眾所周知，氣味與食品包裝是一個(gè)非常復(fù)雜的領(lǐng)域，本文將重點(diǎn)介紹：氣味的辨別和閾值；包裝材料產(chǎn)生氣味的原因；殘留溶劑的優(yōu)化和測(cè)量方法以及對(duì)殘留溶劑的估算?，F(xiàn)在的食品包裝大都是使用柔軟的包裝材料，而這些材料一般都與食物十分接近甚至直接接觸，這樣就有可能對(duì)食物的質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此要求食品包裝制造商必須對(duì)食品的質(zhì)量能夠提供保證。具有以下特點(diǎn)的材料和商品是不能用于食品包裝的：1.危害人類的健康；2．導(dǎo)致食物的內(nèi)部成分或者色、香、味等感官特性發(fā)生不良的變化。
首先，包裝材料上的某種特殊的化合物轉(zhuǎn)移到包裝食品上會(huì)不會(huì)對(duì)食品造成感官特性上的損害？這不僅取決于該化合物的性質(zhì)，而且還取決于包裝材料與食品的表面積之比，甚至取決于食品的種類。這就是說，實(shí)心的、粗糙的固體食物肯定沒有輕巧的粉末狀或液體食物更能讓人有感覺。
其次，要考慮轉(zhuǎn)移物質(zhì)對(duì)特種食物的溶解性。如果一種食物里含有脂肪的話，那它一定會(huì)與溶脂性的轉(zhuǎn)移物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。最后，還要考慮食物與轉(zhuǎn)移物質(zhì)的“適應(yīng)性”。在水果的包裝過程中，會(huì)有很多不同的酯，比如說乙醛乙酯，因此殘留的乙醛乙酯的轉(zhuǎn)移不會(huì)造成水果感官特性上的損害。但是如果同樣的材料被用于巧克力的包裝，那么乙醛乙酯的轉(zhuǎn)移將產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。
一．氣味的辨別和閾值
氣味是一種主觀上的器官感覺，不能被分析方法所直接測(cè)量。一種普遍的包裝材料的測(cè)試方法是：先將定量的樣品放入封閉的寬頸瓶中，在40°C的環(huán)境下放置兩個(gè)小時(shí)。然后將溫度降回到室溫，這時(shí)樣品的氣味就被判斷出來了。因?yàn)闅馕妒欠浅Ｖ饔^的感覺，所以需要制訂一套標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量方法和培訓(xùn)一批專門的人員（氣味師）來進(jìn)行氣味的判斷。這些人員必須使用相同的詞匯來描述氣味，而且需要有規(guī)律的試驗(yàn)來檢驗(yàn)和調(diào)節(jié)自己的能力。雖然氣象色譜法有助于識(shí)別能產(chǎn)生氣味的揮發(fā)性化合物,但是我們必須清楚一點(diǎn):任何分析方法都不能完全的辨別氣味,包括氣象色譜法。
閾值是一種能準(zhǔn)確描述化學(xué)物質(zhì)的氣味的參數(shù)。它能描述人們能感覺到的氣態(tài)化合物的最低濃度。以下的幾個(gè)實(shí)際的例子可以讓大家對(duì)閾值的概念有一個(gè)大概的印象：
（1）50節(jié)火車廂里即使只有2公斤的辣椒粉，也可以讓人感覺得到；
（2）在游泳池里即使只有1克的柚子硫醇物質(zhì)，我們也會(huì)聞到柚子的味道；
（3）酒木塞有三氯化苯甲醚的氣味，所以即使只在日內(nèi)瓦湖里放33克的酒木塞，整個(gè)湖都會(huì)有三氯化苯甲醚的氣味。這些例子表明，到目前為止，人的感覺器官比任何的分析方法都靈敏。因此，我們需要受過專門訓(xùn)練的氣味師的鼻子來對(duì)氣味進(jìn)行辨別。
二．包裝材料的氣味
一種確定的包裝材料的氣味是由各組成分共同決定的，這些成分包括：
*印刷材料和復(fù)合材料
*油墨、底漆和噴漆
*分層粘合劑或者冷封裝粘合劑
最后我們還要知道，由于包裝材料和（或者）包裝食品的內(nèi)部的不同化合物之間的化學(xué)反應(yīng)，氣味會(huì)發(fā)生變化。下面是一些挑選出的有關(guān)包裝材料的氣味問題的例子：
1．印刷材料和復(fù)合材料
