摘要：蛋白膜是一種綠色環(huán)保的包裝材料，在倡導(dǎo)環(huán)境保護(hù)的形式下，具有廣闊的發(fā)展空間。本文以某小麥蛋白膜樣品為例，利用Labthink蘭光OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)對其氧氣透過率進(jìn)行測試，克服了蛋白膜易碎的特點(diǎn)，并通過對測試原理、設(shè)備參數(shù)及適用范圍、測試過程等內(nèi)容的簡單介紹，為蛋白膜類樣品阻氧性能的測試提供一種切實(shí)可行的方法。

關(guān)鍵詞：氧氣透過率 氧氣透過測試系統(tǒng) 阻氧性能 蛋白膜 溫度 濕度

1、意義

蛋白膜，顧名思義，是以動(dòng)物分離蛋白或植物分離蛋白為主要原料，并加入增塑劑、交聯(lián)劑等添加劑制成，常見的蛋白膜有乳清蛋白膜、小麥面筋蛋白膜、大豆分離蛋白膜、玉米醇溶蛋白膜、花生分離蛋白膜等，根據(jù)蛋白膜的類型及應(yīng)用領(lǐng)域不同，成膜方式包括澆鑄成膜、涂布或噴霧成膜、擠壓成膜等。蛋白膜是一種可食用、可降解的薄膜，用于產(chǎn)品包裝，尤其是食品包裝，可有效解決塑料包裝帶來的食品安全隱患，并減輕塑料包裝廢棄物對環(huán)境造成的負(fù)擔(dān)，因此，蛋白膜材料的應(yīng)用與研發(fā)已成為一大研究熱點(diǎn)，鑒于氧氣是食品出現(xiàn)氧化變質(zhì)、發(fā)霉等質(zhì)量問題的誘因之一，阻氧性能是蛋白膜作為食品包裝不能忽視的重要考究性能。由于自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，蛋白膜通常對濕度比較敏感，所處環(huán)境濕度較低時(shí)，易失水而碎裂，濕度較高時(shí)，則易吸水而粘連，故而在氧氣透過率的測試過程中試驗(yàn)條件的控制尤為重要。

2、檢測樣品

本次測試以某企業(yè)研制的小麥蛋白膜為檢測樣品。

3、檢測依據(jù)

目前，氧氣透過率的測試方法有等壓法、壓差法兩種，為了防止試樣因兩側(cè)所受壓力不等而被破壞，本次檢測采用等壓法，對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 19789-2005《包裝材料 塑料薄膜和薄片氧氣透過性試驗(yàn) 庫倫計(jì)檢測法》。

4、檢測設(shè)備

本次檢測所采用的試驗(yàn)設(shè)備為OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)，該設(shè)備由濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

圖1 OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)

4.1 試驗(yàn)原理

等壓法，又稱為庫侖計(jì)檢測法，前者描述的是試樣兩側(cè)的氣體壓力情況，后者說明了所采用的檢測方法。試驗(yàn)時(shí)，將試樣裝夾于試驗(yàn)氣體腔與測試腔之間，試驗(yàn)氣體腔內(nèi)流動(dòng)的是高純氧氣，測試腔內(nèi)流動(dòng)的載氣為等壓力的高純氮?dú)猓鶕?jù)氣體擴(kuò)散原理，氧氣會(huì)在濃度差的作用下，由試驗(yàn)氣體腔通過試樣滲透到測試腔，并被氮?dú)鈹y帶至庫侖計(jì)傳感器處進(jìn)行氧氣濃度的分析，從而得到試樣的氧氣透過率等參數(shù)。

4.2 設(shè)備參數(shù)

