CN101948584B

CN101948584B - 一种适合食用菌保鲜的纳米包装材料及其应用

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Publication number: CN101948584B
Application number: CN 201010293262
Authority: CN
Inventors: 胡秋辉; 杨芹; 单楠; 赵立艳; 安辛欣; 辛志宏; 杨方美; 方勇; 郁志芳; 肖红梅; 马宁
Original assignee: Nanjing Agricultural University; Nanjing University of Finance and Economics
Current assignee: Chuxiong Honggui Green Food Co.,Ltd.
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2030-09-27
Also published as: CN101948584A

Abstract

本发明涉及一种适合食用菌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。按照质量比取纳米复合粉体30％，线性低密度聚乙烯(LLDPE)68％，偶联剂2％，经高速混匀0.5小时后在起塑机中捏合、挤出、冷却1-2分钟后切粒得到纳米母粒。按质量比称取纳米母粒3.75％，防雾剂母粒3.75％，复合塑料粒子92.5％充分混匀后吹成薄膜，制成底长40cm、宽15cm、袋高70cm的纳米包装材料。纳米材料用于食用菌包装，形成高湿低氧环境，较低的腐败微生物活动能力和乙烯含量，可有效抑制食用菌的开伞、失水、褐变以及腐败，使食用菌的采后贮藏品质得到较好地保持、延长了食用菌的货架期，市场前景广阔。

Description

一种适合食用菌保鲜的纳米包装材料及其应用

一、技术领域

本发明涉及一种食用菌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

近年来，随着食品研究从营养型的传统食品向生理调节型的功能食品的转变，植物性功能食品越来越受重视。鲜食用菌富含蛋白质及8种人体必需的氨基酸，有利于人体健康，具有抗癌的功效，日益受到青睐，被誉为21世纪的卫生食品。我国食用菌生产发展迅速，已成为世界食用菌生产和出口的第一大国，食用菌产品成为我国农副产品出口创汇的主要商品之一。但是，由于食用菌含水量高和组织脆嫩，在采收和贮运过程中极易造成损伤，引起变色、变质或腐烂，给生产带来巨大的损失。因此，必须加强对食用菌保鲜技术的研究，以保证鲜售产品质量，满足市场需求。

目前，食用菌保鲜主要采用冷藏保鲜、气调贮藏保鲜、化学保鲜、辐射保鲜、负离子保鲜等方法，但是，我国冷链系统和大型气调库条件不足，冷库建造投资大、能耗高，保鲜成本高，难以在全国大面积推广。而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食用菌的生理病害。化学保鲜方法由于化学保鲜剂的添加，在食品安全和消费者接受度上还存在一定的问题。辐射技术和负离子保鲜等发法在我国运用尚不成熟，亦难以推广。因此市场迫切需求一种简便易行，对设备和技术要求不高的新型保鲜方法。

纳米包装材料与传统包装材料相比，在抗菌、分解乙烯、阻隔性等方面有明显的优势。有研究以LDPE/LLDPE为基体材料，分别添加A型和B型纳米活性分子筛，考察其对包装膜物理性能、力学性能和透气、透湿性能的影响。结果表明而对保鲜起关键作用的透气和透湿性能大幅提高，非常利于食用菌的保鲜。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％。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食用菌保鲜的纳米包装材料及其应用，该包装材料是由纳米复合粉体、聚乙烯等制备而成，用于食用菌保鲜，可显著提高几种食用菌的保鲜品质，降低食用菌的失重率和腐烂率，抑制相关氧化酶活性，有效地减缓食用菌在贮藏过程中感官、理化和营养品质的下降。

技术方案

一种食用菌保鲜的纳米包装材料，其制备方法如下：

(1)纳米母粒的加工

按照质量比取纳米复合粉体30％、低密度聚乙烯68％，偶联剂2％，经高速混匀0.5小时后在起塑机中捏合挤出、经冷水槽冷却后切割得到纳米母粒，使用的纳米复合粉体质量比为：纳米银30％，纳米二氧化钛35％，纳米凹凸棒土25％，纳米二氧化硅10％；偶联剂为硅烷类偶联剂，型号KH-570。

(2)薄膜制备

称取纳米母粒、防雾剂母粒、复合塑料粒子质量比为3.75％、3.75％、92.5％，充分混匀后吹成薄膜制成纳米包装材料，吹制成40μm厚的薄膜，制成底长40cm、宽15cm、袋高70cm的方底袋，用于食用菌保鲜。复合塑料粒子为线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯的复合物，质量比为3∶1。所使用的防雾剂母粒由江苏省塑料研究所提供，型号为YEW-P。