（1）Maggi味道為了使油墨或粘和劑具有較好的粘和性,不同的塑料膠片必須被電暈或火焰處理。在聚烯烴膠片（PE或PP）的處理過程中，由于氧化反應(yīng)使得膠片的表面張力變得更強(qiáng)。在隨后使用的涂布中將用到處理過程中產(chǎn)生的一組物質(zhì)（羥基、醛、酮和羧基）。如果處理的強(qiáng)度增大了，不但會(huì)使表面張力增大，而且會(huì)使聚合物降解的程度增大，從而產(chǎn)生易揮發(fā)的小分子（醛和酮）。這些易揮發(fā)的醛和酮會(huì)產(chǎn)生典型Maggi味道。
（2）膠膜的硫磺味膠膜膠片的制作是基于一個(gè)“黃原酸鹽過程”。在這個(gè)過程中，纖維素被二硫化碳在堿性環(huán)境里轉(zhuǎn)換成一種水溶性物質(zhì)。在酸性環(huán)境里，水溶性物質(zhì)又被轉(zhuǎn)換成纖維素，同時(shí)產(chǎn)生一種有氣味的硫磺化合物。在不適當(dāng)?shù)臈l件下，最后的纖維膠片中會(huì)有這種硫磺氣味。
（3）聚烯烴的老化聚烯烴膠片（PE、PP、OPP）在儲(chǔ)藏的過程中，會(huì)發(fā)生老化，同時(shí)釋放出有氣味的化合物。一個(gè)有名的老化過程就是發(fā)生在基本聚合體和普通粘和劑（例如不飽和脂肪酸的復(fù)合物）中的二次結(jié)合的氧化過程。氧化降解同樣會(huì)產(chǎn)生易揮發(fā)的醛、酮或者碳酸小分子。通常，抗氧化劑的使用會(huì)阻止這種化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，從而使膠片變得穩(wěn)定。但是如果使用了錯(cuò)誤的抗氧化劑，那么這些抗氧化劑自己也會(huì)產(chǎn)生出氣味，情況就會(huì)變得非常復(fù)雜了。
（4）紙張的乙醛氣味由于化合物的作用，紙張或紙板會(huì)變臟，產(chǎn)生腐臭的氣味。在這些有氣味的化合物的混合物中，可以用分析方法輕松的將乙醛（一種揮發(fā)性的醛）辨別出來。這些有氣味的化合物是不飽和脂肪酸與微生物氧化反應(yīng)的產(chǎn)物。
（5）涂布膠片的粘和劑與添加劑許多用于包裝印刷的膠片都通過涂布來改善其性能，使其獲得可印刷性、封閉性和阻擋層特性。這些粘和劑與添加劑也是導(dǎo)致包裝材料的氣味的原因之一。
2．印刷油墨與漆
漆的成分包括粘和劑、添加劑和溶劑，而油墨的成分里還多了一個(gè)顏料。在選擇食品包裝的油墨和漆的時(shí)候，應(yīng)該注意使用氣味小的原材料以確?；衔镏g不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生有害的氣味。通常，油墨溶劑的大部分都是揮發(fā)性的有機(jī)溶劑。在凹版和柔版包裝印刷的油墨中最常用的溶劑是乙醇和乙烷基醋酸鹽。同時(shí)為了特殊需要和調(diào)節(jié)油墨的特殊性質(zhì)，比如干燥速度，會(huì)加入少量的乙氧基丙醇，n-丙醇，類丙醇，甲基酮MEK),脂族烴，類戊炔或n-戊炔等物質(zhì)。不管是油墨制造商，還是印刷工人都要定期的對(duì)所有的溶劑進(jìn)行檢查，因?yàn)榧词故俏⒘康碾s質(zhì)都會(huì)產(chǎn)生無法接受的氣味。印刷工人經(jīng)常在油墨中添加定量的溶劑，以改變油墨的成分，從而達(dá)到調(diào)節(jié)印刷粘性和干燥速度的目的。使用的溶劑必須符合油墨制造商的純度要求。由于包裝材料的殘留溶劑也是產(chǎn)生氣味的原因之一，因此應(yīng)該盡量的減少。
3．粘和劑
（1）分層粘和劑。分層粘和劑可以是含溶劑的，也可以是不含溶劑的。含溶劑的粘和劑也存在殘留溶劑的問題。這決定了粘和劑是用于包裝材料的印刷面的油墨表面還是用于包裝材料的非印刷面。如果是前者，那么印刷的油墨層會(huì)與濕的粘和劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。而且，前者會(huì)比后者存在更多的殘留溶劑。
（2）冷封裝粘和劑。最常見的冷封裝粘和劑是有氧化特性的天然橡膠，合成聚合物分散體和添加劑的液體混合物。但是銅或者微生物，都會(huì)影響其氧化特性。因此，需要使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備，以及在印刷時(shí)很好的管理來避免這種情況的發(fā)生。
三．殘留溶劑正如前面所說，包裝材料上的殘留溶劑會(huì)產(chǎn)生令人不快的氣味。接下來，我們將對(duì)影響殘留溶劑的基本要素做一個(gè)簡(jiǎn)單的概述。
