甜甜圈充氣包裝內部氣體成分的監控方案

　　摘要：甜甜圈作為膨化食品，一般采用充氣包裝，可防止甜甜圈不被氧化、不易壓碎，同時可延長保質期。因此，應加強對甜甜圈包裝內部氣體成分進行重點監控，預防因包裝密封不嚴或包裝材料阻隔性較差引起包裝內部氣體比例變化引起的質量問題。本文利用HGA-02頂空氣體分析儀測試甜甜圈充氮包裝內部氣體成分，并詳述了試驗過程及試驗原理、設備參數等內容，為相關行業用戶提供詳細的技術參考。

　　關鍵詞：膨化食品、甜甜圈、充氮包裝、N₂ 比例、O₂比例、頂空氣體成分、頂空氣體分析儀

1、現狀

　　甜甜圈是用面粉、白砂糖、奶油和雞蛋加工而成的油炸類食品，含有大量蛋白質和油脂，所以，為了保證甜甜圈不易被氧化或壓碎，較多甜甜圈生產企業對包裝內部充入氮氣（N₂），即充氮包裝，依靠N₂這種惰性氣體杜絕包裝內部O₂的存在。如果甜甜圈所使用的包材對N₂、O₂的阻隔性較差，或者甜甜圈包裝密封較差，則包裝內部N₂或O₂的含量易發生變化，從而使充氮包裝無法起到對甜甜圈的保護作用，出現甜甜圈不酥脆、哈喇味等問題。因此充氣包裝內部氣體成分分析是許多甜甜圈生產企業重點關注的問題。

　　針對上述問題，可采用有效的檢測設備對包裝內部頂空氣體成分進行監測，例如頂空氣體分析儀，從而掌握包裝內O₂、N₂的具體比例含量，及時管控甜甜圈成品包裝質量。

圖1  甜甜圈充氮包裝

2、檢測標準

　　目前，國內密封包裝件內部頂空氣體的檢測暫未有針對性的標準方法，但國內外對頂空氣體的檢測儀器品種已較繁多，儀器技術水平及度也較高，因此包裝件內頂空氣體成分的監測應具有一定的普遍性。本文將采用HGA-02頂空氣體分析儀對甜甜圈氣調包裝（鋁塑復合膜）樣品進行O₂與N₂氣體比例含量的檢測。

3、試驗樣品

　　某食品企業生產的甜甜圈成品包裝。

4、試驗設備

　　本文采用的檢測設備為Labthink蘭光自主研發生產的HGA-02頂空氣體分析儀。

圖2  HGA-02頂空氣體分析儀

4.1 測試原理

　　頂空氣體分析常采用傳感器法，將取樣器插入待測包裝物內部，從包裝物內頂空部位采集足夠體積的樣氣。將樣氣注入氣體分析傳感器中，間隔一定的測試時間或者待氣體分析傳感器輸出的氣體濃度值穩定之后記錄試驗數據。每種氣體含量的檢測都需要使用不同的氣體分析傳感器，當檢測樣氣中的O₂含量時需要將樣氣注入O₂分析傳感器，而當檢測樣氣中的CO₂含量時需要將樣氣注入CO₂分析傳感器。

4.2 適用范圍

(1) 本設備適用于密封包裝袋、包裝容器等包裝容器中的O₂和CO₂的含量及其混合比例的測試。

• 密封包裝袋：適用于膨化食品、即食食品、咖啡、奶酪、奶茶、奶粉、面包、豆粉、氣調包裝、藥品等各種包裝袋中的O₂和CO₂的含量及其混合比例的測試。
• 包裝容器：適用于罐裝咖啡、罐裝奶粉、罐裝食品、奶酪、罐頭、利樂包裝、飲料等包裝容器中的O₂和CO₂的含量及其混合比例的測試。

(2) 本設備可擴展測試安瓿瓶、西林瓶頂部氣體O₂和CO₂的含量及其混合比例的測試。

4.3 設備參數

• 測試氣體種類：O₂、CO₂。
• O₂或CO₂測量范圍：0 ~ 100%。
• O₂測量精度：0% ~ 2%，±0.3%（值）；2% ~ 100%，±0.5%（相對值）。
• CO₂測量精度：0% ~ 100%，±0.5%（值）。
• 系統配置中英文雙語操作環境，滿足不同語言用戶的使用。
• 便攜式設計，電源和電池雙供電模式，方便用戶在實驗室或生產現場使用。
• 支持Lystem^TM實驗室數據共享系統，統一管理試驗結果和試驗報告。

5、試驗過程

　　(1) 取無明顯缺陷、泄露現象且密封良好的試樣5個，將密封墊貼到試樣的待測部位。注意要貼牢固，防止漏氣。

　　(2) 打開儀器電源，預熱儀器。

　　(3) 將取樣針頭插入樣品。待試樣放置穩定后，將取樣針頭刺穿密封墊中間部位進入試樣內部，但避免取樣針頭扎到包裝內的物品而導致針頭堵塞或斷裂。

　　(4) 設置試驗參數，如測試時間、氣體采集體積等。

　　(5) 點擊開始試驗后，取樣器自動從試樣內部采集足夠體積的樣品氣體。

　　(6) 樣品氣體將自動經注樣口、管路進入氣體分析傳感器。

　　(7) 間隔一定測試時間或者待氣體分析傳感器輸出的氣體濃度值穩定之后記錄試驗數據。

6、試驗結果

　　5個樣品內部頂空氣體中O₂比例含量的平均值為2.2%，且每一個樣品的測試值與平均值的偏差不超過±10%。對于充氮包裝來說，內部氣體除了O₂外，其余絕大部分為N₂（因N₂為惰性氣體，目前國內外未開發出相應的氣體傳感器），其他氣體比例含量可忽略不計，所以N₂比例含量可由100%減去O₂的比例含量后即可獲取。

7、結論

　　采用HGA-02頂空氣體分析儀可以準確、便捷的測定密封包裝袋、奶粉罐、安瓿瓶等中空包裝容器中O₂和CO₂的含量及其混合比例。適合在生產線、倉庫、實驗室等場合快速、準確的對氣體組分含量和比例做出評價，從而指導生產，保證貨架期。Labthink蘭光一直致力于為客戶提供專業的檢測服務與檢測設備，多年來為客戶提供了數以千計的包裝內部氣體成分的監控方案，為客戶提供可靠的數據支持。了解關于更多包裝阻隔性、機械性能等相關檢測儀器信息，您可以登陸濟南蘭光公司查看或致電濟南蘭光咨詢。Labthink蘭光期待與行業中的企事業單位增進技術交流與合作。