罐頭包裝材料是指與罐頭內容物直接接觸的包裝材料和容器，屬于專(zhuān)用包裝范疇，既具有包裝的所有屬性同時(shí)又具有其特殊性。1804年，法國人NTCDAS APPERT在前人研究的基礎上，研制出可以長(cháng)期貯存的玻璃瓶裝食品。1810年，英國人PETER DURAND在玻璃罐裝材料的基礎上研制出馬口鐵罐裝罐頭。伴隨著(zhù)罐頭食品的誕生，罐頭包裝材料也應運而生。20世紀40年代開(kāi)始，全世界開(kāi)始致力于研究非金屬罐頭包裝材料。1969年，美軍Natick研究所研制出品質(zhì)好、安全可靠的軟罐頭食品并應用于阿波羅宇航計劃。隨后，復合材料、陶瓷材料等罐裝材料也應用于罐頭食品包裝。
隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展、科技的進(jìn)步、生活方式的改變和食品安全意識的提升，現有的罐裝材料逐漸暴露出存在潛在的食品安全隱患，廢棄物回收處理難，食用不方便，環(huán)境污染等問(wèn)題，這些問(wèn)題的出現都對罐頭包裝材料的發(fā)展提出了新的要求和挑戰。本文綜述近年來(lái)罐頭包裝材料的研究進(jìn)展，指出罐頭包裝材料存在的主要問(wèn)題，并展望罐頭包裝材料的發(fā)展趨勢。
罐頭包裝材料的進(jìn)展
由于罐頭食品特殊的加工工藝和長(cháng)時(shí)間保存的需要，對于罐頭包裝材料在材料的組分、安全性、耐腐蝕性和密封性等方面也提出了特殊要求。
（1）玻璃罐裝材料
玻璃是最早用于罐頭食品包裝的材料，在罐頭食品工業(yè)發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮了非常重要的作用。玻璃罐裝材料的優(yōu)勢：無(wú)毒無(wú)味、密封性好、透明美觀(guān)、耐熱耐壓、少與內容物發(fā)生作用、安全性較好。存在的主要問(wèn)題：較重易碎，不便于貯運；導熱性較差，容易導致玻璃罐的破裂；可見(jiàn)光與紫外光透射可能會(huì )誘發(fā)罐頭內容物發(fā)生反應，導致食品的變質(zhì)。
針對玻璃罐裝材料存在的主要問(wèn)題，開(kāi)展了熱端噴涂技術(shù)、表面增強技術(shù)用于減輕玻璃瓶體的質(zhì)量；還通過(guò)有限元仿真技術(shù)，模擬玻璃罐裝材料成型工藝，優(yōu)化現有產(chǎn)品的形狀和尺寸，大程度降低產(chǎn)品的質(zhì)量，實(shí)現產(chǎn)品的輕量化設計，有效解決了玻璃罐裝材料的問(wèn)題。未來(lái)，玻璃罐裝材料也將會(huì )朝著(zhù)輕量、強化的方向發(fā)展 。
（2）金屬罐裝材料
金屬罐裝材料在罐頭食品工業(yè)中占據重要地位。金屬罐裝材料的優(yōu)勢：隔絕性、導熱性以及耐熱性好，能夠較好地避免/抑制微生物繁殖。存在的主要問(wèn)題：耐酸堿能力差，成本較高，易與罐頭內容物發(fā)生反應影響產(chǎn)品品質(zhì)，易發(fā)生重金屬遷移等。
目前，關(guān)于金屬罐裝材料的研究主要集中在金屬包裝材料耐腐蝕性、材料的減量化和壁薄化以及新型覆膜鐵材料的開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域。關(guān)于金屬罐裝材料化學(xué)物在食品基質(zhì)中的遷移研究還較少，特別是樣品前處理手段和檢測方法還缺乏標準化的規范，重金屬遷移演進(jìn)模型、遷移規律及機制研究還有待加強。未來(lái)，金屬罐裝材料的發(fā)展趨勢：減量化、薄壁化、采用無(wú)苯內壁涂（3）塑料罐裝材料
