包裝解決方案的設計要點之一是使其能夠抵禦外部因素的傷害, 尤其是在防護有害光線方面.
有害光線不僅會導致諸多對人體健康和機能至關重要的光敏感成分發生降解, 還會縮短產品的保存期限.
產品腐壞會導致成本增加, 而對這些產品儲存和運輸中的特殊要求也導致了供應鏈成本的增加.
因此, 製造商開始迫切尋求能夠減輕或防止光線對敏感產品成分造成影響的包裝解決方案.
為何光線對某些食品成分有破壞性?
紫外和可見光範圍內的一些光線會對許多化學品造成選擇性損傷.
例如, 紫外線會加快一些醫療產品的降解, 特別是維生素和抗生素, 當它們暴露於紫外線下時可能會發生分解, 變色和失去功效, 甚至轉變成有害和有毒的物質.
在其它情況下, 紫外線也會加快一些營養成分(如: Omega-3脂肪酸)的老化.
此外, 化妝品中的抗老化成分對於380nm波長範圍內的光線特別敏感, 它們暴露在陽光下時可能會快速分解並失效.
因此, 對於食品, 製藥和化妝品行業的產品功效來說, 其存儲方法和應用環境是決定性因素.
已有證據表明光線對特定醫療產品片劑中的維生素E成分有強大的降解效應.
因此, 包裝製造商或者引入不透明包裝材料, 或者採用其他創新方式降低該損傷.
方法一——增加外部包裝
實現有效光防護的常見做法是在玻璃瓶產品外部增加外箱包裝. 該外箱具有緩衝作用, 能在運輸過程中防止對瓶子的損傷, 它的不透明能夠阻擋所有光線, 保護瓶中的成分, 防止光暴露導致的不良影響.
方法二——使用不透明容器材料
許多容器瓶是不透明的白色, 其中的白色色素能反射或吸收超過90%的光線, 顯著降低光損傷的發生.
方法一和方法二通過不透明材料阻止光線進入包裝. 然而, 這些方法在一些應用, 如輸液導管中受到限制. 在這些應用中, 材料必須透明以便目視檢查導管中溶液裡的氣泡以及是否正常流動.
一些化妝品牌希望向客戶展示包裝內的產品, 以體現產品吸引力以及美學. 當採用不透明或有色材料, 並將著色劑整合進塑料中時, 這會導致一個問題, 即這些著色劑會遷移. 如果它通過包裝材料的內層並進入營養品本身, 這種遷移就會引起擔憂.
人們會要求對著色劑和其它添加劑進行監管檢查以保證它們不會傷害人體. 由於著色劑遷移導致的危險, 許多國家已經發布法規對著色劑遷移進行指定測試.
在中國更是如此, 它在這方面的法規比亞洲其他國家更為嚴格. 因此, 包裝製造商需要尋找能夠滿足法規的替代性包裝設計方法.
包裝產品的不透明特性在營養醫學應用中也是受限的, 因為這將使得臨床醫生看不到內含物. 例如, 醫生必須看到藥液在管子和輸液袋中的流動以確保適量的藥液被輸入人體.
最後, 這些產品對透明性的要求限制了能夠用於包裝材料的設計和著色劑.
如今有兩種其他生產方法使製造商能夠利用透明包裝.
方法三——向產品中直接添加光保護劑
食品級的抗光老化劑可直接添加到特定食品中, 在不影響生產工藝, 口味和顏色的條件下提供最大保護.
但不是所有此類產品都有食品或藥用級. 即使有這些等級, 其中的一些對產品的顏色和流動性有影響. 雖然已證明它們對健康無不良影響, 抗光老化劑還是不受消費者歡迎.
方法四——使用特定的包裝材料
在保持透明度的同時選擇性地阻擋不利光線食品, 藥品和化妝品中的一些化學品僅對特定波長的光線敏感. 因此如果該波長被阻擋, 就能提供有效防護.
此外, 因為其他波長未被阻擋, 因而可以維持一定的透明度. 例如, 如果430-450nm(藍光)波長的光線被阻擋, 透過的光將是藍色的補償色, 即黃色, 呈現出透明黃色. 在該方法中, 取決於被阻擋的光線, 包裝顏色和透明度會有所區別.
以下是採用色母料光屏蔽解決方案的兩個例子.
1, 藥用成分通過醫療輸液系統進入人體治療疾病. 輸液液體通常由許多藥用成分組成, 通常存儲於醫院藥房, 存放於不透明包裝紙箱中. 一旦開封並加入輸液瓶中, 它們會在光下暴露1-2小時, 在這段時間中一些藥用成分(特別是有生物活性的藥物)可能會降解或有不同程度的失效.
在生產過程中添加2%的光保護濃縮母料不僅能滿足FDA的藥用級要求, 還能提供針對光暴露的保護需求.
輸液系統也是透明的, 因此醫師能夠清楚看到液體的流動, 使他們能夠及時控制流速.
2, 裝有食用油的瓶子由PET(聚對苯二甲酸乙二酯)製成. PET是一種熱塑性塑料, 具有期望的透明度和耐油性.
食用油中通常含有不飽和脂肪酸(也稱為多烯酸). 不飽和脂肪酸是許多營養組合的主要成分(如Omega-3)和油類的基本元素.
然而, 在陽光下它容易受到350–420nm光線的損傷並惡化. 因此, 在通常情況下, 瓶裝油的保質期約為1年.
在PET瓶生產時添加2%的光屏蔽色母料可以使瓶子在陽光下能夠屏蔽350–420nm波長的光線, 屏蔽率達到90%以上, 並將不飽和脂肪酸的壽命提升至超過兩年.
總結
健康和食品成分的氧化降解得到越來越多的關注. 不僅由於保質期縮短和損壞增加導致成本增加, 更為重要的是, 它可能造成人類健康福祉方面的風險.
因此我們需要面對防止或減慢氧化降解的需求, 並設計出能阻止光線接觸它的內含物的包裝. 該方向是明確的, 雖然市場上已有多種解決方案可選, 但我們發現一些方案具有局限性.
採用含有光屏蔽添加劑的色母料, 它在降低特定波長光線穿透的同時還能保持成品的透明度.