探析微波食品包装材料和容器

摘要

随着社会经济的不断发展和人们生活水平的不断提高，微波炉在我们的日常生活中得到普及，微波包装食品的消费量也在全球范围内呈现出逐年增长的趋势，新型绿色微波食品包装材料是国内外包装技术发展的一个方向。微波加热对于包装材料和容器的性能要求较高，要具有良好的耐热性、耐油性、耐寒性、隔热性、卫生性等，目前微波包装较为先进的材料有微波穿透材料、微波吸收材料和微波反射等材料。微波加热当今被广泛应用于人们的日常生活中，起到对食品加热、杀菌、解冻等作用，所以国内微波包装材料市场需求非常广阔。虽然生产厂家较多, 但由于受包装材料和研发能力的限制产品技术水平仍有待提高, 很多时候无法满足客户的特殊需求, 如

产品性能的要求, 包装形式的要求, 成本的要求等方面。因此, 开发新型微波食品包装材料很有必要。对于微波食品包装材料和容器的研发前景较为广阔，多层复合材料、聚醋膜及材料、新型的微波感受薄膜、经过处理的玻璃容器等都将发挥巨大的作用。微波食品包装材料和容器的研发是促进微波食品技术进步的重要内容之一，运用科学技术改进微波食品包装材料和容器的性能，将会有力推动微波食品的发展，各种新型的微波食品包装材料和容器也会使得微波食品市场极大丰富。

关键词：微波食品；包装；材料

Abstract

With the increasing development of social economy and people's living standards, Microwave gained popularity in our daily lives, microwave packaged food consumption worldwide are showing increasing trend year by year, new green microwave food packaging material domestic and foreign packaging technology development direction. Microwave heating performance requirements for packaging materials and containers higher, to have good heat resistance, oil resistance, cold resistance, insulation, sanitation, etc., is currently more advanced microwave packaging material microwave barrier materials, microwave absorbing microwave reflective material and other materials. Microwave heating today is widely used in people's daily lives, play on the food heating, sterilization, thawing and so on, so the domestic market demand for microwave packaging material is very broad. While many manufacturers, but because of packaging materials and R & D capacity constraints still to be improved level of technology products, we are often unable to meet the specific needs of customers, such as product performance requirements, packaging form requirements, cost requirements and so on. Therefore, the development of new microwave food packaging materials is necessary. Prospects for the development of microwave food packaging materials and containers a wider, multi-layered composite material, polyester film material, a new type of microwave susceptor films, treated glass containers and so will play a huge role. R & D of microwave food packaging materials and containers is to promote the progress of one of the important contents of microwave food technology, the use of science and technology to improve the performance of microwave food packaging materials and containers, will boost the development of microwave food, a variety of new microwave food packaging materials and also makes microwave food container market greatly enriched.

Keywords: microwave food, packaging, material

目录

前言 (4)

1、微波在食品及包装上的应用 (4)

1.1在食品方面的应用 (4)

1.2在食品包装上的应用 (4)

2、微波食品包装材料 (4)

2.1微波食品的包装 (4)

2.2微波食品包装的材料 (5)

3、微波食品包装容器 (6)

3.1可以用于微波食品包装的容器 (6)

3.2不可以用于微波食品包装的器皿 (6)

4、微波食品包装的主要特点 (6)

4.1易于控制，工艺先进 (7)

4.2节能高效 (7)

4.3选择性加热 (7)

5、微波食品包装应该注意的问题 (7)

5.1耐热性 (8)

5.2耐油性 (8)

5.3耐寒性 (8)

5.4廉价性 (8)

5.5卫生性 (8)

5.6隔热性 (8)

6、微波食品包装材料和容器的开发及应用 (9)

6.1多层复合材料成为主流 (9)

6.2聚醋膜及材料成为微波食品包装主要材料 (9)

6.3新型的微波感受薄膜成为微波食品包装材料新秀 (10)

6.4传统的玻璃包装容器也将发挥作用 (10)

6.5未来的材料开发将着重于食品、材料、微波三方配合原则进行 (10)

7、微波食品包装的发展前景 (10)

8、结语 (12)

参考文献 (13)

