【摘要】智能型靈敏式食品包裝在歐美等國(guó)的市場(chǎng)上已嶄露頭角，預(yù)計(jì)必將得到迅速發(fā)展并有廣闊市場(chǎng)前景。文中介紹了這種靈敏式包裝的基本原理，其中重點(diǎn)討論了滲漏性指示物（劑）和新鮮度指示物（劑）的研究狀況與實(shí)際應(yīng)用及其開發(fā)趨勢(shì)。

　　【關(guān)鍵詞】靈敏式包裝 食品包裝 滲漏性指示物 新鮮度指示物

　　目前，某些智能型包裝設(shè)計(jì)的產(chǎn)品正在走向市場(chǎng)，目其應(yīng)用正日趨普及。帶有新鮮度指示物和滲漏性指示物的靈敏式包裝（在國(guó)外稱之為Smart Packaging）的食品包裝新方案已經(jīng)取得了專利權(quán)，可以預(yù)料在不久的將來，市場(chǎng)上就會(huì)有這類靈敏式包裝的新結(jié)構(gòu)產(chǎn)品問世。據(jù)歐洲某些專家預(yù)言，在容易變質(zhì)腐敗的被包裝產(chǎn)品中使用能表示出質(zhì)量狀態(tài)和安全性能的靈敏式顯示標(biāo)簽，這種方法將在以后幾十年里得到國(guó)際上普遍確認(rèn)和廣泛應(yīng)用。

　　靈敏式包裝的主要設(shè)計(jì)思路就在于這種包裝方式能直接地提供有關(guān)內(nèi)裝物品的質(zhì)量狀況、內(nèi)部空間氣體成份及其存儲(chǔ)變化動(dòng)態(tài)的各項(xiàng)信息，包裝食品類產(chǎn)品會(huì)與微生物繁殖過程中形成的代謝物發(fā)生反應(yīng)，其產(chǎn)品質(zhì)量性態(tài)則由新鮮度指示物直接敏感地顯示出來。

　　如果易腐敗變壞的食品儲(chǔ)存溫度高于預(yù)先規(guī)定的溫度，食品中微生物就會(huì)迅速地繁殖。那么，在規(guī)定的保質(zhì)期（貨架壽命）之前，食品就會(huì)變質(zhì)，在更糟糕的情況下，還會(huì)形成有毒的病原體細(xì)菌。但是，被包裝產(chǎn)品表面上附加一類時(shí)間－溫度指示物（T.T.I）后，在產(chǎn)品的整個(gè)流通過程中都會(huì)顯示出溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系，因此，可提供食品質(zhì)量的信息。

　　對(duì)于很多容易變質(zhì)的食品而言，降低氧氣且提高二氧化碳濃度可以改善食品的質(zhì)量穩(wěn)定性，因?yàn)檫@樣可以防止需氧微生物的繁殖。如果有任何產(chǎn)品滲漏現(xiàn)象發(fā)生的話，則喪失了氣體環(huán)境的密封性。包裝結(jié)構(gòu)發(fā)生的滲漏現(xiàn)象也可能增加食品的變壞程度，因?yàn)橛泻ξ⑸�物的侵入�?huì)導(dǎo)致食品的污染。在食品類產(chǎn)品包裝過程結(jié)束后立即進(jìn)行檢查包裝件是否有滲漏、這是完全可能實(shí)現(xiàn)的。但是，要在這種食品的整個(gè)流通供應(yīng)鏈中識(shí)別出包裝是否有滲漏，那就得在包裝件中附加一種滲漏性指示物。

　　1.滲漏性指示物（劑）

　　近幾年來，歐洲某些國(guó)家的研究中心一直在開發(fā)靈敏式食品包裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。當(dāng)前，重點(diǎn)工作之一就是放在研究具有化學(xué)原理的滲漏性指示物方面。

　　專門使用于探測(cè)MAP（自控氣調(diào)包裝）是否發(fā)生滲漏的氧氣指示物早已有專利了。具有氧氣敏感性染料的這類指示物，適用于顯示出MAP被包裝品的質(zhì)量。這類指示物除了具有氧氣敏感成分以外，還包含有可以吸收氧氣的成分，因此可以延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架壽命。然而，這種滲漏性指示物不與MAP內(nèi)部氧氣發(fā)生反應(yīng)，因?yàn)槲�氧成分包含在這種指示物內(nèi)的，而且，指示物總是混入包裝薄膜材料內(nèi)以便防止在包裝過程中發(fā)生氧化現(xiàn)象。

