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【關(guān)鍵詞】靈敏式包裝 食品包裝 滲漏性指示物 新鮮度指示物
目前，某些智能型包裝設(shè)計(jì)的產(chǎn)品正在走向市場(chǎng)，目其應(yīng)用正日趨普及。帶有新鮮度指示物和滲漏性指示物的靈敏式包裝（在國(guó)外稱(chēng)之為Smart Packaging）的食品包裝新方案已經(jīng)取得了專(zhuān)利權(quán)，可以預(yù)料在不久的將來(lái)，市場(chǎng)上就會(huì)有這類(lèi)靈敏式包裝的新結(jié)構(gòu)產(chǎn)品問(wèn)世。據(jù)歐洲某些專(zhuān)家預(yù)言，在容易變質(zhì)腐敗的被包裝產(chǎn)品中使用能表示出質(zhì)量狀態(tài)和安全性能的靈敏式顯示標(biāo)簽，這種方法將在以后幾十年里得到國(guó)際上普遍確認(rèn)和廣泛應(yīng)用。
靈敏式包裝的主要設(shè)計(jì)思路就在于這種包裝方式能直接地提供有關(guān)內(nèi)裝物品的質(zhì)量狀況、內(nèi)部空間氣體成份及其存儲(chǔ)變化動(dòng)態(tài)的各項(xiàng)信息，包裝食品類(lèi)產(chǎn)品會(huì)與微生物繁殖過(guò)程中形成的代謝物發(fā)生反應(yīng)，其產(chǎn)品質(zhì)量性態(tài)則由新鮮度指示物直接敏感地顯示出來(lái)。
如果易腐敗變壞的食品儲(chǔ)存溫度高于預(yù)先規(guī)定的溫度，食品中微生物就會(huì)迅速地繁殖。那么，在規(guī)定的保質(zhì)期（貨架壽命）之前，食品就會(huì)變質(zhì)，在更糟糕的情況下，還會(huì)形成有毒的病原體細(xì)菌。但是，被包裝產(chǎn)品表面上附加一類(lèi)時(shí)間－溫度指示物（T.T.I）后，在產(chǎn)品的整個(gè)流通過(guò)程中都會(huì)顯示出溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系，因此，可提供食品質(zhì)量的信息。
對(duì)于很多容易變質(zhì)的食品而言，降低氧氣且提高二氧化碳濃度可以改善食品的質(zhì)量穩(wěn)定性，因?yàn)檫@樣可以防止需氧微生物的繁殖。如果有任何產(chǎn)品滲漏現(xiàn)象發(fā)生的話(huà)，則喪失了氣體環(huán)境的密封性。包裝結(jié)構(gòu)發(fā)生的滲漏現(xiàn)象也可能增加食品的變壞程度，因?yàn)橛泻ξ⑸锏那秩霑?huì)導(dǎo)致食品的污染。在食品類(lèi)產(chǎn)品包裝過(guò)程結(jié)束后立即進(jìn)行檢查包裝件是否有滲漏、這是完全可能實(shí)現(xiàn)的。但是，要在這種食品的整個(gè)流通供應(yīng)鏈中識(shí)別出包裝是否有滲漏，那就得在包裝件中附加一種滲漏性指示物。
1.滲漏性指示物（劑）
近幾年來(lái)，歐洲某些國(guó)家的研究中心一直在開(kāi)發(fā)靈敏式食品包裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。當(dāng)前，重點(diǎn)工作之一就是放在研究具有化學(xué)原理的滲漏性指示物方面。
專(zhuān)門(mén)使用于探測(cè)MAP（自控氣調(diào)包裝）是否發(fā)生滲漏的氧氣指示物早已有專(zhuān)利了。具有氧氣敏感性染料的這類(lèi)指示物，適用于顯示出MAP被包裝品的質(zhì)量。這類(lèi)指示物除了具有氧氣敏感成分以外，還包含有可以吸收氧氣的成分，因此可以延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架壽命。然而，這種滲漏性指示物不與MAP內(nèi)部氧氣發(fā)生反應(yīng)，因?yàn)槲醭煞职谶@種指示物內(nèi)的，而且，指示物總是混入包裝薄膜材料內(nèi)以便防止在包裝過(guò)程中發(fā)生氧化現(xiàn)象。
