摘要：酸奶攜帶方便且易被人體消化吸收，是大眾生活中常見(jiàn)的營(yíng)養(yǎng)食品。但因其含有大量脂肪及蛋白質(zhì)，易被空氣中的氧氣成分氧化從而發(fā)生變質(zhì)現(xiàn)象。所以，為了保證酸奶產(chǎn)品在其保質(zhì)期內(nèi)不易發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題，并且獲得更長(zhǎng)的保質(zhì)期限，所使用的酸奶杯必須擁有較高的阻氧性，一般氧氣透過(guò)率越低，阻氧性越好。本文主要介紹了酸奶杯阻氧性的測(cè)試方法及原理，詳述了其測(cè)試過(guò)程等技術(shù)信息，為相關(guān)行業(yè)提供堅(jiān)實(shí)的參考。

關(guān)鍵詞：酸奶、乳制品、酸奶杯、阻氧性、阻隔性、氧氣透過(guò)率、氧化變質(zhì)、容器氧氣透過(guò)率測(cè)試、氧氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)

測(cè)試意義：

酸奶是向經(jīng)過(guò)巴氏殺菌的新鮮牛奶內(nèi)添加特殊品種的有益菌（即發(fā)酵劑），經(jīng)過(guò)發(fā)酵后再冷卻灌裝的一種高營(yíng)養(yǎng)的乳制品。酸奶含有大量蛋白質(zhì)、脂肪、維生素以及有益菌等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并且易被人體消化吸收。鑒于加工需要及便于消費(fèi)者食用，大多酸奶制品采用杯裝，而所使用的酸奶杯絕大多數(shù)為塑料類，其材質(zhì)以PP、PS、PE為主，即常見(jiàn)的白色塑料杯，但也包括PE/紙/PE復(fù)合材質(zhì)的紙基酸奶杯。在灌裝酸奶的同時(shí)，酸奶杯也需要進(jìn)行不同方式的滅菌處理，確保酸奶不易被其他有害細(xì)菌引起變質(zhì)。而同樣為了防止酸奶發(fā)生氧化變質(zhì)的質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)于酸奶杯的阻氧性要求也較高，如果其阻氧性較差，酸奶則易被從外界滲透入內(nèi)的氧氣而氧化，發(fā)生酸奶發(fā)霉、漲杯、酸奶呈豆腐渣等質(zhì)量問(wèn)題。

塑料酸奶杯的厚度越厚，或者其所使用的材質(zhì)的密度越高，則酸奶杯的阻隔性就越高，包括阻氧性及阻濕性等。而如何監(jiān)控酸奶杯對(duì)外界氧氣的阻隔性，酸奶杯的阻氧性是否滿足所標(biāo)注的保質(zhì)期的質(zhì)量需要，則需依靠檢測(cè)其氧氣透過(guò)率此項(xiàng)指標(biāo)，透過(guò)率越小，說(shuō)明阻氧性越高。本文以專業(yè)用于測(cè)試容器的氧氣透過(guò)率檢測(cè)儀器為基礎(chǔ)，詳細(xì)介紹了以PP為材質(zhì)的酸奶杯氧氣透過(guò)率的測(cè)試過(guò)程及方法原理等信息，為酸奶杯生產(chǎn)及使用行業(yè)提供有力的技術(shù)參考。

圖1    酸奶杯示例圖

檢測(cè)方法：

國(guó)際上氧氣透過(guò)率測(cè)試方法分為等壓法與壓差法，其中等壓法采用庫(kù)侖電量傳感器吸收透過(guò)薄膜的氧氣，并轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)，從而計(jì)算出氧氣透過(guò)率，其檢測(cè)限低，可精確測(cè)試高阻隔材料的氧氣透過(guò)率，并且等壓法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，從而可擴(kuò)展測(cè)試容器的氧氣透過(guò)率。因此，國(guó)內(nèi)外測(cè)試容器類包裝材料的氧氣透過(guò)率時(shí)大多采用等壓法（即庫(kù)侖電量傳感器法）測(cè)試，但近幾年已有相關(guān)儀器制造企業(yè)逐步解決了壓差法對(duì)容器造成的影響而研制出可測(cè)試低阻隔包裝容器（即對(duì)氣體的透過(guò)率較高）的氣體阻隔性。

國(guó)內(nèi)外等壓法測(cè)試容器氧氣透過(guò)率試驗(yàn)主要遵循ASTM F 1307 《用電量傳感器測(cè)定干燥固體包裝件氧傳輸率》的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，暫無(wú)相關(guān)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。我們將采用Labthink蘭光公司自主研發(fā)的C230H氧氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)結(jié)合上述標(biāo)準(zhǔn)對(duì)PP材質(zhì)的酸奶杯樣品進(jìn)行氧氣透過(guò)率試驗(yàn)。