1．基本要素假定二乙基醚的蒸發(fā)率是1，以溶劑在相同時(shí)間里相對(duì)于二乙基醚的蒸發(fā)率作為參考值。該值越大，說明蒸發(fā)的越慢。乙醇的蒸發(fā)率是8.3，而乙烷基醋酸鹽的蒸發(fā)率是2.9?？吹竭@組數(shù)據(jù)，也許會(huì)有人認(rèn)為在給定油墨成分的條件下，乙醇產(chǎn)生的殘留溶劑會(huì)比乙烷基醋酸鹽的少。實(shí)踐證明這是不正確的。殘留溶劑不僅與油墨的成分有關(guān)，而且與底漆、油墨和噴漆之間的相互作用有關(guān)，甚至還與溶劑和材料之間的關(guān)系有關(guān)。請(qǐng)參看下表：油墨的殘留溶劑（毫克/平方米）材料EtOHEtOH/EACEac紙張 353520Coex.BOPP686NC-Aluminim283545聚酰胺857822玻璃紙（PVDC）154752（所有數(shù)據(jù)均在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)得）不考慮溶劑的成分的話，Coex.BOPP上的殘留溶劑是最少的。在NC-Aluminim（硝基-纖維素-漆鋁箔）上，乙醇的殘留溶劑要比乙烷基醋酸鹽的少，這是因?yàn)橐彝榛姿猁}對(duì)NC漆的分解能力大于乙醇；而在紙張和聚酰胺上，乙醇的殘留溶劑要比乙烷基醋酸鹽的多。同樣的，在上，由于乙烷基醋酸鹽更易溶解于玻璃紙涂布中，所以玻璃紙層有大量的乙烷基醋酸鹽。因?yàn)榫埘０穼?duì)乙醇有顯著的吸收效果，所以聚酰胺上會(huì)有大量的乙醇。大量的經(jīng)驗(yàn)表明，殘留溶劑與以下幾個(gè)過程和要素密切相關(guān)：
*溶劑的干燥速度；
*油墨和漆的成分；
*底漆、油墨和噴漆之間的相互作用；
*印刷材料；
*印刷粘性；
*印刷速度；
*油墨的干重；
*干燥設(shè)備（干燥溫度、干燥空氣的體積和擾動(dòng)）
2．殘留溶劑的控制
印刷工人在包裝材料的制作過程中必須用分析方法(氣象色譜法)來控制殘留溶劑。為了滿足客戶對(duì)質(zhì)量的要求，經(jīng)常需要對(duì)每一個(gè)卷軸的材料都進(jìn)行控制。但是實(shí)際上傳統(tǒng)的氣相色譜法（CGUNIT）不可能實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)卷軸都進(jìn)行控制，因?yàn)橥ǔ６紱]有足夠的時(shí)間在印刷的同時(shí)控制每一個(gè)卷軸。現(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)了新的氣相色譜法（GC）（例如QFID100），它可以實(shí)現(xiàn)每小時(shí)8次測(cè)量，大大的提高了工作效率。
四．殘留的溶劑會(huì)對(duì)人類的健康造成危害嗎？
在本文的開頭就已經(jīng)提到，從包裝材料轉(zhuǎn)移到食品上的物質(zhì)不應(yīng)該對(duì)人類的健康造成危害。下面，我們將通過的幾個(gè)例子詳細(xì)的說明這一點(diǎn)。1m2的包裝紙大約能包裝50g的糖果棒50根。如果這種包裝紙每平方米含有殘留的乙醇和乙烷基醋酸鹽各5毫克，而且假設(shè)50%已經(jīng)轉(zhuǎn)移到包裝紙內(nèi)的食品上，那么每一個(gè)糖果棒都會(huì)含有0.05毫克的乙醇或者乙烷基醋酸鹽。一個(gè)蘋果就含有3-4毫克的有機(jī)酯，而要吃掉超過60根糖果棒才能攝入同樣數(shù)量的乙烷基醋酸鹽。如果“一天一個(gè)蘋果，身體健健康康！”的老諺語是對(duì)的話，那么即使一個(gè)人每天吃很多的糖果棒，從包裝紙上攝入的殘留溶劑也不會(huì)對(duì)健康造成影響。
一片白面包（50g）中含有100mg的乙醇。如果按照前面的算法，至少要吃掉2000根糖果棒，才能攝入相同數(shù)量的乙醇。同樣的例子還有很多，讀者可以自己想象。綜上所說，我們可以得出如下結(jié)論：其印刷設(shè)備和流程管理符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的工作條件下生產(chǎn)出來的包裝材料，含有正常數(shù)量的殘留乙醇和乙烷基醋酸鹽，對(duì)人類的健康不會(huì)造成危害。在不對(duì)包裝食品的感官特性造成影響的前提下，可以而且必須保證適量的殘留溶劑。
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