酸性食品罐頭容器內(nèi)壁腐蝕機理和防止措施

1、酸性食品罐頭容器內(nèi)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(chǎn)罐頭均是低酸性食品罐頭（PH≧4.6），需要高溫高壓殺菌，保質(zhì)期可以達到二年以上。而酸性食品罐頭除果醬罐頭外，保質(zhì)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(nèi)壁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)。如果酸性食品罐頭儲藏時間過長，內(nèi)容物中重金屬指

2、標很可能超標，還可能出現(xiàn)金屬異味（俗稱鐵腥味），最終產(chǎn)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(xiàn)象是很復(fù)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(guān)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(guān)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(xiàn)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(chǎn)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(nèi)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(jié)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(xiàn)穿孔現(xiàn)象。決定這一階段時間長短的主要有鋼基的耐腐蝕性、罐內(nèi)食品中阻蝕劑的作用、以及影響錫、鐵電位關(guān)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(nèi)留下一個鋼基性質(zhì)的差別問題，罐頭

6、食品儲藏到此已告結(jié)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(nèi)壁腐蝕類型酸性食品罐頭對鍍錫薄鋼板容器內(nèi)壁腐蝕過程中出現(xiàn)的腐蝕情況和程度并不完全一致，歸納有以下幾種現(xiàn)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(nèi)壁在酸性食品中酸的作用下，會出現(xiàn)全面均勻的德錫現(xiàn)象，以致使管壁內(nèi)錫層晶體粒，全部外露，鍍錫薄鋼板的表面呈現(xiàn)鱗斑紋狀，及均勻腐蝕。因此內(nèi)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(nèi)容物含錫量超過200mgkg衛(wèi)生標準指標，感官出現(xiàn)金屬異味，并且產(chǎn)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(chǎn)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(nèi)內(nèi)壁上出現(xiàn)有限面積的溶鐵現(xiàn)象。如空隙點、麻點、黑點，嚴重時罐壁上出現(xiàn)穿孔泄露，造成罐內(nèi)食品變質(zhì)腐爛。主要是罐內(nèi)含氧氣多或有些水果組織內(nèi)的氣體，裝罐前未抽氣、

8、預(yù)煮時未將組織內(nèi)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(nèi)容物中含有特制腐蝕因子硝酸根或亞硝酸根，與罐頭內(nèi)壁接觸時就直接起化學(xué)反應(yīng)，在較短時間較大面積的脫錫現(xiàn)象，內(nèi)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(xiàn)象結(jié)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(zhì)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(chǎn)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(nèi)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(xiàn)漏罐，被迫停產(chǎn)。（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(xiàn)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(yīng)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(nèi)壁的腐蝕十分明顯。花青素能促使錫不斷腐蝕，形成微電池，最后到鋼基外露，鐵成為陽極，使鐵溶解并產(chǎn)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(jīng)過熬漿濃縮過程，常會產(chǎn)生焦糖，出現(xiàn)異常迅速的溶錫腐蝕現(xiàn)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(nèi)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(chǎn)過程應(yīng)避免使用銅質(zhì)設(shè)備和工器具，青豌豆、青刀豆罐頭根據(jù)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(yīng)盡量除去殘留的銅離子。5制罐過程為防止腐蝕應(yīng)采取

12、的預(yù)防措施（1）對鍍錫薄鋼板的質(zhì)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(guān)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(zhì)。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(zhì)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(jīng)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