第7章 脱氧剂封存包装技术

（2）能较好地保持食品外观，减少 添加剂使用 对于组织结构柔软或松脆，外表有 花纹的食品，还能防止食品的形态及 外观遭受破坏；封入脱氧剂后，可不 使用或减少食品中防霉剂和抗氧化剂 的用量，间接提高食品安全性 。 （3）操作方便 进行脱氧包装时，只需在包装食品 时将脱氧剂小袋一同放入即可，不需 增添额外设备、不改变食品加工工 艺，不受生产规模的制约。生产中还 常与真空和充气包装结合起来应用， 增强保藏效果。
主讲人：华南农业大学食品学院 范小平
Lecturer: Fan Xiaoping, College of Food Science, SCAU.
一、脱氧剂包装的定义及特点 脱氧包装(FOA)是指在密封 的包装容器内，使用能与氧发 生化学反应，或能催化氧发生 化学反应的脱氧剂（又称去氧 剂、吸氧剂），除去包装容器 内的游离氧，使被包装物能在 氧浓度很低(O2＜0.1%) ，甚至 无氧状态下保存的一种技术。
有机系脱氧剂 ① 抗坏血酸 美国专利US 5284871中指出，抗坏血酸与硫酸铜 (CuSO4)的水溶液可在3min内达到去氧的效果。铜离 子充当催化剂，可以连续促进抗坏血酸的氧化反应。 该脱氧剂可用于各类食品和药品包装，但成本较高。
② 偶合酶系统 将氧化酶以固定化技术结合在包装系统上,利用其催化底物 氧化的原理，亦可作为脱氧剂。例如葡萄糖氧化酶脱氧剂，在 葡萄糖氧化酶的催化作用下，葡萄糖和包装中的氧气发生反应 生成葡萄糖酸，达到脱氧的目的。该反应的适宜温度条件为 30℃~50℃，pH为4.8~6.2。由于偶合酶系统受限于食品中的温 度、pH值、水活性、盐类浓度、溶剂种类等因素，故制备较为 不易，仅适用于液态食品等某些特定产品的包装。
本章重点
脱氧包装的定义及特点 常用脱氧剂的分类方式 脱氧剂使用注意事项
包装容器内的湿度对脱氧剂吸氧速度也有明显影响，某 些脱氧剂，如铁系脱氧剂（如图10-3所示）在相对湿度低于 50%时，基本不能吸氧。脱氧能力随相对湿度升高大幅度 增强，但内装食品含水量过高、相对湿度过大，不仅不能 保持其物理特性和质量，也不利于保藏。一般包装食品的 水分活性以0.8为宜。
图10-3 湿度对铁系脱氧剂吸氧速度的影响
2. 常用脱氧剂的其他分类方式
① 根据作用速度分为：使包装内的氧气浓度降至0.1%以下的时间，在 1h~24h内的为速效型，亚硫酸盐系一般为该类型；需要2d~3d的为一般 型，有机系脱氧剂多为该类型，需要4d~5d的为缓效型。在实际使用时 可将多种脱氧剂配合作用，使脱氧效果即迅速又长效。 ② 根据对外部水分的依赖程度分为：水分依赖型和自力反应型。水分 依赖型（又称水分依存型或外来水反应型），该类型脱氧剂必须从食品 中吸收水分后才开始吸收氧气，在湿度小的空气中几乎不发生脱氧反 应。适用于Aw大于0.75的食品，如年糕、豆酱、匹萨饼外皮等水分活 性高的食品。自力反应型（又称自水反应型），该类型脱氧剂本身含有 除氧反应所需的水分，一旦接触到氧就立即开始吸收氧的反应。主要适 用于Aw小于0.75 的食品，如茶叶、海苔、紫菜、坚果类和干性物料等 水分活性低的食品。 ③ 根据脱氧能力分为：100型、 200型、 300型、 500型、 1000型，表 示每包脱氧剂能除去氧气的体积量（ml）。在实际使用中可根据包装内 的氧气含量选用脱氧能力相当的脱氧剂。
表 10-10 加工食品的封入脱氧剂包装
类别 糕点 水产加工品 肉食加工品 谷物 茶叶 典型食品 蛋糕 精制水产品 火腿 米、大豆 茶叶 作用 防止脂肪氧化、保质风味、防止霉菌繁殖 防止霉菌繁殖 防止脂肪氧化、防止变色 防止虫蛀现象、防止霉菌繁殖 防止褐色变色、维生素氧化
三、脱氧剂的应用
粮食谷物。脱氧剂可抑制害虫和霉菌繁殖，延缓陈化速
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
四、脱氧剂使用的注意事项
4. 脱氧剂使用的温湿度条件
脱氧剂的脱氧效果与环境温度 密切相关，脱氧活性随温度升高 而加大。若低于- 5℃，随后再提 高温度也不能恢复脱氧能力，因 此食品在封入脱氧剂后，贮藏的 温度不宜过低。否则会降低脱氧 效果，并可能导致脱氧剂失效。 以20~40 ℃为宜。
图10-2 温度对铁系脱氧剂吸氧速度 的影响
三、脱氧剂的应用
加工食品。脱氧剂可防止食品的脂肪和色素氧化，抑制嗜氧微
生物生长繁殖。可用来保持食品香味、防止腐败变质，延长保存 期（见表10-10）。如糕点、油炸食品、炒货、干制肉制品、香 肠、茶叶和紫菜等。据报道蛋糕与除氧剂一起装入 KOP/PE 包 装袋内完全密封，可在 30℃ 、相对湿度 80％的条件下，保存2 个月不发霉。普通包装炒制吊瓜子的保质期一般为3个月。配合 高阻隔性包装材料，进行脱氧包装保质期达8个月以上。