前言

随着微波炉的普及及使用,利用原包装在微波炉直接加热的食品越来越多。微波炉对食品加热时,虽然主要依靠食品中水偶极子在微波形成的电磁场中的旋转摩擦产生的热来达到其目的,但是其加热的速度却直接受食品包装容器的材料和形状的影响。此外,由于多数未加工食品需要冷冻,所以微波食品包装材料必须经受得住连续冷冻和高温化解及加热的作用。因此,微波食品包装材料应具备多方面的综合性能。

1、微波在食品及包装上的应用

1.1 在食品方面的应用

（1）麦片、奶粉、骨髓粉、洋参等产品的灭菌、保鲜。

（2）无油速食面、节油素食面生产。

（3）月饼、豆粉、糕点、调味品烘干、灭菌。

（4）口服液、饮料、啤酒、牛奶、豆粉快速低温灭菌、保鲜。

（5）肉脯、肉松、鱼虾的快速降温干燥、保鲜、灭菌。

（6）鱼肉熟食、卤味、腐乳、榨菜、酱菜灭菌、保鲜。

（7）食品的烘烤、二次调味等加工。

（8）真空或冷冻脱水食品、水果、蔬菜生产。

（9）冷冻鱼、肉、禽块回温、解冻。

用微波处理的食品，可最大限度地保留营养成分，无氧化、老化、无变色反应，可延长保质期。

1.2 在食品包装上的应用

微波在食品包装上的最大应用是用于食品包装灭菌。食品包装纸在生产、传输和保存过程中，极易受到病原微生物的污染，常规的常规的化学或物理消毒方法都会损及纸的品质, 尤其是化学消毒方法, 甚至到会因其臭味而降低纸的使用价值。有的考虑其安全问题, 而且紫外线灯进行灭菌, 但仅能杀灭包装纸表面各种细菌和大部分

细菌, 效果也不理想, 所以很难处理。微波消毒比常规加热消毒所需温度低，杀菌可以从表面到内部均能实现。其杀菌机理除热效应外, 还有某些非热效应(如光化学效应)、电磁共震效应和均致力效应等，可以方便地用于食品包装的灭菌中。

2、微波食品包装材料

2.1微波食品的包装

微波食品的包装材料分为内包装和外包装，这两种包装在材料和功能上都有很大的差异，包装技术也不尽相同。，外包装通常是印刷有精美图案和使用说明的包装纸盒，以吸引消费者，常被用来制作微波食品外包装的材料组合有尼龙、粘合层、低密度聚乙烯复合材料；聚酯、粘合剂、低密度聚乙烯复合材料；聚丙烯、粘合剂、低密度聚乙烯复合材料等。内包装主要是指盒式塑料容器或者盘式塑料容器，方便食品放在其中在微波炉中直接加热，通常所说的微波食品包装主要指内包装。因为微波食品的内包装是需要和内装加热食品一起放到微波炉中进行加热处理的，所以内装容器除了良好的耐低温性外，还需要直接承受微波产生的大于130摄氏度的高温，同时，内装容器还应该具有低成本、隔热性、微波穿透性、食物保存性、环境保护性等性能。

2.2微波食品包装的材料

微波食品的包装材料可以根据材料质地与微波加热作用机理的不同，分为微波穿透材料、微波吸收材料和微波反射材料。由于塑料、玻璃和纸板都是优良的微波穿透材料，所以目前大多数微波食品包装容器都是由结晶再聚酯材料、聚丙烯材料、耐热纸包装材料、聚甲基戊烯包装材料及磁性容器和铝箔容器等材料制成的。其中又因塑料制品轻便耐用、价格低廉、综合性能好的特性，在制作微波食品包装材料时得到广泛应用，如填充型聚丙烯容器，填材料多采用滑石粉，因为滑石粉具有提高耐热性和刚性的双重功能，并缩短生产周期，从而降低容器成本。滑石粉的用量一般在30%左右，这种容器一般可耐130摄氏度的高温；个别品种的填充型聚丙烯微波容器，甚至可耐140摄氏度高度和零下30摄氏度的低温。填充型聚丙烯容器还有另外一个很大的特点，就是它的废弃物易燃烧处理，大量填料的加入使塑料的燃烧热大大下降，和木材燃烧值相近燃烧时不易损坏焚火炉。但这种容器不具透明性，不能透过容器观察容器中所盛装的食品。此外，聚酯容器也是一种常用的微波食品包装容器，已经实用化的聚酯微波炉容器是由结晶型聚对奔二甲酸乙二醇酯片材制得的热成型容器——CPET容器，该容器的最高耐热温度可达230摄氏度，这种耐热性是常见的塑料制品中极少见的。CPET还具有耐油性、耐化学药品性、耐低温、卫生安全及废弃物易回收处理等优点，是一种十分理想的微波炉用塑料，但是制作该产品的技术难度大，且成本较高。

