(一)食品抗氧化剂
食品抗氧化剂是防止或延缓食品氧化变质的一类物质。如前所述,油脂或含油脂的食品在贮藏、运输过程中由于氧化发生酸败或油烧现象,不仅降低食品营养,使风味和颜色劣变,而且产生有害物质危及人体健康。防止食品氧化变质有多种方法,除了对食品原料、加工和贮运环节采取低温、避光、隔氧或充氮密封包装等措施以外,还可以配合添加适量的抗氧剂以有效地增加食品贮藏效果。
1.食品抗氧化剂的作用机理 食品抗氧化剂的种类繁多,抗氧化的作用机理也不尽相同,虽然如此,它们的抗氧化作用都是以其还原性为理论依据的。例如,有的抗氧化剂被氧化,消耗食品内部和环境中的氧而保护食品品质;有的抗氧化剂作为给氢体或电子供给体,阻断食品自动氧化的连锁反应;有的抗氧化剂则是通过抑制氧化酶的活性而防止食品氧化变质等,所有这些抗氧化作用都与抗氧化剂的还原性密切相关。
2.食品抗氧化剂的种类和特性 食品抗氧化剂按其溶解性质可分为脂溶性抗氧化剂和水溶性抗氧化剂两类。
(1)脂溶性抗氧化剂。脂溶性抗氧化剂易溶于油脂,主要用于防止食品油脂的氧化酸败及油烧现象,常用的种类有丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、没食子酸丙酯及生育酚混合浓缩物等。
1)丁基羟基茴香醚。丁基羟基茴香醚又称为叔丁基⁃4⁃羟基茴香醚,或简称BHA。BHA由3⁃BHA和2⁃BHA两种异构体混合组成,分子式为C11H16O2。BHA为白色或微黄色蜡状粉末晶体,有酚类的刺激性臭味,不溶于水,而易溶于油脂及丙二醇、丙酮、乙醇等溶剂,热稳定性强,可用作焙烤食品的抗氧化剂。BHA吸湿性微弱,并具较强的杀菌作用。试验证明BHA与其他抗氧化剂并用可以增加抗氧化效果。BHA比较安全,为国内外广泛使用的抗氧化剂,其ADI值为0~0.5mg/kg。
2)二丁基羟基甲苯。二丁基羟基甲苯又称为2,6⁃二叔丁基对甲酚,或简称BHT,BHT为白色结晶,无臭,无味,溶于乙醇、豆油、棉籽油、猪油,不溶于水和甘油,热稳定性强,对长期贮藏的食品和油脂有良好的抗氧化效果,基本无毒性,其ADI值为0~0.5mg/kg。
3)没食子酸丙酯。没食子酸丙酯简称PG。PG为白色至淡褐色结晶,无臭,略带苦味,易溶于醇、丙酮、乙醚,而在脂肪和水中较难溶解,热稳定性强,但易与铜、铁离子作用变成紫色或暗紫色,有一定的吸湿性,遇光则能分解。PG与其他抗氧化剂或增效剂并用可增强效果。PG摄入人体可随尿排出,比较安全,其ADI值为0.02mg/kg。
4)生育酚混合浓缩物。生育酚又称为维生素E,广泛分布于动植物体内,已知的同分异构体有七种。经人工提取后,浓缩成为生育酚混合浓缩物。该抗氧化剂为黄色至褐色无臭透明粘稠液,密度为0.932~0.955g/mL,溶于乙醇,不溶于水,能与油脂完全混溶,热稳定性强,耐光、耐紫外线和耐辐射性也较强。所以除用于一般的油脂食品外,还是透明包装食品的理想抗氧化剂,也是目前国际上应用广泛的天然抗氧化剂。其ADI值为0~2mg/kg,对人体无毒害。
(2)水溶性抗氧化剂。水溶性抗氧化剂主要用于防止食品氧化变色,常用的种类是抗坏血酸类抗氧化剂。此外,在研究和使用的水溶性抗氧化剂还有许多种,如异抗坏血酸及其钠盐、植酸、乙二胺四乙酸二钠以及氨基酸类、肽类、香辛料和糖醇类抗氧化剂。现将L⁃抗坏血酸及L⁃抗坏血酸钠叙述如下。
抗坏血酸又称维生素C,系由葡萄糖合成。抗坏血酸及其钠盐为白色或微黄色结晶、细粒或粉末,无臭,抗坏血酸带酸味,其钠盐有咸味,干燥品性质较稳定,但热稳定性差,抗坏血酸在空气中氧化变黄色。抗坏血酸易溶于水和乙醇,可作为啤酒、无酒精饮料、果汁的抗氧化剂,能防止褐变、变色及品质风味劣变现象,此外,还可作为α⁃生育酚的增效剂,防止动物油脂的氧化酸败,在肉制品中起助色剂作用。经研究发现抗坏血酸及其钠盐还有阻止亚硝胺生成的作用,所以又是一种防癌物质,其添加量约为0.5%(质量分数)左右。抗坏血酸及其钠盐对人体无毒害,抗坏血酸的ADI值为0~15mg/kg。