　　不過，在市場(chǎng)上大多數(shù)其他的可視氧氣指示物與上述開發(fā)的不可逆滲漏性指示物不同，前者的變色過程是可逆的，也就是說它是根據(jù)當(dāng)時(shí)氧氣濃度水平而改變顏色的。但是，在滲漏性指示物中不允許這種可逆變色過程。這是由于滲漏致使包裝結(jié)構(gòu)完整性失效，而后進(jìn)入包裝件的氧氣將會(huì)在微生物繁殖過程中被逐步消耗掉。

　　此外，在北歐等國(guó)家的包裝技術(shù)研究部門還研究了利用蟲膠類物質(zhì)的催化作用在酶反應(yīng)過程中生成變色物質(zhì)的原理，制造滲漏性指示物用于食品包裝。在氧氣存在條件下，這種蟲膠類物質(zhì)可與很多種基本物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)。為了制成可觀性指示物，需要有可變色物質(zhì)。通過研究表明，這種可變色物質(zhì)可以從某些生物化學(xué)物品中取得。例如，應(yīng)用含有生化體的一種瓊脂糖類材料，就具有從淡綠色變成墨綠色的特性。只要把這類材料裝入容易滲透氧氣的薄膜包裝袋內(nèi)，制成以蟲膠類物質(zhì)為基材的無氧條件下的氧氣指示物，這種指示物一旦與氧氣接觸即發(fā)生反應(yīng)，就會(huì)快速清晰地顯示出顏色的變化。

　　2.新鮮度指示物（劑）

　　根據(jù)揮發(fā)性化合物引起的反應(yīng)原理而開發(fā)出表示新鮮度直接指示物，一直是食品包裝界給予充分重視的一個(gè)研究課題。在國(guó)外的一些研究機(jī)構(gòu)中，研究工作主要集中于硫化氫（H2S），在長(zhǎng)期保存的禽蛋類食品中都可能揮發(fā)出相當(dāng)數(shù)量的這種物質(zhì)。

　　當(dāng)硫化氫與肌漿球蛋白接觸后，就會(huì)形成一種綠色的色素磺胺肌漿球蛋白。應(yīng)用這一原理，可制成一種基于這類肌漿球蛋白的新鮮度指示物，并已使用到MAP（自控氣調(diào)包裝）禽類肉產(chǎn)品的質(zhì)量控制檢驗(yàn)。

　　通過把普通肌漿球蛋白濃溶液吸入到瓊脂糖類物質(zhì)制成H2S敏感性指示物，并把它封入到可以滲透H2S的薄膜包裝袋中。這種基于肌漿球蛋白的食品新鮮度指示物附加于裝有禽類食品的淺盤包裝件頂部的內(nèi)表面，通過視覺即可探測(cè)到顏色變化，由此表明內(nèi)部食品的質(zhì)量狀況。這種指示物顏色變化的鮮明顯示特性，是與H2S類氣味的溢出揮發(fā)是同時(shí)發(fā)生的。

　　除了上述基于肌漿球蛋白類指示物以外，有些研究部門還探索了對(duì)H2S具有敏感反應(yīng)的其他指示物的一些材料，例如，使用化學(xué)氧化還原性反應(yīng)的染料也可以取得比較滿意的結(jié)果。

　　在開發(fā)能夠指明食品質(zhì)量及安全性的靈敏式包裝結(jié)構(gòu)方案中，其中一頂重要的研究要求就是要知道產(chǎn)品質(zhì)量與細(xì)菌代謝物之間關(guān)系。同時(shí)，也要研究禽類和魚類食品在MAP（自控氣調(diào)包裝）中表明質(zhì)量狀態(tài)的揮友性化合物的形成。目前，一些國(guó)外研究中心特別是歐洲的不少技術(shù)部門，已經(jīng)把研究工作深入到其他潛在的能指示食品質(zhì)量和安全性的細(xì)菌代謝物，重點(diǎn)是在禽類魚類食品方面，以及有關(guān)對(duì)這些代謝物具有敏感性的新鮮度新型包接指示物的開發(fā)。這些研究項(xiàng)目在歐洲有些國(guó)家中已經(jīng)成為國(guó)家級(jí)研究計(jì)劃。

