油脂是日常消費(fèi)和食品加工中的重要原料,廣泛用在各種食品加工上,用于改善產(chǎn)品性質(zhì),賦予食品良好的風(fēng)味和質(zhì)地。食用油脂包括動(dòng)物脂肪和植物油。作為人類三大營養(yǎng)素之一,油脂具有極高的熱能,在人體內(nèi)具有重要的生理功能。但是含油脂食品在貯運(yùn)加工中極易發(fā)生氧化,油脂氧化所產(chǎn)生的產(chǎn)物會(huì)對(duì)含油脂食品的風(fēng)味、色澤以及組織產(chǎn)生不良的影響,以至于縮短貨架期,降低這類食品的營養(yǎng)品質(zhì)。同時(shí),油脂的過氧化還會(huì)對(duì)膜、酶、蛋白質(zhì)造成破壞,嚴(yán)重危害人體健康。油脂的包裝主要是防止氧化酸敗,因此包裝要做到密閉、隔絕空氣、避光,其中首要的是隔絕空氣。
一、影響油脂氧化的主要因素
影響油脂氧化的因素較多,總體上可分為內(nèi)部因素和外部因素兩大類。
1.內(nèi)部因素
(1)脂肪中脂肪酸組成。油脂中的脂肪酸分為飽和脂肪酸(SFA)、單不飽和脂肪酸(MUFA)和多不飽和脂肪酸(SUFA)。常見的飽和脂肪酸有:軟脂酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)、花生酸(C20:0)等;單不飽和脂肪酸有:油酸(C18:1)、菜子油酸(C22:1)等;多不飽和脂肪酸有:亞油酸(C18:2)、亞麻酸(C18:3)和花生四烯酸(C20:4)。一般的飽和脂肪酸是最穩(wěn)定的,油脂的氧化變質(zhì)是從不飽和脂肪酸的氧化開始的,油脂分子的不飽和程度越高,氧化作用發(fā)生越明顯。多不飽和脂肪酸的不穩(wěn)定性大于單不飽和脂肪酸,游離脂肪酸的氧化速度略高于甘油酯化的脂肪酸。天然脂肪中脂肪酸的隨機(jī)分布降低了氧化速度,但當(dāng)一些產(chǎn)品油脂中存在較多的游離酸時(shí),會(huì)提高體系中微量元素對(duì)脂肪酸的催化活性而加快油脂的氧化。
(2)油脂內(nèi)源性抗氧化劑。除油脂本身成分不同外,油脂本身還含有不同的內(nèi)源性抗氧化劑(如生育酚、磷脂等)。內(nèi)源性抗氧化劑的種類與含量隨植物油的不同而不同。大多數(shù)植物油脂中含有不同程度的生育酚,例如大豆油87~280mg/100g,葵花籽油51~74mg/100g,小麥胚芽油180~520mg/100g。它們對(duì)油脂本身起到一定的抗氧化作用,從而影響油脂的氧化。
2.外部因素
影響油脂氧化的外部因素主要有水分活性(水分含量)、包裝內(nèi)氧氣成分、流通環(huán)境溫度以及光照等。
(1)水分。有研究表明,油脂食品中少量的水分(0.2%)被認(rèn)為有益于油脂的穩(wěn)定性。水能水化金屬離子,降低其催化活性,防止亞油酸的氫過氧化物分解而產(chǎn)生自由基。但水分含量增加,脂類氧化速度便會(huì)呈現(xiàn)先快速升高,后基本保持不變,然后再次快速升高的變化。若水分含量過高,則油脂的自動(dòng)氧化速度加快,例如油炸花生中平衡含水量在2.02g/100g時(shí)氧化酸敗速度最慢。
