?????隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)食品的要求也越來(lái)越高，不僅要求新鮮優(yōu)質(zhì)而且要求營(yíng)養(yǎng)安全。然而，食品在儲(chǔ)藏運(yùn)輸過(guò)程中易發(fā)生腐敗變質(zhì)，從而降低食品的質(zhì)量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，嚴(yán)重時(shí)甚至產(chǎn)生有害物質(zhì)，危及人體健康。食品腐敗變質(zhì)是由于食品氧化或霉菌、細(xì)菌、酵母等微生物和蟲(chóng)類(lèi)繁殖的結(jié)果。食品氧化是氧氣直接作用所致，而微生物和蟲(chóng)類(lèi)的滋生也與氧氣密切相關(guān)。因此，去除食品中的氧氣就顯得十分重要。脫氧包裝技術(shù)就是利用脫除食品包裝內(nèi)的氧氣來(lái)實(shí)現(xiàn)食品保鮮保質(zhì)。目前，脫氧包裝技術(shù)已在食品工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。
?????一、脫氧包裝技術(shù)的定義及其特點(diǎn)
?????1、脫氧包裝技術(shù)的定義
?????脫氧包裝是指在密封的包裝容器內(nèi)，封入能與氧起化學(xué)作用的脫氧劑，從而除去包裝內(nèi)的氧氣，使被包裝物在氧濃度很低，甚至幾乎無(wú)氧的條件下保存的一種包裝技術(shù)。
?????2、脫氧包裝技術(shù)的特點(diǎn)
?????脫氧包裝是在真空和充氣包裝出現(xiàn)之后形成的一種新的包裝方法，它與真空和充氣包裝技術(shù)相比，最顯著的特點(diǎn)是在密封的包裝內(nèi)可使氧降低到很低水平，甚至產(chǎn)生一個(gè)幾乎無(wú)氧的環(huán)境。這是因?yàn)槊撗鮿┎粌H能把包裝容器內(nèi)的氧全部除去，還能將從外界環(huán)境中滲入包裝內(nèi)的氧以及溶解在液體中或充填在固體海綿狀結(jié)構(gòu)微孔中的氧除去。
?????此外，脫氧包裝技術(shù)與其他包裝技術(shù)相比還有以下特點(diǎn)：可以在食品生產(chǎn)工藝中減少或不加入防霉、抗氧化等功能的食品添加劑，從而使食品更安全；可以防止各種食品的氧化破壞，如防止油脂和脂肪產(chǎn)生異味，避免動(dòng)植物組織的變色（如肉類(lèi)）和風(fēng)味損失，減少營(yíng)養(yǎng)元素的損失，從而能較好地保持產(chǎn)品原有的色、香、味和營(yíng)養(yǎng)；可以有效地防止或延緩需氧微生物所引起的腐敗變質(zhì)，從而適當(dāng)延長(zhǎng)保質(zhì)期。綜上所述，脫氧包裝技術(shù)是一種高效、方便、安全的食品包裝技術(shù)。
?????二、脫氧劑分類(lèi)及其作用機(jī)理
?????1、脫氧劑的分類(lèi)
?????從組分進(jìn)行分類(lèi)可分為2類(lèi)，一類(lèi)是無(wú)機(jī)系脫氧劑即以無(wú)機(jī)性基質(zhì)為主體的脫氧劑，如鐵系脫氧劑、亞硫酸鹽系脫氧劑、加氫催化劑型脫氧劑等；另一類(lèi)是有機(jī)系脫氧劑即是以有機(jī)性基質(zhì)為主體的脫氧劑，如酶、抗壞血酸類(lèi)、油酸、亞油酸或生育酚等。其中以原料易得、成本低、除氧效果好、安全性高的鐵系脫氧劑的應(yīng)用最廣。
?????從反應(yīng)形式進(jìn)行分類(lèi)，可分為自力反應(yīng)型（即在脫氧劑預(yù)先含有水分，一旦接觸到氧就立即開(kāi)始吸收氧的反應(yīng)）和水分依賴(lài)型（即從食品中吸收水分后才開(kāi)始吸收氧的水分）兩大類(lèi)。自力反應(yīng)型脫氧劑主要適用于茶葉、海苔、紫菜、堅(jiān)果類(lèi)和干性物料等水分活性低的食品。水分依賴(lài)型脫氧劑則適用于年糕、豆醬、匹薩餅外皮等水分活性高的食品。
?????2、常用脫氧劑的作用機(jī)理??
