食品包裝容器的現狀與發展
楊文亮
物質文明越進步，包裝容器用得越多，制作得也越精美。從食品包裝容器的發展，也可一窺人類的生活形態與品質是如何演變的。
五、六十歲以上的朋友都經歷了新中國經濟的發展與物質生活的變遷，因此往往喜歡對后輩訴說當年生活是如何的因苦，深怕年輕人不明白自己是如何從患難中成長的。在困頓中成長的人，常有些“老”毛病，有些長者看到垃圾箱里堆滿了瓶瓶罐罐等容器時，?？床粦T，發牢騷地說：“想當年我小時候，如果能夠看到垃圾箱里有點兒瓶罐，早就搶者撿去換幾毛零錢，哪會像現代人那么好命，那么浪費?！钡拇_，在物質生活較艱苦的年代，食品包裝容器雖然比較粗糙，但也是稀少與珍貴的。
遠古時代，當人們需要容器來盛裝食品時，通常從大自然中去尋找葫蘆、竹結、卷曲的大型葉片或大型貝殼。后來，逐漸有了利用自然資源加工而成的容器，如挖空的木頭、編織的草籃，甚至使用動物的器官，如牛角及胃或用皮革制成容器。大約在八千年前，人類開始懂得制造陶器，可以用來盛裝食物、貯存食物，甚至煮熟食物。而后，陶器成為食品包裝容器的主流。到了三千年前，由陶瓷釉藥發展而來的玻璃問世，也逐步發展成為容器。但是工業化生產玻璃容器則是近兩百年才出現的。
另一方面，約在兩千年前，在中國東漢的時候，蔡倫發明了紙，也逐漸用來包裝食品。在金屬容器的發展方面，則可以遠溯至青銅時代，我們的老祖先就懂得利用金屬材料制成容器，盛裝食品。然而以金屬罐頭包裝食品，使食物能長久貯存，則起始于約兩百年前的英國。至于目前在食品包裝上占最重要地位的塑料則是包裝材料中最年輕的一類，在十九世紀才初露頭角，而在50~60年前才開始逐漸發展成為食品包裝容器的主流材料。
一、傳統食品包裝容器的現狀
在物質文明高度發展的今天，食品包裝容器已成為生活中隨處可見且不可或缺的產品。各種制作精美，外觀引人注目的包裝食品陳列在各種賣場的貨架上，五花八門，常令人眼花繚亂，仔細觀察這些包裝材料，不外乎塑料、金屬、玻璃與紙四大類。當然，有一些材料是這四種材料結合而成的復合體，使得食品包裝容器呈現多樣化。
1、塑料包裝容器
塑料包裝材料的興起與人們生活形態的改變息息相關。由于人口的高度成長、糧食不足的壓力日增，使得如何利用經濟輕便的包裝方式來方便食品的貯存與運輸，以及增加食品的保存期限，變得非常重要。而塑料包裝材料正好可以滿足這些需求。
塑料包裝材料究竟擁有哪些性質使得它們這么好用？一般而言，由于塑料的密度低，重量比金屬或玻璃都輕得多，在加工或使用時比較輕便。塑料有很強的韌性，不像玻璃那么容易破碎，不像罐頭受到壓力時容易凹陷，也不像紙那樣容易被撕裂。許多塑料材料很容易成型，稍為加熱便可以使它軟化，賦予它一定形狀，只要在溫度降低后就可以定型。我們?？吹剿ぴ诮铀芰纤軙r，用火焰稍為烘烤加熱一下就可以使塑料管軟化，任意做成各種形狀。
許多塑料遇熱易熔，使得它很容易密封。在許多商店都可以看到店員把食品置于塑料袋中，用熱封機一壓就可以封袋，十分方便。另外，很重要的是，現在的科技使得塑料包裝材料有很好的阻隔性，無論是水蒸氣或氧氣都不容易透過塑料容器，因此可以延長貯存時間。
