摘要 酸奶攜(xié)帶(dài)方(fāng)便且易被(bèi)人體消化吸收,是大眾生活中常見的營養食品。但因其含有大量(liàng)脂肪及蛋白質,易被空氣(qì)中的氧氣成分氧(yǎng)化從(cóng)而發生變質現象。所以,為了保證酸奶產品(pǐn)在其保質期內不易發生質量問題,並且(qiě)獲得更長的保質期(qī)限,所使用的酸奶杯必(bì)須擁有較高(gāo)的阻氧(yǎng)性,一般氧氣透過率越低,阻氧性越好。本文(wén)主要介紹了酸奶杯阻(zǔ)氧性的測試方法及(jí)原理,詳述了其測試過程等技術信(xìn)息(xī),為相關(guān)行(háng)業提供堅實(shí)的參考。
關鍵字 酸奶,乳製品,酸奶杯,阻氧性(xìng),阻隔性,氧氣透過率,氧化變質,容(róng)器氧氣透(tòu)過(guò)率測試
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測試意義:

  酸奶(nǎi)是向經過巴氏殺菌的新鮮牛奶內添加特殊品種的有益菌(即發酵劑),經(jīng)過發酵後(hòu)再冷卻灌裝的一(yī)種高營養的乳(rǔ)製品。酸(suān)奶含有大量蛋白質、脂肪、維生素以及有益菌等營養物質,並且易被人體消化吸收。鑒於加工需要及便於(yú)消費(fèi)者食用(yòng),大多酸奶製品采用杯裝,而所使用的酸奶杯絕大多數為塑料類,其材質以PP、PS、PE為主,即常見的白(bái)色塑料杯,但也包括PE/紙/PE複合材質的紙(zhǐ)基酸奶杯。在灌裝酸奶的同時,酸奶杯也需要進行不同方式的滅菌處理,確保酸奶(nǎi)不易被其他有害細菌引(yǐn)起變質。而同樣為了防止酸奶發(fā)生氧化變質的質量問題,對於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(wài)界滲透入內的氧氣而氧化,發生酸奶發黴、漲杯、酸奶呈(chéng)豆腐(fǔ)渣等質量問題。

  塑料酸(suān)奶杯的厚度越厚,或者其所使用的材質的密(mì)度越高(gāo),則酸奶杯的阻隔性就越高,包括(kuò)阻氧性及阻濕性等。而如何監控酸奶杯對外界氧氣的阻隔性,酸奶杯的阻氧(yǎng)性是(shì)否滿(mǎn)足所標注的保質期(qī)的質量需要,則(zé)需依靠檢測(cè)其氧氣透過率此項指標,透過率越小(xiǎo),說明阻氧性越高。本文以專業用於(yú)測試容器的氧氣透過率檢測儀(yí)器為基礎,詳細介紹了以PP為材質的酸奶(nǎi)杯氧氣透過率的測試過程及方(fāng)法原理等信(xìn)息,為酸奶杯生產及使用行業提供有力的技術參考。

酸奶杯對外(wài)界環境中氧氣(qì)的(de)阻(zǔ)隔性的驗證及解決方案
圖1 酸(suān)奶杯示例圖

檢測方法:

  國際上氧氣(qì)透過率測(cè)試方法分為等壓法與壓差法,其中等(děng)壓法采(cǎi)用庫侖電量傳感(gǎn)器吸收透過薄膜的氧氣,並轉化為電流信號,從而計(jì)算出(chū)氧氣透過率,其檢測限低,可(kě)精(jīng)確測試高阻隔材(cái)料的氧氣透過率,並且等壓法可突破壓差法因(yīn)兩側壓差對塑料(liào)容器產生的不可避免的影響,從而可擴展測試容器的氧氣透過率(lǜ)。因此,國內外測試容器類包裝材(cái)料的氧氣透過率時大多采用等壓法(即庫侖電量傳感器法)測試,但近幾年已有相關儀器製造企業逐步解決了壓差法對容(róng)器(qì)造成的影響而研製(zhì)出可測試低阻隔包裝容器(qì)(即對(duì)氣體的透過率(lǜ)較高)的氣體阻隔性。

  國內外等壓法測試容器氧(yǎng)氣(qì)透過率試驗主要遵循ASTM F 1307 《用(yòng)電量傳感器測定幹燥固體包裝件氧傳輸率》的國際標準,暫無相關國內標準。我們將采用Labthink蘭(lán)光(guāng)公司自主研發的(de)OX2/230氧氣透過率(lǜ)測試係統(tǒng)結(jié)合上述標準對PP材質的酸奶杯樣品進行氧氣透過率試驗。

