摘 要：隨著四川省鹽源縣蘋果產(chǎn)量的逐漸增加，當?shù)靥O果片加工產(chǎn)業(yè)得以實現(xiàn)快速發(fā)展，但是鹽源縣美青源食品有限公司在包裝流通蘋果片過程中出現(xiàn)水分流失較快的問題。基于此，通過研究鹽源縣美青源食品有限公司生產(chǎn)的蘋果片包裝材料的防潮性，計算蘋果片的水分含量、包裝材料的透濕度及包裝材料的有效貯存期，并根據(jù)影響蘋果片貨架期的因素，在防潮包裝材料的選用和工藝流程等方面提出了對策建議。

關(guān)鍵詞：蘋果片；防潮包裝；貨架期；包裝材料

中圖分類號：TS206 文獻標志碼：A 文章編號：1674-7909-（2023）11-146-3

0 引言

四川省鹽源縣位于青藏高原東南緣的高山盆地，海拔2 600 m，年均氣溫12.1 ℃，具有低緯度、高海拔、日照充足、晝夜溫差大的特點。鹽源縣蘋果種植地土壤有機質(zhì)含量豐富，灌溉水源自盆地周邊的高山雪域，生態(tài)環(huán)境得天獨厚。鹽源蘋果氣味芳香濃郁、皮薄汁多、口感酸甜爽口，當?shù)氐摹氨切摹碧O果更是風(fēng)靡國內(nèi)一線城市高端消費市場，獲得了前所未有的知名度和市場地位。截至2020年，鹽源蘋果種植面積和產(chǎn)量分別占四川省蘋果栽培面積和產(chǎn)量的65%和75%，蘋果產(chǎn)業(yè)成為鹽源縣名副其實的支柱產(chǎn)業(yè)［1］。

鹽源縣美青源食品有限公司成立于2010年，位于鹽源縣鹽井鎮(zhèn)太安村二組，是首家在鹽源縣對蘋果進行深加工的企業(yè)。目前，鹽源縣美青源食品有限公司在包裝流通蘋果片的過程中出現(xiàn)水分流失較快、口感變差等問題。為此，筆者研究了鹽源縣美青源食品有限公司的蘋果片產(chǎn)品防潮包裝及其貨架期。因為包裝材料的貯存期決定了蘋果片的貨架期，所以筆者通過研究包裝材料的貯存期研究蘋果片的貨架期。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

鹽源縣美青源食品有限公司在蘋果片的保存貯藏過程中，通常用3種包裝材料（見表1）對蘋果片進行包裝處理，分別是聚乙烯（Polyethylene，PE）材料、鍍鋁（OPP/AL/PET）材料和聚丙烯薄膜（Cast polypropylene，CPP）材料［2-3］。PE材料用于確定蘋果片的最大允許含水量。OPP/AL/PET材料和CPP材料做成復(fù)合包裝袋。

該試驗中采用的設(shè)備有恒溫干燥箱［4］、電子天平（型號為EK813）。試驗原材料為鹽源蘋果。

1.2 試驗方法

試驗采用防潮包裝原理［5］，取5 000 g含水量為3.0%的蘋果片裝入PE袋，封口，存放1年后（從2022年3月放至2023年3月）測定蘋果片的含水量，測定出的含水量為蘋果片的最大含水量。含水量的測定采用直接干燥法［6］。直接稱取58.3 g蘋果片，放入恒溫干燥箱內(nèi)（60 ℃）3 h，取出蘋果片后放入干燥的器皿中冷卻至常溫后稱量，將稱量過后的蘋果片繼續(xù)放入60 ℃的恒溫干燥箱中干燥1 h，取出冷卻至常溫后稱量并記錄數(shù)據(jù)，重復(fù)以上操作至恒質(zhì)量。記錄稱量數(shù)據(jù)如表2。

