
圖1. 使用TGA-MS測量包裝材料。
為防止食品被污染變質,不僅要求食品包裝外形美觀宜人、方便實用,更重要的是要從內在保證質量,確保食品安全。這就對食品包裝材料本身的性能優劣、是否綠色環保,以及包裝的生產設計、制作工藝等提出了很高的要求。本文舉例介紹了TGA與逸出氣體聯用技術在包材質量控制中的應用。
包裝的主要功能是保護商品,使之便于使用和保存。而對于食品來說,由于與人們平時生活及健康息息相關,因此對其包裝的要求日益嚴格。
通常,對食品包裝材料的要求有如下幾條:
■有較高的阻隔性
如油脂食品要求高阻氧性和阻油性,干燥食品要求高阻濕性,芳香食品要求高阻異味性,而果品、蔬菜類鮮活食品又要求包裝有一定的氧氣、二氧化碳氣和水蒸氣的透過性。
■極佳的機械靈活性及強度
主要包括材料的抗拉伸強度,耐撕裂、耐沖擊程度等。
■理想的產品兼容性
良好的化學穩定性,不應與內裝食品發生任何化學反應。
■較高的耐溫性
適合食品的高溫消毒和低溫儲藏。
目前,在眾多的食品包裝材料中,聚合物塑料制品及復合包裝材料占有舉足輕重的地位,是目前使用最為廣泛的包裝材料。梅特勒-托利多公司的熱解重量分析法(TGA)與逸出氣體聯用技術,可對聚合物材料在加工過程中產生的氣體進行分析,評估材料的安全性,進而對包材質控。逸出的氣體首先經過質譜儀(MS)檢測,隨后通過傅立葉紅外光譜儀(FTIR)檢測。
下面的例子顯示了如何確定包裝在聚丙烯膜材料中的菠蘿散發出的奇怪杏仁味來源。在包裝過程中,聚丙烯膜將被緩慢加熱到 250℃。研究的聚丙烯膜使用二(對甲基苯亞甲基)山梨醇(BMBS)作為結晶媒介。這種添加劑有利于聚丙烯成核中心的形成,改善了包裝材料的透光性。菠蘿奇怪的杏仁味可能是由叫做對甲基苯甲醛(PMB)的物質導致的。因此,問題就很明顯了,需要確定在包裝過程中溫度對BMBS的分解是否會生成PMB。

從圖 1 的 TGA/DSC 1 曲線可看出,材料約從250℃開始熱分解。同時記錄的有關PMB 質量變化的MS 曲線(m/z 120 和m/z 91)表明,PMB 約在250℃開始析出。這就說明,BMBS添加劑(用于優化包裝材料的透光性)是PMB的最終來源。對于聚乙烯食品包裝膜的檢測,組合使用 TGA/DSC 1和質譜儀是一個強有力的工具。此外,TGA/DSC 1還提供了諸如出色的熱重測量性能、同步的量熱分析以及手動或自動操作等好處。
DR系列密度折光綜合測量儀
近20年來,作為食品添加劑的香精香料的需求量日益增大,香精香料中可能含有一些雜質,造成香精香料密度和折光率的變化,所以在香精香料的檢驗中,密度和折光率是兩個非常重要的檢驗指標。
梅特勒-托利多的DR系列儀器是密度和折光率一體機,利用 U型管振蕩和全反射原理能夠同時測得樣品的密度值和折光率數值(精度多達5位)。用一臺儀器測量兩種指標,提高了測試速度,簡化了操作程序。
該產品的特點如下:
■自動粘度補償功能:無需輸入粘度范圍,全自動修正由于樣品粘度帶來的測量誤差,使測量結果更準確;
■自動誤差檢測功能:自動檢測測量過程中的氣泡、溶劑殘留等誤差源,保證結果的準確性,使任何情況下都能得到可信的結果;
■樣品回收功能:針對昂貴的香精香料產品,測量之后的樣品可以完全無污染地再回收到原測量瓶中繼續做下一步測試,節省了樣品的使用量;
■電子加熱裝置:精確控溫,無需外置加熱裝置,并且全密閉加熱,避免樣品在測量過程中冷卻。
DR系列儀器還能根據密度、折光率的數值,利用預先輸入的公式或對照表計算出物質的濃度,所以DR系列儀器除了應用在香精香料和食品添加劑行業中,還廣泛的應用于石油化工、啤酒、軟飲料、奶制品、農醫藥、電池等多種行業。