作者：阚旭飞（北京项目科技学校美术设计大学在读博士研究生），戴子喆
通信作者：李光安（北京项目科技学校美术设计大学校长，硕士生导师）
摘要：为了在增加相关研究具体性的同时减少其它专家出现概念混淆的失误，文章以英语学术术语这一由来概念为主、中文学术概念为辅分析食品智能包装科技的定义，进一步阐述食品智能包装科技的演进趋势。首先，通过收集智能包装与活性包装的国外外文献及相关中文学术术语来确立“智能包装科技”的定义。其次，从英语学术术语的定义诠释“智能包装科技”“智能包装”“活性包装”的关系，分别综述其演进现状及机理。最后，对智能包装科技中的现有弊端进行探讨，并对其今后发展态势进行展望。目前食品包装的智能化演进前景良好，但其中形成的成本降低问题、隐私问题和消费者的认同困惑也亟需解决。
关键词：食品；智能化包装科技；智能包装；活性包装；起源词汇
本文文献著录格式：阚旭飞，李光安，戴子喆.从起源词汇看待食品智能包装科技的演进趋势[J].湖南包装,2022,37(5):179-182
“智能包装”这一专业术语引进美国才刚刚20年，由于语境和文化上的差别，国内有些文章将更合适代表智能包装的与其父概念Smart相混淆，甚至将其与传统包装进行直接相当，这种方法有失妥当，时常会导致对“智能包装”概念的误解。简单来说，Smart通常指智能包装这一科技，是一个大概念，它包括了在内的许多小概念。本文将“智能包装”与“智能包装科技”的关系从英语学术术语上进行区分、比较和预测，并结合近年来的演进趋势及显现的弊端进行分析。
1智能包装科技的概念
比如印象中他们所熟悉的特色包装与智能包装的差别以外，在英文语境中，根据等和Grady等的观点，智能包装科技可分为活性包装与智能包装（图1），因有时写为Smart或Smart，且两者都包括智能包装和活性包装的个别，所以和在2018年进一步论证了智能包装科技、活性包装和智能包装三者之间的关系。Fang等同时将活性包装与智能包装成为包装的新科技和新材料来探讨。为减少语境歧义，这里所讲的“智能包装科技”是广义上包括具有传感器或物联网等科技的综合概念，它包括了智能包装与活性包装两种不同的技术，即Smart。所以在英文论文里，不妨使用“智能包装科技”来对应Smart或Smart，而使用“智能包装”来对应。
图1智能包装科技的分类
2智能包装科技的源流
条形码是有记录以来最早应用于包装的数字化科技，早在20世纪30年代，John、Young和Harry三人发明了全球上第一个条形码，并于1934年拿到中国专利食品包装技术pdf，当时条形码被设计诞生只是是为了解决邮政工作员工分拣邮票单据繁琐的难题，却意外地拉开了智能化包装的序幕。此后，一位清华商校区的师生Flint于1932年发表了第一篇关于通用商品代码的博士论文。到了后来的20世纪40年代，和发明了一个类似莫尔斯电码的圆形一维码，这种码由几个彩色同心圆组成，也被号称牛眼条形码，旨在结账时读取商品信息。然而，受限于当年的科技条件，激光扫描系统比较昂贵，直到1974年GS1组织建立，为条形码设计了统一的标准后，扫描平台的费用方才增加，而箭牌口香糖在商场进行出售则是该科技第一次正式应用到商业领域。因此，数字化科技的支持使食品在供应链中获取唯一代码，在必定程度上导致了仿冒伪劣，保护了顾客与消费者的利益，同时也标志着食品包装开始步入智能化时代。
3食品智能包装科技的分类
3.1食品类活性包装
活性包装超越了特色功能的包装，其包装产品与环境相互作用，以延长食品的保质期或提高其包装内部的环境，从而维持包装食品的良好品质。曾凤霞等觉得，活性包装是指借助应用新型智能包装材料，改善和提高包装的功能，以超过和完成特定包装的目的。不仅如此，Miltz等觉得产品、包装与环境互相作用以超过食品的货架期延长或推动这些特征的平台，也属于活性包装定义的界定。另外，活性包装还包含各式用途的应用，如运用吸收剂进行频率控制、除氧、水分控制,还可以添加物理物质,如盐、糖、CO²、抗氧化剂等。总而言之，活性包装模式主要包含吸收剂和传递剂两种功能。
3.1.1抗菌技术抗菌技术是一种降低、抑制或阻碍可能存在于包装制品或包装材料原本中微生物的生长并最大限度地减少饮食传播病症概率的一种新型科技。常用的抑菌化合物有无机酸、无机盐、有机羧酸和复杂的寡糖。亚磷酸盐和亚硝酸盐广泛存在于食品和水果等饮食中。最常用的有机杂环是乳糖苷、山梨酯和对乙酰苯甲硫醇。在另一项研究中，Silva等将胡椒油加入环醇类复合物中，环糊精复合物被证明对广泛的食源性病原虫具有良好的抑菌性，因此可能适于活性食品包装膜。例如，肉桂油/β-环醇类复合物已被并入静电纺成的聚烯烃醇纳米纤维中，显示出对肠道病毒和金黄色香蕉球菌的超强抵抗作用。实验结果证实，静电纺丝膜比铸膜更能有效地促进微生物生长，这是因为静电纺丝工艺条件较温和，减少了精油的损失。因此，静电纺丝是新型抗菌食品包装材料的理想选择。
