摘要：我們常見的奶粉包裝有袋裝、罐裝。袋裝方便攜帶，罐裝的經(jīng)濟(jì)實惠適合家用。無論哪種包裝形式，良好的密封性及包材的高阻隔性都是首要的，因為奶粉的質(zhì)量就是靠其包材的特性來保障的。一般奶粉包裝是無氧或低氧包裝設(shè)計，常配合采用充氮包裝或氣調(diào)包裝，但上述氣體的比例含量如何控制、罐內(nèi)氣體成分是否因罐體泄漏出現(xiàn)變化，就需要采用精密的氣體成分分析儀器及合適的檢測方法進(jìn)行驗證。本文詳細(xì)介紹了金屬罐裝奶粉內(nèi)部頂空氣體成分的檢測方法及原理，以此為相關(guān)行業(yè)用戶提供較為詳細(xì)的技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：奶粉、充氮包裝、GB/T 41682-2022、無氧或低氧環(huán)境、金屬罐、頂空氣體成分、頂空氣體分析儀、N₂與O₂比例、N₂比例、O₂與CO₂比例

1、測試意義：

因奶粉含有大量的蛋白質(zhì)、脂肪等高營養(yǎng)物質(zhì)，所以與O₂、H₂O等氣體長期接觸時會出現(xiàn)緩慢氧化變質(zhì)、結(jié)塊等質(zhì)量問題。生產(chǎn)廠家通常采用高阻隔包裝材料對其進(jìn)行包裝保護(hù)，有些高質(zhì)量要求的廠家甚至搭配三層封口形式進(jìn)行密封，即在罐口進(jìn)行一層錫箔密封后再依次加上金屬蓋、塑料蓋封口，以此保證金屬罐裝的高阻隔性及完好密封性。

為了確保金屬罐內(nèi)的無氧或低氧環(huán)境，生產(chǎn)企業(yè)多采用充氮包裝或氣調(diào)包裝，即將盛有奶粉的罐內(nèi)的空氣抽到預(yù)定的真空度后，再充入純N₂這一種氣體（充氮包裝）或一定比例的N₂、CO₂氣體（氣調(diào)包裝），最后完成罐口密封。充入N₂是為了保證奶粉在此惰性氣體環(huán)境中避免被氧化，而充入的CO₂則是為了抑制奶粉中大多數(shù)需氧菌的生長，并且促進(jìn)奶粉中水分與CO₂反應(yīng)形成液態(tài)碳酸，形成微負(fù)壓，防止?jié)q罐。但是，金屬罐易出現(xiàn)密封不良的問題，會進(jìn)一步導(dǎo)致內(nèi)部氣體泄漏，外部空氣進(jìn)入罐內(nèi)，導(dǎo)致奶粉被氧化或結(jié)塊等變質(zhì)現(xiàn)象。另外，有些生產(chǎn)企業(yè)對罐內(nèi)N₂、CO₂氣體比例的調(diào)節(jié)無法準(zhǔn)確控制，常會出現(xiàn)漲罐或者奶粉在保質(zhì)期內(nèi)色澤發(fā)生變化等問題。因此，需要采取有效的監(jiān)測手段對金屬罐內(nèi)頂空部位的氣體成分進(jìn)行檢測，以便于及時避免內(nèi)在的質(zhì)量問題。本文介紹一種新式的頂空分析儀C650M測試金屬罐裝奶粉中O₂、N₂、CO₂的比例含量，亦為乳制品生產(chǎn)企業(yè)提供乳粉成品包裝質(zhì)量管控的技術(shù)指導(dǎo)。

2、試驗樣品

　　客戶提供某金屬罐奶粉，如圖1。

3、檢測依據(jù)：

本次試驗參考GB/T41682-2022《食品塑料包裝容器中頂空氣體含量的測定 傳感器法》 此標(biāo)準(zhǔn)也是由濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司參與起草。

