歐洲提出有關(guān)“活性包裝”（active packaging）的爭論已有10多年的歷史了，日本對這一話題的爭論歷史則更長達(dá)25 年。針對這一爭議，2002年11 月在比利時布魯塞爾召開了由世界各國主要塑料助劑和包裝材料生產(chǎn)廠商的專家和管理人員參加的特別國際會議。然而，盡管進行了多種有關(guān)活性包裝的研討活動，人們還是不可能在超市貨架上發(fā)現(xiàn)活性包裝的蹤跡。除了部分應(yīng)用場合，在歐洲市場上較常見的也就是用于盛裝意大利小方餃的托盤以及PET啤酒瓶蓋等制品。
“活性包裝”的概念來自于與通常由法律或習(xí)慣所選定的“惰性”包裝材料相反，特別指應(yīng)用在食品包裝上，并由目前歐洲法規(guī)認(rèn)可的具有“屏蔽”功能的包裝材料。換句話說，這種包裝制品可保持包裝內(nèi)容物的特性，使之不受環(huán)境因素的影響而有所改變。另外也包含著某種包裝制品可以突破歐洲有關(guān)法律法規(guī)，具有改善包裝內(nèi)容物的特性等功能性包裝材料。在美國和日本所執(zhí)行的法規(guī)則沒有歐洲那么嚴(yán)格。
歐盟委員會最近提出了2002/72/CE法令，允許部分抗菌劑用于塑料食品包裝。在食品包裝行業(yè)，活性包裝的定義主要是根據(jù)歐洲特別研究中心提出的可改善包裝物條件的體系（通過釋放物質(zhì)、排除或抑制），可延長包裝物使用壽命；提高衛(wèi)生安全性；改善氣味和口感特性，同時保證其品質(zhì)不變。
除濕劑和抗腐劑
通常在電子和通訊器械包裝制品內(nèi)裝有硅膠（或其他除濕物質(zhì)）的小包裝袋被認(rèn)為是一種早期的活性包裝形式。由于這些不是塑料包裝材料，在這里不再討論。另一個活性包裝的例子是，無論是薄膜或紙，都屬于防腐包裝材料。有時用作電子和機械部件的保護外層，甚至作為整個機械設(shè)備的防撞擊保護套。其中所起的作用是通過特殊的揮發(fā)性物質(zhì)，稱作為VCI (Volatile Corrosion Inhibitors)。VCI 通常摻入到包裝材料內(nèi)，這樣獲得了防腐紙或者可釋放出VCI 的塑料薄膜。VCI 從包裝層表面緩慢滲移，并充滿包裝層內(nèi)部空間，如此給金屬部件以保護作用?？筛鶕?jù)氣候條件、保持時間長短以及所需保護的金屬種類，選擇不同的VCI 配方。美國已開發(fā)出一種專用薄膜，用于保護銀質(zhì)或其他貴重金屬部件，據(jù)稱其中包含有一種未解密的物質(zhì)，可以抑制氣體對金屬的腐蝕，從而避免金屬表面產(chǎn)生發(fā)黑現(xiàn)象。然而，由于VCI 薄膜的作用原理不同，根據(jù)電——化學(xué)作用致使金屬表面鈍化，這比僅在包裝層內(nèi)吸收氧氣或其他氣體的效果要好。
抑氧劑
雖然目前利用對氧具有高阻隔性的塑料以及應(yīng)用在包裝方面的技術(shù)已十分成熟，可最大限度地減少氧氣含量（例如真空或改性氣體包裝），但對包裝物內(nèi)減少氧氣含量的要求還十分強烈。事實上，氧氣被食物吸收而使包裝內(nèi)的濃度有所稀釋。另外，高阻隔性塑料制品價格昂貴，并且通常難以加工。將中等阻隔性復(fù)合塑料應(yīng)用在包裝上，在多種應(yīng)用領(lǐng)域其抑制氧氣濃度的效果要比目前習(xí)慣使用的玻璃和金屬包裝要好得多。
另一個流行的開發(fā)項目是內(nèi)層涂有抑氧劑的啤酒瓶蓋。由于有了這種抑氧劑，可采用PET 瓶取代玻璃瓶灌裝啤酒，并保證在裝瓶后大約9個月時間內(nèi)啤酒的原始風(fēng)味和口感不變。實際上，在多年以前已經(jīng)開始使用“抑氧”包裝，也包括在包裝物內(nèi)減少由氣體引起的化學(xué)和生物特性變化的包裝體系，并且在不斷地改進和發(fā)展。“活性包裝”研究的方向是，在具有專用性的同時可轉(zhuǎn)化成巨大的商業(yè)應(yīng)用市場的包裝體系，而目前流行的趨勢是把活性劑從真正的包裝材料中分離出來。
