頂空氣體分析與質(zhì)量控制

　　氧氣和水蒸氣是影響絕大多數(shù)產(chǎn)品保質(zhì)期的主要因素，研究發(fā)現(xiàn)通過控制包裝內(nèi)氣體成分的比例可有效延長產(chǎn)品保質(zhì)期或改善保存質(zhì)量，這成為阻隔性功能薄膜快速發(fā)展和應用的主要動因。然而值得注意的是包裝內(nèi)填充氣體（MAP和CAP包裝所使用的填充氣體幾乎都不含氧氣）的外逸會轉而引起包裝內(nèi)氧氣比例的增加，加之在灌裝完成時會有少量空氣殘存在包裝中，因此包裝內(nèi)的實際氣體成分會與預想的有所出入。由此會引起哪些問題？又該如何解決這些問題？本文將詳細介紹頂空氣體分析檢測與包裝成品質(zhì)量控制的關系以及頂空氣體分析儀選購中的注意事項。

　　實際包裝內(nèi)部總是存在一定的氣體，例如風味小吃、烘焙食品、肉制品、乳制品、咖啡、果汁、碳酸飲料、藥片、針劑、口服液、香水、洗浴用品等等，即使是所謂的“真空包裝”也只是盡量降低包裝內(nèi)的氣體含量而并不能達到*排除的效果。包裝內(nèi)部的氣體成分自灌裝結束到打開包裝使用產(chǎn)品之前是很難利用其它技術手段來進行控制和改變的，采用阻隔性包裝材料只能給氣體滲入/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的情況）。因此包裝內(nèi)部如果含有氧氣或者其它產(chǎn)品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)部的氣體構成。為了盡量降低特定氣體的含量，MAP和CAP包裝的應用非常廣泛，對延長產(chǎn)品保質(zhì)期起關鍵作用的惰性氣體主要是由性質(zhì)穩(wěn)定的氮氣和二氧化碳構成，但是隨著產(chǎn)品存儲時間的延長，氣體構成也會逐步發(fā)生變化?？梢?，無論采用哪種包裝形式，我們始終難以時刻掌握包裝內(nèi)部的氣體成分，這樣就對分析產(chǎn)品品質(zhì)、保質(zhì)期預計的有效性、包裝設計的合理性帶來了困難。頂空氣體分析——檢測包裝內(nèi)頂部聚集的氣體成分可以有效解決這個問題，如今它已經(jīng)成為檢驗包裝設計質(zhì)量的重要手段以及驗證產(chǎn)品保質(zhì)期的重要方法之一。

　　氧氣和二氧化碳是頂空氣體分析檢測的重點。

　　氧氣不但對食品中的營養(yǎng)成分有一定的破壞作用，例如氧會使食品中的油脂發(fā)生氧化，出現(xiàn)異味，甚至還會產(chǎn)生有毒物質(zhì)，同時氧也是大部分細菌繁殖生長的條件（細菌繁殖是食品變質(zhì)的主要原因），但是當氧氣含量在2％以下，二氧化碳含量在7％以上時，食品和細菌均處于冬眠狀態(tài)，可有效延長食品的保質(zhì)期。許多藥品，如低價的鐵鹽、碘化物、亞硝酸鹽、以及含不飽和碳鏈等類有機藥品，都可以被空氣中的氧緩慢氧化，發(fā)生變色、異臭、分解、變質(zhì)失效，有的還可能產(chǎn)生毒性?；瘖y品大多含有油脂成分，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zui主要外因。

　　二氧化碳氣體是CAP包裝和MAP包裝中的重要氣體成分，它的含量的變化與產(chǎn)品保質(zhì)期的長短密切相關，而且包裝內(nèi)二氧化碳含量的保持更是直接關系碳酸飲料的口味和品質(zhì)。藥品包裝也需要注意二氧化碳的影響，因為某些藥品可與空氣中的二氧化碳結合，造成變質(zhì)失效，如某些氫氧化物、氧化物和鈣鹽類藥品都可以吸收二氧化碳而生成碳酸鹽。

