食品抗油脂氧化包装的保质期预测理论与方法

食品包装技术包装技术与设计职业教育专业教学资源库本科食品抗油脂氧化的保质期预测理论与方法FoodPackaging

Technology主讲人︱肖根生河南牧业经济学院目录CONTENTS1油脂的氧化机理2油脂食品抗氧化包装的货架寿命理论河南牧业经济学院一、油脂的氧化机理油脂是日常和食品加工中的重要原料，广泛用在各种食品加工上，用于改善产品性质，赋予食品良好的风味和质地一、油脂的氧化机理从化学结构和组成上看，油脂是直链高级脂肪酸和甘油生成的酯的混合物。油脂习惯上把在常温下为固态或半固态的叫做脂，液态的叫做油。一、油脂的氧化机理天然的油脂大都为混合甘油酯。常用下列结构式表示R、R′、R相同，叫做单甘油酯，R、R′、R不同则叫做混合甘油酯。如果一、油脂的氧化机理含有油脂食品的在贮运加工中极易发生氧化，油脂氧化所产生的产物会对含油脂食品的风味、色泽以及组织产生不良的影响，以至于缩短货架期，甚至导致致病、致癌，严重危害人体健康。一、油脂的氧化机理油脂的化学结构中含有一些具有双键的不饱和脂肪酸性物质，因此在通常贮存条件下易吸收氧气发生氧化。油脂的酶氧化油脂的金属氧化油脂的光氧化油脂的自动氧化油脂氧化油脂的氧化机理一、油脂的氧化机理是指不饱和油脂和空气中的氧，在室温下，未经任何直接光照、未加任何催化剂等条件下的完全自发的氧化反应。（1）油脂的自动氧化一、油脂的氧化机理诱导期传播期终止期二次产物产生油脂的氧化反应一旦开始，就会一直进行到氧气耗尽或自由基与自由基结合产生稳定的化合物为止。这四个阶段并非绝对化，它们有相互包含的关系，只不过在某一阶段，以某个反应为主，在其量上某个反应占优势。油脂自动氧化过程一、油脂的氧化机理诱导期传播期终止期二次反应物油脂自动氧化机理