含抑氧劑的包裝體系最好經(jīng)過一個活化階段而起作用，應(yīng)用這種抑氧劑的復(fù)合薄膜就可廣泛地應(yīng)用于各種包裝場合，其活化作用需要有一定的因素激發(fā)。以下介紹3種在市場上出售的特種塑料用抑氧劑：
1、瑞士汽巴公司/Ciba出品的Shelfplus 02系列抑氧劑，可通過食品的濕度而活化或在巴氏殺菌過程中綜合濕度和溫度而活化，從而發(fā)揮作用；
2、芬蘭Bioka公司出品的Enzymatic系列抑氧劑，其通過濕度的活化性很強；
3、CPChem 公司（前身是Chevron-Phillips）出品的OSP 系列抑氧劑，利用紫外線輻射激發(fā)而活化。所有上述抑氧劑都需制成具有以下典型結(jié)構(gòu)的復(fù)合薄膜，包括內(nèi)層至外層，如有一層高阻隔性的聚合物（如PA）、抑氧劑、一層低阻隔性聚合物（如PE 或EVA）。其中，抑氧劑可隔離空氣中的氧氣，并且通常不直接接觸到食品。
Wipak Walsrode 公司利用Shelfplus 型助劑生產(chǎn)出Combitherm 23 115/408牌號薄膜，外觀呈銀灰色。最適合用在包裝物內(nèi)濕度飽和的環(huán)境中，卷繞收藏時必須放在干燥的環(huán)境（相對濕度低于40％）。
Bioka 公司的產(chǎn)品目前正在開發(fā)中，其商品化包裝呈粉狀袋裝，正在向?qū)I(yè)生產(chǎn)廠商推薦使用，可用于生產(chǎn)層壓產(chǎn)品。
Cryovac 公司采用CPChem 公司的OSP 抑氧劑，生產(chǎn)出OS 1000薄膜。這種薄膜具有優(yōu)異的性能，被瑞士雀巢公司下屬的Nestle Buitoni公司選用，用于包裝各種面食品并投放到美國市場。這種包裝盒壁是熱成型EVOH 阻隔結(jié)構(gòu)層，盒子上部分采用擁有抑氧劑層的OS 1000型薄膜密封，如此可使食品包裝盒內(nèi)的氧氣含量降低至0.1％以下，可延長產(chǎn)品貨架壽命50％，因而榮獲了美國軟包裝協(xié)會頒發(fā)的“技術(shù)創(chuàng)新金質(zhì)獎” （Gold Award for TechnicalInnovation）。
乙烯捕捉劑
對塑料工業(yè)而言，乙烯捕捉劑是非常有趣的觀點。乙烯是從石油中提煉實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的碳?xì)錃庀鄦误w，主要應(yīng)用于生產(chǎn)聚乙烯塑料。令人驚奇的是，乙烯同樣可以在植物的新陳代謝中產(chǎn)生，其作用就像催化劑一樣可促使水果成熟和變軟。尤其是乙烯積聚在包裝材料內(nèi)，就會使得在商店里采用密封包裝出售的新鮮水果和蔬菜很快腐爛、變質(zhì)。
其主要對策是利用放在包裝內(nèi)的一小袋乙烯捕捉劑先去除氧氣。這一步驟使用高錳酸鉀十分有效，但高錳酸鉀對人體有害，因而不能直接用于食品包裝。
其他用于去除乙烯單體十分有效的礦物質(zhì)還有沸石、方石英以及部分種類的碳酸鹽。這些礦物質(zhì)在薄膜的生產(chǎn)應(yīng)用中還可能起著關(guān)鍵作用。奧地利EIA Warenhandels公司利用沸石生產(chǎn)的Profresh品牌添加劑，可直接用于普通在第十屆中國國際加工、包裝及印刷科技展覽會（Propak China 2004）上，美國羅克韋爾自動化公司的展位上人頭攢動，觀眾如潮，前來參觀食品、飲料、醫(yī)藥及包裝加工設(shè)備的專業(yè)人士對該公司實現(xiàn)“包裝機械速度與精度完美結(jié)合”的自動化解決方案、產(chǎn)品和技術(shù)的簡捷實用性以及高投資回報性產(chǎn)生了極大的興趣。這也正是我國許多包裝設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)當(dāng)前所面臨的實際挑戰(zhàn)與競爭機遇。為此，記者專門采訪了美國羅克韋爾自動化公司全球OEM 項目總監(jiān)Doug Burns 先生。
