牛奶包装及包装材料的分析应用

牛奶包装及包装材料分析及研究

一、产品现状及包装要求

1. 牛奶简介

牛奶是牛乳的俗称。

牛奶，最古老的天然饮料之一，顾名思义是从雌性奶牛身上所挤出来的。在不同国家，牛奶也分有不同的等级，目前最普遍的是全脂、低脂及脱脂牛奶。目前市面上牛奶的添加物也相当多，如高钙低脂牛奶，就强调其中增添

了钙质。

牛奶含有丰富的矿物质、钙、磷、铁、锌、铜、锰、钼的含量都很多。

最难得的是，牛奶是人体钙的最佳来源，而且钙磷比例非常适当，利于钙的

吸收。种类复杂，至少有100多种，主要成份有水、脂肪、磷脂、蛋白质、

乳糖、无机盐等。

每100克牛奶所含营养素如下：

热量(54.00千卡) 、蛋白质(3.00克) 、脂肪(3.20克) 、碳水化合物(3.40克) 、维生素A(24.00微克) 、硫胺素(0.03毫克) 、核黄素(0.14

毫克) 、尼克酸(0.10毫克) 、维生素C(1.00毫克) 、维生素E(0.21毫

克) 、钙(104.00毫克) 、磷(73.00毫克) 、钠(37.20毫克) 、镁(11.00

毫克) 、铁(0.30毫克) 、锌(0.42毫克) 、硒(1.94微克) 、铜(0.02毫

克) 、锰(0.03毫克) 、钾(109.00毫克) 、胆固醇(15.00毫克) 。

一般牛奶的主要化学成分含量如下：

牛奶

牛奶(15张)水分：87.5%

脂肪：3.5--4.2%

蛋白质：2.8--3.4%

乳糖：4.6-4.8%

无机盐：0.7%左右

牛奶中的无机盐也称矿物质。牛奶中含有Ca2+、Mg2+、K+、Fe3+等阳离

子和PO43-、SO42-、等阴离子；此外还有微量元素I、Cu、Zn等。大自然中

的钙是以化合态存在的，只有被动、植物吸收后形成具有生物活性的钙，才

能更好地被人体所吸收利用。牛奶中含有丰富的活性钙，是人类最好的钙源

之一，1升新鲜牛奶所含活性钙约1250毫克，居众多食物之首，约是大米的101倍、瘦牛肉的75倍、瘦猪肉的110倍，它不但含量高，而且其中的乳糖

能促进人体肠壁对钙的吸收，吸收率高达98%，从而调节体内钙的代谢，维

持血清钙浓度，增进骨骼的钙化。吸收好对于补钙是尤其关键的。故“牛奶

能补钙”这一说法是有其科学道理的。

牛乳的化学组成，因牛的种类、年龄、饲养方法、采乳时间，生活及健

康状况、气温等不同而各异。每100 g 牛乳含硫胺素0 .04 mg , 核黄素

0 .13 mg , 尼克酸0 .2 mg , 抗坏血酸1 mg , 维生素A140 IU。牛乳中

的蛋白质主要是含磷蛋白质，也含白蛋白及球蛋白。此三种蛋白质都含全部

必需氨基酸。牛乳的脂肪主要是棕榈酸、硬脂酸的甘油酯，也含少量低级脂

肪酸如丁酸、己酸、辛酸等。此外，还含少量卵磷脂、胆甾醇、色素等。

目前市场上的牛奶及其制品主要可分为：纯牛奶、乳饮料、酸牛奶、消

毒牛奶。

纯牛奶：是采用100%优质生鲜牛乳为原料，经过二次超高温灭菌或瞬间

超高温灭菌精致而成，纯牛奶爽口而不粘口。

乳饮料：市场上常见的各种花色牛奶饮品和乳酸菌饮料，都属于乳饮料，其中只含不超过50%比例的牛奶，且里面也加入了一些香料、食用香精等经

调制而成。

酸牛奶：在加工过程中添加了发酵剂而制成的乳制品，呈低粘度的均匀

状态。酸奶按照生产时所用原料的不同，一般可分为纯酸奶、调味酸奶、果

料酸奶。需在2℃～6℃下保存，保质期比较短，一般是6～20天。

消毒牛奶：用优质生鲜牛乳为原料，经均质处理，并采用瞬间超高温灭