微波吸收材料也是常用的微波包装材料，被称为微波感受材料。常用的薄涂层材料是先把某金属粒子如铝，用热蒸镀或者喷镀的方法沉淀积于塑料薄膜表层约10nm 厚度的地方，然后再把此塑料薄膜与具有热稳定性的牛皮纸以层压的方式复合到一起。这样制作出来的材料最重要的性能之一就是它表面的电阻性能，当金属涂层的厚度非常大的时候，其表面电阻为零，传到涂层表面的微波能量会被全部反射回去。随着金属涂层厚度的减小，其表面电阻逐渐增加，吸收的微波量也逐渐增加，当涂层厚度处于最佳状态时，它可以吸收微波能量的50%。此类薄膜在微波场中几秒内就可以

达到250摄氏度的高温，可以作为加热板使用，使食物表面产生焦黄的色泽，增加食物的美感。另外还有可耐热的PSP和BOPS容器也是微波食品包装材料，耐热的PSP 容器采用的是PS片材与耐热性塑料薄膜复合，或者耐热性苯乙烯共聚体或者聚苯乙烯合金等途径提高聚苯乙烯的耐热性，在聚苯乙烯片材上复合耐热薄膜，可以将其耐热性提高到135摄氏度左右，合金型聚苯乙烯片材也可以达到相当水平，但是这种材料的生产成本也较高，因此只有设法降低生产成本，才能有效扩大其消费市场。耐热BOPS容器是耐热性双向拉伸聚苯乙烯片材，其耐热性可达到120摄氏度左右，当使用填充型聚丙烯微波炉容器为了便于观察容器中内容物的形态，常采用耐热型BOPS片材作容器的盖材。

3、微波食品包装容器

微波炉所用的器皿应由非金属材料制成，绝对不可使用金属器皿。微波炉器皿应符合如下几个条件：微波透射性好、耐热性好、耐冷热冲击性能好、符合食品卫生要求。

3.1 可以用于微波食品包装的容器

（1）玻璃烹饪器皿。包括由微晶玻璃制成的器皿，以及硼硅酸玻璃器皿、陶瓷玻璃等耐热材料器皿。（2）陶瓷烹饪器皿。细陶、粗陶、瓷器器皿，即一般陶瓷碗、盘、炒锅等均可使用。但有金属饰边容器，可能会起火花或剥落，请勿使用。（3）耐热塑料器皿。凡耐热塑料器皿都可以使用。但用油量多的食物请改用耐热玻璃或陶瓷器皿。（4）煎碟。微波煎碟是用作煎、炸烹饪的特制的器皿。例如，煎肉排、煎肉馅饼、炸牛排等。这个特制的器皿表层涂敷有微波吸收材料，以便吸收微波使它发热，食物放在器皿表面受热而产生煎、炸烹饪效果。为更好地使用煎碟，请详阅特制煎碟的说明书。

3.2不可以用于微波食品包装的器皿

（1）金属器皿。铝锅、搪瓷锅和不锈钢锅等金属容器，微波不能穿透，而且碰到金属时炉内壁会发生打火现象，故不能使用。注意，使用金属器皿时也容易造成微波炉的损坏。（2）漆器。漆器上的漆在受热后可能会剥落、熔化，产生有害物质，容器也可能产生裂痕，请勿使用。（3）不耐热的塑料容器。普通塑料容器耐热性差，不能作微波炉烹饪器皿用。（4）不耐热的玻璃容器。食物加油烹饪时温度可能很高，易使玻璃容器破裂，故不能使用不耐热的玻璃容器。有机玻璃器皿也不宜使用。(5)草、柳、木、竹、纸制品。这些容器短时间加热时可使用，但长时间加热时，容器可能会烧焦，请勿使用。

