白酒包装容器现状及影响容器稳定性因素的研究进展

◎ 武静文，赵 荻，杨娅岚，杨 柳，范能全

（重庆市食品药品检验检测研究院，重庆 401121）

中国白酒，历史十分悠久，是礼仪、聚会、宴请等活动中不可或缺的饮品，深受国人喜爱。然而，自2012年酒鬼酒塑化剂风波后，白酒安全性事件屡见报道，白酒质量安全问题已成为社会焦点，被越来越多的消费者关注，白酒质量影响因素及安全风险研究也逐渐成为学术研究热点[1]。白酒包装容器作为长期直接接触白酒的载体，其理化稳定性可显著影响白酒的质量与安全。根据《食品安全国家标准 预包装食品标签通则》（GB 7718—2011），当饮料酒的酒精度≥10%vol时，可以免除标示保质期[2]。由于市场上在售白酒酒精度一般均＞10%vol，因此白酒容器与白酒的相互作用时间在理论上可以无限长，这使得对白酒容器的稳定性要求相当严格。相关研究表明，白酒包装容器迁移出的金属离子能够对白酒感官品质、安全性及稳定性产生重要影响[3]。本文对白酒包装容器发展现状以及容器稳定性因素进行综述，旨在为提高我国白酒包装容器质量控制水平和加快白酒产业技术升级提供理论参考。

1 白酒包装容器发展现状

市售白酒的包装容器类型主要分为金属类、玻璃类、塑料类和陶瓷类。金属类容器由于材料成本高、加工难度大，多出现在高端礼品中，市场占比最小。塑料类包装一般为大容量的桶装成品白酒或散装白酒。目前市场上最为常见、份额较大且发展快速的白酒包装容器的材质主要为玻璃和陶瓷[4]。

1.1 玻璃包装容器

玻璃外观一般为无色、透明，直接作为包装容器在色彩上略显单调。为了更好地满足白酒市场化需求，多年来人们在白酒包装玻璃瓶上下足了功夫，如烤标、贴标、雕花和烤花等。随着涂料技术的不断进步，尤其是在2007年左右水性玻璃烤漆的出现，使白酒包装五彩缤纷、魅力十足，极大地满足了人们的消费需求[5]。

1.2 陶瓷包装容器

我国陶瓷酒瓶的生产历史悠久，由于其将书法、绘画、风情、陶器和酒融合在一起，现在很多白酒生产商和消费者不只把白酒陶瓷瓶当容器，而是作为文化内涵的体现。

相较于玻璃容器必须先在高温条件下吹制成毛胚，然后再经过一系列的细加工制成，陶瓷容器的加工过程可塑性更强。陶瓷容器的制作过程是先制成泥胎，再经过绘画、雕琢、挂釉，最后高温烧制而成。因此陶瓷容器的造型随意性较大，可以根据实际需求选择酒瓶的形状、挂釉、彩绘及雕刻，体现出了强大的可塑性与艺术性[6]。

1.3 玻璃与陶瓷包装的比较

从美学、技术、历史和文化等方面看，陶瓷作为白酒特别是高档白酒的包装材料，较之玻璃材料更具市场竞争力。从理化性能看，玻璃与陶瓷包装材料均具备较多的优良品性，如耐酸性、耐碱性、耐药品性、不吸水性和不透气性。虽然两种材料的力学性能相近，但玻璃材料的热冲击性和热稳定性比陶瓷材料要差。另外，陶瓷容器还具有良好的避光性，更适于产品的长期保存[7]。

实际使用过程中，具体采用哪种材料的包装容器，必须依据实际情况制定可行的包装设计方案，决不能片面追求豪华外包装而忽略成本，甚至忽略产品本身价值盲目通过包装伺机抬高产品价格，引发价值比例失衡。

2 白酒包装容器稳定性能较差引起的危害

2.1 塑料包装中“塑化剂”的迁移

邻苯二甲酸酯类塑化剂是影响白酒安全性的重要外源性危害物之一，其具有致癌、致畸、致突变毒性以及生殖毒性。影响塑化剂迁移量的主要因素为酒精度、存放温度、包装材料及白酒接触时间，具体表现为迁移量会随接触时间、存放温度以及酒精度的增加呈现增长趋势，尤其是酒精度及存放温度的增加对迁移量的影响较大[8]。

