吸氧組合物和易因氧發(fā)生腐敗的物品的保存的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及包含礦物天然堿和單簇酸、二簇酸或=簇酸的新型吸氧組合物，所述 新型吸氧組合物可用于通過(guò)將氧氣吸附到所述天然堿/簇酸的表面上或清除來(lái)自周?chē)鷼夥?的氧氣并將此類(lèi)氧氣轉(zhuǎn)化成二氧化碳?xì)怏w而從易因氧發(fā)生腐敗的產(chǎn)品的周?chē)鷼夥罩形?氧氣，從而為易因氧發(fā)生腐敗的物品提供惰性環(huán)境。更具體地講，本發(fā)明設(shè)及聯(lián)合使用礦物 天然堿(包含碳酸鋼和碳酸氨鋼)和單簇酸、二簇酸或=簇酸來(lái)保存或穩(wěn)定易因氧發(fā)生腐敗 的物品，方式是通過(guò)將氧氣吸附到天然堿/簇酸表面上和/或?qū)⒀鯕廪D(zhuǎn)化成二氧化碳，從而 使得經(jīng)受遇氧降解的物品保存較長(zhǎng)的時(shí)間。
【背景技術(shù)】
[0002] 氧氣對(duì)于維持所有需氧生物(包括基本上所有已知的動(dòng)物和植物生命形式）的生 存而言是必不可少的。在人類(lèi)和其他動(dòng)物生命形式中，通常而言，呼吸周期包括吸入氧氣， 氧氣被吸收到肺中并相應(yīng)地分布在血液中到達(dá)各個(gè)器官，最終被"耗用"完，即，通過(guò)身體的 各種相互作用交換或轉(zhuǎn)化成二氧化碳，并主要W二氧化碳或其他呼出氣體的形式從肺中呼 出。
[0003] 另一方面，植物生命依賴于二氧化碳，二氧化碳被吸入，通過(guò)植物的光合作用在多 個(gè)過(guò)程中被代謝或耗用，最終W氧氣的形式轉(zhuǎn)化和釋放到大氣中。
[0004] 此生命周期對(duì)于活體植物和所有活體物種而言必不可少，運(yùn)已有充分的文獻(xiàn)記 載，因此在本說(shuō)明書(shū)中不再做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0005] 然而，運(yùn)些氣體中的每一種也具有不利的方面。氧氣參與或?qū)е乱驯┞队谘鯕獾?有機(jī)物的降解。運(yùn)對(duì)于維持在環(huán)境溫度或更高溫度下的氣氛中的易腐有機(jī)物如水果、蔬菜、 谷物、肉類(lèi)產(chǎn)品、加工食品、諸如面粉之類(lèi)的粉末產(chǎn)品、藥物等而言尤其如此。換句話講，降 低溫度并減少或除去可用的氧氣含量有助于延長(zhǎng)此類(lèi)材料的使用壽命。冷藏是一種用于延 長(zhǎng)易腐物品使用壽命的常見(jiàn)機(jī)制。遺憾的是，冷藏也要使用大量能量來(lái)維持適當(dāng)?shù)牡蜏豔 實(shí)現(xiàn)所需結(jié)果。
[0006] 易因氧發(fā)生腐敗的物品從采收或生產(chǎn)(無(wú)論是通過(guò)收割、采摘、挖掘、切割、采集、 屠宰、加工、烹任、陳列、包裝或是通過(guò)任何其他方式進(jìn)行，其中運(yùn)類(lèi)物品存在于開(kāi)放環(huán)境中 一段時(shí)間）開(kāi)始，就遭受暴露于氧氣。周?chē)h(huán)境是在通過(guò)任意上述方法采收易腐品，W及裝 載、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、制造或加工、包裝在板條箱或其他集裝箱中進(jìn)行陸運(yùn)或海運(yùn)、包裝或密封在 容器進(jìn)行銷(xiāo)售、冷藏運(yùn)輸或儲(chǔ)藏、對(duì)屠宰動(dòng)物進(jìn)行冷卻和切片等時(shí)所存在的環(huán)境。開(kāi)放環(huán)境 還包括封閉或半封閉空間，如零售店內(nèi)保存水果、肉類(lèi)或蔬菜的陳列柜中的封閉或半封閉 空間。