塑料是由許多所謂的“單體”個個相接，聚合而成的高分子物質。分子量在五千到十萬左右。有些塑料是由一種以上的單體構成的，形成所謂的聚合物，而能有物殊的性質。常用于食品包裝容器的塑料種類很多，包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等，性質都有所不同。
就食品包裝容器的需求而言，最重要的性質包括強韌程度、透氣率、透水氣率、熱封性、以及耐熱性。為了產生合乎特殊需求的塑料包裝材料，有時候會把不同材質貼合而成所謂的復合膜，使包裝材料的整體性質更合乎需求。
2、金屬包裝容器
利用金屬制成罐頭來包裝食品是一種簡單而有效的保存食品方式。常用于制罐的兩種金屬為馬口鐵和鋁。馬口鐵的主體是薄鋼板。將薄鋼板置于融熔的錫液中，通電而把錫鍍在薄鋼板上制成所謂的馬口鐵。為了提高馬口鐵的耐腐蝕性，把它加熱處理，使錫層與鋼板層之間產生錫鐵合金；然后再使用鉻化合物使錫層上形成鉻氧化物，使馬口鐵不易被氧化而變質。最后，為了馬口鐵的表面潤滑，使它在制造罐頭時容易成形，并且防止生銹，又涂上一層很薄的油。
因此，看似簡單的罐頭鐵皮其實結構也不是那么單純。為了進一步防止食物中的成分造成罐壁的腐蝕，馬口鐵也常涂布一層涂料。根據食品的特性，有一次涂漆或兩次涂漆。涂料是高分子成分，如環氧樹脂、壓克力樹脂及聚酯樹脂等。涂漆后通常需經烘烤使其固化。
鋁是一種具有良好延展性的金屬。由于鋁與空氣接觸后很容易在表面形成一層氧化鋁的薄膜，因此具有很好的抗腐蝕性。但是這一層氧化鋁薄膜遇到鹵素離子（如食鹽中的氯離子）易受到破壞，因此在實際中仍需要涂布一層高分子薄膜以免受到食物中成分的侵蝕。
金屬罐頭是一種密封性良好、可以完整保護食品的包裝容器。食物放在金屬罐中經過封罐及殺菌等程序可以儲放數年而不會腐敗。但是，現代人的飲食觀念是以“新鮮”為主流的需求，使得風光一時的金屬罐頭有逐漸沒落的傾向。不過，無論如何，金屬罐頭在可預見的將來仍然是一種相當重要的食品包裝容器。
3、玻璃包裝容器
玻璃是用石英砂、碳酸鈉、石灰石以及其他添加物，在約1500℃的高溫下融熔而成的。把一小團融的玻璃置入模具中，吹成容器的形狀后，經冷卻、退火等步驟即可制成玻璃容器，用于食品包裝?，F代的設備每分鐘可生產100只以上的玻璃容器，使玻璃容器在食品包裝上占一席之地。利用玻璃來包裝食品有許多優點：不會腐蝕，水蒸汽、氧氣與香氣均無法穿透，阻隔性極佳，透明、衛生、無味、可回收利用、可微波、可承受高溫殺菌……等等。但是由于玻璃容器不耐沖擊，易碎，而且比其他材料的容器重，因此它的應用也受到一些限制。
4、紙包裝容器
依據原料的不同，紙可分為木漿紙、非木植物纖維紙、以及再生紙。一般造紙的程序包裝制漿、調制、抄造、及加工等主要步驟。為了增加紙的耐用性，使它適合于食品包裝容器，在造紙的過程中常添加化學助劑，例如濕強劑、干燥劑、防油劑等。但是必須使用安全合乎法規的添加劑，否則在包裝食品后溶出至食品中，影響身體健康。
二、新型食品包裝容器的發展
利用以上四種包裝材料可以發展出許許多多的食品包裝容器。以下是近年來比較重要的發展項目簡單介紹。
