CN101323686A

CN101323686A - 一种适合水果保鲜的纳米包装材料及其应用

Info

Publication number: CN101323686A
Application number: CNA2008101241870A
Authority: CN
Inventors: 胡秋辉; 杨燕婷; 杨方美; 杨芹; 安辛欣; 郁志芳; 辛志宏; 赵立艳
Original assignee: Nanjing Agricultural University
Current assignee: Nanjing Agricultural University
Priority date: 2008-06-17
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2028-06-17
Also published as: CN101323686B

Abstract

本发明涉及一种适合水果保鲜纳米包装材料及其应用，属于农产品贮藏加工技术领域。按照质量比取纳米粉体(纳米银35％，纳米二氧化钛40％，高岭土25％)25％－35％，塑料50％－60％，偶联剂10－15％、蜡4－10％，经高速混匀0.5－1.5小时后在起塑机中捏合随后挤出冷却1－2分钟后切粒得母粒。再取塑料粒子30－40kg，母粒1－2kg充分混合0.5－1小时吹成薄膜，即为制成的纳米包装材料。纳米包装用于水果包装可以抑制果蔬氧化酶活性，推迟催熟和衰老的产生，维持水果的保鲜品质，改善薄膜的气体交换，提高包装的阻水性有效抑制果实失水，呈现优良的抑菌作用，可行性强，市场前景广阔。

Description

一种适合水果保鲜的纳米包装材料及其应用

一、技术领域

本发明涉及一种水果保鲜的纳米包装材料制备及其应用，属于农产品贮藏加工技术领域。

二、背景技术

水果含有丰富的矿物质、维生素、必需氨基酸以及多种有机酸和膳食纤维，对人体的生长和维持机体健康有重要的营养价值。但是，水果本身的易腐性加之水果的生产存在着较强的季节性和区域性的特点，同广大消费者对果蔬需求的多样性及市场淡旺季调节的迫切性相矛盾，这将制约着地区性水果产业的发展。

目前我国农产品的贮藏保鲜是农业产后技术领域中的一个薄弱环节。我国冷链系统和大型气调库条件不足，虽然近年来，我国新建了大批的冷库，解决了部分农产品的保鲜问题，但冷库建造投资大、能耗高，保鲜成本高，尤其在我国能源短缺，电力紧张的现实情况下，难以在农村全面推广。传统的自发气调包装由于包装材料的性能不理想很难精确控制气体成分从而造成气体成分极端而引起水果的生理病害。辐射技术在我国运用尚不成熟，可能由于辐照剂量过大会加速果蔬衰老，过小又达不到灭菌保鲜的效果。一些新型保鲜方法研究还未广泛运用于鲜活农场品市场，设备和技术要求高，不易控制、可行性不强。为减少贮藏过程中的腐烂变质，在我国大多数鲜活农产品的保鲜大多使用各种化学保鲜材料，甚至使用人工合成杀菌剂严重影响消费者的身体健康。即使如此，我国农产腐烂损失也高居全球榜首，其中以果蔬最为严重，每年因贮藏和运输当中变质的果蔬占总产量的20-30％，甚至更高，造成巨大浪费。天然保鲜剂抗菌效率高且安全无毒，但是耐热性差，受到加工条件的制约，成本很高，目前应用得并不广泛。传统的低温冷藏、化学保鲜等方法虽然在我国占据着重要的地位，但是都不能解决产品离开保鲜环境后保鲜的问题。“动态保鲜”技术是解决上述缺陷的最好方法，也是果蔬在市场上延长货架期的重要手段。新型保鲜包装能够很好的运用于动态保鲜环节，有很好的发展前景。

纳米包装材料的隔氧性、阻湿性、抗菌性能都比普通包装材料显著增强，

已有研究证明，以SG-IV型PVC树脂为原料，添加含有纳米粒子的TiO₂母粒和其它11种功能材料，研制出高强度的阻O₂纳米富士苹果保鲜膜，纵向拉伸强度提高36％，透O₂率降低18％，透湿率降低10％，CO₂渗透率仅变化1.5％，安全卫生；对各种纳米薄膜的性能研究发现，纳米TiO₂的添加量对聚乙烯薄膜抗菌性能和阻气性能有影响。添加纳米TiO₂的薄膜均存在一定的抑菌作用；添加2份的纳米TiO₂的PVC，PP，LDPE薄膜的抗菌率分别为41.67％，21.43％，31.43％。适当增加纳米TiO₂的添加量，各种薄膜的力学性能均出现上升的趋势；各种薄膜的气体透过率均有不同程度的减小，减小较为明显的是透氧率。因此纳米包装材料在食品包装上有广阔的应用前景。