目前，酒企在控制塑化剂污染手段上，普遍采用替换法，通过减少或避免使用塑料制品以降低塑化剂风险，这也是市面上白酒塑料包装容器使用较少的主要原因。

2.2 玻璃包装中元素发生迁移

当玻璃容器稳定性较差时，所盛白酒的自由水就会与容器中的某些组分发生反应，玻璃中的Na+（或K+）和水中的H+进行交换，交换反应产生NaOH（或KOH），而碱性条件下玻璃硅元素的三维空间会被破坏，导致玻璃中的元素成分迁移至白酒中，从而影响白酒的质量。有研究表明，玻璃酒瓶中Na2O含量的增加和SiO2含量的降低会引起酒瓶的强度和抗水性下降。优质酒瓶中的SiO2和CaO的含量会比普通酒瓶中要高，而K2O和Na2O的含量较低[9]。

2.3 陶瓷包装中釉层发生溶解

为了提高阻隔性，降低容器的气孔率和增加其强度及环境腐蚀耐性，陶瓷包装容器在制作过程中一般会在陶瓷制品的表面添加一层含有多种金属氧化物的釉。然而当陶瓷容器稳定性较差时，釉中的某些金属元素，特别是一些重金属元素会（如镉、铅、铬等）迁移至白酒中，消费者饮用后会对身体造成不同程度的毒性伤害。有研究表明，高温陶瓷容器有利于黄酒和白酒的贮藏；外釉对黄酒和白酒的品质均无影响；无内釉的陶瓷容器对黄酒和白酒的总酸和酒精度数有影响[10]。

3 白酒包装容器稳定性能的影响因素

由于玻璃和陶瓷是白酒包装容器的主要材质，本研究对上述两种白酒包装容器的稳定性能进行探究，以明确影响稳定性能的因素。

3.1 玻璃包装容器

3.1.1 玻璃被腐蚀机理

（1）水对玻璃的腐蚀。在合适的环境条件下，水侵蚀玻璃是由表及里，分步进行的。水电离分解成氢离子和氢氧根离子，该反应致使玻璃材料中的-OSi-O-网络框架断裂，从而引发材料表面破裂和溶解。R离子与氢离子进行交换，导致网络中的钠、钾等离子溶解析出；网络外的氢离子进入其中，氢离子制造氧化硅胶层或水合层。由于形成的硅酸相对分子质量较小，因此只要该分子被溶解，玻璃就一定会减少。

上述水腐蚀玻璃的过程可理解为玻璃表面的硅酸盐发生水解，从而将硅酸盐中的碱金属或碱金属盐置换出来生成硅酸和氢氧化物，而形成的氢氧化物则会进一步对玻璃进行腐蚀。

（2）碱液对玻璃的腐蚀。玻璃水解后形成的氢氧化物对玻璃材料的腐蚀要比水和酸严重得多。受-OH侵蚀，玻璃材料中硅酸盐Si-O-Si网络架构断裂，使最终生成的硅酸盐SiOR能够溶于水并形成ROH，而ROH可再次侵蚀玻璃。以上侵蚀过程将可使玻璃材料网络架构逐步解体，玻璃被层层腐蚀[11]。

3.1.2 玻璃稳定性因素

（1）透光性。常规白酒玻璃瓶为无色透明，光透过率高，有研究表明光照会影响白酒质量，如长久日光照射会使白酒生醛味和杂味。施鹏等[12]研究了不同透光性玻璃瓶对酒质量的影响，结果表明相比于透明玻璃瓶，蓝色玻璃和磨砂玻璃更有利于降低光照条件下白酒中醛类物质含量、减少光照对白酒颜色的影响，并有利于保护白酒香气和口感。

