CN102848677A

CN102848677A - 一种食品包装用多层复合抑菌包装材料及其制备方法

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Publication number: CN102848677A
Application number: CN201210365158XA
Authority: CN
Inventors: 李东立; 许文才; 付亚波; 齐英群; 曹国荣; 刘全校
Original assignee: Beijing Institute of Graphic Communication
Current assignee: Dajia Zhihe Beijing Network Technology Co ltd
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2032-09-26
Also published as: CN102848677B

Abstract

一种食品包装用多层复合抑菌包装材料及其制备方法，属于包装材料技术领域，包装材料包括三层，外层为高阻隔层；中间层为包含有机酸或有机酸钠盐中的一种或几种的混合作为活性抑菌成分的粘结剂干胶膜；内层为食品接触层；内层为EVA改性的LDPE改性树脂。本发明采用常规的干式复合工艺及设备即可完成，制备工艺简单、生产成本低，使用方便，特别适合作为液态食品的包装。

Description

一种食品包装用多层复合抑菌包装材料及其制备方法

技术领域

本发明属于包装材料技术领域，具体涉及一种食品包装用多层复合抑菌薄膜及其制备方法。

背景技术

随着我国经济的飞速发展和人民生活水平的提高，人们对牛奶、果汁、果酱等液态食品的消费会逐年增加。据统计，2011年我国牛奶总产量为3,700万吨，与2010年相比增产近130万吨，增幅3.6%；2010年我国各种软饮料产量也保持较高增幅，累计果汁和蔬菜汁产量1762.17万吨，同比增长27.5%。这些液态食品消费的连年增长，对包装提出了更高的要求。为了降低包装和运输成本，玻璃包装目前逐渐被复合软包装所替代，例如牛奶目前普遍采用纸-塑复合或塑-塑复合软包装材料，与此同时诞生了一种新型的包装形式-无菌包装。无菌包装需要通过食物的无菌处理、包装材料的无菌处理和无菌罐装三个过程来实现。包装材料的无菌处理目前主要靠辐照灭菌来实现，高能射线在杀死细菌的同时，也会引起高分子材料的降解，使包装材料的力学性能造成劣变。本发明提出一种利用多层复合工艺制备具有缓释杀菌功能的软包装材料，该包装材料在装填液态食品时自动释放食品级杀菌剂，防止包装材料滋生细菌，对被包装的食物也具有抑菌效果，延长液态食物的货架期。

发明内容

本发明的目的是提出一种食品包装用多层复合缓释杀菌薄膜及其制备方法。。这种抑菌薄膜在被灌装液态食物后则缓慢控制释放有机酸类食品添加剂，防止食物中细菌的滋生，延长被包装食物的货架期和储存期；而在没有灌装食物以前，该抑菌袋的杀菌功能不会被启动。

为实现上述目的本发明采用的技术方案如下。

一种食品包装用多层复合抑菌包装材料，其特征在于，该包装材料包括三层，外层为高阻隔层；中间层为粘结剂层（或杀菌剂层），是一干胶膜；内层为食品接触层；外层为以高氧阻隔的KBOPP（涂覆聚偏二氯乙烯的双向拉伸聚丙烯膜）、VMCPP（真空镀铝流延聚丙烯膜）、VMPET（真空镀铝聚酯膜）、SiOx/PET（真空镀硅聚酯膜）、Al₂O₃/PET（真空镀氧化铝聚酯膜）中的一种或几种组成的阻隔膜；中间层为有机酸或有机酸钠盐中的一种或几种的混合作为活性抑菌成分，将它们添加到聚氨酯或丙烯酸酯粘结剂中，活性抑菌成分在中间层中的质量百分含量为2-15%，粘结剂干胶的用量为3-7克/平米；内层为EVA改性LDPE改性树脂，EVA占内层总质量的5-50%。

上述的有机酸为柠檬酸、山梨酸、苹果酸、酒石酸、苯甲酸等中的一种或几种的混合。优选苯甲酸、山梨酸、柠檬酸或其钠盐。

本发明中外层优选的为在BOPP（双轴拉伸聚丙烯薄膜）基材上涂覆一层1-2μm的PVDC从而得到20μm厚的KOPP膜，其透氧率为14.2cc/m²·day·0.1MPa，可以有效阻隔外界氧气进入包装对食品造成不利影响。另外根据需要也可以在上述外层的外侧再添加印刷层或者其它功能层。中间层，活性抑菌成分在中间层中的质量百分含量为5-10%，粘结剂干胶的用量为4-5克/平米。EVA树脂优选为VA（醋酸乙烯单体）含量为16-18wt%的EVA树脂。

内层膜的厚度为20-70微米，优选30-50微米。

本发明制备上述一种食品包装用多层复合抑菌包装材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：将EVA与LDPE树脂在双螺杆挤出机上熔融共混后，利用该改性树脂吹制成EVA改性的LDPE改性膜；将活性抑菌成分粉末研磨后与聚氨酯或丙烯酸酯粘结剂混合均匀；在干法复合设备上，利用上述加入了活性抑菌成分的聚氨酯或丙烯酸酯粘结剂将外层膜与上述的EVA改性的LDPE改性膜进行复合，制备出具有抑菌功能的软包装薄膜。

