乳粉充氮包裝（或氣調包裝）頂空氣（qì）體分析檢測方案

測試（shì）意義：

　　乳（rǔ）粉中蛋白質、脂肪等營養物質含量（liàng）較高，是體質（zhì）虛弱以及嬰幼兒群體日（rì）常攝入的主要物質來源，因此對於如何保證乳（rǔ）粉內部的營養（yǎng）物質不（bú）被破壞以及如何延長乳粉保質期是很多乳粉生產企業麵臨的重要難題。目前，乳粉包裝分為袋裝與罐裝兩（liǎng）類，袋裝乳粉多采用鋁塑複合膜或鍍鋁複合膜材質，而罐裝乳粉基本采用鋁合金罐或馬口鐵罐，上述包裝形式可（kě）以滿足較（jiào）高的阻隔性及良好的密封性。

　　為了進（jìn）一步保證乳粉不易被氧化，較多品牌乳粉企業對包裝內（nèi）部充入氮氣（N₂）或一定比例的二氧化碳（CO₂），即充氮（dàn）包裝或氣調包裝，依靠N₂這種（zhǒng）惰（duò）性氣體杜（dù）絕包裝內部O₂的存在，而充入一定比例的CO₂則是（shì）為了保證內部酸性（xìng）環境從（cóng）而抑製乳粉中嗜氧菌的繁殖。然而，如果（guǒ）乳粉所使用的包材對N₂或CO₂的阻隔性比較差，或者乳粉包裝密封不嚴密（mì），則易改變包（bāo）裝內部N₂或（huò）CO₂的含量，從而使充氮包裝或氣調包裝無法起到對乳粉保護作用。針對（duì）上述問題，我們可以采用有效的檢測設備對包裝內部頂（dǐng）空氣體成分進行監測，例如頂空氣體分析儀，從而掌握包裝內O₂、CO₂以及N₂的具體比例含量，及時管控乳粉成品包（bāo）裝質量。

圖1  乳粉包裝形式

檢測方法（fǎ）：

　　頂空氣（qì）體分析常采用傳感器（qì）法，將從密封（fēng）包裝物內部吸取（qǔ）的一定體（tǐ）積的氣體樣品注入特定氣體分析傳感器中，待一定測試時間後記錄傳感器輸出的特定氣體濃度值。每種氣體含量的（de）檢（jiǎn）測都需要使用不同的氣體分（fèn）析傳感器。

　　目前，國內密封包裝件（jiàn）內部頂空（kōng）氣體的檢（jiǎn）測（cè）暫未有針對性的標（biāo）準（zhǔn）方法，但國內外對頂空氣體的檢測儀（yí）器品種已較繁多，儀器（qì）技術水平及精準度也較（jiào）高，因此包（bāo）裝件內（nèi）頂空氣體成分的監測應具有一定（dìng）的普遍性。我們將采用LabthinkMD传媒视频公（gōng）司自主（zhǔ）研發的HGA-03頂空氣體分析儀對乳粉氣（qì）調包裝（鋁塑複合膜）樣品進（jìn）行O₂與CO₂氣體比例含量的檢測。

1、試驗儀器

　　HGA-03頂空（kōng）氣體分析儀（yí），同時配備O₂和CO₂兩種氣體的分析傳感器，O₂和CO₂測量範圍均（jun1）為0~ 100%，O₂和CO₂測量精（jīng）度分別為（wéi）±0.5%、±2%，所需試樣（yàng）氣體體積（jī）低，自動模式取樣量僅3.6mL，手動模式也低於5 mL。配置自動（dòng）升降樣（yàng）品台實現整個（gè）試樣刺破和分（fèn）析過程完全自（zì）動化，采用防堵式結構設計有效避免粉末狀試樣對儀器造成堵塞。儀器（qì）可根據試樣的高（gāo）度及試驗空間進行自適調節，係統配（pèi）置（zhì）中英文雙語操作環境，滿足不同語言用戶的使（shǐ）用。該儀器可以準確、便捷的測定密封包裝袋、瓶（píng）、罐等中空包裝容器中O₂和CO₂的含量及其混合比例，例如咖啡、奶茶、奶粉、麵（miàn）包（bāo）等食品以及藥品。適合在生產線、倉庫、實驗室（shì）等場合快速、準確的對氣體組分含量和比例做出（chū）評價（jià），從而指導生產，保證貨架期。

