食品用塑料包装材料阻隔性检测标准概述

杨婷

（国家食品软包装产品及设备质量监督检验中心（广东））

前 言

近年来随着食品安全事件的不断发生，人们越来越关注食品安全问题。在实际生活中，因塑料包装没有发挥好的防护作用而导致食品腐败变质造成的浪费占有很大比例；同时因使用过期食品导致食品中毒也常见于报刊新闻，除了人为假冒伪劣产品因素外，与包装材料的阻隔防护失效也有很大关系。

塑料薄膜在食品包装领域的应用最为广泛，随着我国塑料包装市场的高速发展，食品塑料薄膜包装材料的阻隔性也越来越受到关注。

塑料薄膜包装的阻隔性，是指包装薄膜对其特定渗透对象由其一侧（通常为高浓度侧）渗透通过到达另一侧（通常为低浓度侧）的阻隔能力。渗透对象多为氧气、水蒸气、空气、有机气体等，因此也称为透氧性、透湿性、透气性等[1]。

阻隔性，是针对对包装材料关于某渗透对象渗透能力的评估，其是考量包装材料的一项重要指标，也是包装材料必须具备的一种基本功能，尤其是食品对包装材料阻隔性的要求更高，这类包装材料需要具有高阻隔性能，以阻止氧气、水蒸气、微生物、酸碱腐蚀性溶剂等物质的渗入，同时起到防污、防潮的特点，维持包装内部环境稳定，保护内容物，从而延长食品的货架期、保质期。

因此，对我国目前食品塑料薄膜包装材料的阻隔性检测标准进行研究，给生产企业和质检单位提供了参考和借鉴，对提高食品塑料薄膜包装材料使用性能具有重要意义。

1.塑料薄膜包装材料阻隔性能检测的国家标准归类

表1 塑料薄膜包装材料阻隔性检测的国家标准归类

2.塑料薄膜包装材料气体透过性不同检测标准的比较

2.1 压差法

压差法适用于不同气体的透过性，常见的包括氧气和二氧化碳。气体透过量是指在恒定温度和单位压力差下，在稳定透过时，单位时间内透过试样单位面积的气体的体积。以标准温度和压力下的体积值表示。气体透过系数是指单位厚度下的气体透过量[2]。

2.2 等压法

由于在等压法中存在载气（如氮气）的逆向渗透，使得它与传统压差法存在着本质上的不同。等压法基本上只适用于进行氧气检测，常见为库仑计法。

库仑计对氧气敏感，其运行特性恒定，用来检测透过的氧气量。氧气透过率是指在试验条件下，在单位时间内透过单位面积试样的氧气数量。氧气透过量是指氧气透过率与试样两侧氧气分压之差的比值。氧气透过常数是指氧气透过量和厚度的乘积[3]。

2.3 透气性相关参数的实际应用

气体（氧气）透过率是单位时间透过单位面积试样的气体的体积，它由材料本身的阻隔性能和材料两边测试气体分压差两个因素决定。气体（氧气）透过率与测试环境和试样个体有关，气体（氧气）透过量只与测试试样自身有关而与环境无关，至于气体透过系数（氧气透过常数）则仅与试样的材质有关，是材料本身的性质。

通常，我们只关注包装材料的气体（氧气）透过量（单位：cm3/ m2·24h·0.1MPa）和气体透过系数（氧气透过常数）。

除去由于标准定义差异带来的影响外，严格来讲气体（氧气）透过率是很少用到的，这与气体（氧气）透过率受测试气体分压差而变化有很大关系，不利于数据比对。

表2 气体透过性不同检测标准的比较

3.塑料薄膜包装材料水蒸气透过性不同检测标准的比较

3.1 称重法

称重法是最常用、最原始、最精确的水蒸气透过性检测方法，也是大多数产品标准引用的测试方法。水蒸气透过量是指在规定的温度、相对湿度，一定的水蒸气压差和一定厚度的条件下，1 m2的试样在24 h内透过的水蒸气量。水蒸气透过系数是指单位时间内，单位水蒸气压差下，透过单位厚度，单位面积试样的水蒸气透过量[4]。

3.2 电解法、红外法、湿度法

这三种方法不同在于检测水蒸气的传感器不同。其中红外法传感器需要借助对应的参考标准膜进行仪器校正。水蒸气透过率是指在特定条件下，单位时间透过单位面积试样的水蒸气量。与称重法中水蒸气透过量的定义是一致的[5-7]。

3.3 透湿性参数的实际应用

由以上水蒸气透过性检测标准可得两个测试参数：水蒸气透过量（率）和水蒸气透过系数。水蒸气透过量只与测试试样自身有关而与环境无关，水蒸气透过系数则仅与试样的材质无关，是材料本身的性质[8]。

总 结

在食品包装设计中，阻隔性是包装材料具有的最重要特性，特别是食品的保质期对包装材料的阻隔性的依存度很大[9]。食品塑料薄膜的阻隔性大致分为气体透过性和水蒸气透过性，其中氧气透过性是最常见的气体阻隔性能，包括压差法和库仑法，水蒸气透过性包括称重法、电解法、红外法、湿度法四种测试方法，以上阻隔性测试方法都有相应的国家检测标准规定。

对检测者而言，不仅要掌握方法原理的不同之处，还要通过掌握不同方法标准所得结果参数的单位和意义，以便于在实际应用中进行准确的数据比对，有助于加强对食品塑料薄膜包装阻隔性的监控。

表3 塑料薄膜包装材料水蒸气透过性不同检测标准的比较

[1]金日光等编著.《高分子物理》（第三版）北京：化学工业出版社2007

[2]GB/T 1038-2000 塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法 压差法[S]

[3]GB/T 19789-2005 包装材料 塑料薄膜和薄片氧气透过性试验 库仑计检测法[S]

[4]GB 1037-1988 塑料薄膜和片材透水蒸汽性试验方法[S]

[5]GB/T 21529-2008 塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定 电解传感器法[S]

[6]GB/T 26253-2010 塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定 红外检测器法[S]

[7]GB/T 30412-2013 塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定 湿度传感器法[S]

[8]王微山，赵江.水蒸气透过率、透过量与透过系数的应用[J].塑料科技 2008(1) ：6～8

[9]江谷.《复合软包装材料与工艺》南京：江苏科学技术出版社2003：334～356