• 薄膜類試樣的測試范圍為0.01~6500cm³/(m²·d)，分辨率為0.001cm³/(m²·d)，容器類試樣的測試范圍為0.0001~60cm³/(pkg·d)，分辨率為0.00001 cm³/(pkg·d)。
• 可同時(shí)測試3個(gè)相同或不同的試樣，系統(tǒng)zui多可支持10臺儀器的并行連接，建立30個(gè)試樣同時(shí)試驗(yàn)的系統(tǒng)。
• 試驗(yàn)溫度控制范圍15~55℃，控溫精度為±0.1℃。
• 試驗(yàn)濕度控制范圍0%RH、35%RH~90%RH，控濕精度為±1%RH。
• 寬范圍、高精度的溫濕度控制范圍，試樣兩側(cè)均可加濕，實(shí)現(xiàn)試樣在不同溫濕度條件下的測試。
• 的壓力補(bǔ)償技術(shù)保證了試驗(yàn)結(jié)果的高精度及可重復(fù)性。
• 可與水蒸氣透過率測試系統(tǒng)搭配，組成混合測試系統(tǒng)，由一臺計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制，實(shí)現(xiàn)氧氣、水蒸氣透過率同時(shí)測試。
• 支持Lystem^TM實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，統(tǒng)一管理試驗(yàn)結(jié)果和試驗(yàn)報(bào)告。
  1. 適用范圍

該設(shè)備適用于多種類型樣品氧氣透過率的測試，包括薄膜類，如各種塑料蓋膜、塑料復(fù)合薄膜、紙塑復(fù)合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁塑復(fù)合膜等膜狀材料；片材類，各種工程塑料、橡膠、建材等片狀材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材等；容器類，各種塑料、橡膠、紙、紙塑復(fù)合、玻璃、金屬等材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶的氧氣透過率測試，如可樂瓶、花生油桶、利樂包裝、真空包裝袋、金屬三罐片、塑料化妝品包裝、牙膏軟管、果凍杯、酸奶杯等。可滿足ISO15105-2、GB/T19789、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTM F1307、ASTM F1927、JIS K7126-2、YBB00082003等多項(xiàng)國家和標(biāo)準(zhǔn)。

5、試驗(yàn)過程

(1) 用取樣器從小麥蛋白膜樣品上裁取試樣3片。將裁取的3片試樣分別裝夾在設(shè)備的3個(gè)滲透池中。

(2) 設(shè)置試驗(yàn)溫度、濕度、試樣名稱、厚度等試驗(yàn)參數(shù)，選擇試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑c(diǎn)擊試驗(yàn)選項(xiàng)，試驗(yàn)開始。為了防止樣品在測試過程中碎裂，本次試驗(yàn)的溫度、濕度分別設(shè)定為23℃、60%RH。調(diào)節(jié)氣體流量，使?jié)B透池內(nèi)的濕度達(dá)到設(shè)定值。

(3) 試驗(yàn)結(jié)束后，設(shè)備自動(dòng)顯示三個(gè)試樣的測試結(jié)果。吹掃管路，關(guān)閉設(shè)備。

6、試驗(yàn)結(jié)果

本次測試的小麥蛋白膜樣品的3個(gè)試樣氧氣透過量分別為7651.3241cm³/(m²·24h)、7670.0569cm³/(m²·24h)、7656.3753cm³/(m²·24h)，該樣品的氧氣透過量取3個(gè)測試結(jié)果的平均值，為7659.2521 cm³/(m²·24h)。

7、結(jié)論

在蛋白膜氧氣透過率的測試過程中，試驗(yàn)條件的控制尤為重要，否則很容易發(fā)生碎裂，導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)一次試驗(yàn)可得到三個(gè)測試結(jié)果，大大提高了試驗(yàn)效率，試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性、穩(wěn)定性好，可以準(zhǔn)確的反映出所測試蛋白膜樣品的透氧性能，通過控制試驗(yàn)條件，試樣在試驗(yàn)過程中未破損。濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司是一家專業(yè)從事包裝檢測設(shè)備生產(chǎn)、研發(fā)與檢測服務(wù)的優(yōu)良企業(yè)，目前已研發(fā)的檢測設(shè)備涵蓋了材料對氧氣、氮?dú)狻⑺魵?、二氧化碳等氣體阻隔性能、拉伸、抗沖擊、抗穿刺、摩擦性能、耐揉搓性能、密封性能、蒸發(fā)殘?jiān)⑷軇埩舻刃阅艿臏y試，可服務(wù)于食品、藥品、化工、日化用品、汽車、包材生產(chǎn)企業(yè)等諸多領(lǐng)域，了解相關(guān)的檢測設(shè)備及檢測服務(wù)，濟(jì)南蘭光咨詢。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與各行業(yè)中的用戶增進(jìn)技術(shù)交流與合作。