牛奶之所以存在不同的保質(zhì)期，是殺菌方式和包裝方式不同決定的。

牛奶殺菌主要有兩種方法：巴氏殺菌法（60℃~85℃）和超高溫滅菌（135℃~150℃）。巴氏殺菌法保質(zhì)期一般為 2~7 天，需要冷鏈運(yùn)輸，冷藏保存。超高溫滅菌法保質(zhì)期達(dá)到 6 個月以上，而且可以常溫儲存。

牛奶在長時間保存、運(yùn)輸過程中保證質(zhì)量穩(wěn)定，不被污染，主要是依靠特殊的包裝方式，比如利樂包（Tetra Pak），這種包裝由 75% 的紙、20% 聚乙烯和 5% 鋁箔所組成，擁有六層保護(hù)層，能夠有效阻隔空氣和光線這些讓牛奶和飲料變質(zhì)的殺手。

為了分析這種特殊牛奶的包裝，我們選取了一款采用利樂包（Tetra Pak）包裝的牛奶盒，通過切割制備了包裝盒截面樣品，采用飛納臺式掃描電鏡進(jìn)行分析。

由于包裝盒組成材料大部分為不導(dǎo)電材料，濺射金屬鍍層又會影響樣品的原始形貌、降低層與層之間的成分襯度，因此采用飛納電鏡低真空 BSD 模式可以不噴金直接觀察牛奶盒截面。

圖1 牛奶盒截面 - 紙板層 BSD 襯度像（低真空模式）

通過飛納電鏡 BSD 襯度像可以清晰地分辨出，牛奶盒主要由 6 層組成：

圖 2

那么這六層包裝分別由什么材料組成？

通過飛納電鏡能譜面掃分析結(jié)果（如圖 3 所示）可以得知，最內(nèi)層（第六層）主要是聚乙烯層，隔離外界空氣，防止細(xì)菌等侵入，同時保證密封防止漏液。第五層是鋁箔層，鋁箔主要作用是避光和阻斷透氣，保持內(nèi)容物不被氧化，減少營養(yǎng)損失，保持口味新鮮。

圖 3 牛奶盒截面 EDS 成分分析

第三層主要是紙板層，不直接接觸包裝內(nèi)容物，但其是包裝的重要構(gòu)成部分，占整個包裝重量的 75% 左右，主要作用是加強(qiáng)包裝成型后的挺度和硬度。另外，從圖 2 可以看出紙層中，紙的纖維為中空結(jié)構(gòu)，這種中空結(jié)構(gòu)相對實(shí)心纖維，可以減輕重量，提升保溫性能，降低運(yùn)輸?shù)瘸杀尽?/p>

第四層功能主要是粘連紙層和鋁箔層。

第二層為涂層，包含產(chǎn)品包裝印刷圖案、商標(biāo)等，從圖 3 中第二層 EDS 分析結(jié)果可以看到含有大量的 Ca、C、O 等元素組成，碳酸鈣能夠提升油墨的印刷性能，干燥快，而且沒有副作用，由于其顆粒小，在油墨產(chǎn)品中表現(xiàn)出優(yōu)異的分散性、透明性、極好的光澤和遮蓋力，以及優(yōu)異的油墨吸收性和干燥性，因此印品細(xì)膩。

最外層第一層是什么結(jié)構(gòu)呢？最外層第一層也是聚乙烯層，可以起到防水，防止涂層掉色等作用，增加包裝的美觀度。

通過以上分析可以看到，在 320μm（0.32mm）厚度的包裝層內(nèi)有六層材料來保證牛奶的質(zhì)量的穩(wěn)定性。