張雅君 宋利君 王興 尹化潔 鄧玉明
(內(nèi)蒙古伊利實業(yè)集團股份有限公司,呼和浩特 010110)
奶片作為一種常見的休閑食品,屬于牛奶深加工的一類產(chǎn)品,以原料奶或奶粉為主要原料,富含蛋白質(zhì)、碳水化合物、乳脂肪、維生素等營養(yǎng)成分,也有一些奶片產(chǎn)品強化鈣、鐵、鋅等礦物質(zhì)營養(yǎng)元素,通過機械擠壓直接對原料粉末進行壓縮、成型、破碎、造粒[1-2]加工而成,營養(yǎng)物質(zhì)豐富且便于運輸、保存、對環(huán)境要求不高[3],深受廣大消費者的喜愛,尤其是青少年和兒童。
由于奶片產(chǎn)品的主要原材料為牛乳及其制品,營養(yǎng)物質(zhì)非常豐富,營養(yǎng)物質(zhì)中不乏一些對于外界水分或者氧氣敏感的成分,如維生素C 對于氧氣非常敏感,極易氧化分解,另外的話,奶片本身的水分含量是嚴格控制在一定范圍內(nèi)的,如果包裝材料對于水分阻隔性能達不到要求,也會帶來一些營養(yǎng)物質(zhì)的變化,所以,如何選擇合適的包裝材料對于保護產(chǎn)品營養(yǎng)物質(zhì)至關(guān)重要。
本文通過研究目前市場上較為三種常用的包裝材料,在貨架期內(nèi)對于奶片主要營養(yǎng)物質(zhì)的變化影響,為奶片包裝材料的選取提供參考依據(jù)。
(1)產(chǎn)品類原材料:奶片(本試驗研究專用);
(2)包裝材料(片材厚度為200μ -350μ ):PETG 片材類包裝材料(以下簡稱0#樣品)、PP片材類包裝材料(以下簡稱1#樣品)、PET 片材類包裝材料(以下簡稱2#樣品)、封口材料為復合鋁箔材料,包含粘合膠水、阻隔層和印刷層;
(3)設備:奶片泡罩包裝機、奶片自動裝袋機、瓦楞紙箱自動裝箱機、氣候室(用于試驗所得樣品在恒定的溫度和濕度條件下進行保存)。
(1)奶片樣品的加工及制備:將同一生產(chǎn)線生產(chǎn)的配方相同的奶片,經(jīng)過三種不同類型的包裝材料(如上所述,0#樣品、1#樣品和2#樣品)在奶片泡罩包裝機生產(chǎn)線上對制得的奶片樣品進行包裝,之后再進行封口、分切、裝袋和裝箱。
(2)為了測試包裝材料對于外界環(huán)境的防護能力及影響效果,模擬奶片在庫存、裝車、運輸、市場等環(huán)節(jié)中所經(jīng)歷的溫濕度條件,選取整個過程中溫、濕度相對苛刻的條件進行保存,將三種包裝材料的奶片樣品放置于相同的條件環(huán)境中(37℃,70%RH),選取固定的時間段進行取樣,定期取樣時間設置為(樣品制備完成后的第 15天,第30 天,第45 天,第75 天和第365 天)。
(3)對奶片中所包所含的營養(yǎng)物質(zhì)及關(guān)鍵影響指標(如能量值、蛋白質(zhì)含量、碳水化合物含量、脂肪含量、水分含量和灰分含量)進行定期的定量檢測(樣品制備完成后的第15 天,第30天,第45 天,第75 天和第365 天),記錄營養(yǎng)物質(zhì)在每次取樣檢測后的量值,比較幾次測試值變化情況。
通常情況下,奶片貨架期設定為9-12 個月,由于奶片營養(yǎng)物質(zhì)豐富,貨架期相對較長,在倉儲、物流及售賣等過程中,整個貨架期周期中可能會經(jīng)歷極端的溫、濕度條件,本研究主要對12個月貨架期內(nèi)的奶片產(chǎn)品定期開展營養(yǎng)指標的分析,研究不同包裝材料奶片碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、能量、水分等指標隨存放時間的變化情況。
從整體結(jié)果來看,不同類型包裝材料所封裝的奶片產(chǎn)品所包含的營養(yǎng)成分指標,在整個貨架期內(nèi),在不同的存放環(huán)境條件下,都有一些細小的變化,除水分含量隨著貨架期末的臨近呈現(xiàn)上升趨勢外,其它營養(yǎng)物質(zhì)含量均變化不明顯,沒有明顯的變化趨勢,整個過程指標變化都不顯著,均在規(guī)定范圍內(nèi),說明包裝材料對于奶片中的營養(yǎng)物質(zhì)起到了很好的保護作用,對于阻止外界環(huán)境中水分的進入也起到了非常重要的作用。
