酸性食品罐頭容器內壁腐蝕機理和防止措施

1、酸性食品罐頭容器內壁腐蝕機理和防止措施糖水水果罐頭、果醬罐頭、果汁罐頭和番茄醬罐頭均是酸性食品罐頭（PH≦4.6）。這幾類罐頭殺菌比較簡單，只需要100℃以下常壓進行殺菌。肉、禽和水產罐頭均是低酸性食品罐頭（PH≧4.6），需要高溫高壓殺菌，保質期可以達到二年以上。而酸性食品罐頭除果醬罐頭外，保質期只能一年半以上。兩者差異不是微生物的問題，主要是酸性食品與金屬罐內壁發(fā)生化學反應和電化學反應。如果酸性食品罐頭儲藏時間過長，內容物中重金屬指

2、標很可能超標，還可能出現金屬異味（俗稱鐵腥味），最終產生氫氣漲罐或穿孔漏罐，失去食用價值和商品價值。酸性食品罐頭的腐蝕現象是很復雜的，錫和鐵在電動序中都為負電性金屬，它們的負電性都比氫強，，在酸性食品罐頭中都能將氫置換出來。錫、鐵電位關系所以會有所變化，由于它們在標準電動序的位置是鄰近的。因此，客觀條件變化時，比較容易促使錫、鐵電位關系隨之而發(fā)生變化。在糖水水果罐頭中，如果沒有氧氣存在的條件下，錫的腐蝕極小，作用不顯著。如果有氧氣或氧化

3、劑的存在，則發(fā)生去極作用，錫為陽極，鐵為陰極，錫層開始腐蝕溶解，漸漸地漏出鐵的底板，鐵變?yōu)殛枠O，則表面的錫層完整無損，而孔眼處的鐵則腐蝕，洞孔繼續(xù)發(fā)展。一般情況下罐頭食品的內壁鍍錫薄鋼板的酸腐蝕和在大氣環(huán)境中的情況不同，鐵的腐蝕受到抑制，但促進了錫的腐蝕。1酸性食品罐頭容器內壁腐蝕過程（1）鍍錫全面覆蓋鋼基階段。在這階段中罐頭的殘留氧氣在內容物氧化和罐壁腐蝕時作為氧化劑已消耗完畢，因此，在這階段內鍍錫薄鋼板（俗稱馬口鐵）的鋼基成為陰極，

4、錫則成為陽極，錫溶解成錫離子，這就和有大量氧氣存在時所出現的情況剛好相反。通過微孔外露的鋼基并不溶解，而且還因露鐵面很小，產生氫氣量非常少，對腐蝕過程幾乎無甚影響。因此，本階段中可以說外露鋼基因犧牲錫（陽極）而受到保護，故而只有錫層單獨地受到腐蝕。從溶錫角度來看，決定這一長短的因素主要有錫層的厚度和覆蓋致密性，罐內食品中去極化劑的作用、以及錫層本身的情況等，后兩者是影響錫溶解速度的重要因素。鋼基的腐蝕性對錫溶解并無影響，罐頭食品的保存期

5、主要依靠延長這一階段來保證。（2）鍍錫薄鋼板的露鐵點面積擴大到相當大的階段。在這個階段中錫迅速溶解，鋼基外露面積已擴展到相當大程度，因此也是錫、鐵同時進行腐蝕的過程。到本階段結束，尚未進入第三階段實際上已成為廢品，甚至于還發(fā)生氫脹罐，有時出現穿孔現象。決定這一階段時間長短的主要有鋼基的耐腐蝕性、罐內食品中阻蝕劑的作用、以及影響錫、鐵電位關系的各種因素等。（3）鍍錫薄鋼板上的錫層全部溶解完畢的階段。這階段內留下一個鋼基性質的差別問題，罐頭

6、食品儲藏到此已告結束，不再有這個階段時間長短來決定了。2酸性食品罐頭容器內壁腐蝕類型酸性食品罐頭對鍍錫薄鋼板容器內壁腐蝕過程中出現的腐蝕情況和程度并不完全一致，歸納有以下幾種現象：（1）均勻腐蝕：在酸性食品如糖水水果罐頭及果汁罐頭中，鍍錫薄鋼板容器內壁在酸性食品中酸的作用下，會出現全面均勻的德錫現象，以致使管壁內錫層晶體粒，全部外露，鍍錫薄鋼板的表面呈現鱗斑紋狀，及均勻腐蝕。因此內容物錫含量增加，若儲存時間過長，腐蝕繼續(xù)發(fā)展，錫層大面積

7、剝落，鋼基外露，溶錫量劇增，內容物含錫量超過200mgkg衛(wèi)生標準指標，感官出現金屬異味，并且產生大量氫氣，造成傾脹罐，嚴重是發(fā)生脹裂。（2）局部腐蝕：糖水水果罐頭頂隙和液面交界處，由于頂隙中殘留氧氣中的作用，對罐壁產生腐蝕作用，形成暗褐色腐蝕圈（俗稱氧化圈）。（3）集中腐蝕：在罐內內壁上出現有限面積的溶鐵現象。如空隙點、麻點、黑點，嚴重時罐壁上出現穿孔泄露，造成罐內食品變質腐爛。主要是罐內含氧氣多或有些水果組織內的氣體，裝罐前未抽氣、

