摘要：液態(tài)乳無(wú)菌磚包裝是現(xiàn)今液態(tài)奶包裝形式，可在較長(zhǎng)保質(zhì)期內(nèi)有效保護(hù)液態(tài)奶內(nèi)部脂肪與蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其關(guān)鍵性能在于氧氣透過(guò)率是否合適，即阻氧性的高低，氧氣透過(guò)率越低，阻氧性越好，所以需要采用有效的氧氣透過(guò)率測(cè)試設(shè)備對(duì)無(wú)菌磚包材進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，才可保障無(wú)菌磚較長(zhǎng)的保質(zhì)期要求。本文詳細(xì)介紹了液態(tài)奶無(wú)菌磚包裝氧氣透過(guò)率的檢測(cè)原理及方法，為相關(guān)行業(yè)提供技術(shù)與數(shù)據(jù)指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：液態(tài)乳、無(wú)菌磚、氧氣透過(guò)率、阻氧性、阻隔性、變質(zhì)、保質(zhì)期、氧氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)

測(cè)試意義：  

　　液態(tài)奶是乳制品中常見(jiàn)品種，其脂肪與蛋白質(zhì)含量較高，含有人體所需的多種氨基酸及大量脂溶性維生素，并且容易被人體消化吸收、物美價(jià)廉，是*的天然食品。為了保證這種食品方便大眾日常攜帶食用，液態(tài)奶的包裝形式以小巧易開(kāi)啟為主，同時(shí)為了zui大程度的保證其口感與營(yíng)養(yǎng)成分，液態(tài)奶所使用的包裝材料也應(yīng)具有良好的阻隔性，特別是對(duì)外界空氣中氧氣應(yīng)具有高阻隔性。目前，無(wú)菌磚是發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用的液態(tài)奶包裝形式，它是以食品紙板作為基材，由聚乙烯、紙、鋁箔等復(fù)合而成的紙鋁塑包裝。國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的無(wú)菌磚有利樂(lè)磚及康美盒，其所灌裝的液態(tài)奶采用超高溫瞬時(shí)滅菌技術(shù)，然后在無(wú)菌條件下進(jìn)行液態(tài)奶灌裝及無(wú)菌磚封合。

　　采用無(wú)菌磚包裝的液態(tài)奶在不添加防腐劑情況下可滿足常溫保質(zhì)期180天的需求，甚至有些阻隔性較高的無(wú)菌磚可達(dá)到8個(gè)月，這主要取決于無(wú)菌磚所采用的包材對(duì)氧氣阻隔性如何。但在液態(tài)奶無(wú)菌磚使用過(guò)程中，常發(fā)生無(wú)菌磚包材阻氧性偏差或達(dá)不到預(yù)期要求，而出現(xiàn)液態(tài)奶在保質(zhì)期內(nèi)變質(zhì)等質(zhì)量問(wèn)題。所以，氧氣透過(guò)率應(yīng)作為無(wú)菌磚液態(tài)奶生產(chǎn)企業(yè)的重點(diǎn)監(jiān)控性能指標(biāo)，氧氣透過(guò)率數(shù)值越低，表明材料的阻氧性越好，液態(tài)奶在保質(zhì)期內(nèi)不易氧化變質(zhì)或者可滿足更長(zhǎng)的保質(zhì)期需求。本文采用專業(yè)的可測(cè)試高阻隔包材的氧氣透過(guò)率測(cè)試設(shè)備檢測(cè)無(wú)菌磚包材樣品的氧氣透過(guò)率，為相關(guān)行業(yè)提供技術(shù)與數(shù)據(jù)參考。

檢測(cè)方法：

　　軟塑包裝阻氧性測(cè)試方法分為等壓法與壓差法，其中等壓法是通過(guò)內(nèi)部的庫(kù)侖電量傳感器吸收透過(guò)樣品的氧氣，每一個(gè)氧氣分子可釋放出四個(gè)電子，利用氧分子數(shù)量和電子數(shù)量的線性正比關(guān)系計(jì)算出氧氣透過(guò)率，此過(guò)程不受滲透濃度和傳感器環(huán)境變化影響。因庫(kù)侖電量傳感器的輸出效率高，檢測(cè)限低，可測(cè)試高阻隔材料的氧氣透過(guò)率。等壓法可突破壓差法因兩側(cè)壓差對(duì)塑料容器產(chǎn)生的不可避免的影響，擴(kuò)展應(yīng)用于容器測(cè)試。

　　目前，國(guó)內(nèi)等壓法測(cè)試氧氣透過(guò)率試驗(yàn)遵循GB/T 19789-2005《包裝材料 塑料薄膜和薄片氧化透過(guò)性試驗(yàn) 庫(kù)侖計(jì)檢測(cè)法》此項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。我們將采用Labthink蘭光自主研發(fā)的OX2/230氧氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)結(jié)合此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)無(wú)菌磚包材樣品進(jìn)行氧氣透過(guò)率試驗(yàn)。

1、試驗(yàn)儀器

　　OX2/230氧氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)（Labthink蘭光），具有超高精度，獨(dú)立的三腔結(jié)構(gòu)可同時(shí)測(cè)試三件相同或不同試樣，控溫范圍為15℃ ~ 55℃，控濕范圍為0%RH、35%RH ~ 90%RH，薄膜氧氣透過(guò)率測(cè)試范圍為(0.01 ~ 6,500) cm³/m²·24h，并可擴(kuò)展至(0.07 ~ 6,5000) cm³/m²·24h。此系統(tǒng)還可擴(kuò)展測(cè)試氧氣透過(guò)率范圍為0.0001 ~ 60 cm³/(pkg·d)容器。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)10臺(tái)儀器并行連接，30個(gè)試樣同時(shí)試驗(yàn)的系統(tǒng)。

