楊婷

（國家食品軟包裝產(chǎn)品及設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（廣東））

前 言

近年來隨著食品安全事件的不斷發(fā)生，人們越來越關(guān)注食品安全問題。在實(shí)際生活中，因塑料包裝沒有發(fā)揮好的防護(hù)作用而導(dǎo)致食品腐敗變質(zhì)造成的浪費(fèi)占有很大比例；同時因使用過期食品導(dǎo)致食品中毒也常見于報刊新聞，除了人為假冒偽劣產(chǎn)品因素外，與包裝材料的阻隔防護(hù)失效也有很大關(guān)系。

塑料薄膜在食品包裝領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛，隨著我國塑料包裝市場的高速發(fā)展，食品塑料薄膜包裝材料的阻隔性也越來越受到關(guān)注。

塑料薄膜包裝的阻隔性，是指包裝薄膜對其特定滲透對象由其一側(cè)（通常為高濃度側(cè)）滲透通過到達(dá)另一側(cè)（通常為低濃度側(cè)）的阻隔能力。滲透對象多為氧氣、水蒸氣、空氣、有機(jī)氣體等，因此也稱為透氧性、透濕性、透氣性等[1]。

阻隔性，是針對對包裝材料關(guān)于某滲透對象滲透能力的評估，其是考量包裝材料的一項(xiàng)重要指標(biāo)，也是包裝材料必須具備的一種基本功能，尤其是食品對包裝材料阻隔性的要求更高，這類包裝材料需要具有高阻隔性能，以阻止氧氣、水蒸氣、微生物、酸堿腐蝕性溶劑等物質(zhì)的滲入，同時起到防污、防潮的特點(diǎn)，維持包裝內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定，保護(hù)內(nèi)容物，從而延長食品的貨架期、保質(zhì)期。

因此，對我國目前食品塑料薄膜包裝材料的阻隔性檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，給生產(chǎn)企業(yè)和質(zhì)檢單位提供了參考和借鑒，對提高食品塑料薄膜包裝材料使用性能具有重要意義。

1.塑料薄膜包裝材料阻隔性能檢測的國家標(biāo)準(zhǔn)歸類

表1 塑料薄膜包裝材料阻隔性檢測的國家標(biāo)準(zhǔn)歸類

2.塑料薄膜包裝材料氣體透過性不同檢測標(biāo)準(zhǔn)的比較

2.1 壓差法

壓差法適用于不同氣體的透過性，常見的包括氧氣和二氧化碳。氣體透過量是指在恒定溫度和單位壓力差下，在穩(wěn)定透過時，單位時間內(nèi)透過試樣單位面積的氣體的體積。以標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下的體積值表示。氣體透過系數(shù)是指單位厚度下的氣體透過量[2]。

2.2 等壓法

由于在等壓法中存在載氣（如氮?dú)猓┑哪嫦驖B透，使得它與傳統(tǒng)壓差法存在著本質(zhì)上的不同。等壓法基本上只適用于進(jìn)行氧氣檢測，常見為庫侖計法。

庫侖計對氧氣敏感，其運(yùn)行特性恒定，用來檢測透過的氧氣量。氧氣透過率是指在試驗(yàn)條件下，在單位時間內(nèi)透過單位面積試樣的氧氣數(shù)量。氧氣透過量是指氧氣透過率與試樣兩側(cè)氧氣分壓之差的比值。氧氣透過常數(shù)是指氧氣透過量和厚度的乘積[3]。

2.3 透氣性相關(guān)參數(shù)的實(shí)際應(yīng)用

氣體（氧氣）透過率是單位時間透過單位面積試樣的氣體的體積，它由材料本身的阻隔性能和材料兩邊測試氣體分壓差兩個因素決定。氣體（氧氣）透過率與測試環(huán)境和試樣個體有關(guān)，氣體（氧氣）透過量只與測試試樣自身有關(guān)而與環(huán)境無關(guān)，至于氣體透過系數(shù)（氧氣透過常數(shù)）則僅與試樣的材質(zhì)有關(guān)，是材料本身的性質(zhì)。