圖2  HGA-03頂空氣體分析儀

2. 試樣的製備

　　在（zài）23℃、50%RH的標準環境下，將無明顯缺陷、泄露現象且密封良好的試樣（yàng）置於幹燥器內調節狀態48小時以（yǐ）上。試樣數量5個（gè），取測試平均值作為試驗結果。

3. 試驗條件

　　地點：濟南MD传媒视频包裝安全檢（jiǎn）測中心

　　試驗（yàn）溫度與濕度：23℃，50%RH

　　試（shì）驗方法：氣體傳感（gǎn）器法

4. 試驗步驟

4.1 試驗原理

　　HGA-03頂空氣體分析儀將取樣器插入待測包裝物內部，從包裝物（wù）內（nèi）頂空部位采集足夠體（tǐ）積的樣（yàng）氣。將樣氣注入（rù）氣體分析傳感器中，間隔一定的測試時間或者待氣體分析傳感器輸出的氣體濃度值穩定之後（hòu）記錄試驗數據（jù）。每種氣體含量的檢測都需要使用不同的氣體分析傳感器，當檢測樣（yàng）氣中的O₂含量時需要將樣氣（qì）注入O₂分析傳感器，而當檢（jiǎn）測樣（yàng）氣中（zhōng）的CO₂含量時需要將（jiāng）樣氣注入CO₂分析（xī）傳感器。

4.2 試樣處理

　　將密（mì）封（fēng）墊貼到試樣（yàng）的（de）待測部（bù）位，注意（yì）要貼牢固，防止（zhǐ）漏氣。

圖3  密封墊粘貼示意圖

4.3 檢測過程

　　HGA-03自動采（cǎi）集頂空氣體，儀器采用微電腦控製（zhì）係統（tǒng），可以對試驗數據進行分析、處理、並提供報告輸出功能，所以整（zhěng）個測試過（guò）程方便快捷：

l  打開儀器電源，預熱（rè）儀器。

l  將取樣針頭插入樣品。待試樣放置穩定後，將取樣針頭刺穿密封（fēng）墊中間部位進入試樣內部，但避（bì）免取樣針頭紮到包裝內的物品而導致針頭堵塞或斷裂。

l  設置試驗參數，如測試時間（jiān）、氣體采集體積等。

l  點擊開始試驗後（hòu），取樣器自動從試樣內部采集足夠體積的樣氣。

l  樣氣將自動經注樣口、管路進（jìn）入氣體分析傳感器。

l  間隔一定的測試時間或（huò）者待氣體分析傳感器輸出的氣體濃（nóng）度值穩定之後記錄試驗數據。

l  關閉儀器電源。

　　5個樣品內頂空氣（qì）體中O₂和（hé）CO₂比例含量的（de）算術平均值分別為2.1%、25.7%，每一個試樣（yàng）的測試值與（yǔ）算術平均值的偏差（chà）不超過±10%。對於氣調包裝來說，內部氣體除（chú）了O₂、CO₂，其餘絕大部分為N₂（因N₂為惰性（xìng）氣體，目（mù）前國內外未開發出相應的氣體傳感器），其他氣體（tǐ）比（bǐ）例含量可忽略不計，所以（yǐ）N₂比例含量可由100%減去O₂、CO₂的比例含量後獲取。

總結：

　　采用HGA-03頂空氣體分析儀測試氣調包裝乳（rǔ）粉內頂空氣體成分時，可（kě）獲得精確度與重複性均（jun1）較高的O₂和（hé）CO₂比例含（hán）量，可真實（shí）反映乳粉中氣體環境，有效監（jiān）控有害O₂的成分，保證內部CO₂與N₂的比（bǐ）例可滿足乳粉保質（zhì）期的需要。本試驗采用的檢測設備同（tóng）樣（yàng）適（shì）用於（yú）其他含有一定氣（qì）體的包裝容器中（zhōng）O₂和CO₂的含量及其混合比例的測（cè）定。