液態奶包裝用黑白（bái）膜的阻氧性分析

　　隨著人們生活節奏的加快及對飲食需（xū）求的提高，液態奶這種高（gāo）蛋白質含量的食品（pǐn）已（yǐ）越來越受到消費者的青睞，並成為人們飲（yǐn）食結（jié）構中必不可少的一部分。然而在液態奶行業（yè）如火如荼的發展態勢下，一些乳製品質量安（ān）全事件時（shí）有發生，如液態奶在保質（zhì）期內發生（shēng）變質（zhì）等，既影響（xiǎng）了液態奶生（shēng）產廠家的信譽及（jí）產品形象，同時還危害著食用者（zhě）的身體健康。液態奶在保質期內（nèi）變質常表現為苦味、絮狀沉澱^[1]等質量問題，這些問（wèn）題的（de）出現很可能是由包裝（zhuāng）材料的阻氧性差(即氧氣透（tòu）過率高)引起的。因此，氧氣透過率是考查液態奶（nǎi）包裝質量的一個（gè）重要指標。

　　根據消費（fèi）者飲食需求的不同，液態奶的種類越來越多，包裝形（xíng）式（shì）也可謂五花八門（mén），其中黑白膜以其（qí）阻光、成本低、運輸方便、環境衛生（shēng）性好等（děng）優點而在（zài）液態奶包裝市場中占據了相當大的比例^[2]。市麵上常見的液態奶包裝（zhuāng）用黑白膜是通過共擠（jǐ）工藝生產的^[3]，根（gēn）據其氧氣透過率的不同可分為阻隔膜與非阻隔膜兩類。非阻（zǔ）隔膜以三層共擠黑白膜為主，這種黑白膜以聚乙烯為主要原料，並在外層、中間層聚乙烯中添加了一定量的白母料，在內層(熱封層)聚乙烯中添加（jiā）一定量的黑母料；阻隔膜常見的有兩種，一種是在上述三層共擠黑白膜的基礎上，中間層增加了阻隔性材料EVOH，常見的有五（wǔ）層、七層黑白共擠（jǐ）膜，另一種是在上述三層共擠黑白膜的基礎上，在外層塗布或中間層增加阻（zǔ）隔材料PVDC^[2]。這兩類黑白膜在包裝（zhuāng）同種液態奶（nǎi）時，由於其阻隔性的不同，故在液態奶的保質期方麵存在很大差別，如液態奶（nǎi）均采用高溫瞬時殺菌（jun1），若用非阻隔類黑白膜包裝時，保（bǎo）質期為30天左右，而用阻隔類黑白膜包裝時，保質期可達（dá）到90天左右^[4]。

　　目前，常（cháng）見包裝材料的氧氣透過（guò）率測試儀有壓差法和等壓法（fǎ）兩種，其中壓差法氧氣（qì）透過率（lǜ）測試儀（yí）是將被（bèi）測（cè）試樣置於高、低（dī）壓腔（qiāng）之間，對低壓腔抽真空，向（xiàng）高壓腔充入一定壓力的氧氣，通過測試低壓腔內（nèi）壓（yā）力的變（biàn）化，得到試樣的氧氣透過率；而等壓法氣（qì）體透（tòu）過率測試儀（yí）的測試原理則是使氧氣（qì）在試樣的一側流動，氮氣在試樣的另一側（cè）流動，在濃度差的（de）作用下，氧氣（qì）通（tōng）過被測試（shì）樣滲透到氮氣一側，並被（bèi）流動的氮氣攜帶至氧氣傳感器，從而得到試樣的氧氣（qì）透過率^[5]。本研究是利用濟南MD传媒视频機電技術有限公司自主研發的壓差（chà）法氣體滲透儀VAC-V3對市麵上常見（jiàn）的四種液態奶包（bāo）裝用黑白膜的氧氣透過率進行測試，從而得到四種黑白膜的阻（zǔ）隔性。

一、試驗儀器與方（fāng）法

1. 試驗儀器

　　 VAC-V3壓差法氣體滲透儀：濟南MD传媒视频機電技（jì）術有限公司生產，六腔獨立，可同時測試六組相同或不同試樣，控溫範圍為5℃~ 95℃，控濕（shī）範圍為0%RH、10%RH～90%RH、100%RH，氣體透過（guò）量測試範圍為(0.1~ 50000)cm³/m²·24h·0.1MPa，適（shì）用於各種塑料（liào）薄膜、塑料複（fù）合膜（mó）、紙塑複合膜、共擠膜、鍍鋁（lǚ）膜、鋁箔、鋁塑複合膜及各種（zhǒng）工程塑料、橡膠（jiāo）、建材等片材的氣體滲透性測試，測試氣體為（wéi）O₂、N₂、CO₂等。

2. 試驗步驟

2.1 製取試樣

　　挑選市麵上質量水平不一（yī）的四種乳製品企業所用的黑白膜，將四種黑白膜樣品依次編號為樣品1、樣品2、樣品3、樣品4，並置於23℃的環境中，放在幹燥器內調節狀（zhuàng）態48小時。取出四種樣（yàng）品後，分別從每種樣品上裁取直徑（jìng）為97mm的試樣12個。

2.2 標準（zhǔn）條件測試

　　從樣品1的12個試樣（yàng）中隨機選取6個，分別裝夾於VAC-V3壓差法（fǎ）氣體滲透儀的6個試驗腔上，並用試（shì）驗腔夾緊結構夾緊試樣。將試驗條件設（shè）置為（wéi）標準條件，即試驗溫度為23℃，相對濕度為0%RH，開始試驗。

