高紅艷，莫蓓紅，劉振民

（乳業(yè)生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(guò)發(fā)酵、凝乳、切割，然后排乳清、成熟制得的具有很高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的乳制品。據(jù)統(tǒng)計(jì)奶酪有2000多種，隨著新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，種類逐年增加。奶酪有自己獨(dú)特的特征，如尺寸、形狀、顏色、成熟條件、風(fēng)味、是否涂層、表面是否有霉菌，這就對(duì)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(zhì)，同時(shí)盡可能長(zhǎng)的延長(zhǎng)貨架期[1]。

1 奶酪的包裝材料

奶酪產(chǎn)品的包裝嚴(yán)重影響著產(chǎn)品的性能，奶酪包裝材料不應(yīng)含有有害成分，以確保食用安全。奶酪包裝材料同時(shí)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(jī)械穩(wěn)定性、熱拉伸性、機(jī)走性能以及生態(tài)和經(jīng)濟(jì)上的限制等。

氣體阻隔性主要是防止氧氣、二氧化碳、氮?dú)庖约八魵獾臐B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(zhǎng)。其次一些成熟的奶酪為了避免水分流失，造成質(zhì)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(chǔ)藏的過(guò)程中，會(huì)伴隨著微生物的代謝產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，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(nèi)二氧化碳的存在，能有效地抑制大部分微生物的增長(zhǎng)，因此要求材料具有適當(dāng)?shù)亩趸細(xì)怏w滲透率。

包裝材料的滲透率指單位時(shí)間和面積下，穩(wěn)定滲透速率條件下，氣體的滲透擴(kuò)散通量，用P表示，計(jì)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(shí)間，s；p1-p2為包裝材料兩側(cè)滲透氣體的壓力差，單位Pa。

所以滲透率P的國(guó)際單位為mol m m-2s-1Pa-1，但是這個(gè)計(jì)算方法運(yùn)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(guò)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(guò)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(xué)結(jié)構(gòu)，將用于食品的塑料包裝材料進(jìn)行了區(qū)分，見(jiàn)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(guò)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(zhì)的材料不能滿足奶酪產(chǎn)品儲(chǔ)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(jiàn)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(fù)合在一起，利用它們的綜合性能，達(dá)到包裝的要求。包裝單層材料可以通過(guò)復(fù)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(fù)合包裝材料。

復(fù)合包裝材料可有很多選擇和結(jié)合，如材料、材料層數(shù)、層厚來(lái)滿足奶酪產(chǎn)品的儲(chǔ)存要求。常用于奶酪包裝的復(fù)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(shí)，可以有效的阻隔氧氣，材料中復(fù)合金屬鋁箔時(shí)，對(duì)水蒸氣和其他氣體具有高阻隔性。奶酪常用的復(fù)合材料組成總結(jié)見(jiàn)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(fù)合材料組成Table 2 Specifications of some laminated packaging material used to pack cheese

2 硬質(zhì)、半硬質(zhì)奶酪的包裝

傳統(tǒng)的奶酪在成熟過(guò)程中，表面水分快速揮發(fā)，形成一層比較硬的殼，從而保護(hù)奶酪內(nèi)部的品質(zhì)，避免微生物和害蟲(chóng)的侵?jǐn)_。一些奶酪如Edam，表面會(huì)涂層彩色石蠟，蠟的顏色代表奶酪的成熟度，必要時(shí)石蠟外面還要加第二層柔韌的蠟，防止水分流失、保護(hù)奶酪品質(zhì)[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(jí)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(lái)酸酯或富馬酸為原料，結(jié)合增稠劑等物質(zhì)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(guò)程中水分的流失，使用真空包裝袋進(jìn)行奶酪包裝，可以阻止微生物侵害，同時(shí)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(shí)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(shí)[14]。在奶酪成熟過(guò)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(nèi)，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(nèi)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(fù)合，以達(dá)到最好的儲(chǔ)藏效果。

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

3 零售奶酪的包裝

奶酪進(jìn)入到零售消費(fèi)市場(chǎng)時(shí)，通常會(huì)被切成小塊或片，然后包裝在塑料袋中，進(jìn)行抽真空或者充二氧化碳、氮?dú)饣蚨呋旌衔铮A(yù)防奶酪表面霉菌的生長(zhǎng)，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(jī)器的性能，如機(jī)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(guò)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(zhì)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(jiǎn)單的雙層材質(zhì)，內(nèi)層可為PS/PE、PET/PE、LDPE/PVDC/OPA/PE或PS/EVOH/PE/PP的復(fù)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(zhì)[14－15]。此外，獨(dú)立的奶酪片包裝會(huì)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(zhì)受到光的影響，所以包裝袋可使用EVOH、PVDC、OPA或PET阻隔層，同時(shí)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(zhì)奶酪的包裝

