IEC 63169:2020《家用和类似用途制冷器具 食品保鲜》国际标准解读

胡志强 吴晓丽 李丽艳

（中国家用电器研究院，北京 100037）

食品是人类生存的物质基础，它提供给人类所需要的各种营养和能量。人们每天必须摄入一定数量的食品用以维持生命和身体健康。但是，食品易受到外来的和内在的因素作用而发生变质腐败。电冰箱自发明以来，主要作用就是延长食物的保存时间，延缓其变质腐败的发生。近年来，伴随冷藏冷冻技术的发展及用户对于健康的日益重视，对于食品营养及新鲜度的关注度也越来越高，从最初单纯的关注保存时间到关注食品的口感和风味。家用制冷器具作为消费者日常生活中储存食品的一个重要工具，其保鲜效果逐渐成为消费者选购冰箱的核心要素。近几年，电冰箱行业也在保鲜技术方面加大研发力度，各种新技术不断出现，主要集中在杀菌技术、调湿技术等方面。电冰箱企业宣称采用各种保鲜技术提高食品的保存时间，减少营养素的流失。但是因为没有统一的标准，无法比较哪个产品的保鲜效果较好，消费者在选择产品的时候仍然比较迷茫。整个行业没有统一的标准规范，产品保鲜效果无法对比，缺少正确的技术导向。因此，无论是市场监督方，还是制造商和消费者都希望有一套明确而统一的制冷器具食品保鲜指标，并依据相应标准对这些指标进行规范和考核，《家用和类似用途制冷器具 食品保鲜》国际标准正是因这些需求应运而生。

1 标准制定过程

早在2014 年日本东京IEC 大会上，中国电冰箱行业就率先提出了电冰箱保鲜国际标准立项建议，力证食品保鲜和健康存储已成为冰箱行业技术发展和用户需求的核心，也是全球各大厂商研发的方向，通过国际标准引导行业发展，规范行业秩序已经势在必行。在2015 年白俄罗斯明克斯IEC 大会上，全票通过了冰箱保鲜国际标准的立项。2016 年在法兰克福成立了IEC/SC59M/WG4 冰箱保鲜工作组，并由中国专家担任工作组召集人。工作组成立后，吸引了西门子、伊莱克斯、FPA、松下等全球家电行业一线品牌和知名测试机构的加入，成为IEC家电性能标准最活跃的工作组之一。在2019 年的中国上海第83 届IEC 大会上，中国牵头组织各成员国对冰箱保鲜国际标准草案进行了充分深入的讨论，最终各方达成一致并形成修订意见，形成委员会投票草案（CDV）。2020 年6 月，《家用和类似用途制冷器具 食品保鲜》国际标准正式发布，标准编号为IEC 63169:2020。标准制定过程中的主要时间节点、地点和工作内容如图1 所示。

图1 制冷器具食品保鲜国际标准制定流程

制冷器具保鲜国际标准的起草，对保鲜性能提出合理的量化定义、提出衡量保鲜水平的量化指标要求以及测试方法，对宣称具有保鲜功能的制冷器具的保鲜性能进行有效验证。标准制定过程中，针对性地提出了冷藏和冷冻两类保鲜性能的量化指标。

1.1 冷藏保鲜测试指标

（1）失重率：失重率是用来判断样品中的水分流失状况的方法，能够反映制冷器具保持水果蔬菜水分的能力。

（2）结露量：冰箱内温度低，水蒸气遇冷达到饱和液化就会结露，结露量的测试，可以反映出冰箱一定空间内的水分状况，是衡量制冷器具保鲜功能的重要指标。

（3）维生素C 含量：维生素C 是一种水溶性维生素，具有减压、增强免疫力、抗癌的作用。人体不能自行合成维生素C，必须从食物中摄取。维生素C 的主要食物来源是蔬菜与水果。测试贮藏前后蔬菜与水果的维生素C 含量并计算损失率可以反映冰箱对营养物质维生素C 含量的保持状况。

（4）叶绿素含量：叶绿素是高等植物和其他所有能进行光合作用的生物体共同含有的一类绿色色素，具有造血、提供维生素、解毒、抗病等多种用途。测试贮藏前后蔬菜的叶绿素含量计算损失率，可以反映制冷器具对营养物质叶绿素含量的保持状况。

1.2 冷冻保鲜指标

（1）挥发性盐基氮含量：肉品在腐败变质的过程中会分解产生含氮的有毒物质。肉品越新鲜，挥发性盐基氮的数值越低。因此，通过测定挥发性盐基氮的增长率可以检验肉的新鲜度，通过冷冻贮藏肉类并测定其挥发性盐基氮的增长率就可以反映制冷器具肉类冷冻保鲜的性能。

