蘇日娜，楊暢，李星巖，尹永智，侯英梁

（內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司，呼和浩特011500）

關(guān)鍵字：PET瓶；色母；阻隔性；質(zhì)構(gòu)；感官

0 引言

常溫酸奶“Long life yoghurt”，是指酸奶發(fā)酵后經(jīng)過熱處理再無菌包裝而成的產(chǎn)品[1-2]。

由于常溫酸奶長(zhǎng)貨架期的要求，一般的包材很難實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品提供高保護(hù)的存儲(chǔ)條件[3-4]。隨著包裝工藝技術(shù)的提高，PET材質(zhì)的包裝開始進(jìn)入常溫酸奶市場(chǎng)。

PET是一種高分子聚合物。通過在PET原料中混入功能性色母粒子，可以改變最終制成的包裝的阻隔性能[5-6]。想要將PET包裝應(yīng)用在常溫產(chǎn)品中，就要添加功能性色母粒子從而為產(chǎn)品提供穩(wěn)定的的包材環(huán)境[7-8]。

本研究是對(duì)PET原料添加色母粒子制作成不同方案的PET瓶包裝。并將不同方案的PET瓶裝常溫酸奶放置于不同儲(chǔ)存條件下，探究不同阻隔瓶對(duì)產(chǎn)品貨架期品質(zhì)的影響，分析不同阻隔瓶瓶體性能差異。為企業(yè)生產(chǎn)PET瓶裝酸奶提供相關(guān)技術(shù)參考。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與儀器

常溫酸奶制作原料：鮮牛奶，白糖，變性淀粉，發(fā)酵菌種有嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌混合而成。普通玻璃瓶（外購(gòu)）。

PET瓶制作原料：白色色母，紫色色母，PET粒子。

生產(chǎn)及測(cè)試儀器：均質(zhì)機(jī)APV-1000，Anton Paar流變儀，38℃恒溫培養(yǎng)箱，酸度計(jì)，光照培養(yǎng)箱（3500lux），注塑機(jī)（國(guó)產(chǎn)），吹瓶機(jī)（國(guó)產(chǎn)），灌裝機(jī)（國(guó)產(chǎn)）。酸度計(jì)，光照培養(yǎng)箱。

1.2 實(shí)驗(yàn)

1.2.1 酸奶工藝流程

鮮牛奶→預(yù)熱→配料→均質(zhì)→殺菌→接種→發(fā)酵→冷藏→破乳→冷卻→檢測(cè)

1.2.2 PET瓶工藝流程

色母粒子外觀檢查→粒子干燥→混料→注塑成型→吹瓶→殺菌

PET瓶生產(chǎn)色母原料配比如表1所示。

表1 PET瓶色母不同添加比例方案 %

1.2.3 PET瓶酸奶工藝流程

PET瓶成品→酸奶灌裝→擰蓋密封→成品

1.2.4 對(duì)照樣工藝流程

玻璃瓶殺菌→酸奶灌裝→擰蓋密封→成品

1.2.5 酸奶貯存

將6種不同阻隔方案的PET瓶裝常溫酸奶分別放置于常溫24℃、恒溫培養(yǎng)箱38℃、3500 lux光照培養(yǎng)箱中。整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期為3個(gè)月。每周進(jìn)行剪包觀察實(shí)驗(yàn)，同時(shí)檢測(cè)記錄樣品黏度以及酸度。在保存30，60，90 d時(shí)，送感官品評(píng)室進(jìn)行感官消費(fèi)者喜好度品評(píng)測(cè)試。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，玻璃瓶樣品做對(duì)比樣進(jìn)行對(duì)照分析。

1.2.6 PET瓶透光率測(cè)試

透光率送檢第三方測(cè)試機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，綜合選取550 nm下的可見光進(jìn)行透光率測(cè)試，檢測(cè)3個(gè)平行樣，結(jié)果取平均值。

1.2.7 PET瓶透氧率測(cè)試

透氧率送檢第三方測(cè)試機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，取瓶體腰身部分3點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，檢測(cè)3個(gè)平行樣，結(jié)果取平均值。

1.2.8 酸奶黏度及酸度測(cè)試

采用Anton Paar流變儀中的升降速程序，選取流變儀剪切速率73.9 s-1下的黏度值做評(píng)價(jià)。并記錄觸變面積。每周取常溫、保溫、光照儲(chǔ)存樣品進(jìn)行黏度測(cè)試，每個(gè)方案下的樣品檢測(cè)3個(gè)平行樣，結(jié)果取平均值，測(cè)試3個(gè)月。

