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铁系脱氧剂的研究与发展

品的变质是由于食品氧化和霉菌、细菌、酵母等微生物和虫类繁殖的结果。食品氧化是氧气直接作用所致,而微生物和虫类的滋生也与氧气密切相关。为防止食品发生氧化变质,免除氧气对食品的影响,生产厂家经常采用真空包装、气体置换包装、封入脱氧剂包装以及添加抗氧剂等方法[1]。其中,利用包装内的脱氧剂除去氧气的方法与真空包装和气体置换包装的方法相比,其优点是:不仅能够除去包装内的氧,而且还能够除去从包装薄膜渗入的氧和溶存在固体、粉体及液体食品中的氧。同时,还能保持食品的外观不遭破损。由于与添加物不同,脱氧剂不直接与食品接触,不会使风味改变,使脱氧剂陆续应用到各种食品包装中。
国外对脱氧剂的研究历史较早,日本是目前脱氧剂研究比较*的,我国从八十年代开始研究脱氧剂,目前取得了一些成绩,但与国外*的技术相比还是有一定差距。
传统的脱氧储藏真空包装和充惰性气体包装,都需要抽、充气真空设备,操作不便,包装效率低,存在明显的弊端;在食品中添加抗氧化剂,如bha、bh t、pg等,这种方法可以达到一定的抗氧效果,但被人摄入后,有一定的副作用,危害人体健康,在英美等国已被限制使用。fe系列脱氧剂的开发应用,解决了上述问题,操作简单且无毒,脱氧*,能很好地延长食品的储藏时间。
1 铁系脱氧剂的反应机理
铁系脱氧剂、属游离氧去除剂[2],与食品一起密封于包装中,能很快除去包装内的游离氧和溶存氧,从而有效地防止食品由于氧的作用而变质、等。铁系脱氧剂的主要成分是铁粉,常温下与氧反应必须有水参与。因水的来源不同,可把铁系脱氧剂分为自动反应型和依水型两种。自动反应型脱氧剂,本身含有一定量的水份,与包装内的氧接触后,能立即吸收氧气。依水型脱氧剂自身不含有水分,只有吸收一定量水份后,才能发生反应。
铁系脱氧剂的其他复配物有:c粉,钠盐以及卤化物化物等。铁系脱氧剂的反应机理是:
在标准情况下,按照此机理计算,1g铁*氧化能够吸收0.43g(300ml)氧气,即1g铁可以吸收大约1500ml空气里的氧气。
2 铁系脱氧剂的研究状况
温度,湿度,脱氧剂各成分的比例都对铁系脱氧剂的脱氧性能有影响。温度对铁系脱氧剂的脱氧速度影响比较大,温度升高可以提高铁粉的活化性;相对温度而言,湿度对铁系脱氧剂的影响不是很大,铁系脱氧剂多为自动反应型。铁粉粒子的大小,脱氧剂和抗氧化剂或其他反应机理的脱氧剂是否复配,都是影响铁系脱氧剂脱氧性能的重要因素。
2.1延长花生储藏期的研究
青岛农业大学的李颖在延长花生储藏期的实验中,对比脱氧剂和抗氧化剂的效果,采取了分组试验,试验结果显示抗氧化剂和脱氧剂复配的效果比较好[4],能很大程度上降低花生中油脂的氧化。不同抗氧化剂复配使用时,其抗氧化效果优于单*种抗氧化剂的抗氧化效果,这是因为两种或两种以上的抗氧化剂复配使用时,各种抗氧化剂在抗氧化之后,产生的游离基会相互作用生成新的酚类化合物,继续发挥抗氧化作用,使其抗氧化性能得以增强。实验证明tbhq 0.008%+抗坏血酸钠0.004%+脱氧剂的试验样品60℃储藏24天后的酸价低,为0.698 mg/g,抗氧化效果。
2.2机械磨球制备高细化铁系脱氧剂
石家庄军械工程学院的万红敬等利用近年来兴起的材料制备新技术将还原铁粉,铜粉,石墨,活性炭,硅藻土按照一定比例和顺序进行球磨制备。结果表明,石墨的润滑性既可以作为助磨剂增加铁粉的破碎几率,同时可以与铁粉在界面通过机械压力结合,形成fe-石墨二元复合粉末,并在表面构成腐蚀微电池的两级,这样可显著提高铁粉的吸氧速率,活性炭则没有这样的作用。在铁粉,石墨中再加入x粉末,经过球磨,形成三元复合粉末,x粉的加入提高了吸氧腐蚀电化学反应的启动速率。该试验证明5g fe-c二元复合粉和fe-c-x三元复合粉在30min内吸收的氧量分别为110ml,330ml[5]。同时,球磨时间对脱氧剂脱氧速率也有较大的影响,球磨时间越长,铁粉越细,脱氧能力就越强。
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