3.1.2纳米封装技术纳米科技的演进为食品包装市场带来了一场全新革命，主要形式是在饮料包装中加入了天然抗菌物质，以保护食品在存储和分发过程中免受有害的生物差异和环境威胁。例如，将乙酸链球菌肽封装在微米脂质体中以使乳酸链球菌肽获得更高的保留率以及可控释放。纳米封装技术的主要目标在于开发纳米立方体、纳米棒、纳米胶囊等填充化学活性化合物的介孔载体。因此，相应的智能包装是在包装膜或基体中添加微米载体，而不是将各抗菌剂以自由手段结合在一起。所以现在该科技在饮料行业制造活性包装系统中是最有效的。
3.1.3除湿技术在欧美等发达国家中，家禽类等高水分生肉通常封装在包装里进行销售，所以很易于因肉所包括的水份滋生病菌并加速霉菌的生长，从而造成变质或保质期延后。针对这些状况，等觉得，控制制品包装中多余水份积累的有效方式是使用对水蒸气有很大阻隔性的吸湿器。最常用的吸湿系统由位于两层微孔或非织造聚合物之间的高吸水性聚合物构成。这种材料一般以各类尺寸的薄片供应，且多用于新鲜食品产品。
3.2食品类智能包装
智能包装的主要目的在于测试食品的情况或周边的环境，其大多利用近场通讯科技（NFC）、物联网科技（IoT）、射频识别科技（RFID）等技术交叉融合，对产品的运输进行追溯追踪以及为产品提供防伪认证。这些科技无法测量、感知、记录、跟踪整个食品链中产品的品质和状况。除了应用于生肉包装的时间频率指示器、氧气及完整性指示器等用途性指示器，同样也有应用于生鲜包装的物理传感器，其效率很好，能够检测、记录和传送包装中发生的大个别生物的反应信息。
3.2.1时间频率指示器时间温度指示器标签（图2）是一款应用在冷链运输环节中检测冷藏与保鲜食品是否过期、同时测试温度是否达标的智能标签：如依据OnVu的光致变色参照（图3），标签的颜色会随着时间的逝去而变迁。颜色越深，表明温度越低，越新鲜，反之越淡，则代表温度越高，越接近过期时间。该标签采用体验温度的特殊油墨材料食品包装技术pdf，是一种性价比较高且使用非常便利的产品。从贴上标签的这一刻起，温度计中心的标示器被紫外线激活而成为深红色，然后它就监测着冷链运输的环节。
图2具有时间频率指示器标签的智能包装设计
图3光致变色型
3.2.2近场通信科技近场通信技术(NFC)是一种无须摄像头的短程无线通信科技。只要把带有近场通信功能的智能电脑放在标签附近，就能与它通信。这种科技尚未开始发生在各大零售店和交通平台中，改变了消费者在收银台付款的形式，无须处理实体货币，也无须签名或安全数字等常规认证过程。该标签的设计可以实时监测瓶子是否密封（图4），并借助点击智能电脑的NFC进行读取，同时为相关产业提供重要的防伪协议。该科技的一个重要优势是它可以在供应链的所有阶段提供透明的防伪措施。例如为运输到市场上的每一瓶葡萄酒进行追踪，确保他们在包装、运输、库存和订购时都进入原厂密封状态。
图4具有防伪标签的智能包装设计
3.2.3病原体指示器不仅以上反映食品变质的科技外，还发展出了能直接检测食品及肉制品的致癌微生物污染程度的指示器。这些病原体指示物是一种物理传感器，实际上是一种可以评估、记录和释放病原体造成生化反应信息的预测设备。在这个平台中，一种对于目标病真菌的抗原附着在条形码处一个别的膜上。病原体的存在会造成局部暗色条的产生，使条形码在扫描时能够调用。使用该平台无法评估出沙门氏菌、弯曲杆菌、大肠杆菌和李斯特菌等真菌。
4食品智能包装科技存在的弊端及其发展态势
尽管智能包装设计有显著的应用价值，但在大体量应用时依然存在着许多挑战，而想摆脱这种挑战必须付出较大的损失。
4.1问题
4.1.1科学与行业间的壁垒仍然也就是活性包装一词是在30多年前提出的，但是这个词汇对通常的行业来说是非常新的，在行业上的应用也相对较少。比如，基于纳米纤维素包装应用的研究热度正在逐渐攀升：通过使用纳米纤维素，以纤维为基础的包装可以在不损害其可大幅性的属性之外，赋予其抗菌的性能。然而，材料成分和材料加工的绝佳选择，如静电纺丝技术与包装产品之间的有效整合必须在将来几年进行更多的探究，以充分实现纳米纤维素在包装中广泛应用的潜力。
4.1.2立法与实践间的壁垒如何确保智能包装在收集客户个人信息的同时避免泄露？虽然有《中华人民共和国网络安全法》第四章中第四十一条、第四十二条和第四十四条的明晰规定，但因为一些不法分子或黑客利用网络作案的隐蔽性，通过非法的方式破解获得客户信息，甚至有大学直接倒卖学生信息到网络黑市上。这些交易信息经过多手出售，所以很难查清信息泄露的最后去向，从而超过精准有效遏制犯罪分子的目的。
