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氮气作为惰性气体，不易与其他物质发生反应，可抑制大多数微生物的生长繁殖，常被充入产品包装中以防止产品氧化变质及霉变。充氮包装的保质效果与包装中氮气的含量有关，高浓度的氮气能够对产品进行长久保质，而当氮气含量降低到一定值时，则丧失保质效果。包装中氮气含量的高低除了与所充填氮气气源的纯度有关，还与包装材料的阻隔性、密封性等有关，日常生产过程中出现的充氮包装的产品在较短时间内发生变质、发霉的现象极可能与包装的阻隔性较差有关。
Labthink公司结合本次试验以某种品牌充氮包装的蛋糕为试验样品，分别测试存贮一定时间后包装中的气体成分含量及包装材料的氮气透过量、氧气透过量。
目前，国内关于食品包装中气体成分含量的方法标准，GB/T41682-2022 《食品塑料包装容器中顶空气体含量的测定 传感器法》已于2023年5月1日正式实施，该项目测试可依据参考此项标准要求进行。包装材料的氮气、氧气透过量的测试过程依据GB/T 1038-2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法 压差法》进行。
试验我们分别采用C650H顶空气体分析仪、VAC-V2压差法气体渗透仪测试样中的气体成分含量、气体透过量，这两款设备均由济南兰光机电技术有限公司自主研发生产。
仪器试验原理介绍：
1、顶空分析仪：食品、药品成品包装内常见的填充气体主要为氧气、二氧化碳、氮气，顶空气体分析仪中配置有氧气传感器与二氧化碳传感器，可准确测试包装中的氧气、二氧化碳含量，并可据此推算出氮气含量。
2、气体渗透仪：该仪器以压差法为设计原理。试样装夹于设备的上、下测试腔之间，将两测试腔隔开。试验时，首先对低压腔进行抽真空，然后对整个系统抽真空，当达到规定的真空度后，低压腔关闭，向高压腔内充入一定压力的试验气体，在两测试腔间(即试样的两侧)形成一个恒定的压差，试验气体在压力差的作用下，会从高压腔向低压腔内渗透，通过对低压腔内压强的监测，得到试样的各项阻隔性系数。
测试试验过程介绍：
1、包装气体成分含量测试：
(1) 打开设备，设置采样时间、分析时间等试验参数。
(2) 随机抽取6包充氮包装的试样进行试验。在试样的中间部位粘贴一个密封垫，将设备的取样针穿过密封垫，插入样品包装内部，注意取样针不要接触到样品内部包装的蛋糕。
(3) 按动试验按钮，试验开始。样品内部的气体沿取样针进入设备内部，并经过气体检测器进行气体含量的分析。试验结束后，设备自动显示所测试样品中氧气、二氧化碳的含量值。
2、包装气体透过量的测试：
(1) 从待测的包装样品表面裁取3片直径为97 mm的试样。在试验腔测试区域的周边涂抹一层真空油脂，注意真空油脂不能污染测试区域，然后依次放置滤纸、试样，并拧紧上腔密封。
(2) 设备连接氧气气源。设置试验温度、试验湿度、试样厚度等参数信息，点击试验选项，试验开始，打开真空泵。设备根据试验过程中测试到的压力变化情况自动计算并显示试样的测试结果。
(3) 待氧气透过量测试完成后，设备重新连接氮气气源，设置参数，打开真空泵，进行试验。
试验结果与分析：
通过测试，试验结果取各试样测试结果的算术平均值。存储一段时间后的样品包装中氧气含量为16.4%，二氧化碳含量为0%，可计算出氮气含量为83.6%；所用包装材料的氧气透过量为716.534 cm3/(m2·24h·0.1MPa)，氮气透过量为168.247 cm3/(m2·24h·0.1MPa)。
从试验过程来看，两款设备的操作均较简单，试验效率较好，测试结果的稳定性及准确性较高，可以真实反映所测试样品内部各气体成分的含量及所用包装材料对氮气、氧气的阻隔性能。从试验结果来看，所用包装材料的气体透过量较高，对氮气的保存能力、对氧气的阻隔能力较低，即氮气向外部环境的散失量、环境中氧气向包装内部的渗透量均较大，使得包装内部的气体成分含量逐渐发生变化，这一结论通过气体成分含量试验结果得到印证。经过一段时间的存储后包装内的气体成分含量变化较大，氧气含量明显升高，而氮气含量降低，使充氮包装的预期保质效果大打折扣，甚至完(分隔)全丧失。因此，充氮包装所用包装材料应具有较高的阻隔性能。
更多更深入的技术探讨，我们（Labthink兰光）期待与各行业中的企事业单位增进更多的技术交流与合作。