上述食用菌保鲜的纳米包装材料的应用包装操作：每2.0千克成品食用菌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复合粉体、聚乙烯塑料、偶联剂等制备而成用于食用菌的包装，可显著提高食用菌的保鲜品质。其优点和积极效果为：

1、形成具有良好透气阻湿性能的薄膜。

由于薄膜内部纳米材料的作用，纳米包装材料有较低的透湿量和透氧量，形成袋内高湿低氧的环境，从而抑制食用菌的水分散失和使其呼吸作用保持在较低的水平，有益于食用菌的保存。

2、形成具有良好防雾功能的薄膜

纳米薄膜中纳米二氧化硅和防雾剂的添加有效地防止了薄膜内壁的结露现象，避免食用菌表面水分聚集、有益于食用菌的保存。

3、提高食用菌的保鲜品质

使用本发明的纳米薄膜袋作为包装材料，可以在贮藏期内使食用菌的失重率、呼吸强度和氧化酶活性等得到有效的抑制，并且营养成分如游离氨基酸，还原糖等的保留率较高，较好地保持了食用菌的品质。

四、附图说明

图1不同包装对采后金针菇外观的影响

图2不同包装对采后金针菇褐变度的影响

图3不同包装对采后金针菇相对电导率的影响

图4不同包装对采后金针菇总糖含量的影响

图5不同包装对采后金针菇还原糖含量的影响

图6不同包装对采后金针菇可溶性蛋白质含量的影响

图7不同包装对采后金针菇游离氨基酸含量的影响

图8不同包装对采后双孢蘑菇外观的影响

图9不同包装对采后双孢蘑菇失重率的影响

图10不同包装对采后双孢蘑菇白度的影响

图11不同包装对采后双孢蘑菇多酚氧化酶活力的影响

图12不同包装对采后双孢蘑菇丙二醛的影响

图13不同包装对采后双孢蘑菇相对电导率的影响

图14不同包装对采后双孢蘑菇总糖含量的影响

图15不同包装对采后双孢蘑菇还原糖含量的影响

图16不同包装对采后双孢蘑菇可溶性蛋白质含量的影响

图17不同包装对采后双孢蘑菇游离氨基酸含量的影响

五、具体实施方式

实施案例1：纳米包装材料应用于金针菇

(一)纳米包装材料制备

1)原料

纳米复合粉体质量比组成：纳米银(HTB-032南京海泰纳米公司)30％，纳米二氧化钛(HTTi-01，HTTi-03，南京海泰纳米公司)35％，纳米凹凸棒土(HTDK，南京海泰纳米公司)25％，纳米二氧化硅(HTSi-11，南京海泰纳米公司)10％；

偶联剂为硅烷类试剂KH-570。

2)母粒的加工

按照质量比取上述纳米复合粉体30％、线性低密度聚乙烯(7042，中国石化扬子石油化工有限公司)68％，偶联剂2％，经高速混匀0.5小时后在起塑机(TN-26，中国江苏南京科亚公司)中捏合挤出、经冷水槽冷却后切割得到纳米母粒(3mm*3mm*1.5mm)；

3)复合塑料粒子的加工

线性低密度聚乙烯(7042，中国石化扬子石油化工有限公司)和低密度聚乙烯(TN-26，中国石化齐鲁石油化工公司)按照质量比3∶1经高速混匀后得到复合塑料粒子。

4)防雾剂母粒

由江苏省塑料研究所提供，型号为YEW-P。

5)薄膜制备

纳米母粒(1.5kg)，防雾剂母粒(1.5kg)，复合塑料粒子(37kg)充分混匀后吹成40μm厚的薄膜，制成底长40cm、宽15cm、袋高70cm的食用菌纳米包装材料。

