隨著生活水平的提高和健康意識的增強，消費者對食品質量和安全性的要求日益嚴格。傳統的包裝材料往往無法有效阻止氧氣、水分等物質對食品的侵害，從而導致食品變質、氧化，影響其口感和營養(yǎng)價值。而高阻隔性包裝膜技術的出現，為食品保鮮和安全提供了新的解決方案。它不僅可以有效延長食品的保質期，還能保持食品的色、香、味，為食品的儲存和運輸提供了有力保障。本期，我們將詳細介紹高阻隔性包裝膜技術的原理及其在食品包裝中的應用。

高阻隔性包裝膜技術的原理

高阻隔性包裝膜是指對氧氣、水蒸氣、二氧化碳等氣體以及香味等具有良好的阻隔性能的包裝材料。其原理主要是通過特殊的材料結構和生產工藝，形成一種致密的薄膜，阻止外界氣體和物質的滲透。

例如，一些高阻隔性包裝膜采用多層復合結構，將具有不同性能的材料層進行組合，如在中間層使用高阻隔性的材料，如聚偏二氯乙烯（PVDC）、乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）等，外層和內層則使用具有良好的熱封性和機械強度的材料，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等，從而實現對食品的高效阻隔。以下是幾種關鍵技術原理和效果的詳細介紹：

1、高結晶度和致密分子結構

原理：一些聚合物材料，如聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP），可以通過加工工藝使其形成高結晶度的結構。高結晶度意味著分子鏈排列更加緊密有序，這減少了分子間的空隙，從而限制了氣體和水分子的通過。

效果：結晶度越高，材料的阻隔性能越好。

2、強極性基團

原理：聚合物分子鏈中引入強極性基團，如羥基（-OH）、羰基（C=O）等，可以增強分子間的相互作用力，形成氫鍵等，從而減少分子鏈之間的自由體積，阻礙氣體和水分子的擴散。

效果：極性基團的存在可以顯著提高材料的阻隔性能，特別是對極性氣體（如水蒸氣）的阻隔效果更明顯。

3、表面涂層技術

原理：在聚合物基材表面涂覆一層致密的阻隔材料，如金屬涂層（鋁）、金屬氧化物涂層（氧化鋁、氧化硅）或類金剛石碳涂層（DLC），可以形成一道物理屏障，有效阻止氣體和水蒸氣等氣體的透過。

效果：涂層材料的致密性和厚度決定了阻隔性能的優(yōu)劣。例如，鋁涂層因其極低的透氣性，被廣泛應用于需要高阻隔性能的包裝中；氧化鋁涂層則兼具透明性和良好的阻隔性，適用于對外觀有較高要求的食品和醫(yī)藥包裝。

4、聚合物共混技術

原理：將兩種或多種聚合物材料混合，形成具有不同性能的共混物。通過選擇高阻隔性聚合物（如聚酰胺、EVOH）作為分散相，并控制其形態(tài)為高長寬比的纖維狀或片狀，可以延長氣體分子的擴散路徑，降低透過率。

效果：共混物的阻隔性能取決于分散相的形態(tài)、尺寸和分布，以及分散相與基體聚合物之間的相容性。

5、聚合物納米復合材料技術

原理：在聚合物基體中引入納米片材料（如蒙脫石、石墨烯、氧化鋁納米片），利用納米材料的高長寬比和屏障效應，形成 tortuous path（曲折路徑），顯著提高氣體阻隔性能。

效果：納米材料的選擇、分散狀態(tài)和取向對復合材料的阻隔性能有重要影響。理想狀態(tài)下，納米片應均勻分布并垂直于氣體擴散方向排列，使阻隔效果最大化。

高阻隔性包裝膜技術的優(yōu)勢

1、延長食品保質期

高阻隔性包裝膜可以有效阻隔氧氣、水蒸氣和微生物等，防止食品的氧化、變質和腐敗，從而延長食品的保質期。例如，采用高阻隔性包裝膜包裝的肉類食品，其保質期可以延長至數月甚至更長，而采用普通包裝膜包裝的肉類食品，其保質期可能只有數天。

2、保持食品品質

高阻隔性包裝膜可以保持食品的色、香、味，防止食品的風味和口感受到外界環(huán)境的影響。例如，采用高阻隔性包裝膜包裝的咖啡，其香氣可以得到很好的保留，而采用普通包裝膜包裝的咖啡，其香氣可能會逐漸散失。

3、提高食品安全性

高阻隔性包裝膜可以防止食品受到外界污染物的污染，提高食品的安全性。例如，采用高阻隔性包裝膜包裝的食品，其內部的微生物數量可以得到有效控制，從而降低食品中毒的風險。

4、方便食品儲存和運輸

高阻隔性包裝膜具有良好的機械強度和耐熱性，能夠承受食品在儲存和運輸過程中的壓力和沖擊，防止食品的損壞和泄漏。例如，采用高阻隔性包裝膜包裝的食品，在運輸過程中可以承受一定的擠壓和碰撞，而不會影響食品的品質和安全。

5、保持食品新鮮度和營養(yǎng)價值

高阻隔性包裝膜可以有效阻止氧氣和光照等外界因素對食品中營養(yǎng)成分的破壞，從而較大程度地保留食品的營養(yǎng)價值。例如，采用高阻隔性包裝膜的維生素類產品，可以減少維生素的損失，保證其營養(yǎng)功效；采用高阻隔性包裝膜的油脂類產品，可以減少油脂的氧化酸敗，保證其營養(yǎng)價值和食用安全。

