Az oxigénelnyelő anyagok élelmiszer-tartósításban: áttekintés

Simon Angelo Cichello

Agrártudományi Tanszék, Élettudományi Kar, La Trobe Egyetem, Melbourne, Victoria 3086 Ausztrália

Absztrakt

Bevezetés

Az élelmiszerek tartósítása ősidők óta nélkülözhetetlen tudomány. Az élelmiszerek sózását és szárítását a múltban technikaként alkalmazták, amelyek a mai napig fennmaradnak. Egyes ételeket azonban frissen, káros és nem kívánt élelmiszer-tartósítószerek használata nélkül szolgálnak fel. Ironikus módon oxigénre van szükség a legtöbb szervezet túléléséhez, azaz az oxidatív foszforilezéshez, de a mikrobák növekedéséhez is, ami hozzájárul a tartósított ételek és italok elrontásához. Így az oxigénszint szervesen befolyásolja a tárolt élelmiszer minőségét. Egyéb összetevők, például az anaerob mikrobiális szaporodás, a nedvességszint változásai, a fény, az enzimatikus aktivitás és a nem oxidatív reakciók, külön-külön vagy együttesen, ronthatják a csomagolt élelmiszertermékeket (Brody et al. 2001).

Az oxigénelnyelő/-eltávolító kórtörténet

A 20. század elején számos vegyi anyagot építettek be az élelmiszerekbe a maradék oxigén felszívására, beleértve az aszkorbinsavat és a glükóz-oxidáz/katalázt (Brody és mtsai 2001). Az 1960-as évek során a ditionitot, a kalcium-hidroxidot, az aktív szenet és a vizet beépítették egy rendszerbe, amelyet Japánban oxigénmegkötő tulajdonságokra használtak fel, amelyet szintén szabadalmaztattak (Bloch 1965). Az 1970-es évekre széles körben elterjedt az oxigénáteresztő képességű műanyag csomagolások használata. A maradék oxigén általi oxidációval és a csomagolóanyagon átáramló oxigénnel kapcsolatos aggályok kémiai oxigéneltávolítási módszerek kifejlesztéséhez vezetnek a csomagoláson belüli csomagok vagy tasakok felhasználásával, amelyek megalapozták az új csomagolási kategória kezdetét, az úgynevezett aktív csomagolást. oxigénelnyelő anyagok.

Asztal 1

A kereskedelemben kapható oxigénelnyelő anyagok típusai

Satchel systemCompoundsActivatorsIndicated alkalmazás

Antioxidánsok	terc-butil-hidrokinon, butilezett hidroxi-toluol	Rántott tészta
Szulfitok	Szulfitok és analógjaik	Kiegészítő raklapos porok és promóterfémek, azaz króm, ólom, ón, palládium, kobalt, nikkel és platina	Olajokat/zsírokat tartalmazó élelmiszerek, friss élelmiszerek és gyógyszerek
Bór	Bór/bórsav	Alkáli anyagok (azaz NaCO3 -) hordozó (aktív szén és kovaföld)	Rizs
Cukoralkoholok és glikolok	Cukoralkoholok (xilit, szorbit, mannit) 1,2-glikolok (propilén vagy etilénglikol)	Átmenetifém (nikkel-halogenidek és -szulfátok/kobalt/vas) vagy alkáli anyagok vagy fenolos vegyületek (katekol/csersav) vagy kinon (benzokinon)	Rizs (barna), sütemények
Telítetlen zsírsavak és szénhidrogének	Telítetlen zsírsavak (lenmagolaj) és szénhidrogének (izoprén, butadién és szkvalén)	Vas és kobalt katalizátorai és hordozói	Minden típusú csomagolt élelmiszer
Palládium katalizátorok	Palládium katalizátor/hidrogéngáz	Minden típusú csomagolt élelmiszer
Enzimek	Glükóz-oxidáz	Minden típusú csomagolt élelmiszer
Élesztő	Immobilizált élesztő	Italok: sör
Csomagolás anyaga	Bármely oxigénnel reaktív fém (Fe/Zn/Mn) vagy vékony fémrétegű műanyag fólia	Minden típusú csomagolt élelmiszer
Aszkorbinsav alapú hulladék eltávolítók	C vitamin	Gyümölcsök és friss zöldségek
Vas-vasalapú oxigénelnyelő/-fogó	Vas-vas-oxid	Minden típusú száraz csomagolt élelmiszer

