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摘編自《廣東包裝》2012年03月第二期
作者：濟南蘭光機電技術(shù)有限公司? 范珺

　　在食品業(yè)和包裝業(yè)中，貨架期是個十分重要的技術(shù)指標(biāo)，因為它是廠商對流通期內(nèi)商品質(zhì)量功效的保證與承諾。具體含義就是：自商品出廠之日起，經(jīng)過各流通環(huán)節(jié)到達(dá)消費者手中為止，它所能保持質(zhì)量不變的時間長度?；蛘哒f：一件產(chǎn)品從生產(chǎn)包裝到流通銷售，在規(guī)定的環(huán)境條件下，維持質(zhì)量合格與消費安全的時間承諾。顯然，貨架期對于廠商的信譽、對于消費者的健康與安全都至關(guān)重要。

　　一、影響產(chǎn)品貨架期的因素
　　產(chǎn)品的貨架期失效，即產(chǎn)品變質(zhì)。常見產(chǎn)品的變質(zhì)現(xiàn)象，有吸潮、變干、氧化、二氧化碳含量減少、失去香味、失去營養(yǎng)物質(zhì)、化學(xué)性變質(zhì)等，消費者購買了變質(zhì)產(chǎn)品，輕則造成經(jīng)濟損失，重則危害健康和生命安全。
　　導(dǎo)致產(chǎn)品失效變質(zhì)，影響產(chǎn)品貨架期的因素眾多，形成機理與相互關(guān)系也較為復(fù)雜，主要取決于產(chǎn)品本身的品質(zhì)，包裝尺寸及包裝材料的阻隔性，產(chǎn)品對氧氣、二氧化碳、水分及光照的敏感性，產(chǎn)品流通過程的環(huán)境條件，產(chǎn)品質(zhì)量合格的判別標(biāo)準(zhǔn)等。但在眾多影響因素中，最為直接的要首推空氣和水分的影響。
　　實際保存產(chǎn)品時，環(huán)境的溫度和濕度比較容易控制，而且成本不高，但要控制環(huán)境中的氣體含量卻很困難?？諝庵械难鯕馐窃斐墒称贰⑺幤?、化妝品等產(chǎn)品貨架期失效的最主要原因之一。氧氣對食品中的營養(yǎng)成分有一定的破壞作用，同時也是大部分細(xì)菌生長繁殖的必要條件（細(xì)菌繁殖是食品變質(zhì)的主要原因）。但是當(dāng)氧氣含量在2％以下，二氧化碳含量在7％以上時，營養(yǎng)物質(zhì)和細(xì)菌均處于冬眠狀態(tài)，可有效延長食品的貨架期。氧氣會使某些藥品,如含有低價的鐵鹽、碘化物、亞硝酸鹽、以及不飽和碳鏈等的藥品，發(fā)生緩慢氧化，導(dǎo)致藥品產(chǎn)生變色、異臭、分解、變質(zhì)、失效，有的甚至可能產(chǎn)生毒性。另外，化妝品大都含有油脂成分，油脂中的不飽和鍵很易氧化而引起變質(zhì)（酸敗），而氧是造成酸敗的最主要外因。
　　二氧化碳?xì)怏w是CAP 包裝和MAP 包裝中的重要氣體成分，它的含量變化與產(chǎn)品貨架期的長短密切相關(guān)。某些對二氧化碳敏感的藥品，如氫氧化物、氧化物和鈣鹽類藥品都可以與空氣中的二氧化碳結(jié)合，發(fā)生化學(xué)反應(yīng),造成藥品變質(zhì)失效。對于碳酸飲料而言，包裝內(nèi)二氧化碳含量的保持更是直接關(guān)系到飲料的口味和品質(zhì)。
　　因此，包裝中氣體的組分和含量是影響食品、藥品、化妝品等產(chǎn)品貨架期最為直接的因素。通過降低包裝內(nèi)氧氣的含量或控制包裝內(nèi)氣體成分的比例可有效改善產(chǎn)品保存質(zhì)量，延長產(chǎn)品貨架期。