不過(guò)，在市場(chǎng)上大多數(shù)其他的可視氧氣指示物與上述開(kāi)發(fā)的不可逆滲漏性指示物不同，前者的變色過(guò)程是可逆的，也就是說(shuō)它是根據(jù)當(dāng)時(shí)氧氣濃度水平而改變顏色的。但是，在滲漏性指示物中不允許這種可逆變色過(guò)程。這是由于滲漏致使包裝結(jié)構(gòu)完整性失效，而后進(jìn)入包裝件的氧氣將會(huì)在微生物繁殖過(guò)程中被逐步消耗掉。
此外，在北歐等國(guó)家的包裝技術(shù)研究部門(mén)還研究了利用蟲(chóng)膠類(lèi)物質(zhì)的催化作用在酶反應(yīng)過(guò)程中生成變色物質(zhì)的原理，制造滲漏性指示物用于食品包裝。在氧氣存在條件下，這種蟲(chóng)膠類(lèi)物質(zhì)可與很多種基本物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)。為了制成可觀(guān)性指示物，需要有可變色物質(zhì)。通過(guò)研究表明，這種可變色物質(zhì)可以從某些生物化學(xué)物品中取得。例如，應(yīng)用含有生化體的一種瓊脂糖類(lèi)材料，就具有從淡綠色變成墨綠色的特性。只要把這類(lèi)材料裝入容易滲透氧氣的薄膜包裝袋內(nèi)，制成以蟲(chóng)膠類(lèi)物質(zhì)為基材的無(wú)氧條件下的氧氣指示物，這種指示物一旦與氧氣接觸即發(fā)生反應(yīng)，就會(huì)快速清晰地顯示出顏色的變化。
2.新鮮度指示物（劑）
根據(jù)揮發(fā)性化合物引起的反應(yīng)原理而開(kāi)發(fā)出表示新鮮度直接指示物，一直是食品包裝界給予充分重視的一個(gè)研究課題。在國(guó)外的一些研究機(jī)構(gòu)中，研究工作主要集中于硫化氫（H2S），在長(zhǎng)期保存的禽蛋類(lèi)食品中都可能揮發(fā)出相當(dāng)數(shù)量的這種物質(zhì)。
當(dāng)硫化氫與肌漿球蛋白接觸后，就會(huì)形成一種綠色的色素磺胺肌漿球蛋白。應(yīng)用這一原理，可制成一種基于這類(lèi)肌漿球蛋白的新鮮度指示物，并已使用到MAP（自控氣調(diào)包裝）禽類(lèi)肉產(chǎn)品的質(zhì)量控制檢驗(yàn)。
通過(guò)把普通肌漿球蛋白濃溶液吸入到瓊脂糖類(lèi)物質(zhì)制成H2S敏感性指示物，并把它封入到可以滲透H2S的薄膜包裝袋中。這種基于肌漿球蛋白的食品新鮮度指示物附加于裝有禽類(lèi)食品的淺盤(pán)包裝件頂部的內(nèi)表面，通過(guò)視覺(jué)即可探測(cè)到顏色變化，由此表明內(nèi)部食品的質(zhì)量狀況。這種指示物顏色變化的鮮明顯示特性，是與H2S類(lèi)氣味的溢出揮發(fā)是同時(shí)發(fā)生的。
除了上述基于肌漿球蛋白類(lèi)指示物以外，有些研究部門(mén)還探索了對(duì)H2S具有敏感反應(yīng)的其他指示物的一些材料，例如，使用化學(xué)氧化還原性反應(yīng)的染料也可以取得比較滿(mǎn)意的結(jié)果。
在開(kāi)發(fā)能夠指明食品質(zhì)量及安全性的靈敏式包裝結(jié)構(gòu)方案中，其中一頂重要的研究要求就是要知道產(chǎn)品質(zhì)量與細(xì)菌代謝物之間關(guān)系。同時(shí)，也要研究禽類(lèi)和魚(yú)類(lèi)食品在MAP（自控氣調(diào)包裝）中表明質(zhì)量狀態(tài)的揮友性化合物的形成。目前，一些國(guó)外研究中心特別是歐洲的不少技術(shù)部門(mén)，已經(jīng)把研究工作深入到其他潛在的能指示食品質(zhì)量和安全性的細(xì)菌代謝物，重點(diǎn)是在禽類(lèi)魚(yú)類(lèi)食品方面，以及有關(guān)對(duì)這些代謝物具有敏感性的新鮮度新型包接指示物的開(kāi)發(fā)。這些研究項(xiàng)目在歐洲有些國(guó)家中已經(jīng)成為國(guó)家級(jí)研究計(jì)劃。