塑料罐裝材料可以分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類(lèi)。塑料罐裝材料的優(yōu)勢為可塑性好、成本低廉、運輸方便、耐沖擊。存在的主要問(wèn)題是塑料罐裝材料表面易因帶靜電導致污染；密封性差；包裝材料中添加的加工助劑易向罐頭內容物遷移，長(cháng)時(shí)間貯藏影響產(chǎn)品品質(zhì)。目前，國家標準限定了塑料添加劑在塑料包裝材料中的使用范圍、大使用量以及特定遷移量。但是與國外相比，我國對塑料罐裝材料受限物質(zhì)的遷移研究開(kāi)始較晚，這方面工作仍需加強。塑料罐裝材料的發(fā)展趨勢：通過(guò)對現有塑料材料的改性和新技術(shù)的開(kāi)發(fā)，實(shí)現塑料材料的高強度、高阻隔、高安全性、輕量化（4）軟包裝罐裝材料軟包裝罐裝材料是以聚酯、鋁箔、聚烯烴、尼龍、乙烯-乙烯醇聚合物等軟材質(zhì)為原材料，經(jīng)密封、殺菌制得的軟包裝材料。軟包裝材料的特點(diǎn)：保藏性好，與金屬罐和玻璃罐相比，殺菌時(shí)間短、節能，能夠較好的保留食品原本的色香味以及營(yíng)養成分；方便快捷，軟罐頭體積小，易攜帶易保存，無(wú)需冷藏 ，可以直接食用，同時(shí)軟罐頭可以避免金屬罐頭開(kāi)封時(shí)可能會(huì )產(chǎn)生的劃傷危險；適用性廣，軟包裝罐頭的尺寸選擇性多，適用種類(lèi)廣，特別適合小容量包裝。存在的主要問(wèn)題：軟包裝材料強度較低，容易破損、泄氣，引起食品變質(zhì)。未來(lái)軟包裝材料將朝著(zhù)減量化、同質(zhì)化和可降解的方向發(fā)展。
（5）陶瓷罐裝材料
陶瓷制品通常以黏土為主要原料，經(jīng)粉碎混煉成型、煅燒等過(guò)程制成。陶瓷罐裝材料的優(yōu)勢：耐熱性、耐磨耐腐蝕性和高藝術(shù)性等。存在的主要問(wèn)題：陶瓷材料中鉛、鎘等的溶出和易碎等。
目前，我國食品用陶瓷鉛、鎘溶出量超標問(wèn)題仍然突出，鉛、鎘超標率約在11%左右，嚴重威脅著(zhù)人們的身體健康。未來(lái)，我國應重點(diǎn)開(kāi)發(fā)無(wú)鉛、鎘釉料原料及新的加工工藝，從根本上解決陶瓷罐裝材料鉛、鎘溶出量超標問(wèn)題。
（6）紙質(zhì)罐裝材料
紙質(zhì)包裝材料因可再生性和自然降解性而被廣泛用于干、固體食品的包裝。近年來(lái)，隨著(zhù)“白色污染”問(wèn)題的加重和人們環(huán)保意識的增強，紙質(zhì)包裝在食品包裝行業(yè)越來(lái)越受關(guān)注。紙質(zhì)罐裝材料的優(yōu)勢：柔韌性好不易碎，不易溶，易于攜帶。存在的主要問(wèn)題：紙制品生產(chǎn)過(guò)程中會(huì )加入各種功能性助劑，例如熒光增白劑、濕強劑、消泡劑及印刷油墨等，存在潛在的安全隱患，阻隔性和密封性較差。未來(lái)，紙質(zhì)罐裝材料的發(fā)展趨勢是研發(fā)阻隔性、密封性好的復合紙質(zhì)罐裝材料。
（7）可降解罐裝材料
可降解罐裝材料可以分為生物降解材料和非生物降解材料(光降解和復合降解)兩大類(lèi)?？山到夤扪b材料的優(yōu)勢：綠色環(huán)保。存在的主要問(wèn)題：生產(chǎn)成本高、性能不完善、技術(shù)不成熟、 降解可控性差和標準缺乏等。
今后，可降解罐裝材料的發(fā)展趨勢：助劑或添加劑研發(fā)，如生物誘發(fā)劑，光分解劑等；降解效果改進(jìn)；提高助劑間的協(xié)同作用；降低生產(chǎn)成本。
（1）色澤
罐頭食品的色澤是影響產(chǎn)品品質(zhì)的主要因素之一。硫化物染色是金屬罐頭在高溫殺菌過(guò)程中容易出現的問(wèn)題。要是由于含硫產(chǎn)品與罐裝材料的某些成分(如錫或鐵)相互作用，并形成有色硫化物引起食品變色。畜禽水產(chǎn)原料中的含硫蛋白含量較高，容易在高溫殺菌過(guò)程中發(fā)生含硫氧化反應，蝦、貝、蟹、金槍魚(yú)類(lèi)等水產(chǎn)品容易發(fā)生含硫氧化。
為了避免罐頭食品變色問(wèn)題的發(fā)生，通常選擇添加內壁涂料阻隔罐頭內容物與罐裝材料直接接觸。但部分內壁涂料存在一定的健康隱患，例如發(fā)生游離酚、游離甲醛遷移進(jìn)入罐頭內容物等。未來(lái)，需要開(kāi)展深入、細致的研究，闡明其內在機理。
（2）風(fēng)味
罐頭食品的風(fēng)味也是影響產(chǎn)品品質(zhì)的主要因素之一。研究表明，罐頭風(fēng)味的改變主要受風(fēng)味物質(zhì)的分子特性、包裝材料特性和食品基質(zhì)特性等因素影響。徐文慧等通過(guò)比較不同罐裝材料的柑橘罐頭，發(fā)現馬口鐵罐頭相比于玻璃瓶罐頭和高阻隔軟包裝罐頭能夠更長(cháng)時(shí)間保持食品營(yíng)養價(jià)值及風(fēng)味。潘新春比較了馬口鐵、玻璃和塑料包裝黃桃罐頭的風(fēng)味物質(zhì)時(shí)發(fā)現，馬口鐵包裝罐頭能夠檢測出最多種類(lèi)的風(fēng)味物質(zhì)。
