范珺

（濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司）

蜂蜜的吸濕性分析及水分控制方法

范珺

（濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司）

蜂蜜是日常生活中常見的保健食品，其含水量的高低與蜂蜜粘度、結(jié)晶和發(fā)酵有著緊密的聯(lián)系。除了選擇含水量低于20%的成熟蜂蜜外，包裝的阻濕性也對(duì)蜂蜜的含水量產(chǎn)生影響。隨著技術(shù)的發(fā)展，塑料加工水平不斷提高，復(fù)合工藝進(jìn)一步改善，采用高阻濕的包裝材料是控制蜂蜜含水量的有效手段，也是蜂蜜包裝下一步的研究重點(diǎn)。

蜂蜜；吸濕性；含水量；高阻濕包裝

蜂蜜，是蜜蜂采集植物花蜜，通過(guò)體內(nèi)蜜蜂酶液作用釀造而成的甜物質(zhì)，是人類傳統(tǒng)而古老的天然食品。蜂蜜的主要成分為糖分、水分、酸類物質(zhì)、酶類化合物、維生素和礦物質(zhì)，對(duì)肝炎、貧血、便秘、燙傷、凍傷等諸多疾病具有輔助療效，成為如今備受人們認(rèn)可的一種純天然保健品。因此保持蜂蜜良好的品質(zhì)對(duì)于生產(chǎn)者和使用者至關(guān)重要。

一、蜂蜜的吸濕性及水分對(duì)蜂蜜的影響

蜂蜜的吸濕性是指從空氣中直接吸收水分的能力，其強(qiáng)弱與其所含糖分和自身的含水量有關(guān)。當(dāng)蜂蜜暴露在空氣中時(shí)，蜂蜜從空氣中吸收水分而稀釋，直至其含水量與空氣濕度達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，通常含水量為17.4%的蜂蜜，與空氣相對(duì)濕度58%時(shí)取得平衡。鑒于蜂蜜的種類、加工過(guò)程和蜂場(chǎng)環(huán)境濕度不同，成品蜂蜜的含水量多有不同。一般情況下，荔枝蜂蜜、龍眼蜂蜜、柑橘蜂蜜、鵝掌柴蜂蜜、烏桕蜂蜜含水量低于23%，其他類型蜂蜜的含水量低于20%，是品質(zhì)較好的蜂蜜。若含水量過(guò)低或周圍空氣相對(duì)濕度過(guò)高，蜂蜜為了達(dá)到與環(huán)境的水分平衡，主動(dòng)吸收周圍的水分，使得其含水量超過(guò)限量，不僅對(duì)蜂蜜的粘度、結(jié)晶產(chǎn)生影響，更易促進(jìn)蜂蜜自身的發(fā)酵變質(zhì)。

蜂蜜是一種超飽和的糖溶液，質(zhì)地成稠厚狀，這種粘稠的特性能使空氣中的氧無(wú)法滲入，從而抑制需氧菌的活性。在影響蜂蜜粘度的諸多因素中，水分最為顯著。當(dāng)蜂蜜的含水量為20%左右，其粘度相對(duì)較高，當(dāng)含水量升至25%，其粘度下降了約50%左右。其實(shí)這種影響很容易理解，因?yàn)樵诟邼癍h(huán)境下，蜂蜜更易吸濕從而變的稀薄，粘度下降。結(jié)晶是蜂蜜的一大特性，是指粘稠狀的半透明蜂蜜在較低的溫度貯藏一段時(shí)間后凝結(jié)成固體的現(xiàn)象，實(shí)際上是葡萄糖從蜂蜜中析出正常現(xiàn)象，雖然形態(tài)改變，但成分如初。受溫度和含水量的影響，不同品種的蜂蜜結(jié)晶速率存在差異。表1列舉了常見幾種蜂蜜的最易結(jié)晶的含水量，當(dāng)蜂蜜的含水量處于下述范圍時(shí)，容易在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生結(jié)晶。發(fā)酵，是蜂蜜開始變質(zhì)的重要表現(xiàn)，蜂蜜中含有一種耐糖的酵母菌，在其作用下蜂蜜中的糖分轉(zhuǎn)化為中間產(chǎn)物二氧化碳和酒精，后在有氧條件下進(jìn)而分解為最終產(chǎn)物醋酸和水。發(fā)酵過(guò)程中，蜂蜜的原有氣味逐漸被酒精味和強(qiáng)烈的酸味代替，并伴有大量的泡沫產(chǎn)生，品質(zhì)劣變，降低原有的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。蜂蜜的發(fā)酵離不開酵母菌、水分和適宜的溫度。試驗(yàn)證明，當(dāng)酵母菌數(shù)量和溫度合適時(shí)，蜂蜜的含水量≥21%，有利于酵母菌的生長(zhǎng)，若含水量超過(guò)33%，酵母菌的繁殖將更加活躍。

