新鮮蔬菜保鮮包裝對外界氧氣阻隔性的監測方案

　　摘要：利用濟南蘭光機電技術有限公司自主研發制造的OX2/230氧氣透過率測試系統對蔬菜保鮮包裝進行阻氧性監測，通過介紹設備的參數、適用范圍及試驗過程，為新鮮蔬菜加工及其包裝材料生產行業提供有關保質期內產品質量安全及延長保質期的技術性參考。

　　關鍵詞：氧氣透過率、阻氧性、氧氣阻隔性、新鮮蔬菜、保鮮包裝、氣調包裝、氧氣透過率測試系統

1、意義

　　新鮮蔬菜在售賣過程中仍然具有復雜的生理與生物變化等，在呼吸過程中，蔬菜吸進氧氣，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、無菌的環境更加有利于新鮮蔬菜的保鮮，延長保質期。目前，為了保持蔬菜的新鮮度并增加保質期，常采用保鮮包裝此類新型的包裝技術。其中應用的保鮮包裝當屬氣調包裝（簡稱MAP），它通過貯藏初始調節包裝內的各種氣體比例成分，以保證抑制蔬菜的腐爛與變質。

　　氣調包裝對包裝內部的空氣進行置換，將二氧化碳、氮氣、氧氣等氣體按照一定的比例充入，從而改變蔬菜周圍環境。其中，二氧化碳可抑制大多數腐敗細菌和霉菌的生長繁殖；氧氣可抑制大多數厭氧菌的生長，維持新鮮蔬菜生鮮狀態下的呼吸代謝作用；氮氣作為惰性氣體可成為填充氣體防止包裝內氣體逸出導致的包裝塌落，并且不與蔬菜產生任何吸收或化學作用。因此，氣調保鮮包裝為防止外界空氣中氧氣對包裝內部環境的氣體組成造成影響，需要具有對氧氣較高阻隔性的包裝材料。而如何監測包裝材料對氧氣的阻隔性，本文將采用濟南蘭光機電技術有限公司自主研制的OX2/230氧氣透過率測試系統對氣調形式的保鮮包裝復合膜進行氧氣透過率的測試。

圖1 保鮮包裝-氣調包裝

2、現狀

　　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壓差對塑料容器產生的不可避免的影響，擴展應用于容器測試。

　　目前，國內等壓法測試氧氣透過率試驗遵循GB/T 19789-2005《包裝材料 塑料薄膜和薄片氧化透過性試驗 庫侖計檢測法》此項國家標準。我們將采用Labthink蘭光自主研發的OX2/230氧氣透過率測試系統結合此標準對樣品進行氧氣透過率試驗。

3、試驗樣品

　　某品牌新鮮土豆片氣調保鮮包裝復合膜。

4、試驗設備

　　本文采用的試驗設備為Labthink蘭光OX2/230氧氣透過率測試系統。

圖2  OX2/230氧氣透過率測試系統

4.1 試驗原理

　　OX2/230采用等壓法測試原理，將預先處理好的試樣夾緊于測試腔之間，氧氣在薄膜的一側流動，高純氮氣在薄膜的另一側流動。氧氣分子穿過薄膜擴散到另一側中的高純氮氣中，被流動的氮氣攜帶至內部的庫侖電量傳感器，傳感器在吸收每一個氧氣分子時可釋放出四個電子，利用氧分子數量和電子數量的線性正比關系計算出氧氣透過率，此過程不受滲透濃度和傳感器環境變化影響。對于包裝容器而言，高純氮氣在容器內流動，空氣或高純氧氣包圍在容器的外側。

4.2 設備參數

　　OX2/230氧氣透過率測試系統（Labthink蘭光），具有超高精度，獨立的三腔結構可同時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，并可擴展至(0.07 ~ 6,5000) cm³/m²·24h。此系統還可擴展測試氧氣透過率范圍為0.0001 ~ 60 cm³/(pkg·d)容器。系統可實現10臺儀器并行連接，30個試樣同時試驗的系統。

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多種國家和標準，可滿足不同溫濕度環境下各種軟塑薄膜、紙塑復合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復合膜等膜材及各種材質片材的氧氣阻隔性測試，并可擴展測試各種材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶的氧氣透過率測試。

5、試驗過程

(1) 將復合膜樣品置于23℃的環境中，放在干燥器內調節狀態48小時。取出后，從樣品上裁取直徑為108 × 108 mm的試樣3個。

(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個已狀態調節完畢的試樣分別裝夾于OX2/230氧氣透過率測試系統的3個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，打開系統氣源，并按要求調節氣源壓力。根據試驗要求，添加適量蒸餾水以達到要求的O₂、N₂濕度。

(5) 打開電源、運行軟件。

(6) 設置試驗溫度、試驗參數、啟動試驗。試驗參數包括設備控制參數（試驗模式、試驗循環次數、試驗時間等）和試樣參數（類型、面積、厚度等）。

(7) 點擊開始試驗選項，試驗開始。儀器自動記錄試驗過程數據，并計算出zui終的試驗結果。

(8) 關閉氣源和電源。

6、試驗結果

　　三個氣調包裝復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個試樣之間試驗結果的相對平均偏差均低于10%。該樣品的氧氣透過率低，即對外界氧氣的阻隔性較好。

7、結論

　　OX2/230氧氣透過率測試系統在監測新鮮蔬菜保鮮包裝對外界氧氣阻隔性時，可獲得重復性與再現性較高的氧氣透過率結果，可準確反映保鮮包裝材料的阻隔性能。本試驗采用的檢測設備及檢驗標準同樣適用于其他用途的軟塑復合膜及容器的氧氣透過率測試。除氧氣透過率檢測設備外，Labthink蘭光還可為您提供保鮮包裝材料收縮性能、抗拉強度、密封性能等各種物理機械性能的檢測設備，有關設備的具體信息您可登陸濟南蘭光公司查看或致電咨詢。愈了解，愈信任！濟南蘭光機電技術有限公司愿借此與行業中的企事業單位增進技術交流與合作。