除氧剂原理

人们在发展食品生产和食品加工的同时，食品保鲜受到高度重视。为达到食品防腐、保鲜，延长食品保质期和货架期的目的，人们采用了各种保鲜技术，如冷藏、辐照等。但最为方便和经济的技术是采用脱氧剂保存等方法。

脱氧剂是可吸收氧气、减缓食品氧化作用的添加剂。脱氧剂可有效地抑制霉菌和好氧性细菌的生长，延长食品货架期，在防止油脂酸败、防止肉类的氧化褐变以及防止食品中维生素的损失等方面也可起到很好的作用。

脱氧剂具体可用于焙烤食品中，防止糕点霉变；用于鲜肉贮藏过程中防止肌红蛋白被氧化，达到除氧护色的作用；对于熟肉制品具有抑制脂肪氧化和防止霉菌生长的作用；在茶叶包装中防止茶叶的褪色、变色和维生素的氧化，故若能在防潮、遮光的同时再加上脱氧包装，则在低温中贮存一年后，仍能使绿茶保持汤清叶嫩的新茶状态；在固体饮料中采用脱氧包装，通过气体平衡，除去乳状结构中的氧，防止出现陈宿味或其它异味；脱氧包装技术用于以油炸为主要工艺的膨化食品中可除去膨化后海绵结构中的氧，防止油脂氧化；在谷物食品中脱氧包装除去氧后，可防止虫蛀和霉变；在花生、核桃、芝麻中使用可防油脂腐败；在水果和蔬菜的干制品或粉剂中，可防维生素变性和变色等。 

氧气是引起食品变质的重要因素之一。食品中有许多组分都与氧的存在密切相关。从生化角度看，脂肪遇氧会氧化腐败，维生素和多种氨基酸会失去营养价值，氧还会使不稳定色素变色或褪色；从微生物角度看，大部分的微生物都会在有氧的环境中良好生长，即使氧的含量在包装环境中低至2～3% ，大部分的需氧菌和兼性厌氧菌仍能生长，生化反应也仍会进行。故在包装中除去氧气，具有非常重要的现实意义。通过化学反应，短时间内除去密闭容器中氧气，使食品处于无氧状态（O2浓度 0.01% 以下），有效控制细菌、霉菌等微生物的生长，防止油脂氧化，从而能有效地保持食品的色、香、味，防止维生素等营养物质被氧化破坏，延长食品保质期。

脱氧剂根据其组成可分为两种：（1）是以无机基质为主体的脱氧剂，如还原铁粉。其原理是铁粉在氧气和水蒸气的存在下，被氧化成氢氧化铁。又如亚硫酸盐系脱氧剂，它是以连二亚硫酸盐为主剂，以Ca(OH)2和活性碳为副剂，在有水的环境中进行反应。（2）是以有机基质为主体，如酶类、抗坏血酸、油酸等。抗坏血酸（AA）本身是还原剂，在有氧的情况下，用铜离子作催化剂可被氧化或脱氢抗坏血酸（DHAA），从而除去环境中的氧，常用此法来除去液态食品中的氧，抗坏血酸脱氧剂是使用脱氧剂中安全性较高一种，酶系脱氧剂常用的是葡萄糖氧化醇，是利用葡萄糖氧化成葡萄糖酸时消耗氧来达到脱氧目的的。

脱氧剂常用的反应原理有铁粉氧化（铁系）、酶氧化（酶系）、抗坏血酸氧化、光敏感性染料氧化等。使用的大部分脱氧剂都是基于铁粉氧化反应。这种铁系脱氧剂可做成袋状，放入包装内，使氧的浓度降到0.01%。一般要求1g铁粉能和300mL的氧反应，使用时可根据包装后残存的氧气量和包装膜的透氧性选择合适的用量。应用的产品包括糖果、干制的海产品小吃、熟肉制品、米糕、面食、干酪、干制蔬菜。除袋装脱氧剂外，还将含有活性铁粉的塑料标签或各种卡片插入包装内。

除了铁系脱氧剂，酶系脱氧剂应用也很广。酶系脱氧剂对pH、Aw、盐含量、温度和其他因素的变化都很敏感，在反应时还需水的参与，因此，在低水分含量的食品中应用效果不好。但在瓶装啤酒或白酒饮料中，这种脱氧剂可直接做成小袋，放入瓶盖内。另外，也可将酶系固定在聚丙烯或聚乙烯膜上。还有一类脱氧剂是光敏感性染料脱氧剂，这种脱氧技术是在透明包装袋的内顶部密封一乙基纤维素膜小簿片（内部溶解有光敏染料和单线态氧受体），当包装膜受到合适波长的光照时，激发的染料分子就会将环境中渗入包装膜的氧分子致敏成单线态氧，此单线态氧分子与受体分子反应而被消耗掉。澳大利亚的02TM是为一系列塑料包装材料设计的，此材料中的反应组分经紫外线或高的能量激活后才呈现活性，因此适合于加工成膜、片层和涂层等。对含在柔性层的02TM进行测试表明：在没有二氧化碳的条件下，霉菌能被抑制，甚至能阻止火腿在可见光下褪色。

炼钢用脱氧剂主要有硅铝钡钙铁，硅钙包芯线，铝线，铝锰铁，钢芯铝，电石和碳化硅等，主要作用是与铁水中溶解的氧反应，主要生成非金属化合物，形成沉淀上浮至渣层中，加以除去即可得纯净的铁水。

脱氧剂可单独使用，也可与气调包装结合使用。实践中多采用气调包装除去大部分氧气，再使用较少数量的脱氧剂脱除包装内残余氧的办法。

主要的脱氧方式有沉淀脱氧，扩散脱氧和真空脱氧等。此外现代炼钢也可以采用真空设备加以脱氧，如VD炉，VOD炉等等。 

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