智能化包装潜力无限

智能化包装潜力无限

智能化包装材料研发与应用，是当今食品包装发展新趋势，具有巨大市场潜力。本文概括了智能化包装的概念以及技术特点。简要论述了当前世界上已有应用的、以及正在开发的各种智能化包装新品种及其技术知识关键、应用领域与效果等。笔者认为，尽快掌握这些技术知识信息对于提高中国包装技术水平，发展具有中国自主知识产权的食品药品包装技术大有裨益。

智能化包装的概念

根据调查，有近80％的人认为产品的安全性乃是食品包装中的重要问题；而在顾客中，有73％的人认为产品的方便性是最重要的；对于商场客户来说，有70％的人认为产品保质期最为重要。因此，市场流通食品的产品的安全性、产品的保质期和产品的使用方便性，就是对食品包装的总体要求。

在全球包装市场，智能化包装的概念已被广泛应用于商品，如包装内部质量指示剂(器)(Qualitylndicators)，活性包装材料(ActivePackaging)，食品的泄漏指示剂和新鲜度指示剂等新概念都成为专利。智能化包装指示的关键理念是它们能够直接提供关于产品的质量、包装内部和顶部空间的气体以及包装件储藏条件等信息。使用含有吸氧剂的“活性”包装(材料)能吸收包装中食品释放的氧，阻止面包和比萨饼表层霉菌增长或引起植物油哈啦味(败坏)的有机微生物的增长，降低食品变质的风险，使食品长期保持香味。“智能”包装能改变颜色，让顾客知道食品新鲜程度，显示是否由于贮存时温度变化或包装泄漏而导致食品变质败坏。包装中活性组分只要是符合欧共体等其他食品安全法规要求，便可使用，并通过标签告诉用户关于活性包装的种类和特性。

食品包装的智能化手段时间－温度指示剂

附在包装物表面的时间—温度指示剂(Time—Temperature lndicators，TTI)，能对食品的贮存时间和贮存温度作出显示。但是TTI并不只是时间或温度“标签”，而是记录了食品在贮存和销售期间的温度变化的连续过程，进而预示食品的质量变化情况。实际上TTI是建立在化学、机械学、酶学、微生物学等基础上的质量监控系统。TTI作为质量监控器，可以指示包装食品的温度变化和因温度变化引起的质量下降水平。TTI主要应用于两个方面：1)作为仓库管理和零售食品的巡回检测工具，可以据此对临近到期的食品作出正确的处理是继续陈列还是处理掉，这有助于保持所售食品的质量水平的稳定状态。TTI的应用有助于建立一个真实销售物系统。2)每个包装产品的TTI是一个动态的或活性的包装内部的货架期标签而不是一个开放式的日期标签。TTI能够确保消费者所购食品是否保存良好、是否正处在货架寿命之内。

化学泄漏指示剂

气调包装(Modified AtmospherePackaging，MAP)是指选用密封性能较好的材料包装产品，并采用一定方法来调节包装内的气体环境，以减缓氧化速度，抑制微生物的生长和阻止酶促反应等，从而延长产品的货架寿命。一个专为检测MAP衷心希望实验机操控体系在往后的展开中越发完善！泄漏的氧指示剂专利——以氧敏染料为基础的指示剂适合于MAP产品的质量控制，它除了含有氧敏成分，还包含了吸氧成分，可以与包装空间的氧气发生不可逆的化学反应，生成稳定的化合物，从而达到减少或消除包装中氧气的目的，延长产品的货架寿命。因为在指示剂中含有吸氧成分，所以泄漏指示剂不会与MAP中的残余氧发生反应。而且指示剂溶人了薄膜中，防止了在包装加工过程中的氧化作用。

其它多数适用于商业的可见性氧指示剂，与某些已开发的不可逆泄漏指示剂不同，颜色变化上是可逆的，颜色依据存在的氧气浓度而变化。然而，在泄漏指示剂中的可逆性并不可取，因为，由于包装完整性丧失而进入包装件的氧气可能会在微生物的生长中被消耗光。

新鲜度指示剂

新鲜度指示剂通过对微生物生长过程中产生的新陈代谢产物的反应来直接指示产品中的微生物质量。基于由挥发性化合物引起的反应而进行的直接新鲜度指示剂的开发受到关注。贮藏期间的家禽包装老化会产生大量的硫化氢。当它与肌血球相遇时，硫化氢能形成一种绿色素——硫肌球素。为了对家禽肉类的气调包装的质量控制，在以肌血球为基础的新鲜度指示剂中，运用了硫肌球素的形成法。

