塑料复合薄膜是耐高温蒸煮包装中常用的包装材料。蒸煮和高温杀菌是高温蒸煮食品包装的重要工序。然而，塑料复合薄膜的物理性能在加热后容易发生热衰减，导致包装材料不合格。本文分析了高温蒸煮袋在蒸煮后常见的性能问题，并介绍了其物理性能检测方法，以期对实际生产具有指导意义。
耐高温蒸煮包装袋是一种常用于肉类、豆制品及其他即食食品的包装形式。它通常采用真空包装，经高温（100~135℃）加热杀菌后，可在室温下储存。耐高温蒸煮包装食品便于携带，开袋即食，卫生方便，且能很好地保持食品风味，因此深受消费者喜爱。根据杀菌工艺和包装材料的不同，耐高温蒸煮包装产品的保质期为半年至两年。
高温杀菌食品的包装工艺包括制袋、装袋、真空包装、热封、检验、高温蒸煮杀菌、干燥冷却和最终包装。高温蒸煮杀菌是整个工艺的核心步骤。然而，当包装袋采用聚合物材料（如塑料）制成时，加热后分子链运动加剧，材料的物理性能容易发生热衰减。本文分析了高温蒸煮袋在蒸煮后常见的性能问题，并介绍了其物理性能的检测方法。
1. 耐高温蒸煮包装袋常见问题分析
高温杀菌食品在包装后，连同包装材料一起进行加热和杀菌处理。为了获得优异的物理性能和良好的阻隔性能，耐高温杀菌包装采用多种基材制成。常用材料包括PA、PET、AL和CPP。常用结构有两层复合膜（例如BOPA/CPP、PET/CPP）、三层复合膜（例如PA/AL/CPP、PET/PA/CPP）和四层复合膜（例如PET/PA/AL/CPP）。实际生产中，最常见的质量问题是包装袋起皱、破损、漏气和烹饪后产生异味。
1）包装袋起皱通常有三种形式：包装基材上的水平、垂直或不规则皱纹；各复合层上的皱纹、裂纹和扁平度差；包装基材收缩，以及复合层收缩导致的层间分离、条纹状起皱。破损的包装袋分为两种类型：直接爆裂和先起皱后爆裂。
2）分层是指包装材料复合层之间发生分离的现象。轻微分层表现为包装受力部位出现条状凸起，剥离强度降低，甚至可以用手轻轻撕开。严重情况下，包装复合层在烹煮后会在大面积区域分离。一旦发生分层，包装材料复合层之间物理性能的协同增强作用就会消失，其物理性能和阻隔性能会显著下降，无法满足保质期要求，往往给企业造成更大的损失。
3）轻微漏气通常潜伏期较长，在烹饪过程中不易察觉。在产品流通和储存期间，产品真空度下降，包装内出现明显的空气。因此，这种质量问题往往涉及大量产品，对产品的影响较大。漏气的发生与蒸煮袋的热封性差、抗穿刺性低密切相关。
4）烹饪后异味也是常见的质量问题。烹饪后出现的特殊气味与包装材料中溶剂残留过多或材料选择不当有关。如果高温烹饪袋（温度高于120℃）的内封层采用PE薄膜，则PE薄膜在高温下容易产生异味。因此，高温烹饪袋的内层通常选用RCPP薄膜。
2. 耐高温包装物理性能的测试方法
导致耐高温蒸煮包装质量问题的因素较为复杂，涉及复合层原材料、粘合剂、油墨、复合及制袋工艺控制以及蒸煮工艺等诸多方面。为确保包装质量和食品保质期，有必要对包装材料进行耐高温蒸煮试验。
适用于耐高温蒸煮包装袋的国家标准是GB/T 10004-2008《包装用塑料复合薄膜、袋干式复合、挤出复合》，该标准以JIS Z 1707-1997《食品包装用塑料薄膜通用原则》为基础制定，旨在替代GB/T 10004-1998《耐高温蒸煮复合薄膜和包装袋》和GB/T 10005-1998《双向拉伸聚丙烯薄膜/低密度聚乙烯复合薄膜和包装袋》。GB/T 10004-2008包含了耐高温蒸煮包装薄膜和包装袋的各种物理性能和溶剂残留指标，并要求对耐高温蒸煮包装袋进行耐高温介质测试。该方法是将耐高温包装袋灌装4%的醋酸、1%的硫化钠、5%的氯化钠和植物油，然后排气密封，在121℃的高压锅中加热加压40分钟，并在保持压力不变的情况下冷却。之后测试其外观、拉伸强度、伸长率、剥离力和热封强度，并以衰减率进行评价。公式如下：
R=（AB）/A×100
