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食品机械展 现场图片

【案例】这几种智能包装新材料,让产品具备天然抗菌延保能力

时间: 2020-09-05

第29届广州国际食品加工
包装机械及配套设备展览会

The 29th China(Guangzhou)lnternational Food Processing Packaging Machinery and Equipment Exhibition 2020

2020.12.6-8   广州·广交会展馆


来源:包装经理人,原题:【案例】这几种智能包装新材料,让产品具备天然抗菌延保能力

早在1992年,在伦敦召开的“智能包装”会议上,专家就已经给“智能包装”下了定义,但随着包装技术的进步和概念的创新,智能包装的外延也发生了相应的变化,智能包装以新的姿态进入包装行业的视野。它使商品及其包装更具亲和力,可以便于消费者选择放心的食品、延长食品的货架期、有利于食品的储藏和运输,具有广阔的市场需求与应用前景。按照技术应用的不同,智能包装可以分为功能材料型智能包装技术、功能结构型智能包装技术以及信息型智能包装技术。本文,我们重点收集了功能材料型智能包装技术的应用案例。

抗菌涂层薄膜,可预防COVID-19

Parkside Flexibles是一家英国的柔性包装贴膜机和打印机,它与高科技表面保护供应商Touchguard合作,推出了一种包含抗菌涂层的新包装解决方案。这项新进展使各品牌能够保护消费者免受细菌和病毒的侵害,包括COVID-19。该公司表示,利用银基技术,通过在漆面上加入新的表面光滑的抗菌涂层,从而达到抑制病原体生长的效果。涂层可以作为水或溶剂型的涂饰,适用于一系列包装材料,包括盖膜和塑料袋等软包装。

Parkside公司的新产品开发技术经理表示:“我们与Touchguard的合作,使我们能够开发出一种真正创新的、业界领先的包装解决方案,确保消费者能够安全使用包装。当前的COVID-19大流行对我们所有人的生活产生了重大影响,重要的是我们大家都在尽己所能保护自己。这一新的包装材料,为人们防御新冠病毒提供了有力的支持。”

Touchguard技术作为一种特殊配方的溶剂型涂层,在印花涂饰过程中应用,只要在包装生产过程中每平方米增加几个便士,就能够降低品牌的包装印刷成本。Touchguard还被证明可以减少99.97%的MRSA和99.96%的大肠杆菌的生长,使其成为食品包装的理想涂料。这一最新的包装技术不能取代洗手清洁的流程,然而,它可以抑制包装材料上的交叉污染和扩散,通常不需要经过任何清洗或感染控制程序。”该抗菌涂层包装已经在实验室应用中进行了严格的测试,证实具有稳定的抑菌效果,并且可以使COVID-19病毒失去活性。该涂料已经通过独立评估和认证,抗菌性能符合ISO 22196:2011标准。

天然食品基质薄膜,可抑制霉菌生长

总部位于美国威斯康辛州的SoFresh™开发了一种新的技术解决方案,可以将食品包裹在食品级蒸汽抑制霉菌生长的环境中,从而延长食品配送时间、保质期和消费时间。SoFresh公司解释说,由于空气中有超过2500种霉菌,能将食物转化为废物,因此SoFresh制造了一种薄膜容器或覆盖物,其中含有适量的有机天然成分,以增强对霉菌生长的天然保护。

SoFresh发现了一些方法,可以将薄膜基质——一种食品级天然提取物注入薄膜或容器中,从而在食品包装中释放出可控的活性蒸汽,减缓霉菌孢子的新陈代谢能力,抑制其生长发育。由于这种蒸汽是从食品中提取的,所以对人类是安全的。SoFresh已经在面包、奶酪和浆果等许多食物上进行了成功的测试,并证实其不会散发出新的气味或味道。这项技术不久将在各种蔬菜和水果、干肉和其他容易变质的低水分食物上进行测试。

该薄膜基质是通过将惰性聚合物与天然植物提取物结合而成的,只对标准薄膜制造方法进行了微小的改变。公司专家与FDA和独立实验室合作,测试并确保在包装材料中添加经过批准的食品提取物的安全性。这种技术有许多优势,包括降低物流成本、扩大配送范围、更健康的配料和更清洁的标签,最终将显著减少食品浪费。保质期的延长可以根据包装食品的类型以及食品制造商的个人要求进行调整,从几个小时到几天不等。SoFresh声称,这种薄膜技术的设计不影响生产或包装过程,也不需要新的成本支出,因为它是按照食品生产商目前的工艺制定的。

自清洁包装涂层,可抑制多种细菌

据《光明世界》杂志报道,麦克马斯特大学的一组研究人员已经开发出一种自清洁的包装涂层,可以抵御各种细菌,防止耐抗生素的超级细菌和其他危险细菌在从医院到厨房的环境中传播。新的塑料表面——一种经过处理的传统透明包装,可以被附着在手柄之类的表面上,而这些表面可能是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和艰难梭菌(C. difficile)等细菌的磁铁。

这种处理过的材料是食品包装的理想材料,正如ACS Nano杂志上发表的一篇论文所述,它可以阻止大肠杆菌、沙门氏菌和李斯特菌等细菌从肉类和其他食物中意外转移。其抑制原理受防水荷叶的启发,新的表面工程通过纳米尺度的表面工程和化学相结合,表面纹理与微观皱纹排除所有外部分子。例如,一滴水或一滴血落在表面时就会弹回去,这同样适用于细菌。