氢敏指示剂吸收高浓度肌球素溶液进入生化琼脂糖方形，并将方形封闭在透氢膜内。这种附加在容纳非腌泡烧烤食品浅盘包装用盖材料的内表面上，以肌球素为基础的被肉眼可见的颜色改变，与烧烤食品样本的质量有关。新鲜度指示剂其颜色改变随感官对气味的不良反应同时发生。

除了基于肌球素的指示剂外，其它可能对硫化氢敏感的指示剂材料也在研究。在化学氧化还原染料方面和会获得乐观的成果。

指示产品质量和安全性的智能包装的研制开发的必要条件是要知道产品质量和微生物新陈代谢浓度间的相互关系。

乙烯指示剂

乙烯对某些新鲜的和未完全成熟的水果和蔬菜能起到一种激素和熟化引发剂的作用。它能加速衰老和减少它们的货架寿命。乙烯吸收系统能不可逆地吸收水果或蔬菜产生的乙烯，且只需少量的清除剂。一种特殊的清除系统(澳大利亚的CSIRO)，当同乙烯反应时会呈现粉红色并可以用来显示反应的程度和乙烯清除剂的存在。

酶(pH)反应型指示器

酶反应型指示剂实质上是一类pH值指示剂，它测量的是酶催化的脂类底物水解释放的质子H。质子释放速率与温度有关，温度越高，其释放速率越快，通过颜色的改变可以推测出食品的剩余货架期。有瑞典Vitsab环形指示器，指示器由两个隔开的小囊组成，一个囊中装有分解脂肪的酶的水溶液，另一袋中装有载有脂类底物的聚氯乙烯水溶液，溶液中放有pH指示剂。在使用时，先通过外力压破两个小囊之间的隔膜，使两种溶液混合，整个溶液成酸性，pH指示剂的颜色也就随之改变。根据内环颜色的变化，消费者可以判断出是否可以食用。内环颜色为白色时，处于未激活状态；如内环的颜色与左侧箭头内颜色相近时，表示可以食用；与右侧箭头颜色相近时，就不能食用。在未激活之前，这购买试验机质量怎么保证？种指示剂可以在室温下保存，使用起来比较方便，既可以固定在包装密封上，也可以安放在货架内的包装袋之间或散装箱内。

扩散型指示器

扩散型指示器是根据物质的扩散特性而设计的。物质的扩散速度与温度有关，温度越高，扩散速度越大。下图为扩散型指示器的混合进程图。指示器是由两片垫板组成的封闭盒体，盒体为为两室a和b，室a内贮藏脂肪酸酯和蓝色的酞酸酯混合物，室b内有一条长的吸液芯带，吸液芯带可作化学混合物扩散用的轨道；室a与室b之间由聚酯膜层隔开。当温度高于化学混合物熔点时，聚酯膜就会融化，指示器即被激活，化学混合物将沿着轨道向右扩散，通过五个“蓝眼”和位标就可以知道食品接触温度的历程和剩余货架期。当位标为“5”的“蓝眼”变成蓝色时，表示食品已到了货架寿命期。

智能化包装未来趋势

现在商业中用到的智能包装概念，包括了因随时间—温度(TTS)的可视性变化或因产生某些化合物而起反应的标志物。在大多数情况下，这些可视性指示剂是很适用。举芬兰为例，一个由芬兰农业林业部投资，由渔业销售协会共同参与的国家级项目，正在进行能够对包装的鱼类产品的质量进行测评的商业时间—温度指示剂的适配性能的研究。鱼类产品的感官和微生物质量，是作为在不同的恒定或变化温度条件下的时间的函数来进行评估的。同时，可依据现有的货架寿命期数据选用不同的时间—温度指示剂，贴在零售包装的表面，可由视觉或仪器监控。在比较特定温度条件下指示剂颜色改变率同鱼类产品质量的变化作比较。

可以预计，将来的食品用智能包装会含有更复杂的、远程可读的非视觉信息。标签可能会象芯片；而油墨技易于清洗术的进步也许能用上更精细的印刷线路。安全标签和无线电频率识别(RFID)标签是电子标签的初例，除了产品识别信息、生产日期、价格等以外，电子标签还可作为时间—温度、泄漏和／或新鲜度指示剂。很可能随着电子学和生物科技的进步(如生物传感器，免疫诊断学)，更加全新的智能包装概念将进一步扩展。

信息来源：中国食品工业