頂空分析儀在氣調(diào)包裝中的應(yīng)用
　　MAP混合氣通常由普通的大氣氣體，如二氧化碳(CO2)、氮?dú)?N2)和氧氣(O2)構(gòu)成，引入其它氣體，如一氧化氮(N2O)、氬氣(Ar)和氫氣(H2)，也可以在一定范圍內(nèi)抑制微生物生長(zhǎng)。這些氣體可以單獨(dú)使用，或者也可以根據(jù)特定比例混合使用。
　　例如，二氧化碳在抑制微生物（如霉菌和其它常見有氧菌）生長(zhǎng)方面蕞為有效。二氧化碳溶于食品中的水和脂肪，從而降低食品的PH值；二氧化碳還能滲透生物膜，導(dǎo)致滲透性和功能改變。作為一種惰性氣體，氮?dú)庵饕脕?lái)置換包裝中的氧氣，從而能防止氧化。因?yàn)榈獨(dú)庠谒械娜芙饬糠浅Ｐ?，所以還可以用來(lái)保持內(nèi)部容積，防止包裝破壞。
　　盡管在大多數(shù)食品包裝中氧氣濃度應(yīng)盡可能低，但肉類卻是例外。肉類包裝中的氧氣有助于保存含氧形式的肌紅蛋白，從而保持肉類呈現(xiàn)紅色。氧氣對(duì)于水果和蔬菜的保存也很有價(jià)值，因?yàn)檠鯕庥兄谒褪卟撕粑?br />　　僅依賴于采用高阻隔性包裝材料阻礙氣體滲入／滲出，易忽略對(duì)包裝后成品內(nèi)部氣體成分的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[1]。同時(shí)，有些產(chǎn)品采用氣調(diào)包裝（如N2、CO2按照一定比例置換包裝內(nèi)氣體）以保護(hù)內(nèi)容物，但內(nèi)部氣體比例在銷售過程中發(fā)生變化，產(chǎn)品則會(huì)變質(zhì)、失效或產(chǎn)生危險(xiǎn)[。準(zhǔn)確分析產(chǎn)品品質(zhì)、預(yù)計(jì)有效保質(zhì)期、合理設(shè)計(jì)包裝，需要掌握包裝內(nèi)部氣體成分，當(dāng)然也可通過降低包裝環(huán)境中的特定氣體濃度來(lái)加快吸附在產(chǎn)品表面的氣體解吸。所以，需要比較生產(chǎn)線與存儲(chǔ)期時(shí)分別檢測(cè)出的包裝內(nèi)氣體成分，并依此調(diào)整包裝工藝。上述檢測(cè)均需通過頂空分析技術(shù)完成，頂空氣體分析測(cè)試是測(cè)試包裝內(nèi)部氣體成分的*方法，可檢測(cè)包裝內(nèi)頂部聚集的氣體成分[5]。當(dāng)前該技術(shù)適用于生產(chǎn)線、倉(cāng)庫(kù)、實(shí)驗(yàn)室等場(chǎng)合，可快速、準(zhǔn)確地測(cè)定密封包裝袋、瓶、罐等中空包裝容器的O2和CO2含量，應(yīng)用范圍包括奶粉包裝、肉類包裝、醫(yī)藥包裝、氣調(diào)包裝、活性包裝、防腐包裝、飲料包裝等，氣調(diào)包裝里O2與CO2比例含量的監(jiān)測(cè)及頂空分析儀在氣調(diào)包裝中的應(yīng)用。
　　因國(guó)內(nèi)外研制的頂空分析儀多為僅可測(cè)試單一氣體成分含量，所以同時(shí)測(cè)定內(nèi)部O2與CO2比例含量時(shí)，需要安裝了不同氣體傳感器的頂空分析儀進(jìn)行測(cè)試，這對(duì)分析氣調(diào)包裝的混合氣體比例帶來(lái)了一定的工作難度。因此，一款可同時(shí)測(cè)定O2與CO2比例含量的頂空分析儀，與科研機(jī)構(gòu)共同完成其對(duì)各種包裝的頂空分析技術(shù)研究。挑選了市場(chǎng)上多種形式的食品及藥品包裝，包括不同油脂含量的食品、充氮包裝、氣調(diào)包裝、普通空氣包裝等，對(duì)上述樣品在試驗(yàn)過程中氣體抽取時(shí)間、樣氣分析時(shí)間等因素進(jìn)行了蕞優(yōu)化分析，并對(duì)同時(shí)測(cè)定O2與CO2比例含量的頂空分析技術(shù)在不同包裝形態(tài)的食品、藥品包裝應(yīng)用時(shí)的穩(wěn)定性及重復(fù)性進(jìn)行了綜合研究。