?????脫氧劑都是利用其本身具有還原作用，能和氧氣發(fā)生反應(yīng)的原理而使包裝內(nèi)的氧氣脫除。其除氧反應(yīng)的機(jī)理因脫氧劑的不同而不同，下面對(duì)幾種常用脫氧劑的脫氧機(jī)理作簡(jiǎn)單介紹。
?????（1）鐵系脫氧劑
?????這是目前使用較為廣泛的一類(lèi)脫氧劑。以鐵粉為主劑的脫氧劑，鐵粉系脫氧劑的脫氧方式，主要是利用鐵氧化生銹的原理，其脫氧過(guò)程的主要反應(yīng)如下：
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?????其中反應(yīng)（1）和（3）可以除去包裝中的氧氣，而反應(yīng)（2）是可能發(fā)生的副反應(yīng)之一。此反應(yīng)的凈產(chǎn)物4Fe(OH)3，即俗稱(chēng)的鐵銹，實(shí)際鐵銹是由α-FeO(OH)及β-FeO(OH)水合物所構(gòu)成，故化學(xué)式應(yīng)以Fe2O3·3H2O表示。從反應(yīng)機(jī)理看，鐵系脫氧劑反應(yīng)時(shí)應(yīng)有水存在，故適用于含水較高的食品脫氧。
?????在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，按理論計(jì)算可得，1g鐵粉可以和300mL氧氣反應(yīng)。鐵的半致死量LD50為16g/kg。商業(yè)使用中的袋裝脫氧劑的劑量最多為7g鐵粉，因此對(duì)于一個(gè)體重70Kg的人，相對(duì)劑量?jī)H為0.1g/kg。因此，鐵系脫氧劑是安全和高效的，但也有不足，如無(wú)法通過(guò)安裝在包裝生產(chǎn)線上的金屬探測(cè)器。
?????（2）硫酸鹽系脫氧劑
?????該脫氧劑主要是以連二亞硫酸鹽為主劑，以氫氧化鈣、活性炭等為助劑。如在助劑中加入適量的碳酸氫鈉，則除了能除去包裝空間的氧外，還能生成二氧化碳，形成包裝內(nèi)的高二氧化碳環(huán)境，可進(jìn)一步提高對(duì)產(chǎn)品的保護(hù)效果。其反應(yīng)機(jī)理如下:??
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?????其中反應(yīng)（4）是主要的脫氧反應(yīng)，Ca(OH)2主要用來(lái)吸收SO2。活性碳和水是反應(yīng)（4）的催化劑，因此活性碳的用量及包裝空間的相對(duì)濕度對(duì)脫氧速度均會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。按理論計(jì)算，1g的連二亞硫酸鈉可去除130ml氧氣。它的脫氧能力不如鐵系脫氧劑，但它脫氧速度快，且可生成二氧化碳，這對(duì)食品貯藏保鮮非常有利。
?????（3）加氫催化劑型脫氧劑
?????最早使用的是以鉑、銠、鈀等加氫催化劑為主劑的脫氧劑，其中以鈀應(yīng)用較多。有微孔的加氫催化劑在活化狀態(tài)下可吸附比自身體積大許多倍的活潑氫，而且可催化氫和氧反應(yīng)生成水，因而可達(dá)到除去包裝中的氧氣的目的。如果在包裝中加入吸水劑或干燥劑，就可除去反應(yīng)生成的水。這種脫氧劑的成本高，使用不便，使用范圍也受到一定的限制，因此，現(xiàn)在只在特殊場(chǎng)合使用，或配合其它脫氧劑少量使用。
?????（4）葡萄糖氧化酶
?????這種方法是利用酶技術(shù)，葡萄糖氧化酶通常采用固定化技術(shù)與包裝材料結(jié)合，在一定的溫度、濕度條件下，利用葡萄糖氧化成葡萄糖酸時(shí)消耗氧來(lái)達(dá)到脫氧目的。此反應(yīng)的適宜條件溫度是30～50℃，pH4.8～6.2，反應(yīng)中的葡萄糖可以來(lái)自食品本身，也可以是后來(lái)添加的。目前這種脫氧劑僅在某些特定產(chǎn)品的包裝中應(yīng)用。