酸度通過直接滴定法進(jìn)行測(cè)試。用酚酞溶液做指示劑，稱取10 g酸奶樣品于150 mL容量的錐形瓶中。加入20 mL蒸餾水并混合均勻。加入2.0 mL酚酞指示液并混合均勻。用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至液體呈微紅色，保持30s內(nèi)溶液不褪色，記錄下所消耗的氫氧化鈉溶液的體積，重復(fù)測(cè)定三次，算平均值。酸度以oT數(shù)值表示。酸度計(jì)算公式為

式中：X2為測(cè)試樣酸度；C2為氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（mol/L）；V2為滴定終點(diǎn)消耗氫氧化鈉溶液體積（mL）；m2為測(cè)試樣質(zhì)量（g）。

1.2.9 酸奶感官品評(píng)測(cè)試

感官品評(píng)由50名感官評(píng)價(jià)員組成，每項(xiàng)產(chǎn)品評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)定為1～5分（從低到高），最終結(jié)果統(tǒng)計(jì)50名感官品評(píng)員的總分，總評(píng)分最高的樣品，評(píng)價(jià)效果好，并分別分析每一種樣品不同品評(píng)項(xiàng)目下的具體變化。其中樣品整體接受度是指對(duì)樣品的喜好程度，1分表示很不喜歡，2分表示有點(diǎn)不喜歡，3分表示一般，4分表示有點(diǎn)喜歡，5分表示非常喜歡。感官評(píng)價(jià)指標(biāo)見表2。每半個(gè)月取6種不同阻隔方案下的產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試，連續(xù)測(cè)試3個(gè)月。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，選取變化最具代表性的阻隔方案樣品進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

表2 樣品感官品評(píng)項(xiàng)目

2 結(jié)果與分析

2.1 6種包裝方案瓶體透光率和透氧率評(píng)價(jià)

在評(píng)價(jià)包裝性能時(shí)，一方面要對(duì)包裝化學(xué)性能和物理性能進(jìn)行針對(duì)性測(cè)試，另一方面要聯(lián)合包裝內(nèi)容物的感官評(píng)測(cè)以及分析內(nèi)容物理化指標(biāo)進(jìn)行綜合判定。本次實(shí)驗(yàn)首先進(jìn)行瓶體透氧性和透光性測(cè)試。圖1為瓶體進(jìn)行透光率及透氧率測(cè)試選取的測(cè)試點(diǎn)；表3總結(jié)了6種PET包裝方案的透光率和透氧率測(cè)試結(jié)果。結(jié)果顯示，在PET瓶阻隔劑添加量一定的情況下，透氧率隨著吸氧劑添加量的增加而減小。在PET瓶吸氧劑添加量一定的情況下，透氧率隨著阻隔劑添加量的增加而略有減小。6種方案的透光率變化幅度很小，平均變化值為0.62%。

圖1 PET瓶透光率及透氧率測(cè)試點(diǎn)

2.2 6種包裝方案樣品內(nèi)容物黏度變化

添加一定比例功能性色母粒子的PET瓶，雖然可以為產(chǎn)品提供優(yōu)良的高阻隔儲(chǔ)存環(huán)境。但是隨著貨架期時(shí)間的推移，瓶體本身的阻隔性能必然會(huì)有所下降，表現(xiàn)在內(nèi)容物上即會(huì)影響內(nèi)容物的感官、質(zhì)構(gòu)及風(fēng)味。其中，黏度變化是內(nèi)容物品質(zhì)發(fā)生變化的最直觀體現(xiàn)。由表4可以看出，每個(gè)儲(chǔ)存條件下內(nèi)容物黏度隨著貯存時(shí)間的增加，黏度均表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，觸變面積均升高（表5）。觸變面積是黏度在流變學(xué)中的一種表現(xiàn)方式，是表征材料在受到外力破壞后，恢復(fù)初始狀態(tài)的能力，觸變面積越高，表明材料要恢復(fù)原始狀態(tài)過程中消耗的能量越高，材料的穩(wěn)定性就會(huì)越差。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)觀察過程中，不同儲(chǔ)存條件下內(nèi)容物黏度變化值都較小，變化程度依次為（按儲(chǔ)存條件）：保溫＞光照＞室溫。6種阻隔方案內(nèi)容物黏度變化程度依次為：方案1＞方案4＞方案2＞方案3＞方案5＞方案6。玻璃瓶作為一種高阻隔高密封性包裝材料，對(duì)于產(chǎn)品性能的保護(hù)效果最優(yōu)，結(jié)果顯示整個(gè)觀測(cè)過程中玻璃瓶對(duì)照樣內(nèi)容物的黏度變化最小。