[0007] 因此，易腐物品可W如下方式進(jìn)行展示W(wǎng)供銷(xiāo)售、使用和分發(fā):柜臺(tái)陳列架;冷藏 水果、蔬菜和花用的架子；用于肉類(lèi)和加工食品、包裝和密封干貨如谷物、經(jīng)加工的谷物如 面粉、制成的藥品、血液和血液制品W及供器官移植的器官的冷藏零售陳列架;或在針對(duì)收 獲、運(yùn)輸、加工、包裝、陳列或銷(xiāo)售而展示時(shí)的任何其他方式。類(lèi)似的或等效的但未提及的處 理任何其他易因氧發(fā)生腐敗的物品的模式將包括在內(nèi)。
[0008] 在存在氧氣的情況下，特別是在環(huán)境溫度或高溫下使易腐物品經(jīng)受開(kāi)放氣氛可導(dǎo) 致易腐物品喪失新鮮度和質(zhì)感、腐爛、產(chǎn)生令人反感的氣味，并且變得不適于食用、滯銷(xiāo)或 無(wú)法使用。為了對(duì)此進(jìn)行改善，已尋求各種手段和方法來(lái)減輕不良結(jié)果并延長(zhǎng)易腐物品的 使用壽命。易腐物品的大部分腐爛和腐敗是由源自動(dòng)物或植物的需氧微生物或病原體(包 括細(xì)菌、真菌、病毒)的生長(zhǎng)所致。
[0009] 2001年8月22日公布的美國(guó)專(zhuān)利6,106,775公開(kāi)了向氣氛中引入濕度的裝置和方 法。該裝置包括開(kāi)孔殼體，該開(kāi)孔殼體的內(nèi)部容納有可吸收并保持水分的吸收材料。通過(guò)在 吸收材料上放置碳酸氨鋼與乙酷水楊酸(阿司匹林)的混合物來(lái)增強(qiáng)水分蒸發(fā)。目的在于使 農(nóng)產(chǎn)品箱、冷藏農(nóng)產(chǎn)品容器、乳酪和肉類(lèi)冰箱W及干燥食品（例如餅干和紅糖)的容器濕潤(rùn)。
[0010] 公布的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)20010031298(2001年10月18日公布）間接地為美國(guó)專(zhuān)利6， 106,775的部分繼續(xù)申請(qǐng)，并教導(dǎo)了使用含有碳酸氨鋼和乙酷水楊酸(阿司匹林）的組合的 水性組合物來(lái)在選定環(huán)境的氣氛中維持較高的二氧化碳水平，從而延長(zhǎng)各種易腐食品和產(chǎn) 品（例如蔬菜、水果、肉類(lèi)、魚(yú)肉、海鮮、乳制品和干貨）的貨架期?？赏ㄟ^(guò)直接用該水性組合 物對(duì)易腐產(chǎn)品進(jìn)行浸浴或淋浴或間接使用載有水性組合物的緊靠易腐產(chǎn)品放置的吸收裝 置來(lái)施加該水性組合物。
[0011] 目前有利的方式是通過(guò)使用合適的氧氣吸收劑來(lái)防止氧氣損壞易腐物品或使易 腐物品滯銷(xiāo)或無(wú)用。目前使用的大多數(shù)氧氣吸收劑是基于鐵粉、鐵氧化物或鐵鹽，它們與周 圍氣氛中的氧氣反應(yīng)，從而引起鐵粉或鐵鹽氧化、進(jìn)一步氧化或生誘。當(dāng)所有的鐵已氧化 時(shí)，氧氣吸收劑吸收飽和并停止發(fā)揮作用。含鐵粉末包裝在氧氣可滲透的塑料袋中。含鐵粉 末可用活性炭和鹽配制W進(jìn)一步吸收氧氣或促使其轉(zhuǎn)化成鐵氧化物。
[0012] 運(yùn)些氧氣吸收劑是不可食用的并且在暴露于大氣時(shí)具有有限的有效期限。它們?cè)?密封或封閉環(huán)境中（如在干包裝罐中）使用時(shí)作用最佳但不適于新鮮農(nóng)產(chǎn)品，例如水果、蔬 菜、新鮮切分的或包裝的肉類(lèi)。在氧氣可存在于周?chē)h(huán)境中的此類(lèi)情況下，基于鐵的吸收劑 具有有限的效用。另外，鐵氧氣吸收劑在密封環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)常常會(huì)在農(nóng)產(chǎn)品、谷粒和 其他產(chǎn)品中留下金屬味。
