真空包裝的氣體殘留一直是困擾 相關(guān)企業(yè)的包裝難題。對于尚未出廠的真空包裝產(chǎn)品，可以通過文中所介紹的壓差法和液位分析相結(jié)合的方法進(jìn)行無損檢測和控制，效果顯著。但對于儲藏 和銷售環(huán)節(jié)的真空包裝產(chǎn)品來說，“松包”問題的影響更為嚴(yán)重，建議相關(guān)企業(yè)從真空包裝材料、內(nèi)容物及其加工過程綜合分析，方能從根本上解決“松包”問題。
在現(xiàn)代生活中，各種類型的真空包裝遍及食品、藥品、精密電子等諸多領(lǐng)域，成為日常包裝的重要組成部分。真空包裝是指將產(chǎn)品置入氣密性包裝中， 將其中空氣抽出后密封，使袋內(nèi)處于高度減壓狀態(tài)的一種包裝形式。此類包裝內(nèi)部為低氧環(huán)境，一方面能抑制大部分好氧微生物如霉菌、酵母菌的生長繁殖，延緩腐敗進(jìn)程，另一方面可以有效防止食品等內(nèi)容物的氧化變質(zhì)，延長產(chǎn)品的貨架期。
—、真空包裝氣體殘留量的影響
根據(jù)真空包裝的原理可知，真空包裝的保質(zhì)效果在很大程度上取決于包裝抽真空的效果，換言之，即包裝內(nèi)殘余氣體含量的多少。氣體的殘留量越少， 意味著殘氧量越少，對于內(nèi)容物，尤其是食品的保質(zhì)更為有利。
對于真空包裝中氣體含量的驗(yàn)證方法，目前國內(nèi)并沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。筆者所在的蘭光包裝安全檢測中心根據(jù)波義耳定律“在定量定溫下，理想氣體的體積與氣體的壓強(qiáng)成反比”，提出了一 種采用壓差法與液位分析技術(shù)相結(jié)合的原理進(jìn)行測試的檢測方法，具體步驟如下：利用RGT-01真空包裝殘氧儀，首先將其真空室內(nèi)腔注滿水，蓋上密封板， 然后在計(jì)量筒內(nèi)緩慢的注水至指定的區(qū)域，蓋好上蓋，壓緊密封板，同時(shí)對試驗(yàn)腔進(jìn)行抽真空至試樣膨脹，后通過液位分析及相關(guān)計(jì)算，得出包裝袋內(nèi)殘余的氣體量和殘氧量。筆者從超市隨機(jī)購買了4種真空包裝產(chǎn)品，利用此法進(jìn)行了測試，獲得了如表1的結(jié)果。通過觀察可以發(fā)現(xiàn)，試樣經(jīng)過測試后并無破損， 而且這種無損測試方法測得的數(shù)據(jù)能直觀反映出真空包裝內(nèi)的氣體含量值，對于相關(guān)生產(chǎn)和包裝企業(yè)來說，對包裝工藝和保質(zhì)期研宄具有很強(qiáng)的參考性，因而該方法值得推廣。
上述方法雖然能有效的對出廠前的真空包裝產(chǎn)品氣體殘留量進(jìn)行監(jiān)控和控制，但仍有不少食品加工企業(yè)發(fā)現(xiàn)，在儲藏和銷售過程中，常有真空包裝“松包”現(xiàn)象發(fā)生，嚴(yán)重影響食品在貨架期內(nèi)的保質(zhì)效果。“松包”現(xiàn)象，歸根結(jié)底是由于真空包裝內(nèi)部的氣體增多導(dǎo)致，接下來筆者以真空食品包裝為例， 從包裝材料和內(nèi)容物方面詳細(xì)分析致使包裝內(nèi)氣體增多的原因。
真空包裝機(jī)
二、真空包裝“松包”的原因分析
(—)真空包裝材料的影響
