摘要：氧氣是影響食品在貨架期內(nèi)質(zhì)量的重要因素，盡量降低食品接觸的氧氣量，是保證食品質(zhì)量、延長貨架期的有效手段。本文以常見果汁飲料包裝用塑料瓶的氧氣透過量測試過程為例，介紹了容器類包裝阻氧性能的測試方法，并通過對試驗(yàn)原理、試驗(yàn)設(shè)備OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)參數(shù)、使用范圍及試驗(yàn)過程等內(nèi)容的描述，為企業(yè)監(jiān)控容器類包裝材料對氧氣的阻隔性能提供參考。

關(guān)鍵詞：氧氣透過量、氧氣透過率、容器包裝、阻氧性能、氧氣透過率測試系統(tǒng)、果汁飲料、塑料瓶

1、意義

民以食為天，食品安全是影響國計(jì)民生的大事，隨著一系列食品安全事件的爆發(fā)，人們更加關(guān)注入口食品的安全性。食品的成分包括蛋白質(zhì)、脂肪、糖、維生素、礦物質(zhì)元素等，這些營養(yǎng)物質(zhì)的特性決定了大部分食品對氧氣、光比較敏感，易氧化變質(zhì)，并易滋生微生物。食品包裝是將食品孤立于外界環(huán)境的一道屏障，對食品具有保護(hù)作用，包裝材料對環(huán)境中氧氣阻隔性能的高低是影響其對食品保質(zhì)效果的決定性因素之一，因此，通過對所使用包材阻氧性能的監(jiān)測，及時(shí)了解包裝的氧氣透過率，能夠有效防止食品因包裝氧氣透過量高而出現(xiàn)發(fā)霉、酸敗等安全問題。

食品包裝按照包裝形式可以分為包裝袋、包裝容器等，本文以包裝容器的氧氣透過量的測試為例。

圖1 常見的飲料瓶包裝

2、試驗(yàn)樣品

某品牌果汁飲料包裝用塑料瓶。

3、檢測依據(jù)

目前，包裝材料氧氣透過量的測試方法主要包括等壓法(又稱庫侖計(jì)法)、壓差法，本文根據(jù)等壓法原理，依據(jù)GB/T 31354-2014 《包裝件和容器氧氣透過性測試方法 庫侖計(jì)檢測法》進(jìn)行試驗(yàn)。

4、試驗(yàn)設(shè)備

本文采用OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)對試驗(yàn)樣品進(jìn)行測試，該設(shè)備由濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

圖2  OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)

4.1 試驗(yàn)原理

等壓法原理是指試驗(yàn)過程中試樣兩側(cè)的壓力保持一致，通過庫侖計(jì)對滲透的氧氣進(jìn)行定量測試。對于容器類試樣的測試過程為， 試樣的外側(cè)流動(dòng)高純的氧氣，試樣內(nèi)側(cè)通過進(jìn)氣管導(dǎo)入高純的氮?dú)?，在濃度差的作用下，氧氣從試樣外?cè)滲透到內(nèi)側(cè)，被氮?dú)鈴某鰵夤芤朐O(shè)備庫侖計(jì)處進(jìn)行定量分析，從而得到容器類試樣的氧氣透過量。

4.2 適用范圍

(1) 本設(shè)備適用于容器、塑料薄膜、片材、紙張、紙板及復(fù)合材料等包裝的氧氣透過率測試。容器類包括用于塑料、橡膠、紙、紙塑復(fù)合、玻璃、金屬等材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶，如可樂瓶、花生油桶、利樂包裝、真空包裝袋、金屬三片罐、塑料化妝品包裝、牙膏軟管、果凍杯、酸奶杯等；薄膜類材料包括各種塑料薄膜、紙塑復(fù)合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復(fù)合膜等膜狀材料；片材類包括各種工程塑料、橡膠、建材等材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材等。

此外，本設(shè)備配置特殊夾具還可以應(yīng)用于醫(yī)藥包裝、汽車油箱、電池塑料外殼、塑料管材、太陽能背板等特殊包裝氧氣透過率測試。

(2) 本設(shè)備可滿足多項(xiàng)國家和標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T 31354、ISO 15105-2、GB/T 19789、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTM F1307、ASTM F1927、JIS K7126-2、YBB 00082003。

4.3 設(shè)備參數(shù)

容器測試范圍為0.0001 ~ 60 cm³/(pkg·d)，分辨率為0.00001 cm³/(pkg·d)，薄膜測試范圍為0.01 ~ 6500 cm³/(m²·d) ，分辨率為0.001 cm³/( m²·d)；可同時(shí)測試3個(gè)或三個(gè)不同的試樣；試驗(yàn)溫度范圍為15℃ ~ 55℃，控溫精度 ±0.1℃；控濕范圍為0%RH、35%RH ~ 90%RH，控溫精度±1%RH；可測試O₂、空氣等氣體；系統(tǒng)zui多可支持10臺儀器并行連接，建立30個(gè)試樣同時(shí)試驗(yàn)的系統(tǒng)；可與水蒸氣透過率測試系統(tǒng)搭配，組成混合測試系統(tǒng)，由一臺計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制，實(shí)現(xiàn)氧氣、水蒸氣透過率同時(shí)測試的、便捷的試驗(yàn)方式；支持Lystem^TM實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，統(tǒng)一管理試驗(yàn)結(jié)果和試驗(yàn)報(bào)告。

5、試驗(yàn)過程

(1) 裝夾樣品

用快固膠將果汁飲料瓶樣品的瓶口密封在容器試樣裝夾結(jié)構(gòu)的托盤上，固定好后，將裝夾結(jié)構(gòu)與設(shè)備連接。

圖3 試樣密封圖

(2) 設(shè)置參數(shù)

設(shè)置試樣名稱、試驗(yàn)溫度、濕度等參數(shù)，并選擇試驗(yàn)?zāi)Ｊ健?/span>

(3) 啟動(dòng)試驗(yàn)

點(diǎn)擊“試驗(yàn)”選項(xiàng)，試驗(yàn)開始，啟動(dòng)氣源，調(diào)節(jié)濕度及載氣流量。

(4) 試驗(yàn)結(jié)束

試驗(yàn)結(jié)束后，設(shè)備自動(dòng)顯示測試結(jié)果值。

6、試驗(yàn)結(jié)果

本次測試的某品牌果汁飲料包裝用塑料瓶的氧氣透過量為0.1327 cm³/( pkg·d)。

7、結(jié)論

高阻隔性包裝材料能夠降低貨架期內(nèi)果汁接觸到的氧氣量，從而有效的保持果汁飲料的外觀、口感及營養(yǎng)成分，延長保質(zhì)期。本文利用OX2/230氧氣透過率測試系測試了果汁包裝用塑料瓶的氧氣透過量，設(shè)備易于操作，測試精度高，試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性好，能夠準(zhǔn)確的反映出所測試樣品對氧氣的阻隔性能。除了氧氣透過量外，還需關(guān)注果汁包裝塑料瓶的扭矩、密封性能等指標(biāo)，以防止出現(xiàn)瓶口不易開啟、果汁泄漏等問題。濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司是一家專業(yè)從事包裝檢測設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)與包裝檢測服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，目前已有設(shè)備包括氣體透過率測試儀、氧氣透過率測試儀、水蒸氣透過率測試儀、旋轉(zhuǎn)扭矩、密封性能試驗(yàn)儀等等。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)溝通與合作！