液態(tài)奶乳制品作為大眾日常所需的營(yíng)養食品，其質(zhì)量?jì)?yōu)劣極受關(guān)注，然而一些乳制品質(zhì)量安全問(wèn)題卻常潛伏在消費者周?chē)?，如液態(tài)奶在保質(zhì)期內常出現苦味、絮狀沉淀、奶袋內滋長(cháng)霉菌等質(zhì)量問(wèn)題，這些現象都是因為液態(tài)奶脂肪與蛋白質(zhì)含量較高，容易氧化變質(zhì)，在保質(zhì)期內發(fā)生變質(zhì)引起的。出現上述質(zhì)量隱患時(shí)，不但影響液態(tài)奶生產(chǎn)廠(chǎng)家的信譽(yù)及產(chǎn)品形象，同時(shí)還危害著(zhù)食用者的身心健康。而導致這些質(zhì)量問(wèn)題的出現大多是由包裝材料的阻氧性差（即氧氣透過(guò)率高）引起的。因此，包裝材料的阻隔性能至關(guān)重要，氧氣透過(guò)量越低，阻氧性越好，液態(tài)奶在保質(zhì)期內越不易變質(zhì)，保質(zhì)期也可相應延長(cháng)。氧氣透過(guò)率是考查液態(tài)奶包裝質(zhì)量的一個(gè)重要指標。
如今液態(tài)奶多采用PE為主要原料的共擠黑白膜為包裝材料，它以其阻光、成本低、運輸方便、環(huán)境衛生性好等優(yōu)點(diǎn)在液態(tài)奶包裝市場(chǎng)中占據了相當大的比例。根據其氧氣透過(guò)率的不同可分為阻隔膜與非阻隔膜兩類(lèi)。其中，非阻隔膜以三層共擠黑白膜為主，阻隔膜則以添加各種阻隔性材質(zhì)，以求滿(mǎn)足液態(tài)奶不同保質(zhì)期及存儲環(huán)境條件的需求，常見(jiàn)的是增加了EVOH或PVDC阻隔性材料，多為五層或七層黑白共擠膜。這兩類(lèi)黑白膜在包裝同種液態(tài)奶時(shí)，由于其阻隔性的不同，在液態(tài)奶的保質(zhì)期方面存在很大差別，如液態(tài)奶均采用高溫瞬時(shí)殺菌，若用非阻隔類(lèi)黑白膜包裝時(shí)，保質(zhì)期為30天左右，而用阻隔類(lèi)黑白膜包裝時(shí)，保質(zhì)期可達到90天左右。但何種阻隔性材料適合質(zhì)量需要，生產(chǎn)出的黑白膜或所使用的奶袋是否達到預期氧氣透過(guò)量的級別，這是困擾著(zhù)黑白膜以及液態(tài)奶生產(chǎn)企業(yè)的難題。因此，需要選用合理的阻隔性設備進(jìn)行氧氣透過(guò)量測試。
檢測方法：
在常見(jiàn)的塑料包裝阻氧性測試方法分為等壓法和壓差法兩種，其中壓差法氧氣透過(guò)率測試儀是將被測試樣置于高、低壓腔之間，對低壓腔抽真空，向高壓腔充入一定壓力的氧氣，通過(guò)測試低壓腔內壓力的變化，得到試樣的氧氣透過(guò)率，此方法測試量程較寬，既適合高阻隔材料低氧氣透過(guò)率的檢測，也適用于高氧氣透過(guò)率的非阻隔黑白膜的測試。
目前，國內壓差法測試氧氣透過(guò)率試驗遵循GB 1038-2000《塑料薄膜和薄片氣體透過(guò)性試驗方法壓差法》此項國家標準。我們將采用Labthink蘭光公司自主研發(fā)的VAC-V2壓差法氣體滲透儀結合上述標準對非阻隔類(lèi)及阻隔類(lèi)PE黑白膜奶袋分別進(jìn)行氧氣透過(guò)率試驗。
1、試驗儀器
VAC-V2壓差法氣體滲透儀（Labthink蘭光），三腔獨立，可同時(shí)測試三件相同或不同試樣，控溫范圍為5℃ ~ 95℃，控濕范圍為0%RH、2%RH ~ 98.5%RH、100%RH，氣體透過(guò)量測試范圍為(0.05 ~ 50,000)cm3/m2·24h·0.1MPa。該儀器滿(mǎn)足ISO 15105-1、ISO 2556、GB/T 1038、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB 00082003多種國家和國際標準，可滿(mǎn)足不同溫濕度環(huán)境下各種塑料薄膜、紙塑復合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁塑復合膜及各種高阻隔材料、片材等材料的氣體滲透性測試，可測試氣體為O2、N2、CO2等無(wú)機氣體。
