摘要：酸奶攜帶方便且易被人體消化吸收，是大眾生活中常見的營養(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)量問題，并且獲得更長的保質(zhì)期限，所使用的酸奶杯必須擁有較高的阻氧性，一般氧氣透過率越低，阻氧性越好。本文主要介紹了酸奶杯阻氧性的測試方法及原理，詳述了其測試過程等技術(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、氧氣透過率、氧化變質(zhì)、容器氧氣透過率測試、氧氣透過率測試系統(tǒng)

測試意義：

酸奶是向經(jīng)過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)過發(fā)酵后再冷卻灌裝的一種高營養(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)量問題，對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，則需依靠檢測其氧氣透過率此項(xiàng)指標(biāo)，透過率越小，說明阻氧性越高。本文以專業(yè)用于測試容器的氧氣透過率檢測儀器為基礎(chǔ)，詳細(xì)介紹了以PP為材質(zhì)的酸奶杯氧氣透過率的測試過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

檢測方法：

國際上氧氣透過率測試方法分為等壓法與壓差法，其中等壓法采用庫侖電量傳感器吸收透過薄膜的氧氣，并轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)，從而計(jì)算出氧氣透過率，其檢測限低，可精確測試高阻隔材料的氧氣透過率，并且等壓法可突破壓差法因兩側(cè)壓差對塑料容器產(chǎn)生的不可避免的影響，從而可擴(kuò)展測試容器的氧氣透過率。因此，國內(nèi)外測試容器類包裝材料的氧氣透過率時(shí)大多采用等壓法（即庫侖電量傳感器法）測試，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容器造成的影響而研制出可測試低阻隔包裝容器（即對氣體的透過率較高）的氣體阻隔性。

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

1、試驗(yàn)儀器

C230H氧氣透過率測試系統(tǒng)（Labthink蘭光），采用先進(jìn)流體力學(xué)和熱力學(xué)設(shè)計(jì)的測試集成塊技術(shù)，支持同一條件下3個(gè)不同試樣測試，符合平行試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)要求，在保證試樣獨(dú)立測試的基礎(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)，測試腔各自安裝溫濕度傳感器監(jiān)測溫濕度情況，控制測試過程更加精準(zhǔn)?？販胤秶鸀?/span>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率測試范圍為0.01～200 cm³/(m²·day)(標(biāo)準(zhǔn))，還可通過選配包裝件測試裝置，完成容器包裝類產(chǎn)品的氧氣透過率測試，測試范圍為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多種國家和國際標(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率測試，如酸奶杯、可樂瓶、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氧氣透過率測試系統(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中心

試驗(yàn)溫度與濕度：23℃，50%RH

試驗(yàn)方法：等壓法（即庫侖傳感器法）

4. 試驗(yàn)步驟

4.1 試驗(yàn)原理

C230H基于庫侖氧氣分析傳感器和等壓法測試原理，將預(yù)先處理好的試樣夾緊于測試腔之間，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)，氧分子穿過薄膜擴(kuò)散到另一側(cè)中的高純氮?dú)庵?，被流?dòng)的氮?dú)鈹y帶至傳感器，通過對傳感器測量到的氧氣濃度進(jìn)行分析，計(jì)算出氧氣透過率等結(jié)果；對于包裝件而言，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試裝置內(nèi)部，再用密封袋將容器封口裝置托盤以上的部位包扎嚴(yán)密。按照上述方法裝夾其他2個(gè)試樣。

圖3    試樣制樣過程

4.3 檢測過程

C230H自動(dòng)化試驗(yàn)，測試過程簡單：

l  添加蒸餾水，打開系統(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?、試?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率平均值為0.0571 cm³/(pkg·d)。

總結(jié)：

采用Labthink蘭光C230H氧氣透過率測試系統(tǒng)測試塑料材質(zhì)的酸奶杯氧氣透過率時(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率測試。Labthink蘭光一直致力于為全球客戶提供專業(yè)的檢測服務(wù)與設(shè)備，多年來為全球客戶提供了上萬次的阻隔性檢測服務(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。