菌后制成的。利乐消毒奶常温保存30天，用巴士杀菌方法制成的消毒牛奶，

如一般的塑胶包消毒鲜奶，常温保存3～6天。

2. 牛奶的包装要求

为了适应牛奶高速自动灌装机的要求，牛奶包装膜在生产时必须满足以

下几方面的性能要求：

(1). 滑爽性能

薄膜的内外表面应当具有良好的滑爽性，以确保其在高速自动灌装机上

能够顺利地进行。因此，薄膜的内外表面摩擦系数一般要求在0.2-0.4之间，且外/外摩擦系数>内/内摩擦系数。薄膜的滑爽性主要是由原料中和外添加滑

爽剂来实现的。滑爽剂通常是油酸酰胺或芥酸酰胺，或高分子无机合成物。

它与高分子的聚乙烯只是物理混合，不能很好地相容，分子热运动使其逐渐

向表面迁移，聚积成均匀的薄层，能够显著地降低薄膜的摩擦系数，使薄膜

具有良好的滑爽效果。但牛奶膜的滑爽剂添加量必须严格控制，在能保证自

动灌装的前提下不能过多，过多的滑爽剂迁移到薄膜表面会影响到薄膜的印

刷适性，降低油墨的附着牢度和热封强度。要根据设备、生产工艺、灌装要

求、外界环境、内容物和保质期要求等调整滑爽剂用量，建议原料PE采用不

含滑爽剂的粒子。另外，滑爽剂的种类选择非常重要，这将影响到奶膜的异

味问题。

(2). 拉伸性能

由于在灌装过程中塑料薄膜要受到来自自动灌装机的机械拉力的作用，

要求薄膜必须具有足够的拉伸强度，防止在自动灌装机拉力作用下变形或被

拉断。在薄膜配方中可选用拉伸强度较好的LLDPE或者HDPE来提升拉伸强度。

(3). 热封性能

薄膜自动包装最担心的就是漏封、虚封、粘刀等导致破袋问题，灌装速

度越快热封要求越高。优良的热封性能应包括：高的热封强度，保证封口在

运输过程中不会破损；高的热粘强度，保证薄膜在热切断灌装时封口的完好性；宽的热封温度范围，保证因外界因素引起的一定温度范围内正常封合；

良好的封断性，保证薄膜在热切断时，能够顺利切断无拉丝粘刀现象；一定

的封口抗污染性，保证封口在有夹杂物时仍具有一定的热封强度。在薄膜配

方中添加一定比例的LLDPE和MLLDPE对提高热封性能有较大帮助，但含量

过高会影响切断效果。

(4). 表面润湿张力

薄膜的内外表面应当具有良好的滑爽性，以确保其在高速自动灌装机上

能够顺利地进行。因此，薄膜的内外表面摩擦系数一般要求在0.2-0.4之间，且外/外摩擦系数>内/内摩擦系数。薄膜的滑爽性主要是由原料中和外添加滑

爽剂来实现的。滑爽剂通常是油酸酰胺或芥酸酰胺，或高分子无机合成物。

它与高分子的聚乙烯只是物理混合，不能很好地相容，分子热运动使其逐渐

向表面迁移，聚积成均匀的薄层，能够显著地降低薄膜的摩擦系数，使薄膜

具有良好的滑爽效果。但牛奶膜的滑爽剂添加量必须严格控制，在能保证自

动灌装的前提下不能过多，过多的滑爽剂迁移到薄膜表面会影响到薄膜的印

刷适性，降低油墨的附着牢度和热封强度。要根据设备、生产工艺、灌装要求、外界环境、内容物和保质期要求等调整滑爽剂用量，建议原料PE采用不

含滑爽剂的粒子。另外，滑爽剂的种类选择非常重要，这将影响到奶膜的异

味问题。

(5). 阻隔性能

要求包装材料具有阻氧、阻光、防潮、保香、防异味功能，要根据不同

的内容物、保质期、生产设备、贮存条件等选择阻隔材料。一方面要保证外

部环境中细菌、尘埃、气体、光、水份等不能进入包装袋中；另一方面是要

求包装材料本身稳定性好，不吸收异味，小分子难迁移；还有是保证牛奶中

所含水份、油脂、芳香成分、对产品质量必不可少的成分等不向外渗透，从

而达到包装食品不变质的目的。