我记得，每年小时候回老家过年，返回之际，亲戚朋友们就会送一大堆土特产给我们。比如番薯干、米线、年糕等等。在我的记忆中，亲戚们会将这些土特产，用类似装化肥的塑料麻袋包扎好，方便我们带回来。那时候我年纪还小，只是觉得这些袋子的颜色五颜六色的，还挺好看的。当时的人们，也都觉得这是习以为常的事情。但如今，再回想起当年的画面，内心只觉得后怕，不知道随着这些包装袋吃下多少有毒有害的物质。食品包装可不是小问题，要知道，用错误的容器存放食品，哪怕保存的再好，食材再新鲜，也是对我们的健康会造成影响的。要把这些问题说透，我们需要回到200多年前，从法国皇帝拿破仑的一次悬赏开始讲起。

食品包装的起步——玻璃瓶

18世纪末-19世纪初，正是法国皇帝拿破仑在欧洲征战各国的高光时刻。凶猛的法国军队所向披靡，战无不胜，除了一个例外，就是与英国海军作战。其中有一项重要的原因就是士兵的食物供应保障问题。倒不是因为食物的储备量不够，而是海上作战拖得时间太长，一两个月之后，船上储藏的食物就会有1/3腐败掉。为了解决这个问题，拿破仑开出重金悬赏条件，谁要是能解决食物的长期保存问题，可以获得12000法郎的巨额赏金。

大约在1795年，有一位卖果酱的商人名叫尼古拉斯 · 阿佩尔（Nicolas Appert）[1]也正在苦苦思索如何将自己的果酱保存的更久一点。他发现，如果把自己的果酱放在一个玻璃瓶里，并且用软木塞和蜡油密封好的话，这些食物就能存放的久一些。如果在存放之前，再用沸水煮一小会儿的话，效果更佳。除此之外，各种食物，包括蔬菜、汤、果汁和乳制品也能用这个方法延缓食物的腐败。放上几个月，食物都不会坏掉。于是，他将这个方法提交给了法国政府。

这个方法很快就被拿破仑采纳并用在实战中。但这时已经晚了，1805年的特拉法加海战中，精疲力竭的法国海军在食物短缺的情况下个个都营养不良，很多人还患上了坏血病。在这样的条件下，与英国海军坚持了5个小时的战斗后，主帅维尔纳夫以及21艘战舰全部被俘，拿破仑军队全军覆没。虽然仗打输了，但阿佩尔的这套食品保存方案确实是有效果的。这12000法郎还是给到了阿佩尔。拿到了钱的阿佩尔还把这段经历写成了一本书并出版了，题为《保存动植物物质的艺术》。当年就卖出去6000册，这是史上第一本有关食品科学的书，他也被后人尊称为“食品科学之父”。

其实阿佩尔的食物保存在我们现在人看来，总结起来就是一句话，那就是“将各种食材保存在密封容器中，并适当加热。”今天我们都会觉得这难道不是常识吗？可是，所谓的常识是站在今天的角度来说，在他那个时代，“微生物学之父”巴斯德都还没有出生呢，人们对食物为什么会变质是完全不知其所以然的。

说实话，阿佩尔的方法还谈不上是食品科学，因为科学不仅要知其然，还要知其所以然，探究现象背后的原因才是科学的初心。不过，阿佩尔的方法是如此简单，很快就流传开来，一时间，软木塞密封的玻璃瓶成了畅销产品，尤其是得到了家庭主妇们的青睐。

不过阿佩尔的方法也有麻烦的地方，食物一旦被塞进软木塞密封的玻璃瓶里头，要再次打开也并不是那么的方便，每次都得借助特殊的工具。因此，如果要说这种玻璃瓶包装还有什么地方可以改进的话，恐怕就是瓶口的部分了。1892年的时候，可口可乐公司实在是难以忍受这种盖上去费劲，打开来也费劲的软木塞了。为了能够让自己的产品能够快速便利地在全世界畅销，他们请了一位美国的发明家，威廉·潘特（William Painter）来解决这个问题。

潘特设计出了一款带有24个褶子的金属瓶盖。这就是我们至今仍然能在啤酒瓶上看到的皇冠瓶盖。这个瓶盖通过弯折的褶就可以让盖子牢牢地扣在瓶口，盖子里再垫一个胶垫就可以完美解决密封问题。最妙的地方在于，只需要一个简单的开瓶器就可以做到秒开盖子，比起软木塞，那是不知道方便了多少。这个盖子的设计到现在也没有什么大的改变，无非就是褶子从潘特时代的24个改成了现在的21个。皇冠瓶盖，正是可口可乐公司能够广销全世界的法宝之一。

