奶酪的包裝材料及應用

高紅艷，莫蓓紅，劉振民

（乳業(yè)生物技術國家重點實驗室，光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)研究院，上海200436）

奶酪是牛奶經(jīng)過發(fā)酵、凝乳、切割，然后排乳清、成熟制得的具有很高營養(yǎng)價值的乳制品。據(jù)統(tǒng)計奶酪有2000多種，隨著新產(chǎn)品的開發(fā)，種類逐年增加。奶酪有自己獨特的特征，如尺寸、形狀、顏色、成熟條件、風味、是否涂層、表面是否有霉菌，這就對奶酪的包裝提出了很高的要求，既要保證不同奶酪各自的品質，同時盡可能長的延長貨架期[1]。

1 奶酪的包裝材料

奶酪產(chǎn)品的包裝嚴重影響著產(chǎn)品的性能，奶酪包裝材料不應含有有害成分，以確保食用安全。奶酪包裝材料同時要求具有加工特性和氣體阻隔性，能夠滿足產(chǎn)品的需求。加工特性包括熱成型性、熱封性能、機械穩(wěn)定性、熱拉伸性、機走性能以及生態(tài)和經(jīng)濟上的限制等。

氣體阻隔性主要是防止氧氣、二氧化碳、氮氣以及水蒸氣的滲透作用。通常奶酪的包裝材料首先要求阻隔氧氣，防止霉菌增長。其次一些成熟的奶酪為了避免水分流失，造成質量損失，要求包裝材料能夠阻隔水蒸氣。還有一些奶酪在成熟以及儲藏的過程中，會伴隨著微生物的代謝產(chǎn)生二氧化碳氣體，故包裝材料必須可以滲透二氧化碳而避免脹包[2]，但是包裝內二氧化碳的存在，能有效地抑制大部分微生物的增長，因此要求材料具有適當?shù)亩趸細怏w滲透率。

包裝材料的滲透率指單位時間和面積下，穩(wěn)定滲透速率條件下，氣體的滲透擴散通量，用P表示，計算如下：

式中：Q為氣體滲透體積，mol；x為包裝材料厚度，m；A 為包裝材料表面積，m2；t為時間，s；p1-p2為包裝材料兩側滲透氣體的壓力差，單位Pa。

所以滲透率P的國際單位為mol m m-2s-1Pa-1，但是這個計算方法運用不方便，所以很少使用[3]。滲透率通常以包裝材料厚度為100 μm、氣體壓力差△p1為0.1 MPa、溫度為25℃，24 h通過1 m-2包裝材料的氣體量L表示[4]。在0.1 MPa壓力下，氣體每天通過固定厚度聚乙烯材料的通量[5]，如圖1。

根據(jù)包裝材料的化學結構，將用于食品的塑料包裝材料進行了區(qū)分，見表1，主要有纖維素類、聚烯烴類、乙烯共聚物類、聚酯聚酰胺類和代烯烴類共 5 類[6]。

圖1 23℃和40℃條件下氣體通過PE材料的滲透率Fig.1 Permeability of polyethylene（PE）as a function of density at 23℃and 40℃

表1 食品塑料包裝的材料Table 1 Plastic materials using for food packaging

很多情況下，單一性質的材料不能滿足奶酪產(chǎn)品儲存的需求，圖2表示了厚度100 μm不同包裝材料的水蒸氣、氧氣和二氧化碳滲透率[7-12]，可見一種材料不能完全阻隔所有氣體，所以常常將兩種或兩種以上的包裝材料復合在一起，利用它們的綜合性能，達到包裝的要求。包裝單層材料可以通過復合兩層或更多層的材料，使用共擠、涂布、層壓等方法得到具有綜合性能的復合包裝材料。

復合包裝材料可有很多選擇和結合，如材料、材料層數(shù)、層厚來滿足奶酪產(chǎn)品的儲存要求。常用于奶酪包裝的復合材料組合為：PA/PE、PE/PA/PE、PET/PE、OPA/PE、PS/EVOH、PE/PE。材料中添加EVOH、PET或PVDC阻隔層時，可以有效的阻隔氧氣，材料中復合金屬鋁箔時，對水蒸氣和其他氣體具有高阻隔性。奶酪常用的復合材料組成總結見表2。

圖2 不同包裝材料氧氣、水蒸氣和二氧化碳的滲透率Fig.2 Permeability of different packaging materials

表2 奶酪常用的復合材料組成Table 2 Specifications of some laminated packaging material used to pack cheese

2 硬質、半硬質奶酪的包裝

傳統(tǒng)的奶酪在成熟過程中，表面水分快速揮發(fā)，形成一層比較硬的殼，從而保護奶酪內部的品質，避免微生物和害蟲的侵擾。一些奶酪如Edam，表面會涂層彩色石蠟，蠟的顏色代表奶酪的成熟度，必要時石蠟外面還要加第二層柔韌的蠟，防止水分流失、保護奶酪品質[13]。使用的蠟為石蠟、蜂蠟和微晶蠟混合物、以及由石蠟和合成聚合物制得的食品級熱溶膠。此外，以低分子量聚合物/乙烯共聚物、醋酸乙烯酯、馬來酸酯或富馬酸為原料，結合增稠劑等物質制備出噴涂奶酪的材料也有很多研究[14－16]。