[0013] 根據(jù)上述內(nèi)容，本領(lǐng)域需要對(duì)組合物和方法進(jìn)行改進(jìn)，從而提供用于保存易因氧 發(fā)生腐敗的產(chǎn)品的創(chuàng)新技術(shù)。如果此類(lèi)保存組合物和技術(shù)可在環(huán)境條件或冷藏條件下使用 并且具有吸熱性W使環(huán)境溫度最小化或維持環(huán)境溫度，則對(duì)于延長(zhǎng)易因氧發(fā)生腐敗的產(chǎn)品 的壽命而言將是特別有用的。還將有利的是提供一種保存系統(tǒng)和方法，該保存系統(tǒng)和方法 具有高性價(jià)比并且在用于旨在供給動(dòng)物特別是人類(lèi)的食品時(shí)是安全的。易因氧發(fā)生腐敗的 產(chǎn)品（例如食品）的貨架期的任何增加對(duì)于相關(guān)行業(yè)所設(shè)及的許多實(shí)體(包括種植戶、運(yùn)輸 方、零售店例如市場(chǎng)、食品代銷(xiāo)店W及最終的消費(fèi)者)而言可具有很大的益處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明設(shè)及用于從易因氧發(fā)生腐敗的產(chǎn)品中或此類(lèi)產(chǎn)品的附近區(qū)域內(nèi)吸收氧氣 并且產(chǎn)生二氧化碳W及將二氧化碳釋放到所述產(chǎn)品周?chē)臍夥罩械幕瘜W(xué)組合物W及相關(guān) 設(shè)備和方法。氧氣可被吸附到此類(lèi)組合物的表面上或被此類(lèi)組合物吸收。在任一種情況下， 易因氧發(fā)生腐敗的產(chǎn)品的附近區(qū)域內(nèi)的氧氣通過(guò)天然堿/簇酸組合的吸收或吸附而被吸 收，并且被轉(zhuǎn)化成二氧化碳，從而保證了易因氧發(fā)生腐敗的產(chǎn)品的壽命或新鮮度。文中的術(shù) 語(yǔ)"氧氣吸收"是關(guān)于天然堿/酸組合物來(lái)使用并且包括吸收、吸附或使得易因氧發(fā)生腐敗 的物品周?chē)臍夥罩械难鯕鉂舛缺唤档突蛳娜魏纹渌绞健Ｒ虼?，如本公開(kāi)中所用，術(shù) 語(yǔ)氧氣吸收和氧氣吸收劑/氧氣吸附劑等可互換使用。
[0015] 天然堿是主要由碳酸鋼和碳酸氨鋼構(gòu)成的天然礦物，并且在化學(xué)上被稱(chēng)為碳酸鋼 碳酸氨鋼二水合物或倍半碳酸鋼，具有下式:化3(c〇3Khc〇3) ? 2此0。天然堿通常從可存在 于美國(guó)、非洲、中國(guó)、±耳其和墨西哥的鹽湖礦床開(kāi)采。大型成層礦床在懷俄明州的斯威特 沃特縣（Sweetwater County ,Wyoming)開(kāi)采。其他天然堿礦床也存在于美國(guó)內(nèi)華達(dá)州 (Nevada)和加利福尼亞州(化Iifornia)。開(kāi)采的天然堿可W各種純化程度存在或被加工成 各種純化程度。一些天然堿可包含微量碳酸鐘和碳酸氨鐘，甚至更小量的儀鹽和巧鹽W及 其他微量礦物質(zhì)。
[0016] 有點(diǎn)類(lèi)似于天然堿的其他碳酸鋼礦物包括單斜鋼巧石、泡堿、prissonite、氯碳酸 鋼儀石、蘇打石和水堿。就使用運(yùn)些含碳酸鋼礦物W在功能上代替天然堿或作為天然堿的 替代物而言，運(yùn)些含碳酸鋼礦物被認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，如本文所用，術(shù)語(yǔ)"碳酸 鋼礦物"通常包括天然堿、單斜鋼巧石、泡堿、prissonite、氯碳酸鋼儀石、蘇打石和水堿，包 括運(yùn)些礦物的組合。運(yùn)些碳酸鋼礦物均具有適用于本發(fā)明中的氧氣吸附和/或吸收能力。
[0017] 天然堿為特別有用的具有氧氣吸附或吸收特性的碳酸鋼礦物并且由作為主要活 性成分的碳酸鋼碳酸氨鋼二水合物[化3(C03KHC03) ? 2此0]構(gòu)成。定義天然堿時(shí)存在的唯 一預(yù)期限制是包括氧氣吸收（即吸附和/或吸收)的功能性的限制。在運(yùn)種程度上，出于本公 開(kāi)的目的，天然堿和碳酸鋼碳酸氨鋼二水合物可互換使用。另外，設(shè)及天然堿的所有討論也 適用于本文中列出的其他碳酸鋼礦物并且應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為已經(jīng)完全公開(kāi)為天然堿的合適替代 物。
[0018] 盡管未要求，但可直接（例如不經(jīng)過(guò)般燒、再結(jié)晶、純化等）回收和使用碳酸鋼礦 物。在一些情況下，碳酸鋼礦物可從巖石或其他巖屑中分離，然而通?？杀皇褂枚鵁o(wú)需對(duì)原 生礦物進(jìn)行除了壓碎到合適尺寸之外的實(shí)質(zhì)性改性。
