摘要：針對(duì)所測(cè)試的國(guó)內(nèi)外多款品牌薯片包裝內(nèi)O2與CO2的含量及混合比例，分析國(guó)內(nèi)外薯片生產(chǎn)企業(yè)采用普通空氣包裝與充氮包裝的整體形勢(shì)，結(jié)合保質(zhì)期內(nèi)薯片的變質(zhì)情況分析上述兩種包裝形式的優(yōu)劣，為薯片生產(chǎn)企業(yè)在包裝形式選擇及生產(chǎn)質(zhì)量管控方面提供參考，推動(dòng)頂空分析技術(shù)在該行業(yè)監(jiān)管過(guò)程中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：頂空分析,O2與CO2比例含量,普通空氣包裝,充氮包裝,保質(zhì)期
薯片食品通常油脂含量較高，在氧氣濃度較高或光照強(qiáng)烈的環(huán)境中，容易氧化變質(zhì)，產(chǎn)生哈喇味，而且薯片食品的水分含量較低，易吸濕，口感易變差[1]，因此，此類食品一般使用高阻隔的鍍鋁復(fù)合膜作為包裝材料，其具有很好的阻氧性、阻濕性以及遮光性。另外，薯片是易脆食品，因此軟塑包裝中多采用充氣包裝，可有效避免薯片被壓碎。有些品牌的薯片包裝在選用上述材料的基礎(chǔ)上又進(jìn)行了充氮包裝形式，進(jìn)一步保護(hù)油脂成分不被氧化[2-3]。在一定的保質(zhì)期內(nèi)，是否需要充氮包裝以及氮?dú)獾谋壤渴欠窈线m，需要定期測(cè)試各環(huán)節(jié)的成品包裝內(nèi)部氣體成分比例，并結(jié)合薯片指標(biāo)性項(xiàng)目綜合分析，以監(jiān)測(cè)包裝內(nèi)O2、CO2以及N2比例對(duì)薯片質(zhì)量的影響。
包裝內(nèi)無(wú)機(jī)氣體成分的分析可借助頂空分析儀，該設(shè)備利用氣體分析傳感器，可準(zhǔn)確、便捷的測(cè)定多種包裝中O2或（與）CO2的含量及其混合比例。本研究針對(duì)市場(chǎng)上薯片食品在貨架期時(shí)出現(xiàn)的變質(zhì)問(wèn)題，利用濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司研制的HGA-03頂空氣體分析儀對(duì)市售的多款國(guó)內(nèi)外品牌的薯片包裝進(jìn)行了O2與CO2比例含量的分析，綜合分析了包裝形式以及內(nèi)部氣體成分比例對(duì)薯片保質(zhì)期內(nèi)的質(zhì)量影響，可為薯片生產(chǎn)企業(yè)在包裝形式選擇及生產(chǎn)質(zhì)量管控方面提供一定的技術(shù)參考，而且也有助于頂空分析技術(shù)的擴(kuò)展應(yīng)用[4]。
1. 試驗(yàn)
1.1 試驗(yàn)材料
分別選取三款國(guó)內(nèi)品牌以及五款國(guó)外品牌薯片食品的成品包裝，包裝材料均為鍍鋁復(fù)合膜。其中七款為油炸薯片，一款為焙烤薯片。為了保護(hù)品牌信息，薯片名稱均以“國(guó)內(nèi)品牌”或“國(guó)外品牌”后依次編號(hào)代替，每款薯片成品包裝均包含5個(gè)待測(cè)試樣品，分別編號(hào)為樣品1、樣品2、樣品3、樣品4、樣品5。
1.2 試驗(yàn)設(shè)備
HGA-03頂空分析儀：濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司研制，可同時(shí)測(cè)定O2與CO2的含量及其混合比例。O2和CO2氣體測(cè)量范圍均為0 ~ 100%。0 ~ 2%范圍內(nèi)的O2測(cè)量精度為±0.1%，2 ~ 100%范圍內(nèi)的O2測(cè)量精度為±0.5%，0 ~ 100%范圍內(nèi)的CO2測(cè)量精度為±2%?？蓽y(cè)試任意高度及小體積氣體含量的試樣，對(duì)于粉末試樣也設(shè)計(jì)了防堵塞裝置，整個(gè)試樣刺破和分析過(guò)程*自動(dòng)化。適用于膨化食品、奶粉、藥品、氣調(diào)包裝、充氮包裝等各種形式成品包裝袋、罐裝、容器中的O2和CO2的含量及其混合比例的測(cè)試，也適用于醫(yī)藥安瓿瓶頂部氣體含氧、二氧化碳、混合比例氣體的測(cè)試。