（2）汁液损失率：肉类等食品在冷冻后要经过解冻过程才能继续使用，解冻过程常伴有汁液的流失，使得肉类损失水分和各种氨基酸、矿物元素、维生素等营养物质。

至2019 年底IEC/SC59/WG4 共召开8 次工作组会议，对上述失重率、凝露、汁液损失率、维生素C 含量和微生物等标准指标测试项进行了深入研究和实验验证，全球各国通过复现性测试积累了大量的试验数据。最终，本着严谨慎重的原则，决定在首次发布的制冷器具食品保鲜标准中只对失重率的测试方法予以规范，凝露等其他考核指标则在后续标准的升级中进一步完善。

2 内容解读

2.1 目的与范围

标准为重量损失的保鲜指标提供了一个重复性、复现性、可操作性较好的测试方法。标准在范围中对试验目的、试验区域尺寸和试验条件做了说明。该标准的试验的目是模拟叶菜类的重量损失；考核制冷器具中大于200 mm×150 mm×100 mm的试验区域内的失重率指标[1]。

注意这里是用长×宽×高三个维度的最小尺寸来规定试验区域尺寸，而不是用试验区域的体积，通常认为长度、宽度或高度尺寸均不小于上述尺寸。

2.2 术语和定义

为了各好地保持标准之间的协调一致，本标准采用了制冷器具性能标准IEC 62552-1:2015 中规定的术语和定义。此外，本标准还规定了试验区域、试验托盘、失重、失重率和测试用样片（以下简称“试片”）等5 个标准中的主要概念。

试验区域是指制冷器具内部进行失重试验的空间，通常是制冷器具中一个蔬菜抽屉或保鲜盒，也可以是任何其他间室、子间室或便利功能区[1]。其中，间室、子间室或便利功能区的定义在IEC 62552-1:2015 中给出。间室指制冷器具内的密闭空间，可以通过一个或多个外门而直接触及，其自身可分成多个子间室；子间室是指一个间室内的永久密闭空间，其运行温度范围与所在间室不同；而便利功能区则是指密闭空间或容器（可以是固定的也可以是由用户移动的），为指定的食品提供合适的储藏条件，便利功能区的温度可以与所在间室温度相同也可以不同[2]。需要注意的是，对于电冰箱中的区域类别要求要宽松，电冰箱中任何尺寸符合条件的区域都可以作为试验区域，但试验区域需要与同一间室或子间室中的其他区域隔开或至少部分隔开。

试验托盘是指在本标准规定的试验中，用于放置一定数量的试片和充注一定质量水的具有特定尺寸的托盘。试片指材质为附件A 中规定的无纺布薄片，尺寸为（75 mm×125 mm）±1 mm，试验托盘和试片共同组成失重试验的试验负载，标准中对其规格、材质、尺寸、特性等都有具体要求，详见本文“测试装置及工装”内容。

失重是指两个时刻之间从试验托盘中减少的水的重量；失重率则是指24 h 内的失重，由失重与测试时间的比值转换计算而得到，是评价保鲜效果的关键指标。

2.3 试验准备

为保证试验过程中被测样机工作状态的一致性，试验之前要按照要求进行准备，其中包括制备试验负载、准备和安装测试样机、调节试验环境温度和湿度、安装测试样机内部附件和摆放试验负载、布置试验区域温度测点及调节试验区域温度等。试验负载的制备详见本文“测试装置及工装”内容。其他准备工作内容如下文所示。

2.3.1 器具的准备和安装

制冷器具的准备和安装应符合IEC 62552-1:2015 附录B的要求。其中对新器具的运行、组合式器具的要求、器具中用户可调节的功能的设置以及带有自动制冰机器具的相关要求等内容都做了具体规定。

2.3.2 环境温度和湿度

测试环境温度要求为25℃。按照IEC 62552-1:2015 附录A 中的规定，确定温度记录的时间间隔、数据的扩展不确定度，数据精确到的数值、温度稳定条件和记录数据的有效条件、传感器布点位置及其他需明确的操作。

测试环境相对湿度要求不超过75%。环境湿度在有代表性的位置进行测量并记录，测量仪器总测量不确定度不大于5%。如果描述了湿度限定值，则设备的精度应该足够满足允许的限定值[2]。

2.3.3 内部附件安装和试验负载摆放

在摆放试验负载前，清空所有间室和子间室，并将与电冰箱一起提供的所有内部附件安装就位。如果安装附件后试验托盘无法按照要求位置放置，则应将试验托盘按如下要求放在旁边：