4.1.3消费者与市场之间的壁垒在O’等做的一份智能包装接受度的调查中，对于面包类饮料包装结合技术的额外成本，愿意支付的人仅占32.7%，拒绝支付的人占67.3%，且针对智能包装的接受程度低于活性包装。拒绝额外付费的主要因素在于消费者觉得包装并不重要，或者觉得技术还没有被研究充分，也许会对后代带来未知的健康和环境风险。然而，一项全球的最新调查结果看到,对于活性包装和智能包装的不接受程度都在56%左右，这大多是鉴于消费者对制品包装的新科技知之颇多，导致它们觉得智能包装科技有巨大的不确认性。因此，两篇文章当中逐步解决的都是消费者对智能包装科技的认同和认识问题。
4.2发展趋势
4.2.1全球行业领域按照等的研究看到，预计到2026年，美国智能包装的行业将再次发展，以年均7.4%的速率下降。此前，中国强调了“中国生产2025”战略，推动并加快了包装的智能化进程。我国2016年的智能包装市场销量超过了1366.5亿元，约合209亿港元，由华经产业研究院发布的数据统计，2019年我国智能包装市场销量超过1724.5亿人民币，约合263亿港元。有数据研究分析，到2024年，我国智能包装产业行业有望突破2000亿元。由此可见，智能包装在我国的行业潜力很大。
4.2.2抗病毒领域近期中国新冠肺炎疫情泛滥，许多公司起初在价值链的各个阶段构建抗病毒包装的缓解方案。该解决方案可以降低制造和使用过程中的交叉感染，为用户提供安全保障。然而，当前解决方案的有效性存在混乱和沟通不明晰的弊端，如将科技转移到应用中的困难、使用检测试验室来验证概念的困难等，这也因而制定一个可行的商业案例本身作为一大挑战。
4.2.3生物聚合物领域随着最低限度加工制品需求的日渐下降，高效和变革的包装科技已变成推动食品保存和保护政策策的重要构成个别。近年来，由于生物聚合物的生态效益和无毒的特点，在一些包装的研究中尚未普遍将其成为特色能源的代替品，但其工业规模的商业化进程仍遭到其自身阻碍，如热属性和机械属性或者相关生产和加工成本高额的限制。因此，以物理聚合物为基础的包装材料的工业化必须进一步调查和探究，旨在提高其微生物的总量和品质，以延长货架期和提高营养价值。
5结语与展望
本文以中文文献这一智能包装科技的由来为主、中文文献为辅，介绍了食品智能包装的明晰分类以及发展态势。在为其它专家查找相关文献时确立概念目标的同时，对当前食品智能包装做出总结和归纳。设计创新离不开技术与材料的支撑和灵活采用,食品智能包装设计相同应该,尤其是智能功能的推动与其相应材料和科技的使用紧密相关。目前的智能包装在交互层面多以小程序、扫一扫或应用程序表现，这类科技多以视觉方式为消费者展现对相关产品的溯源。所以要做好食品智能包装设计，必须先知道智能原理、各种智能科技与技巧、智能材料的性质,并灵活整合到智能包装设计上,设计符合时代需求与演进的智能包装。智能化包装设计的出现突破了特色的包装模式,呈现出数字化、网络化等特征，这些特性正是遵循了当今的态势，符合消费者及品类商的心理需求。
然而现在的智能包装设计有着显著的商业应用价值，但在大体量应用时依然存在许多挑战，克服这种挑战必须相关人员尝试不同的变革业务体系和技巧，如成本问题、法律上的管控与隐私问题、数据所有权问题、消费者与市场间的弊端等。所以至今既需要技术的升级迭代，使其成本进一步增加，也必须政府建立相关法律体系，关于智能包装问题还必须媒体对广大消费者进行科普教育。
（原文载《湖南包装》2022年第5期，知网、万方、中国学术期刊综合评判数据库、中文技术期刊数据库、国家文学社会科学学术刊物数据库收录。国家新闻出版广电总局认定的学术期刊。
参考文献
[1]O’KarenAM,KERRYP.theofsmart[J].Foodandshelflife,2016,9:1-9.
[2]O’GRADYMN,KERRYJP.Smarttheirinmeat[J].Meat,2008,19:425-451.
[3]BIJIKB,CN,MOHANCO,etal.forfood:a[J].ofand,2015,52(10):6125-6135.
[4]Dirk,WM.Smart:and[J].CIRP,2018,72:1022-1027.
[5]FANGZX,ZHAOYY,RD,etal.inmeat[J].infood&,2017,61:60-71.
[6]MILNE.Theriseandofthe:somefor[J].of,2013,14(3):241-254.
[7]HANNAMG,Liron.Barand[J].,2016,36(1):13-30.