1.3 試驗(yàn)步驟
將密封墊貼到已經(jīng)處理的試樣的待測(cè)部位，注意要貼牢固，防止漏氣。再把待測(cè)樣品放置穩(wěn)定，待取樣針頭自動(dòng)刺穿密封墊中間部位進(jìn)入樣品中。刺穿力應(yīng)適當(dāng)，避免取樣針頭扎到包裝內(nèi)的物品。取樣器從包裝內(nèi)部采集足夠體積的樣氣后，取樣針頭從樣品中自動(dòng)抽出，并迅速將抽取的樣氣經(jīng)注樣口全部注入檢測(cè)裝置內(nèi)。樣氣將經(jīng)注樣口、管路進(jìn)入氣體分析傳感器。間隔一定的測(cè)試時(shí)間或者待氣體分析傳感器輸出氣體濃度值穩(wěn)定之后記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
2. 結(jié)果與討論
對(duì)國(guó)內(nèi)外八款薯片品牌的頂空氣體中O2和CO2的比例含量的測(cè)定結(jié)果列于表1及表2中。通過(guò)對(duì)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)，可得出如下結(jié)論：
2.1 普通空氣包裝形式對(duì)薯片質(zhì)量的影響
由表1可以看出，因?yàn)镺2與CO2比例含量與空氣中的比例基本相符，所以三款國(guó)內(nèi)品牌的薯片（油炸型）均采用普通空氣包裝形式，國(guó)外品牌中僅品牌1的薯片（油炸型）采用了普通空氣包裝形式。國(guó)外品牌2的薯片因其為烘焙工藝，不含有油炸用油脂，所以采用了普通空氣包裝形式。上述現(xiàn)象反映了國(guó)內(nèi)薯片生產(chǎn)企業(yè)對(duì)于油炸型薯片的質(zhì)量管控相對(duì)薄弱，出于節(jié)省成本的目的，僅采用鍍鋁復(fù)合膜包裝保護(hù)薯片不被氧化，但是相比同樣保質(zhì)期限的充氮包裝，普通空氣包裝的薯片會(huì)出現(xiàn)在所標(biāo)注的保質(zhì)期內(nèi)發(fā)生氧化變質(zhì)并伴有哈喇味的現(xiàn)象。導(dǎo)致上述質(zhì)量問(wèn)題的原因在于未*干燥的薯片中的油脂會(huì)在一定的內(nèi)部濕度及儲(chǔ)存溫度下，與包裝內(nèi)的O2發(fā)生反應(yīng)，從而發(fā)生油脂酸敗。
表1 普通空氣包裝薯片成品中氣體成分分析
樣品名稱 | 工藝 | 樣品號(hào) | O2含量 （%） | O2含量平均值（%） | CO2含量（%） | CO2含量平均值（%） |
國(guó)內(nèi)品牌1 | 油炸 | 1 | 19.79 | 19.87 | 0.03 | 0.03 |
2 | 19.99 | 0.04 |
3 | 19.68 | 0.03 |
4 | 19.77 | 0.03 |
5 | 20.14 | 0.03 |
國(guó)內(nèi)品牌2 | 油炸 | 1 | 20.06 | 20.47 | 0.03 | 0.03 |
2 | 20.57 | 0.03 |
3 | 20.57 | 0.01 |
4 | 20.57 | 0.03 |
5 | 20.57 | 0.03 |
國(guó)內(nèi)品牌3 | 油炸 | 1 | 20.90 | 20.69 | 0.01 | 0.02 |
2 | 20.71 | 0.01 |
3 | 20.78 | 0.03 |
4 | 20.64 | 0.03 |
5 | 20.43 | 0.04 |
國(guó)外品牌1 | 油炸 | 1 | 20.50 | 20.61 | 0.02 | 0.03 |
2 | 20.50 | 0.03 |
3 | 20.64 | 0.03 |
4 | 20.57 | 0.03 |