三、发明内容

技术问题

本发明的目的是提供一种适合于水果保鲜的纳米包装材料及其应用，该包装材料是由纳米粉体、塑料、腊、聚乙烯等制备而成，用于水果保鲜，可显著提高几种水果的保鲜品质，降低水果的失重和腐烂率，抑制水果的呼吸强度及相关氧化酶活性，有效地减缓水果在贮藏过程中维生素C等的品质下降。

技术方案

一种适用于水果的保鲜纳米包装材料，是通过以下方法制成，

1、原料：

纳米粉体质量比组成：纳米银35％，纳米二氧化钛40％，高岭土25％；

偶联剂为硅烷类试剂，型号为570、550、900或920。

2)母粒的加工

按照质量比取上述纳米粉体25％-35％，聚乙烯塑料50％-60％，偶联剂10-15％、蜡4-10％，经高速混匀0.5-1.5小时后在起塑机中捏合随后挤出冷却1-2分钟后切粒得母粒；

3)薄膜制备

塑料粒子30-40kg，母粒1-2kg充分混合0.5-1小时吹成薄膜，即为制成的水果保鲜纳米包装材料。

上述水果保鲜的纳米包装材料的应用包装操作：每200-500克成品水果采用本发明制成的纳米包装材料包装进行贮藏。

有益效果

本发明的纳米包装材料是以纳米粉体、塑料、腊、聚乙烯等制备而成用于水果的包装，可显著提高水果的保鲜品质。其优点和积极效果为：

1、形成均匀分散的纳米复合塑料。使塑料也具有所添加的纳米材料的特性。下表表示不同包装材料物理性质的差异。其按照GB/T1037-1988、GB/T1038-2000分别测定，纳米包装材料的透湿量、透氧量和拉伸强度(纵)分别为4.20g/m²·24h、1764.90cm³/(m²·24h·0.1MPa)和40.16MPa，透湿量、透氧量分别比普通材料减少了17.54％和32.86％，拉伸强度增强了24.14％。

2、提高水果的保鲜品质。使用本发明的纳米包装材料，水果理化品质如维生素C、可滴定酸等都要显著高于采用普通包装材料的绿茶，如图1(大枣)和图2(草莓)所示，纳米材料还能有效地抑制水果的腐烂率、呼吸强度和氧化酶活性。本发明用于水果包装，保鲜效果高于普通包装材料。例如在4℃条件下贮藏纳米包装材料包装的草莓维生素C比普通包装高28.42％、腐败率、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)酶活性分别比普通包装低比对照低37.45％、12.05％、72.74％和71.51％。

四、附图说明

图1纳米包装材料用于冬枣的保鲜品质

图2纳米包装材料用于草莓的保鲜品质

五、具体实施方式

实施案例1：纳米包装材料应用于冬枣

(一)纳米包装材料制备

1、原料

纳米粉体：纳米银系抗菌材料(南京海泰纳米材料有限公司，HTB-032)35％，纳米二氧化钛(南京海泰纳米材料有限公司，HTTI-03)40％，高岭土(南京海泰纳米材料有限公司，HTDK)25％。

偶联剂570

2、母粒的加工

纳米粉体30％，聚乙烯塑料56％，偶联剂57010％、蜡4％，经高速混匀后在起塑机(双螺杆起塑机，SHJ-50/500-45-36)中捏合随后挤出冷却2分钟后切粒得成品。