　　二、包裝頂空氣體分析與貨架期的關(guān)系
　　為延長產(chǎn)品貨架期，阻隔性功能包裝、真空包裝、氣調(diào)包裝等材料和技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于各種產(chǎn)品的包裝和貯存。但實際包裝內(nèi)部總是存在一定的氣體，即使是所謂的“真空包裝”也只是盡量降低包裝內(nèi)的氣體含量而無法達(dá)到完全排空的效果；另外，采用阻隔性包裝材料只能給氣體滲入和滲出包裝材料帶來阻礙，并不能消除包裝內(nèi)部已有的氧氣等氣體（不包括在包裝中添加除氧技術(shù)的情況）。因此包裝內(nèi)部如果含有氧氣或者其它敏感氣體則依舊會給產(chǎn)品的品質(zhì)帶來影響，并逐步改變包裝內(nèi)部的氣體構(gòu)成。即使是MAP 和CAP 包裝，隨著產(chǎn)品存儲時間的延長，氣體構(gòu)成也會逐步發(fā)生變化。而包裝內(nèi)部的氣體成分自灌裝結(jié)束到打開包裝、使用產(chǎn)品之前是很難利用其它技術(shù)手段來進(jìn)行控制和改變的，這樣就對分析產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)品貨架期的有效預(yù)算帶來了困難。
　　頂空氣體分析可以有效解決這個問題。氧氣和二氧化碳是頂空氣體分析檢測的重點。通過探針取樣，采集頂空（包裝內(nèi)部未被產(chǎn)品占據(jù)的空間）的氣體成分進(jìn)行氧氣和二氧化碳?xì)怏w含量及混合比例的測定，可以準(zhǔn)確地對包裝內(nèi)氣體組分含量與比例作出評價，從而直觀地分析產(chǎn)品的密封性、包裝內(nèi)氣體的存在性和有效性，更為產(chǎn)品質(zhì)量分析、產(chǎn)品貨架期預(yù)算提供可靠的數(shù)據(jù)支持。如今頂空氣體分析已經(jīng)成為檢驗包裝設(shè)計質(zhì)量的重要手段以及驗證產(chǎn)品貨架期的重要方法之一。

　　三、選擇頂空氣體分析設(shè)備的注意事項
　　常見包裝形式有密封包裝袋、瓶裝容器、灌裝容器，包裝內(nèi)容物的形態(tài)也可分為固體、液體、粉末等，在選擇頂空氣體分析設(shè)備時，不同的包裝產(chǎn)品選擇的側(cè)重點不同：
　　1. 小包裝和真空包裝：包裝體積越小，可采集的頂空氣體量越少，然而頂空氣體分析儀的探測器必須吸收足夠數(shù)量的測試氣體才能進(jìn)行檢測，所以要充分考慮設(shè)備的取樣體積。如果使用探針取樣，則探針的內(nèi)容積以及連接設(shè)備的軟管體積也需要被考慮在內(nèi)。
　　2. 包裝內(nèi)容物為粉末：在測試奶粉包裝、豆粉包裝或咖啡包裝等粉末類包裝時，要特別注意選用防堵式結(jié)構(gòu)設(shè)計，避免粉末試樣對儀器造成堵塞。
　　3.需要測試CO2含量的包裝：當(dāng)前市面上的頂空氣體分析儀大都能夠進(jìn)行氧氣含量的檢測，但并非所有的設(shè)備都能檢測二氧化碳的含量，消費者在選購時要盡可能擴大可測氣體的種類，這是提高貨架期預(yù)計準(zhǔn)確性的一個有效方法。
　　另外，還要考慮系統(tǒng)響應(yīng)時間（降低測試誤差，提高測試效率）、傳感器使用壽命、設(shè)備攜帶及數(shù)據(jù)輸出方便性等。當(dāng)今世面上比較高端產(chǎn)品，如Labthink蘭光的HGA-03頂空氣體分析儀，不僅能同時檢測氧氣和二氧化碳兩種氣體的含量，量程和精度都達(dá)到國際一流產(chǎn)品的水平，而且配置的氣體傳感器、專用針頭、密封墊以及過濾器等元器件在使用壽命和性能方面均已達(dá)到業(yè)界最高水準(zhǔn)。在便攜設(shè)備中，Labthink蘭光的HGA-02不僅體積小、性能高、便于現(xiàn)場操作，還擁有國際最高水平的小于2mL的采樣量，能夠充分滿足對于小包裝和部分真空包裝的檢測需求。同時，Labthink蘭光最新推出的Lystem?實驗室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，可以將各種設(shè)備的檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲和管理起來，方便綜合檢測數(shù)據(jù)的分析以及歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，進(jìn)而有效地指導(dǎo)生產(chǎn)。

　　四、總結(jié)
　　包裝內(nèi)的氣體含量及組成直接關(guān)系到產(chǎn)品的貨架期壽命。頂空氣體分析檢測可以更加方便、準(zhǔn)確、快速地掌控包裝內(nèi)部氣體成分的變化，成為分析產(chǎn)品品質(zhì)、貨架期有效性、包裝設(shè)計合理性的重要數(shù)據(jù)支持，是加強產(chǎn)品質(zhì)量控制必不可少的檢測手段，而實用、可靠的設(shè)備更是進(jìn)行質(zhì)量控制、保證檢測質(zhì)量的基礎(chǔ)