饅頭老妖
對人類文明而言,儲存食物是頭等大事。對于各種加工之后并非立即食用的食品(稱為預包裝食品),在其運輸、儲藏、銷售的過程中,需要同時考慮降低水分含量、減少氧氣接觸兩個方面的問題。針對這兩個需求,最容易想到的答案就是:把加工好的食物密封起來,再放入干燥劑。
按照分子運動論的觀點,即便食物已經被加工得很“干”(含水量很低),一旦和空氣中的水分接觸,水分子又會或多或少地進入食物中,提高食物的含水量。而空氣中的氧氣,又會給食物帶來各種氧化作用。因此,用一個不透水、不透氣的包裝袋將食物和空氣隔絕開來,就可以起到一舉兩得的作用。
然而不管是密封包裝的封口,還是普通的包裝材料,還是會留有微小的縫隙和氣孔。因此,在密封包裝里放入一小包干燥劑,能很好解決這些殘留的滲水問題。
古代
在我國古代,為了保存肉制品,人們會使用生石灰輔助腌制。航海過程中,放在船艙里的生石灰被用來防止茶葉、絲綢等物品吸潮損壞。而在《天工開物》中,也描述了人工加熱烘干的過程。
20世紀初
直到近代,塑料包裝的出現(xiàn),用于食品的干燥劑才隨之出現(xiàn)。這些干燥劑最初用于戰(zhàn)地食品保存。
20世紀50年代至今
烘干技術不斷發(fā)展,并應用于農業(yè)、工業(yè)、林業(yè)、食品等領域。食品干燥劑也擺脫了只有生石灰的歷史,成分逐漸多樣,出現(xiàn)了如氧化鈣和硅膠、纖維干燥劑等種類。
①硅膠顆粒
通常燒成小球狀,這種材料含有非常多的微小孔道,比表面積大,能夠像海綿一樣吸收大量水分并鎖住。
②蒙脫石
沒錯,就是治療腹瀉時用的那個,原理就是通過物理作用來吸附水分。它的主要成分是含水鋁硅酸鹽,吸收水分的能力比硅膠還要強一些。
那么,用什么材料來充當干燥劑、脫氧劑才合適呢?在很長的一段時間里,人類都用生石灰作為干燥劑,利用它和水發(fā)生化學反應生成氫氧化鈣來除去水分。這個反應幾乎是不可逆的,反應速度很快,能夠迅速捕捉水分并將其牢牢鎖住,因而干燥效果良好。而生石灰的價格也很便宜,所以它一度成為干燥劑的主要成分,特別是在糧食儲備方面。
然而,生石灰的缺點也非常明顯:一旦被誤食,它會迅速燒傷口腔和食道。而干燥劑的小包裝袋通常是由紙或紙塑復合膜制成,上面打有很多透氣小孔,并不是很結實,萬一這個小包出現(xiàn)破損,生石灰就會污染食物,進而導致食用者的口腔燒傷。因此,食品工業(yè)中所用的干燥劑漸漸地淘汰了生石灰,而轉向了其他兩類物質:硅膠顆粒①和蒙脫石②。食品級的硅膠和蒙脫石,對人都是無毒無害的,哪怕干燥劑的包裝袋破損或被誤食,后果也不會很嚴重。所以,它們都被廣泛地用作食品中的干燥劑。
至于脫氧劑,食品工業(yè)上用得最多的就是鐵粉。鐵非常容易和氧氣發(fā)生反應,變成三氧化二鐵,也就是生銹,該反應是不可逆的。同時,鐵、三氧化二鐵都對人無毒無害,安全性良好。
不過,該反應的速度不夠快,還沒等鐵粉把殘留的氧氣耗光,脂肪酸等物質就已經被氧化了。因此,當鐵粉用作食品脫氧劑時,還會摻入一些氯化鈉;有時還會加一點氯化鈣,讓它吸收包裝中殘留的水分;然后,在水和電解質的其同作用下,促使鐵粉迅速發(fā)生氧化,吸收、消耗掉包裝袋里的氧氣。
近年,有不少食品加工中使用了吸氧薄膜技術,就是把一些對人無毒無害的有機物(抗壞血酸、兒茶酚等)噴涂在硬紙片的表面;或是直接加入PE等高分子材料制成薄膜,再和另外一層PE壓制成復合薄膜。這樣,整個包裝袋的內層都能起到脫氧的作用,表面積大,效果也更好,還不用擔心被誤食的風險。
文中提到的干燥技術,是通過除去固體物質中殘留的少量水分。此外,還有從溶液中除去大部分水,得到固體粉末(比如奶粉)的技術,叫作噴霧干燥。以及將含水固體放在低溫和高真空的條件下,讓里頭的水變成蒸汽跑掉,得到疏松、干燥的固體,這種技術被稱為冷凍干燥,比如貓咪吃的冷凍雞肉塊。
無論是干燥劑還是脫氧劑,都是為了延長食品的保存期限。如今,市面上已經很少見到合生石灰的食品干燥劑了,但歸根到底,它們都不是食物的一部分,所以千萬不要粗心大意吃下去了。
在我們的生活中,有一種常用衣服干燥劑,叫作變色硅膠,它的外觀是一顆顆半透明小球,干燥時是藍色,隨著吸水的過程,它逐漸變成粉色,表明已經“吸飽”水分。而把粉色硅膠烘干后,它又會重新變回藍色,恢復吸水能力。你認為它的吸水原理屬于下面哪一種呢?
A.物理吸附 B.形成結晶水合物 C.潮解 D.形成新的離子化合物