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摘要：具有無毒、殺菌、抗氧化的天然植物精油涂膜材料被日漸應(yīng)用于果蔬、生鮮等食品包裝，在保證良好殺菌防腐功效的同時(shí)，其應(yīng)具有良好的氧氣透過性，保證較高的氧氣透過率。本文以某種天然植物精油涂膜為試驗(yàn)樣品，利用Labthink蘭光C230氧氣透過率測試儀對樣品的氧氣透過性進(jìn)行測試，并通過對試驗(yàn)原理、設(shè)備參數(shù)及適用范圍、試驗(yàn)過程等內(nèi)容的介紹，為天然植物精油涂膜工藝提供有力的數(shù)據(jù)參考。

關(guān)鍵詞：天然植物精油涂膜、氧氣透過率、氧氣透過性、殺菌、防腐、氧氣透過率測試儀

 

1、意義

目前，國內(nèi)外食品保鮮方法主要采取低溫冷藏或冷凍、化學(xué)保鮮、氣調(diào)保鮮、輻照保鮮以及特殊涂覆膜保鮮等方式，雖然保鮮*，但是成本高、低效且存在危害食品安全等問題?，F(xiàn)今，一些無毒且具有抑菌、抗氧化性能的天然植物精油，因其在使用過程中不影響食品原有品質(zhì)，在食品保鮮領(lǐng)域中逐漸引起關(guān)注。例如，利用天然植物精油的有效活性成分對果蔬進(jìn)行噴灑、涂覆等處理，可使果蔬長時(shí)間內(nèi)保持新鮮。利用乳化分散手段，使得大蒜精油、丁香精油、肉桂精油等天然植物精油分散在以羧甲基纖維素鈉、殼聚糖等物質(zhì)為載體的水溶液中，所形成的穩(wěn)定、高性能的涂膜保鮮材料開始在果蔬、水產(chǎn)品、禽蛋中廣泛應(yīng)用，為上述食品的儲(chǔ)藏、運(yùn)輸及銷售過程提供了便捷、安全、環(huán)保的保鮮技術(shù)方法。

天然植物精油涂膜保鮮材料在保證殺菌、防腐的基礎(chǔ)上，需要保持較好的氧氣透過性，以確保果蔬等食品具有良好的呼吸作用，防止腐壞。因此，該種薄膜材料的氧氣透過性能需進(jìn)行嚴(yán)格驗(yàn)證，不能因其具有較差的氧氣透過性而損失其殺菌、抗氧化的使用意義。

圖1 天然植物精油涂膜示例圖

2、試驗(yàn)依據(jù)

膜片材料氧氣透過率的測試方法主要分為壓差法、等壓法兩種，鑒于植物精油涂膜材質(zhì)特殊性，本次試驗(yàn)采用等壓法（即庫侖計(jì)法）對樣品進(jìn)行測試，所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 19789-2005《包裝材料 塑料薄膜和薄片氧化透過性試驗(yàn) 庫侖計(jì)檢測法》。

3、試驗(yàn)樣品

本次試驗(yàn)所測試的樣品為某院校研制的某種天然植物精油涂膜材料。

4、試驗(yàn)設(shè)備

本文所采用的試驗(yàn)設(shè)備為C230氧氣透過率測試儀（由濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)）。

圖2  C230氧氣透過率測試儀

4.1 試驗(yàn)原理

等壓法是指試驗(yàn)過程中試樣兩側(cè)的氣體壓力始終保持一致的一種方法，試樣一側(cè)充填的是載氣高純氮?dú)?，另一?cè)為測試氣體高純氧氣，在濃度差的作用下，氧氣會(huì)通過試樣滲透到高純氮?dú)鈧?cè)，并被氮?dú)鈹y帶至庫侖傳感器后進(jìn)行測試分析，從而得到試樣的氧氣透過率等相關(guān)參數(shù)。

4.2 設(shè)備參數(shù)