这项研究由工程师Leyla Soleymani和Tohid Didar牵头,他们与麦克马斯特传染病研究所(McMaster 's Institute for Infectious Disease research)和加拿大电子显微镜研究中心(Canadian Centre for Electron)的同事合作进行。Soleymani说,“我们正在对塑料进行结构调整,这种材料给了我们一些可以应用于各种事情的东西。研究小组称,该表面还经过化学处理,以进一步增强其驱避性能,从而形成一种灵活、耐用、再生成本低的屏障。我们可以看到这项技术被用于各种机构和国内环境,在世界面临抗微生物耐药性危机之际,我们希望它能成为抗菌工具箱的重要组成部分。”

生物聚合物膜,抑制真菌生长

马来西亚的研究人员已经研制出一种生物聚合物膜,这种膜含有姜黄油,可以阻止一种常见的食用真菌的生长,并在土壤中很好地降解。姜黄以其抗微生物特性而闻名,其鲜橙色的根已经在南亚传统医学中使用了数千年。UiTM(Universiti Teknologi MARA)大学的化学工程师Junaidah Jai和他的同事们探索了是否可以使用姜黄来阻止真菌黑曲霉的生长,这种真菌是一种常见的食物污染物。

研究人员将不同数量的姜黄油加入到由木薯淀粉、甘油和羧甲基纤维素制成的生物聚合物薄膜中。将膜的不同厚度涂覆到棕色包装纸上,然后将其与黑曲霉孢子孵育。同时,将包装样品浸泡在水中,以模拟与食品水分的接触。研究人员使用紫外光谱法测量了从薄膜中释放到水中的抗菌化合物的数量。实验发现,这种薄膜是有效的,更厚的薄膜中含有更多的姜黄油,可以更好地抑制真菌的生长。

然而,最厚的薄膜释放抗菌化合物的速度太慢,最薄的薄膜释放抗菌化合物的速度太快,这使得它们对需要很长时间才能开始生长的微生物无效。“姜黄油和薄膜厚度的正确组合对于抑制导致食物腐败的微生物至关重要,”Jai解释说,“最佳组合还将根据我们试图保护的食物的质地和形状而有所不同。”

研究人员还测试了涂层包装的生物降解性,将样品埋在暴露在雨水和阳光下的土壤中。他们发现,随着姜黄油含量和薄膜厚度的增加,由于较高的含油量使土壤微生物远离,包装的降解速度更慢。这种情况一直持续到姜黄油体积达到最高时,降解速度再次加快。UiTM的Alia Mustapha说:“这种包装可能是一种绿色的选择,可以使食品保鲜更久。”研究小组计划下一步进行感官测试,以评估消费者对包装和食品表面薄薄的姜黄油的接受程度。Jai说,他们正在寻找合作伙伴将产品商业化。

会呼吸的薄膜,大幅减少食物浪费

在印度,由于所有的包装都是在加工阶段完成的,其中大部分会吸收水分,导致食物迅速变质,大约40%的食品在进入市场之前就已经腐败,而被浪费掉了。为解决该问题,印度和英国的一个联合财团开发了一种新薄膜——BioFreshPak,该公司表示,包装不良而导致的食物变质是组织要解决的一个重要挑战,食物变质不仅是一个道德问题,也是一个环境问题,这就是为什么能够提高食物的货架寿命是关键的一步。该项目在牛顿基金的帮助下,于2017年9月在印度启动研发,成功完成了由可降解聚合物和废弃淀粉制成的可呼吸薄膜的试验。

研究的重点是在运输过程中,即使在较高的环境温度下,也要减缓催熟和提高食物的储存稳定性。BioFreshPak被认为可以延缓老化,其独特的混合物包括热塑性淀粉(TPS)和其他可在室温下堆肥的聚合物,薄膜提供了选择性的湿度和渗透性控制,以保持营养。此外,它还能在不使用冷藏的情况下,将特定食品的贮藏寿命提高2至5天。与主要依赖转基因玉米的PLA不同,BioFreshPak是用未充分利用的农业副产品生产的,比如从木薯加工废料中提取的二级木薯淀粉,其在环境条件下是可堆肥的,在不到180天内分解。

减少食品腐败和浪费对于解决可持续发展的挑战(如气候变化、粮食安全和自然资源短缺)大有帮助,这是改变游戏规则的包装解决方案。BioFreshPak,使我们更接近大幅减少食物浪费的目标。

可食用“皮”,延长水果保质期高达30天

位于印度莫哈里的国家农业食品生物技术研究所(NABI)的科学家开发了一种无毒、可食用的涂层材料,以小麦秸秆半纤维素多糖(WP)和硬脂酸修饰的燕麦麸皮多糖(SAOP)为基础,延长水果和蔬菜的货架期。这种材料有望克服农产品送达消费者之前容易变质的问题——目前印度这一比例为25-30%。

NAFBI的研究小组制备了这种复合材料的乳剂,并将其涂在苹果、桃子和香蕉的样品表面。他们发现,这种涂层有助于显著减少水果重量损失、软化,并延缓老化变质。同时,与没有涂层的水果相比,它们还有助于保持水果的新鲜品质。该配方可使部分品种的苹果,采后品质延长30天左右,桃子采后品质延长6-8天,香蕉采后品质延长9天,且在常温下不会明显的发黑。涂层技术简单,成本效益高。在印度,可食用的材料有可能替代市售的动物虫胶涂层。

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