蘋果片水分含量計算公式為

X=［（m1-m2）/m1］×100% （1）

式（1）中：X為試樣中水分的含量（%），m1為試樣的質(zhì)量（g），m2為試樣干燥后的質(zhì)量（g）。

通過公式，計算出蘋果片吸收水蒸氣的量為3.4%，測定干燥前蘋果片含水量為6.4%，干燥后蘋果片含水量為3.0%。

2 包裝材料貯存期的計算

2.1 包裝材料的透濕性

空氣中的氣體具有從高濃度向低濃度擴散的性質(zhì)，空氣中的水分子也有從高濃度向低濃度擴散的性質(zhì)［7］。當PE和CPP薄膜兩側(cè)濕度不同時，就會形成一定的水蒸氣壓差，導(dǎo)致水分子由高壓側(cè)向低壓側(cè)擴散，蘋果片就會吸收因水蒸氣壓差而進入包裝材料中的水分。一般通過水蒸氣透過量反映包裝材料透濕性，公式為

WVT=Q/AT （2）

式（2）中：WVT為水蒸氣透過量［g/（m2·d）］，Q為透濕量（g），A為測試材料面積（m2），T為測試時間（d）。

包裝材料的透濕性與其自身的分子結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。根據(jù)分子結(jié)構(gòu)不同，可以把薄膜分為親水膜和非親水膜。親水膜一般都含有易與水分子形成氫鍵的基團［7］。水蒸氣分子在親水膜中的溶解和擴散與膜兩側(cè)的濕度值密切相關(guān)，因此其透濕規(guī)律比較復(fù)雜，沒有統(tǒng)一的規(guī)律可遵循。而非親水膜與水的相互作用主要是極性力，即其極性力較弱?？梢酝ㄟ^費克亨利定律推導(dǎo)出透濕量的計算公式。

Q=PAT（P1-P2）/L" （3）

WVT=P（P1-P2）/L=P·Pt·（100·ΔRH）/L （4）

式（3）（4）中：P1、P2為薄膜兩側(cè)水蒸氣壓力（g/m3），ΔRH表示薄膜兩側(cè)的相對濕度差（%），Pt表示溫度t時的飽和水蒸氣壓（g/m3），L為薄膜厚度（絲），P為透濕系數(shù)［g·cm/（cm2·s·Pa）］。

通過上式可以算出水蒸氣透過量，進而確定包裝材料的透濕性。

2.2 包裝材料貯存期的推導(dǎo)

包裝材料的允許水蒸氣透過量公式為［8-9］

q=W（C2-C1） （5）

式（5）中：W為被包裝物的凈質(zhì)量（g），C2為被包裝物品的允許最大含水量（%），C1為被包裝物品的含水量（%）。

包裝材料的允許透濕度公式為

Qv=q/（S·T） （6）

式（6）中：S為包裝材料的有效面積（m2），T為防潮包裝有效期（d）。

根據(jù)費克氣體擴散定律，可以得到實際透濕度（Qθ）。

Qθ=R·Kθ·（h2-h1） （7）

式（7）中：R為在40 ℃、90%RH條件下材料的透濕度，Kθ為包裝放置在環(huán)境溫度θ ℃時的溫度影響系數(shù)，h1為包裝內(nèi)的濕度（%），h2為包裝品貯存流通環(huán)境的平均濕度（%）。

當包裝的允許透濕度（Qv）和實際透濕度（Qθ）相等時，貯存期為

T=［W·（C2-C1）］/［S·R·K·（h2-h1）］ （8）

式（8）中：R為實際選用包裝材料的透濕度的值。

2.3 實際貯存期的計算

通過對包裝材料的研究并查找相關(guān)資料可知：厚度為0.20 mm的PE材料在常溫下的透濕度為2.2 g/（m2·d）［10］，厚度為0.03 mm的CPP材料在常溫下的透濕度為2.3 g/（m2·d）［9］，OPP/AL/PET材料在常溫下（濕度為75%的環(huán)境）的透濕度為0.22 g/（m2·d）［11］。由于在OPP/AL/PET包裝袋試驗中其透濕度較小［0.15 g/（m2·d）］，可以忽略不計，故以下試驗無須用該材料的透濕度。通過換算，可以得到美青源食品有限公司的包裝材料的透濕度（見表3）；通過計算，可以得到包裝材料的表面積（見表4）。