• 適用于測試薄膜、片材試樣，測試面積為7 cm²時(shí)，測試范圍為0.7 ~ 35000 cm³/(m²·d)；測試面積為50 cm²時(shí)，測試范圍為0.1 ~ 5000 cm³/(m²·d)。
• 容器類試樣的測試范圍為0.0005 ~ 25 cm³/(pkg·d)。
• 設(shè)備的量程寬，氧核心采用電磁防護(hù)設(shè)計(jì)，并具有自維護(hù)功能，分辨率高，設(shè)備維護(hù)間隔長，使用成本低。
• 設(shè)備配置了三個(gè)測試腔，一次試驗(yàn)可得到三個(gè)試樣的平均值，提高了設(shè)備的測試效率。
• 設(shè)備的控溫范圍為10 ~ 55℃，控溫精度為±0.2℃；濕度控制范圍0%RH ~ 90%RH，控濕精度為±2%RH?？蓾M足用戶不同測試條件的要求。
• 提供標(biāo)準(zhǔn)膜快速校準(zhǔn)，保證檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和通用性。

4.3 適用范圍

(1) 本設(shè)備適用于薄膜、片材、容器等包裝材料氧氣透過率的測試。

• 薄膜類包括各種塑料薄膜、涂膜、紙塑復(fù)合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁塑復(fù)合膜等膜狀材料。
• 片材類包括各種工程塑料、橡膠等片材，如PP片材、PVC片材、PVDC片材等。
• 容器類包括塑料、橡膠、紙、紙塑復(fù)合、玻璃、金屬等材料制成的瓶、袋、罐、盒、桶等，如可樂瓶、花生油桶、利樂包裝、果凍杯、酸奶杯、金屬三片罐、牙膏軟管、化妝品塑料包裝等。

(2) 本設(shè)備可擴(kuò)展應(yīng)用于太陽能背板、塑料管材、醫(yī)藥泡罩、隱形眼鏡、汽車油箱、電池塑料外殼等多種產(chǎn)品氧氣透過性的測試。

(3) 本設(shè)備可滿足多項(xiàng)國家和標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T 19789、GB/T 31354、ISO 15105-2、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTM F1307、ASTM F1927、JIS K7126-B、YBB 00082003等。

5、試驗(yàn)過程

(1) 測試試樣的厚度后，將其放置在干燥環(huán)境中狀態(tài)調(diào)節(jié)48 h。

(2) 用取樣器從樣品表面裁取試樣3片。

(3) 在設(shè)備測試腔的周邊涂抹一層真空油脂，將試樣分別放置在設(shè)備的3個(gè)試驗(yàn)腔的試驗(yàn)臺(tái)面上，排除試樣與腔體臺(tái)面間的氣泡，固定透氣室蓋，確保測試腔的密封性良好。

(4) 設(shè)置試樣名稱、試樣厚度、試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)濕度、試驗(yàn)?zāi)Ｊ降仍囼?yàn)參數(shù)信息，點(diǎn)擊試驗(yàn)選項(xiàng)，開始試驗(yàn)。

(5) 試驗(yàn)結(jié)束后，設(shè)備分別顯示3個(gè)試樣的測試結(jié)果。

(6) 用干燥高純氣體吹掃管路，關(guān)閉設(shè)備。

6、試驗(yàn)結(jié)果

本文中所測試的3個(gè)試樣在23℃,0%RH試驗(yàn)條件下的氧氣透過率分別為2331.172 cm³/(m²·24h)、2058.993 cm³/(m²·24h)、2172.308 cm³/(m²·24h)，取三個(gè)試樣的平均值作為樣品的氧氣透過率則為2187.491 cm³/(m²·24h)。

7、結(jié)論

較好的氧氣透過性可以保證天然植物精油涂膜材料在防腐殺菌基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)較好的保鮮作用。本文利用C230氧氣透過率測試儀測試了某種天然植物精油涂膜的氧氣透過率，試驗(yàn)結(jié)果顯示該涂抹擁有較高的氧氣透過率，保證了所包裝的水產(chǎn)品的透氣性能。試驗(yàn)操作便捷，試驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定性及重復(fù)性較好。除了氧氣透過率外，天然植物精油涂膜還需重點(diǎn)關(guān)注的指標(biāo)包括水蒸氣透過性、抗沖擊性能、拉伸性能等。濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司是一家專業(yè)從事包裝檢測設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)與包裝檢測服務(wù)的*企業(yè)，現(xiàn)有設(shè)備包括氧氣透過率測試儀、水蒸氣透過率測試儀、智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)、擺錘沖擊試驗(yàn)儀、摩擦系數(shù)儀、密封試驗(yàn)儀、頂空氣體分析儀、遷移量及不揮發(fā)物測定儀等，了解相關(guān)的檢測設(shè)備及檢測服務(wù)信息。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)溝通與合作！