4、微波食品包装的主要特点

20世纪90年代中期以来，微波炉的零售业绩不断攀升，推动了与微波炉相关的食品包装业的发展。微波在食品包装上的最大应用是食品包装和灭菌。微波杀菌的特点是低温杀菌保持营养成分和传统风味，微波能穿透食品内部，频率为2450MHz，以每秒24亿5千万次震荡，通过特殊的热和非热效应杀死细菌，与常规热力杀菌相比较，微波能在较低的温度和较短的时间内获得所需的消毒和杀菌效果。实践证明，一般在70摄氏度就可全部杀死大肠杆菌，在80到90摄氏度，只需要2到3分钟，就可以使得细菌总数大大降低，时间短，速度快，因此对保留食品中的营养成分、传统风味、延长保质期、提高产品质量有着显著效果。

此外，微波杀菌机理除热效应外，还有某些非热效应、电磁共振效应和均致力效应等，可以方便地用于食品包装中的灭菌中。微波包装食品还有很多的特点：

4.1易于控制，工艺先进

与常规方法比较，微波设备可以即开即用，没有热惯性，操作方便灵活，微波功率、传输速度都可调节控制，在微波加热中，不会产生废水、废气，是一种安全环保无害的高新技术。

4.2节能高效

微波是直接对包装食品进行作用，使被加热物体本身成为发热体，不需要热传导的过程，微波从四面八方穿透物体内部，同时使物体在很短时间内达到均匀加热，因而没有额外的热能损失，炉内的空气与相应的容器都不会发热，所以热效率极高，生产环境也明显得到改善，与远红外加热相比可节约30%左右的用电量。

4.3选择性加热

因为水分子对微波吸收效果最好，所以含水量高的部分吸收微波功率多于含水量低的部分。这就是选择性加热的特点，利用这一特点可以有效对食品进行均匀加热。

目前针对针对微波加热食品还存在不同食品的阻热传导性和加熟性能方面的差异，以及不同的微波炉有不同的加热性等缺点，推出了微波烘烤食品包装，包装中带有加热所需的信息，实现了将电子信息用于包装中。这种包装是用耐热薄膜作包装材料，采用热感技术进行微波烘烤食品的包装。微波烘烤食品包装最终将通过冷冻食品来体现其具体应用，如在其中某种食品上加上热感性材料，烘烤时，这种食品被加热，而其它食品仍是冷的。在微波炉上安装一个扫描仪和微处理器，就可以对微波磁控管的功率和时间做出合理的选择，从而使被烘烤的食品到达最合理的温度，保证食品的味道和营养。

5、微波食品包装应该注意的问题

微波食品包装有玻璃、陶瓷、塑料、纸张、金属和非金属以及这些材料的复合物。凡是能透过微波的包装材料，都具有采用微波加热的基本条件。

一般来说，选用理想的微波食品包装材料应该注意考虑材料的以下特点：

5.1耐热性

微波炉用器最基本的要求是必须具有良好的耐热性，耐热程度必须大于食品加热后的温度，并能耐温度急速变化。考虑到各种微波食品在加热过程中的升温过程不同，水性食品因水的沸点为100摄氏度，升温到100摄氏度后有一段恒温时间，直至水分全部挥发逸尽，因此水性食品用微波炉容器的耐热性要求可以有所降低，但也不能够低于100摄氏度。油性食品因为油的沸点在200摄氏度以上，所以在加热过程中直到油的沸点以前，不会出现较低温度区间的恒温阶段，因此油性食品微波炉容器材料的选择对耐热性要求较高。为满足微波食品烹饪的需要，游行视频用微波炉容器至少能够保证在130摄氏度左右，经受10分钟以上的加热处理。此外，还要求选用材料微波穿透性较好，即介电系数较小的材质。

