科信食品與健康信息交流中心科學(xué)技術(shù)部主任 阮光鋒

　　“啤酒飲料礦泉水，花生瓜子八寶粥，來(lái)，腿讓一讓……”這是20世紀(jì)九十年代的綠皮火車留給人們的記憶，也同時(shí)見(jiàn)證了一個(gè)時(shí)期飲料和飲料包裝的發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，飲料品種和飲料包裝呈現(xiàn)多元化趨勢(shì)。那么，形形色色的飲料包裝材料有什么秘密呢？飲料包裝按使用材料分，主要有聚酯瓶(PET)、金屬、紙塑復(fù)合材料、玻璃4種材料，成為飲料包裝市場(chǎng)上的“四大家族”。有數(shù)據(jù)顯示，PET包裝占據(jù)了飲料67%的市場(chǎng)份額，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他所有材料，雖然玻璃只占7%的市場(chǎng)份額，但需求正在上升。

古老的包裝材料——玻璃

　　玻璃是包裝材料“四大家族”中最古老的一支，也是使用歷史最悠久的一種包裝材料。在20世紀(jì)八九十年代，汽水、啤酒、香檳，都是用玻璃瓶裝的，即使是現(xiàn)在，玻璃在包裝界依然有著舉足輕重的分量。

　　玻璃容器無(wú)毒無(wú)味，而且看上去是透明的，可以讓人一目了然地看清里面的內(nèi)容，給人一種美觀的感覺(jué)。而且，它阻隔性好、不透氣，自身不怕熱不怕高壓，集萬(wàn)千優(yōu)點(diǎn)于一身，因此被很多食品商用來(lái)盛裝飲料。常見(jiàn)的有啤酒、汽水、果汁等。但是，玻璃包裝容器也有著一些缺點(diǎn)。最主要問(wèn)題就是自重大，而且脆性大、易破損。加上不方便印刷上新的圖案、圖標(biāo)等二次加工，現(xiàn)在的使用量已經(jīng)越來(lái)越少了。

聽(tīng)裝易拉罐——金屬

　　20世紀(jì)八十年代，金屬包裝開(kāi)始登上舞臺(tái)。金屬罐分兩片罐和三片罐。三片罐使用的材料多為鍍錫薄鋼板(馬口鐵)，兩片罐的材料多為鋁合金板材。由于鋁罐有較佳的密封性和延展性，也適合低溫充填，所以更適合裝會(huì)產(chǎn)生氣體的飲料，如碳酸飲料、啤酒等。不過(guò)，涼茶飲料，如王老吉、春和堂、鄧?yán)蠜霾璧?，則采用馬口鐵罐包裝，更有厚實(shí)感。

　　金屬罐優(yōu)點(diǎn)多，不易破損，攜帶方便，不怕高溫高壓和空氣濕度變化，不怕侵蝕。金屬罐的表面裝飾性好，方便繪制各種圖案和顏色。金屬罐方便回收循環(huán)使用。但是金屬包裝容器也有它的缺點(diǎn)，一方面，它的化學(xué)穩(wěn)定性差，酸度太高或者堿性過(guò)強(qiáng)都會(huì)慢慢讓金屬腐蝕。另一方面，如果金屬包裝的內(nèi)涂料質(zhì)量差或工藝不過(guò)關(guān)，都會(huì)使飲料變味。

乳制品的最愛(ài)——紙包裝

　　早期紙包裝一般選用高強(qiáng)度的原紙板。不過(guò)，純粹的紙質(zhì)包裝材料在飲料中很難使用，現(xiàn)在用的紙包裝，幾乎全部是紙的復(fù)合材料。

　　復(fù)合紙材料里面的聚乙烯（PE）膜或鋁箔可以避光避空氣，且對(duì)味道不會(huì)有影響，所以更適合用來(lái)裝短期保鮮的鮮奶、酸奶和長(zhǎng)期保鮮的乳品飲料、茶飲料及果汁等飲料，形狀有無(wú)菌枕、無(wú)菌方形磚等。但紙塑復(fù)合容器的耐壓性和密封阻隔度都不如玻璃瓶、金屬罐和塑料容器，也不能進(jìn)行加熱殺菌，因此預(yù)成形紙盒在保存過(guò)程中，會(huì)因PE膜的氧化而降低其熱封性能，或因折痕等原因變得不平整，造成灌裝成型機(jī)供料難的問(wèn)題發(fā)生。

