食品脱氧剂及其应用研究进展

脱氧剂又名吸氧剂，是一组易与游离氧、溶解氧发生反应的化学混合物，可在规定时间内将包装容器内的氧气体积分数降低至0.1% 以下并保持一定时间的产品。脱氧剂根据原材料的不同可分为以无机物为主要组成成分的无机类吸氧剂和以有机物为主要组成成分的有机类吸氧剂，其中无机类吸氧剂以铁系、亚硫酸盐系为代表，应用较为广泛，其他还有铂、铑、钯等加氢催化剂型的吸氧剂。有机类吸氧剂主要有抗坏血酸、酶类（葡萄糖氧化酶、乙醇氧化酶）、不饱和脂肪酸（油酸、亚油酸、亚麻酸）、光敏染料、天然酚类化合物、嘧啶类物质以及酵素等。

无机类吸氧剂

1、铁系脱氧剂

目前使用较为广泛的一类脱氧剂是铁系脱氧剂，该类脱氧剂以活性铁粉为主剂，碳粉、钠盐以及卤化物等为复配物。铁系脱氧剂反应时要有水分存在，故适用于相对湿度较高的氛围中的食品脱氧。实验证明，当环境相对湿度低于65%时，脱氧效果并不明显。在标准状态下，1g 的Fe 可消耗 300mL 的O₂，即约1500mL 空气中的 O₂。但脱氧速度较慢，脱氧过程中会产生氢气。

2、亚硫酸盐系脱氧剂

亚硫酸盐系吸氧剂主要以连二亚硫酸盐为主剂，Ca(OH)₂和活性炭为辅剂，在相对湿度较高的环境中进行反应，亚硫酸盐系脱氧剂1h 内即可将环境中氧的体积分数降低到1%以下，最终可以降低到0.2%以下，脱氧速度较快，但脱氧过程中会出现 SO₂气体。对SO2 敏感的食品极为不利，如啤酒中SO2 浓度超过阈值（0.1 μg/L）时会产生硫与火柴的味道。

针对此类食品，可在亚硫酸盐系吸氧剂里加入一定量的NaHCO3 作为助剂，吸收反应过程中所产生的SO2 而释放 CO2 气体，产生的 CO₂会吸附在油脂及碳水化合物周围，从而进一步起到保护食品的作用。在标准状态下，1g 连二亚硫酸盐可消耗129mL 的O₂，即约 613mL 空气中的 O₂。

3、加氢催化型吸氧剂

加氢催化型吸氧剂主要以铂、铑、钯等加氢催化剂为主要原料，其具有的多微孔结构在活化状态下能大量吸附周围环境中的氢，并催化氢与氧反应生成水，从而达到清除氧气的目的。

可在包装中加入一定的干燥剂或吸湿剂，以去除反应过程中产生的水。此类加氢催化剂活性较高，一般在常温条件下即可使用，但由于铂、铑、钯等金属成本较高，同时需要加入氢气，因此其使用范围受到一定的限制。

有机类吸氧剂

1、抗坏血酸脱氧剂

抗坏血酸（AA）是一种天然存在的具有抗氧化性质的有机化合物，是目前使用的脱氧剂中安全性较高的一种。在有氧的环境下，用铜离子做催化剂可被氧化成脱氢抗坏血酸（DHAA），除去环境中的氧。由于抗坏血酸可以参加体内的氨基酸代谢、增加肌体对抗疾病的能力，不会对人的安全产生危害，常把抗坏血酸添加到液态食品中除去多余的氧。

2、酶系脱氧剂

常用的酶系脱氧剂是葡萄糖氧化酶和葡萄糖，通常是用固定化技术将葡萄糖氧化酶与包装材料结合在一起。在一定的温度、湿度条件下，利用葡萄糖氧化成葡萄糖酸时消耗氧来降低包装内的氧气体积分数。除葡萄糖氧化酶外，还有过氧化氢酶或过氧化物酶。

由于酶系脱氧剂的脱氧机理属于酶促反应，故其脱氧效果受到食品的温度、水分、 pH 值、盐类种类及质量分数、溶剂等各种因素的影响，且在加工过程中存在酶易失活等特点，故制备不易，成本高，适用于液态食品。

3、吸氧树脂

吸氧树脂在主链或侧链上含有双键、羟基等活性集团，或在主链内含有活性亚甲基，如烯烃共聚物、聚异戊二烯、聚丁二烯、尼龙 6、聚己二酰间苯二胺（MXD6）、乙烯/乙烯醇共聚物等。

氧气在过渡金属催化剂（铁、钴、镍、铜等过渡金属盐）、光、热、紫外线、水蒸气、电子射线或引发剂条件下进攻吸氧树脂主链上的薄弱环节，如双链、羟基、叔碳原子上的氢等基团或原子，属于自由基链式反应，生成氧化物或过氧化物，来达到吸氧树脂的吸氧作用。