圖1 碳水化合物貨架期內(nèi)變化情況
上圖可以看出,由于碳水化物對所處的外界環(huán)境條件不敏感,所以不同包裝材料的奶片樣品碳水化合物指標在貨架期內(nèi)變化不明顯,所試三種包裝材料對應的奶片樣品均無明顯變化趨勢。
圖2 能量貨架期內(nèi)變化情況
上圖可以看出,各種包裝材料產(chǎn)品的能量指標在貨架期內(nèi)呈下降趨勢,泡罩包裝類的奶片貨架期一般為12 個月左右,貨架期臨近終點時,能量指標僅下降2%左右,處在合理的變化范圍內(nèi)。
從貨架期內(nèi)蛋白質(zhì)指標的變化情況可以看出,該指標在整個貨架期內(nèi)沒有顯著變化,說明該指標受外界溫度和濕度變化的影響較小。
圖3 蛋白質(zhì)貨架期內(nèi)變化情況
圖4 脂肪貨架期內(nèi)變化情況
脂肪氧化是產(chǎn)品品質(zhì)變化的一個重要因素,上圖為脂肪指標在貨架期內(nèi)的變化情況,可以看出,該指標貨架期內(nèi)變化不明顯,其受外界條件影響較小,包裝材料起到了很好的阻隔氧氣效果。
圖5 水分貨架期內(nèi)變化情況
從上圖可以看出,37℃、70%rh 濕度條件下,所測樣品在貨架期內(nèi)水分含量隨時間的延長逐漸增加,其中,0#樣品水分含量變化變化相對較小。
圖6 不同PET 瓶裝UHT 奶鈣含量變化情況
從上圖可以看出,所試三種包裝材料奶片樣品的灰分指標在整個貨架期內(nèi)均沒有明顯的變化趨勢,一直保持在一個相對比較穩(wěn)定的水平,說明所測試的三種包裝材料對于奶片的灰分指標無明顯影響,均可以作為此類相關(guān)產(chǎn)品的包裝材料。
(1)從上述試驗結(jié)果可以看出,通常情況下,對于所研究的奶片類產(chǎn)品及營養(yǎng)物質(zhì)含量相近的類似產(chǎn)品,相同厚度的PETG、PP、PET 三種包裝材料均能滿足包裝對產(chǎn)品的防護性能要求,均可以在奶片類產(chǎn)品的實際生產(chǎn)中進行選擇應用,依據(jù)設備的加工工藝條件、包裝工藝、運輸條件、倉儲條件、裝卸條件、售賣環(huán)境條件以及產(chǎn)品自身的貨架期時間限制條件進行材料的選擇使用;
(2)同等條件下,本項目研究所選擇的三種類型的包裝材料應用方案,對于蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等營養(yǎng)物質(zhì)的保護效果相當,不存在顯著差異,PETG 材料的包裝制品在貨架期內(nèi)對于奶片產(chǎn)品的水分含量指標的防護效果,稍優(yōu)于PP、PET 材料的保護效果,對于阻濕性要求相對較高的產(chǎn)品,選擇包裝材料時可以優(yōu)先考慮,對于阻濕性要求不高的產(chǎn)品或是考慮成本因素,可以選擇PP 和PET 材料,也可以達到較好的效果。
(3)由于研究時間有限,本次研究過程未開展其它溫濕度條件下,營養(yǎng)物質(zhì)的指標變化情況,如更高的溫度條件或者更高的濕度條件下,會不會有一些營養(yǎng)指標的快速的下降,這對于奶片在一些極端的運輸或者倉儲條件下具有一定的指導意義。
(4)本項目僅僅研究了PETG、PET 和PP三類常用的單一的包裝材料,對于其它類型的一些復合材料、功能改性材料、多層共擠工藝的包裝材料并沒有涉及,在后續(xù)的相關(guān)材料研究開發(fā)過程中,可以針對此類泡罩包裝材料開展相關(guān)的研究,確定其對于內(nèi)容物營養(yǎng)物質(zhì)指標的影響效果,從而選擇更適合于此類產(chǎn)品營養(yǎng)物質(zhì)保護的包裝。