摘要：利用濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司自主研發(fā)制造的OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)對(duì)水果保鮮包裝進(jìn)行阻氧性監(jiān)測，通過介紹設(shè)備的參數(shù)、適用范圍及試驗(yàn)過程，為新鮮水果加工及其包裝材料生產(chǎn)行業(yè)提供有關(guān)保質(zhì)期內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量安全及延長保質(zhì)期的技術(shù)性參考。

關(guān)鍵詞：氧氣透過率、阻氧性、氧氣阻隔性、新鮮水果、保鮮包裝、氣調(diào)包裝、氧氣透過率測試系統(tǒng)

1、意義

新鮮水果在售賣過程中仍然具有復(fù)雜的生理與生物變化等，在呼吸過程中，水果吸進(jìn)氧氣，生成二氧化碳與乙烯氣體，并且使自身水分降低。因此，低濃度氧氣與乙烯、高濃度二氧化碳、低溫、高濕、無菌的環(huán)境更加有利于新鮮水果的保鮮，延長保質(zhì)期。目前，為了保持水果的新鮮度并增加保質(zhì)期，常采用保鮮包裝此類新型的包裝技術(shù)。其中為廣泛應(yīng)用的保鮮包裝當(dāng)屬氣調(diào)包裝（簡稱MAP），它通過貯藏初始調(diào)節(jié)包裝內(nèi)的各種氣體比例成分，以保證抑制水果的腐爛與變質(zhì)。

氣調(diào)包裝對(duì)包裝內(nèi)部的空氣進(jìn)行置換，將二氧化碳、氮?dú)?、氧氣等氣體按照一定的比例充入，從而改變水果周圍環(huán)境。其中，二氧化碳可抑制大多數(shù)腐壞細(xì)菌和霉菌的生長繁殖；氧氣可抑制大多數(shù)厭氧菌的生長，維持新鮮水果生鮮狀態(tài)下的呼吸代謝作用；氮?dú)庾鳛槎栊詺怏w可成為填充氣體防止包裝內(nèi)氣體逸出導(dǎo)致的包裝塌落，并且不與水果產(chǎn)生任何吸收或化學(xué)作用。因此，氣調(diào)保鮮包裝為防止外界空氣中氧氣對(duì)包裝內(nèi)部環(huán)境的氣體組成造成影響，需要具有對(duì)氧氣較高阻隔性的包裝材料。而如何監(jiān)測包裝材料對(duì)氧氣的阻隔性，本文將采用濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司自主研制的OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)對(duì)氣調(diào)形式的保鮮包裝復(fù)合膜進(jìn)行氧氣透過率的測試。

圖1 保鮮包裝-氣調(diào)包裝

2、現(xiàn)狀

塑料包裝阻氧性測試方法分為等壓法與壓差法，其中等壓法是采用庫侖電量傳感器測試高阻隔材料的氧氣透過率，檢出限低，并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)用于容器測試。

目前，國內(nèi)等壓法測試氧氣透過率試驗(yàn)遵循GB/T 19789-2005《包裝材料 塑料薄膜和薄片氧化透過性試驗(yàn) 庫侖計(jì)檢測法》此項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)。我們將采用Labthink蘭光自主研發(fā)的OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)結(jié)合此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)樣品進(jìn)行氧氣透過率試驗(yàn)。

3、試驗(yàn)樣品

新鮮草莓氣調(diào)保鮮包裝復(fù)合膜。

4、試驗(yàn)設(shè)備

本文采用的試驗(yàn)設(shè)備為Labthink蘭光OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)。

圖2  OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)

4.1 試驗(yàn)原理

OX2/230采用等壓法測試原理，將預(yù)先處理好的試樣夾緊于測試腔之間，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)。氧氣分子穿過薄膜擴(kuò)散到另一側(cè)中的高純氮?dú)庵?，被流?dòng)的氮?dú)鈹y帶至內(nèi)部的庫侖電量傳感器，傳感器在吸收每一個(gè)氧氣分子時(shí)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)算出氧氣透過率，此過程不受滲透濃度和傳感器環(huán)境變化影響。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)。

1. 設(shè)備參數(shù)

OX2/230氧氣透過率測試系統(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，薄膜氧氣透過率測試范圍為(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)展測試氧氣透過率范圍為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)。

4.3 適用范圍

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試，并可擴(kuò)展測試各種材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶的氧氣透過率測試。

5、試驗(yàn)過程

(1) 將復(fù)合膜樣品置于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，從樣品上裁取直徑為108 × 108 mm的試樣3個(gè)。

(2) 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。

(3) 將3個(gè)已狀態(tài)調(diào)節(jié)完畢的試樣分別裝夾于OX2/230氧氣透過率測試系統(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) 添加蒸餾水，打開系統(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。

(5) 打開電源、運(yùn)行軟件。

(6) 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健⒃囼?yàn)循環(huán)次數(shù)、試驗(yàn)時(shí)間等）和試樣參數(shù)（類型、面積、厚度等）。

(7) 點(diǎn)擊開始試驗(yàn)選項(xiàng)，試驗(yàn)開始。儀器自動(dòng)記錄試驗(yàn)過程數(shù)據(jù)，并計(jì)算出終的試驗(yàn)結(jié)果。

(8) 關(guān)閉氣源和電源。

6、試驗(yàn)結(jié)果

三個(gè)氣調(diào)包裝復(fù)合膜試樣的氧氣透過率分別為0.6103 cm³/m²·24h、0.6577 cm³/m²·24h、0.5914 cm³/m²·24h，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%。該樣品的氧氣透過率低，即對(duì)外界氧氣的阻隔性較好。

7、結(jié)論

OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)在監(jiān)測新鮮水果保鮮包裝對(duì)外界氧氣阻隔性時(shí)，可獲得重復(fù)性與再現(xiàn)性較高的氧氣透過率結(jié)果，可準(zhǔn)確反映保鮮包裝材料的阻隔性能。本試驗(yàn)采用的檢測設(shè)備及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)同樣適用于其他用途的軟塑復(fù)合膜及容器的氧氣透過率測試。除氧氣透過率檢測設(shè)備外，Labthink蘭光還可為您提供保鮮包裝材料收縮性能、抗拉強(qiáng)度、密封性能等各種物理機(jī)械性能的檢測設(shè)備。愈了解，愈信任！濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司愿借此與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)交流與合作。