此外，存儲時(shí)間、相對濕度、溫度和其他物質(zhì)成分的存在等環(huán)境因素也可能影響罐頭風(fēng)味物質(zhì)的吸附擴散，進(jìn)而影響罐頭食品的品質(zhì)。所以，選擇合適的罐頭包裝材料，才能有效地保護罐頭食品的風(fēng)味及品質(zhì)。
罐頭包裝材料的潛在安全隱患
罐頭包裝材料在生產(chǎn)過(guò)程中，原料、輔料和工藝等方面的安全性，以及各種添加劑的安全性都會(huì )影響罐頭包裝材料的最終安全性。
（1）重金屬遷移
在罐頭食品貯運過(guò)程中，罐頭內容物與罐裝材料的長(cháng)時(shí)間接觸可能導致罐裝材料的某些組分遷移到食品中，或者可能引起罐裝材料的表面腐蝕、內容物的變色、氣體的產(chǎn)生和某些金屬元素的溶出等。
DE MELLO等分析兩種不同包裝巴西沙丁魚(yú)罐頭(電解鉻/氧化鉻鍍鉻鋼(ECCS))無(wú)機污染物含量，結果表明，沙丁魚(yú)罐頭中的砷、鎘、鉻的含量高于巴西和南方共同市場(chǎng)監管的閾值含量。其他研究還發(fā)現金屬罐頭中金屬的遷移與儲存時(shí)間存在相關(guān)關(guān)系。PETROPOULOS等研究發(fā)現蔬菜罐頭中鐵的遷移與貯存時(shí)間存在明顯的相關(guān)關(guān)系。
研究表明，罐頭食品中錫的遷移主要發(fā)生在無(wú)涂層馬口鐵罐頭。罐頭食品在良好的環(huán)境下保存，在規定的保質(zhì)期內錫的遷移通常不會(huì )超過(guò)歐盟的限量標準。但是，食品中過(guò)量的錫會(huì )引起胃腸道傷害，例如惡心，嘔吐和腹瀉等癥狀。
此外，高含量的錫還可以改變食物的性質(zhì)，如顏色和味道，并縮短保質(zhì)期。因此，罐頭食品中錫的含量需要經(jīng)常監測。此外，還要控制罐頭內容物的氧含量和氧化性污染物，它們的存在影響著(zhù)錫的溶解。鎘以高毒性和生物蓄積性作用而聞名，由于在農業(yè)中頻繁使用磷酸鹽肥料，因此鎘被認為是植物食品的最大污染之一。鉻的遷移主要發(fā)生在無(wú)涂層鍍錫薄鋼板金屬罐。鋁的遷移主要發(fā)生在金屬鋁罐。歐盟2016/1416號條例公布了塑料材料及食品接觸材料中相關(guān)重金屬的遷移限星見(jiàn)表。
（2）罐裝材料溶出物質(zhì)
·雙酚A
研究表明，人類(lèi)雙酚類(lèi)化合物(BPAs)暴露的主要來(lái)源是包裝食品和飲料。罐裝材料的雙酚及其環(huán)氧衍生物在食品儲存、加熱或某些pH條件下會(huì )向罐頭內容物發(fā)生遷移。CUNHA等在30個(gè)罐頭肉樣品(香腸、肉餅和全餐)中發(fā)現BPAs和8個(gè)BPAs類(lèi)似物的存在，結果表明所有樣品均被至少一種雙酚類(lèi)似物污染。鑒于雙酚類(lèi)物質(zhì)遷移存在較大的安全隱患，多國對雙酚類(lèi)的遷移量作出了明確規定。歐盟1895/2005號條例公布了與食品接觸材料及罐裝內容物中使用雙酚類(lèi)環(huán)氧衍生物的特定遷移量(SML)標準，見(jiàn)表2和表3。
·三聚氰胺
三聚氰胺用于罐頭的涂料，可以提高材質(zhì)的抗熱性和耐水性。由于三聚氰胺與環(huán)氧樹(shù)脂分子鏈段之間的相互作用是范德華力和氫鍵，因此，三聚氰胺的遷移擴散是不可避免的。
研究發(fā)現，影響三聚氰胺擴散和遷移的因素主要包括時(shí)間、溫度、產(chǎn)品特性、擴散介質(zhì)和三聚氰胺含量等。BRADLEY等在真實(shí)的工業(yè)熱處理條件下，對代表歐洲市場(chǎng)80%產(chǎn)品的13個(gè)商用涂層罐頭和瓶蓋進(jìn)行模擬測試。結果表明，三聚氰胺交聯(lián)樹(shù)脂存在水解降解，釋放三聚氰胺現象。歐盟于2002年在Directive EC No 2002/72中規定：三聚氰胺及其類(lèi)似物在食品接觸材料中的遷移量不超過(guò)30 mg/kg。我國在GB9690-2009《食品容器、包裝材料用三聚氰胺甲醛成型品衛生標準》規定三聚氰胺單體遷移量不超過(guò)0.2mg/dm2。