表3 6種包裝方案透光率和透氧率測(cè)試結(jié)果

表4 6種方案在保溫、光照和室溫儲(chǔ)存3個(gè)月內(nèi)的黏度平均變化值/（mPa·s）

表5 6種方案在保溫、光照和室溫儲(chǔ)存3個(gè)月內(nèi)的觸變面積平均變化值/（Pa·s）

2.3 6種包裝方案樣品的酸度變化

常溫酸奶經(jīng)最后一步滅菌工藝，產(chǎn)品中的細(xì)菌、發(fā)酵菌被滅活，從而避免了產(chǎn)品在后續(xù)貨架期儲(chǔ)存過程中因微生物生長(zhǎng)而導(dǎo)致的變質(zhì)、變味現(xiàn)象，使產(chǎn)品維持在一個(gè)穩(wěn)定的酸度。但是隨著貨架期時(shí)間的推移及PET瓶體阻隔性能的降低，氧氣會(huì)從瓶體外部慢慢滲入瓶體內(nèi)部，氧氣的存在會(huì)滋生微生物，從而導(dǎo)致產(chǎn)品酸度的變化。由表6可以看出，6種不同方案PET瓶常溫酸奶的酸度在保溫、光照及常溫三種儲(chǔ)存環(huán)境中的變化幅度不同。在PET瓶阻隔劑添加量相同的情況下，酸度變化幅度隨PET瓶吸氧劑添加量的降低而呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)。在PET瓶吸氧劑添加量相同的情況下，酸度變化幅度隨阻隔劑添加量的降低而呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)?？傮w變化趨勢(shì)為：方案4＞方案1＞方案2＞方案5＞方案3＞方案6；保溫儲(chǔ)存樣品＞光照儲(chǔ)存樣品＞常溫儲(chǔ)存樣品。

表6 6化種值方案在保溫、光照和室溫儲(chǔ)存3個(gè)月內(nèi)的酸度平均變

表6 6化種值方案在保溫、光照和室溫儲(chǔ)存3個(gè)月內(nèi)的酸度平均變

方1案保18溫30儲(chǔ).8存8光16照20儲(chǔ).8存3室9溫9 0儲(chǔ).68存2 1340.641400.59770.42 3 1260.431280.4700.32 4 1670.731550.68890.52 5 930.371010.32680.26標(biāo)準(zhǔn)6樣8 7 9 70 0..2 29 1 7 69 80 0..2 12 9 6 5 89 00..12 2

2.4 6種包裝方案樣品的感官變化

為使感官品評(píng)員的品評(píng)結(jié)果有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)參考，本次感官品評(píng)測(cè)試過程中標(biāo)出玻璃瓶標(biāo)準(zhǔn)樣，其他方案樣品以標(biāo)準(zhǔn)樣的感官指標(biāo)為參考。最終結(jié)果選取各項(xiàng)指標(biāo)最優(yōu)的產(chǎn)品做最優(yōu)樣品。

2.4.1 6種包裝方案樣品的特征香氣變化

發(fā)酵酸奶的乳香味及發(fā)酵香氣是衡量產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標(biāo)。除了產(chǎn)品本身可以維持香氣，PET瓶高阻隔性能的包裝也可以為產(chǎn)品的香氣提供保障。本次感官測(cè)試結(jié)果選取保溫儲(chǔ)存樣進(jìn)行做圖評(píng)價(jià)。由圖2可以看出，6種包裝方案產(chǎn)品在保溫3個(gè)月的儲(chǔ)存期內(nèi)的特征香氣評(píng)分都有減弱。且不同阻隔包裝方案的樣品香氣減弱趨勢(shì)不同，說明包裝的阻隔性確實(shí)會(huì)影響產(chǎn)品的特征香氣。6種包裝方案樣品在保溫儲(chǔ)存15 d時(shí)香氣最強(qiáng)，其中方案4樣品香氣最弱。方案6樣品在整個(gè)儲(chǔ)存過程中香氣維持最穩(wěn)定。

圖2 6種方案在保溫儲(chǔ)存3個(gè)月內(nèi)的特征香氣評(píng)分（平均值）

2.4.2 6種包裝方案樣品的整體接受度變化

在整個(gè)觀測(cè)過程中，6種包裝方案樣品的整體接受度都有所變化。常溫儲(chǔ)存條件下的樣品接受度評(píng)分變化較小，6種包裝方案產(chǎn)品在整個(gè)常溫儲(chǔ)存過程中，均處在可接受的程度。光照儲(chǔ)存樣和保溫儲(chǔ)存樣的接受度評(píng)分變化略高于常溫儲(chǔ)存樣，本次感官測(cè)試結(jié)果選取光照儲(chǔ)存樣進(jìn)行做圖評(píng)價(jià)。由圖3可以看出，儲(chǔ)存75 d時(shí)，方案4和方案2處于不被接受的程度（評(píng)分小于或等于3分）。儲(chǔ)存第90 d時(shí)，除了方案5和方案3，其他樣品均處于不被接受的程度（評(píng)分小于或等于3分）。