五、新型多功能脱氧剂的研究应用进展
1. 带有氧气检测剂的脱氧剂。该类脱氧剂附带有检测氧气含量的试纸或 试剂，因此除具有脱氧功能外，还能显示包装内氧气的含量，能确认 包装是否存在针孔和密封不良等问题，并能实现产品出库后的管理作 用，由于检测剂采用的材质是纸，安全性很高。脱氧剂与氧检测剂组 成一体，氧检测剂分蓝色、紫色和粉红色三种不同的颜色显示有氧状 态的变化情况。 2. 卡片型脱氧剂。因为脱氧剂大多采用粉末材料，利用透气性材料包装 成小袋，供实施脱氧包装时使用。在使用包装机进行食品包装过程 中，会发生包装机切断脱氧剂小袋的现象，泄漏的粉末成为污染食品 的主要原因。卡片型脱氧剂的基材薄片是纸板，除具有吸氧功能外， 还具有衬托产品的硬纸板功能和商标标签功能等新附加价值。这种卡 片型脱氧剂产品即使发生包装机操作失误，脱氧剂材料也不会飞散开 成为食品的污染源。 3. 随着市场上微波炉普及率的提高，能适应微波炉的脱氧剂已经面市。 4. 适用于高温高热灭菌的包装食品、蒸煮食品和热充填食品等液态类 食品和粘性食品用的脱氧剂薄膜产品，能防止加热处理中食品品质 劣化和变色，提高产品耐蒸性。
度，延长保存期。
中药材、文物、纺织品。可防害虫和霉菌侵害，防止书
画变色。
精密仪器、电子器材、军械。可防霉、防锈。
四、脱氧剂使用的注意事项
1. 脱氧剂的使用方法
脱氧剂一般有粉末状、颗粒状或片状，使用前通常是分装 在小袋中（小袋由透气性好的材料包装，有利于里面的脱氧 剂透过该材料吸收包装容器中的氧气）。脱氧剂小袋在使用 前应密封在气密性好的包装容器中，使用时随启随用。如自 水反应型开封后5h内务必使用，防止其失效，或脱氧效果达 不到预定要求。
脱氧包装的特点： （1）能保持食品的颜色及香味，抑制需氧微生物生长 脱氧剂不直接与食品接触，不会改变食品风味。合适的脱氧包 装，可使包装内部的氧含量降低到0.01%以下，甚至达到几乎无氧 的状态。因其能够除去固体、粉体产品微孔中、液体食品中以及 包装作业完成后通过包装材料缓慢渗入的氧气，脱氧彻底，能控 制需氧微生物及氧化反应，延长食品保质期。
氧化酶
C6 H12O6 + O2
C6 H12O7
③ 不饱和脂肪酸
美国专利US4908151提出以油酸或亚油酸，配合催化剂(油酸金 属盐类)及碱性凝固剂(氢氧化钙、氢氧化镁)等，可以在低水活性 下进行脱氧反应，改善还原态铁粉及其它有机系脱氧剂须有高水 分参与反应的缺点。
④ 活性干酵母
利用酵母菌在有氧环境下进行有氧呼吸，产生CO2，从而达到除 去包装内部氧气的目的。其主要是针对含水食品而设计,如饮料, 啤酒等。干燥酵母以固定化方式附着于瓶盖内侧, 利用高透氧 率、高透水率的高分子材料将活性的酵母与啤酒隔离，不致直接 接触。在贮存过程中，啤酒中的水分会使酵母活化而达到除氧的 效果，反应式为： C6H12O6+6O2 →6CO2+6H2O
二、脱氧剂作用机理及分类
按原材料组成的不同，脱氧剂可分为无机系和有机系两大类。
1. 作用机理及类型
无机系脱氧剂 ① 铁系脱氧剂
以还原态的铁（铁或亚铁盐）为主剂。脱氧能力强、安全、制备 简单，是最早研制，并且也是目前应用最广泛的脱氧剂。理论上1克 铁可消耗300ml的氧气，即约1500ml空气中的氧。但脱氧速度较慢， 对水分依赖，会产生氢气。
四、脱氧剂使用的注意事项
3. 脱氧剂的类型及用量
根据食物的水分活度选择适合的脱氧剂，水分活度低的宜 选择自水反应型，反之可选择水分依存型（外来水反应 型）。根据食物对氧的敏感程度选择脱氧速度适宜的脱氧 剂，通常速效与缓慢配合使用，可实现快速脱氧，又能长期 维持无氧状态。脱氧剂的使用量要足够，不仅要能保证除去 包装容器内原有的氧，还要考虑到包装材料可能渗入的氧 气，留15~20%的安全系数。
② 亚硫酸盐系脱氧剂 以连二亚硫酸盐Na2S2O4为主剂。理论上1克Na2S2O4可 以消耗130ml的氧气，即约650ml空气中的氧。脱氧速度快， 水是反应的催化剂，会产生反应热(60~70℃)，包装空间湿度 太低，脱氧速度会下降。加入适当助剂后，脱氧的同时还能 产生CO2，提高对食品的保护效果。应用较广泛。
四、脱氧剂使用的注意事项
2. 脱氧剂封存包装的材料及容器
用于实施脱氧包装的包装材料要求具有很高的气密性,尤其 对氧气具有高阻隔性，具体要求对氧气的透过率小于20ml/ （m2·24h · 0.1MP）（25℃条件下），一般都采用如 PET/PVDC/PE、PET/Al/PE或BOPP/Al/PE等高阻隔性复合 薄膜，还可使用金属罐和玻璃罐等容器。包装材料或容器最 好有一定的强度，因为脱氧后，容器内会产生一定的负压， 引起收缩，外形不美观，如果结合适当的充气包装可克服该 缺点。