工業(yè)化奶酪生產(chǎn)為了提高生產(chǎn)效率、防止奶酪成熟過程中水分的流失，使用真空包裝袋進行奶酪包裝，可以阻止微生物侵害，同時避免外界污染。奶酪在鹽浸后，表面立即干燥，然后真空包裝，壓力為50 kPa～70 kPa，加熱密封或使用金屬夾，熱封口時包裝材料的溫度控制在85℃～92℃，保證奶酪塊與包裝材料緊密貼實[14]。在奶酪成熟過程中，包裝材料與水蒸氣、二氧化碳、氨氣和成熟期間產(chǎn)生的其他揮發(fā)性氣體之間的平衡非常重要，要求氧氣和二氧化碳滲透率比例必須在1∶4到和1∶8范圍內，才能防止脂肪氧化、乳酸產(chǎn)生和鹽析出的作用[1]。通常包裝袋的最外層選用PET材料，內層使用多層材料如PA/PE、PE/PA/PE、PE/PVDC/PE共同擠壓，通常中間附有PA或PVDC阻隔層，或采用多層片材層層復合，以達到最好的儲藏效果。

目前，新型硬質奶酪的包裝材料正在被大量研究，包括高密封無菌包裝材料和被生物分解的綠色環(huán)保密封袋，高密封無菌包裝材料能夠提高銷售量，綠色環(huán)保密封袋的保質性能與密封包裝相當，但這些包裝材料由于價格較高，尚未被廣泛使用，但是有良好的應用前景。

3 零售奶酪的包裝

奶酪進入到零售消費市場時，通常會被切成小塊或片，然后包裝在塑料袋中，進行抽真空或者充二氧化碳、氮氣或二者混合物，預防奶酪表面霉菌的生長，所以包裝材料的功能作用除了考慮奶酪品種，還要考慮到包裝機器的性能，如機器的行走性。大多數(shù)零售奶酪的包裝呈滾軸式，要么直接使用管狀的袋子，要么通過熱成型，在奶酪片灌入托盤后，包裝覆蓋奶酪，最后熱封合。管狀袋的材質一般是由PET/PE、OPA/PE、或PET/PVDC/PE擠壓混合而成。熱成型的托盤材料是簡單的雙層材質，內層可為PS/PE、PET/PE、LDPE/PVDC/OPA/PE或PS/EVOH/PE/PP的復合層，可添加阻隔層，使用PVDC、EVOH或金屬鋁箔，托盤上層通常是PE與PA或PET的混合材質[14－15]。此外，獨立的奶酪片包裝會使用OPP或PET膜，防止片與片之間的粘連。

奶酪碎產(chǎn)品奶酪表面積大大增加，包裝既要考慮水蒸氣和氣體的滲透性，又要避免奶酪的品質受到光的影響，所以包裝袋可使用EVOH、PVDC、OPA或PET阻隔層，同時使用一些吸光的顏色或印刷品。此外，金屬箔、馬口鐵罐、玻璃瓶由于具有良好的阻隔性能，也經(jīng)常被使用。

4 軟質奶酪的包裝

與半硬質或者硬質奶酪相比，軟質奶酪生產(chǎn)單元較小，這是因為奶酪成熟過程中的會有霉菌產(chǎn)生，如戈爾根朱勒干酪（Gorgonzola）、斯蒂爾頓干酪（Stilton）和羊乳干酪（Roquefort）。這些奶酪包裝，除了抗鹽、酸、氨氣和其他氣體交換外，還要求較低的水蒸氣透過率，防止水分流失，因為一定的水活度是微生物生長促進成熟的必要條件。由于軟質奶酪機械操作性差，成熟后更差，所以軟質奶酪通常需要二次包裝，覆在由紙板或木板上面。

林堡（limburger）類型的奶酪具有很強烈的風味，且具有很高水活度，所以需要的材料要保留住包裝內的水分，典型的包裝材料內層是涂布紙或羊皮紙，外層通常由玻璃紙、OPP或PET膜組成，這種組合可以使氧氣滲透，但水蒸氣不能通過。卡門貝爾（Camembert）類型的奶酪包裝材料則要求氧氣和水蒸氣都能滲透，保證霉菌可以增長，典型的包裝材料是穿孔的鋁箔復合外層是LDPE的襯紙、穿孔玻璃紙復合石蠟紙、以及紙塑化合物，如附PET膜的纖維素紙復合PE/EVA，但是卡門貝爾呈楔形包裝時，要求材料必須是高阻隔氣體和水蒸汽，防止奶酪切割面霉菌生長。藍紋奶酪包裝同樣要求材料對氣體高阻隔性，以抑制其他霉菌，當其成熟完成切割后，必須用鋁箔包裝，最大限度的降低氧氣含量以及限制藍酪霉菌的生長[17]。

5 結束語

奶酪包裝是奶酪成熟和消費過程中最后一個重要步驟，如今現(xiàn)代化的包裝設備，可以將奶酪切割和包裝非常緊密的結合在一起，并且對操作單元和包裝環(huán)境嚴格控制，確保奶酪的品質和保質期。在未來奶酪發(fā)展的過程中，企業(yè)應進一步加大對包裝材料的開發(fā)，在保障產(chǎn)品安全的前提下，生產(chǎn)出造型新穎、結構合理、且具有環(huán)保功能的新型包裝，促進奶酪這種健康食品的發(fā)展，滿足消費者需求。

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