與半硬質(zhì)或者硬質(zhì)奶酪相比，軟質(zhì)奶酪生產(chǎn)單元較小，這是因?yàn)槟汤页墒爝^(guò)程中的會(huì)有霉菌產(chǎn)生，如戈?duì)柛炖崭衫遥℅orgonzola）、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(guò)率，防止水分流失，因?yàn)橐欢ǖ乃疃仁俏⑸锷L(zhǎng)促進(jìn)成熟的必要條件。由于軟質(zhì)奶酪機(jī)械操作性差，成熟后更差，所以軟質(zhì)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(qiáng)烈的風(fēng)味，且具有很高水活度，所以需要的材料要保留住包裝內(nèi)的水分，典型的包裝材料內(nèi)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(guò)?？ㄩT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(zhǎng)，典型的包裝材料是穿孔的鋁箔復(fù)合外層是LDPE的襯紙、穿孔玻璃紙復(fù)合石蠟紙、以及紙塑化合物，如附PET膜的纖維素紙復(fù)合PE/EVA，但是卡門貝爾呈楔形包裝時(shí)，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(zhǎng)。藍(lán)紋奶酪包裝同樣要求材料對(duì)氣體高阻隔性，以抑制其他霉菌，當(dāng)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(lán)酪霉菌的生長(zhǎng)[17]。

5 結(jié)束語(yǔ)

奶酪包裝是奶酪成熟和消費(fèi)過(guò)程中最后一個(gè)重要步驟，如今現(xiàn)代化的包裝設(shè)備，可以將奶酪切割和包裝非常緊密的結(jié)合在一起，并且對(duì)操作單元和包裝環(huán)境嚴(yán)格控制，確保奶酪的品質(zhì)和保質(zhì)期。在未來(lái)奶酪發(fā)展的過(guò)程中，企業(yè)應(yīng)進(jìn)一步加大對(duì)包裝材料的開(kāi)發(fā)，在保障產(chǎn)品安全的前提下，生產(chǎn)出造型新穎、結(jié)構(gòu)合理、且具有環(huán)保功能的新型包裝，促進(jìn)奶酪這種健康食品的發(fā)展，滿足消費(fèi)者需求。

[1] 郭本恒.干酪[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003

[2] Kammerlehner,J.K¨asetechnologie,Freisinger K¨unstlerpresse[M].Upper Bavaria,Freising Press,2003

[3] Robertson G L.Food Packaging－Principles and Practice[M].Boca Raton,FL.,CRC Press(Francis&Taylor Group),2006

[4] Bergmair,J,Wash¨uttl,M.&Wepner,B.Pr¨ufpraxis f¨ur Kunststoffverpackungen[M].Hamburg,Behr’s Verlag,2004

[5]Law Barry A,Tamime A Y.Technology of Cheesemaking[M].Wiley－Blackwell,2007

[6] Gordon L,Robertson&Marcel Dekker.Food Packaging:Principles and Practice[M].CRC Press,1998

[7] Jenkins,W Harrington,J.Lebensmittel verpackungen aus Kunststoff[M].Hamburg,Behr’s Verlag,1992

[8] Tamime,A Y.Modern cheese making:hard cheeses[J].Modern Dairy Technology－Advances in Milk Products,1993,2:49－220

[9]BuchnerN.VerpackungvonLebensmitteln[M].Berlin,Springer,1999

[10]Nentwig J.Kunststoff－Folien,M¨unchen[M].Hanser Verlag,2006

[11]Piringer,O.－G.Permeation of gases,water vapor and volatile organic compounds.Plastic Packaging Materials for Food[M].2000:239－286

[12]Walstra P,Wouters J T M,Geurts T.Dairy Science and Technology[M].CRC Press,Boca Raton,FL,2006

[13]美國(guó)奶酪參考手冊(cè)U.S.Dairy Export Council[M].2004

[14]Sturm W.Verpackung milchwirts chaftlicher Lebensmittel[M].Kempten,1998

[15]Strehle G.Verpacken von Lebensmitteln[M].Hamburg,Behr’s Verlag,1997

[16]Spreer E.Technologie der Milchverarbeitung[M].Hamburg,Behr’s Verlag,2006

[17]McCarthy C T,Hussey M,Gilchrist M D.On the sharpness of straight edge blades in cutting soft solids.Part I:Indentation experiments[J].Engineering Fracture Mechanics,2007,74:2205－2224