真空包裝封包后，理想的狀態(tài)是維持絕對的密封，以保證袋內(nèi)的真空狀態(tài)。但從包裝材料自身而言，這種理想狀態(tài)是不可能存在的，因?yàn)闊o論何種材質(zhì)，都具有一定的氣體滲透性。眾所周知，世間宏觀物質(zhì)都是由大量的、始終處于無規(guī)則熱運(yùn)動的微觀粒子如分子、 原子構(gòu)成。當(dāng)物質(zhì)中粒子數(shù)密度不均時(shí)，分子的熱運(yùn)動促使粒子從密度高的地方遷移至密度低的地方，如此就形成了擴(kuò)散，而擴(kuò)散正是氣體滲透的根本。就真空包裝而言，其包材的內(nèi)外兩側(cè)，氣體粒子數(shù)密度極為不均，在較大的壓差作用下，外側(cè)（高密度側(cè)）的氣體分子吸附、溶解入包材內(nèi)部，經(jīng)過擴(kuò)散， 繼而從內(nèi)側(cè)（低密度側(cè)）析出，這一過程即為氣體滲透。由于分子的熱運(yùn)動是永不停息的，因此氣體對于真空包裝材 料的滲透也是無時(shí)無刻不在進(jìn)行。
一般來說，氣體的滲透性對于食品品質(zhì)的影響取決于兩個(gè)方面的相互作用：氣體對不同材質(zhì)包材的滲透性能差異和食品的儲藏時(shí)間。后者易于理解，儲藏時(shí)間越長，真空包裝內(nèi)滲入的氣體積累量越多，但是否會對內(nèi)容物品質(zhì)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)影響則與包材的氣體滲透性能差異有很大關(guān)系。包材的氣體滲透性是由其自身的性質(zhì)決定的：（1)材料分子鏈的極性。極性分子的相互引力大，內(nèi)聚能密度高，阻隔性好，擴(kuò)散系數(shù)低。聚乙烯屬于非極性材料，尼龍、PVF屬于極性材料，而PVDF為強(qiáng)極性材料；（2) 材料分子鏈的剛性和側(cè)基。分子鏈剛性大、主鏈不靈活的材料氣體透過率較低。分子鏈側(cè)基不對稱，材料自由空間大，透過率就相對較高；（3)材料的結(jié)晶度。結(jié)晶度高，分子鏈排列愈緊密， 氣體透過結(jié)晶性物質(zhì)比透過無定物質(zhì)需要更多的擴(kuò)散活化能，因而阻隔性更好。（4)材料的密度。與結(jié)晶度相似， 材料密度高、阻隔性好、滲透率低。(5)材料取向度。通過改變材料的拉伸取向可顯著降低氣體透過率，特別對結(jié) 晶材料，取向可使晶體按一定方向重新排列起來，還可以促進(jìn)結(jié)晶，使得滲透分子需經(jīng)過更為曲折的路徑才能透過材料。
筆者借助蘭光包裝安全檢測中心的 VAC-V2氣體滲透儀對三種厚度基本相同的包材PA/AL/CPP、PE、PET/VMPET/CPP 進(jìn)行了氣體透過率測試，測試結(jié)果如表2。通過對比可見PE材料的氣體滲透性強(qiáng)，而添加了鋁箔層或鍍鋁膜層的復(fù)合膜的氣體滲透率降低了99.96%，阻隔性大大提升。若采用2#或3#材料的真空包裝，在包裝無泄漏的前提下，同樣時(shí)間內(nèi)氣體的滲入量遠(yuǎn)低于采用1#包材的真 空包裝，因而基本上不會因氣體滲透性這一原因造成松包現(xiàn)象的發(fā)生。
氣體滲透性是用來評價(jià)微量氣體對 包材的滲透，相對于氣體滲透性立足于 微觀評價(jià)，密封性則是用于評定大量氣 體的泄漏。若真空包裝具有以下表現(xiàn)：
(1)發(fā)生松包的時(shí)間距出廠時(shí)間較短；
(2)包裝表面存明顯或不明顯的微孔， 即泄漏點(diǎn)。
