Саймън Анджело Чичело

Департамент по селскостопански науки, Училище за науки за живота, Университет La Trobe, Мелбърн, Виктория 3086 Австралия

абсорбатори

Резюме

Въведение

Запазването на храната е важна наука от незапомнени времена. Осоляването и сушенето на храни са били използвани като техники в миналото, които продължават и до днес. Някои храни обаче се сервират пресни, без да се използват вредни и нежелани консерванти. По ирония на съдбата кислородът е необходим за оцеляването на повечето организми, т.е. окислително фосфорилиране, но също така и за растежа на микробите, което допринася за развалянето на консервираната храна и напитки. По този начин нивото на кислород е неразделна част от влиянието върху качеството на съхранявания хранителен продукт. Други компоненти като анаеробен микробен растеж, вариации в нивата на влага, светлина, ензимна активност и неоксидативни реакции, индивидуално или колективно, могат да влошат опакованите хранителни продукти (Brody et al. 2001).

История на кислородни абсорбатори/чистачи

По-рано през 20-ти век в хранителните продукти бяха включени редица химикали за абсорбиране на остатъчен кислород, включително аскорбинова киселина и глюкозна оксидаза/каталаза (Brody et al. 2001). През 60-те години на миналия век дитионитът, калциевият хидроксид, активният въглен и водата са включени в система и се използват в Япония за улавяне на кислорода, което също е патентовано (Bloch 1965). Към 70-те години на миналия век използването на пластмасови опаковки с различна пропускливост на кислород започва да се използва широко. Загрижеността относно окисляването от остатъчен кислород, а също и кислородът, който се предава през опаковъчния материал, води до разработването на химически средства за отстраняване на кислород чрез използване на пакети или сашета в опаковката, които видяха началото на новата категория опаковки, наречена активна опаковка, включително кислородни абсорбатори.

маса 1

Видове търговски кислородни абсорбатори

Система за чанти Съединения Активатори Индикативно приложение
Антиоксидантиt-бутил хидрохинон, бутилиран хидрокситолуен Пържени юфка
СулфитиСулфити и аналозиДобавете палетизирани прахове и промоторни метали, т.е. хром, олово, калай, паладий, кобалт, никел и платинаХрани, съдържащи масла/мазнини, пресни храни и фармацевтични продукти
БорБор/борна киселинаАлкални вещества (т.е. NaCO3 -) носител (активен въглен и диатомит)Ориз
Захарни алкохоли и гликолиЗахарни алкохоли (ксилитол, сорбитол, манитол) 1,2-гликоли (пропилен или етилен гликол)Преходен метал (никелови халиди и сулфати/кобалт/желязо) или алкални вещества или фенолни съединения (катехол/танинова киселина) или хинон (бензохинон)Ориз (кафяв), сладкиши
Ненаситени мастни киселини и въглеводородиНенаситени мастни киселини (ленено масло) и въглеводороди (изопрен, бутадиен и сквален)Катализатори и носители на желязо и кобалтВсички видове пакетирани храни
Паладиеви катализаториПаладиев катализатор/водороден газ Всички видове пакетирани храни
ЕнзимиГлюкозна оксидаза Всички видове пакетирани храни
МаяОбездвижена мая Напитки: бира
Опаковъчен материалВсеки метал, реагиращ с кислород (Fe/Zn/Mn) или пластмасов филм с тънък метален слой Всички видове пакетирани храни
Почистващи препарати на базата на аскорбинова киселинаВитамин Ц Плодове и пресни зеленчуци
Кислородни абсорбери/чистачи на базата на черни железаЖелезен железен оксид Всички видове сухи пакетирани храни

Съкращения: NaCO 3 натриев бикарбонат, Fe желязо, Zn цинк, Mn манган

Химични, физични свойства, токсичност

Почистващите кислород на базата на черни желязо са най-широко използвани при консервирането на пакетирани храни. Почистващата молекула, железен железен прах заедно с активен въглен и сол се предлагат като малки, силно пропускливи за кислород сашета, които могат да бъдат опаковани отделно от хранителния продукт. Опаковката на абсорбера обикновено се състои от хартия и полиетилен. Почистващите кислород са напълно безопасни за употреба, не са годни за консумация (опасност от задавяне) и не са токсични. По време на абсорбцията на кислород не се отделят вредни газове. Ново (готово за употреба) саше изглежда черно, прахът му е рохкав, с топло усещане от външната страна, показващо абсорбираща кислород активност, докато стар или с изтекъл срок на годност продукт може да се различи от червения си ръждив цвят, частиците и е по-трудно да се усети от него екстериора (Cichello 2010).

Основното съединение на железен железен оксид (железен II оксид; FeO) се активира с влага от околната среда и автоматично започва да абсорбира остатъчния кислород в горната част на опаковката, хидратира се с атмосферна влага, за да се окисли до ферично състояние; хидратиран железен (III) оксид (железен оксид; Fe2O3). При идеални условия се използват приблизително 2,2 g железен карбонат за абсорбиране на 100 cc кислород. Химичната реакция на кислородния абсорбер на базата на железен метал е показана по-долу на фиг. 1 и е идентична с процеса на ръждясване.

Химична реакция на кислороден абсорбер на базата на черни метали (процес на ръжда)

Освен това LD50 за черното желязо е определено като 16 g/kg телесно тегло и по този начин стандартният кислороден абсорбер от 100 cc тежи 2,5 g (Brody et al. 2001). Средният човек с тегло 70 kg трябва да изяде 448 × 100 cc абсорбатори на кислород, преди да се достигне LD50 за токсичност. Например печатащите мастила, използвани в опаковъчния материал на марката OxySorb ™, използват нетоксично съдържание, хранителни продукти на соева основа, което прави общия кислороден абсорбер безопасен за контакт с хранителни продукти, въпреки че не трябва да се консумира като представлява опасност от задавяне. Съдържанието може да се добави към градината от потребителя, за да се осигури захранване с въглерод и желязо за растенията, когато се разпределят равномерно, като PE и хартиената част се рециклират напълно.

Приложения на кислородни абсорбатори

Хляб и бисквити

Плодове и зеленчуци

Ядкови продукти

Кислородните абсорбери са успешно приложени в печена и смляна соя за предотвратяване на липидното окисляване (Takenaga et al. 1987), подобряване на съхранението и качеството на орехите при 11 ° C за период от 13 месеца, чрез намаляване на образуването на хексанал и гранясване на вкуса, чрез използване на много опаковъчен материал с ниска пропускливост на кислород като ламинат с EVOH (етилен винил алкохол) в допълнение към азотно промиване (Jensen et al. 2003) Използването на кислородни абсорбатори с бадемови ядки (Prunus dulcis) осигурява 12-месечен срок на годност, независимо от кислородната бариера на контейнера:

полиетилен терефталат // полиетилен с ниска плътност, или

торбички от полиетилен с ниска плътност/етилен винил алкохол/полиетилен с ниска плътност. И двата типа торбички бяха промити с N2, в комбинация със или без кислороден абсорбер), различни условия на осветление и също така различна температура за съхранение. Нещо повече, кислородният абсорбер намалява образуването на хексанално съдържание, разграждане на цвета; въпреки това нарастването на концентрацията на наситени мастни киселини и намаляването на мононенаситените мастни киселини се наблюдава през 12-месечния период при съхранение от 20 ° C (Mexis и Kontominas 2011). Изглежда, че кислородните абсорбери са от решаващо значение за опаковането на ядки и семена, за да се предпазят от разграждане на състава на мастните киселини, важна хранителна характеристика и определящ фактор за пазарната стойност.