?????（5）抗壞血酸脫氧劑
?????抗壞血酸（AA）本身就是強(qiáng)還原劑，在有氧的情況下，可被氧化形成氧化型抗壞血酸（DHAA），從而除去環(huán)境中的氧，常用此法來(lái)除去液態(tài)食品中的氧，反應(yīng)如下：
?????AA+1/2O2→DHAA+H2O?????????????????????????（7）
?????抗壞血酸即維生素C，因此抗壞血酸脫氧劑的使用安全性較高。利用此系統(tǒng)中抗壞血酸的氧化量可用來(lái)測(cè)定液態(tài)食品中氧氣的含量。
?????三、脫氧包裝技術(shù)開(kāi)發(fā)進(jìn)展
?????脫氧包裝中使用的袋裝脫氧劑，存在著可能被消費(fèi)者誤食的問(wèn)題，還可能出現(xiàn)泄露從而污染食物。為了消除這些問(wèn)題，可以將脫氧劑合成到包裝材料中，比如脫氧劑薄片、聚合物薄膜、標(biāo)簽、瓶蓋或密封墊等。
?????1、脫氧劑薄片
?????有專(zhuān)利提出將脫氧劑制成積層薄片，可避免消費(fèi)者因?qū)⒚撗鮿┬“鸱舛`食，其制備方法為：將100g鐵粉與1g活性碳及5g的20%氯化鈉溶液充分混合，經(jīng)蒸發(fā)干燥后，再取其100g與10g紙漿及20gPE纖維混合后，平均涂布在不織布(Non-woven?fabric)上，然后再以熱量熔延方式(180℃，0.2kg/cm2)制成三明治式積層薄片。
?????2、脫氧膜
?????1970年由Kuhn提出將鈀片或鉑片包埋于阻隔層及透氣層之間，制成積層脫氧膜。它是利用鈀或鉑片催化包裝內(nèi)氧和氫作用產(chǎn)生水的原理，達(dá)到脫氧之效果。而后，American?Can公司改以?xún)蓪与x子性膜包埋鈀片，結(jié)果發(fā)現(xiàn)此產(chǎn)品的脫氧效率更佳，可以使包裝內(nèi)的氧氣濃度降至0.001%以下，且可維持6個(gè)月之久，但由于使用此種脫氧膜須先將包裝內(nèi)的氣體置換成92%氮?dú)饧?%氫氣，且鈀片及鉑片都相當(dāng)昂貴，故使用情況并不普遍。近年來(lái)研究的脫氧膜產(chǎn)品中，大致可分為下列3類(lèi)。
?????（1）光化學(xué)脫氧薄膜
?????1981年澳大利亞的CSIRO研究所開(kāi)發(fā)出一種特殊的光化學(xué)脫氧薄膜，其原理是將光化學(xué)染料及活性氧接受劑涂抹于乙基纖維薄膜上，當(dāng)光線照射至染料后，被激發(fā)的染料會(huì)將能量傳給包裝內(nèi)的氧氣而形成激發(fā)態(tài)的活性氧，再由活性氧接受劑將其接收而達(dá)到脫氧的效果。此種光化學(xué)脫氧膜主要應(yīng)用于瓶蓋上，曾經(jīng)以包裝試驗(yàn)測(cè)試菜籽油的品質(zhì)安定性，結(jié)果顯示使用脫氧膜包裝可降低過(guò)氧化價(jià)約66%。但在光線不足的環(huán)境下，則無(wú)法起作用，是其最大的缺點(diǎn)。
?????（2）包埋脫氧膜
?????日本三菱氣體化學(xué)公司推出了薄膜型脫氧劑新產(chǎn)品，名為“埃琪蘭斯·奧瑪克”。目前已廣泛應(yīng)用于既要保持優(yōu)良的食品風(fēng)味，又無(wú)添加劑的高附加值、高溫高壓滅菌的食品軟包裝中?！鞍ｇ魈m斯·奧瑪克”的脫氧吸收量為0.1～0.5ml/cm，脫氧反應(yīng)開(kāi)始時(shí)必須提供的適宜水分活性為0.85以上，薄膜的厚度為100～300μ。該產(chǎn)品使用的薄膜由外層、阻隔層、氧吸收層和內(nèi)層等4層結(jié)構(gòu)組成。氧吸收層是加入鐵類(lèi)氧吸收劑的聚烯烴類(lèi)薄膜；阻隔層由鋁箔、MXD6、EVOH、蒸鍍二氧化硅薄層的薄膜組成，食品包裝后可以起到防止外來(lái)氧氣侵蝕的作用；內(nèi)層同樣采取聚烯烴類(lèi)薄膜；外層和內(nèi)層采用的是PET、尼龍等塑料薄膜材料。