（2）原料成分。内表面耐水性是指玻璃包装容器抵抗与水发生反应的能力，是评价玻璃类产品化学稳定性的一项关键指标。玻璃的耐水性大小与玻璃内碱金属含量密切相关。一些企业未对原料成分进行分析或者为节约生产成本，甚至刻意减少原料中Na2O、SiO2含量，使玻璃组分发生改变，从而引起玻璃熔体黏度不均一，无法进行有效的均化与澄清，最终使产品的化学稳定性降低。

（3）着色剂。白酒玻璃瓶常用离子着色方法来增加玻璃制品的色彩度和美观度，生产玻璃时往玻璃熔液中添加镍（Ni）、钴（Co）、锰（Mn）、铅（Pb）和铁（Fe）等金属元素化合物，使玻璃对光谱选择性吸收从而呈现出多种色彩。虽然此类玻璃制品颜色多样、外观漂亮，但工艺难度的提升极大地增加了不合格率（如出现均化、熔制不完全等情况）。因此相比于一般玻璃制品，此类玻璃制品的重金属溶出量要高出很多[13]。

3.2 陶瓷包装容器

陶瓷作为常见的食品接触材料，具有高硬度、高耐腐蚀及优秀的遮光性能，广泛应用在食品包装中。为降低陶瓷气孔率、提高阻隔性、增加耐腐蚀性，生产中会在陶瓷表面施加包含多种重金属氧化物的釉[14]。

釉原料成分中氧化铅的质量分数高达50%以上，是主要的助熔剂，氧化镉是主要的着色剂，此外还存在一定量的助熔剂和着色剂（如氧化锌、氧化镍和氧化钴）。由此可见，陶瓷包装中溶出的重金属离子主要来源于陶瓷釉料，这也是影响陶瓷包装稳定性的重要因素。

3.2.1 陶瓷被腐蚀机理

目前，关于陶瓷容器重金属溶出机理的研究较少，但陶瓷釉料作为一种类玻璃物质，一些研究者认为其腐蚀机理也可参照玻璃制品的溶出机理[15]。

3.2.2 陶瓷稳定性因素

（1）釉料成分比例。不同釉料成分所需的金属氧化物的种类和含量不尽相同，导致最终形成的釉层理化性质差距较大，这直接决定了釉层的稳定性能。

有研究人员认为釉料中氧化铅与二氧化硅等酸性氧化物的比值越低，网络架构更稳定，铅越不容易溶出。如果增加碱性氧化物如或碱土金属氧化物等网络改变剂，会分解原陶瓷釉层的稳定架构，从而使陶瓷釉层中铅大量溶出[16]。

（2）釉层厚度。釉层厚度通常根据陶瓷容器的需求进行调整，一般釉层厚度在1 mm左右；釉层越薄所对应的制作难度越大，釉层越厚则会降低釉与坯体的膨胀系数和结合程度，同时使重金属总含量增加。有研究通过不同模拟物（白酒、醋酸、黄酒）浸提不同釉层厚度的陶瓷容器，结果表明釉层越厚，其釉层中所含铅、镉等重金属总量就越大，溶出的重金属也按比例同等增加[17]。

（3）烧制温度。烧制温度（包括烧成时间和烧成温度）对重金属的溶出有十分重要的影响。研究表明，在一定范围内提高烧成温度会减少重金属的溶出。同时与釉层厚度对稳定性影响程度相比，烧制温度对容器的稳定性影响更大。在生产陶瓷容器时，温度过高会引起“烧熔”，温度过低会引起“烧生”，因此温度的控制显得尤为重要，应尽量避免温度的波动，只有这样才能保证容器具备良好的稳定性[18]。

4 结语

本文对目前白酒包装容器的发展现状进行了概述，相比于形状、色彩的快速发展，未来白酒包装容器工艺应更加看重经济、环保、安全。过度地看重白酒的外观包装而忽略白酒本身质量和容器的安全性将会本末倒置，走类似于月饼过度包装的老路，这将不利于企业的长期发展。笔者通过总结影响玻璃和陶瓷容器稳定性因素发现，成分或配方的稳定性是第一位的，这要求企业在生产、研发时优先将原料控制放在第一位，工艺控制次之。只有白酒包装容器化学稳定性不断提升，才能保证白酒的品质不受破坏，从而更好地将中国白酒文化和产业传承下去。