最广泛的包装材料——塑料的优缺点

但是，玻璃瓶最大的缺点就是易碎，基本上一个手滑掉到地上就完蛋了。于是，我们又发明了塑料。塑料其实是一大类材料，它们都是由非常大的长链分子构成的，这些分子的分子量可能达到10万甚至更大。这些大分子都是由一种称为“单体”的小分子物质从头到尾重复排列制成的。这个过程也叫做“聚合”。所以你去看每一种塑料的化学学名，它们都是以“聚”字打头。聚合赋予了塑料一些不同寻常的特性，最有用的就是热塑性，意思就是它们不仅可以被高温熔化，而且这个熔化过程还可以反复进行，并且在冷却后凝固。这么一来，塑料就可以形成几乎无限多的形状，各式各样的形状正好适合用作包装材料。

不过需要引起注意的是，并不是所有的塑料都适合盛放食品，因为塑料并不是完全惰性的物质，它在包装食品的时候，虽然能起到很好的物理屏障功能，但是塑料自己的成分也有可能迁移到食物中，然后与食物一起被我们吃到肚子里。这就不得不引起科学界对塑料安全性的关注。因此，所有用于食品接触的塑料必须得到监管部门的批准。在合成的几千种塑料中，只有大约20种被批准可用于食品包装。这些塑料每一种都有一个国际通用的编号，如果你能熟记每一种编号对应的塑料名称和基本特性的话，在生活中随口说出，肯定会让周围的朋友对你敬佩不已的。

我把前面7个编号和对应的塑料名称在这里给大家念一下，我们先混个耳熟。[2]：

01. 聚对苯二甲酸乙二酯（PET/PETE）、02. 高密度聚乙烯（HD-PE/PE-HD）、03. 聚氯乙烯(PVC/V) 、04. 低密度聚乙烯（LDPE）、05. 聚丙烯（PP）、06. 聚苯乙烯(PS) 、07. 聚碳酸酯及其他(PC/O)

你现在可以随手拿起周围的塑料容器，如果产品比较正规的话，在它的某个角落，一定会找到一个表示可回收的三角形符号。而三角形的里面会有01-07的某个数字，以及它们对应的塑料材质英文缩写。

首先需要提醒您的一点是，如果您发现手上的塑料容器没有上述标识，我强烈不建议用来盛放食品，因为存在安全风险。

接下去，我们来谈一下这些编号对应的注意事项。最需要注意的是03号聚氯乙烯，在生产过程中，容易残留没有完全聚合的单体物质，氯乙烯。虽然聚氯乙烯没有毒，但是氯乙烯已经被证明是一种强致癌物质，它在遇到油脂和高温的时候会被大量释放出来。目前，聚氯乙烯材质的容器已经很少用于包装食品了。如果您家里还有聚氯乙烯塑料容器的话，如果一定要存放食物，切记不能存放含油脂较高的食物，更不能让它受热。

我们最常见的矿泉水瓶和碳酸饮料瓶等，它们几乎都是由01号聚对苯二甲酸乙二醇酯做的，英文简写PET。这种材料的耐热温度是70摄氏度，只适合装冷水或者温水。一旦拿它来泡茶，那么将近100摄氏度的高温会让它变形，同时产生对人体有害的物质。夏天，如果不小心把它们落在车里或者放在太阳底下曝晒，温度也很有可能高于70摄氏度，这些都需要引起我们的重视。

比PET稍微耐热一点的就是04号低密度聚乙烯，最高能承受110度的高温。这种材质用的最多的地方就是厨房的保鲜膜。如果我们用微波炉热菜的时候，忘记取下保鲜膜直接放进去长时间加热的话，很有可能会在拿出来的时候看到保鲜膜熔化了，而且会和食物黏在一起。这个就是聚乙烯的热熔现象。如果遇到了这种情况，食物就不能吃，因为熔化的保鲜膜会产生有毒有害物质。虽然现在可能已经有那种可以承受微波炉高温的保鲜膜了。但是保险起见，我建议大家在使用微波炉热食物的时候，还是先要取下保鲜膜。