6、降低食品包裝成本

許多易腐食品需要依靠冷藏鏈來保持新鮮度，這增加了物流成本和能源消耗。高阻隔性包裝膜可以延長食品在常溫下的保質期，從而減少對冷藏鏈的依賴，降低物流成本。例如，采用高阻隔性包裝膜的巴氏殺菌乳，可以在常溫下保存更長時間，從而降低運輸和儲存過程中的冷藏成本。此外，高阻隔性包裝膜也能夠減少食品添加劑的使用，從而降低生產成本。

高阻隔性包裝膜技術在不同食品包裝中的應用

1、肉類食品包裝

肉類食品容易受到氧氣和微生物的侵蝕，導致變質和腐敗。高阻隔性包裝膜可以有效阻隔氧氣，抑制微生物的生長和繁殖，延長肉類食品的保質期。例如，采用PVDC涂布膜包裝的肉類食品，其保質期可以延長至數月甚至更長。此外，一些高阻隔性包裝膜還具有良好的耐熱性和耐穿刺性，能夠承受肉類食品在加工和運輸過程中的壓力和沖擊。

2、乳制品包裝

乳制品對氧氣和水蒸氣的敏感度較高，容易發(fā)生氧化和變質。高阻隔性包裝膜可以有效防止氧氣和水蒸氣的進入，保持乳制品的新鮮度和口感。例如，EVOH多層共擠膜常用于乳制品的包裝，其透明度高、阻隔性好，能夠滿足消費者對乳制品包裝的美觀和保鮮要求。

3、烘焙食品包裝

烘焙食品如面包、蛋糕等容易吸收空氣中的水分，導致變軟和變質。高阻隔性包裝膜可以有效阻隔水蒸氣，保持烘焙食品的酥脆口感。例如，采用鍍鋁膜包裝的面包，其保質期可以延長至數天甚至更長。此外，一些高阻隔性包裝膜還具有良好的透氣性，能夠使烘焙食品在包裝內保持一定的濕度，防止其過度干燥。

4、堅果類食品包裝

堅果類食品富含油脂，容易氧化變質。高阻隔性包裝膜可以有效阻隔氧氣，防止堅果類食品的氧化。例如，采用PVDC涂布膜包裝的堅果，其保質期可以延長至數月甚至更長。此外，一些高阻隔性包裝膜還具有良好的防潮性，能夠防止堅果類食品吸收空氣中的水分，保持其口感和品質。

5、果蔬類食品包裝

果蔬類食品在儲存和運輸過程中容易受到氧氣和微生物的侵蝕，導致變質和腐爛。高阻隔性包裝膜可以有效阻隔氧氣和微生物，延長果蔬類食品的保質期。例如，采用氣調包裝膜包裝的果蔬，其保質期可以延長至數周甚至更長。此外，一些高阻隔性包裝膜還具有良好的透氣性，能夠使果蔬類食品在包裝內保持一定的濕度和二氧化碳濃度，促進其呼吸作用，延長其保鮮期。

高阻隔性包裝膜技術的發(fā)展方向

1、環(huán)?；?/span>

隨著人們對環(huán)境保護意識的不斷提高，高阻隔性包裝膜技術將朝著環(huán)保化方向發(fā)展。例如，研發(fā)可降解的高阻隔性包裝膜材料，如生物基聚合物、淀粉基聚合物等，既能滿足食品包裝的阻隔性能要求，又能減少對環(huán)境的污染。

2、高性能化

為了滿足食品行業(yè)對包裝性能的更高要求，高阻隔性包裝膜技術將朝著高性能化方向發(fā)展。例如，通過改進材料配方和生產工藝，進一步提高薄膜的阻隔性能、機械性能、耐熱性能等；開發(fā)具有多功能的高阻隔性包裝膜，如兼具抗菌、抗氧化、智能監(jiān)測等功能的薄膜，為食品提供更全面的保護。

3、個性化定制

不同食品對包裝的要求存在差異，消費者對包裝的需求也日益多樣化。因此，高阻隔性包裝膜技術將朝著個性化定制方向發(fā)展。例如，根據不同食品的特性、包裝形式和消費者需求，提供定制化的薄膜產品，如具有不同顏色、圖案、透明度和阻隔性能的薄膜選擇。

4、智能化

隨著物聯網和傳感器技術的發(fā)展，高阻隔性包裝膜技術將朝著智能化方向發(fā)展。例如，通過在薄膜中嵌入氧氣傳感器、濕度傳感器或溫度傳感器等，能夠及時反饋食品包裝內部的環(huán)境信息，一旦食品出現變質風險，可及時發(fā)出警報，提醒消費者或生產企業(yè)采取相應措施。

總結

高阻隔性包裝膜技術通過利用材料的高結晶度、強極性基團、致密的涂層、共混結構和納米復合材料的屏障效應等多種原理，實現對氣體和水分子有效阻隔，從而延長產品保質期，保持產品品質。這些技術可以單獨使用，也可以結合使用，以達到較佳的阻隔效果。隨著材料科學和加工技術的不斷發(fā)展，高阻隔性包裝膜技術將更加成熟和完善，能夠為食品生產、加工、運輸等提供更加安全、高效的包裝解決方案。

作者簡介：

櫻桃小姐，從事大健康行業(yè)相關政策分析、健康管理研究與新聞資訊寫作宣傳工作。