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食品包裝

食品經過包裝能夠阻絕直接與空氣、水分、光線的接觸,以及防止在生產、運輸、販售,甚至烹煮之前受到汙染,進而延長保存期限,讓飲食更安全衛生。
 
 
 
食品包裝的作用

食品直接暴露在空氣中,除了容易被灰塵沾汙外,更可能滋生細菌、黴菌等微生物,若是被帶有病菌的蒼蠅、蟑螂、老鼠等汙染,不慎吃下肚,輕則腹瀉,重則致命。食品經過包裝則能夠阻絕直接與空氣、水分、光線的接觸,以及防止在生產、運輸、販售,甚至烹煮之前受到汙染,進而延長保存期限,讓飲食更安全衛生。

食品包裝發展至今,因應都市發展及人們生活的需要,還必須考量食品在大量運輸時裝箱、搬運、保管、販賣、食用過程中的方便與效率。而食品包裝的精美與創意設計,往往能提高商品內容物的價值,也能適度展現商品內涵,吸引消費者的購買欲望。

隨著科技的進步,各種添加物開始出現在食品中,造成許多先進國家的人民常有飲食過量或營養失衡的情形,為了健康,現代人開始重視營養均衡。因應這種演變,食品包裝多了一項任務,即必須有「食品標示」和「營養標示」。

我國政府規定,食品標示內容應包括品名、內容物名稱、重量、容量或數量、食品添加物名稱、廠商名稱、電話及地址、有效日期、其他經中央機關公告的標示事項等。至於營養標示,則應註明內容物的熱量、蛋白質、脂肪、碳水化合物、鈉含量,以及其他出現在於營養價值宣稱中的營養素含量。食品業者把食品的內容及相關資訊呈現在包裝外觀上,代表食物的品質,以及廠商對其產品的負責態度。對消費者來說,正確的標示可以提供消費資訊,也是消費權益的保障。

早期的食品包裝

食品包裝的出現,代表人類從原始走向文明。回顧各個時期食物包裝及器皿的發明使用,可以一窺人類生活形態與品質的演進。

遠古時代,人類利用樹葉、樹木枝條、竹片、貝殼等包裹食物。後來有了加工的概念,開始編製籮筐、籃子,利用挖空的木頭、動物的器官如胃、牛角、獸皮等盛裝食物。

新石器時代的陶器,從包裝的角度來看,有重要的意義,一方面可以貯存水、酒、食物,成為重要的包裝容器,另一方面,從大量出土的陶瓷碎片上所留下的繩紋、紡織物紋樣,可以發現繩子和紡織品已經成為當時包裝中的一種重要形式。

商周時期,青銅器大量鑄造,使得包裝材質有了新的發展,青銅鑄造的壺、罐等,成為新的包裝容器。

東漢蔡倫發明紙,發展到唐朝,紙的用途已經從最早的書寫應用到食物、茶葉、藥材的包裝,甚至在新疆阿斯塔納唐墓出土的萎蕤丸,就用白麻紙包裹,並且寫著「每空腹服十五丸食後眠」,就是食品標示的雛型。

忽必烈建立元朝,也把馬背上的草原民族風格帶入中原,用動物皮革製成的皮囊,俗稱「渾脫」,盛裝食物與酒。此外,許多民間用來包裝地方土產的做法,也充分展現方便保存、流通的特性。如先把荔枝、龍眼果實曬乾,再用火烘焙,然後用蒻葉包裹,再以竹籠包裝,就可以運送到遙遠的地方。還有當時很流行用來盛裝各種小果點心的漆器包裝食盒,可以遮蔽風沙,成為官員、士庶等人情來往買送的果品類包裝。

我們的祖先從生活經驗中,早就知道各種保存食物的方法,如用鹽醃漬、脫水乾燥等。工業革命之後,隨著食品工業的發展,人們設法利用新的食品包裝技術延長食物的保存期限。

罐頭的發明

18世紀末一位曾經在酸菜工廠、釀酒工廠、糖果公司工作的法國廚師阿佩爾(Nicolas Appert, 1749-1841),曾把食物放在玻璃容器裡,密封後加熱,食物居然能保存很久都沒有變質。他對於這種現象感到興趣,於是開始研究食物的保存。