通常，我們只關(guān)注包裝材料的氣體（氧氣）透過量（單位：cm3/ m2·24h·0.1MPa）和氣體透過系數(shù)（氧氣透過常數(shù)）。

除去由于標(biāo)準(zhǔn)定義差異帶來的影響外，嚴(yán)格來講氣體（氧氣）透過率是很少用到的，這與氣體（氧氣）透過率受測試氣體分壓差而變化有很大關(guān)系，不利于數(shù)據(jù)比對。

表2 氣體透過性不同檢測標(biāo)準(zhǔn)的比較

3.塑料薄膜包裝材料水蒸氣透過性不同檢測標(biāo)準(zhǔn)的比較

3.1 稱重法

稱重法是最常用、最原始、最精確的水蒸氣透過性檢測方法，也是大多數(shù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)引用的測試方法。水蒸氣透過量是指在規(guī)定的溫度、相對濕度，一定的水蒸氣壓差和一定厚度的條件下，1 m2的試樣在24 h內(nèi)透過的水蒸氣量。水蒸氣透過系數(shù)是指單位時間內(nèi)，單位水蒸氣壓差下，透過單位厚度，單位面積試樣的水蒸氣透過量[4]。

3.2 電解法、紅外法、濕度法

這三種方法不同在于檢測水蒸氣的傳感器不同。其中紅外法傳感器需要借助對應(yīng)的參考標(biāo)準(zhǔn)膜進(jìn)行儀器校正。水蒸氣透過率是指在特定條件下，單位時間透過單位面積試樣的水蒸氣量。與稱重法中水蒸氣透過量的定義是一致的[5-7]。

3.3 透濕性參數(shù)的實(shí)際應(yīng)用

由以上水蒸氣透過性檢測標(biāo)準(zhǔn)可得兩個測試參數(shù)：水蒸氣透過量（率）和水蒸氣透過系數(shù)。水蒸氣透過量只與測試試樣自身有關(guān)而與環(huán)境無關(guān)，水蒸氣透過系數(shù)則僅與試樣的材質(zhì)無關(guān)，是材料本身的性質(zhì)[8]。

總 結(jié)

在食品包裝設(shè)計中，阻隔性是包裝材料具有的最重要特性，特別是食品的保質(zhì)期對包裝材料的阻隔性的依存度很大[9]。食品塑料薄膜的阻隔性大致分為氣體透過性和水蒸氣透過性，其中氧氣透過性是最常見的氣體阻隔性能，包括壓差法和庫侖法，水蒸氣透過性包括稱重法、電解法、紅外法、濕度法四種測試方法，以上阻隔性測試方法都有相應(yīng)的國家檢測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

對檢測者而言，不僅要掌握方法原理的不同之處，還要通過掌握不同方法標(biāo)準(zhǔn)所得結(jié)果參數(shù)的單位和意義，以便于在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)比對，有助于加強(qiáng)對食品塑料薄膜包裝阻隔性的監(jiān)控。

表3 塑料薄膜包裝材料水蒸氣透過性不同檢測標(biāo)準(zhǔn)的比較

[1]金日光等編著.《高分子物理》（第三版）北京：化學(xué)工業(yè)出版社2007

[2]GB/T 1038-2000 塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗(yàn)方法 壓差法[S]

[3]GB/T 19789-2005 包裝材料 塑料薄膜和薄片氧氣透過性試驗(yàn) 庫侖計檢測法[S]

[4]GB 1037-1988 塑料薄膜和片材透水蒸汽性試驗(yàn)方法[S]

[5]GB/T 21529-2008 塑料薄膜和薄片水蒸氣透過率的測定 電解傳感器法[S]

[6]GB/T 26253-2010 塑料薄膜和薄片水蒸氣透過率的測定 紅外檢測器法[S]

[7]GB/T 30412-2013 塑料薄膜和薄片水蒸氣透過率的測定 濕度傳感器法[S]

[8]王微山，趙江.水蒸氣透過率、透過量與透過系數(shù)的應(yīng)用[J].塑料科技 2008(1) ：6～8

[9]江谷.《復(fù)合軟包裝材料與工藝》南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社2003：334～356