(二)实验材料

选取刚采、健壮无病虫害的金针菇，切除不能食用的菌丝和培养物。

(三)包装应用

每2.0千克成品采用本发明制成的40×15×70cm的纳米包装材料包装于4℃的条件保藏。结果表明，使用本发明的纳米薄膜袋作为包装材料，能够显著提高金针菇的贮藏品质。如图1所示，贮藏15d后采用不同材料包装的金针菇在外观上的变化，不同包装处理的金针菇在外观上有差异明显。普通材料包装的金针菇由于水分大量散失使得菇柄发软并且呈纤维状，菇盖开伞大且伴有水渍状斑块，菇体的后生长严重。与之相比，纳米包装的金针菇菇体颜色未发生明显变化，保持了贮藏前的洁白色泽且菇盖没有明显的开伞现象、无色斑霉变和自溶斑块；菇柄较硬，色白而表面不发粘。纳米包装金针菇的褐变度(BD)为1.56，与对照的相比下降了32.37％(见图2)，差异极显著(p＜0.01)，该结果与保持金针菇色泽洁白呈正相关关系。纳米材料包装的金针菇其细胞相对电导率为6.27％，比对照降低了39.2％(见图3)，差异极显著(p＜0.01)，说明纳米包装材料能够有效地使金针菇的细胞膜透性维持在较低水平，延缓其细胞、组织衰老和崩溃的过程。总糖、还原糖、可溶性蛋白质和游离氨基酸的保留量分别达70.9mg·g^-1，1.31mg·g^-1，19.54mg·g^-1，51.39mg·g^-1，相对于对照的64.15mg·g^-1，8.47mg·g^-1，16.00mg·g^-1，47.68mg·g^-1(p＜0.01)，分别高出了10.52％、33.53％、22.13％和10.09％，金针菇的营养成分得到了较好的保持(见图4至图7)。

实施案例2：纳米包装材料应用于双孢蘑菇

(一)纳米包装材料制备

1)原料

纳米复合粉体质量比组成：纳米银30％，纳米二氧化钛35％，纳米凹凸棒土25％，纳米二氧化硅10％；

偶联剂为硅烷类试剂KH-570。

2)母粒的加工

按照质量比取上述纳米复合粉体30％、线性低密度聚乙烯(LLDPE)68％，偶联剂2％，经高速混匀0.5小时后在起塑机中捏合挤出、经冷水槽冷却后切割得到母粒；

3)薄膜制备

(二)实验材料

选取菇体完整、颜色洁白、未开伞、无病虫害和机械伤、菌盖直径35～40mm的双孢蘑菇用利刀削去菇柄。

(三)包装应用

每2.0千克成品采用本发明制成的40×15×70cm的纳米包装材料包装于4℃的条件保藏。结果表明，使用本发明的纳米薄膜袋作为包装材料，能够显著提高双孢蘑菇的贮藏品质。如图8所示，经过10天的贮藏，与普通材料相比，纳米材料包装能够较好地保持双孢蘑菇贮藏前的感官、理化和营养品质。结果表明，贮藏10天后，纳米包装膜处理的双孢蘑菇菇盖表面白嫩、光洁，质地硬脆，开伞现象不明显，菇柄颜色洁白且不易脱落，较好地保持了贮藏前的良好外观；失重率仅为1.46％，低于普通薄膜的1.86％(见图9)，差异极显著(p＜0.01)；PPO活力为161.89U·g^-1·min^-1显著低于(p＜0.05)对照组233.84U·g^-1·min^-1(见图11)，从而一定程度上抑制了双孢蘑菇的酶促褐变，利于双孢蘑菇保持洁白的颜色；MDA含量为3.50μmol·Kg^-1，比对照组的4.66μmol·Kg^-1低了24.90％(见图12)，说明纳米包装处理的双孢菇的细胞膜脂质过氧化被有效抑制、细胞膜结构得到较好维持；细胞膜透性显著低于对照组(p＜0.01)(见图13)，总糖、还原糖、可溶性蛋白质和游离氨基酸保留量分别达23.82mg·g^-1、9.79mg·g^-1、15.65mg·g^-1、11.21mg·g^-1，均显著(p＜0.05)高于对照处理的20.89mg·g^-1、8.73mg·g^-1、16.28mg·g^-1、9.27mg·g^-1(见图14至图17)。

Claims

1.一种食用菌保鲜的纳米包装材料，其制备方法如下：

(1)纳米母粒的加工

按照质量比取纳米复合粉体30％、线性低密度聚乙烯LLDPE 68％，偶联剂KH-5702％，经高速混匀0.5小时后在起塑机中捏合挤出、经冷水槽冷却后切割得到纳米母粒，使用的纳米复合粉体质量比为：纳米银30％，纳米二氧化钛35％，纳米凹凸棒土25％，纳米二氧化硅10％；

(2)薄膜制备

称取纳米母粒、防雾剂母粒YEW-P、复合塑料粒子质量比为3.75％、3.75％、92.5％，充分混匀后吹成40μm厚的薄膜，制成底长40cm、宽15cm、袋高70cm的方底袋，用于食用菌保鲜，其中复合塑料粒子为线性低密度聚乙烯LLDPE和低密度聚乙烯LDPE的复合物，质量比为3∶1，所使用的防雾剂母粒YEW-P由江苏省塑料研究所提供。