　　當前市面上的頂空氣體分析儀種類繁多，但是要選擇一個實用、可靠的設備還是應該把以下幾方面的因素考慮在內(nèi)：

　　1. 檢測氣體的種類。當前所有的頂空氣體分析儀都能進行氧氣含量的檢測，但并非所有的設備都能檢測二氧化碳的含量。通過氧含量可以分析出產(chǎn)品當前的質(zhì)量情況，但是無法判斷該產(chǎn)品未來的保質(zhì)效果。因此，盡可能擴大可測氣體的種類是提高保質(zhì)期預期準確性的一個有效方法。

　　2. 樣氣的體積。我們知道，隨著包裝小型化趨勢的發(fā)展，越來越多的獨立小包裝層出不窮，相應地包裝內(nèi)氣體體積大大縮小。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行檢測，而且如果使用探針取樣，則探針的內(nèi)容積以及連接設備的軟管體積也需要被考慮在內(nèi)。測試氣體體積需求量大是傳統(tǒng)手持式頂空氣體分析儀的一個主要缺點，但是臺式設備可以通過直接進樣的方式來解決這個問題。

　　3. 系統(tǒng)響應時間。所有的頂空氣體分析儀都采用同樣的方式進行探針刺入處的密封，但是實際上在探針刺入之始周圍細小的泄漏也開始了，泄漏會“污染”包裝內(nèi)的測試氣體，因此系統(tǒng)響應時間的長短對測試效果會有一定的影響。

　　4. 傳感器使用壽命。一般來講，頂空氣體分析儀的氣體傳感器始終處于測試氣體濃度下，受傳感器的測試原理以及氣體含量的影響，傳感器是有使用壽命的，而且無法延長，屆時只能更換傳感器，所以在選擇設備時也應注意傳感器的使用壽命。

　　5. 設備的便攜性以及數(shù)據(jù)輸出的方便性。如今，為了更好地檢測產(chǎn)品的實際質(zhì)量，測試過程很可能不是在實驗室里完成的，則產(chǎn)品的便攜性在這里就體現(xiàn)出來了，便攜性好的設備可以隨檢測人員在倉庫、賣場、運輸途中、甚至是產(chǎn)品使用之前進行檢測，但是便攜性差的設備只能在實驗室中使用，在測試效率上也會有所降低。不過，目前便攜式頂空氣體分析儀多不具備測試結果的即時打印功能，盡管測試數(shù)據(jù)可以保存在設備中，但是如果檢測量很大的話還是容易引起混亂。

　　Labthink推出了HGA-01頂空氣體分析儀，吸取了臺式和便攜式設備的優(yōu)點，并具有很多*的優(yōu)勢。首先，能同時檢測氧氣和二氧化碳兩種氣體的含量，而且量程和精度都達到*產(chǎn)品的水平。其次，具有自動進樣和手動進樣兩種進樣方式，同時進行氧氣和二氧化碳含量的檢測，手動進樣zui小量已經(jīng)到達zui高水平，使得小型包裝的檢測*可以實現(xiàn)。第三，配置針頭、密封墊以及過濾器，同時在抽氣時間和響應時間上也得到了zui大程度的提高，*可以確保測試數(shù)據(jù)的真實有效。第四，配備了zui長壽命的氣體傳感器，可以滿足至少6年的正常使用。第五，盡管HGA-01頂空氣體分析儀的體積比一般便攜式設備要大，但是它具有傳統(tǒng)便攜式設備所不具有的打印功能，而且Labthink為它配備了專業(yè)、便攜的工具箱，使它可以方便地使用于各種環(huán)境中并進行試樣的快速檢測。

　　頂空氣體分析檢測可使我們更加方便、準確、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)、保質(zhì)期有效性、包裝設計合理性的重要數(shù)據(jù)支持，是加強產(chǎn)品質(zhì)量控制*的檢測手段，而實用、可靠的設備更是進行質(zhì)量控制、保證檢測質(zhì)量的基礎。