[0019] 天然堿在較早的文獻(xiàn)中有時(shí)可被稱(chēng)為Urao或nitrum。天然堿通常通過(guò)般燒被加工 或純化W獲得蘇打灰或碳酸鋼(化2〇)3)并且主要用于玻璃制造中。天然堿也用于許多其他 應(yīng)用中，范圍包括動(dòng)物飼料、化工制造和藥物。
[0020] 可利用的單簇酸、二簇酸或=簇酸可含有2至20個(gè)碳原子并且可由直鏈、支鏈、飽 和或不飽和碳鏈和芳族部分形成，并且可被取代或不被取代。
[0021] 化學(xué)組合物包含礦物天然堿與一種或多種單簇酸、二簇酸或=簇酸的呈適當(dāng)比例 的新型組合。天然堿含有碳酸鋼和碳酸氨鋼的混合物作為主要成分W及微量的上述其他礦 物或礦物鹽。當(dāng)將天然堿和簇酸的組合放置在一起時(shí)，任選在存在水分的情況下，發(fā)生酸/ 堿反應(yīng)并且產(chǎn)生二氧化碳。另外，測(cè)試已證實(shí)，當(dāng)在存在水分的情況下將天然堿和簇酸在含 氧氣環(huán)境中放置在一起時(shí)，氧氣被反應(yīng)吸收并且氧氣的濃度被降低或基本上被消除。當(dāng)反 應(yīng)在存在易因氧發(fā)生腐敗的物品的情況下進(jìn)行時(shí)，運(yùn)是特別相關(guān)的。據(jù)推測(cè)固體天然堿/簇 酸組合物不僅在存在水分的情況下反應(yīng)，而且還用作氧氣吸附劑或吸收劑，氧氣通過(guò)化學(xué) 吸附被吸附到天然堿晶體的表面上和/或被吸收到天然堿/簇酸組合中，其中氧氣與混合物 中的一些或全部組分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)W致使氧氣轉(zhuǎn)化成二氧化碳。據(jù)推測(cè)，存在于天然堿/酸 混合物中的碳酸鹽提供了氧氣向二氧化碳轉(zhuǎn)化所需的碳。實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)W及在存在易因氧發(fā) 生腐敗的物品的情況下的測(cè)試證實(shí)氧氣含量降低，將在本公開(kāi)中對(duì)易因氧發(fā)生腐敗的物品 的保存進(jìn)行進(jìn)一步描述。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 為了實(shí)施本發(fā)明（包括所提及的方法、用途、設(shè)備、裝置或任何其他方式）W獲得本 文中敘述的所需優(yōu)點(diǎn)和結(jié)果，在附圖和隨后的書(shū)面說(shuō)明書(shū)中闡述本發(fā)明的更具體描述。應(yīng) 當(dāng)理解，運(yùn)些附圖僅描繪本發(fā)明的代表性實(shí)施例而不應(yīng)理解為是限制范圍，該范圍僅受所 附權(quán)利要求及其功能等效物限制。
[0023] 圖1為容納有天然堿和一種或多種單簇酸、二簇酸或=簇酸的混合物的本發(fā)明的 液體或氣體可滲透織造小包的透視圖。
[0024] 圖2為圖1的小包的局部切除視圖，其示出位于小包內(nèi)部的天然堿和簇酸顆粒。
[0025] 圖3為容納有天然堿和一種或多種單簇酸、二簇酸或=簇酸的混合物的本發(fā)明的 氣體可滲透包裝的透視圖。
[0026] 圖4為圖3的小包的局部切除視圖，其示出位于小包內(nèi)部的天然堿和簇酸顆粒。
[0027] 圖5為氣體可滲透管的透視圖，該氣體可滲透管在局部切除部分中容納有圖3中所 示的小包。
[0028] 圖6為液體容器的透視圖，該液體容器用于保存易因氧發(fā)生腐敗的物品塊、冰塊和 圖1中所示的氣體和液體可滲透小包。
[0029] 圖7為容器或板條箱的透視圖，該容器或板條箱保存有供裝運(yùn)的易因氧發(fā)生腐敗 的物品并且還容納有一個(gè)或多個(gè)圖3中所示的小包。
[0030] 圖8為陳列架的透視圖，該陳列架保存有針對(duì)噴水裝置調(diào)適的易因氧發(fā)生腐敗的 物品并且顯示出策略性放置的圖3的小包。
[0031] 圖9為冷藏陳列柜的透視圖，該冷藏陳列柜容納有易因氧發(fā)生腐敗的物品并且容 納有