(2)包裝內(nèi)氧氣含量。氧是影響油脂氧化酸敗的主要原因之一??諝庵械难跤椭械娜芙庋踅詴?huì)促進(jìn)油脂的氧化。若含油脂食品的包裝容器密封不嚴(yán)或所使用的包裝薄膜透氣性過大時(shí),氧氣容易透過包裝滲透到容器內(nèi)導(dǎo)致食品產(chǎn)生氧化酸敗。油脂的氧化速度隨大氣氧分壓的增加而增加,當(dāng)氧分壓達(dá)到一定值后,氧化速度保持基本不變。
(3)溫度。溫度是影響油脂氧化的最重要因素。一般化學(xué)反應(yīng)溫度上升10℃,反應(yīng)速度便會(huì)增加一倍,油脂也不例外,脂肪自動(dòng)氧化的速度,隨溫度升高而加快。
(4)光照。環(huán)境光照強(qiáng)度是引起油脂光氧化的主要原因,在含油脂食品的儲(chǔ)藏銷售過程中,使其氧化酸敗的光源主要是太陽光、人造白熾燈光等。有學(xué)者指出,短波長光線(紫外光)對(duì)油脂氧化的影響較大,在油脂類食品的包裝流通過程中,主要受櫥窗和商店內(nèi)部的熒光燈產(chǎn)生的紫外光影響。這些光是波長達(dá)390μm的紫外線和波長390~490μm的紫色和藍(lán)色可見光,其光波與其他可見光相比較短,因此所含能量也較大。
二、含油食品抗氧化包裝及貨架壽命研究進(jìn)展
由于含油脂類食品的主要氧化類型為自動(dòng)氧化和光氧化,因此在這類食品的儲(chǔ)存銷售過程中須考慮到如何阻止氧化,保證食品品質(zhì)。在食品加工中最普遍使用的是添加各種抗氧化劑的方法,但大多數(shù)抗氧化劑耐熱性較差,因此僅靠抗氧化劑的添加并不能完全保證食品品質(zhì)。為此,近幾年來國內(nèi)外學(xué)者、食品及包裝業(yè)內(nèi)人士越來越重視對(duì)這類食品抗氧化包裝的研究?;谟椭趸幕緳C(jī)理,這類食品的抗氧化包裝主要采取阻氧、避光的包裝形式,以隔絕外界的氧氣和光對(duì)油脂氧化穩(wěn)定性的影響。
1.阻氧包裝
主要指包裝材料本身對(duì)氧氣的阻隔性能。早期的食用油通常用玻璃瓶包裝,由于玻璃密度大、易碎、攜帶不方便等缺點(diǎn),近幾年逐漸被聚氯乙烯、聚苯乙烯等各種塑料容器所取代。瓶蓋多采用螺旋蓋,蓋內(nèi)襯墊一層墊片,以增強(qiáng)其密封性。
在其他含油脂食品的包裝中多采用多層復(fù)合材料,如BOPP/VMCPP、各種K涂材料的復(fù)合、鋁塑復(fù)合材料等。
2.阻光包裝
有研究表明,在環(huán)境溫度、濕度和包裝袋內(nèi)氧氣濃度相同的情況下,包裝用材的透光性對(duì)這類食品的貨架壽命有很大影響。GrithMortensen等人通過實(shí)驗(yàn)證明,在透明材料包裝中,相對(duì)于氧氣參與的自動(dòng)氧化,干酪中油脂更容易受到光的影響發(fā)生光氧化。
針對(duì)紫外線對(duì)油脂氧化的影響,國內(nèi)外學(xué)者把越來越多的注意力放在阻紫外光包裝的研究上。傳統(tǒng)的紫外線的阻光包裝有兩種:一是采用不透光的包裝材料,如鋁箔、紙以及它們的復(fù)合材料;二是讓塑料薄膜著色或印刷。前者完全遮光,已經(jīng)不具有透明材料特性;后者則透明性下降,使商品價(jià)值下降。為了達(dá)到既阻止紫外線照射又使包裝透明的目的,可采用紫外線吸收劑加以解決。方法為將紫外線吸收劑混合在樹脂中,制成透明包裝材料,或者將摻有紫外線吸收劑的黏合劑或涂料涂覆在塑料薄膜上,由此得到既有透明性又能防止紫外線照射的薄膜。
