탈산소제

3. 메커니즘

초기 산소 제거제는 밀폐된 용기 내에서 피로갈산의 알칼리성 용액을 사용하는 방식이었다.^[7][8]

현대에 주로 사용되는 산소 제거 파우치는 철 가루와 염화 나트륨의 혼합물을 이용한다.^[8] 때로는 활성탄을 포함하기도 하는데, 이는 다른 가스나 여러 유기 분자를 흡착하여 제품 보존 효과를 높이고 냄새를 제거하는 데 도움을 주기 때문이다.

산소 흡수제가 포장재에서 꺼내지면, 주변 공기 중의 수분이 파우치 내부의 철 입자로 스며들면서 작동하기 시작한다. 수분은 철 입자를 활성화시켜 산화 철로 산화되도록 하며, 이 과정에서 산소가 소모된다. 일반적으로 이 산화 과정, 즉 녹스는 과정이 일어나려면 주변 공기의 상대 습도가 최소 65% 이상이어야 한다. 산화 과정을 촉진하기 위해 혼합물에 첨가된 염화 나트륨은 촉매 또는 활성제 역할을 하여, 상대적으로 낮은 습도에서도 철 가루가 산화될 수 있도록 돕는다. 산소가 산화 철 형성에 사용됨에 따라 주변의 산소 농도는 점차 낮아진다. 이러한 방식의 흡수제 기술은 주변 산소 농도를 0.01% 미만까지 줄일 수 있다.^[2][3] 철 1g이 완전히 산화되면 표준 조건에서 300ml의 산소를 제거할 수 있다. 다른 기술로 더 많은 산소를 제거할 수도 있지만, 철은 황 화합물처럼 불쾌한 냄새를 유발하지 않고 알루미늄 화합물처럼 부동태화되지 않아 널리 사용된다. 또한, 다른 많은 대체 물질은 식품에 사용하기에 안전하지 않다.^[8] 하지만 철 기반 산소 제거제는 작동을 위해 일정 수준 이상의 수분이 필요하므로, 수분에 민감한 제품에는 적용하기 어렵다는 단점이 있다.

산소 제거제의 성능은 주변 온도와 상대 습도에 영향을 받는다.^[9]

대부분의 표준 탈산소제는 탄산철과 금속 할로겐화물 촉매를 포함하지만, 아스코르브산과 탄산수소나트륨 등을 사용하는 비철(非鐵) 방식도 존재한다.^[10] 비철 방식을 사용하는 주된 이유는 다음과 같다.^[11]

• 금속 탐지기가 사용되는 국제 운송 제품 포장
• 탄산철 사용 시 발생할 수 있는 냄새 감소
• 철분 섭취를 피해야 하는 식이 제품

4. 효과

탈산소제는 밀봉된 용기 안의 산소 농도를 0.01% 미만으로 빠르게 낮추는 기술을 활용한다. 이를 통해 다양한 효과를 얻을 수 있다.

• 호기성 미생물 및 곤충류의 생육 억제: 산소를 필요로 하는 곰팡이나 세균의 증식을 막는다. 또한, 쌀바구미와 같은 해충을 알 상태까지 포함하여 죽일 수 있다. 하지만 보툴리누스균처럼 산소 없이도 살 수 있는 혐기성 세균이나 효모에는 효과가 없으므로, 식품의 수분 활성을 낮추거나 미리 살균하는 과정을 함께 사용하는 것이 좋다.
• 식품의 산화 방지: 식품 속 기름 성분이나 비타민이 산소와 만나 변질되는 것을 막아준다. 맛과 향이 변하거나 색깔이 바래는 현상을 억제하며, 금속 성분의 부식도 방지할 수 있다. 다만, 철이나 활성탄을 주성분으로 하는 탈산소제는 사용 시 열이 발생하고 식품 고유의 향을 흡수할 수 있으므로 용도에 맞게 신중히 선택해야 한다.
• 의류 변질 방지: 옷 섬유에 남아있는 피지가 산화되어 누렇게 변하는 황변 현상이나, 곰팡이 및 잡균 번식, 벌레 먹는 것을 막아준다. 섬유 자체가 약해지는 열화 현상을 늦추는 효과도 있다.

• 구운 커피나 견과류의 신선한 풍미를 오래 유지시킨다.
• 향신료 자체 또는 향신료가 첨가된 식품 속 올레오레진의 산화를 막는다.
• 비타민 A, C, E의 산화를 방지한다.
• 제약 제품의 유통기한을 늘리는 데 도움을 준다.
• 천연 치즈를 비롯한 발효 유제품에 곰팡이가 생기는 것을 억제한다.
• 과일이나 일부 채소가 공기 중에서 갈색으로 변하는 현상(비효소적 갈변)을 늦춘다.
• 딸기류나 소스류의 붉은 색소가 산화되거나 서로 뭉치는 것을 막아준다.
• 박물관 등에서 산소 농도를 낮춰 해충이 살 수 없는 환경을 만드는 데 기여한다.