Rövidítések: NaCO 3 nátrium-hidrogén-karbonát, Fe vas, Zn cink, Mn mangán

Kémiai, fizikai tulajdonságok, toxicitás

A vas-vas alapú oxigénmegkötőket a legtöbben a csomagolt élelmiszerek tartósításában használják. A megkötő molekula, a vas-vaspor, az aktív szén és a só kis, nagymértékben oxigént áteresztő tasakokban kapható, amelyek külön csomagolhatók az élelmiszer-terméktől. Az abszorber csomagolása általában papírból és polietilénből áll. Az oxigénmegkötők használata teljesen biztonságos, nem ehető (fulladásveszélyes) és nem mérgező. Az oxigén felszívódása során káros gázok nem szabadulnak fel. Egy új (használatra kész) tasak feketének tűnik, porja laza, kívülről meleg érzetet mutat, ami oxigénelnyelő aktivitást mutat, míg egy régi vagy lejárt termék megkülönböztethető vörös rozsdás színétől, részecske jellegétől és nehezebb érezni a külső (Cichello 2010).

A vas-vas-oxid alapvegyülete (Vas-II-oxid; FeO) a környezeti nedvesség hatására aktiválódik, és automatikusan megkezdi a maradék oxigén felszívódását a csomagtérben, a légköri nedvességtől hidratálva vas-oxiddá oxidálódik; hidratált vas (III) -oxid (vas-oxid; Fe2O3). Ideális körülmények között körülbelül 2,2 g vas-karbonátot használnak fel 100 cm3 oxigén felszívására. A vasalapú oxigénelnyelő kémiai reakcióját az 1. ábra mutatja be, és megegyezik a rozsdásodás folyamatával.

Vasalapú oxigénelnyelő kémiai reakciója (rozsdásodás)

Ezenkívül a vasvas LD50-értékét 16 g/testtömeg-kg-ban határozták meg, így a szokásos 100 cm3 oxigénabszorber súlya 2,5 g (Brody et al. 2001). Az átlag 70 kg-os embernek 448 × 100 cm3 oxigénelnyelőt kell megennie, mielőtt a toxicitás elérné az LD50-et. Például az OxySorb ™ márka csomagolóanyagában használt nyomdafestékek nem mérgező tartalmat, étkezési szójaalapú termékeket használnak, ezáltal a teljes oxigénelnyelő anyag biztonságosan érintkezhet az élelmiszerekkel, bár nem szabad enni fulladásveszélyt jelent. A tartalmat a fogyasztó hozzáadhatja a kertbe, hogy egyenletes eloszlás esetén szén és vas tápanyagellátást biztosítson a növények számára, a PE és a papírrész teljesen újrafeldolgozható.

Az oxigénelnyelő anyagok alkalmazása

Kenyér és keksz termékek

Gyümölcs és zöldség

Diótermékek

Az oxigénelnyelő anyagokat sikeresen alkalmazták pörkölt és őrölt szójababokban a lipid oxidáció megakadályozása érdekében (Takenaga et al. 1987), javítva a dió tárolását és minőségét 11 ° C-on 13 hónapos időtartamon keresztül, csökkentve a hexanal képződését és az íz avasodását. nagyon alacsony oxigénáteresztő képességű csomagolóanyagok, például laminált anyag EVOH-val (etilén-vinil-alkohol) a nitrogénöblítés mellett (Jensen et al. 2003). Az oxigénelnyelő anyagok mandulamaggal (Prunus dulcis) történő felhasználása 12 hónapos eltarthatóságot biztosít a tartály oxigéngátjától függetlenül:

polietilén-tereftalát // kis sűrűségű polietilén, vagy

kis sűrűségű polietilén/etilén-vinil-alkohol/kis sűrűségű polietilén tasakok. Mindkét tasakot N2-vel öblítették, kombinálva oxigénelnyelővel vagy anélkül), eltérő a fényviszonyok és a tároláshoz szükséges hőmérséklet is. Ezenkívül egy oxigénabszorber csökkentette a hexanalitartalom kialakulását, a szín lebomlását; azonban a telített zsírsavak koncentrációjának növekedését és az egyszeresen telítetlen zsírsavak csökkenését figyelték meg a 12 hónapos időszak alatt 20 ° C-os tároláskor (Mexis és Kontominas 2011). Úgy tűnik, hogy az oxigénelnyelő anyagok kulcsfontosságúak a diófélék és a magvak csomagolásában, hogy megvédjék a zsírsavösszetétel lebomlásától, amely fontos táplálkozási jellemző és a piaci érték meghatározója.