圖1 VAC-V2壓差法氣體滲透儀
2. 試樣的制備
挑選氧氣阻隔性不同的兩種鮮奶PE共擠黑白膜，即非阻隔類(lèi)樣品與阻隔類(lèi)樣品各一種，置于23℃的環(huán)境中，放在干燥器內調節狀態(tài)48小時(shí)。取出樣品后，分別從每種樣品上裁取直徑為97 mm的試樣3個(gè)。
3. 試驗條件
地點(diǎn)：濟南蘭光包裝安全檢測中心
試驗溫度與濕度：23℃，0%RH
試驗氣體：純干氧氣
試驗方法：壓差法
4. 試驗步驟
4.1 試驗原理
VAC-V2采用壓差法測試原理，將預先處理好的試樣放置在上下測試腔之間，夾緊。首先對低壓腔（下腔）進(jìn)行真空處理，然后對整個(gè)系統抽真空；當達到規定的真空度后，關(guān)閉測試下腔，向高壓腔（上腔）充入一定壓力的試驗氣體，并保證在試樣兩側形成一個(gè)恒定的壓差（可調）；這樣氣體會(huì )在壓差梯度的作用下，由高壓側向低壓側滲透，通過(guò)對低壓側內壓強的監測處理，從而得出所測試樣的各項阻隔性參數。
4.2 試樣裝夾
在試驗腔外表面涂抹一層真空油脂，避免油脂涂在腔體空穴中間圓盤(pán)上；在試驗腔中的圓盤(pán)上放置濾紙后，將從同一個(gè)樣品上裁取的3個(gè)已狀態(tài)調節完畢的試樣分別裝夾于VAC-V2壓差法氣體滲透儀的3個(gè)試驗腔上，試樣應保持平整，不得有皺褶，輕輕按壓使試樣與真空油脂良好接觸，再用試驗腔夾緊結構夾緊試樣。
圖2 試驗裝夾過(guò)程
4.3 檢測過(guò)程
VAC-V2自動(dòng)化試驗，測試過(guò)程簡(jiǎn)單：
l 將試驗條件設置為標準條件，即試驗溫度為23℃，相對濕度為0%RH。
l 打開(kāi)設備軟件，設置試驗參數，啟動(dòng)試驗。試驗參數包括控制參數（試驗模式、上腔吹洗時(shí)間、上腔壓力、試驗時(shí)間、脫氣時(shí)間等）和試樣參數（編號、類(lèi)型、面積、厚度等）。
l 如有需要，試驗過(guò)程中進(jìn)行濕度調節。
l 試驗結束、數據處理。
l 關(guān)閉氣源和電源。
非阻隔類(lèi)與阻隔類(lèi)PE黑白膜樣品在標準條件下的氧氣透過(guò)率分別為1579.841 cm3/m2·24h·0.1MPa、7.3106 cm3/m2·24h·0.1MPa，每個(gè)樣品3個(gè)試樣之間試驗結果的相對偏差均小于10%，相對平均偏差均低于5%。所以，同樣是PE共擠黑白膜，外觀(guān)并無(wú)差別，但是氧氣透過(guò)率（阻氧性）卻存在極大差別，這與黑白膜中有無(wú)添加阻隔材料有著(zhù)密切關(guān)系。
總結：
采用VAC-V2壓差法氣體滲透儀測試不同阻隔性PE黑白膜的氧氣透過(guò)率時(shí)，可獲得穩定、精確的試驗結果，可真實(shí)反應液態(tài)奶包裝材料的阻隔性能。所以，無(wú)法用肉眼進(jìn)行分辨PE黑白膜是高阻隔膜還是非阻隔膜時(shí)，應及時(shí)采用阻隔性檢測設備驗證其阻氧性，防止出現質(zhì)乳制品質(zhì)量問(wèn)題。液態(tài)奶PE黑白膜僅是塑料包裝薄膜的一個(gè)典型代表，其他如奶粉鋁箔復合膜、肉制品真空包裝材料等進(jìn)行氧氣透過(guò)率測試皆可遵循此試驗方法。Labthink蘭光一直致力于為全球客戶(hù)提供專(zhuān)業(yè)的檢測服務(wù)與設備，多年來(lái)為全球客戶(hù)提供了上萬(wàn)次的透氧性檢測服務(wù)，包括國內外多家公司不同種類(lèi)的容器產(chǎn)品，為客戶(hù)提供可靠的數據支持。Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)交流與合作。