公式中，R为被测样品的下降率（%），A为高温耐介质试验前被测样品的平均值，B为高温耐介质试验后被测样品的平均值。性能要求为：“高温介电阻力试验后，使用温度在80℃及以上的产品，其包装内外不应出现分层、破损、明显变形，且剥离力、拉脱力、断裂伸长率和热封强度下降幅度应≤30%”。
3. 耐高温蒸煮包装袋物理性能测试
实际机器测试能够最真实地检测出耐高温蒸煮包装的整体性能。然而，这种方法不仅耗时，而且受限于生产计划和测试次数，操作性差，浪费大，成本高。通过蒸煮试验检测蒸煮前后包装的拉伸性能、剥离强度、热封强度等物理性能，可以综合判断蒸煮袋的耐高温蒸煮质量。蒸煮试验通常采用实际内容物和模拟材料两种类型。使用实际内容物的蒸煮试验能够最大程度地接近实际生产情况，有效防止不合格的包装批量进入生产线。对于包装材料生产厂家而言，使用模拟材料测试包装材料在生产过程中和储存前的耐高温性能更为实用和可操作。本文介绍了一种耐高温蒸煮包装袋的物理性能测试方法，即分别用来自三个不同厂家的食品模拟液体填充包装袋，并进行蒸煮试验和沸煮试验。测试流程如下：
1）烹饪测试
仪器：安全智能背压高温烹饪锅，HST-H3热封测试仪
测试步骤：小心地将4%的醋酸溶液注入蒸煮袋中，至袋容积的三分之二。注意不要污染封口，以免影响密封性能。灌装完成后，用HST-H3封口机封口，共制备12个样品。封口时，应尽可能排出袋内空气，以防止蒸煮过程中空气膨胀影响测试结果。
将密封好的样品放入烹饪锅中开始测试。设定烹饪温度为121℃，烹饪时间为40分钟，蒸煮6个样品，煮沸6个样品。在烹饪测试过程中，密切注意烹饪锅内气压和温度的变化，确保温度和压力保持在设定的范围内。
测试完成后，冷却至室温，取出样品观察是否存在破损、褶皱、分层等现象。测试结果显示，1#和2#样品烹煮后表面光滑，无分层现象。3#样品烹煮后表面不够光滑，边缘有不同程度的翘曲。
2）拉伸性能比较
取烹饪前后的包装袋，沿横向切割5个15mm×150mm、沿纵向切割150mm的矩形样品，并在23±2℃、50±10%RH的环境下进行4小时的调湿处理。使用XLW（PC）型智能电子拉伸试验机，在200mm/min的拉伸条件下测试样品的断裂力和断裂伸长率。
3）剥离测试
根据GB 8808-1988《软复合塑料材料剥离试验方法》的方法A，切割宽度为15±0.1mm、长度为150mm的试样。水平和垂直方向各取5个试样。沿试样长度方向预剥离复合层，将其装入XLW（PC）型智能电子拉伸试验机，以300mm/min的速度测试剥离力。
4）热封强度测试
根据GB/T 2358-1998《塑料薄膜包装袋热封强度试验方法》，在样品的热封部分切取15mm宽的样品，将其打开180°，并将样品的两端夹在XLW（PC）型智能电子拉伸试验机上，以300mm/min的速度测试最大载荷，并使用GB/T 10004-2008中的高温电阻介电公式计算跌落率。
总结
由于食用和储存方便，耐高温杀菌包装食品越来越受到消费者的青睐。为了有效保持食品质量，防止食品变质，高温杀菌袋生产过程的每一个环节都需要严格监控和合理控制。
1. 耐高温烹饪袋应根据内容物和生产工艺选用合适的材料。例如，耐高温烹饪袋的内封层通常选用CPP；当使用含AL层的包装袋包装酸碱性内容物时，应在AL层和CPP层之间添加PA复合层，以提高耐酸碱渗透性；各复合层的热收缩性能应保持一致或相近，以避免因热收缩性能不匹配而导致烹饪后材料翘曲甚至分层。
2. 合理控制复合工艺。耐高温蒸煮袋大多采用干法复合工艺。在蒸煮膜的生产过程中，需要选择合适的胶粘剂和良好的粘合工艺，并合理控制固化条件，以确保胶粘剂的主效剂与固化剂充分反应。
3. 耐高温介质性能是高温蒸煮袋包装过程中最为严苛的环节。为减少批次质量问题的发生，高温蒸煮袋在使用前和生产过程中，必须根据实际生产情况进行蒸煮试验和检验。检查蒸煮后包装袋的外观是否平整、起皱、起泡、变形，是否存在分层或渗漏，物理性能（拉伸性能、剥离强度、热封强度）的下降率是否符合要求等。
发布时间：2024年1月18日
