堅果酸敗的包裝控制方法

■ 文/ 濟南蘭光機電技術有限公司 范珺

堅果酸敗的包裝控制方法

■ 文/ 濟南蘭光機電技術有限公司 范珺

堅果，作為植物精華的部分，營養豐富，富含蛋白質、油脂、礦物質、維生素等，對于人體生長發育、增強體質有著極好的功效，受到消費者的追捧，堅果行業發展態勢強勁。但是，堅果在貯存銷售過程中極易發生酸敗，未拆封的堅果制品經常出現“哈喇”味，并伴有發霉、酥脆度降低的變質現象，嚴重影響堅果企業的經濟效益，危害消費者的健康。

一、堅果酸敗概述

堅果酸敗的根源在于其富含油脂，眾所周知，油脂在加工、貯存過程中易受到光照、溫度、氧氣、水蒸氣、酶等條件影響，產生系列化學變化，劣變酸敗。只有了解酸敗的誘因，才能尋找抑制酸敗的適當方法。通常，油脂酸敗呈現有兩種不同的酸敗形式：水解酸敗和氧化酸敗，如圖1。

水解酸敗屬于生物性的變化過程，是指油脂在高溫、酸堿或酶的作用下，水解為游離脂肪酸分子和甘油分子，前者會產生不良的氣味。于此同時，氧氣與油脂結合，產生氫過氧化物，這是氧化酸敗的初級產物。該物質不穩定，進一步分解為氧化酸敗的最終產物——具有較強的揮發性的醛、酮、酸等小分子化合物。這兩種酸敗形式同時進行，研究表明，氧化酸敗對油脂品質的影響遠勝于水解酸敗，因此氧化酸敗是油脂酸敗控制方法的主要目標。

二、包裝技術

據上文所述，氧氣是造成堅果油脂氧化酸敗的重要原因，因此“除氧”是堅果包裝技術的核心意義，可以通過“脫除內在氧氣”和“阻隔外界氧氣滲入”這種內外并重的包裝技術達到“除氧”的目的。一般來說，采用以下三種包裝形式：

普通塑料軟包裝，即未填充任何氣體或抽真空處理的散裝形式。根據包裝復合膜中添加材料的阻隔性不同，可實現一定期間內對堅果酸敗變質的控制。

真空包裝，利用抽真空技術將包裝內空氣抽出，避免高油脂堅果氧化變質，產生哈喇味。這種包裝形式的包裝材料緊貼堅果表面，其韌性和耐穿刺性應予以高度重視，防止成品包裝受到堅果果殼的破壞。上述兩種包裝形式，除了選用阻隔性較高的復合材料隔離外部氧氣的滲透，還應視保質期需求適當內附獨立脫氧劑，進一步降低包裝內部氧濃度。

圖1 脂肪酸敗示意圖

充氮包裝，對包裝進行抽真空后充入氮氣，營造缺氧甚至無氧環境。以葵瓜子為例，相關研究表明，采用充氮包裝的葵瓜子在30℃儲藏60天，酸價為非充氮普通包裝的84%，過氧化值為43%，說明充氮處理對葵瓜子的酸敗有很好的抑制效果，同時也間接印證了氧氣對油脂酸敗的顯著作用。

無論采用哪種包裝形式，只有選用的合適的包裝材料才能充分發揮其“除氧”功效。目前，堅果包裝常采用多層復合膜材料，具體材料見表1：

表1. 堅果包裝常用復合膜材料

三、導致堅果酸敗常見的包裝問題診斷

為了進一步了解導致堅果酸敗的包裝技術因素，筆者針對已經發生酸敗的堅果制品的三類包裝進行了物理性能的檢測， 具體如下：

測試樣品：普通塑料復合膜包裝山核桃制品6袋，牛皮紙 / Al / LDPE紙鋁塑復合膜包裝碧根果制品6袋，OPP/ VMPET/PE鍍鋁復合膜充氮包裝開心果制品6袋，全部發生酸敗。

測試項目及測試方法：

氧氣透過率，采用OX2/230氧氣透過率測試系統，依據GB/T 19789《包裝材料 塑料薄膜和薄片氧化透過性試驗庫倫計檢測法》進行檢測：利用試樣將儀器的測試腔分成兩部分，一側流通氧氣，一側流通氮氣載氣，氧氣透過試樣隨載氣共同進入庫倫傳感器中進行化學反應、產生電壓，該電壓與單位時間內通過的氧氣量成正比，儀器計算獲得氧氣的透過率。