4、試驗儀器

C650M手持式頂空氣體分析儀，可同時配備O₂和CO₂兩種氣體的分析傳感器。采用防堵式結(jié)構(gòu)設(shè)計有效避免粉末狀試樣對儀器造成堵塞。采用全新手持式設(shè)計，配置全(分隔)球知(分隔)名品牌的高精度傳感器及取氣泵，可以準(zhǔn)確、便捷的測定密封包裝袋、瓶、罐等中空包裝容器中O2含量；同時通過選配CO2傳感器，實現(xiàn)CO2含量測定。適合在生產(chǎn)線、倉庫、實驗室等場合快速、準(zhǔn)確的對氣體中O2、CO2含量做出評價，從而指導(dǎo)生產(chǎn)。

C650M 手持式頂空氣體分析儀

4.1試驗原理

頂空氣體分析采用氣體傳感器法，即從密封包裝物內(nèi)部頂空部位吸取一定體積的氣體樣品，再將其注入某種特定氣體的分析傳感器中，待一定測試時間后記錄傳感器輸出的相應(yīng)氣體濃度值。不同氣體的含量檢測需要使用不同的氣體分析傳感器。

對于氣調(diào)包裝來說，內(nèi)部氣體除了O2、CO2，其余絕大部分為N2（因N2為惰性氣體，目前國內(nèi)外未開發(fā)出相應(yīng)的氣體傳感器），而可能混入的空氣中其他氣體比例含量可忽略不計，所以N2比例含量則為100% — O2% — CO2%。

4.2 適用范圍

（1）包裝袋類：適用于咖啡、奶酪、奶茶、奶粉、面包、豆粉、氣調(diào)包裝、即食食品、藥品等各種非負(fù)壓包裝袋內(nèi)氣體中的O2、CO2（選配）含量的測試。

（2）包裝容器類：適用于罐裝咖啡、罐裝奶粉、罐裝食品、奶酪、罐頭、利樂包裝、飲料等包裝容器內(nèi)氣體中的O2、CO2（選配）含量的測試。

（3）安瓿瓶：適用于安瓿瓶頂部氣體中O2、CO2（選配）含量的測試。需要配套水下取樣裝置。

4.3 儀器參數(shù)

　　傳感器標(biāo)配：氧傳感器（電化學(xué)傳感器），選配二氧化碳傳感器（紅外吸收傳感器）。 O₂和CO₂測量范圍均為0 ~ 100%，O₂和CO₂測量精度分別為±0.2%、±（0.03%+示值5%）。

一鍵式自動校準(zhǔn)功能，方便快捷。

內(nèi)置壓力傳感器，可精確測定試樣內(nèi)部真空袋。

工業(yè)級觸屏，中英雙語操作界面，數(shù)據(jù)自動存儲，配備無線微型打印機(jī)。

5、 試驗步驟

（1） 試樣處理：將密封墊貼到試樣的錫箔膜上，注意要貼牢固，防止漏氣。

（2） 檢測過程

l  打開儀器電源，預(yù)熱儀器。

l  根據(jù)測試要求設(shè)置參數(shù)，用空氣校準(zhǔn)設(shè)備。

l  將取樣針頭刺穿密封墊中間部位進(jìn)入試樣內(nèi)部，但避免取樣針頭扎到包裝內(nèi)的物品而導(dǎo)致針頭堵塞，點擊“test”開始測試。

6、試驗結(jié)果

試樣內(nèi)頂空氣體中O₂比例含量為8.13%。結(jié)果反饋給客戶，由客戶自己評判是否滿意。

7、結(jié)論

C650M手持式頂空氣體分析儀在監(jiān)測奶粉金屬罐內(nèi)氣體成分時，可提供準(zhǔn)確的O₂比例含量，并進(jìn)一步反映出內(nèi)部N₂比例含量，可為企業(yè)控制包裝密封性以及適合的N₂充入提供堅實的技術(shù)指導(dǎo)。本試驗采用的檢測設(shè)備同樣適用于其他含有一定氣體的包裝容器中O₂和CO₂的含量及其混合比例的測定。Labthink蘭光一直致力于為全球客戶提供專業(yè)的檢測服務(wù)與設(shè)備，多年來為全球客戶提供了數(shù)以千計的包裝內(nèi)部氣體成分的監(jiān)控方案，為客戶提供可靠的數(shù)據(jù)支持。了解更多與包裝材料檢測有關(guān)的儀器信息，您可以登陸濟(jì)南蘭光公司網(wǎng)站查看具體信息或直接致電咨詢。Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)交流與合作。