通過查找相關(guān)資料可知，成都市的濕度為70%～80%（此次研究取80%計算），西昌市的平均濕度為61%（此處為方便計算，取60%計算）［12-13］。通過查找相關(guān)書籍［9］可知，CPP材料在20 ℃時的K值為0.116，PE材料在20 ℃的K值為0.18。通過計算可以得到，大袋PE包裝材料的貯存期為1 789 d，中袋包裝CPP貯存期為295 d，小袋包裝CPP貯存期為146 d。

3 影響蘋果片貨架期的因素及延長貨架期的對策建議

3.1 貯存過程

3.1.1 環(huán)境相對濕度。由于鹽源縣美青源食品有限公司的生產(chǎn)地和產(chǎn)品保存貯藏地的相對濕度相差大，而不同類型的物資與器材都有一個允許的相對濕度范圍——臨界相對濕度，為防止蘋果片在包裝內(nèi)變質(zhì)，就要控制包裝內(nèi)的相對濕度在其臨界相對濕度之下。因此，可以降低產(chǎn)品保存貯藏地的相對濕度，使包裝袋內(nèi)的相對濕度維持在其臨界相對濕度之下。

3.1.2 包裝材料透濕度。目前，鹽源縣美青源食品有限公司使用的包裝材料透濕度較高。筆者建議采用透濕度更低的包裝材料，防止因空氣的濕度變化而影響蘋果片的保質(zhì)期，推薦材料如OPP、PET/PE、PET/AL/PE、OPA、HDPE。

3.1.3 包裝材料厚度。材料防潮性與其厚度成正比，材料透濕度與其厚度成反比。因此，包裝材料的厚度對防潮包裝是有影響的。當包裝材料越厚時，包裝材料的水分透過量越少，包裝材料的有效包裝期越長。筆者建議鹽源縣美青源食品有限公司適當增加包裝材料的厚度，從而延長蘋果片保存時間。

3.1.4 是否加入干燥劑。因為蘋果片吸收水分后品質(zhì)會下降，所以除必須用阻濕性包裝袋外，還可以將干燥劑密封在包裝袋內(nèi)吸收其中的水蒸氣，避免蘋果片吸收過多的水分，以此延長蘋果片的保存時間。需要注意的是，包裝袋中的干燥劑不應(yīng)與蘋果片發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而應(yīng)通過物理吸附降低濕度。

3.2 加工工藝改進

3.2.1 設(shè)計獨立的烘干車間。將蘋果的預(yù)處理和烘干分開進行，在將處理好的蘋果片運往烘干車間的過程中將多余的水分瀝干，以縮短烘干時間。建造一個獨立的烘干車間，并設(shè)計好排氣系統(tǒng)，以便將蘋果片烘干過程中的水分及時排出［1-2］。

3.2.2 設(shè)計獨立的包裝車間。在將烘干的蘋果片運往包裝車間的途中，要對空氣中的微生物進行消殺處理，并且適當降低蘋果片對空氣中水分的吸收。要設(shè)計一個密閉的獨立的包裝車間，并且工作之前要進行干燥處理和消毒處理，以降低空氣中的含水量和微生物數(shù)量［1-2］，防止在包裝過程中出現(xiàn)微生物污染和因與空氣中的水分接觸過度而降低蘋果片的質(zhì)量。

4 結(jié)語

通過試驗得出，大袋PE的貯存期是1 789 d，中袋CPP的貯存期是295 d，小袋CPP的貯存期是146 d。為延長蘋果干的保存時間，鹽源縣美青源食品有限公司應(yīng)建立獨立的烘干車間和包裝車間，選用透濕度更低或者更厚的材料進行包裝。在下一步研究中，可以對這些包裝材料進行加速破壞試驗，從而確定更適合的包裝材料和材料厚度。

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基金項目：鹽源縣美青源食品有限公司“鹽源縣蘋果干延長貨架期的研究”（015/117281647）；攀西特色作物研究與利用四川省重點實驗室校內(nèi)發(fā)展基金項目“攀西地區(qū)特色系列水果果酒研發(fā)”（XNFZ2106）。

作者簡介：易華平（1971—），男，本科，講師，研究方向：食品包裝。