用抗压机测定抗压强度，结果见表4。封合系统改善后，能够明显提升抗压强度，有利于成品的运输及贮藏［22］。

表4 抗压强度试验结果Table 4 Test results of compressive strength

3 结论

使用BOPP18／VMPET12／CPP45低温的包装材质，能够满足含白酒香肠调料包装的储运条件。较好地解决“起泡”问题，并且能承受一定的冲击力，满足市场流通。这也是在不使用价格昂贵的高性能阻隔材料的条件下，综合考虑产品流通周期等因素，成功地将传统包装材料重新组合并应用于实践。

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