5.2耐油性

微波炉用容器需要接触很多油类食物，因此，除了水性食品的一次性微波炉用容器之外，应当具有良好的耐油性。

5.3耐寒性

微波包装食品为延长其保质期，常采用冷冻贮存和低温流通的方式，因此微波炉用食品包装容器的基材除了必须的耐热性外，还须考虑其耐寒性的问题，包装容器至少应该能耐零下20摄氏度的低温。

5.4廉价性

由于微波炉用容器是我们日常生活中常用到的生活用品，一般的微波食品包装材料都是一次性包装材料，因此在具有相同或相近使用性能的条件下，应该尽可能选择价格比较低廉的材料以提高市场竞争能力。

5.5卫生性

微波炉用容器在使用过程中经常需要直接与食品接触，为了确保食品的安全卫生，容器制作所选用的材料必须具有可靠的卫生性能，卫生安全应该符合相关的国家卫生标准的要求。

5.6隔热性

产品加热升温后，容器或包装物会因为传热而发烫，拿去操作不便，为了便于从微波炉中拿出食品，容器或包装材料宜采用能隔热的发泡材料，或采用隔热设计，如：双重层器与纸器配合使用；没有把柄或其他取出工具等。

当然, 不同食品产品, 很据工艺要求,对其包装还会有一些特殊的要求。需加热的食品中, 由于组分不同, 有些组分吸收微波生热能力强, 而另一些组分吸收微波

生热能力弱, 在相同加热条件下, 吸收微波能力强的组分可能已过熟, 而其他部分

还是生的,出现加热不均匀现象, 为了解决这一问题,可利用反射微波的铝箔隔绝包装, 如: 烤鸡的细小部分可用铝箔包裹, 以防其过熟。不过, 加热不均匀的性质也可被利用。由于介电性质的差别, 影响了食品各组分微波加热的速率而造成差别加热, 利用此差别加热,也可研究新的加工方式或新的产品。

当微波加热用于改善产品的弹性和脆度提高产品品质时, 需在容器内使用易吸

收微波能而发热的材料来提高温度。例如: 炸土豆片的脆度, 鱼糕鱼丸制品的弹性和脆度等均可通过微波时加热得到。用于提高食品温度的发热材料是通用的纸或塑料薄膜经过真空镀金属或喷涂金属处理, 使基材表面上形成一层金属化薄膜而得到的。这种发热材料吸收微波后温度可升到很高值, 当它与食品接触时, 便可提高产品的局

部加热性能。

6、微波食品包装材料和容器的开发及应用

6.1多层复合材料成为主流

微波食品包装中, 很难用单质材料实现其良好的包装效果, 而是利用多种单质

材料进行复合, 优势互补,使其功能更加完善。

一般复合的方式有两层或两层以上的多品种材质复合。如聚醋与纸板的双层复合及各种涂塑纸板, 纸板及金属箔的表面涂布复合。聚醋(不饱和聚醋)碳酸钙玻璃纤维等材料的多质多层复合。这些复合材料可以满足不同层级的微波食品在不同环境和流通条件下的包装要求。另外, 涂塑(聚碳酸醋和聚飒)陶瓷、玻璃(可耐130 ℃以上的高温)较有发展前途。陶瓷可耐60 ℃的高温, 适于各种微波加工程序。陶瓷所涂颜料或釉中的金属氧化物会发热, 但发热程度不影响使用, 陶瓷片板材经常放

在微波设备传送带上使用, 既卫生又方便。

6.2 聚醋膜及材料成为微波食品包装主要材料

现在乃至将来，聚醋将成为未来微波食品包装的主题材料。聚醋膜( P E T )可单独使用也可多层复合使用。聚醋膜P ET 可和其他材料组成两层或三层的复合膜，也可在材料之间增加一些高阻隔性树脂以帮助提高食品的货架寿命。P E T 膜也可做

