MA包装中薄膜透气性与香蕉呼吸强度的测算

MA包装中薄膜透气性与香蕉呼吸强度的测算 摘 要 薄膜透气性和果蔬呼吸强度是关系到MA包装设计和贮藏效果的两个重要参数。现有的化工行业的薄膜透气性测定方法与MA包装中传统的果蔬呼吸强度密闭测定法有其局限性。本论文运用MA包装中O2和CO2等气体进出包装系统的物质收支平衡原理，探讨了新的薄膜透气性与MA包装条件下果蔬呼吸强度的测算方法。 薄膜透气性的测算以五种果蔬包装用薄膜(LDPE、HDPE、CPP、OPP和LDPE/PP)为材料，分别制成一定大小的封闭薄膜小袋，向薄膜小袋中注入一定体积的待测对象气体(O2和CO2)。在小袋内外存在气体分压差的情况下，被测气体由里向外透过薄膜，就此通过测定袋内气体浓度随时间的变化，计算出薄膜对O2和CO2的透气系数（简称小袋法）。在用小袋法测算薄膜透气性的基础上，探讨了薄膜特性(材料、厚度、表面积)和外界条件(温度、湿度和初始气体浓度)对薄膜透气性的影响。 考察薄膜特性对透气性影响的结果表明：不同的薄膜材料，其透气系数不同，在温度为20±0.5℃，湿度为39±4.1%的条件下，LDPE的透气系数最高，但其CO2透气系数与O2透气系数之比（透气比）较低，而LDPE/PP复合薄膜的透气系数较低，但具有较高的透气比。在已测定的五种薄膜材料中，透气系数的大小存在这样的关系：LDPE>CPP>OPP>HDPE>LDPE/PP (O2透气系数与CO2透气系数的排序规律一致)；薄膜厚度影响薄膜的气体透过度，厚度与透过度之间呈显著的负相关；薄膜的表面积差异不影响透气系数的大小。 考察外界条件对薄膜透气性影响的结果表明：初始气体浓度不影响薄膜的透气系数；温度对薄膜透气系数的影响可以用阿伦纽斯方程(Arrhenius’ equations)来描述。随着温度的升高，薄膜的透气系数呈指数曲线上升；相对湿度对薄膜透气性的影响根据不同的薄膜材料有所差异。随着相对湿度的增加，LDPE、HDPE、CPP和OPP的透气系数没有明显的变化；LDPE/PP复合薄膜的透气系数随着相对湿度的上升而上升。 MA包装条件下果蔬呼吸强度的测算以香蕉果实为例，用已测得透气系数的LDPE密封包装一定重量的香蕉。在不同的贮藏温度下，通过测定包装平衡状态下的袋内气体浓度，根据MA包装系统物质收支平衡原理，计算出香蕉的呼吸强度(简称数理法)。并将测定结果与传统密闭法的测定结果进行比较。同时分析探讨了不同温度、薄膜透气性对香蕉呼吸强度的影响。 在设定的10℃～30℃的温度条件下，用传统的密闭法测定香蕉的呼吸强度时，除10℃和15℃条件下因密闭时间短未能检测出O2和CO2浓度的变化，因而无法计算出香蕉的呼吸强度外；在20℃、25℃、30℃下，数理法测定的香蕉呼吸强度值稍高于密闭法测定值。 MA包装中香蕉的呼吸强度随着温度的升高而上升。温度与香蕉呼吸强度的关系可以用阿伦纽斯方程(Arrhenius’ equation)来反映。同时，从包装袋中O2浓度不断下降和CO2不断上升的结果可知，温度对果蔬呼吸强度的影响大于对薄膜透气性的影响。 考察薄膜透气性对香蕉呼吸强度影响的结果表明：随着薄膜对气体绝对透过量的增加，袋内平衡O2浓度呈上升趋势。平衡状态下O2的浓度与香蕉的O2吸收速率(Ro)之间的关系可以用酶动力学方程来描述：Ro=Rm[O2]/Km+[O2](其中Km=3.6%，Rm=89.29 mg/Kg.h)。 综上所述，用小袋法测定薄膜透气性能模拟MA包装的实际条件，测定结果能较好地反映MA包装条件下薄膜的透气性；用数理法测定果蔬呼吸强度，由于其原理建立在MA包装系统的物质收支平衡的基础上，同时考虑了薄膜的透气性、厚度、表面积、果蔬包换量和袋内外气体分压差等因素的影响，因此测定的结果比传统的密闭法更能客观地反映MA包装条件下果蔬呼吸强度的真实值。 关键词：薄膜 透气性 香蕉 呼吸强度 MA包装