那么，基本上可以判定真空包裝整體密封性的問題是導(dǎo)致松包的主要原因。解決這一問題的根本是明確泄漏點(diǎn)的位置和致孔原因，進(jìn)而針對性的實(shí)施解決方案。對于肉眼可見微孔，基本沒有判定難度。對于細(xì)微的針孔，則需要借助相關(guān)儀器確定泄漏點(diǎn)。筆者借助蘭光包裝安全檢測中心的RGT-01真空包裝殘氧儀，采用負(fù)壓的方法對幾個(gè)發(fā)生松包的真空包裝做了密封性測試，觀察到其中一個(gè)試樣的封口處有成串的小氣泡冒出，由此可以判定該試樣包裝的泄漏點(diǎn)位于封口部位。
對于因真空包裝的密封性較差導(dǎo)致 的松包問題，其解決方案與泄漏部位有著很大的關(guān)系。上述試驗(yàn)中泄漏試樣的泄漏部位位于封口，宄其原因主要有以 下兩方面因素：（1)封口強(qiáng)度沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，可能熱封的溫度不夠、時(shí)間太短、壓力較小；（2)亦可能熱封前封口被污染導(dǎo)致。一方面需要在熱封前保證 封口部位的干凈平整，另一方面適當(dāng)調(diào)整熱封參數(shù)，增強(qiáng)封口處的熱封強(qiáng)度使之達(dá)到理想狀態(tài)。
除了封口部位外，真空包裝的袋體部位也是泄漏的多發(fā)部位之一，尤其是包裝形狀不規(guī)則，有較尖銳棱角的食物。包裝抽真空后，在食物的凸起棱角部位包裝材料發(fā)生拉伸變形，緊密貼合在食物表面形成褶皺尖角。拉伸性能不佳的包材極易出現(xiàn)細(xì)微的針孔，后期的運(yùn)輸、搬卸、碰撞、摩擦則會使針孔面積擴(kuò)大，泄漏更為嚴(yán)重。對于這一問題，首先需要選擇具有優(yōu)異的拉伸性能的包材，其次適當(dāng)?shù)脑黾影牡暮穸饶?提升包裝整體抵抗外力的能力，第三， 也是有效的，加強(qiáng)日常對包材耐穿刺性能的檢測，確立相關(guān)質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)。
(二）內(nèi)容物及其加工過程的影響。
排除包裝材料的原因，內(nèi)容物本 身也具有產(chǎn)氣的可能性。一種是食品內(nèi)部組織質(zhì)密性差，例如香腸、臘肉類， 存在空心的地方，抽真空并沒有將空心 處的氣體完全抽出。待真空食品儲藏一段時(shí)間后，氣體慢慢釋放出來，形成了松包的狀態(tài)。另一種可能是內(nèi)容物本身的微生物作用，對于真空食品來說影響較大。真空環(huán)境和包裝材料的高阻氧性 雖能抑制大部分致腐細(xì)菌的生長繁殖， 但對厭氧菌或兼性厭氧菌無效。若真空包裝食品后的滅菌工序不徹底，則會有微生物殘留，諸如芽孢桿菌、酵母菌等厭氧或兼性厭氧菌種，這些菌種生長繁殖過程中易產(chǎn)生氣體，因此也會造成真空包裝松包的現(xiàn)象。佳的解決辦法采用合理的滅菌方式進(jìn)行盡可能徹底殺菌，杜絕微生物隱患。
三、總結(jié)
真空包裝的氣體殘留一直是困擾相關(guān)企業(yè)的包裝難題。對于尚未出廠的 真空包裝產(chǎn)品，可以通過文中所介紹的壓差法和液位分析相結(jié)合的方法進(jìn)行無損檢測和控制，效果顯著。但對于儲藏 和銷售環(huán)節(jié)的真空包裝產(chǎn)品來說，“松包”問題的影響更為嚴(yán)重，建議相關(guān)企業(yè)從真空包裝材料、內(nèi)容物及其加工過程綜合分析，方能從根本上解決“松包”問題。