3、薄膜制备

聚乙烯塑料粒子(38.5kg)，母粒(1.5kg)充分混合(0.5小时)吹成薄膜，即为制成的纳米包装材料。

(二)实验材料

采收绿熟阶段的冬枣，选取形状、大小、颜色基本一致的无机械受损或患病的果实。

(三)包装应用

每500克成品采用本发明制成的30×45厘米的纳米包装材料包装并于室温介乎16至26℃的条件保藏。结果表明，使用本发明的纳米包装材料，能够显著提高冬枣的保鲜品质。如图1所示，虽然两种材料包装的大枣硬度都随时间的延长而下降，但是采用纳米包装的大枣下降速度比普通材料缓慢许多。纳米材料可以有效地减缓水分的蒸发，在失重率和腐烂率方面都一直低于普通包装。12天后，普通组的失重率达到0.8％，而纳米组则为0.51％。普通组第12天时腐烂率达到66％，纳米组在头6天腐烂率很小，第12天也只有44％。纳米材料显著的阻止了大枣中可溶性糖的增加，12天后纳米组总可溶性糖含量为28.4％，对照组为30.0％。总可溶性固形物含量和还原性糖含量的变化与总可溶性糖相似。可滴定酸和维生素C的含量是大枣可食用质量的两个重要指标，二者在储存过程中都有下降趋势，但是纳米组对可滴定酸和维生素C的含量的维持比对照组好很多。整个贮藏过程中普通包装产生了乙烯高峰，最大值为第9天的17.6μL/(kg·h)不能很好地控制袋内乙烯含量，纳米包装内一直保持稳定的乙烯含量没有出现高峰，最大含量为第6天的9.2μL/(kg·h)，仅为对照组最大值的52.3％。经过12天的储藏纳米组MDA的含量为98.9μmol/g，显著地低于对照组的148.9μmol/g。在常温下贮藏12天后硬度、失重率、腐败率、可溶性固形物、MDA含量分别比普通包装低比对照低19.67％、37.89％、14.29％和33.58％，纳米包装材料包装的冬枣维生素C和可滴定酸分别比普通包装高23.66％、29.49％。

实施案例2：纳米包装材料应用于草莓

(一)纳米包装材料制备

1、原料

2、母粒的加工

纳米粉体30％(含纳米银35％，纳米二氧化钛40％，高岭土25％)，聚乙烯塑料56％，偶联剂90010％、蜡14％，经高速混匀1.5小时后在起塑机(双螺杆起塑机)中捏合随后挤出冷却后切粒(20-80nm)得成品。

3、薄膜制备

其按照GB/T1037-1988、GB/T1038-2000分别测定其透湿率、透氧率，结果发现纳米包装材料透氧率降低2.1％，透湿率降低28.1％。

(二)实验材料

选用新鲜、成熟度七八成、挑选果实中等大小、均匀、色泽相近、无机械损伤及无真菌感染的草毒。

(三)包装应用

每200克成品采用16×22厘米的纳米包装材料包装并于4℃下保藏。结果表明，使用本发明的纳米包装材料，能够显著提高草莓的保鲜品质。如图2所示，纳米包装能够有效地降低草莓的腐烂率，用普通聚乙烯材料包装的草莓储存的第8天的腐烂率为20％，第12天的腐烂率已高达26.7％。而使用纳米材料包装的草莓12天内的腐烂率能够控制在16.7％以下；各种包装处理的草莓，维生素C的含量都是逐渐下降的，但总的来说，纳米包装材料对维持维生素C的含量有更显著的作用；采用纳米包装草莓与普通包装相比能很好地抑制草莓机体的有关氧化酶活性，呈现出比较低的丙二醛(MDA)含量。在4℃条件下贮藏12天后纳米包装材料包装的草莓维生素C比普通包装高28.42％、腐败率、花青素含量、MDA含量、POD和PPO酶活性分别比普通包装低比对照低37.45％、17.65％、12.05％、72.74％和71.51％。

Claims

1、一种适合水果保鲜的纳米包装材料，是通过以下方法制成，

1)原料

偶联剂为硅烷类试剂，型号为570、550、900或920。

2)母粒的加工

3)薄膜制备

2、根据权利要求1所述水果保鲜的纳米包装材料的应用。

3、根据权利要求2所述水果保鲜的纳米包装材料的应用，其特征在于，每200-500克成品水果采用本发明制成的纳米包装材料包装进行贮藏。