8、預煮時未將組織內的氣體排出等。（4）異常脫錫腐蝕：橙汁、番茄制品等食品罐頭，因內容物中含有特制腐蝕因子硝酸根或亞硝酸根，與罐頭內壁接觸時就直接起化學反應，在較短時間較大面積的脫錫現象，內容物中含錫量超過標準規(guī)定。在脫錫階段真空度下降很慢，外觀正常，但脫錫現象結束后，就會迅速發(fā)生氫脹。（5）雙金屬腐蝕：罐頭食品為達到方便的要求，必須要解決“罐頭好吃，口難開”的問題，目前，金屬罐大都采用易拉蓋。易拉蓋從材質的開啟性而言鋁合金比鍍錫薄鋼板更好

9、一些。前幾年廣東有一家罐頭食品廠生產番茄汁罐頭，罐身、罐底使用鍍錫薄鋼板，罐蓋使用鋁合金易拉蓋，內容物中加入0.5%食鹽（計算含氯量303mgkg）。儲藏幾個月在易拉蓋的鉚釘處和劃線處出現漏罐，被迫停產。（5）硝酸根和亞硝酸根離子：氧的存在促使硝酸根大量溶錫，在無氧的情況下錫溶解量不大。當溶液的pH值在5以下，因存在硝酸根引起脫錫顯著增加，pH值在5以上時，就沒有脫錫現象。因硝酸根的存在，溶出的錫離子能在無氧的條件下使錫溶解。因此，配料

10、果汁飲料用水和配制糖水水果罐頭用水，硝酸鹽含量應控制在1mgkg以下。（6）花青素（花色苷色素）：紅色水果如櫻桃、楊梅等罐頭容器內壁的腐蝕十分明顯?；ㄇ嗨啬艽偈瑰a不斷腐蝕，形成微電池，最后到鋼基外露，鐵成為陽極，使鐵溶解并產生氫氣賬罐或穿孔泄漏。（7）焦糖：焦糖是我國食品中醬色的重要組成部分，醬油中大都含有焦糖色素。糖漿水果和果醬罐頭中因經過熬漿濃縮過程，常會產生焦糖，出現異常迅速的溶錫腐蝕現象。（8）食鹽：酸性水溶液中加入食鹽，能抑制

11、錫的腐蝕，但能促使鐵的腐蝕。（9）硫及硫化物：糖水罐頭用的食糖如采用亞硫酸法，糖也含有硫。罐頭內容物中即使有極微量的硫，就能引起罐壁的強力腐蝕。（10）銅：罐頭食品中如有銅離子的存在，銅離子與鍍錫薄鋼板上的錫、鐵起置換作用而析出，從而使錫、鐵溶解，促使腐蝕。罐頭食品生產過程應避免使用銅質設備和工器具，青豌豆、青刀豆罐頭根據用戶的要求，為了保護鮮艷的綠色，而采用葉綠素銅鈉鹽進行護色，漂洗時應盡量除去殘留的銅離子。5制罐過程為防止腐蝕應采取

12、的預防措施（1）對鍍錫薄鋼板的質量要求制罐前首先要選擇耐腐蝕性好的鍍錫薄鋼板，鍍錫薄鋼板的鋼基、錫鐵合金層、錫層、鈍化膜等對鍍錫薄鋼板的耐腐蝕性能均有不同程度的關系，通常是測定以下項目和指標來綜合評定鍍錫薄鋼板的耐腐蝕性：①錫層晶粒度（TCS）：錫層晶體尺寸大，晶粒大的鍍錫薄鋼板耐腐蝕性就好。要求不小于9級，即晶粒直徑不小于1.6m。②合金、錫偶合試驗（ATC），是判斷鍍錫薄鋼板的連續(xù)性和合金層空隙處外露鋼基表面的性質。ATC值越低，對

13、酸性食品的耐腐蝕性越好，罐頭食品的保存期越長。要求≦0.05Ac㎡。③鐵溶出值（ISV）：鍍錫層的連續(xù)性好，露鐵點就少，與酸性食品接觸時鐵的溶解量就少，耐腐蝕強。高耐腐蝕性的鍍錫薄鋼板要求ISV≦20ug。④酸浸出時滯值（pL）：鋼基板表面潔凈，雜質少，酸浸出時滯值小，耐腐蝕性就好，要求≦10s。⑤鈍化膜：鍍錫薄鋼板經鉻酸鹽處理生成的鈍化膜，鉻含量越高，耐腐蝕性越好。鈍化膜在pH≦5酸性食品罐頭中易脫落，如進行陰極處理，鈍化膜能牢固地附