（1）如果在所需位置的是可拆卸附件，则应将其拆除；

（2）如果是不可拆卸附件，但可以相对于所需位置移动，则应将附件沿宽度方向向右移动或沿深度方向向后移动。

2.3.4 间室温度的测定

标准对试验间室的湿度没有做特别要求，因为在试验过程中试验负载中的水分会持续挥发，试验区域的湿度必然在变化，无法实现恒定的湿度条件，且规定恒定湿度并无意义。但对试验工程中温度的数值和测定规定是明确的，且器具应保持运行直至达到温度稳定状态，具体规定可以分为温度的布点及测定和温度数值及调节。

2.3.4.1 温度的布点及测定

间室温度应按照IEC 62552-1:2015 附录D 的规定进行测定。附录D 对传温度感器位置、间室平均空气温度计算、间室温度计算均做了详细规定。需要注意的是，IEC 63169:2020针对失重试验中温度传感器位置补充了专门规定：传感器应放置在试验托盘前1 cm 处，且不得与试验托盘接触，如果使用有线传感器，导线安装不应穿过试验区域的密封面[1]。对最终温度计算时所采用的温度数值也做了规定，即间室或子间室的温度应为按照IEC 62552-1:2015 附录D 中规定的位置放的温度传感器的平均值。

2.3.4.2 温度数值及调节

如果制造商提供了用于调节试验区域温度的可供用户操作的挡板或控制装置，则应根据使用说明调节每个挡板或控制装置使温度达到设定值。如果未提供具体说明，应根据IEC 62552-3:2015 表1 中列出的目标温度在±1 K 的公差范围内调整设置，具体值如表1 所示。如果试验区域是一个子间室，应调节其温度使之尽可能接近IEC 62552-3:2015 表1 中规定的目标温度。而且，试验中其他间室和子间室的运行温度也应尽可能接近表1 中列出的规定温度。

表1 按间室类型进行耗电确定的特性温度[3]

2.4 失重试验

失重试验可分为试验开始前、试验期间、试验后及失重计算。

2.4.1 试验开始前

试验开始前需要进一步确认试验区域和试验负载的状态，具体注意事项如下：

（1）在放置试验托盘之前，清除试验区域的所有冷凝水。

（2）试验可在一个或多个试验区域同时进行。拟进行试验，但又不同时进行试验的区域在开始试验之前应在每个区域内放置一个试验托盘，且这些试验托盘不需要进行重量测量。

（3）在开始试验之前，应按照附录A 中的要求说明检查试验托盘的质量。

（4）试验托盘应放置在待试验区域的中心。如果由于空间的高度或形状的原因，无法将试验托盘放在中心位置，则应将试验托盘放置在紧邻的另一个最大的区域或另一个试片不会接触其上表面的可能区域的中心。如有可能，试验托盘中的试片应垂直于冰箱门。试验托盘不得接触试验区域的壁面。试验托盘放置的示例如图2 所示。

图2 试验托盘放置示例[1]

2.4.2 试验期间

在试验期间需关注试验负载的温度，试验负载的装、卸，试验过程，试验持续时间等事项，具体内容如下。

2.4.2.1 试验负载的温度

试验负载及其中的水应在试验开始前预处理24 h，以确保其在加载时的温度在待测试验区域温度的±2 K 范围内，预处理可在试验区域或另一个冰箱中进行。试验期间，试验负载中的水温应保持在待测试验区域温度的±2 K 范围内，且试验负载中的水不得冻结。

2.4.2.2 试验负载的装、卸和试验过程

为了保证试验负载的装、卸过程对待测试验区域的温度影响尽量小，要求试验负载的装载和取出的开门时间不得超过1 min。

试验负载装载后，运行24 h 后取出试验负载，记录此时的时刻点为t1[h]，试验负载的重量M1[g]；然后迅速将试验负载放入测试区域内，继续测试至少24 h。也就是试验过程可以分为两个连续进行的阶段。第一个阶段的时间是24 h，可以视作设备和试验区域环境条件稳定运行的时间，在第一阶段结束时测得试验负载的初始重量M1和初始时刻t1。在初始时间t1后至少24 h，再次测量试验托盘的重量M2[g]，并记录试验结束时间t2[h]，这是试验运行的第二阶段。第二阶段的时长要求不小于24 h，但也不等于试验时间越长越好或者可以任意设定结束时间，而是还要保证试验结束时M1和M2之间的差值不得大于200 g。此外，还需要注意的细节有，为了避免称重过程中导致试验负载中水分的蒸发，测量M2所用的时间应小于2 min；M1、M2重量测量精确到0.1 g；t1、t2时间的测量精确到1 min。