?????（3）固定化酶的脫氧膜
?????日本有多項(xiàng)研究將酶系統(tǒng)（葡萄糖氧化酶，過(guò)氧化氫酶）以固定化技術(shù)，結(jié)合在殼聚糖、聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)等的薄膜上，利用酶催化葡萄糖氧化成葡萄糖酸的原理，作為液態(tài)食品包裝中的脫氧系統(tǒng)。酶反應(yīng)所需的葡萄糖可以利用微膠囊方式包埋于包裝膜中，或是由食品直接提供，在理想狀態(tài)下，0.78g葡萄糖氧化后可將500ml空氣中的氧氣完全去除。但是其最大的缺點(diǎn)為酶在制備過(guò)程中易失活，且脫氧效果不易控制，故商業(yè)化產(chǎn)品不多。
?????四、脫氧包裝技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用
?????脫氧包裝技術(shù)在食品工業(yè)上的應(yīng)用，時(shí)間并不長(zhǎng)。它最早出現(xiàn)于1925年，但直到70年代末才與密封性高、阻隔性強(qiáng)的材料配合使用，應(yīng)用于食品包裝上。目前，脫氧劑在不同食品加工中的應(yīng)用情況為：糕點(diǎn)甜食為45%，畜產(chǎn)、水產(chǎn)品和農(nóng)產(chǎn)品加工食品為30%，茶葉、咖啡等為15%，健康食品、家常菜肴等其他食品為10%，現(xiàn)已推廣應(yīng)用到高水分含量的食品、短保質(zhì)期的配送食品以及長(zhǎng)保質(zhì)期的醫(yī)藥品和健康食品等產(chǎn)品中。
?????1、在糕點(diǎn)食品上的應(yīng)用
?????糕點(diǎn)是最早也是最廣泛利用脫氧包裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)防腐保鮮目的的食品之一。糕點(diǎn)食品大多含有較高的油脂，組織結(jié)構(gòu)或柔軟或松脆，不宜采用真空包裝，否則易變形，尤其是月餅和餅干，貯存期長(zhǎng)，易出現(xiàn)氧化腐敗，而面包和蛋糕易引起霉菌生長(zhǎng)。如果在包裝中封入脫氧劑，不僅除去了氧氣，最重要的是阻止了油脂因氧化而使產(chǎn)品出現(xiàn)哈敗味或霉菌的生長(zhǎng)，從而延長(zhǎng)了保藏期。另外,由于脫氧劑對(duì)好氣性微生物生長(zhǎng)有良好的抑制作用,因此對(duì)蛋糕、年糕等食品的防腐有明顯效果。目前，我國(guó)脫氧包裝技術(shù)在月餅的包裝中應(yīng)用最為廣泛，月餅盒中的脫氧劑主要為鐵系脫氧劑。
?????2、在肉食品加工貯藏方面的應(yīng)用
?????用于鮮肉貯藏過(guò)程中防止肌紅蛋白被氧化，達(dá)到除氧護(hù)色的作用。這是因?yàn)轷r肉在貯藏過(guò)程中易發(fā)生色澤的變化，在空氣中氧的作用下，紫紅色的肌紅蛋白可氧化成亮紅色的氧合肌紅蛋白，并產(chǎn)生人們熟悉的肉的“紅潤(rùn)”感。利用這一原理，采用脫氧包裝，可使包裝環(huán)境短時(shí)間達(dá)到基本無(wú)氧狀態(tài)，此時(shí)肌紅蛋白不被氧化，處于紫紅色狀態(tài)，一旦包裝打開(kāi)，肉立刻被氧化成氧合肌紅蛋白所具有的“鮮肉”色澤，從而達(dá)到除氧護(hù)色的作用。除此之外，對(duì)于熟肉制品還具有防止脂肪氧化、防止霉菌繁殖、保持風(fēng)味的作用。目前，脫氧包裝技術(shù)在火腿和香腸中應(yīng)用廣泛。