　　3. 應(yīng)用及發(fā)展

　　國(guó)外的食品包裝研究機(jī)構(gòu)特別是歐洲的包裝技術(shù)開發(fā)中心，除了研究新型智能型包裝結(jié)構(gòu)型式以外，還有一項(xiàng)主要工作是倡導(dǎo)和推廣靈敏式包裝的應(yīng)用。例如，由芬蘭農(nóng)林部資助并由芬蘭魚產(chǎn)品銷售協(xié)會(huì)指導(dǎo)的一個(gè)國(guó)家級(jí)技術(shù)推廣項(xiàng)目，專門研究商用時(shí)間一溫度指示器（T.T.I）對(duì)魚類產(chǎn)品包裝中質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)的適用性。

　　魚類產(chǎn)品的質(zhì)量評(píng)價(jià)可以看作為不同的規(guī)定溫度和可變溫度條件下時(shí)間的函數(shù)。同時(shí)，根據(jù)預(yù)定的產(chǎn)品貨架壽命要求，選擇不同的時(shí)間一溫度指示物附加到零售包裝件的產(chǎn)品表面，受到眼睛和儀器的監(jiān)測(cè)。按照具體溫度條件下指示物顏色的變化率與魚類產(chǎn)品質(zhì)量變化狀態(tài)作出對(duì)比，然后可以作出質(zhì)量評(píng)價(jià)。

　　在參與食品包裝技術(shù)研究項(xiàng)目中的各方，包括制造商、批發(fā)商和零售商號(hào)相互緊密合作，對(duì)靈敏式包裝的應(yīng)用潛力和可能產(chǎn)生問題進(jìn)行全面深入探討。這些研究活動(dòng)將為企業(yè)界提供必要的知識(shí)基礎(chǔ)，有利于對(duì)靈敏式包裝等的應(yīng)用開發(fā)作出決策。很多歐洲國(guó)家的包裝技術(shù)研究部門也參與評(píng)價(jià)主動(dòng)型和智能型包裝的安全性、有效性和經(jīng)濟(jì)一環(huán)境協(xié)調(diào)性以及消費(fèi)者接受性方面的全歐計(jì)劃。這項(xiàng)計(jì)劃的目標(biāo)在于考慮使用主動(dòng)型或智能型包裝結(jié)構(gòu)時(shí)，要對(duì)全歐的包裝法規(guī)的修正條例提供建議和意見。

　　目前，靈敏式包裝技術(shù)在歐洲、美國(guó)等市場(chǎng)上已經(jīng)初步得到應(yīng)用，其中包括隨時(shí)間和溫度不同發(fā)生反應(yīng)而具有可視顏色變化的指示標(biāo)簽，或者對(duì)某些化學(xué)化臺(tái)物作出反包而具有可機(jī)顏色變化的滲漏性指示物和新鮮度指示物。從初步應(yīng)用情況來看，這些目測(cè)性指示物非常適合于食品包裝的大多數(shù)場(chǎng)臺(tái)，其效果是十分明顯的。

　　但是，可以預(yù)料這種包裝技術(shù)在將來會(huì)具有更加復(fù)雜的遠(yuǎn)距離監(jiān)控的可視信息。顯示性標(biāo)簽中可引入電腦芯片，而且，數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步也可使用精巧的印刷電路。這種電子標(biāo)簽的首批產(chǎn)品將屬于食品的安全性標(biāo)簽和無線電射頻識(shí)別性標(biāo)簽。除了獲取產(chǎn)員質(zhì)量識(shí)別、生產(chǎn)日期、銷售價(jià)格等信息外，這類電子標(biāo)簽還同樣能顯示出時(shí)間一溫度、滲漏性或新鮮度各項(xiàng)功能的指示作用。由此可見，微電子接術(shù)和生物技術(shù)的迅速發(fā)展，將會(huì)促進(jìn)靈敏式智能型包裝全新結(jié)構(gòu)的到來。