可以在微波炉中加热的塑料是 05 号，英文缩写是PP。它是所有塑料里面，最稳定的一种，也是唯一一个可以微波炉加热的塑料。它的热稳定性可以高达167摄氏度，而且耐强酸强碱，像pH十分低的柳橙汁用它来装，也完全没有问题。如果是06号聚苯乙烯来装柳橙汁的话，它可能就会因为酸性环境而分解出有毒有害的物质。不过，哪怕是PP材质的塑料它的热稳定性也是远远低于油的沸点的。家常炒菜食用油沸点在250摄氏度左右。如果要用微波炉热油，或者热含油量很高的食物的话，那么依旧不能使用PP材质的塑料。

此外，像02号高密度聚乙烯，不仅被用于制作超市和商场中使用的塑料袋。还广泛应用于清洁用品、沐浴产品、农药等生活用品。所以，如果您手上的02号塑料袋或者容器瓶，如果以前是用来装食品以外的生活用品的话，我建议也不要用来盛食物了。以免和生活用品混在一起，吃进去一些奇奇怪怪的化学物质。

塑料包装的发展，虽然给我们的生活带来了极大的便利，但是它所引起的环境问题目前也成为了全世界关注的对象。目前，全世界的发达国家，几乎都在实行“限塑令”。除了我们小时候就经常听到的“白色污染”一词以外，“微塑料”的说法也逐渐出现在我们的生活中。根据美国国家海洋和大气管理局(NOAA)以及欧洲化学品管理局（ECHA）的报告，截至2014年，全球海洋中估计有15万亿至51万亿个微塑料碎片，重量估计在9.3万吨至23.6万吨之间。与可见的海洋垃圾相比，微塑料是更大的海洋塑料污染源。

2018年，一篇发表在《前沿化学》（Frontiers in Chemistry）上的题为《瓶装水中的合成聚合物污染》的论文就指出[3]，他们测试的来自11个不同品牌的瓶装水有93% 表现出微塑料污染。研究人员发现平均每升有325个微塑料颗粒。平均来看，塑料瓶中的水与普通自来水相比，含有两倍的微塑料。

2020年发表在《自然纳米科技》（Nature Nanotechnology）的一项研究还指出[4]，采用现代制备程序的聚丙烯婴儿奶瓶被发现会导致婴儿每天接触14,600至4,550,000个微塑料颗粒。所以，奶瓶我还是推荐使用玻璃瓶。

这是因为，根据2019年欧盟发布的一份科学证据综述，称“对于纳米和微塑料对人类健康的风险，我们知之甚少”[5]说明目前尚不清楚暴露于环境中的微塑料是否会对人类构成“真正的”风险，对这一课题的研究正在进行中。但是我个人认为，未雨绸缪，防范于未然，从现在开始重视起来这个问题是十分有必要的。应对塑料危机，最有效的方法是垃圾分类，完善塑料循环利用的工业化。

名副其实的食品保险箱——罐头

比起玻璃和塑料制品，把食物放进金属罐头里保存，是更加安全可靠的做法。罐头比玻璃结实，又不像塑料那样温度稍微高一点就分解了。如今的罐头，哪怕是充满氮气还是把里面全部抽真空，它都不会发生形变，拿来做食品保存的容器那是再好不过了。唯一的缺点就是成本高，而且自己在家里没法做金属罐头。

国外有一个著名吃播博主，叫做“Steve1989”[6]，他就特别喜欢开箱测评那种存放了好几十年的军用老罐头。其中年份最老的来自1899年的英国军队应急口粮，脱水牛肉。年份短一点的，也有十多年的储存历史。这些东西，如果按照现代标准来看，早就已经过了保质期无法食用了。而这些过期老罐头的口味，确实意外地还不错，存放十年左右的肉，居然没有太多的香味和口感的损失。当然了，我不是在这里推荐大家吃过期的食品，而是想告诉大家，罐头是目前最理想的食品包装方式。理论上来讲，罐头包装的食物只要没有什么特殊意外，比如破损、漏气之类的，那么要实现跨度几十年的存储，也不是什么难事。

在我们的固有印象当中，好像罐头产品都是添加了好多防腐剂来保鲜，要不然怎么可能几十年都不会腐烂，估计和福尔马林浸泡标本是一个道理。其实这是对罐头的一个非常严重的误解。防腐剂的危害我们前面已经讲过了，更何况各国的食品卫生标准都规定，水果类罐头是不允许添加防腐剂的。肉罐头虽然会添加，但是含量也是极少的。