圖3 6種方案在保溫儲(chǔ)存3個(gè)月內(nèi)的整體接受度評(píng)分（平均值）

2.4.3 6種包裝方案樣品的口感粘稠度變化

在整個(gè)儲(chǔ)存過程中，6種包裝方案樣品的口感黏稠度均有所變化。常溫儲(chǔ)存條件下的樣品的口感黏稠度變化較小，但是品評(píng)結(jié)果始終可接受。光照儲(chǔ)存樣和保溫儲(chǔ)存樣的口感黏稠度變化高于常溫儲(chǔ)存樣。本次感官測(cè)試結(jié)果選取保溫儲(chǔ)存樣進(jìn)行做圖評(píng)價(jià)。由圖4可以看出，在保溫儲(chǔ)存過程中，6種方案樣品的口感黏稠度評(píng)分均在3以上，樣品口感黏稠度可接受。說明不同阻隔性能的PET包裝在貨架期內(nèi)對(duì)產(chǎn)品口感黏稠度影響較小。

圖4 6種方案在保溫儲(chǔ)存3個(gè)月內(nèi)的口感黏稠度評(píng)分

2.4.4 6種包裝方案樣品的異味變化

在整個(gè)儲(chǔ)存過程中，6種方案樣品都不同程度的產(chǎn)生了氧化味和塑料味。常溫儲(chǔ)存條件下的樣品異味感較小，且整個(gè)品評(píng)實(shí)驗(yàn)過程中氧化味變化程度在可接受范圍內(nèi)。光照儲(chǔ)存樣和保溫儲(chǔ)存樣的異味變化高于常溫儲(chǔ)存樣，本次感官測(cè)試結(jié)果選取光照儲(chǔ)存樣進(jìn)行做圖評(píng)價(jià)。由圖5可以看出，在光照儲(chǔ)存條件下第60 d開始，6種方案產(chǎn)品均產(chǎn)生了一定程度的氧化味，其中方案4和方案1樣品的氧化味在第60 d時(shí)最不能接受，整體評(píng)分接近3分（一般）。

由圖6可以看出，6種方案樣品的塑料味在第75 d時(shí)均比較明顯，其中方案4樣品的塑料味不能接受，評(píng)分低于3分。第90 d時(shí)，除方案3、5、6產(chǎn)品的塑料味可接受，其余方案產(chǎn)品的塑料味均不可接受。以上結(jié)果表明PET瓶中阻隔劑添加量越高的包裝方案，包裝以及產(chǎn)品抵抗光照變質(zhì)的能力越強(qiáng)。PET瓶中吸氧劑添加量對(duì)于包裝抵抗光照變質(zhì)的能力不明顯。

圖5 6種方案在光照儲(chǔ)存3個(gè)月內(nèi)的氧化味評(píng)分

圖6 6種方案在光照儲(chǔ)存3個(gè)月內(nèi)的塑料味變化

3 結(jié)論

（1）6種不同PET瓶包裝方案，瓶體的透氧率和透光率均不相同。其中PET瓶中吸氧劑添加量對(duì)瓶體透氧率的影響程度要高于阻隔劑添加量對(duì)瓶體透氧率的影響。方案6的阻隔性能顯示最好，其次是方案3。（2）6種不同PET瓶包裝方案對(duì)于內(nèi)容物的黏度和酸度有不同程度的影響。其中保溫儲(chǔ)存條件下的方案6樣品，其黏度和酸度值變化程度最小，內(nèi)容物品質(zhì)最穩(wěn)定。其次是光照儲(chǔ)存樣品，常溫儲(chǔ)存樣品。

（3）6種不同PET瓶包裝方案對(duì)于內(nèi)容物的感官品質(zhì)有不同程度影響，其中異味的變化程度最明顯。a.保溫儲(chǔ)存條件下樣品在第60 d開始，特征香氣略有減弱。儲(chǔ)存第90 d時(shí)，除了方案5和方案3，其他樣品均不可接受。b.光照儲(chǔ)存條件下第90 d時(shí)，除方案3、方案5以及方案6的塑料味可接受，其余方案的塑料味均顯示不可接受。

（4）阻隔劑越高的包裝方案，抵抗光照變質(zhì)的能力越強(qiáng)。吸氧劑對(duì)于抵抗光照變質(zhì)的能力不明顯，主要影響瓶體透氧率。綜合以上測(cè)試結(jié)果，方案5和方案6的色母添加方案最優(yōu)。