表1　蜂蜜最易結(jié)晶的含水量范圍

二、如何控制蜂蜜的水分

蜂蜜的水分控制根據(jù)產(chǎn)銷進(jìn)程可以分為兩個(gè)階段，即加工灌裝階段和銷售儲(chǔ)藏階段。在加工灌裝階段，水分控制的首要前提就是采集成熟蜂蜜。通常，成熟蜂蜜是由工蜂將采集蜂蜜加入其唾液（轉(zhuǎn)化酶）經(jīng)過(guò)反復(fù)充分釀造、脫水，在其他蜂的扇風(fēng)輔助下制得，含水量在20%左右。若采集的是未成熟蜂蜜，沒(méi)有經(jīng)過(guò)蜜蜂的充分加工和脫水，其水分含量很高，因此，需用濃縮設(shè)備進(jìn)行濃縮脫水，再進(jìn)行灌裝。

相比加工灌裝過(guò)程的水分可控性強(qiáng)，蜂蜜進(jìn)入銷售儲(chǔ)藏階段后，其含水量受到包裝、周圍空氣濕度等因素影響，含水量會(huì)出現(xiàn)一定波動(dòng)，其中包裝影響最大。

三、包裝對(duì)蜂蜜含水量的影響

包裝，在一般人眼里可能只是保護(hù)內(nèi)容物的作用，但選擇具有功能性的包裝材料并采取科學(xué)的包裝方式，完全可以滿足內(nèi)容物特殊的保質(zhì)需要。對(duì)于成品蜂蜜來(lái)說(shuō)，阻濕性是對(duì)其包裝最大的功能性要求，也是控制蜂蜜在銷售儲(chǔ)藏過(guò)程中含水量的有效方法。阻濕性，是指包裝材料對(duì)水蒸氣的阻隔效用，亦稱水蒸氣阻隔性。水蒸氣對(duì)于包裝材料的滲透可視為吸附、溶解、擴(kuò)散、解析的過(guò)程，不同材質(zhì)的包裝材料對(duì)于水蒸氣的擴(kuò)散速率有著顯著差異，總體而言，包裝材料的透濕性取決于環(huán)境的溫濕度和材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。一方面，環(huán)境溫度高、包裝內(nèi)外濕度差大，會(huì)促進(jìn)水蒸氣向包裝內(nèi)滲透，另一方面，材料自身內(nèi)聚力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊密以及添加劑和改性劑的化學(xué)改性，都會(huì)提高材料對(duì)水蒸氣的阻濕性。