Doug Burns先生告訴記者，總部位于美國威斯康星州密爾沃基市的羅克韋爾自動化公司始終定位于全球市場的不斷增長。該公司在全球80多個國家設(shè)有450多個銷售和支持機構(gòu)，有雇員23000 名，其中有五分之一在現(xiàn)場直接為客戶服務(wù)。除了一個遍布全球的研發(fā)中心網(wǎng)絡(luò)，該公司還與3500多家授權(quán)的代理商、系統(tǒng)集成商和解決方案供應(yīng)商建立了伙伴合作關(guān)系。
羅克韋爾自動化公司為用戶提供世界一流的產(chǎn)品，匯集了國際知名的品牌，如艾倫·布拉德利——工業(yè)控制和系統(tǒng)解決方案的首要供應(yīng)商；瑞恩電氣——電機及控制方案的首要制造商；道奇——專門提供機械動力傳輸設(shè)備的制造商；羅克韋爾軟件——開發(fā)和支持自動化軟件的先驅(qū)。該公司自動化解決方案不僅符合 ISO9000、歐洲CE標(biāo)志準(zhǔn)則，也滿足了中國的CCIB 標(biāo)準(zhǔn)和CCC 認(rèn)證，為客戶提供了從控制到最終連接到負(fù)載的各種解決方案。
羅克韋爾自動化公司從1988年進入中國，在廈門建立第一個實體——艾倫·布拉德利廈門有限公司以來，在中聚乙烯薄膜的生產(chǎn)，無需采用多層復(fù)合薄膜也可獲得良好保鮮效果，并且已獲得美國FDA和德國官方頒發(fā)的食品認(rèn)證。然而到目前為止，上述所有型號的添加劑，都會對包裝制品的美觀帶來負(fù)面影響，原因是用其制造出的薄膜容易扭曲，同時呈半透明狀。
包裝內(nèi)需要消除的其他物質(zhì)，如經(jīng)過存放一段時間后，從油脂中散發(fā)出的惡臭氣味。在化學(xué)上稱之為醛類物質(zhì)，其中最具代表性的是己醛。清除醛類物質(zhì)并不能使食物避免進一步氧化。無論如何，這是一項延長產(chǎn)品壽命而切實可行的技術(shù)。因為食物富于營養(yǎng)的成分在嚴(yán)重腐爛變質(zhì)之前，這類化學(xué)物質(zhì)發(fā)出的味道就很容易被人嗅到。
美國于1994年就批準(zhǔn)了消醛薄膜專利權(quán)的申請保護，目前杜邦公司/DuPont正在進行消醛薄膜的商業(yè)化開發(fā)工作。其中使用的助劑就是乙烯捕捉劑。但是其化學(xué)作用機理仍不清楚，有幾家意大利大學(xué)的科研人員正在為此進行專項研究。今天，人們普遍認(rèn)識到如何消除薄膜包裝內(nèi)其他的難聞氣味（尤其是存放鮮魚時發(fā)出的胺類氣體）以及新鮮蔬菜呼吸過程中所產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w，但到目前為止還沒有商業(yè)化開發(fā)應(yīng)用的報道。
抗菌劑
食品變質(zhì)主要是微生物在作怪，在食品內(nèi)添加殺菌劑可起到很好的作用。事實證明，在塑料中添加抗菌劑也取得了良好效果，特別是用在潮濕環(huán)境中的PVC 制品上。這種塑料要求有抑制微生物的功能，因而在生產(chǎn)配方中含有大量的生物降解型增塑劑，以使塑料表面易于流動成型并殺滅細(xì)菌。
開發(fā)使用抗菌劑殺菌的本意在于對革蘭氏染色呈陽性的細(xì)菌進行滅殺。目前，Nisine是普遍流行采用的部分食品殺菌劑，部分有機酸（如山梨酸、丙酸、苯甲酸衍生物）也已證實可用作食品防腐劑。
上述各種活性包裝的應(yīng)用越來越多，延長食品保質(zhì)期的效果也不斷擴大，但應(yīng)用時不能忽略食品衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。
轉(zhuǎn)載自：中國包裝工業(yè)
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