油脂类食品包装设计

油脂是日常消费和食品加工中的重要原料，广泛用在各种食品加工上，用于改善产品性质，赋予食品良好的风味和质地。食用油脂包括动物脂肪和植物油。作为人类三大营养素之一，油脂具有极高的热能，在人体内具有重要的生理功能。但是含油脂食品在贮运加工中极易发生氧化，油脂氧化所产生的产物会对含油脂食品的风味、色泽以及组织产生不良的影响，以至于缩短货架期，降低这类食品的营养品质。同时，油脂的过氧化还会对膜、酶、蛋白质造成破坏，严重危害人体健康。油脂的包装主要是防止氧化酸败，因此包装要做到密闭、隔绝空气、避光，其中首要的是隔绝空气。

一、影响油脂氧化的主要因素

影响油脂氧化的因素较多，总体上可分为内部因素和外部因素两大类。

1．内部因素

（1）脂肪中脂肪酸组成。油脂中的脂肪酸分为饱和脂肪酸（SFA）、单不饱和脂肪酸（MUFA）和多不饱和脂肪酸（SUFA）。常见的饱和脂肪酸有：软脂酸（C16：0）、硬脂酸（C18：0）、花生酸（C20：0）等；单不饱和脂肪酸有：油酸（C18：1）、菜子油酸（C22：1）等；多不饱和脂肪酸有：亚油酸（C18：2）、亚麻酸（C18：3）和花生四烯酸（C20：4）。一般的饱和脂肪酸是最稳定的，油脂的氧化变质是从不饱和脂肪酸的氧化开始的，油脂分子的不饱和程度越高，氧化作用发生越明显。多不饱和脂肪酸的不稳定性大于单不饱和脂肪酸，游离脂肪酸的氧化速度略高于甘油酯化的脂肪酸。天然脂肪中脂肪酸的随机分布降低了氧化速度，但当一些产品油脂中存在较多的游离酸时，会提高体系中微量元素对脂肪酸的催化活性而加快油脂的氧化。

（2）油脂内源性抗氧化剂。除油脂本身成分不同外，油脂本身还含有不同的内源性抗氧化剂（如生育酚、磷脂等）。内源性抗氧化剂的种类与含量随植物油的不同而不同。大多数植物油脂中含有不同程度的生育酚，例如大豆油87～280mg/100g，葵花籽油51～74mg/100g，小麦胚芽油180～520mg/100g。它们对油脂本身起到一定的抗氧化作用，从而影响油脂的氧化。

2．外部因素

影响油脂氧化的外部因素主要有水分活性（水分含量）、包装内氧气成分、流通环境温度以及光照等。

（1）水分。有研究表明，油脂食品中少量的水分（0.2％）被认为有益于油脂的稳定性。水能水化金属离子，降低其催化活性，防止亚油酸的氢过氧化物分解而产生自由基。但水分含量增加，脂类氧化速度便会呈现先快速升高，后基本保持不变，然后再次快速升高的变化。若水分含量过高，则油脂的自动氧化速度加快，例如油炸花生中平衡含水量在2.02g/100g时氧化酸败速度最慢。

（2）包装内氧气含量。氧是影响油脂氧化酸败的主要原因之一。空气中的氧油脂中的溶解氧皆会促进油脂的氧化。若含油脂食品的包装容器密封不严或所使用的包装薄膜透气性过大时，氧气容易透过包装渗透到容器内导致食品产生氧化酸败。油脂的氧化速度随大气氧分压的增加而增加，当氧分压达到一定值后，氧化速度保持基本不变。

（3）温度。温度是影响油脂氧化的最重要因素。一般化学反应温度上升10℃，反应速度便会增加一倍，油脂也不例外，脂肪自动氧化的速度，随温度升高而加快。

（4）光照。环境光照强度是引起油脂光氧化的主要原因，在含油脂食品的储藏销售过程中，使其氧化酸败的光源主要是太阳光、人造白炽灯光等。有学者指出，短波长光线（紫外光）对油脂氧化的影响较大，在油脂类食品的包装流通过程中，主要受橱窗和商店内部的荧光灯产生的紫外光影响。这些光是波长达390μm的紫外线和波长390～490μm的紫色和蓝色可见光，其光波与其他可见光相比较短，因此所含能量也较大。

二、含油食品抗氧化包装及货架寿命研究进展

由于含油脂类食品的主要氧化类型为自动氧化和光氧化，因此在这类食品的储存销售过程中须考虑到如何阻止氧化，保证食品品质。在食品加工中最普遍使用的是添加各种抗氧化剂的方法，但大多数抗氧化剂耐热性较差，因此仅靠抗氧化剂的添加并不能完全保证食品品质。为此，近几年来国内外学者、食品及包装业内人士越来越重视对这类食品抗氧化包装的研究。基于油脂氧化的基本机理，这类食品的抗氧化包装主要采取阻氧、避光的包装形式，以隔绝外界的氧气和光对油脂氧化稳定性的影响。

1．阻氧包装

主要指包装材料本身对氧气的阻隔性能。早期的食用油通常用玻璃瓶包装，由于玻璃密度大、易碎、携带不方便等缺点，近几年逐渐被聚氯乙烯、聚苯乙烯等各种塑料容器所取代。瓶盖多采用螺旋盖，盖内衬垫一层垫片，以增强其密封性。

在其他含油脂食品的包装中多采用多层复合材料，如BOPP/VMCPP、各种K涂材料的复合、铝塑复合材料等。

2．阻光包装

有研究表明，在环境温度、湿度和包装袋内氧气浓度相同的情况下，包装用材的透光性对这类食品的货架寿命有很大影响。GrithMortensen等人通过实验证明，在透明材料包装中，相对于氧气参与的自动氧化，干酪中油脂更容易受到光的影响发生光氧化。