3. 應(yīng)用及發(fā)展
國(guó)外的食品包裝研究機(jī)構(gòu)特別是歐洲的包裝技術(shù)開(kāi)發(fā)中心，除了研究新型智能型包裝結(jié)構(gòu)型式以外，還有一項(xiàng)主要工作是倡導(dǎo)和推廣靈敏式包裝的應(yīng)用。例如，由芬蘭農(nóng)林部資助并由芬蘭魚(yú)產(chǎn)品銷(xiāo)售協(xié)會(huì)指導(dǎo)的一個(gè)國(guó)家級(jí)技術(shù)推廣項(xiàng)目，專(zhuān)門(mén)研究商用時(shí)間一溫度指示器（T.T.I）對(duì)魚(yú)類(lèi)產(chǎn)品包裝中質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)的適用性。
魚(yú)類(lèi)產(chǎn)品的質(zhì)量評(píng)價(jià)可以看作為不同的規(guī)定溫度和可變溫度條件下時(shí)間的函數(shù)。同時(shí)，根據(jù)預(yù)定的產(chǎn)品貨架壽命要求，選擇不同的時(shí)間一溫度指示物附加到零售包裝件的產(chǎn)品表面，受到眼睛和儀器的監(jiān)測(cè)。按照具體溫度條件下指示物顏色的變化率與魚(yú)類(lèi)產(chǎn)品質(zhì)量變化狀態(tài)作出對(duì)比，然后可以作出質(zhì)量評(píng)價(jià)。
在參與食品包裝技術(shù)研究項(xiàng)目中的各方，包括制造商、批發(fā)商和零售商號(hào)相互緊密合作，對(duì)靈敏式包裝的應(yīng)用潛力和可能產(chǎn)生問(wèn)題進(jìn)行全面深入探討。這些研究活動(dòng)將為企業(yè)界提供必要的知識(shí)基礎(chǔ)，有利于對(duì)靈敏式包裝等的應(yīng)用開(kāi)發(fā)作出決策。很多歐洲國(guó)家的包裝技術(shù)研究部門(mén)也參與評(píng)價(jià)主動(dòng)型和智能型包裝的安全性、有效性和經(jīng)濟(jì)一環(huán)境協(xié)調(diào)性以及消費(fèi)者接受性方面的全歐計(jì)劃。這項(xiàng)計(jì)劃的目標(biāo)在于考慮使用主動(dòng)型或智能型包裝結(jié)構(gòu)時(shí)，要對(duì)全歐的包裝法規(guī)的修正條例提供建議和意見(jiàn)。
目前，靈敏式包裝技術(shù)在歐洲、美國(guó)等市場(chǎng)上已經(jīng)初步得到應(yīng)用，其中包括隨時(shí)間和溫度不同發(fā)生反應(yīng)而具有可視顏色變化的指示標(biāo)簽，或者對(duì)某些化學(xué)化臺(tái)物作出反包而具有可機(jī)顏色變化的滲漏性指示物和新鮮度指示物。從初步應(yīng)用情況來(lái)看，這些目測(cè)性指示物非常適合于食品包裝的大多數(shù)場(chǎng)臺(tái)，其效果是十分明顯的。
但是，可以預(yù)料這種包裝技術(shù)在將來(lái)會(huì)具有更加復(fù)雜的遠(yuǎn)距離監(jiān)控的可視信息。顯示性標(biāo)簽中可引入電腦芯片，而且，數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步也可使用精巧的印刷電路。這種電子標(biāo)簽的首批產(chǎn)品將屬于食品的安全性標(biāo)簽和無(wú)線(xiàn)電射頻識(shí)別性標(biāo)簽。除了獲取產(chǎn)員質(zhì)量識(shí)別、生產(chǎn)日期、銷(xiāo)售價(jià)格等信息外，這類(lèi)電子標(biāo)簽還同樣能顯示出時(shí)間一溫度、滲漏性或新鮮度各項(xiàng)功能的指示作用。由此可見(jiàn)，微電子接術(shù)和生物技術(shù)的迅速發(fā)展，將會(huì)促進(jìn)靈敏式智能型包裝全新結(jié)構(gòu)的到來(lái)。