密封性，采用MFY-01密封試驗儀，依據GB/T15171-94《軟包裝件密封性能試驗方法》進行檢測：向儀器的真空室中放入適量蒸餾水，注入量以放入樣品包裝扣妥上蓋后，罐內水位高于多孔壓板上側10mm左右為佳，如圖2。設置儀器真空度（0～-90kPa之間）和保持時間，啟動儀器開始對真空室抽真空，觀察抽真空期間和真空保持期間試樣的泄漏情況，若有連續氣泡產生，則視為樣品泄漏。

圖2 密封性測試

圖 堅果試驗一、氧氣透過率測試

氮氣透過率，采用VAC-2氣體透過率測試儀，依據GB/T1038-2000《塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗方法》測試：制取Ф97mm圓形試樣，放置在儀器的上下測試腔之間，夾緊。首先對低壓腔（下腔）進行真空處理，然后對整個系統抽真空；當達到規定的真空度后，關閉測試下腔，向高壓腔（上腔）充入一定壓力的N2，并保證在試樣兩側形成一個恒定的壓差（可調）；這樣N2會在壓差梯度的作用下，由高壓側向低壓側滲透，通過對低壓側內壓強的監測處理，從而得出所測試樣的氮氣透過率。

經過測試，結果如下：

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13# - -85，無氣泡 5.1017 110.0013 14# - -90，無氣泡 5.6254 115.6563樣品三：OPP/ VMPET/PE鍍鋁復合膜充氮包裝開心果制品15# - -35，封口根部發生破裂 5.0123 106.2311 16# - -90，無氣泡 4.9852 106.3584 17# - -50，封口連續氣泡冒出 5.9678 109.5325 18# - -80，無氣泡 5.3515 113.6598

測試結果表明：

在氧氣透過率測試中，樣品一的6個試樣的測試結果平均值為532.90 cm3/(m2·24h·0.1MPa)，材料的阻氧性較差。正常情況下，氧氣透過率低于50 cm3/(m2·24h·0.1MPa)的包裝材料方能滿足堅果對包裝的阻氧需求。因此，包裝材料阻氧性較差這是導致該樣品酸敗的原因之一。樣品二的6個試樣的氧氣透過率平均值為0.98 cm3/ (m2·24h·0.1MPa)，較樣品一包裝的阻氧性有了大幅提升。

在密封性測試中，1#、2#、4#、6#、13#、14#、16#、18#試樣載偏高的壓力下，無連續氣泡產生，密封性好。3#、9#、10#、11#、17#在較低的壓力下，封口出現連續的氣泡冒出，明確發生泄漏，意味著該樣品的封口強度較低或均勻性不佳，建議及時調整封口熱合參數以加強熱封的效果。5#、7#、8#、12#、15#在較低的壓力下發生袋體破裂，但破裂位置在于熱封口的根部，試驗人員對這些樣品追加熱封強度測試，發現熱封部位的兩邊未正常被剝離，而是在熱封口根部出現了斷裂，熱封強度值較高，均超過了50N/15mm。因此，對于樣品一的3#和5#酸敗原因，除了包裝材料的阻氧性較差外，包裝整體的密封性以及封口熱合效果不佳也是重要因素。而對于阻氧效果優異的樣品二的所有試樣，密封性測試中均出現泄漏或破裂的現象，因此，包裝的密封性較差是導致其制品酸敗的主要原因。

圖 堅果試驗三、氮氣透過率測試

對于樣品三，采用的是充氮鍍鋁復合膜包裝，氮氣充盈包裝，營造了一種相對穩定的內部環境，隔絕氧氣，防止堅果酸敗。因此，相對于包裝材料的阻氧性來說，氮氣的阻隔性更為重要。同時，該樣品的包裝為含鋁質結構的復合膜，這類材料在搬運、銷售過程中會受到外力揉搓，包裝材料易出現折痕、針孔等缺陷，影響材料的阻隔性。于是對該類試樣進行了未揉搓和揉搓后的氮氣透過率測試。未揉搓的氮氣透過率的平均值為5.3407 cm3/(m2·24h·0.1MPa)，揉搓后的氮氣透過率平局值為110.2399 cm3/ (m2·24h·0.1MPa)，氮氣阻隔性明顯下降，造成氮氣的緩慢外泄，逐漸失去保護堅果防止酸敗的功效。另外，該樣品部分試樣的密封性和熱封質量也不甚理想。因此，包裝材料的不耐揉搓引起的氮氣阻隔性下降和密封熱封效果較差是導致其內容物堅果酸敗的主要原因。

四、總結

堅果中富含油脂和蛋白質，易在氧氣、光照等因素下酸敗變質采用合適的包裝技術，如高阻隔包裝材料、真空包裝、充氮包裝、添加脫氧劑等，能有效的控制堅果酸敗進程。同時，配合專業的包裝檢測技術加強如氧氣透過率、密封性、氮氣透過率等重點指標監測，能很大程度上避免保質期內堅果酸敗的發生。