　　該儀器滿足ISO 15105-2、GB/T 19789、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTM F1307、ASTM F1927、JIS K7126-2、YBB 00082003多種國(guó)家和標(biāo)準(zhǔn)，可滿足不同溫濕度環(huán)境下各種軟塑薄膜、紙塑復(fù)合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復(fù)合膜等膜材及各種材質(zhì)片材的氧氣阻隔性測(cè)試，并可擴(kuò)展測(cè)試各種材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶的氧氣透過(guò)率測(cè)試。

圖1  OX2/230氧氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)

2. 試樣的制備

　　將無(wú)菌磚樣品置于23℃的環(huán)境中，放在干燥器內(nèi)調(diào)節(jié)狀態(tài)48小時(shí)。取出后，分別從每種樣品上裁取直徑為108 × 108 mm的試樣3個(gè)。

3. 試驗(yàn)條件

地點(diǎn)：濟(jì)南蘭光包裝安全檢測(cè)中心
試驗(yàn)溫度與濕度：23℃，0%RH
試驗(yàn)方法：等壓法（即庫(kù)侖電量傳感器法） 

4. 試驗(yàn)步驟

4.1 試驗(yàn)原理

　　OX2/230采用等壓法測(cè)試原理，將預(yù)先處理好的試樣夾緊于測(cè)試腔之間，氧氣在薄膜的一側(cè)流動(dòng)，高純氮?dú)庠诒∧さ牧硪粋?cè)流動(dòng)。氧氣分子穿過(guò)薄膜擴(kuò)散到另一側(cè)中的高純氮?dú)庵校涣鲃?dòng)的氮?dú)鈹y帶至傳感器。通過(guò)分析傳感器接收的氧氣濃度，從而計(jì)算出氧氣透過(guò)率等參數(shù)。對(duì)于包裝容器而言，高純氮?dú)庠谌萜鲀?nèi)流動(dòng)，空氣或高純氧氣包圍在容器的外側(cè)。

4.2 試樣裝夾

　　在透氣室外表面的凸邊邊緣涂抹一層真空油脂，避免油脂涂在腔體空穴中間圓盤上。將從同一個(gè)樣品上裁取的3個(gè)已狀態(tài)調(diào)節(jié)完畢的試樣分別裝夾于OX2/230氧氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)的3個(gè)透氣室外表面涂抹的真空油脂上，避免試樣皺折，輕輕按壓使試樣與真空油脂良好接觸。蓋上透氣室蓋，緊固密封好。

4.3 檢測(cè)過(guò)程

　　OX2/230為高智能化的檢測(cè)設(shè)備，測(cè)試過(guò)程便捷易操作：

• 添加蒸餾水，打開(kāi)系統(tǒng)氣源，并按要求調(diào)節(jié)氣源壓力。根據(jù)試驗(yàn)要求，添加適量蒸餾水以達(dá)到要求的O₂、N₂濕度。
• 打開(kāi)電源、運(yùn)行軟件。
• 設(shè)置試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)參數(shù)、啟動(dòng)試驗(yàn)。試驗(yàn)參數(shù)包括設(shè)備控制參數(shù)（試驗(yàn)?zāi)Ｊ?、試?yàn)循環(huán)次數(shù)、試驗(yàn)時(shí)間、REZERO循環(huán)次數(shù)等）和試樣參數(shù)（類型、面積、厚度等）。
• 試驗(yàn)結(jié)束、數(shù)據(jù)處理。
• 關(guān)閉氣源和電源。

　　三個(gè)無(wú)菌磚包材試樣的氧氣透過(guò)率分別為0.2004 cm³/m²·24h、0.1908 cm³/m²·24h、0.2127，每個(gè)樣品3個(gè)試樣之間試驗(yàn)結(jié)果的相對(duì)平均偏差均低于10%。所以，所檢測(cè)的液態(tài)奶無(wú)菌磚包裝材料的氧氣透過(guò)率可以滿足液態(tài)奶在6個(gè)月保質(zhì)期內(nèi)的阻隔性需求。

總結(jié)：

　　OX2/230氧氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)液態(tài)奶無(wú)菌磚阻氧性能時(shí)，可獲得重復(fù)性與再現(xiàn)性較高的氧氣透過(guò)率結(jié)果，可準(zhǔn)確反映無(wú)菌磚包材的阻隔性能。本試驗(yàn)采用的檢測(cè)設(shè)備及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)同樣適用于其他用途的軟塑復(fù)合膜材料的氧氣透過(guò)率測(cè)試，例如奶粉鋁塑復(fù)合膜、肉制品包裝等。Labthink蘭光一直致力于為客戶提供專業(yè)的檢測(cè)服務(wù)與設(shè)備，多年來(lái)為客戶提供了上萬(wàn)次的阻隔性檢測(cè)服務(wù)，為客戶提供可靠的數(shù)據(jù)支持。了解關(guān)于更多相關(guān)檢測(cè)儀器信息，您可以登陸濟(jì)南蘭光公司查看具體信息或直接致電咨詢。Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)交流與合作。