食品安全与包装材料的阻隔性

BarrierPropertyofFlexiblePackagingandItsImpactonFoodSafety软塑包装材料的阻隔性与食品安全目录一．包装材料的阻隔性与食品安全二．整体包装测试的重要性三．阻隔性的国标测试方法与国际方法的比较FunctionsforModernPackaging现代包装的功能产品的容器合理尺寸,形状方便使用产品安全的第一道防线阻隔性整体密封性信息,市场功能产品成份,使用说明外观设计吸引顾客包装是产品生产的一部分PackagingMaterialandFoodSafety包装材料与食品安全CompatibilityofPackagingMaterialandFoodProduct.包装材料与产品相容性Migrationofresidualchemicalsinpolymer残余化学物从包材致食品的迁移BarrierPropertiesofPackagingMaterials包装材料的阻隔性PackageIntegrity包装的完整密封性Compatibility包装材料与产品相容性食品是否与包材有化学或物理反应?要求对包装材料的性能以及食品特性有透彻的了解Migration残余化学物从包材致食品的迁移美国FDA规定:与食品直接接触的包材:禁止含有致癌物或者可疑致癌物非致癌化学物或添加剂含量最终迁移致食品的量必须低于0.5ppb(μg/kg)(MethodsandapproachesusedbyFDAtoevaluatethesafetyoffoodpackagingmaterials)BarrierProperties阻隔性在包装中的重要性满足产品保质保鲜的需要,保证预期的货架寿命保证食品卫生安全,减少因食品变质而引起公众疾病的危险减少防腐剂的使用常规检测:高分子材料透氧率,透湿率PackageIntegrity包装的完整密封性由劣质热封接缝,针孔等造成的包装泄漏,不仅降低了产品的货架寿命,也对消费者的健康带来损害.要求:对终极成型包装在实际应用条件下进一步测试,确证包装的阻隔性,物理性能在加工物流和销售环节中未受损坏材料的阻隔性与渗透渗透------肉眼看不见的过程所有的塑料都有渗透性Permeationisimpactedby……影响阻隔性的因素……Environment:环境temperature温度relativehumidity湿度Materialitself:材料本身FickianbehaviororNon-Fickian线性或非线性材料MaterialProperties结晶度,分子间吸引力,添加剂,样品厚度影响阻隔性的因素-----温度温度每升高1C,渗透率增加5to7%-----同样材料的渗透率在热带地区与寒带地区会不一样Temperature(C)PermeationRate(g/m2-day)影响阻隔性的因素----湿度-----某些材料的阻隔性在潮湿环境与干燥环境会不一样EVOHDrivingForce,orConcentrationEffect渗透物的推动力或浓度对不同材料的影响F(x)=-D(dc/dx)ForFickianmaterials(orthosethatobeyFick’sLaw),permeationislinearwithconcentrationforallconcentrationranges.渗透率与渗透物浓度成正比(Ficken材料)渗透率与渗透物浓度关系非线性(non-fickian材料)Factorsinfluencingpermeationandtransportproperties影响渗透和传递的材料因素EffectoftheactualchemicalsubstituentonthepolymerbackboneThedegreeofpacking,crystallinity,andorientationofthemolecularchains.Thesusceptibilitytomoistureandotherpossibleinteractantswiththechains.Thenatureofthepolymersurfacecontactingthepermeant.Additivesusedinmanufacturingormodifyingthepolymer.Thickness,multiplelayers[高分子的立体结构,结晶度,链取向,亲水性,表面性能,添加物,厚度,多层结构等都对渗透和传递有影响……]CaseStudies---FoodSafetyApplication阻隔性与食品安全应用举例食品变质的原因与阻隔材料选择?氧化……解决办法-----氧气阻隔材料,例如PET,PVDC,Nylon,EVOH受潮,发霉…….解决办法-----水汽阻隔材料,例如PP,PE氧化,受潮……解决办法-----复合材料,例如PP/PET/PE,PET/Al/PE上述,以及芳香味遗失……..解决办法--------复合材料,例如PP/Nylon/Al/PE其它方法包装内加除氧剂,除湿剂;真空包装,充氮包装,气调包装应用举例:袋装美式火腿官司某肉食品加工厂生产袋装美式火腿选择高阻隔材料塑料袋投放市场后在保质期内产品变质严重期间包装袋本身也出现层间薄离现象因损失严重,厂家投诉塑料袋供应商…应用举例:袋装美式火腿官司被包装产品:美式火腿------为使肉质鲜嫩,加工时添加水溶液,故产品含水量高.