摘编自《广东包装》2012年03月第二期
作者：济南兰光机电技术有限公司  范珺

　　在食品业和包装业中，货架期是个十分重要的技术指标，因为它是厂商对流通期内商品质量功效的保证与承诺。具体含义就是：自商品出厂之日起，经过各流通环节到达消费者手中为止，它所能保持质量不变的时间长度。或者说：一件产品从生产包装到流通销售，在规定的环境条件下，维持质量合格与消费安全的时间承诺。显然，货架期对于厂商的信誉、对于消费者的健康与安全都至关重要。

　　一、影响产品货架期的因素
　　产品的货架期失效，即产品变质。常见产品的变质现象，有吸潮、变干、氧化、二氧化碳含量减少、失去香味、失去营养物质、化学性变质等，消费者购买了变质产品，轻则造成经济损失，重则危害健康和生命安全。
　　导致产品失效变质，影响产品货架期的因素众多，形成机理与相互关系也较为复杂，主要取决于产品本身的品质，包装尺寸及包装材料的阻隔性，产品对氧气、二氧化碳、水分及光照的敏感性，产品流通过程的环境条件，产品质量合格的判别标准等。但在众多影响因素中，最为直接的要首推空气和水分的影响。
　　实际保存产品时，环境的温度和湿度比较容易控制，而且成本不高，但要控制环境中的气体含量却很困难。空气中的氧气是造成食品、药品、化妆品等产品货架期失效的最主要原因之一。氧气对食品中的营养成分有一定的破坏作用，同时也是大部分细菌生长繁殖的必要条件（细菌繁殖是食品变质的主要原因）。但是当氧气含量在2％以下，二氧化碳含量在7％以上时，营养物质和细菌均处于冬眠状态，可有效延长食品的货架期。氧气会使某些药品,如含有低价的铁盐、碘化物、亚硝酸盐、以及不饱和碳链等的药品，发生缓慢氧化，导致药品产生变色、异臭、分解、变质、失效，有的甚至可能产生毒性。另外，化妆品大都含有油脂成分，油脂中的不饱和键很易氧化而引起变质（酸败），而氧是造成酸败的最主要外因。
　　二氧化碳气体是CAP 包装和MAP 包装中的重要气体成分，它的含量变化与产品货架期的长短密切相关。某些对二氧化碳敏感的药品，如氢氧化物、氧化物和钙盐类药品都可以与空气中的二氧化碳结合，发生化学反应,造成药品变质失效。对于碳酸饮料而言，包装内二氧化碳含量的保持更是直接关系到饮料的口味和品质。
　　因此，包装中气体的组分和含量是影响食品、药品、化妆品等产品货架期最为直接的因素。通过降低包装内氧气的含量或控制包装内气体成分的比例可有效改善产品保存质量，延长产品货架期。

　　二、包装顶空气体分析与货架期的关系
　　为延长产品货架期，阻隔性功能包装、真空包装、气调包装等材料和技术被广泛的应用于各种产品的包装和贮存。但实际包装内部总是存在一定的气体，即使是所谓的“真空包装”也只是尽量降低包装内的气体含量而无法达到完全排空的效果；另外，采用阻隔性包装材料只能给气体渗入和渗出包装材料带来阻碍，并不能消除包装内部已有的氧气等气体（不包括在包装中添加除氧技术的情况）。因此包装内部如果含有氧气或者其它敏感气体则依旧会给产品的品质带来影响，并逐步改变包装内部的气体构成。即使是MAP 和CAP 包装，随着产品存储时间的延长，气体构成也会逐步发生变化。而包装内部的气体成分自灌装结束到打开包装、使用产品之前是很难利用其它技术手段来进行控制和改变的，这样就对分析产品品质和产品货架期的有效预算带来了困难。
　　顶空气体分析可以有效解决这个问题。氧气和二氧化碳是顶空气体分析检测的重点。通过探针取样，采集顶空（包装内部未被产品占据的空间）的气体成分进行氧气和二氧化碳气体含量及混合比例的测定，可以准确地对包装内气体组分含量与比例作出评价，从而直观地分析产品的密封性、包装内气体的存在性和有效性，更为产品质量分析、产品货架期预算提供可靠的数据支持。如今顶空气体分析已经成为检验包装设计质量的重要手段以及验证产品货架期的重要方法之一。

　　三、选择顶空气体分析设备的注意事项
　　常见包装形式有密封包装袋、瓶装容器、灌装容器，包装内容物的形态也可分为固体、液体、粉末等，在选择顶空气体分析设备时，不同的包装产品选择的侧重点不同：
　　1. 小包装和真空包装：包装体积越小，可采集的顶空气体量越少，然而顶空气体分析仪的探测器必须吸收足够数量的测试气体才能进行检测，所以要充分考虑设备的取样体积。如果使用探针取样，则探针的内容积以及连接设备的软管体积也需要被考虑在内。
　　2. 包装内容物为粉末：在测试奶粉包装、豆粉包装或咖啡包装等粉末类包装时，要特别注意选用防堵式结构设计，避免粉末试样对仪器造成堵塞。
　　3.需要测试CO2含量的包装：当前市面上的顶空气体分析仪大都能够进行氧气含量的检测，但并非所有的设备都能检测二氧化碳的含量，消费者在选购时要尽可能扩大可测气体的种类，这是提高货架期预计准确性的一个有效方法。
　　另外，还要考虑系统响应时间（降低测试误差，提高测试效率）、传感器使用寿命、设备携带及数据输出方便性等。当今世面上比较高端产品，如Labthink兰光的HGA-03顶空气体分析仪，不仅能同时检测氧气和二氧化碳两种气体的含量，量程和精度都达到国际一流产品的水平，而且配置的气体传感器、专用针头、密封垫以及过滤器等元器件在使用寿命和性能方面均已达到业界最高水准。在便携设备中，Labthink兰光的HGA-02不仅体积小、性能高、便于现场操作，还拥有国际最高水平的小于2mL的采样量，能够充分满足对于小包装和部分真空包装的检测需求。同时，Labthink兰光最新推出的Lystem™实验室数据共享系统，可以将各种设备的检测数据统一存储和管理起来，方便综合检测数据的分析以及历史数据的统计，进而有效地指导生产。

　　四、总结
　　包装内的气体含量及组成直接关系到产品的货架期寿命。顶空气体分析检测可以更加方便、准确、快速地掌控包装内部气体成分的变化，成为分析产品品质、货架期有效性、包装设计合理性的重要数据支持，是加强产品质量控制必不可少的检测手段，而实用、可靠的设备更是进行质量控制、保证检测质量的基础