當時拿破崙在歐洲各地發動戰爭,由於戰場遙遠,許多食物還沒運送到前線就已經腐爛變質。拿破崙懸賞12,000法郎,徵求防止食品變質的技術及裝備。1809年,阿佩爾應用他的發現,先把食物處理好,裝入寬口玻璃瓶中,再放到滾水中煮沸60分鐘,趁熱用軟木塞塞緊,再用鐵絲和蠟封死。如此一來,食物就能保存較久的時間,他也因此贏得了獎金,並且發明了最早的罐頭雛型。

玻璃做為食品包裝的容器,具有不會腐蝕,水蒸氣、氧氣、香氣等都無法穿透的良好阻隔性,以及透明、衛生、無味、可承受高溫殺菌等優點,但也有不耐重擊、易碎、較重等缺點。

1810年,英國人杜蘭德(Peter Drand)利用馬口鐵皮罐取代玻璃瓶,並且獲得英國政府的專利許可,成為現在常用的鐵製罐頭的始祖。所謂馬口鐵皮,就是把鐵皮放入融熔的錫液中,再通電把錫鍍在鐵皮上。

現代的馬口鐵皮罐頭,經加熱處理使錫和鐵皮層之間產生錫鐵合金而更耐腐蝕,並使用鉻化合物在錫層上形成鉻氧化物,避免氧化變質,再在鐵皮上塗一層薄薄的油,使表面潤滑防止生銹。

金屬罐頭的另一種材質是鋁,鋁的延展性很好,鋁與空氣接觸時表面會形成一層氧化鋁,具有良好的抗腐蝕性,但通常會在其表面塗一層高分子薄膜,以確保不受到含鹽食物中氯離子的侵蝕破壞。

罐頭工廠把食品原料充填在容器內,經過脫氣、密封、加熱殺菌等過程,主要是為了殺死使食品敗壞,產生毒素的微生物,只要能使食物與微生物完全隔絕,便可以在常溫中保存很久。但是如果殺菌不徹底,罐頭內的微生物在條件適合生長時就會大量繁殖,使食品敗壞,因此加熱殺菌需要一段時間,難免會破壞食品的新鮮度及營養價值。

無菌包裝的出現

無菌包裝是在包裝前先使食品經過很短時間的滅菌,再在無菌的環境中充填到已消毒過的紙盒中密封的一種包裝技術。因為全程都在無菌狀態中進行,所以不用添加防腐劑,也不用冷藏。且由於食品加熱滅菌的時間只有短短幾秒鐘並急速降溫,因此對食品的破壞降到最低,可在常溫狀態下保存食品的營養及風味達好幾個月。最常見的無菌包裝是利樂包,又稱為鋁箔包,是由瑞典人羅興(Ruben Rausing)創立的利樂包裝公司在1952年所發明的。

二次世界大戰期間,大批農村人口移居城市,羅興認為自助式的食品商店即將興起,方便的食品包裝會成為未來的趨勢。他觀察到玻璃牛奶瓶的包裝非常不方便,消費者必須把它交還給製造廠商,以便再次使用。於是召集了一批科學家,研發新的食品包裝方式,要既安全又方便攜帶。羅興看他太太灌香腸時,突然有了靈感,在1952年發明了第一個利樂紙盒包,那是運用無菌加工技術的四面體包裝盒。全球第一個無菌利樂傳統包在1961年上市。

利樂公司生產的無菌紙盒包由75%的紙、20%聚乙烯和5%鋁箔所組成,共有6層保護層。由外而內分別是:聚乙烯,用於防水及溼氣;紙,是結構材料的主體,占盒子的75%;聚乙烯,做為黏附層;鋁箔,厚度約頭髮的五分之一,用來阻隔光線、氧氣和異味,但不會接觸到食品;聚乙烯,做為黏附層;內部聚乙烯,用來密封食品。

無菌紙盒包有屋頂包、磚形包、枕型包等形式,除了能有效保存食品的營養成分及風味外,對於包裝銷售也非常便利。目前已廣泛運用在牛奶、果汁、茶飲、豆奶、水、咖啡、運動飲料等營養價值高又不容易保存的液體食品上。

強化食品包裝的功能

二次大戰後,高分子化學快速發展,陸續出現許多大量生產、價格低廉的塑膠製品。塑膠材質具有密度低、重量輕、遇熱易軟化熔化、韌性強、阻隔性良好等特性,恰好符合食品包裝方便使用、容易塑形密封加工、避免破裂、有效阻隔水、水蒸氣或氧氣等需求,增加食品的保存期限。

