頂空分析儀在氣調(diào)包裝中的應用
　　MAP混合氣通常由普通的大氣氣體，如二氧化碳(CO2)、氮氣(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。這些氣體可以單獨使用，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，導致滲透性和功能改變。作為一種惰性氣體，氮氣主要用來置換包裝中的氧氣，從而能防止氧化。因為氮氣在水中的溶解量非常小，所以還可以用來保持內(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。氧氣對于水果和蔬菜的保存也很有價值，因為氧氣有助于水果和蔬菜呼吸。
　　僅依賴于采用高阻隔性包裝材料阻礙氣體滲入／滲出，易忽略對包裝后成品內(nèi)部氣體成分的實時監(jiān)測[1]。同時，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)品則會變質(zhì)、失效或產(chǎn)生危險[。準確分析產(chǎn)品品質(zhì)、預計有效保質(zhì)期、合理設計包裝，需要掌握包裝內(nèi)部氣體成分，當然也可通過降低包裝環(huán)境中的特定氣體濃度來加快吸附在產(chǎn)品表面的氣體解吸。所以，需要比較生產(chǎn)線與存儲期時分別檢測出的包裝內(nèi)氣體成分，并依此調(diào)整包裝工藝。上述檢測均需通過頂空分析技術完成，頂空氣體分析測試是測試包裝內(nèi)部氣體成分的*方法，可檢測包裝內(nèi)頂部聚集的氣體成分[5]。當前該技術適用于生產(chǎn)線、倉庫、實驗室等場合，可快速、準確地測定密封包裝袋、瓶、罐等中空包裝容器的O2和CO2含量，應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)測及頂空分析儀在氣調(diào)包裝中的應用。
　　因國內(nèi)外研制的頂空分析儀多為僅可測試單一氣體成分含量，所以同時測定內(nèi)部O2與CO2比例含量時，需要安裝了不同氣體傳感器的頂空分析儀進行測試，這對分析氣調(diào)包裝的混合氣體比例帶來了一定的工作難度。因此，一款可同時測定O2與CO2比例含量的頂空分析儀，與科研機構(gòu)共同完成其對各種包裝的頂空分析技術研究。挑選了市場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，對上述樣品在試驗過程中氣體抽取時間、樣氣分析時間等因素進行了蕞優(yōu)化分析，并對同時測定O2與CO2比例含量的頂空分析技術在不同包裝形態(tài)的食品、藥品包裝應用時的穩(wěn)定性及重復性進行了綜合研究。該研究將對同時測定多種氣體的頂空分析技術在食品、藥品行業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場在線分析以及貨架期間包裝內(nèi)氣體成分變化監(jiān)測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)測及頂空分析儀在氣調(diào)包裝中的應用。
　　1 頂空分析技術的原理
　　將取樣器插入待測包裝容器的內(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，間隔一定的測試時間或者等氣體分析傳感器輸出氣體濃度值穩(wěn)定之后記錄試驗數(shù)據(jù)。每種氣體含量的檢測都需要使用不同的氣體分析傳感器，待測樣氣經(jīng)過O2分析傳感器與CO2分析傳感器后，分別檢測出樣氣中O2與CO2含量。
　　如果要檢測包裝成品內(nèi)殘留氣體，那么在包裝工藝結(jié)束之后就需要立刻檢測，但是如果要檢測產(chǎn)品吸附氣體行為則應在包裝工藝結(jié)束一段時間之后再進行，同時隨著產(chǎn)品存放時間的延長應進行多次測試并繪制氣體濃度曲線進行綜合分析，因為氣體從產(chǎn)品表面解吸也是一個很緩慢的過程,氣調(diào)包裝里O2與CO2比例含量的監(jiān)測及頂空分析儀在氣調(diào)包裝中的應用。
　　2 頂空分析技術應用難題
　　頂空分析技術的應用可降低生產(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，但在應用過程中存在的一些技術難題需要檢測設備研發(fā)企業(yè)加速技術突破，擴大頂空分析技術應用范圍。目前，該項技術的應用難題主要集中在以下方面：
　　內(nèi)部氣體成分檢測技術的研發(fā)規(guī)模較小，因為包裝內(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手段來進行控制和改變的，而且國內(nèi)外對包裝成品內(nèi)部氣體成分的頂空分析檢測設備較少,多數(shù)依賴進口頂空分析儀。頂空分析儀不僅可通過一次試驗同時檢測O2和CO2每種氣體的含量及其混合比例，還可實現(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試。另外，通過對頂空分析儀管路等部件的設計，縮短對氣體成分的分析時間，可實現(xiàn)頂空分析儀在包裝生產(chǎn)線上的實時使用。