5 | 20.82 | 0.03 |
國(guó)外品牌2 | 烘焙 | 1 | 19.82 | 19.98 | 0.02 | 0.02 |
2 | 19.91 | 0.03 |
3 | 20.13 | 0.01 |
4 | 20.11 | 0.03 |
5 | 19.91 | 0.03 |
2.2 充氮包裝中各氣體成分對(duì)薯片質(zhì)量的影響
由表2可以看出，因?yàn)镺2含量低于空氣中正常O2含量，而CO2含量并未有明顯增大的趨勢(shì)，所以三款國(guó)外品牌的油炸型薯片采用了充氮包裝。其中國(guó)外品牌3的薯片包裝的5個(gè)樣品的O2含量均在13%左右，可以排除包裝阻隔性及密封性的干擾，所以該品牌的薯片包裝并未全部充N2，可能是該比例含量N2在保證保質(zhì)期內(nèi)薯片變質(zhì)的概率較小的前提下可以節(jié)省生產(chǎn)成本。國(guó)外品牌4與國(guó)外品牌5的O2含量絕大部分在3%以下，個(gè)別樣品的O2含量與CO2含量表現(xiàn)出異常增大，這應(yīng)該與成品包裝密封不嚴(yán)密或阻隔層局部位置出現(xiàn)缺陷有關(guān)，O2與CO2在貨架期時(shí)緩慢的進(jìn)入包裝內(nèi)部，而N2也有輕微滲透，從而引起內(nèi)部氣體成分中O2與CO2的比例含量發(fā)生變化。所以，充氮包裝的薯片發(fā)生氧化變質(zhì)的概率很低，而發(fā)生氧化變質(zhì)的產(chǎn)品則是由于包裝熱封口漏氣或者包裝中阻隔層損壞導(dǎo)致的空氣滲入。為了產(chǎn)品在較長(zhǎng)的保質(zhì)期內(nèi)不發(fā)生變質(zhì)，建議油炸型薯片應(yīng)采用充氮包裝以置換包裝內(nèi)O2成分，阻止油脂成分在有氧環(huán)境下的化學(xué)變化[5]。
表2 充氮包裝薯片成品的氣體成分分析
樣品名稱 | 工藝 | 樣品號(hào) | O2含量 （%） | O2含量平均值（%） | CO2含量（%） | CO2含量平均值（%） |
國(guó)外品牌3 | 油炸 | 1 | 13.37 | 13.04 | 0.02 | 0.03 |
2 | 12.95 | 0.04 |
3 | 12.88 | 0.04 |
4 | 13.07 | 0.01 |
5 | 12.95 | 0.03 |
國(guó)外品牌4 | 油炸 | 1 | 6.75 | 2.71 | 0.14 | 0.05 |
2 | 0.97 | 0.03 |
3 | 0.85 | 0.01 |
4 | 4.18 | 0.08 |
5 | 0.78 | 0 |
國(guó)外品牌5 | 油炸 | 1 | 2.59 | 3.32 | 0.01 | 0.04 |
2 | 2.52 | 0 |
3 | 3.21 | 0.01 |
4 | 2.17 | 0 |
5 | 6.13 | 0.17 |
3. 結(jié)論
通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外多款品牌的薯片成品包裝中O2與CO2比例含量，發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)品牌油炸型薯片均采用普通空氣包裝代替充氮包裝，而國(guó)外品牌油炸型薯片絕大多數(shù)采用充氮包裝，因此造成了市面上國(guó)內(nèi)品牌薯片在保質(zhì)期時(shí)間以及產(chǎn)品質(zhì)量方面（如氣味、口感、色澤）均低于國(guó)外部分品牌薯片的現(xiàn)象。烘焙型薯片在阻氧性方面要求較低，所以所采用的普通空氣包裝形式不會(huì)影響其食品保質(zhì)期內(nèi)的質(zhì)量。部分國(guó)外品牌薯片中O2與CO2含量異樣，說(shuō)明成品包裝因熱封不嚴(yán)密或阻隔層的性能下降而出現(xiàn)了不同程度的泄露。
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