4、光敏染料脱氧剂

光敏染料脱氧剂是一类具有光化学反应活性的化合物，在可见光或紫外光的照射下会发生结构改变，从而达到脱氧的目的。光敏染料脱氧剂的脱氧过程主要包含 3 个步骤：

一是吸收光能，在紫外光或可见光照射下，脱氧剂分子内的电子吸收光能后激发发生跃迁； 二是电子传递，电子从一个能量较低的状态跃迁到另一个能量较高的状态，同时释放出一定的能量，并通过电子链的形式进行传递；三是脱氧反应，氧气分子获取能量转变为激发态，从而引发氧化还原反应，最终转化成结合氧。

脱氧剂在食品中的应用

脱氧剂可以很容易地在密封食品包装中产生一个几乎无氧的环境，而且不影响产品原有的生产工艺。脱氧剂可以最大限度地避免霉菌、酵母等需要氧气的微生物繁殖，米面等粮食包装中放入脱氧剂可以防止生虫。

油炸食品、奶油、奶酪、月饼、瓜子等高脂肪食品包装中放人脱氧剂可以防止氧化酸败（(哈喇味），延长货架期。它还可以避免食物中的营养成分被氧化而失活，也有利于保持食品的色香味，比如茶叶中使用脱氧剂可以长时间保持绿色。

1、 脱氧剂在肉制品中的应用

肉制品含有较高的脂肪、蛋白质以及人体所需的多种不饱和脂肪酸等成分，极易被氧化而发生酸败，主要包括脂质氧化和蛋白氧化。脂质氧化是自由基链式反应，脂肪酸中氢原子脱离碳链形成烷基自由基后，又与氧分子生成烷基过氧化自由基，自由基结合，最终形成稳定的非自由基，脂肪酸败过程中会生成部分醛类、酮类物质，散发出难闻的气味，而且也不利于人体健康。

脂肪氧化产生的大量自由基又会引发蛋白质的氧化，从而造成肉类的持水性、嫩度、色泽变差。为防止肉制品氧化，通常采用高密度聚乙烯薄膜对食品进行外包装，再将脱氧薄片或脱氧包置于包装中，并可同时配合真空包装一起使用，以达到较好的食品保鲜目的。另外，为保障食品的安全性能，包装中所使用的脱氧薄片或脱氧包需满足相关国家标准中的防漏粉性能等要求。

2、脱氧剂在茶饮料中的应用

茶饮料中含有丰富的儿茶素、花青素、黄酮醇类化合物、脂溶性色素等物质，这类物质赋予茶饮料独特的口感、风味及色泽。但茶饮料在制造加工及储藏过程中极易发生氧化缩合与褐变反应，使茶饮料产生变黄、变红甚至变褐等现象及口感的劣变，大大降低了产品的品质。 因此，通常采用阻隔性能较强的单层或多层复合食品级聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）塑料瓶进行包装，阻止或延缓氧气的渗入，并在茶饮料中添加适量的抗坏血酸，一定程度上抑制儿茶素等物质的氧化缩合反应，且具有明显的剂量效应，即在一定范围内，抗坏血酸的添加量越大，抑制效果越好。

抗坏血酸的添加不但能使茶饮料保持较好的色泽、风味与口感。另外，抗坏血酸是生物合成茶黄素、茶红素等多种次生多酚的原料，适量的抗坏血酸添加不会改变茶饮料的相关属性，且在一定程度上能提高茶饮料的品质。

3、脱氧剂在啤酒产品中的应用

啤酒经酿造发酵、生产灌装后，仍会残留少量的溶解氧及瓶颈氧，而啤酒中又含有脂类、多酚类化合物、氨基酸等物质，极易发生氧化而产生哈败、甜味、纸板味等风味缺陷，使啤酒丧失原有的麦芽酒花香气及爽口感。

因此，啤酒一般采用能完全隔绝氧分子渗透的玻璃瓶包装，同时配套使用具备吸氧活性功能的瓶盖，瓶盖垫片中含硫代硫酸钠吸氧剂，并在啤酒中添加一定比例的氢氧化钙，其可吸收啤酒瓶内氧气并释放二氧化碳气体，且不会产生副产物。 这类具有活性吸氧功能的瓶盖垫片能使啤酒长期保持新鲜的风味及口感，提高抗氧化能力，一定程度上延长其储藏时间。

4、脱氧剂在其他食品中的应用

此外，脱氧剂或脱氧包装应用于烘焙食品，如月饼、糕点、酥饼等；坚果类食品，如开心果、夏威夷果、杏仁等；以及油炸食品中，能防止脂质氧化产生的哈败味，同时还可抑制霉菌滋生。用于固体饮料中，能除去乳状结构中的氧，防止出现陈宿味及异味。用于谷类食品的包装，能抑制霉菌滋生及虫蛀。用于面制品中，可提高面团的热稳定性，增加游离氨基酸的含量，使面团更筋道，并可改善其吸水率并延长稳定时间。

参考资料：

[1]何江,刘林林,金彪,等.脱氧剂技术原理及其在食品行业中的应用研究[J].保鲜与加工,2024,24(08):125-130.

[2]段绘叶,李东立,许文才,等.食品活性吸氧包装材料研究进展[J].北京印刷学院学报,2013,21(04):9-12.

[3]钟凯.食品包装中的小袋子除了干燥剂还有啥?[J].健康人生,2019,(07):50.

作者简介：

小泥沙，食品科技工作者，食品科学硕士，现就职于国内某大型药物研发公司，从事营养食品的开发与研究。