透氣性對食品包裝的影響及主要測控技術

    眾所周知，氧氣對於食品的品質有著很大的影響，還有一些食品包裝（如碳酸飲料、咖啡等）對 CO₂的透過量也有嚴格的要求，因此控制食品包裝材料的透氣性以及包裝物內部的有機氣體含量也就成了食品包裝的主要任務之一。

1、氣體透過對食品內容物質量的影響

    1、使食品中的油脂發生氧化，這種氧化即使是在低溫條件下也能進行。油脂氧化產生的過氧化物，不但使食品失去食用價值，而且會發生異臭，產生有毒物質。

    2、食品中的大部分細菌由於氧的存在而繁殖生長，造成食品的腐敗變質。

    3、生鮮果蔬在貯運流通過程中如不采取必要保護措施，果蔬會因呼吸作用而 吸收氧放出 CO₂和水，並消耗一部分營養，使得蔬菜、水果出現過熟、發軟、風味變化等情況。

    4、在常溫下，氧化褐變的反應速度比加熱褐變快得多。對於風味食品，如濃縮肉湯及易氧化褐變變色的食品，即使有少量的殘留氧，也能引起褐變，使食品的風味喪失或變質。

    5、碳酸飲料、啤酒、咖啡、果汁等產品除對氧氣敏感外，CO₂也對其品質有很大影響。

2、透氣性測試主要方法介紹

    為了防止上述情況的出現，對食品包裝進行透氣性測試，以確保包裝材料氣體阻隔性能是十分必要的。從測試原理上分，透氣性測試方法可分為壓差法和電量分析傳感器法兩類。

    壓差法測試原理：用待測薄膜將測試腔隔成兩個獨立的空間，向其中一側（高壓室）充入測試氣體，在試樣兩側形成一定的壓差，高壓室的氣體透過薄膜滲透到低壓室，通過測量低壓室的壓力或體積變化就可以得出氣體的滲透率。GB/T1038-2000就是采用了壓差法，相關國際標准，如：ASTM D1434-1998，ISO 15105-1，ISO 2556：2001等也采用壓差法。

    電量分析傳感器法測試原理：用待測薄膜將測試腔隔成兩個獨立的氣流系統，一側為流動的待測氣體（可采用純氧氣或含氧氣的混合氣體，可設定氣體的相對濕度），另一側為流動的氮氣。試樣兩側的壓差相等但氧分壓不同，在濃度差的作用下，通過薄膜的氧氣在氮氣流的載運下送至電量分析傳感器中，從而計算出材料的氧氣透過率。

    壓差法和等壓法的測試原理不同，測試條件不同，試驗結果的單位也不相同（壓差法的單位是cm³/m²·24h·0.1MPa，而等壓法的單位是cm³/m²·d），所以由這兩種測試方法得到的未經校正的原始數據，從理論上說不具備可比性。但通過使用標准膜標定等壓法設備並將校正因子用於正式試驗後，壓差法和等壓法的試驗結果就可以比較了。

    由於膜技術理論的支持，壓差法在透氣性測試中一直作為基礎方法使用，科研檢測機構多采用這種方法。它的突出優點是對於測試氣體沒有選擇性，對不同的測試氣體的通用性非常好。隨著真空規檢測技術的進步、以及真空技術在設備設計上的應用，大大提高了設備的檢測精度以及測試數據的重復性。

    傳感器法是隨著氧探測器技術的不斷成熟而出現的，由於使用的傳感器屬消耗型元件，所以 設備標定所得的校正因子並不是長期有效的，需要根據要求進行周期性設備標定， 而且當傳感器的損耗達到一定程度時必須更換。不同廠商的設備其傳感器的使用壽命會有較大差別， Labthink TOY-C1所采用的氧傳感器在正常使用情況下預期能夠使用12-30個月，算是使用時間較長的了。

3、結論

    氣體對包裝材料的滲透可能會引起食品的變質、腐蝕，對於食品的保質期有很大的影響。國際上現有壓差法和電量分析傳感器法兩種方法來檢測氣體透過性，我國的軟包裝測試行業在透氣性測試領域有著迅速的發展。