1、可微波包裝容器
食品包裝容器的發展是隨著人們生活形態變化的。自1970年后微波技術開始應用于食品加熱以來，包裝材料或容器對微波加熱的影響的研究就蓬勃地展開。諸如包裝材質受微波加熱可能衍生的安全性問題、微波加熱時食品受熱不均勻的現象及其與包裝容器形狀的關系等，都是大家探討的課題。目前，市面上已經有許多能長期常溫儲貯、冷凍的包裝食品都可直接采用微波加熱。
為了解決油炸食品經微波加熱后的酥脆度不足的問題，許多包裝容器內加入了加熱片。加熱片是由金屬與塑料貼合而成，在微波存在時會快速生溫，因此可以使與它接觸的食品呈現酥脆或焦黃的狀態，常用于冷凍披薩餅等食品。加熱片也用于需要快速升溫且可微波的爆米花產品，在局部迅速加熱的情況下，玉米才能迅速膨脹。
多數人可能都有個概念，就是金屬容器不能放入微波爐中加熱，否則會引起火花，導致危險。但是，現代的包裝科技已經把金屬與塑料復合，就是把塑料用黏合劑貼合在鋼板上，制成易開罐、餐盒等包裝容器，可以直接用微波加熱其中的食物，十分方便。
2、可降解食品包裝容器
由于食品包裝容器的大量使用，造成了嚴重的環保問題。因此，近年來食品包裝產業與學術界都極為重視可降解材料的研發?？山到獾陌b材料有三類：一類是生物可降解材料，借由環境中微生物把它分解成二氧化碳與水；另一類是光降解材料，利用日光中的紫外線促使分解包裝材料的大分子的主鏈斷裂，使其降解；第三類是氧化降解材料，顧名思義，是靠包裝材料與氧作用形成氧化物而分解。有些可降解包裝材料是借由上述降解機制的結合而達到降解目的的。無論如何，生物可降解食品包裝材料是較受到重視的。
生物可分解包裝材料的種類很多，有利用天然原料，如淀粉、植物性蛋白質（如玉米蛋白）、幾丁聚醣、纖維素，經過化學修飾后制成包裝容器。有些合成的高分子本身就具有生物可分解性，可用作包裝容器的原料。不過這些生物可降解材料制成的容器，大多數有氣體或水蒸汽阻隔性較差的問題，使得它們的應用受到限制。
3、無菌包裝容器
無菌包裝是現代食品的重要發展項目之一。為了達到長期儲存食品的目的，一般是使用金屬罐頭或殺菌軟袋包裝食品，然后再采用高壓高溫方式殺菌。然而，無菌包裝則采用不同的方法，它是把食品與包裝材料分別殺菌之后，再在無菌的環境中，以無菌的包裝材料包裝無菌的食品，這樣生產的包裝食品也可以像罐頭一樣在常溫下儲存相當長的時間。
我們在市面上常能賣到不用冷藏、外觀是長方形紙盒的牛奶或果汁飲料，都是采用無菌包裝方式制造的。但是，看似紙盒的包裝盒，結構并不單純，常由五至七層軟性材料復合而成，其中包括塑料、鋁箔、以及紙板，如此才能獲得一個能夠挺立、具有良好阻隔性、可以充分保護食品的產品。
4、活性包裝容器
傳統的食品包裝方式，嚴格地說，都是采用消極性的防護措施，利用材料本身的阻隔性與形成容器時的密封性，把食品與外界環境阻隔，從而達到保護食品的目的。近年來發展的活性包裝系統則采用較為積極的措施來保護食品?；钚园b是采用特殊的材料或裝置，這種材料或裝置在包裝食品后會與包裝內部的空氣或食品產生交互作用而達到延長食品儲存期限的目的。