上述制备方法中聚氨酯或丙烯酸酯粘结剂包括主剂聚氨酯或丙烯酸酯和助剂交联剂，聚氨酯或丙烯酸酯粘结剂的固含量优选70%。

该复合薄膜遇到牛奶、果汁等液态食物中的水分时，水分子会通过具有较高极性的内层扩散到粘结剂层，粘结剂层中的有机酸类型的食品添加剂会通过内层树脂扩散到内层薄膜表面，起到抑菌效果。薄膜内层的极性越高，则复合膜释放的有机酸（盐）浓度越高，抑菌效果越好；内层薄膜极性越低，则复合膜释放的有机酸（盐）浓度越低，但释放周期越长。复合膜释放这些柠檬酸、山梨酸、苹果酸、酒石酸、苯甲酸及其盐都属于食品添加剂，且迁移到食品中的浓度很低，不会对食品安全造成任何影响。

这种具有三明治结构的复合薄膜制备的包装袋，当接触到液态食品后，复合膜中间层内的有机酸类食品添加剂就会慢慢迁移到内层薄膜中或者迁移到食品中，起到抑菌作用；而当包装袋在被使用之前，在相对湿度低于80%时，复合膜中间层内的有机酸类食品添加剂不会产生迁移，抑菌功能不会被启动，这会保证该包装材料在使用前抑菌活性不会降低。

柠檬酸、山梨酸、苹果酸、酒石酸、苯甲酸等有机酸及其盐作为食品添加剂，是我国允许使用的食品添加剂，其作为软包装材料的成分，制备的包装材料符合国家食品安全相关法规。

作为粘结剂层的组成成分，柠檬酸、山梨酸、苹果酸、酒石酸、苯甲酸等有机酸及其盐通过内层薄膜向食物中的扩散速率很慢浓度、浓度很低，不会造成被包装食品中的助剂含量超标。

柠檬酸、山梨酸、苹果酸、酒石酸、苯甲酸等有机酸及其盐向内层薄膜（和食物）中的迁移受内层薄膜极性高低的控制，可以通过改变内层薄膜中EVA添加量或有机酸盐在粘结剂中添加量来调整。

本发明所述制备的抑菌包装材料可以直接使用，不必再进行辐照杀菌处理，因此相对于用其它方法制备的无菌袋，具有生产成本低，使用方便的特点，特别适合作为液态食品的包装。

本发明中复合软包装薄膜的食品接触层为EVA改性LDPE薄膜，将EVA熔融共混到LDPE树脂中，其中EVA的质量占共混体系总质量的5-50%。由于极性EVA加入，使LDPE的水蒸气通过率有较大幅度的提高，因此会提高粘结剂层中有机酸向内层表面和食物中的迁移，增加薄膜的抑菌效果。EVA添加量越多，内层薄膜的极性越高。

这种具有抑菌功能的复合膜采用常规的干式复合工艺及设备即可完成，制备工艺简单、薄膜的生产成本也较低。

具体实施方式

通过以下具体的实施例及应用实例对本发明作进一步说明。以下的具体描述是为了便于理解本发明，并不用来限制本发明的保护范围。

1.复合吸氧薄膜制备

1.1原料

复合吸氧薄膜制备所用原材料及要求如下：商品的VMCPP（真空镀铝的流延聚丙烯薄膜）、VMPET（真空镀铝的双向拉伸聚酯薄膜）、SiOx/PET（镀氧化硅的双向拉伸聚酯薄膜）、Al₂O₃/PET（镀氧化铝的双向拉伸聚酯薄膜）和KBOPP薄膜；LDPE树脂，LD100-AC，吹膜级；EVA树脂，薄膜级；柠檬酸、山梨酸、苹果酸、酒石酸、苯甲酸及其盐均为食品级级。

1.2食品接触层(内层)制备

复合吸氧薄膜中食品接触层所用内膜按照如下工艺制备：

LDPE50份与EVA树脂5-50份在高速混料机中混匀后，在双螺杆挤出机上熔融共挤得到共混改性树脂，采用吹膜机吹制食品接触层所用内膜，挤出机各加热段温度控制见表1。

表1改性LDPE熔融挤出温度

1.3含有机酸（盐）的粘结剂的制备

将双组份聚氨酯（PU）粘结剂（牌号YH501S，北京高盟）主剂97份，添加20份乙酸乙酯搅拌均匀后，加入3份交联剂组分（牌号YH10S，北京高盟），最后加入0-12份的有机酸（盐），混合均匀后准备干法复合。含有机酸（盐）的PU粘结剂的涂覆量为4-5克/平米。