　　按照樣品1的方法，分別測試樣品2、樣（yàng）品3、樣品4在標準條（tiáo）件下的（de）氧氣透過率。

2.3 低（dī）溫條件（jiàn）測試

　　按照2.2中的試驗方法分（fèn）別測試樣（yàng）品1、樣品2、樣品3、樣品（pǐn）4剩餘6個試樣在試驗溫度為5℃、相對濕度為60%RH時的氧氣透過（guò）率。

二、結果與討論

1. 標準條件下試驗結果

　　標準條件下四種（zhǒng）試樣的氧氣通過率測試結果如表1所示。

表1標（biāo）準條件下（xià）的（de）氧氣透過率

　　從表1中的（de）數據可以（yǐ）看出，在標準條件下，四種樣品氧氣透過率的測試數據（jù）重複性好，其氧氣透過率（lǜ）由（yóu）大到小依次是（shì）樣（yàng）品4、樣品1、樣品2、樣品3，因而可判斷四種樣品阻氧性能的優劣程度為樣品3最（zuì）好，其次為樣品2、樣品1、樣品4，其中，樣（yàng）品2、樣品3的氧氣透過率低，屬於阻隔類薄膜，而樣品（pǐn）1、樣品4的氧（yǎng）氣（qì）透過率高（gāo），屬於（yú）非阻（zǔ）隔類薄膜，這種阻隔性差異主要是由黑白膜內是否含有阻隔層引起的（de）。另外，從表1中的數據不（bú）難看出，同類薄膜間的氧氣透過（guò）率也存在差別，即非阻隔類黑（hēi）白（bái）膜樣品1與樣品（pǐn）4、阻隔類黑白膜樣品2與樣品3，而這種（zhǒng）差別的存在主要與黑白膜中起主（zhǔ）要阻隔作用層的材質、厚度不（bú）同等因素有關。

2. 低溫條件下的測試結果

　　用黑白膜包裝的液態奶通常是在低溫下儲存的，且（qiě）儲存環境的濕度較大，為了探究各黑白膜在液態奶儲存溫度下的（de）阻氧性，本研究分（fèn）別測試了四種（zhǒng）黑白膜在溫度（dù）為5℃、相對濕度為60%RH條件下的氧氣透過（guò）率，測試結果如表（biǎo）2所示。

表2低溫條件下的氧氣透過率

　　從表2中的數據可以看出，在5℃、60%RH的（de）測試條件下，四種試樣的氧氣透過率測試數據穩定性好，各樣品阻隔（gé）性能的高低與標準（zhǔn）條件下的測試結果相同，阻隔性（xìng）由高到低依次為樣品3、樣品2、樣品1、樣品4；而與標準條件下的氧氣透過率相比，該試驗條件下四種試樣的（de）氧氣透過率均下降（jiàng），說明四種黑白膜在低溫條件下的阻氧性均提高（gāo）。同種（zhǒng）材質結構的薄膜其阻氧性的高低（dī）是由氧氣在薄膜中的擴散速度決定的，當環境（jìng）溫度降低後，氧（yǎng）氣分子（zǐ）的擴散速度降低，則在宏觀上表現為阻氧性的提高，這就是引起（qǐ）四種黑白（bái）膜樣品在5℃時的阻氧性明顯優於（yú）23℃時的主要原因。

三、結論

　　1. 利用VAC-V3壓差法氣體滲（shèn）透儀測試包裝薄膜（mó）的氣（qì）體透過率時，一次試驗可（kě）得到六個獨立的試驗數（shù）據，在用於測（cè）試高、中、低（dī）阻隔性（xìng）薄膜的氧氣（qì）透過率及（jí）不同溫（wēn）度下薄膜（mó）的氧氣透過率時，均可得到穩定的試驗結果，試驗結（jié）果的相對偏（piān）差均小（xiǎo）於10%，相對平均偏差均低於5%，可真實反應包裝薄膜的阻隔性能。

　　2. 目前市場上（shàng）常見的液態（tài）奶（nǎi）包裝用黑白膜的阻氧性能差異較大，包括（kuò）阻隔類黑白膜與非阻隔類（lèi）黑白膜之間的差（chà）異、阻隔（gé）類黑白（bái）膜之間的差異（yì）、非（fēi）阻隔類黑白膜之（zhī）間的差異，而這種差異是無法用肉眼進行分辨的，因此，在黑白膜的選購過程中及（jí）黑白膜入廠時，應及時測試檢驗其（qí）阻氧性，防（fáng）止因黑白膜的阻氧性與所包裝（zhuāng）液態奶的特性及（jí）保質期等條件不相符（fú），而引起液態（tài）奶在保質期內發（fā）生變質。

　　3. 同一黑白膜在低溫下（xià）的阻氧性能明顯優（yōu）於其在常溫（wēn）下的阻氧性（xìng）能，因此，在液態奶成品（pǐn）包裝的（de）運輸、銷售（shòu）過程中，應嚴格控製液態奶（nǎi）所（suǒ）處環境的溫（wēn）度，防止因環境溫度升高，引起黑（hēi）白膜的阻氧性降低，導（dǎo）致液態奶被（bèi）氧化而（ér）出現“哈（hā）喇”味、絮狀沉（chén）澱等質量問題。

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