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摘編自《廣東包裝》2012年03月第二期
作者：濟南蘭光機電技術有限公司? 范珺

　　在食品業和包裝業中，貨架期是個十分重要的技術指標，因為它是廠商對流通期內商品質量功效的保證與承諾。具體含義就是：自商品出廠之日起，經過各流通環節到達消費者手中為止，它所能保持質量不變的時間長度?；蛘哒f：一件產品從生產包裝到流通銷售，在規定的環境條件下，維持質量合格與消費安全的時間承諾。顯然，貨架期對于廠商的信譽、對于消費者的健康與安全都至關重要。

　　一、影響產品貨架期的因素
　　產品的貨架期失效，即產品變質。常見產品的變質現象，有吸潮、變干、氧化、二氧化碳含量減少、失去香味、失去營養物質、化學性變質等，消費者購買了變質產品，輕則造成經濟損失，重則危害健康和生命安全。
　　導致產品失效變質，影響產品貨架期的因素眾多，形成機理與相互關系也較為復雜，主要取決于產品本身的品質，包裝尺寸及包裝材料的阻隔性，產品對氧氣、二氧化碳、水分及光照的敏感性，產品流通過程的環境條件，產品質量合格的判別標準等。但在眾多影響因素中，最為直接的要首推空氣和水分的影響。
　　實際保存產品時，環境的溫度和濕度比較容易控制，而且成本不高，但要控制環境中的氣體含量卻很困難?？諝庵械难鯕馐窃斐墒称贰⑺幤?、化妝品等產品貨架期失效的最主要原因之一。氧氣對食品中的營養成分有一定的破壞作用，同時也是大部分細菌生長繁殖的必要條件（細菌繁殖是食品變質的主要原因）。但是當氧氣含量在2％以下，二氧化碳含量在7％以上時，營養物質和細菌均處于冬眠狀態，可有效延長食品的貨架期。氧氣會使某些藥品,如含有低價的鐵鹽、碘化物、亞硝酸鹽、以及不飽和碳鏈等的藥品，發生緩慢氧化，導致藥品產生變色、異臭、分解、變質、失效，有的甚至可能產生毒性。另外，化妝品大都含有油脂成分，油脂中的不飽和鍵很易氧化而引起變質（酸?。?，而氧是造成酸敗的最主要外因。
　　二氧化碳氣體是CAP 包裝和MAP 包裝中的重要氣體成分，它的含量變化與產品貨架期的長短密切相關。某些對二氧化碳敏感的藥品，如氫氧化物、氧化物和鈣鹽類藥品都可以與空氣中的二氧化碳結合，發生化學反應,造成藥品變質失效。對于碳酸飲料而言，包裝內二氧化碳含量的保持更是直接關系到飲料的口味和品質。
　　因此，包裝中氣體的組分和含量是影響食品、藥品、化妝品等產品貨架期最為直接的因素。通過降低包裝內氧氣的含量或控制包裝內氣體成分的比例可有效改善產品保存質量，延長產品貨架期。

　　二、包裝頂空氣體分析與貨架期的關系
　　為延長產品貨架期，阻隔性功能包裝、真空包裝、氣調包裝等材料和技術被廣泛的應用于各種產品的包裝和貯存。但實際包裝內部總是存在一定的氣體，即使是所謂的“真空包裝”也只是盡量降低包裝內的氣體含量而無法達到完全排空的效果；另外，采用阻隔性包裝材料只能給氣體滲入和滲出包裝材料帶來阻礙，并不能消除包裝內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）。因此包裝內部如果含有氧氣或者其它敏感氣體則依舊會給產品的品質帶來影響，并逐步改變包裝內部的氣體構成。即使是MAP 和CAP 包裝，隨著產品存儲時間的延長，氣體構成也會逐步發生變化。而包裝內部的氣體成分自灌裝結束到打開包裝、使用產品之前是很難利用其它技術手段來進行控制和改變的，這樣就對分析產品品質和產品貨架期的有效預算帶來了困難。
　　頂空氣體分析可以有效解決這個問題。氧氣和二氧化碳是頂空氣體分析檢測的重點。通過探針取樣，采集頂空（包裝內部未被產品占據的空間）的氣體成分進行氧氣和二氧化碳氣體含量及混合比例的測定，可以準確地對包裝內氣體組分含量與比例作出評價，從而直觀地分析產品的密封性、包裝內氣體的存在性和有效性，更為產品質量分析、產品貨架期預算提供可靠的數據支持。如今頂空氣體分析已經成為檢驗包裝設計質量的重要手段以及驗證產品貨架期的重要方法之一。

　　三、選擇頂空氣體分析設備的注意事項
　　常見包裝形式有密封包裝袋、瓶裝容器、灌裝容器，包裝內容物的形態也可分為固體、液體、粉末等，在選擇頂空氣體分析設備時，不同的包裝產品選擇的側重點不同：
　　1. 小包裝和真空包裝：包裝體積越小，可采集的頂空氣體量越少，然而頂空氣體分析儀的探測器必須吸收足夠數量的測試氣體才能進行檢測，所以要充分考慮設備的取樣體積。如果使用探針取樣，則探針的內容積以及連接設備的軟管體積也需要被考慮在內。
　　2. 包裝內容物為粉末：在測試奶粉包裝、豆粉包裝或咖啡包裝等粉末類包裝時，要特別注意選用防堵式結構設計，避免粉末試樣對儀器造成堵塞。
　　3.需要測試CO2含量的包裝：當前市面上的頂空氣體分析儀大都能夠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，消費者在選購時要盡可能擴大可測氣體的種類，這是提高貨架期預計準確性的一個有效方法。
　　另外，還要考慮系統響應時間（降低測試誤差，提高測試效率）、傳感器使用壽命、設備攜帶及數據輸出方便性等。當今世面上比較高端產品，如Labthink蘭光的HGA-03頂空氣體分析儀，不僅能同時檢測氧氣和二氧化碳兩種氣體的含量，量程和精度都達到國際一流產品的水平，而且配置的氣體傳感器、專用針頭、密封墊以及過濾器等元器件在使用壽命和性能方面均已達到業界最高水準。在便攜設備中，Labthink蘭光的HGA-02不僅體積小、性能高、便于現場操作，還擁有國際最高水平的小于2mL的采樣量，能夠充分滿足對于小包裝和部分真空包裝的檢測需求。同時，Labthink蘭光最新推出的Lystem?實驗室數據共享系統，可以將各種設備的檢測數據統一存儲和管理起來，方便綜合檢測數據的分析以及歷史數據的統計，進而有效地指導生產。

　　四、總結
　　包裝內的氣體含量及組成直接關系到產品的貨架期壽命。頂空氣體分析檢測可以更加方便、準確、快速地掌控包裝內部氣體成分的變化，成為分析產品品質、貨架期有效性、包裝設計合理性的重要數據支持，是加強產品質量控制必不可少的檢測手段，而實用、可靠的設備更是進行質量控制、保證檢測質量的基礎