ROOH→ROO•＋H•ROOH→RO•＋•OH2ROOH→RO•＋ROO•＋H2O

R•+O2→ROO•ROO•+R＇H→ROOH＋R＇•ROO•＋R＇OO•→ROOR＇＋O2RO•＋R＇→ROR＇

低分子产物如醛、酮、酸、醇和高分子化合物一、油脂的氧化机理光能的吸收靠一种称为光敏剂的物质，当油脂中含有光敏性物质时，如果有光直接照射时，就会产生光氧化反应。油脂中的主要光敏剂有叶绿素、脱镁叶绿素、酸性红、甲基蓝、核黄素和卟啉等。（2）油脂的光氧化一、油脂的氧化机理反应基理为：光能将光敏剂的基态引发到激发态，还能将光敏剂进一步引发到能量较高、较不稳定、具有振动性的三级态水平。该状态能够转化它的能量给氧的最低振动能量态3O2，至较高的振动能量态1O2，1O2更亲电子，将攻击电子高密度区（C=C)，产生过氧化基，形成氢过氧化物。后者分解成游离并引发自动催化氧化。上述过程被定义为光诱导氧化。光氧化速度很快，一旦1O2形成，反应速度是自动氧化的千倍。由于光氧化的机理不同，其与自动氧化的区别主要在于其氧化速率和氧化产的不同。一、油脂的氧化机理（3）油脂的酶氧化01油脂的酶氧化是由脂氧酶参加的氧化反应。0203不少植物中含有脂氧酶，脂氧酶催化的过氧化反应主要发生在生物体内以及未经加工的植物种子和果实中。脂氧酶有选择性地催化多不饱和脂肪酸的氧化反应。一、油脂的氧化机理（4）油脂的金属氧化食用油脂通常含有微量的金属离子。质量分数为（2×10-4）%的三价铁地加速油脂的氧化速度，使得醛类和酚类抗氧化剂的抗氧化能力极大地受到抑制，因为三价铁是非常强的自由基发生剂，能极有效地诱发自由基的连锁反应有氧化催化能力的金属主要是一些变价金属，如铜、铁、镍、钴、钒、锰、钛等。其中催化能力最强的为铁。另外，浓度、温度、水分、杂质及所加金属离子的价态也关系到氧化能力。氧化油脂油脂食品抗氧化包装的保质期预测理论对于油脂食品包装的货架寿命，以塑料包装材料为例进行介绍塑料薄膜或多或少地具有透气性，当某种气体的分压在薄膜两侧不同时，该气体就会从分压高的一侧向分压低的一侧逸去。含气包装时，最初袋内外氧的分压相等，但是，当油脂一吸收氧，袋内的氮分压就会降低，反之氧分压却上升。由于该分压差的存在，氧就透进袋内，而氮却逸向袋外。从袋外透进来的氧继续被油脂吸收，结果袋内体积减少。1、塑料包装材料的渗透理论油脂食品抗氧化包装的保质期预测理论氧和氮的透过速度表示为：式中，Q——中油脂的吸氧量，mL;t——贮存天数，天x——袋内氧的体积,mL;y——袋内氮的体积,mL;Px——氧的透过度,m1/m2·24hr·atm;Py——氮的透过度,m1/m2·24hr·atm;PN——袋内氮分压,atm;P0——袋内氧分压,atm;C——空气中的氧分压,0.2095atm;C2——空气中的氮分压,0.2095atm;a——袋的表面积,m2设吸氧速度（dQ/dt)不变时，可对方程求解。下面设氧的透过度P=1000m1/m2·24hr·atm，袋内的表面积(a)=0.05m2，吸氧速度(dQ/dt)=5mL/24hr，封入袋内的空气量=100mL，通过计算，其结果如下图所示，从而证明了上述理论。油脂食品抗氧化包装的保质期预测理论油脂食品抗氧化包装的保质期预测理论对于油炸类、油脂类、乳酸类、蛋白质类食品以及药品、化妆品等易被氧化的物品，其质量变化主要与包装类的含氧量有关，氧可使上述物品氧化变质。所以这类物品的包装保质期主要依据物品允许的耗氧量进行预测。当包装材料透氧量超过物品最大允许耗氧量时，此类物品很容易因氧化作用而变质。所以我们用包装材料的透氧速率公式导出包装保质期预测公式。食品油脂抗氧化包装预测理论式中Q——t时间内透过的氧气量,g;dQ/dt——透氧速率,g/d;——包装材料在温度下的透氧系数,g·mm/m2·day·PaPc——包装外部氧分压,Pa;P1——包装内部氧分压,Pa;油脂食品抗氧化包装的保质期预测理论根据费克-亨利定律得出包装材料的渗透率公式：油脂食品抗氧化包装的保质期预测理论一般包装材料的透氧速率很慢，所透过的氧，很易通过溶解或吸附的方式与物品接触。假如dt时间，单位净重物品所能接触到的氧的增量为dm时，则包装材料透氧速率可表示为：式中W——物品净重由式可见Q=Wm油脂食品抗氧化包装的保质期预测理论另外，又因上式中不仅P1与物品内的自由氧以及氧消耗速度有关，还与透进的氧量有关，则P可表示为式中m——单位净重物品所接触到的总氧量,g/g;V0——单位净重物品消耗氧的总量,g/g;f0——包装内自由氧含量,g;kg——修正系数,Pa/g;油脂食品抗氧化包装的保质期预测理论当t=0时，m=0；当t=t时，m=mt，由上述前三式可得到油脂食品抗氧化包装的保质期预测理论易氧化物品包装保质期的预测，主要依据物品的最大允许耗氧量。由于物品的耗氧量与包装材料的透氧量作用机理和影响因素不同，不能建立线性关系，因而不能直接应用最大允许耗氧量进行预测。为计算方便，必须用包装物品的单位净重最大允许透氧量取代物品单位净重最大允许耗氧量。一般可参照最大允许耗氧量，通过文献资料、实验或专家评议方式确实。对式修正，可得物品包装保存期的预测公式油脂食品抗氧