紫外線吸收劑有兩大類:有機(jī)物紫外線吸收劑和無機(jī)超微粒子紫外線吸收劑。前者使用較早且用途廣泛,后者微納米技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物,歷史較短但具有優(yōu)勢和發(fā)展前途。目前具有吸收紫外線的包裝材料主要有以下幾種:
(1)ZDP-1功能復(fù)合膜。這種復(fù)合膜基材的適應(yīng)范圍較廣,組合后用于生成復(fù)合膜。復(fù)合后的薄膜黏合強(qiáng)度、熱封強(qiáng)度和耐煮度幾乎不變,不損傷透明性,可阻止95%的紫外線,且防紫外線功能穩(wěn)定性好。目前這一薄膜在糕點(diǎn)等快餐食品領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)用化,并在茶葉、面條、海菜和熟肉制品逐漸推廣使用。但其缺點(diǎn)在于無法防止可見光的透過。
(2)加入氧化鐵超微粒子紫外吸收劑制得的極其透明包裝材料。經(jīng)測試證明,該類材料厚度約1mm的片材基本上就能阻止波長400nm以下的光,但波長在600nm以上的可見光還是可以透過包裝材料。
除此之外,在食用油的PET瓶內(nèi)添加紫外線阻隔層,可有效地阻止90%的紫外光,有效阻止食用油的光氧化過程。
3.真空、充氣包裝
對(duì)于油炸、油炸膨化含油脂類食品,油炸工序多使用富含不飽和脂肪酸的棕櫚油,且油炸過程通常在有催化作用的金屬容器內(nèi),暴露在空氣中進(jìn)行的,油中過氧化值很高,油炸后有相當(dāng)多的油留在成品表層。使用傳統(tǒng)包裝形式包裝后袋內(nèi)空氣多,袋的阻隔氧化性能并不理想,在貯運(yùn)過程中必將繼續(xù)氧化,導(dǎo)致過氧化值的上升幅度加大。并且這類食品極脆,在運(yùn)輸過程中容易破碎,因此這類食品多采用真空、充氣包裝以有效地減低過氧化值對(duì)人體的危害性。
4.脫氧活性包裝
采用充氮或真空包裝的優(yōu)點(diǎn)是安全、無毒,對(duì)人體無害,但設(shè)備費(fèi)用較高,且無法完全去除包裝中的全部氧氣。包裝中氧氣殘存量在2%~5%之間,并不能完全抑制油脂氧化的發(fā)生,因此目前的含油脂食品包裝開始應(yīng)用脫氧包裝形式。脫氧包裝屬于活性包裝的一種,最早在日本被開發(fā),目前在日本、澳大利亞和美國等國家已經(jīng)在市場上使用10年以上。這種包裝在很短的時(shí)間內(nèi)吸收包裝內(nèi)的氧,使包裝內(nèi)氧氣的濃度達(dá)到0.1%以下,甚至近于無氧狀態(tài),使食品免受氧的影響,質(zhì)量得到保證。過去的脫氧包裝是用含有吸氧劑等活性作用物質(zhì)的小袋子、片劑或紙條等加入包裝中,近年發(fā)展成直接將吸氧物質(zhì)一起加在包裝材料里,達(dá)到除氧功能。值得注意的是,無論含油脂類食品采用脫氧包裝或真空包裝或充氣包裝,都對(duì)包裝材料和封口的密封性提出了相應(yīng)的要求,必須要求包裝材料的透氣率最低。最理想的包裝材料應(yīng)兼具遮光性與防潮性能,以排除濕度和紫外光對(duì)油脂氧化的促進(jìn)作用。
