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编号:39396
黏性液态食品防黏附包装材料研究进展
http://www.100md.com 2021年11月22日 2021年第10期
基材,1基于超疏水表面的防粘包装材料,1蜡质超疏水防粘涂层,2纸质包装材料防粘方法,3金属包装材料防粘方法,4塑料包装材料防粘方法,2基于SLIPS原理的防粘包装材料,3其它防粘包装材料,4总结与展望
     刘灵雪,唐亚丽

    (江南大学机械工程学院 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室 无锡 214122)

    在食品包装领域,黏性液态食品难以彻底倾倒,部分附着在包装内表面,易造成食品浪费,增加包装回收难度,并滋生有害物质等问题[1]。一些非牛顿流体,如蜂蜜、番茄酱、酸奶等,其高黏度和复杂流动性常常导致食用后部分留在包装容器内表面,造成大量资源浪费。调查显示,当消费者认为包装已被清空时,测试包装中的产品平均剩余总容量的3%~10%[2],因此,针对食品包装开发防粘材料、防粘涂层备受关注。

    黏性液态食品对包装材料的黏附是一种固-液相互作用,包装材料的特性、食品所含物质的性质影响食品对包装的附着[1]。黏性液态食品成分各异,包括果胶、纤维、蛋白质、脂肪、糖类等,为改善食品质地和稳定性,需适当添加乳化剂、表面活性剂[3]。黏性液态食品黏附包装内壁有如下原因:①在化学反应、沉淀、静电作用下较高含量的固形物容易积聚在包装内壁;②一些乳化剂、表面活性剂与包装内壁具有亲和性,使食品易黏附于内壁。液体食品常用的纸类、塑料类、金属类等包装容器没有足够的拒液性,难以避免食品黏附于内壁。改变包装材料表面浸润性,达到有效疏液,使包装内容物易于流出,成为防粘材料开发的一般思路。

    一般改变包装材料表面浸润特性的方式是基于超疏水表面和光滑液体灌注多孔表面(SLIPS),开发包装材料或涂层。超疏水表面是指水的接触角大于150°,滚动角小于10°的表面,最初是通过对植物叶表面的自清洁现象研发的,叶表面的微米级乳突、乳突上的纳米结构形成的复合结构加上表面的蜡,导致自清洁现象[4]。SLIPS 即光滑液体灌注多孔表面,是Aizenberg 课题组[5]研究猪笼草叶的光滑表面捕虫原理时提出的,其特征是将低表面能润滑液灌注到固体表面的微观粗糙多孔结构中得到防附着、自清洁的表面。

    本文梳理了近年防粘食品包装材料的研发情况,归纳总结基于超疏水表面、SLIPS 以及其它手段制备防粘材料的方法。分类阐述不同包装基材的防粘表面制备方法和效果,分析所现有方法的争议与问题,展望未来的发展方向。

    1 基于超疏水表面的防粘包装材料

    超疏水表面一般要满足2 个条件,即较高粗糙度的微观结构和较低的表面自由能。超疏水表面自清洁的原理是:微观结构使空气被困在表面微小的凹坑中,水与表面接触时,与粗糙结构之间形成一层空气垫,加上粗糙表面的低表面能物质拒水,水不会渗入凹陷也不会沾湿突起,使得表面接触面积减小,摩擦力减小,水滴很容易在表面滑动(图1所示)[6] ......

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