5. 종류

에이지레스(AGELESS)는 미쓰비시 그룹의 미쓰비시 가스화학 주식회사가 개발한 탈산소제로, 이 회사의 등록 상표(일본 제4596394호 외)^[15]이다. 탈산소제 시장에서 압도적인 점유율을 차지하고 있다. 산소 감지제인 '''에이지레스 아이'''(일본 등록 상표 제2331281호 외)를 통해 산소 유무를 육안으로 확인할 수 있다.

에이지레스의 종류는 다음과 같이 나뉜다.

• 철계
• * 수분 의존형
• ** FX
• ** FX-L
• ** FJ
• ** FM
• * 자력 반응형
• ** S
• ** SP
• ** SS
• ** SPE-A
• ** ZP
• ** Z-PT
• ** Z-PK
• ** ZJ-PT
• ** ZJ-PK
• ** E
• 유기계
• * 자력 반응형
• ** GLS
• ** GL-M
• ** GT

6. 응용 분야

• 의약품 및 비타민
• 의료 진단 키트 및 기기
• 아황산칼륨은 산소를 제거하고 와인을 산소로부터 분리하는 가스층을 제공하기 위해 와인 산업에서 자주 사용된다.
• 산패되기 쉬운 식품, 다음을 포함한다.
• * 견과류 및 스낵
• * 전지방 건조 식품
• * 가공, 훈제 및 염지 육류 (육포 및 건조 육류 너겟 포함)
• * 치즈 및 유제품
• * 향신료 및 조미료
• * 밀가루 및 곡물류
• 기타 식품, 다음을 포함한다.
• * 신선 및 사전 조리 파스타 및 국수
• * 새 모이 및 애완동물 사료
• * 빵, 쿠키, 케이크, 페이스트리
• * 사탕 및 과자류
• * 커피 및 차
• * 건조 과일 및 채소
• 예술 작품 보존
• 전자 부품의 납땜성 보존

7. 포장재

플라스틱 포장재는 지방 함량이 높은 제품에서 종이 포장재처럼 부서질 위험이 없어 종이보다 더 뛰어난 보호 기능을 제공한다.

참조

_[1] 논문 Evaluation of the performance of iron-based oxygen scavengers, with comments on their optimal applications
_[2] 논문 Absorption kinetics of oxygen scavengers
_[3] 웹사이트 Oxygen Absorbers Facts http://sorbentsystem[...] 2013-12-03
_[4] 논문 Modeling of oxygen scavenging for improved barrier behavior: Blend films http://www.stc-clips[...] 2013-09-20
_[5] 특허 Oxygen scavenging layer consisting of oxidizable compound, second, separate layer consisting of oxidation catalyst
_[6] 논문 Principles, operational challenges, and perspectives in boiler feedwater treatment process https://www.scienced[...] 2023-10-14
_[7] 특허 Improvement in preserving fruits, meats and other substances.
_[8] 서적 Encyclopedia of Packaging Technology John Wiley & Sons
_[9] 논문 Evaluation of absorption kinetics of oxygen scavenger sachets using response surface methodology
_[10] 서적 Smart Packaging Technologies for Fast Moving Consumer Goods Wiley & Sons 2008-05-23
_[11] 서적 Active Packaging for Food Applications CRC Press 2001-06-08
_[12] 논문 Effectiveness of ascorbic acid as an oxygen scavenger in improving viability of probiotic bacteria in yoghurts made with commercial starter cultures 1996-10-19
_[13] 논문 Action of ascorbic acid as a scavenger of active and stable oxygen radicals
_[14] 웹사이트 ３タイプと用途{{Bracket|エージレス}} {{!}} 製品情報 {{!}} 三菱ガス化学株式会社 https://www.mgc.co.j[...] 2022-12-08
_[15] 문서 別の商品ジャンルでも他社が登録商標としている。
_[16] 문서 発売当初は、親会社の製品だった。
_[17] 문서 発売当初は、ハイドロサルファイト系の製品だった。
_[18] 문서 発売当初は、親会社の[[日本曹達]]から発売されていた。
_[19] 문서 かつては、王子化工から発売されていた。
_[20] 문서 かつては、[[東亜合成]]から発売されていた。
_[21] 문서 発売当初の商品名は、脱酸素剤Cだった。
_[22] 논문 Evaluation of the performance of iron-based oxygen scavengers, with comments on their optimal applications
_[23] 논문 Absorption kinetics of oxygen scavengers
_[24] 웹인용 Oxygen Absorbers Facts http://sorbentsystem[...] 2013-12-03
_[25] 논문 Modeling of oxygen scavenging for improved barrier behavior: Blend films http://www.stc-clips[...] 2013-09-20
_[26] 특허 Oxygen scavenging layer consisting of oxidizable compound, second, separate layer consisting of oxidation catalyst
_[27] 논문 Principles, operational challenges, and perspectives in boiler feedwater treatment process https://www.scienced[...] 2023-10-14