1.4复合过程

在干法复合设备上，在市售的KOPP薄膜、VMCPP薄膜、VMPET薄膜、真空蒸镀SiOx的PET薄膜、真空蒸镀Al₂O₃的PET薄膜上涂覆上面的聚氨酯粘结剂（含有机酸（盐）），通过烘道干燥后和上面制备的内膜复合即得到抑菌复合膜。

将按以上方法制备的抑菌复合膜制备成25cm×15cm的保鲜袋，保鲜袋内封入的牛奶约200ml。24小时后测试牛奶中的菌落含量。

参照GB4789.2-94《中华人民共和国国家标准食品卫生微生物学检验菌落总数测定》和SN0168-92《中华人民共和国进出口商品检验行业标准出口食品菌落计数》标准，测试菌落总数：将被检样品制成稀释液，然后从每个稀释液中分别取出1mL置于灭菌平皿中与营养琼脂培养基混合，在一定温度下，培养24小时，记录每个平皿中形成的菌落数量，依据稀释倍数，计算出每克（或每ml）原始样品中所含细菌菌落总数。

对比例1

实施例1-6

在不同的外膜、不同的粘结剂层（杀菌剂层）和内层结构组成下，制备6种抑菌袋（见表2所示）。装入约200ml牛奶，24小时后测试牛奶中的菌落含量。

表2.苯甲酸酐添加量即薄膜涂覆量

实验结果说明，对比例1的粘结剂层中没有添加任何有机酸类杀菌剂，用其保鲜的牛奶24小时后菌落含量为5.6E+07CFU/Kg；而在粘结剂层加入有机酸（盐）的抑菌袋（实施例1-6），装入相同量的牛奶，24小时后菌落含量均低于对比例1；从实施例1-6的数据可以看出，随着有机酸（盐）加入量的提高，抑菌效果越来越好，牛奶中菌落含量逐渐降低；特别是实施例6，牛奶被保鲜24小时后，菌落含量低于初始值(对比例1)的1/1000,这种抑菌保鲜袋无疑会增加类似于牛奶、果汁、蔬菜汁、果酱等液态食品的储存期和货架期，并且可以任意调节有机酸（盐）在粘结剂中的添加比例，以保证抑菌保鲜袋释放的有机酸（盐）类食品保鲜剂在食物中的浓度符合食品卫生标准。

本领域的技术人员应该明了，上述优选实施例只是对本发明的具体说明，并不构成对本发明的限制。对本发明的技术方案进行各种变动和等效替换，而不背离本发明技术方案的原理和范围，均应涵盖在本发明权利要求的范围之中。

Claims

1.一种食品包装用多层复合抑菌包装材料，其特征在于，该包装材料包括三层，外层为高阻隔层；中间层为粘结剂层，是一干胶膜；内层为食品接触层；外层为以高氧阻隔的KBOPP、VMCPP、VMPET、SiOx/PET、Al₂O₃/PET中的一种或几种组成的阻隔膜；中间层为有机酸或有机酸钠盐中的一种或几种的混合作为活性抑菌成分，将它们添加到聚氨酯或丙烯酸酯粘结剂中，活性抑菌成分在中间层中的质量百分含量为2-15%，粘结剂干胶的用量为3-7克/平米；内层为EVA改性的LDPE改性树脂，EVA占内层总质量的5-50%。

2.按照权利要求1所述的一种食品包装用多层复合抑菌包装材料，其特征在于，有机酸为柠檬酸、山梨酸、苹果酸、酒石酸、苯甲酸中的一种或几种的混合。

3.按照权利要求1所述的一种食品包装用多层复合抑菌包装材料，其特征在于，活性抑菌成分为苯甲酸、山梨酸、柠檬酸或其钠盐。

4.按照权利要求1所述的一种食品包装用多层复合抑菌包装材料，其特征在于，外层优选的为在BOPP基材上涂覆一层1-2μm的PVDC从而得到20μm厚的KOPP膜。

5.按照权利要求1所述的一种食品包装用多层复合抑菌包装材料，其特征在于，中间层，活性抑菌成分在中间层中的质量百分含量为5-10%，粘结剂干胶的用量为4-5克/平米。

6.按照权利要求1所述的一种食品包装用多层复合抑菌包装材料，其特征在于，EVA树脂为VA含量为16-18wt%的EVA树脂。

7.按照权利要求1所述的一种食品包装用多层复合抑菌包装材料，其特征在于，内层膜的厚度为20-70微米。

8.按照权利要求1所述的一种食品包装用多层复合抑菌包装材料，其特征在于，内层膜的厚度为30-50微米。

9.制备权利要求1-8所述的任一一种食品包装用多层复合抑菌包装材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：将EVA与LDPE树脂在双螺杆挤出机上熔融共混后，利用该改性树脂吹制成EVA改性的LDPE改性膜；将活性抑菌成分粉末研磨后与聚氨酯或丙烯酸酯粘结剂混合均匀；在干法复合设备上，利用上述加入了活性抑菌成分的聚氨酯或丙烯酸酯粘结剂将外层膜与上述的EVA改性的LDPE改性膜进行复合，制备出具有抑菌功能的软包装薄膜。