包装后,袋中RH=75%包装袋材料:Nylon/PE复合层透氧率:0.05cc/(bag*24hr),(在4C及0%RH测试)0.4cc/(bag*24hr),(在4C及75%RH测试)应用举例:袋装美式火腿官司失败原因分析:对材料性能缺乏了解--------Nylon本身在0%RH是很好的氧阻隔材料,但在高湿度下阻隔性变差没有考虑材料与产品的相容性-----与产品直接接触的Nylon层受高湿度影响而溶胀,进而阻隔性下降并出现层间剥离的自然现象.对产品本身属性的忽视-------选材时没有考虑实际应用中产品的湿度问题只对0%RH的OTR测试,作出错误决定.应用举例:袋装美式火腿官司解决方案:1)选择类似PE/Nylon/PE复合膜,降低水汽对Nylon的直接影响2)在实际使用条件(例如75%RH)下对薄膜及成型袋子透氧率评估应用举例:华夫饼干包装袋-----环境温度,湿度对选材的影响材料A(很好)材料B(好)材料C(中等)测试条件销往北欧PASSPASSPASS15C,30%RH销往南韩PASSPASSFAIL23C50%RH销往泰国PASSFAILFAIL30C,85%RH薄膜测试与包装体测试大多数新产品的研发只测试薄膜而不进行包装件测试。下面用一个例子来说明整体包装件测试的重要性应用举例:婴儿奶粉包装材料的选择奶粉厂要把奶粉的罐装包装改成袋包装因为奶粉遇氧气或遇水汽都容易变质,必须采用高性能的复合阻隔材料应用举例:婴儿奶粉包装材料的选择样品编号待选材料结构1PET/Al/Nylon/LLDPE2PET/Al/PE3PET/Al/PETMET/PE4PET/Al/Nylon/PE5PET/PE(extruded)/Al/PE(extruded)/PE待选材料薄膜样品实际测得值样品编号OTR(cc/m2h-day)WVTR(g/m2-day)10.0050.00520.0050.00530.0050.00540.0050.00550.0050.005包装袋理论估算值样品编号OTR(cc/pkg*day)WVTR(g/pkg*day)10.00040.000420.00040.000430.00040.000440.00040.000450.00040.0004应用举例:婴儿奶粉包装材料的选择包装整体测定Assembledsamples应用举例:婴儿奶粉包装材料的选择包装整体测定包装袋实际测得值样品编号OTR(cc/pkg*day)WVTR(g/pkg*day)10.0110.002120.0320.001030.0400.002240.0360.003450.0520.0015包装袋实际测得值与实际值比较观察袋子的内部所发现的次点“半穿透”裂缝和“半穿透”针孔发生在主要阻隔层(Al层)折痕处------加工过程原因应用举例:瓶子的WVTR测试举例瓶子WVTR测试结果比较BottleWVTRResults00.020.040.060.080.10.12W-1W-2W-3W-4W-5W-6(nocap)DifferentlinerinW1toW-5OTR(cc/bottle-day)SampleNameWVTRTransmissionRate(g/package-day)W-10.00081W-20.00089W-30.00099W-40.00092W-50.0107W-6(plateepoxyed)0.0003瓶盖填片材料的差异可造成从瓶盖处不同程度的渗透和微量漏气.土豆片软包装袋的困惑土豆片-------某食品公司新产品之一,充氮镀铝膜软包装未过保质期,但客户发现土豆片已出现异味,已明显地变质.厂家在装袋前测定空袋子,各项指标合格.这是什么回事?我们的观察方法…把产品取出,把袋子剪开关掉日光灯,在黑暗中开一小台灯把展开的袋子对着光源…….♪♪twinkle,twinkle,littlestars…♪运输过程中土豆片对袋子损坏我们的建议……对装有硬质食品的软包装袋,其合格与否应考核更严格的指标用如下仪器对包装材料进行揉搓扭曲处理后再测定阻隔性是否合格软塑包装材料影响食品安全的要素包装内氧气的来源顶空溶解的氧气产品包装从外部来的渗透泄漏软塑包装材料影响食品安全的要素了解食品特性,了解包装材料性能,论证材料的安全性以及与产品相容性用实验测试手段,在实际应用条件下对包装材料的阻隔性进行评估,合理选材对终极成型包装在实际应用条件下进一步测试,确证包装的阻隔性,物理性能再加工,物流和销售环节中未受损坏一些特殊包装……为了进一步延长保质期,可设计一些特殊包装:包装内加除氧剂,除湿剂真空包装充氮气包装气调包装真空包装、充氮气包装——顶空分析仪真空包装充氮气包装MOCONPacCheck®Model800Series顶空分析仪检测包装袋内氧气含量的增加,针孔大小与,内空间体积CO2渗透透氧、透湿美国Mocon公司密封性顶空谢谢！Mocon中国区独家代理：北京丹贝尔仪器有限公司北京朝阳区北辰西路69号峻峰华亭C座515室Tel:01058772500/01/02/03Fax:[phone]上海市万航渡路888号开开广场13楼Q座Tel/Fax:[phone]/[e-mail]