2.4.3 失重计算

试验后，可立即使用同一试验区域进行下一次试验，即：可用这个试验区域对即将投入试验的试验托盘进行预处理，使其达到适合试验的温度。

用试验中记录的数据可计算反应保鲜性能的主要指标失重率W，如式（1）所示，通过对M2的测量和失重率的计算，得出失重试验结论。试验报告格式可参阅附录C。预期不确定度计算可参阅标准的附录E。

3 测试装置及工装

3.1 试验托盘、试验材料的制备和使用

标准在制修订过程中对失重量测试用负载进行了详细的研究，最初选择菠菜、菜花、生菜等蔬菜产品，但考虑到不同的国家和地区，蔬菜的质量、品种、批次的一致性等都难以控制。因此，经起草组各成员国的讨论，决定选择采用标准模拟负载的形式来进行，在模拟负载的确定上，也进行了多种研究和考核，试片、粘土颗粒、聚丙烯酰胺（吸收剂）、纤维素海绵、海绵、砖状物、水等都曾作为模拟负载的备选。最终通过大量的试验数据，选择测试稳定性、复现性最好的试片作为试验负载。为了解决试片在冰箱内的放置问题，还研制了试验托盘用于试验过程中放置试片，试片和试验托盘最终组成失重量测试的试验负载，如图3 所示。

图3 试验负载及组成

3.2 试验负载组成元件要求

为了确保试验过程中的一致性、复现性，标准对试验负载的具体要求作了详细的规定，具体如下：

（1）试验用托盘

试验用托盘应为非吸水性的并且可以防水，可放置18 片试片。为统一尺寸和方便制作，通常通过3D 打印获取，标准中给出了打印托盘所需源文件，使用者可以直接下载进行打印。

（2）试片

测试用试片尺寸为75 mm × 125 mm，带孔或添加剂的加湿器过滤垫，材质为纤维素330 g/m2，制造过程中可添加石蜡外边，整体尺寸为（370 mm×440 mm）±5 mm，石蜡从440 mm 的长边向下浸透，在长边距离两边各90 mm，两孔相距260 mm 冲孔，如图4 所示。测试用试片在此基础上进行裁割。其他属性参数应满足表2 的要求。

图4 试片详图

表2 100%棉、330 g/m2 纤维素属性要求

3.3 测试用试验负载具体要求

试验负载为试验托盘加18 片试片，如图3 所示。若用干的试片，则需要在测试托盘中放入600 g±50 g 的蒸馏水，试片可以是干的也可以是湿的，如果用湿的试片，则可以少用水。

3.4 试验负载的储存及寿命要求

试验负载在使用后，暂时不需要进行其他试验时，可以按照如下步骤进行存放：

（1）将试片留在试验托盘中；

（2）丢弃试验托盘中的残余水；

（3）在环境温度和低湿度下，用试片干燥试验托盘；

（4）将装有试片的试验托盘存放在运行中的冰箱的新鲜食品室中。

当需要再次使用时，可以充入规定量的蒸馏水进行测试。

重复使用的试验负载，试片会有一定的损耗，可以通过外观检查和使用周期来判断试片是否需要淘汰。图5 给出了试片在不同周期时外观情况的对比，图中序号④的试片需要淘汰，其他均可接受。

图5 不同周期时的试片[1]

4 结论

IEC 63169:2020《家用和类似用途制冷器具 食品保鲜》国际标准，首次提出统一的制冷器具食品保鲜指标，并且指标可以量化考核。从食品的储存环境应考虑的因素出发，对采用保鲜技术的制冷器具的保鲜性能统一评价规范。对制冷器具储存环境中的食品的水分保持率即失重率这个食品新鲜度的普适性特点对应的指标给出试验方法。该项研究能够很好的评估制冷器具的保鲜性能，从而满足全球消费者更高层次的消费需求。

制冷器具保鲜国际标准的制定，为衡量制冷器具产品的核心技术水平提供了可操作的方法论，改变了制冷器具行业的产品评价规则，由原来的评价制冷温度转变为评价食品保鲜效果。这不仅极大提升了消费者满意度，更改变了全球制冷器具市场的竞争格局，推动了全球制冷器具行业的健康发展。通过主导该国际标准，进一步确立了我国家电原创技术在国际范围的领先地位，给行业满足用户需求升级趋势树立标杆，为我国从“家电大国”迈入“家电强国”、从“中国制造”转向“中国创造”，塑就国际市场话语权起到积极推动作用。