三、典型油脂食品的包裝
1.烹調(diào)油包裝
烹調(diào)油包括豆油、菜籽油、香油和色拉油等。傳統(tǒng)上,烹調(diào)油均采用玻璃瓶包裝,近年來逐漸被塑料包裝容器所取代,常用容器有PVC、PET、PS瓶和PE注塑容器。
油脂的新型包裝材料和容器正在開發(fā)之中。紙/PE/離子型樹脂復(fù)合材料制成的容器熱封性好,又耐油脂;PA(或CPP)/Al/離子型樹脂可用作盒中襯袋包裝油脂,也可制成自立袋。
熬煉好的動(dòng)物油脂為了避免污染,使消費(fèi)者打開包裝即可食用,在熬好后,稍加冷卻,就用聚酯復(fù)合薄膜封袋,或者直接將其注入聚丙烯薄壁容器使其在容器內(nèi)凝結(jié)。這兩種包裝都能使內(nèi)容物隔絕空氣及其他污染物,有較長的貨架壽命。油脂大容量包裝都是用鐵桶。
2.花生醬、芝麻醬等含油食品包裝
花生醬、芝麻醬等都是油脂含量較高的食品,容易氧化而引起酸敗,并產(chǎn)生蛤喇味。這類食品的傳統(tǒng)包裝方法是采用玻璃瓶、罐包裝,并加入適量的抗氧化劑。
花生醬和芝麻醬等含油食品的現(xiàn)代包裝廣泛采用塑料薄膜和吸塑成型容器包裝,并輔之以真空和充氣包裝技術(shù),可有效地抑制內(nèi)裝的食品發(fā)生氧化酸敗。在選用包裝材料時(shí),應(yīng)注意環(huán)境溫濕度對(duì)材料透氣性能的影響,使包裝產(chǎn)品在溫、濕度變化環(huán)境之中盡可能維持包裝內(nèi)的氣氛穩(wěn)定,確保產(chǎn)品在貯存期限內(nèi)的質(zhì)量。如花生醬和芝麻醬的充氮包裝,在環(huán)境濕度為50%RH時(shí),可以采用PT/PE薄膜包裝,若在環(huán)境濕度為80%RH時(shí),因PT/PE膜的透氣率隨之增高,因而不宜選用,此時(shí)應(yīng)選用PA(PET)/PE、BOPP/A1/PE(EVA)等阻氣性能較好的復(fù)合薄膜。
3.調(diào)味品包裝
常用的調(diào)味品有醬油、醬類、食醋、味精和食鹽等。在我國,調(diào)味品的傳統(tǒng)包裝是用玻璃瓶。調(diào)味品的新型包裝材料也在廣泛應(yīng)用。
(1)醬油、醬類、食醋的包裝。醬油、醬類、食醋目前基本上都已強(qiáng)制采用玻璃瓶包裝或其他小包裝,這樣可以避免貯存和運(yùn)輸過程中受污染。此外還可采用硬質(zhì)聚氯乙烯瓶和雙拉伸聚丙烯瓶包裝,近年來已開發(fā)生產(chǎn)的塑料軟包裝醬油和食醋,其保質(zhì)期可達(dá)6個(gè)月。
(2)辣醬油、番茄醬、蛋黃醬等高檔調(diào)味品的包裝。辣醬油、番茄醬、蛋黃醬含有豐富的營養(yǎng)成分,易變質(zhì)、變味,需用高阻氣性包裝材料進(jìn)行包裝。除了常用的玻璃瓶包裝之外,國外開發(fā)了多層吹塑容器如PA/PE、PE/EVAL/PE等共擠吹塑瓶用于這類調(diào)味品包裝,復(fù)合片材熱成型容器也常用作辣醬類調(diào)味品的包裝。
1.簡述乳制品的分類。
2.詳細(xì)說明乳制品的包裝要求。
3.概述不同類型的飲料包裝要求。
4.詳細(xì)說明包裝在糖果、巧克力中的作用。
5.簡要分析常用巧克力包裝材料。
6.影響油脂氧化的主要因素,可采用哪些包裝方法進(jìn)行抗氧化?