透氣性對食品包裝的影響及主要測控技術

    眾所周知，氧氣對于食品的品質(zhì)有著很大的影響，還有一些食品包裝（如碳酸飲料、咖啡等）對CO2的透過量也有嚴格的要求，因此控制食品包裝材料的透氣性以及包裝物內(nèi)部的有機氣體含量也就成了食品包裝的主要任務之一。

    一、氣體透過對食品內(nèi)容物質(zhì)量的影響

    1、使食品中的油脂發(fā)生氧化，這種氧化即使是在低溫條件下也能進行。油脂氧化產(chǎn)生的過氧化物，不但使食品失去食用價值，而且會發(fā)生異臭，產(chǎn)生有毒物質(zhì)。

    2、食品中的大部分細菌由于氧的存在而繁殖生長，造成食品的腐敗變質(zhì)。

    3、生鮮果蔬在貯運流通過程中如不采取必要保護措施，果蔬會因呼吸作用而吸收氧放出CO2和水，并消耗一部分營養(yǎng)，使得蔬菜、水果出現(xiàn)過熟、發(fā)軟、風味變化等情況。

    4、在常溫下，氧化褐變的反應速度比加熱褐變快得多。對于風味食品，如濃縮肉湯及易氧化褐變變色的食品，即使有少量的殘留氧，也能引起褐變，使食品的風味喪失或變質(zhì)。

    5、碳酸飲料、啤酒、咖啡、果汁等產(chǎn)品除對氧氣敏感外，CO2也對其品質(zhì)有很大影響。

    二、透氣性測試主要方法介紹

    為了防止上述情況的出現(xiàn)，對食品包裝進行透氣性測試，以確保包裝材料氣體阻隔性能是十分必要的。從測試原理上分，透氣性測試方法可分為壓差法和電量分析傳感器法兩類。

    壓差法測試原理：用待測薄膜將測試腔隔成兩個獨立的空間，向其中一側（高壓室）充入測試氣體，在試樣兩側形成一定的壓差，高壓室的 氣體透過薄膜滲透到低壓室，通過測量低壓室的壓力或體積變化就可以得出氣體的滲透率。GB/T1038-2000就是采用了壓差法，相關國際標準， 如：ASTM

    D1434-1998，ISO15105-1，ISO2556：2001等也采用壓差法。

    電量分析傳感器法測試原理：用待測薄膜將測試腔隔成兩個獨立的氣流系統(tǒng)，一側為流動的待測氣體（可采用純氧氣或含氧氣的混合氣體， 可設定氣體的相對濕度），另一側為流動的氮氣。試樣兩側的壓差相等但氧分壓不同，在濃度差的作用下，通過薄膜的氧氣在氮氣流的載運下送至電量分析傳感器 中，從而計算出材料的氧氣透過率。

    壓差法和等壓法的測試原理不同，測試條件不同，試驗結果的單位也不相同（壓差法的單位是cm3/m2·24h·0.1MPa，而等 壓法的單位是cm3/m2·d），所以由這兩種測試方法得到的未經(jīng)校正的原始數(shù)據(jù)，從理論上說不具備可比性。但通過使用標準膜標定等壓法設備并將校正因子 用于正式試驗后，壓差法和等壓法的試驗結果就可以比較了。

    由于膜技術理論的支持，壓差法在透氣性測試中一直作為基礎方法使用，科研檢測機構多采用這種方法。它的突出優(yōu)點是對于測試氣體沒有選擇性，對不同的測試氣體的通用性非常好。隨著真空規(guī)檢測技術的進步、以及真空技術在設備設計上的應用，大大提高了設備的檢測精度以及測試數(shù)據(jù)的重復性。

    傳感器法是隨著氧探測器技術的不斷成熟而出現(xiàn)的，由于使用的傳感器屬消耗型元件，所以設備標定所得的校正因子并不是長期有效的，需 要根據(jù)要求進行周期性設備標定，而且當傳感器的損耗達到一定程度時必須更換。不同廠商的設備其傳感器的使用壽命會有較大差別，Labthink

    TOY-C1所采用的氧傳感器在正常使用情況下預期能夠使用12-30個月，算是使用時間較長的了。

三、結論

    氣體對包裝材料的滲透可能會引起食品的變質(zhì)、腐蝕，對于食品的保質(zhì)期有很大的影響。國際上現(xiàn)有壓差法和電量分析傳感器法兩種方法來檢測氣體透過性，我國的軟包裝測試行業(yè)在透氣性測試領域有著迅速的發(fā)展。

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