該研究將對(duì)同時(shí)測(cè)定多種氣體的頂空分析技術(shù)在食品、藥品行業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)在線分析以及貨架期間包裝內(nèi)氣體成分變化監(jiān)測(cè)研究提供一定的幫助，氣調(diào)包裝里O2與CO2比例含量的監(jiān)測(cè)及頂空分析儀在氣調(diào)包裝中的應(yīng)用。
　　1 頂空分析技術(shù)的原理
　　將取樣器插入待測(cè)包裝容器的內(nèi)部，從包裝物頂空采集足夠體積的樣氣。之后，將樣氣注入氣體分析傳感器中，間隔一定的測(cè)試時(shí)間或者等氣體分析傳感器輸出氣體濃度值穩(wěn)定之后記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。每種氣體含量的檢測(cè)都需要使用不同的氣體分析傳感器，待測(cè)樣氣經(jīng)過O2分析傳感器與CO2分析傳感器后，分別檢測(cè)出樣氣中O2與CO2含量。
　　如果要檢測(cè)包裝成品內(nèi)殘留氣體，那么在包裝工藝結(jié)束之后就需要立刻檢測(cè)，但是如果要檢測(cè)產(chǎn)品吸附氣體行為則應(yīng)在包裝工藝結(jié)束一段時(shí)間之后再進(jìn)行，同時(shí)隨著產(chǎn)品存放時(shí)間的延長(zhǎng)應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)試并繪制氣體濃度曲線進(jìn)行綜合分析，因?yàn)闅怏w從產(chǎn)品表面解吸也是一個(gè)很緩慢的過程,氣調(diào)包裝里O2與CO2比例含量的監(jiān)測(cè)及頂空分析儀在氣調(diào)包裝中的應(yīng)用。
　　2 頂空分析技術(shù)應(yīng)用難題
　　頂空分析技術(shù)的應(yīng)用可降低生產(chǎn)線上內(nèi)部氣體成分不合格的殘次品數(shù)量，有效控制如充氮包裝等食品、藥品氣調(diào)包裝、真空包裝內(nèi)部O2、CO2的比例，但在應(yīng)用過程中存在的一些技術(shù)難題需要檢測(cè)設(shè)備研發(fā)企業(yè)加速技術(shù)突破，擴(kuò)大頂空分析技術(shù)應(yīng)用范圍。目前，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用難題主要集中在以下方面：
　　內(nèi)部氣體成分檢測(cè)技術(shù)的研發(fā)規(guī)模較小，因?yàn)榘b內(nèi)部的氣體成分自灌裝結(jié)束到打開包裝使用產(chǎn)品之前是很難利用其它技術(shù)手段來(lái)進(jìn)行控制和改變的，而且國(guó)內(nèi)外對(duì)包裝成品內(nèi)部氣體成分的頂空分析檢測(cè)設(shè)備較少,多數(shù)依賴進(jìn)口頂空分析儀。頂空分析儀不僅可通過一次試驗(yàn)同時(shí)檢測(cè)O2和CO2每種氣體的含量及其混合比例，還可實(shí)現(xiàn)硬質(zhì)和軟質(zhì)試樣、任意高度的試樣、內(nèi)部氣體體積較少試樣的測(cè)試。另外，通過對(duì)頂空分析儀管路等部件的設(shè)計(jì)，縮短對(duì)氣體成分的分析時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)頂空分析儀在包裝生產(chǎn)線上的實(shí)時(shí)使用。