傳統(tǒng)印象中，蜂蜜多采用玻璃瓶配馬口鐵蓋進(jìn)行包裝，兩種材料均屬于透濕性極低的材料，其性能受環(huán)境影響小。隨著運(yùn)輸成本的提高和人們對(duì)便攜性的要求，塑料瓶和便攜包裝袋的使用越來(lái)越多。塑料瓶的材質(zhì)以PET為主，這種材料對(duì)氧氣、水蒸氣的滲透阻隔性優(yōu)良、耐沖擊性強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于飲料、果汁等包裝上。便攜包裝袋是近些年新興的包裝形式，采用PE、PET、CPP、VMPET、PA、AL等一種或多種復(fù)合而成的薄膜制得的條式包裝或吸嘴自立袋，減少了瓶裝蜂蜜的攜帶不便，沖調(diào)更加方便，在快節(jié)奏生活的當(dāng)下具有很大的應(yīng)用潛力。其中，AL、VMPET都是高阻隔性材料，PE、PET、CPP分別扮演了復(fù)合膜印刷層和熱封層的角色，而PA具有突出的耐穿刺性能和柔軟性，能抵御尖銳物對(duì)包裝的損壞。

筆者借助蘭光包裝安全中心的W3/330水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)，分別對(duì)幾種蜂蜜塑料包裝進(jìn)行了水蒸氣滲透性的測(cè)試，并對(duì)該包裝的蜂蜜含水量進(jìn)行了對(duì)比，分析不同包裝形式對(duì)蜂蜜含水量的影響。

從表中測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，PET瓶的水蒸氣透過(guò)率是最高的，其包裝的蜂蜜60天內(nèi)含水量提高了24.58%，另外兩種試樣的水蒸氣透過(guò)率相對(duì)較低，其蜂蜜的含水量變化基本可以忽略不計(jì)。由此可以推斷，包裝材料的水蒸氣透過(guò)率在很大程度上決定了儲(chǔ)藏期間蜂蜜的含水量變化。

表2　不同包裝的水蒸氣透過(guò)率和蜂蜜的含水量變化

對(duì)于使用最多的PET蜂蜜瓶，提高其阻濕性能尤為重要，目前，提高的方法主要集中在表面涂層技術(shù)、多層復(fù)合技術(shù)、共聚與共混技術(shù)、納米技術(shù)等。聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）是聚酯家族的重要成員，用萘環(huán)代替PET的苯環(huán)，比PET的分子鏈剛性更高，對(duì)水蒸氣的阻隔性更優(yōu)異，但價(jià)格偏高。通過(guò)將PET與10%以下的PEN共混，可使其制得容器阻隔性大幅改善，阻濕性可提高20%左右。

對(duì)于PET/VMPET/CPP和PET/AL/PE兩種材料，其高阻隔性來(lái)源于金屬鋁。它具有高度致密的金屬晶體結(jié)構(gòu)，理論上對(duì)水蒸氣以及其他氣體具有完全的阻隔性。但由于加工中會(huì)產(chǎn)生針孔，因此鋁箔對(duì)水蒸氣的透過(guò)率并不為零。生產(chǎn)工藝或外力揉搓所致的針孔數(shù)目越多、孔徑大都會(huì)增大鋁箔的透濕性，對(duì)此應(yīng)在工藝上和薄膜結(jié)構(gòu)上予以改進(jìn)。除此之外，一些高阻隔材料尚未被大規(guī)模應(yīng)用于蜂蜜袋式包裝，但潛力較大，比如PVDC薄膜或PVDC涂布膜。PVDC具有較強(qiáng)的阻濕性，且比較穩(wěn)定，不易受濕度變化的影響，將之單獨(dú)與其他材料復(fù)合或?qū)⒅坎荚谄渌牧仙?，從而制得高阻隔性薄膜，阻濕效果極佳。

四、結(jié)語(yǔ)

蜂蜜是日常生活中常見的保健食品，其含水量的高低與蜂蜜粘度、結(jié)晶和發(fā)酵有著緊密的聯(lián)系。除了選擇含水量低于20%的成熟蜂蜜外，包裝的阻濕性也對(duì)于蜂蜜的含水量產(chǎn)生影響。隨著技術(shù)的發(fā)展，塑料加工水平不斷提高，復(fù)合工藝進(jìn)一步改善，采用高阻濕的包裝材料是控制蜂蜜的含水量有效手段，也是蜂蜜包裝下一步的研究重點(diǎn)。