针对紫外线对油脂氧化的影响，国内外学者把越来越多的注意力放在阻紫外光包装的研究上。传统的紫外线的阻光包装有两种：一是采用不透光的包装材料，如铝箔、纸以及它们的复合材料；二是让塑料薄膜着色或印刷。前者完全遮光，已经不具有透明材料特性；后者则透明性下降，使商品价值下降。为了达到既阻止紫外线照射又使包装透明的目的，可采用紫外线吸收剂加以解决。方法为将紫外线吸收剂混合在树脂中，制成透明包装材料，或者将掺有紫外线吸收剂的黏合剂或涂料涂覆在塑料薄膜上，由此得到既有透明性又能防止紫外线照射的薄膜。

紫外线吸收剂有两大类：有机物紫外线吸收剂和无机超微粒子紫外线吸收剂。前者使用较早且用途广泛，后者微纳米技术发展的产物，历史较短但具有优势和发展前途。目前具有吸收紫外线的包装材料主要有以下几种：

（1）ZDP-1功能复合膜。这种复合膜基材的适应范围较广，组合后用于生成复合膜。复合后的薄膜黏合强度、热封强度和耐煮度几乎不变，不损伤透明性，可阻止95％的紫外线，且防紫外线功能稳定性好。目前这一薄膜在糕点等快餐食品领域已经实用化，并在茶叶、面条、海菜和熟肉制品逐渐推广使用。但其缺点在于无法防止可见光的透过。

（2）加入氧化铁超微粒子紫外吸收剂制得的极其透明包装材料。经测试证明，该类材料厚度约1mm的片材基本上就能阻止波长400nm以下的光，但波长在600nm以上的可见光还是可以透过包装材料。

除此之外，在食用油的PET瓶内添加紫外线阻隔层，可有效地阻止90％的紫外光，有效阻止食用油的光氧化过程。

3．真空、充气包装

对于油炸、油炸膨化含油脂类食品，油炸工序多使用富含不饱和脂肪酸的棕榈油，且油炸过程通常在有催化作用的金属容器内，暴露在空气中进行的，油中过氧化值很高，油炸后有相当多的油留在成品表层。使用传统包装形式包装后袋内空气多，袋的阻隔氧化性能并不理想，在贮运过程中必将继续氧化，导致过氧化值的上升幅度加大。并且这类食品极脆，在运输过程中容易破碎，因此这类食品多采用真空、充气包装以有效地减低过氧化值对人体的危害性。

4．脱氧活性包装

采用充氮或真空包装的优点是安全、无毒，对人体无害，但设备费用较高，且无法完全去除包装中的全部氧气。包装中氧气残存量在2％～5％之间，并不能完全抑制油脂氧化的发生，因此目前的含油脂食品包装开始应用脱氧包装形式。脱氧包装属于活性包装的一种，最早在日本被开发，目前在日本、澳大利亚和美国等国家已经在市场上使用10年以上。这种包装在很短的时间内吸收包装内的氧，使包装内氧气的浓度达到0.1％以下，甚至近于无氧状态，使食品免受氧的影响，质量得到保证。过去的脱氧包装是用含有吸氧剂等活性作用物质的小袋子、片剂或纸条等加入包装中，近年发展成直接将吸氧物质一起加在包装材料里，达到除氧功能。值得注意的是，无论含油脂类食品采用脱氧包装或真空包装或充气包装，都对包装材料和封口的密封性提出了相应的要求，必须要求包装材料的透气率最低。最理想的包装材料应兼具遮光性与防潮性能，以排除湿度和紫外光对油脂氧化的促进作用。

三、典型油脂食品的包装

1．烹调油包装

烹调油包括豆油、菜籽油、香油和色拉油等。传统上，烹调油均采用玻璃瓶包装，近年来逐渐被塑料包装容器所取代，常用容器有PVC、PET、PS瓶和PE注塑容器。

油脂的新型包装材料和容器正在开发之中。纸/PE/离子型树脂复合材料制成的容器热封性好，又耐油脂；PA（或CPP）/Al/离子型树脂可用作盒中衬袋包装油脂，也可制成自立袋。

熬炼好的动物油脂为了避免污染，使消费者打开包装即可食用，在熬好后，稍加冷却，就用聚酯复合薄膜封袋，或者直接将其注入聚丙烯薄壁容器使其在容器内凝结。这两种包装都能使内容物隔绝空气及其他污染物，有较长的货架寿命。油脂大容量包装都是用铁桶。

2．花生酱、芝麻酱等含油食品包装

花生酱、芝麻酱等都是油脂含量较高的食品，容易氧化而引起酸败，并产生蛤喇味。这类食品的传统包装方法是采用玻璃瓶、罐包装，并加入适量的抗氧化剂。

花生酱和芝麻酱等含油食品的现代包装广泛采用塑料薄膜和吸塑成型容器包装，并辅之以真空和充气包装技术，可有效地抑制内装的食品发生氧化酸败。在选用包装材料时，应注意环境温湿度对材料透气性能的影响，使包装产品在温、湿度变化环境之中尽可能维持包装内的气氛稳定，确保产品在贮存期限内的质量。如花生酱和芝麻酱的充氮包装，在环境湿度为50％RH时，可以采用PT/PE薄膜包装，若在环境湿度为80％RH时，因PT/PE膜的透气率随之增高，因而不宜选用，此时应选用PA（PET）/PE、BOPP/A1/PE（EVA）等阻气性能较好的复合薄膜。