遍地開(kāi)花——塑料包裝

　　塑料包裝在飲料行業(yè)中非常普遍，汽水、果汁、蔬菜汁、涼茶等飲料都有塑料包裝產(chǎn)品。塑料瓶子的底部或者靠近底部的側(cè)面會(huì)有幾類標(biāo)識(shí)，是國(guó)際上通用的塑料分類。

　　PET  PET的全名是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，是一種極為常用的樹(shù)脂材料，在塑料分類標(biāo)識(shí)中屬于1類。人們平常喝的礦泉水、果汁、碳酸飲料的塑料瓶就是用它做的。有數(shù)據(jù)顯示，PET包裝占據(jù)了飲料67%的市場(chǎng)份額。

　　高密度聚乙烯（HDPE），低密度聚乙烯（LDPE）這兩種均是以乙烯為單體聚合制得的聚合物。PE是通用合成樹(shù)脂中產(chǎn)量最大的品種，根據(jù)聚合的不同形式，主要包括LDPE和HDPE等。這兩種材料的耐熱性均不好，受熱容易融化變形。所以，不要高溫使用。

　　聚丙烯（PP） 食品級(jí)PP有很好的耐熱性，微波加熱的飯盒用的就是PP，很多外賣、奶茶用的也是它。

　　其他 聚氯乙烯 (PVC)是以氯乙烯單體聚合而成的高分子材料。日常生活中最常見(jiàn)的PVC制品就是塑料管道了；聚苯乙烯（PS）；飲水機(jī)用桶裝水采用的是聚碳酸酯（PC），桶上標(biāo)注的“7號(hào)”塑料標(biāo)志通常也指其他幾種塑料。

　　新分子鋪就可再生塑料“變革”之路

　　隨著地球上橡膠和塑料垃圾負(fù)擔(dān)持續(xù)增加，科學(xué)家們期待能以閉環(huán)回收的方式減少垃圾數(shù)量。據(jù)今年年初的《自然·化學(xué)》雜志報(bào)道，美國(guó)研究人員發(fā)現(xiàn)了一種可能改變游戲規(guī)則的新分子——低聚環(huán)丁烷，對(duì)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)具有廣泛意義。

　　普林斯頓大學(xué)化學(xué)系研究人員表示，該分子以一種極不尋常的方式連接成正方形的重復(fù)序列，并能在一定條件下逆轉(zhuǎn)，即可將分子“壓縮”變成用于制造塑料的新聚合物，然后將其“解壓”（解聚）變回原始單體，以備重復(fù)使用。

　　過(guò)去，需要昂貴的專用聚合物和多道工序才能將類似材料恢復(fù)為原始狀態(tài)，從來(lái)沒(méi)有使用丁二烯這樣普通的原材料。該新分子是聚丁二烯的一種形式，聚丁二烯已有一百多年的歷史，廣泛用于制造輪胎和鞋底等橡膠和塑料制品。其母體丁二烯是一種豐富的有機(jī)化合物，是化石燃料開(kāi)發(fā)的主要副產(chǎn)品。

　　研究人員表示，采用人們已經(jīng)研究和聚合了數(shù)十年的一種真正通用的化學(xué)物質(zhì)，從中制造出一種全新的材料，而且該材料還擁有有趣的特性，是在可持續(xù)化學(xué)方面邁出的一大步。

　　研究人員用鐵作為合成新分子的催化劑，可將丁二烯單體“點(diǎn)擊”在一起，從而形成低聚環(huán)丁烷。鐵“誘使”單體相互叩擊，以形成正方形聚合物。通常，單體通過(guò)S形結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單重復(fù)連接形成聚合物。但是在本研究中，這些單體會(huì)以正方形鏈的形式串在一起。

　　為了將其解壓，在鐵催化劑的條件下將分子暴露于真空中，將逆轉(zhuǎn)“壓縮”過(guò)程并回收原始材料，這使其成為閉合化學(xué)循環(huán)的一個(gè)罕見(jiàn)例子。

　　該材料還可以遠(yuǎn)距離操縱，這意味著該鏈的兩端均已功能化。此屬性可以使其本身用作構(gòu)建基塊，充當(dāng)聚合物鏈中其他分子之間的橋梁。此外，它是熱穩(wěn)定的，它可以加熱到250℃以上而不會(huì)迅速分解。

　　即使在低分子量為1千克/摩爾的情況下，它也表現(xiàn)出高結(jié)晶度，這表明它能在更輕的情況下實(shí)現(xiàn)其理想物理性能（如結(jié)晶度和材料強(qiáng)度）。

　　研究人員稱，用這種單體制成的材料非常堅(jiān)硬，并不像一般的再生塑料那樣脆弱不耐用。