摘要：利用濟南蘭光機電技術(shù)有限公司自主研發(fā)制造的OX2/230氧氣透過(guò)率測試系統對水果保鮮包裝進(jìn)行阻氧性監測，通過(guò)介紹設備的參數、適用范圍及試驗過(guò)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)期內產(chǎn)品質(zhì)量安全及延長(cháng)保質(zhì)期的技術(shù)性參考。

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

1、意義

新鮮水果在售賣(mài)過(guò)程中仍然具有復雜的生理與生物變化等，在呼吸過(guò)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(wú)菌的環(huán)境更加有利于新鮮水果的保鮮，延長(cháng)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(lèi)新型的包裝技術(shù)。其中為廣泛應用的保鮮包裝當屬氣調包裝（簡(jiǎn)稱(chēng)MAP），它通過(guò)貯藏初始調節包裝內的各種氣體比例成分，以保證抑制水果的腐爛與變質(zhì)。

氣調包裝對包裝內部的空氣進(jìn)行置換，將二氧化碳、氮氣、氧氣等氣體按照一定的比例充入，從而改變水果周?chē)h(huán)境。其中，二氧化碳可抑制大多數腐壞細菌和霉菌的生長(cháng)繁殖；氧氣可抑制大多數厭氧菌的生長(cháng)，維持新鮮水果生鮮狀態(tài)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，并且不與水果產(chǎn)生任何吸收或化學(xué)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(huán)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(shù)有限公司自主研制的OX2/230氧氣透過(guò)率測試系統對氣調形式的保鮮包裝復合膜進(jìn)行氧氣透過(guò)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(guò)率，檢出限低，并可突破壓差法因兩側壓差對塑料容器產(chǎn)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(guò)率試驗遵循GB/T 19789-2005《包裝材料 塑料薄膜和薄片氧化透過(guò)性試驗 庫侖計檢測法》此項國家標準。我們將采用Labthink蘭光自主研發(fā)的OX2/230氧氣透過(guò)率測試系統結合此標準對樣品進(jìn)行氧氣透過(guò)率試驗。

3、試驗樣品

新鮮草莓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(guò)率測試系統。

圖2  OX2/230氧氣透過(guò)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(dòng)，高純氮氣在薄膜的另一側流動(dòng)。氧氣分子穿過(guò)薄膜擴散到另一側中的高純氮氣中，被流動(dòng)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(gè)氧氣分子時(shí)可釋放出四個(gè)電子，利用氧分子數量和電子數量的線(xiàn)性正比關(guān)系計算出氧氣透過(guò)率，此過(guò)程不受滲透濃度和傳感器環(huán)境變化影響。對于包裝容器而言，高純氮氣在容器內流動(dòng)，空氣或高純氧氣包圍在容器的外側。

1. 設備參數

OX2/230氧氣透過(guò)率測試系統（Labthink蘭光），具有超高精度，獨立的三腔結構可同時(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(guò)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(guò)率范圍為0.0001 ~ 60 cm³/(pkg·d)容器。系統可實(shí)現10臺儀器并行連接，30個(gè)試樣同時(shí)試驗的系統。

4.3 適用范圍

該儀器滿(mǎn)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(mǎn)足不同溫濕度環(huán)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(zhì)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(guò)率測試。

5、試驗過(guò)程

(1) 將復合膜樣品置于23℃的環(huán)境中，放在干燥器內調節狀態(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(pán)上。

(3) 將3個(gè)已狀態(tài)調節完畢的試樣分別裝夾于OX2/230氧氣透過(guò)率測試系統的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(kāi)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(kāi)電源、運行軟件。

(6) 設置試驗溫度、試驗參數、啟動(dòng)試驗。試驗參數包括設備控制參數（試驗模式、試驗循環(huán)次數、試驗時(shí)間等）和試樣參數（類(lèi)型、面積、厚度等）。

(7) 點(diǎn)擊開(kāi)始試驗選項，試驗開(kāi)始。儀器自動(dòng)記錄試驗過(guò)程數據，并計算出終的試驗結果。

(8) 關(guān)閉氣源和電源。

6、試驗結果

三個(gè)氣調包裝復合膜試樣的氧氣透過(guò)率分別為0.6103 cm³/m²·24h、0.6577 cm³/m²·24h、0.5914 cm³/m²·24h，3個(gè)試樣之間試驗結果的相對平均偏差均低于10%。該樣品的氧氣透過(guò)率低，即對外界氧氣的阻隔性較好。

7、結論

OX2/230氧氣透過(guò)率測試系統在監測新鮮水果保鮮包裝對外界氧氣阻隔性時(shí)，可獲得重復性與再現性較高的氧氣透過(guò)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(guò)率測試。除氧氣透過(guò)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。愈了解，愈信任！濟南蘭光機電技術(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。