活性包裝的型式很多，最常見的有脫氧包裝系統、控制二氧化碳生成或吸附的包裝系統、吸附乙烯系統、含保存劑（防腐劑、抗氧化劑）的包裝系統、以及控濕包裝系統等。在控制氣體組成方面（氧氣與水蒸氣），最常使用的是在食品包裝容器中放入脫氧劑或干燥劑。
脫氧劑按組成的不同可分成兩類，一是以無機化合物（如硫酸亞鐵）為主體，另一種是以有機化合物（如酵母、維生素C、亞麻油酸、維生素E）為主體。這些脫氧劑都是利用自身與包裝容器內的氧反應，把它消耗殆盡，使得容器內的食品免于受到氧氣影響而發生劣變。
除了把脫氧劑或干燥劑小包置于食品包裝容器之外，也有人把它們制成薄片，直接貼在容器內。例如，有一美國專利，是以鐵粉與活性碳及氯化鈉溶液混合后干燥，再把干燥的粉末與紙漿及聚乙烯混合，涂布在不織布上，然后，把這具有脫氧劑成分的不織布夾在兩層高透氣性的塑料膜之間，即成為一可貼于包裝容器內壁的脫氧貼片。
另外，也有把脫氧劑置于瓶蓋內。還有一種裝啤酒的瓶子是把活的干燥酵母菌粉與蠟混合，涂布在瓶蓋內襯的PE膜上。在儲存期間，啤酒的水分會漸漸滲透到蠟中，使酵母菌活化。酵母菌生長代謝時會消耗氧，如此恰好能保持啤酒的風味。
類似于脫氧的功能，也可以利用化學反應使包裝容器內產生二氧化碳，以增加食品的保存期限。例如，在前述的脫氧配方中加入碳酸鹽類與有機酸，當碳酸鹽遇水分解，與有機酸反應，就會釋放出二氧化碳。
在設計具有防濕功能的食品包裝容器方面，首先需要有防濕包裝材料。玻璃與金屬基本上是可以防濕的，但是不適用于需要用軟性材料包裝的食品。一般軟性包裝材料，常需使用復合膜來防濕，例如紙-PE-鋁箔-PE的復合材料就有很好的防濕效果。有一種日本的軟性包裝材料，名為“Toyal Dry”，中間層中含有吸濕樹脂，可以吸收同重量的水分，是一種能徹底防潮的軟性包裝材料。
把防腐蝕或抗氧化劑等保存劑直接加入食品可以延長食品儲存期限，而這也是在加工食品時常用的方法。但是，食品的腐敗劣變通常由表面開始，把防腐劑或抗氧化劑混合在整體食品中是有些多余的，有一類包裝材料的設計就是為了解決這個問題。構想很簡單，只是把防腐劑或抗氧化劑加入包裝材料中。在包裝食品后，包裝材料與食品密切接觸時，保存劑可釋放到食品表面，達到保存食品的功效。但是，由于保存劑會自食品表面擴散至食品內部，而使得表面濃度降低，失去了保護食品的功效。
因此，如何控制保存劑的釋出速率，維持它在食品表面一定的濃度是一個重要的課題。日本有一家公司開發出一種抗微生物膜，膜中添加了沸石及某種金屬。據悉，該膜在包裝食品后，由于有水氣與氧的存在，沸石與金屬作用產生活性氧，釋出后可以抑制微生物的生長。
近十年來，中國乃至于世界先進國家的社會結構與消費行為有了不少變化。小家庭或單親家庭及單身人口在社會中占的比率越來越高，職業婦女大幅增加，夫妻同時在外地工作已經是年輕家庭的常態，老年人口增加、在外用餐人口增加，以及環保訴求等現象都影響了食品包裝與容器的發展。食品包裝科技一直努力地配合時代的需求而改變。研究歷史的人常根據古人使用的器皿，從石器、陶器、鐵器等了解時代的演變與當時人們的方式。將來的歷史學家將更能依據食品包裝容器的發展來判斷我們今天的社會活動形態。
