行业聚焦 | 植物饮料的氧含量测定

对植物饮料的测量感兴趣吗？可以测量植物基饮料中的氧含量和密度吗？为什么需要测试呢？

植物基饮料中含氧会造成微生物生长，导致饮料中的脂肪和蛋白质氧化，从而使其味道发生变化、营养物质损失，造成产品保质期显著缩短。

大多数的植物基饮料在制造和储存环节都不稳定，

这意味着它们往往会发生相分离和变质。为了保持

包装植物饮料的食品质量和稳定性，应监测氧气

水平和密度。

通过测量植物基饮料密度，制造商可监测其产品质量和一致性，这使其成为质量控制的重要参数。同预期密度值存在偏差表明饮料和最终产品的成分或加工存在问题。使用数字密度计可以快速方便地测量密度。

用于测量几种植物饮料样品（燕麦、大米和大豆）溶解氧含量的测量装置如下图所示。为了能直接从纸盒中进行测量，需要使用便携式溶氧仪、利乐包装测量套件、蠕动泵、连接管和废液缸。

①利乐包     ② 球阀     ③ 样品过滤器

④ 溶氧仪样品进口     ⑤ 溶氧仪样品出口

⑥ 蠕动泵*     ⑦ 废液缸

* 如果使用 Behr PLP 1000 蠕动泵，建议流速为40 mL/min

请按以下步骤将样品从包装中引入测量装置：

1、摇动包装至少三分钟，在样品中建立平衡。

如果可以，请使用实验室振荡装置。

2、在刺穿靠近纸盒底部之前，关闭饮料纸盒通用

喷嘴出口软管处的球阀。为了达到良好的密封效果，

必须提起喷嘴的白色把手。

3、在将包装放入测量装置之前，迅速打开出口

软管处的阀门，将液体完全注入喷嘴。打开盖子

或在纸箱上扎一小孔，以防泵送过程中出现负压。

4、完全打开喷嘴出口软管处的球阀。将冲洗模式

设置为“手动”并重新调整冲洗时间，目的是丢弃

250至300毫升体积的样品（见下图）。

5、从包装中抽出测量稳定所需的体积液体后，

可以开始并重复测量。这个步骤可以进行直到

样品剩余体积大约在包装盒的四分之三以下，

因为剩余的样品体积不能达到稳定测量的要求。

上图显示了为什么在测量前应将至少250毫升的填充体积从包装中丢弃。大约在这个体积时，测量开始稳定，从而产生可重复的结果。

根据从大豆饮料包装中抽出的液体体积和测量氧含量的结果。黑线表示新测量系列的开始。大约抽出300毫升后，测量值开始稳定。在测量进行到包装体积大约四分之三之下时，氧含量开始上升。

在冲洗以获得稳定的测量结果后，用相同包装的植物饮料重复测量十次。

摇晃包装以建立平衡后，不同植物基饮料的含氧量测试结果。在去除约300毫升的体积后，在一个包装内重复测量氧含量10次，取平均值。

对三种不同的植物基饮料进行了测量和比较。虽然同一包装内的测量是可重复的，但同一类型植物饮料的不同包装之间存在差异。

一般来说，包装植物饮料中的氧含量可能会因为以下几个因素而变化：生产过程、包装和储存条件。氧气含量的变化也可能由于生产环境的波动而发生。氧气会促进需氧细菌的生长，并导致饮料中脂肪和蛋白质的氧化，从而影响产品的保质期。因此，生产商可以监测和控制其产品中的氧含量，以确保口味的一致性。

最后一次测量后，或者停止使用超过30分钟，则需要为蠕动泵使用温热去离子水冲洗，包括喷嘴，同时按下便携式氧气计上的“冲洗”键。在每个工作日结束时，使用连接到进水阀的装有去离子水的注射器冲洗仪器。

除含氧量外，密度也是植物基饮料或其他加工食品的重要质控参数。此外，密度值还可用于重量到体积的转换，以确定包装的填充体积。

使用基于振荡U型管原理的恒温密度计测量了不同类型的植物饮料样品（燕麦、大米和大豆）。

为了避免产品在包装底部沉淀并获得准确的测量结果，在摇晃后使用注射器从包装中取出样品，以确保样品均匀。将样品注入密度计并开始测量。从一个植物饮料包装中取三次样，注入到三位精度的台式密度计，在20°C下测试以得到精确且可重复的测量结果。

各种植物饮料的密度平均值和标准偏差。在一个包装内轻微来回摇动以获得均匀的样品后，重复测量三次。通过测量表观密度，可以精确地测量灌装体积。符合规定的灌装量是非常重要的。 

由于密度是通过将样品的质量除以其在给定温度下所占的体积来计算的，因此很容易实现体积的转换。

随着植物饮料市场的快速增长，需要进一步研发更智能的发酵工艺和质控解决方案。为了更好地理解从提取到包装和储存的基本过程，需要对整个系统进行研究。

一种方法是在加工过程中和包装后使用便携式溶氧仪监测氧气含量。由此，可以在包装之前控制植物饮料的热处理。这种处理方式会影响食品在储存过程中的质量和安全。

此外，还可以检测包装内氧含量水平的变化，从而检测包装材料的渗透性。从测量结果可以看出，包装内的氧含量可以重复测量，而同一产品的不同包装之间存在差异。这可能是由需要表征的各种因素引起的。

制造商测量密度用以控制产品质量也很重要，因为密度的偏差可能表明成分存在问题。此测量对于标签的正确标识也很重要，这意味着不会出现灌装不足或过量的情况，保证符合规定。

因此，密度计和便携式溶氧仪是用于生产过程和最终产品的质控与调查的合适的测量仪器，可以很容易地实现自动化。