2017年2月4日，《人民网-科普中国》就曾对罐头里的防腐剂做过辟谣[7]，文章说：

“在制作罐头的过程中，首先会分别对原料、包装罐进行加热杀菌，将无菌的食物装到无菌的容器中，趁热抽空封口，再次高温杀菌；冷却后，容器顶隙里面的空气体积收缩，会产生负压。罐头食品一般经过封口、杀菌之后还要经过一周保温室保温，如有漏气、封口不严、罐身有沙眼，或真空不高、杀菌不过关等，不合格的罐头都会有异常反应。这些严格的杀菌工序和密封措施使罐头中的食物能够长期保存且不变质。”

“一般肉类或者海产鱼类罐头的制作采用巴氏灭菌法，加工温度通常不会超过120℃，蔬菜、水果罐头的加工温度不会超过100℃，这和家庭烹调的温度差不多，所以蛋白质、矿物质、膳食纤维等营养都能完好保留。”

人民网的这篇文章是准确的。不过罐头这类东西刚出来的时候，也并不是像现在这样就立刻成为食物的保险箱的。历史上也出现过因为罐头而影响身体健康的事情[8]。

最典型的例子就是频繁出现在我们视野里的易拉罐。您可能听说过，因为铝比较轻，所以易拉罐基本都是铝罐吧。铝在化学元素周期表里可是属于活泼金属，理论上它在酸性环境中是会置换氢离子从而溶解进去的。那么我们好像在喝可乐、汽水的时候，似乎从来就没有喝出来金属味儿，这又是为什么呢？

这只能说明我们现在命好。如果生不逢时，活在铝罐诞生初期的话，确实是能喝出金属味儿。20世纪30年代的时候，消费者经常抱怨饮料会无缘无故变得浑浊，而且有奇怪的金属口味。世界上最大的食品罐制造商、美国波尔公司（Ball Corporation）经过调查后就发现，铝罐确实不适合存放酸性可乐，因为它在3天内就可以腐蚀整个铝罐，这想想都是一件非常可怕的事情。

铝是一种会影响大脑的有毒金属，就这么放任不管可不是事儿，科学家们只好给铝罐的内部再镀一层膜，这个膜叫做环氧树脂涂层，这么一来可乐就不会直接接触金属铝了。有的听众听到这里可能就好奇了，这么费事为什么不考虑直接换一种不会和酸反应的惰性金属呢？那就只有铜汞银铂金了。可惜的是，铜和汞本身就有毒性，银铂金着实价格不菲。

总结与知识点打包

食品包装技术的不断发展，让我们一年四季都可以吃到各种各样的新鲜食物，它发展至今已经是一个十分复杂且精细的专业了。本期内容我们只能讲到一些食品包装领域很小的部分。事实上，在美国，整个包装行业大约一半的包装是用于食品的，其中只有23% 用于工业产品。今天，大多数规模较大的食品公司都有包装部门。食品科学家不一定要成为包装方面的专家，但是TA或多或少都将涉足包装上的问题。

最后我们来打包一下本期重点：

1. 食品包装不是简单把它放到容器里包起来，它的概念其实起源于18世纪末19世纪初，来自于对长期保存食物而不变质的探索。玻璃瓶加软塞密封是最早的食品包装法。

2. 塑料是最方便，应用最广的食品包装材料，但是不是所有的塑料都适合保存食物。有7种常见的可用于食品包装的塑料，它们的编号和英文缩写希望大家能够牢记。

3. 塑料特别不耐高温，7种材料种只有5 号PP材质的可以用微波炉加热，但是不能用来热油。

4. 罐头才是名副其实的食品保险箱。一个合格的罐头，哪怕过了保质期，存放几十年都不是问题。

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Nicolas_Appert

[2] https://www.zhihu.com/question/34299620/answer/116449697

[3] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6141690/

[4] https://phys.org/news/2021-11-steam-disinfection-baby-bottle-nipples.html

[5] https://sapea.info/topic/microplastics/

[6] https://www.youtube.com/channel/UC2I6Et1JkidnnbWgJFiMeHA/videos

[7] http://health.people.com.cn/n1/2017/0204/c404177-29057046.html

[8] https://zhuanlan.zhihu.com/p/68018442

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