?????3、在茶葉包裝中的應(yīng)用
?????在茶葉包裝中的作用主要是防止褐色變色，防止維生素的氧化。茶葉中的葉綠素、兒茶素、脂類(lèi)、葉紅素及Vc極易氧化，尤其是綠茶的變化特別突出，一旦被氧化，就會(huì)失去嫩綠色彩而泛黃，對(duì)品質(zhì)影響極大。故若能在防潮，遮光的同時(shí)再加上脫氧包裝，則在低溫中貯存一年后，仍能使綠茶保持湯清葉嫩的新茶狀態(tài)。
?????4、在咖啡包裝中的應(yīng)用
?????為了保持純正咖啡產(chǎn)品應(yīng)有的風(fēng)味，一些生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)簡(jiǎn)單享受型小包裝咖啡制品時(shí)也使用了脫氧包裝技術(shù)，這是為了防止氧化反應(yīng)破壞咖啡的純正香味?？Х榷贡杭鍟r(shí)有大量CO2產(chǎn)生，采用焙煎后立即密封包裝，CO2會(huì)使袋膨脹甚至破裂。因此，通過(guò)在包裝袋內(nèi)添加吸收CO2型脫氧劑，能長(zhǎng)期吸收10倍體積氧氣量的CO2，達(dá)到防氧化、保香的效果。
?????5、在谷物貯藏中的應(yīng)用
?????谷豆類(lèi)食品中的成蟲(chóng)、蟲(chóng)卵對(duì)食品質(zhì)量有嚴(yán)重危害，脫氧包裝技術(shù)能使蟲(chóng)類(lèi)缺氧窒息死亡，能防止霉菌繁殖，從而防止大米、花生等的蟲(chóng)蛀現(xiàn)象和霉變現(xiàn)象，使大米、小麥、綠豆、大豆等食品保藏較長(zhǎng)時(shí)間。
?????6、在水產(chǎn)品包裝中的應(yīng)用
?????脫氧包裝技術(shù)應(yīng)用到水產(chǎn)品上，可防止蟲(chóng)蛀和霉菌繁殖。此外水產(chǎn)品應(yīng)用脫氧包裝技術(shù)可使保存在包裝中的魚(yú)肉、蟹、蝦等海產(chǎn)品的色澤鮮艷。目前，脫氧包裝技術(shù)在精制水產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用，特別是魚(yú)干、魚(yú)片類(lèi)產(chǎn)品。
?????7、其它食品
?????脫氧包裝技術(shù)可以應(yīng)用于許多食品的包裝中。如膨化食品是以油炸為主要工藝的一大類(lèi)食品，油脂易氧化，通過(guò)脫氧包裝可除去膨化后海綿結(jié)構(gòu)中的氧，達(dá)到延長(zhǎng)貯藏期的作用。在花生、核桃、芝麻等油脂含量高的堅(jiān)果中，防油脂哈敗的效果也十分突出。也可以應(yīng)用于奶粉、豆粉中防止脂肪的氧化，并可減少因采用抽氣包裝后粉狀物結(jié)餅對(duì)沖調(diào)性的不利影響。在水果和蔬菜的干制品或粉劑中，防維生素變性和變色。另外在醫(yī)藥和化妝品中也有廣泛的應(yīng)用。
?????五、展望
?????目前，脫氧劑良好的脫氧作用使得脫氧包裝作為一種新型的包裝方法正在我國(guó)和世界各地蓬勃發(fā)展，各種新型的脫氧劑被研制并發(fā)揮更為廣泛的用途。隨著科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，新型高效的脫氧劑將會(huì)不斷滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，也隨之會(huì)為我國(guó)的包裝業(yè)及與其配套的相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)革新。