1、試驗儀器

  OX2/230氧氣透(tòu)過率測試(shì)係統,三腔獨立,超高精度,可同時測試三件相同或不同試樣,在保證試樣獨立測試的基礎上,將試驗效率提高了3倍。控溫範圍(wéi)為15℃ ~ 55℃,控濕範圍為0%RH、35%RH~ 90%RH。此係統可測試容器氧氣透過率的範(fàn)圍為0.0001 ~ 60 cm3/(pkg·d),同時該係統還可測(cè)試薄膜氧氣透過(guò)率,測(cè)試範(fàn)圍為(0.01 ~ 6,500)cm3/m2·24h且可擴展至(0.07~ 6,5000) cm3/m2·24h。係(xì)統最多可支持10台儀器並行(háng)連接,建立30個試樣同(tóng)時試驗的(de)高(gāo)效係統。

  該儀器滿足ASTM F1307、ISO 15105-2、GB/T 19789、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTMF1927、JIS K7126-2、YBB 00082003多種國家和國際(jì)標準,可滿足不同(tóng)溫濕度環(huán)境下塑料、橡膠、紙(zhǐ)、紙塑複合、玻璃、金(jīn)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(suān)奶杯、可樂瓶、花生(shēng)油桶(tǒng)、利樂(lè)包(bāo)裝、真空包裝袋(dài)、金屬三片罐、塑料化妝品包裝、牙(yá)膏軟管、果(guǒ)凍杯等。並可(kě)測試各種塑料薄(báo)膜與片材等材料的氧氣阻隔性。

酸奶杯對外(wài)界環(huán)境中氧氣的阻隔性的驗證及解決方案(àn)
a. 合蓋後(hòu)係統的外觀圖

酸奶杯對外界環境(jìng)中氧(yǎng)氣的阻隔性的驗證及(jí)解決方案
b. 帶有容器測試裝置的係(xì)統外觀圖

圖2 OX2/230氧氣透過率(lǜ)測試係統

2. 試樣的製備

  將3個完好的酸奶杯樣品置於實(shí)驗室(shì)23℃、50%RH的環境(jìng)中調節狀態48小時。

3. 試驗條件

地點:濟南(nán)17C.COM包裝安全檢測中心

試驗溫度與濕度:23℃,50%RH

試驗方法:等壓法(即庫侖傳感器法)

4. 試驗步(bù)驟

4.1 試驗原理

  OX2/230采用等壓法測(cè)試(shì)原理,將預先處理好的試樣夾緊於測試腔之間,氧氣或空氣在薄膜的一側流動,高純氮氣在薄膜的另一側流動。氧氣分子穿過薄膜擴散到另一側中的高純氮氣中,被流動的氮(dàn)氣攜帶至傳感器。通過對傳感器(qì)測量到的氧氣濃度進行分析(xī),從而計算出氧氣透過率等參數。對於包裝容(róng)器而(ér)言(yán),高純氮氣在容器內流動(dòng),空氣或高純氧氣包(bāo)圍在容器的外側。

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(shàng);密封完畢後將其裝(zhuāng)夾在容器測(cè)試裝置內(nèi)部,再用密(mì)封袋將容器封口裝(zhuāng)置托盤以上的部位包紮嚴密。按(àn)照上述方法裝夾其他2個試樣。

酸奶杯對外界環境中氧氣(qì)的阻隔性的驗證及解決方案(àn)

酸(suān)奶杯對(duì)外界環境中(zhōng)氧氣的阻隔性的驗證及解決方案
d. 將試樣裝夾到儀器內並密封

圖3 試樣裝夾過程

4.3 檢測(cè)過程

OX2/230自動化試驗,測(cè)試過程簡單:

l  添加蒸餾水,打開係統氣源(yuán),並按要求調節氣源壓力。根據試驗要求,添加適量蒸餾水以達到要求的O2、N2濕度。

l  打開電源、運行軟件。

l  設置試驗溫(wēn)度、試驗參數、啟(qǐ)動試驗。試驗參數包(bāo)括控製參數(試驗模式、試驗循環次數、試驗時間、REZERO循環(huán)次數(shù)等)和試樣參數(類型、麵積、厚度等)。

l  試驗過程中進行濕度、載氣流量調節。

l  試驗結束、數據處理。

l  關(guān)閉氣源和電源。

  本次(cì)試(shì)驗的三個酸奶杯試(shì)樣的氧氣透過率平(píng)均值為(wéi)0.0571 cm3/(pkg·d)。

總結:

  采用Labthink17C.COMOX2/230氧氣(qì)透過率測試係統測試塑料材質(zhì)的酸奶杯氧氣透過率時,可獲得高精度(dù)的阻氧性結(jié)果,準確反映酸奶杯的阻隔性能(néng)。本(běn)試驗采(cǎi)用的檢測設備及檢驗標準同樣適用於其他用途的具有一(yī)定阻隔(gé)性的容器的氧氣透過率測試。


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