果汁飲料瓶對氧氣的阻隔性能的測試

摘要：氧氣是影響食品在貨架期內質量的重要因素，盡量降低食品接觸的氧氣量，是保證食品質量、延長貨架期的有效手段。本文以常見果汁飲料包裝用塑料瓶的氧氣透過量測試過程為例，介紹了容器類包裝阻氧性能的測試方法，并通過對試驗原理、試驗設備OX2/230氧氣透過率測試系統參數、使用范圍及試驗過程等內容的描述，為企業監控容器類包裝材料對氧氣的阻隔性能提供參考。

關鍵詞：氧氣透過量、氧氣透過率、容器包裝、阻氧性能、氧氣透過率測試系統、果汁飲料、塑料瓶

1、意義

民以食為天，食品安全是影響國計民生的大事，隨著一系列食品安全事件的爆發，人們更加關注入口食品的安全性。食品的成分包括蛋白質、脂肪、糖、維生素、礦物質元素等，這些營養物質的特性決定了大部分食品對氧氣、光比較敏感，易氧化變質，并易滋生微生物。食品包裝是將食品孤立于外界環境的一道屏障，對食品具有保護作用，包裝材料對環境中氧氣阻隔性能的高低是影響其對食品保質效果的決定性因素之一，因此，通過對所使用包材阻氧性能的監測，及時了解包裝的氧氣透過率，能夠有效防止食品因包裝氧氣透過量高而出現發霉、酸敗等安全問題。

食品包裝按照包裝形式可以分為包裝袋、包裝容器等，本文以包裝容器的氧氣透過量的測試為例。

圖1 常見的飲料瓶包裝

2、試驗樣品

某品牌果汁飲料包裝用塑料瓶。

3、檢測依據

目前，包裝材料氧氣透過量的測試方法主要包括等壓法(又稱庫侖計法)、壓差法，本文根據等壓法原理，依據GB/T 31354-2014 《包裝件和容器氧氣透過性測試方法 庫侖計檢測法》進行試驗。

4、試驗設備

本文采用OX2/230氧氣透過率測試系統對試驗樣品進行測試，該設備由濟南蘭光機電技術有限公司自主研發生產。

圖2  OX2/230氧氣透過率測試系統

4.1 試驗原理

等壓法原理是指試驗過程中試樣兩側的壓力保持一致，通過庫侖計對滲透的氧氣進行定量測試。對于容器類試樣的測試過程為， 試樣的外側流動高純的氧氣，試樣內側通過進氣管導入高純的氮氣，在濃度差的作用下，氧氣從試樣外側滲透到內側，被氮氣從出氣管引入設備庫侖計處進行定量分析，從而得到容器類試樣的氧氣透過量。

4.2 適用范圍

(1) 本設備適用于容器、塑料薄膜、片材、紙張、紙板及復合材料等包裝的氧氣透過率測試。容器類包括用于塑料、橡膠、紙、紙塑復合、玻璃、金屬等材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶，如可樂瓶、花生油桶、利樂包裝、真空包裝袋、金屬三片罐、塑料化妝品包裝、牙膏軟管、果凍杯、酸奶杯等；薄膜類材料包括各種塑料薄膜、紙塑復合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復合膜等膜狀材料；片材類包括各種工程塑料、橡膠、建材等材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材等。

此外，本設備配置特殊夾具還可以應用于醫藥包裝、汽車油箱、電池塑料外殼、塑料管材、太陽能背板等特殊包裝氧氣透過率測試。

(2) 本設備可滿足多項國家和標準，如GB/T 31354、ISO 15105-2、GB/T 19789、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTM F1307、ASTM F1927、JIS K7126-2、YBB 00082003。

4.3 設備參數

容器測試范圍為0.0001 ~ 60 cm³/(pkg·d)，分辨率為0.00001 cm³/(pkg·d)，薄膜測試范圍為0.01 ~ 6500 cm³/(m²·d) ，分辨率為0.001 cm³/( m²·d)；可同時測試3個或三個不同的試樣；試驗溫度范圍為15℃ ~ 55℃，控溫精度 ±0.1℃；控濕范圍為0%RH、35%RH ~ 90%RH，控溫精度±1%RH；可測試O₂、空氣等氣體；系統zui多可支持10臺儀器并行連接，建立30個試樣同時試驗的系統；可與水蒸氣透過率測試系統搭配，組成混合測試系統，由一臺計算機統一控制，實現氧氣、水蒸氣透過率同時測試的、便捷的試驗方式；支持Lystem^TM實驗室數據共享系統，統一管理試驗結果和試驗報告。

5、試驗過程

(1) 裝夾樣品

用快固膠將果汁飲料瓶樣品的瓶口密封在容器試樣裝夾結構的托盤上，固定好后，將裝夾結構與設備連接。

圖3 試樣密封圖

(2) 設置參數

設置試樣名稱、試驗溫度、濕度等參數，并選擇試驗模式。

(3) 啟動試驗

點擊“試驗”選項，試驗開始，啟動氣源，調節濕度及載氣流量。

(4) 試驗結束

試驗結束后，設備自動顯示測試結果值。

6、試驗結果

本次測試的某品牌果汁飲料包裝用塑料瓶的氧氣透過量為0.1327 cm³/( pkg·d)。

7、結論

高阻隔性包裝材料能夠降低貨架期內果汁接觸到的氧氣量，從而有效的保持果汁飲料的外觀、口感及營養成分，延長保質期。本文利用OX2/230氧氣透過率測試系測試了果汁包裝用塑料瓶的氧氣透過量，設備易于操作，測試精度高，試驗結果的重復性好，能夠準確的反映出所測試樣品對氧氣的阻隔性能。除了氧氣透過量外，還需關注果汁包裝塑料瓶的扭矩、密封性能等指標，以防止出現瓶口不易開啟、果汁泄漏等問題。濟南蘭光機電技術有限公司是一家專業從事包裝檢測設備研發、生產與包裝檢測服務的高新技術企業，目前已有設備包括氣體透過率測試儀、氧氣透過率測試儀、水蒸氣透過率測試儀、旋轉扭矩、密封性能試驗儀等等。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業中的企事業單位增進技術溝通與合作！