1、試驗(yàn)儀器

C230H氧氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)（Labthink蘭光），采用優(yōu)良流體力學(xué)和熱力學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)試集成塊技術(shù)，支持同一條件下3個(gè)不同試樣測(cè)試，符合平行試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)要求，在保證試樣獨(dú)立測(cè)試的基礎(chǔ)上，將試驗(yàn)效率提高了3倍。設(shè)備內(nèi)部溫度、濕度自動(dòng)調(diào)節(jié)，測(cè)試腔各自安裝溫濕度傳感器監(jiān)測(cè)溫濕度情況，控制測(cè)試過(guò)程更加精準(zhǔn)。控溫范圍為10℃ ~ 55℃，控濕范圍為氧氣0%RH、5%RH ~ 90%RH。該儀器薄膜類氧氣透過(guò)率測(cè)試范圍為0.01～200 cm³/(m²·day)(標(biāo)準(zhǔn))，還可通過(guò)選配包裝件測(cè)試裝置，完成容器包裝類產(chǎn)品的氧氣透過(guò)率測(cè)試，測(cè)試范圍為0.00005～1 cm³/(pkg·d)。

該儀器滿足ASTM D3985、ASTM F1307、ASTM F1927（選配）、GB/T 19789、GB/T 31354、DIN 53380-3、JIS K7126-2-B、YBB 00082003-2015多種國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，可滿足不同溫濕度環(huán)境下塑料、橡膠、紙、紙塑復(fù)合、玻璃、金屬等材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶等容器的氧氣透過(guò)率測(cè)試，如酸奶杯、可樂(lè)瓶、花生油桶、真空包裝袋、金屬三片罐、塑料化妝品包裝、牙膏軟管、果凍杯等。并可測(cè)試各種塑料薄膜與片材等材料的氧氣阻隔性。

圖2    C230H氧氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)

2. 試樣的制備

將3個(gè)完好的酸奶杯樣品置于實(shí)驗(yàn)室23℃、50%RH的環(huán)境中調(diào)節(jié)狀態(tài)48小時(shí)。

3. 試驗(yàn)條件

地點(diǎn)：濟(jì)南蘭光包裝安全檢測(cè)中心

試驗(yàn)溫度與濕度：23℃，50%RH

試驗(yàn)方法：等壓法（即庫(kù)侖傳感器法）

4. 試驗(yàn)步驟

4.1 試驗(yàn)原理

C230H基于庫(kù)侖氧氣分析傳感器和等壓法測(cè)試原理，將預(yù)先處理好的試樣夾緊于測(cè)試腔之間，氧氣或空氣在薄膜的一側(cè)流動(dòng)，高純氮?dú)庠诒∧さ牧硪粋?cè)流動(dòng)，氧分子穿過(guò)薄膜擴(kuò)散到另一側(cè)中的高純氮?dú)庵校涣鲃?dòng)的氮?dú)鈹y帶至傳感器，通過(guò)對(duì)傳感器測(cè)量到的氧氣濃度進(jìn)行分析，計(jì)算出氧氣透過(guò)率等結(jié)果；對(duì)于包裝件而言，高純氮?dú)鈩t在包裝件內(nèi)流動(dòng)，空氣或氧氣包圍在包裝件外側(cè)。

4.2 試樣裝夾

用透明快固膠將試樣密封在容器封口裝置上；密封完畢后將其裝夾在容器測(cè)試裝置內(nèi)部，再用密封袋將容器封口裝置托盤(pán)以上的部位包扎嚴(yán)密。按照上述方法裝夾其他2個(gè)試樣。

圖3    試樣制樣過(guò)程

4.3 檢測(cè)過(guò)程

C230H自動(dòng)化試驗(yàn)，測(cè)試過(guò)程簡(jiǎn)單：

l  添加蒸餾水，打開(kāi)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。

l  打開(kāi)電源、運(yùn)行軟件。

l  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、REZERO循環(huán)次數(shù)等）和試樣參數(shù)（類型、面積、厚度等）。

l  試驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行濕度、載氣流量調(diào)節(jié)。

l  試驗(yàn)結(jié)束、數(shù)據(jù)處理。

l  關(guān)閉氣源和電源。

本次試驗(yàn)的三個(gè)酸奶杯試樣的氧氣透過(guò)率平均值為0.0571 cm³/(pkg·d)。

總結(jié)：

采用Labthink蘭光C230H氧氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試塑料材質(zhì)的酸奶杯氧氣透過(guò)率時(shí)，可獲得高精度的阻氧性結(jié)果，準(zhǔn)確反映酸奶杯的阻隔性能。本試驗(yàn)采用的檢測(cè)設(shè)備及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)同樣適用于其他用途的具有一定阻隔性的容器的氧氣透過(guò)率測(cè)試。Labthink蘭光一直致力于為全球客戶提供專業(yè)的檢測(cè)服務(wù)與設(shè)備，多年來(lái)為全球客戶提供了上萬(wàn)次的阻隔性檢測(cè)服務(wù)，為客戶提供可靠的數(shù)據(jù)支持。了解關(guān)于更多相關(guān)檢測(cè)儀器信息，您可以登陸濟(jì)南蘭光公司網(wǎng)站查看具體信息或致電咨詢。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。