沙琪玛包装用塑料复合膜对氧气阻隔性能的测试方法

摘要：包装材料良好的氧气阻隔性能是防止沙琪玛出现霉变、变质的重要保证条件，本文以某品牌沙琪玛包装用塑料复合膜为试验样品，利用Labthink兰光C230氧气透过率测试仪对样品的氧气透过率进行测试，并通过对试验原理、设备参数及适用范围、试验过程等内容的介绍，为企业监控软塑包装材料对氧气的阻隔性能提供参考。

关键词：氧气透过率、氧气阻隔性能、阻氧性、霉变、变质、氧气透过率测试仪、沙琪玛、塑料复合膜

1、意义

沙琪玛是一种常见的特色糕点，以面粉、鸡蛋、糖、果仁等为原料，经油炸而成，营养丰富，油脂成分含量较高，容易滋生微生物，氧化变质。对于沙琪玛易出现的发霉变质问题，除了要从生产工艺进行严格控制（如采取动态消毒技术等在其存储、运输及货架期），以防止菌落总数、大肠杆菌等微生物超标外，包装阻隔性能的高低则是影响微生物是否易生长、繁殖的关键因素之一。这是因为导致沙琪玛发霉的微生物大部分为需氧型，即这些微生物的滋生离不开氧气，通过使沙琪玛处于一种低氧环境中，则可有效抑制微生物的繁殖，防止沙琪玛霉变，另外，这种低氧环境还可以避免沙琪玛中油脂等成分氧化变质。故而，较高的氧气阻隔性能（即阻氧性）是沙琪玛包装应具有的基本性能。

图1 沙琪玛常见包装材料

2、试验依据

软塑包装材料氧气透过率的测试方法主要分为压差法、等压法两种，本次试验采用等压法对样品进行测试，等压法又称为库仑计法，所依据的标准为GB/T 19789-2005《包装材料 塑料薄膜和薄片氧化透过性试验 库仑计检测法》。

3、试验样品

本次试验所测试的样品为某品牌沙琪玛包装用塑料复合膜。

4、试验设备

本文所采用的试验设备为C230氧气透过率测试仪，该设备由济南兰光机电技术有限公司自主研发生产。

图2  C230氧气透过率测试仪

4.1 试验原理

所谓等压法是指试验过程中试样两侧的气体压力始终保持一致的一种方法，试样一侧充填的是载气高纯氮气，另一侧为测试气体高纯氧气，在浓度差的作用下，氧气会通过试样渗透到高纯氮气侧，并被氮气携带至库伦传感器处进行测试分析，从而得到试样的氧气透过率等相关参数。

4.2 设备参数

• 适用于测试薄膜、片材试样，测试面积为7 cm²时，测试范围为0.7 ~ 35000 cm³/(m²·d)，测试面积为50 cm²时，测试范围为0.1 ~ 5000 cm³/(m²·d)，分辨率为0.01 cm³/(m²·d)；容器类试样的测试范围为0.0005 ~ 25 cm³/(pkg·d)。设备的量程宽，氧核心采用电磁防护设计，并具有自维护功能，分辨率高，设备维护间隔长，使用成本低。
• 设备配置了三个测试腔，一次试验可得到三个试样的平均值，提高了设备的测试效率。
• 设备的控温范围为10 ~ 55℃，控温精度为±0.2℃；湿度控制范围0%RH ~ 90%RH，控湿精度为±2%RH。可满足用户不同测试条件的要求。
• 提供标准膜快速校准，保证检测数据的准确性和通用性。

4.3 适用范围

(1) 本设备适用于薄膜、片材、容器等包装件氧气透过率的测试。

• 薄膜类包括各种塑料薄膜、纸塑复合膜、共挤膜、镀铝膜、铝箔、铝塑复合膜等膜状材料。
• 片材类包括各种工程塑料、橡胶等片材，如PP片材、PVC片材、PVDC片材等。
• 容器类包括塑料、橡胶、纸、纸塑复合、玻璃、金属等材料制成的瓶、袋、罐、盒、桶等，如可乐瓶、花生油桶、利乐包装、果冻杯、酸奶杯、金属三片罐、牙膏软管、化妆品塑料包装等。

(2) 本设备可扩展应用于太阳能背板、塑料管材、医药泡罩、隐形眼镜、汽车油箱、电池塑料外壳等多种产品氧气透过性能的测试。

(3) 本设备可满足多项国家和标准，如GB/T 19789、ISO 15105-2、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTM F1307、ASTM F1927、GB/T 31354、JIS K7126-B、YBB 00082003等。

5、试验过程

(1) 测试试样的厚度后，将其放置在干燥器中状态调节48 h。

(2) 用取样器从样品表面裁取试样3片。

(3) 在设备测试腔的周边涂抹一层真空油脂，将试样分别装夹在设备的3个测试腔上，排除试样与测试腔间的气泡，固定透气室盖，确保测试腔的密封性良好。

(4) 设置试样名称、试样厚度、试验温度、试验湿度、试验模式等参数信息，点击试验选项，试验开始。打开气源，调节气源压力，使测试腔内湿度达到设定值。

(5) 试验结束后，设备分别显示3个试样的测试结果。吹扫管路，关闭设备。

6、试验结果

本文中所测试的3个试样的氧气透过率分别为55.31 cm³/(m²·d)、58.07 cm³/(m²·d)、57.65 cm³/(m²·d)，取三个试样的平均值作为样品的氧气透过率则为57.01 cm³/(m²·d)。

7、结论

氧气透过率的高低对沙琪玛保质期内的质量具有重要影响，本文利用C230氧气透过率测试仪测试了某品牌沙琪玛包装用塑料复合膜的氧气透过率，试验操作简单，设备的智能化程度高，试验效率高，试验结果显示试样的氧气透过率的均匀性较好。除了氧气透过率外，沙琪玛包装的重点关注指标还包括热封强度、密封性能、耐油脂性、抗拉伸长与弹性模量、溶剂残留、总迁移量等。济南兰光机电技术有限公司是一家专业从事包装检测设备研发、生产与包装检测服务的高新技术企业，现有设备包括氧气透过率测试仪、水蒸气透过率测试仪、智能电子拉力试验机、摩擦系数仪、密封试验仪、顶空气体分析仪、迁移量及不挥发物测定仪等。愈了解，愈信任！Labthink兰光期待与行业中的企事业单位增进技术沟通与合作！