3.食品抗氧化剂使用注意事项
1)食品抗氧化剂的使用时机要恰当。食品中添加抗氧化剂需要特别注意时机,一般应在食品保持新鲜状态和未发生氧化变质之前使用抗氧化剂,否则在食品已经发生氧化变质现象后再使用抗氧化剂则效果显著下降,甚至完全无效。这一点对防止油脂及含油脂食品的氧化酸败尤为重要。(www.xing528.com)
2)对影响抗氧化剂还原性的诸因素加以控制。如前所述,抗氧化剂的作用机理是以其强烈的还原性为依据的,所以使用抗氧化剂应当对影响其还原性的各种因素进行控制。光、温度、氧、金属离子及物质的均匀分散状态等都影响着抗氧化剂的效果。
3)抗氧化剂与增效剂并用。增效剂是配合抗氧化剂使用并能增加抗氧化剂效果的物质,这种现象称为增效作用,例如油脂食品为防止油脂氧化酸败,添加酚类抗氧化剂的同时并加入某些酸性物质,如柠檬酸、磷酸、抗坏血酸等,可有显著的增效作用。此外,抗氧化剂与食品稳定剂并用或两种抗氧化剂并用都可以起增效作用。
(二)食品脱氧剂
脱氧剂又称为游离氧吸收剂(FOA)或游离氧驱除剂(FOS),它是一类能够吸除氧的物质。当脱氧剂随食品密封在同一包装容器中时,能通过化学反应吸除容器内的游离氧及溶存于食品的氧,并生成稳定的化合物,从而防止食品氧化变质。同时,所形成的缺氧条件也能有效地防止食品的霉变和虫害。
脱氧剂不同于作为食品添加剂的抗氧化剂,它不直接加入食品的组成,而是在密封容器中吸除氧而防止氧化变化的,因而是一种对食品无污染、简便易行、效果显著的贮藏辅助措施。脱氧剂已成为一种应用广泛的食品保藏剂。
1.食品脱氧剂的种类和作用机理 脱氧剂种类繁多,基本可分为有机和无机两大类,每一大类中又包括多种类型的脱氧剂。目前在食品贮藏上广泛应用的有三类:特制铁粉、连二亚硫酸钠和碱性糖制剂。
(1)特制铁粉。特制铁粉由特殊处理的铸铁粉及结晶碳酸钠、金属卤化合物和填充剂混合组成,铸铁粉为主要成分,粉粒径在300μm以下,比体积为0.5m3/g以上,呈褐色粉末状。脱氧作用机理是特制铁粉先与水反应,再与氧结合,最终生成稳定的氧化铁。1g铁大约可处理1500mL空气的氧,是十分有效而经济的脱氧剂。特制铁粉的效果与使用环境的温度有关,如果用于含水分高的食品则脱氧效果发挥得快,反之在干燥食品中则脱氧缓慢。
(2)连二亚硫酸钠。这种脱氧剂由连二亚硫酸钠为主剂,与辅料氢氧化钙和植物性活性炭配合而成。如果用于鲜活食品脱氧保藏,能连同氧一起吸除二氧化碳,但需再配入碳酸氢钠作为辅料。连二亚硫酸钠脱氧机理是以活性炭为催化剂,遇水发生化学反应并释放热量,温度可达60~70℃,同时产生二氧化碳和水。
(3)碱性糖制剂。这种脱氧剂是由糖为原料生成的碱性衍生物,其脱氧作用机理是利用糖的还原性能,进而与氢氧化钠作用形成儿茶酚等多种化合物,其机理尚不清楚。该脱氧剂只能在常温条件下显示其活性,当处在-5℃时除氧能力减弱,再回到常温下也不能恢复其脱氧活性,如果温度降至-15℃时则完全丧失脱氧能力。
2.食品脱氧剂的效果及影响因素 脱氧剂的效果因化学反应的温度、水分、压力及催化物质等因素而异,其脱氧反应速度和脱氧所需要的时间也各不相同。
3.脱氧剂在食品贮藏中的应用 脱氧剂是一类新型而简便的化学除氧物质,广泛应用于食品和其他物品的贮藏,目前在食品贮藏中主要用于防止各种包装加工食品的氧化变质、霉变现象。此外,在防治谷物的仓库虫害方面,脱氧剂也有着显著的杀虫效果。
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