为硬质微波食品容器的封盖。PET 在采取了真空镀铝后，不但增强了其对气体的阻隔性，而且盒包装具有金属感，增加了产品的吸引力。

6.3 新型的微波感受薄膜成为微波食品包装材料新秀

为了提高微波食品的外观可口性, 解决微波加热食品不焦黄松脆的难题, 食品

包装科技人员经大量试验,现已开发出了“微波感受膜”和金属包装加热材料。微波感受膜采用了真空镀铝的P E T 薄膜, 铝分子吸收微波能并且同时产生辐射能, 随后变成辐射热, 形成第二加热源, 使食物靠近包装的外表被加热(微波加热是从食物内部开始加热), 食物表面变得焦黄松脆。这一新措施使面包蛋奶烘焙食品馅饼玉米饼等产品的外观口感质量大大提高。

微波感受膜可采取压敏胶的方式贴在食品包装内部, 或制成各种形状的包装加

热容器, 配合在微波设备中反复多次使用。

6.4传统的玻璃包装容器也将发挥作用

玻璃包装容器透过特殊处理, 使之具有一定的耐高温抗破碎性能, 将会成为微

波食品包装的大众化用材。玻璃瓶、玻璃器皿是传统的包装材料, 因玻璃对微波有良好的穿透性, 因此, 可以方便地将其做为微波加工食品的包装材料。在选择玻璃材料时, 能经受温度差变动范围超过40 ℃而不破裂即可。

6.5未来的材料开发将着重于食品、材料、微波三方配合原则进行

食品和容器的性质摆放形式, 要符合微波加工的要求。只要金属材料(如瓶盖)不接触加热腔壁, 包装与包装之间, 器皿与器皿之间留有小空隙(小功率空隙为l 一3m m , 大功率空隙为15 m m ), 就不会产生火花, 金属材料也不会毁坏, 微波源也不会被毁, 不会使微波加热腔发热。

综上所述, 由于微波对不同性质的物料有不同的作用, 因此选用损耗小的塑料

陶瓷、玻璃、纸等做微波食品的包装容器材料。它们很少吸收微波能量, 可以减少不必要的热损失, 提高食品的品质。

7、微波食品包装的发展前景

微波食品的发展趋势仍将围绕如何保持食品固有风味和口感进行深入研究，并开发新型加工技术与工艺。由于微波加热使温度急剧上升，导致在微波食品中的香精风味物质蒸发殆尽，食用时比现炒菜肴风味、口感劣化，为此人们正在研究试用能较长时间维持香精不变的保香剂，达到提高耐热性的目的，也可以利用微胶囊技术来保护香精。

近年来，为了使微波食品保持现炒菜肴一样的色、香、味、形，各厂家都在包装材料的吸水性、吸油性、去异味方面下工夫，同时利用微波本身的热效应使产品具有其它食品那样的酥脆性，看上去有增强食欲的焦黄酥脆感，防止加热不均匀。为了使用方便，对冷冻食品灵活采用了包装容器兼餐具、具脱蒸汽功能的包装材料、纸浅盘、纸杯等各种形式的包装方法。

在防金属火花方面考虑无铝箔的蒸煮袋、塑料、纸容器等。多层复合材料将成为今后微波包装的主流，如不饱和聚酯、玻璃纤维等材料的多质多层复合可满足不同档次的微波食品在不同流通环境下的求。另外，涂塑陶瓷、涂塑玻璃也较有发展前途，玻璃包装容器经过特殊处理，大大提高了容器抗破碎性能，将会成为微波食品的大众化包装容器之一。近年来，研究人员研发出一种新型的高阻隔性包装材料———SIXO 和其它非金属氧化物镀膜复合包装材料，这种材料除了阻隔性能可以与铝塑复合相媲美外，同时还具有微波透过性好、耐高温、透明、受环境温度湿度影响小等优点，特别是在商品保香方面，效果如同玻璃瓶包装一样，长期储存或高温处理，不会产生异味，适合作为微波加热食品的一类包装材料。据资料介绍，现已研制成功的微波煮熟指示器可安装在微波食品包装的外面，当食品煮熟后，其温度指示器就会变颜色，消费者就可一目了然。

8、结语

微波食品包装材料是微波食品技术的重要组成部分,微波食品的发展需要与之相配的高性能的包装材料,在目前微波加热技术已经相当成熟的情况下,改进微波食品的包装技术和微波食品包装材料的性能,将会使微波食品进入一个新的发展时期,可以预见,具有各种优异性能的微波食品包装材料不久将会极大的丰富微波食品市场。

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