民國65年左右,在左營的兵仔菜市場中,有一個和塑膠食品包裝有關的發明故事。左營是海軍的大本營,當地的兵仔菜市場專門販售菜餚給軍隊,自助餐店也經常外送大批的便當到軍營中,但有一個困擾著大家的問題,就是便當店附贈蘿蔔湯的運送問題。為了攜帶方便,阿兵哥用鋼杯、塑膠袋裝,但都免不了湯汁外溢、使用不便的困擾。有一家便當店的隔壁是蛋品批發店,老闆葉益芳出了一個主意—找一個杯子,套上塑膠袋加上橡皮圈,就可以減少湯汁外灑的問題了。

這樣的一個小動作讓軍隊中的長官十分激賞,便鼓勵葉先生繼續研究,如果能讓塑膠袋牢牢地黏在杯子上,該有多好?葉先生從觀察「銲接」得到靈感,並且請教了一些化學老師,得到一個結論:在特定的溫度下,相同的材質可以密合在一起,就好比「銲接」的原理一樣,把兩個鐵件融化到一定的溫度,接合冷卻之後,兩個鐵件就牢牢地黏在一起了。他想到可以利用塑膠的特性,於是蒐集了各式的塑膠杯、塑膠袋,用電熨斗做實驗,試著找出最適合的溫度。

在燒壞了二百多支電熨斗之後,葉先生終於發現了封口機的祕密—當加熱使包裝材料如杯緣和杯膜達到特定溫度(熱封溫度)時,包材會熔化;這時候利用壓力把兩片融熔狀態的包材壓合,移走熱之後,兩片材質便會密合在一起。

葉先生在民國67年製造出第一部手動的封口機,重量60公斤,體積相當龐大。他用小貨車載著封口機在台灣各地巡迴推廣,免費用封口機幫早餐店包裝豆漿,希望能受到店家的青睞採購。他觀察到機器雖然受歡迎,但龐大的體積對於商業上的使用及推廣並不方便。當時正值台灣半導體產業崛起,受惠於IC技術的進步,葉先生結合IC自動控制,不斷研發改良出體積小、重量輕、全自動化的封口機。

除了泡沫茶飲外,市面上還有更多食品包裝應用封口機,例如超商中常見的布丁、豆腐、微波食品、冷凍食品等包裝。除了在使用上很方便之外,你是否還觀察到,許多印在包裝上的標示出現了「真空充氮」的字樣?

真空充氮就是把食物放在食品包裝袋中並抽成真空,再填充進氮氣。因為一般食品與空氣接觸後,會被空氣中的氧氣氧化,產生油耗味及有害身體健康的過氧化物,因此在儲存過程中必須防止食物氧化。而氮氣是一種無色無味的惰性氣體,不易和一般化合物或微生物作用,因此利用氮氣替代食品包裝袋內的空氣,可避免一些好氧性微生物如霉菌的生長,也可避免食物油脂氧化和酵素作用的發生。因此經過充氮保鮮程序的食品包裝,可以有較長的保存期限。

精益求精的發展

目前,仍有許多新的食品包裝技術正在發展中,目標不外乎追求食品的衛生、安全、便利,讓食品的保鮮效果更好、顧客更能安心選用、消費者更方便攜帶及食用。

例如,利用特製的包裝膜讓食品在溫度發生變化時改變其透氣性,使不同的食品保持在最佳的氧和二氧化碳濃度比例之下。或利用一種「氧清除劑」清除氧氣,可控制包裝袋內的空氣環境,避免食品氧化變質。另外,還發展出一種新型標籤,具有標示時間、溫度、品質等功能,貼在食品包裝上,標籤的化學成分能在溫度升高,偵測到食物腐爛變質所釋放出的氣體時,發生聚合作用而變色。消費者由此可以知道食品曾在何種溫度下儲存,儲存了多久,新鮮程度如何,便可以更安心選用。

未來的食品包裝,將朝包裝物的減量與回收、利用無菌包裝減少冷藏所耗用的能源、包裝材料改良、包裝輕量化、軟性包裝優質化、個人份量包裝、微波食品包裝的安全性等方向發展。
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