CN104945646A

CN104945646A - 一种湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜及其制备方法

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Publication number: CN104945646A
Application number: CN201410120897.1A
Authority: CN
Inventors: 王建清; 刘光发; 张洪军
Original assignee: Tianjin University of Science and Technology
Current assignee: Tianjin University of Science and Technology
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2015-09-30

Abstract

本发明公开了一种湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜及其制备方法，涉及农产品保鲜领域，其特征在于，本抗菌保鲜包装薄膜包括电晕处理过的聚乙烯薄膜和涂布在聚乙烯薄膜上由PVA、玉米淀粉、牛至精油、肉桂精油、罗勒精油、迷迭香精油、乳化剂、蒸馏水制成的抗菌涂层，所述抗菌保鲜包装薄膜制备方法为：将蒸馏水、PVA、玉米淀粉、牛至精油、肉桂精油、罗勒精油、迷迭香精油、乳化剂按一定比例混合、加热搅拌均匀并脱除气泡，制得抗菌涂膜液，然后采用涂布机将抗菌涂膜液涂布到电晕处理过的聚乙烯薄膜上，可涂布1～3层。本发明制备的湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜能有效抑制水果、蔬菜致腐微生物的生长繁殖，可延长果蔬货架寿命2～6倍。

Description

一种湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种抗菌保鲜包装薄膜及其制备方法，尤其是一种湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜及其制备方法，适用于果蔬等农产品的保鲜包装。

背景技术

由于农产品包装与处理不当，冷藏设施严重不足，市场营销能力低等因素，我国农产品的采后损耗高居全球榜首。我国每年约有8000万吨水果(约占产量的25％～30％)、1亿吨蔬菜(约占产量的15％～20％)腐烂，我国每年果蔬腐烂的直接经济损失高达千亿元。发达国家非常重视农产品的保鲜加工，农业总投资70％用于采后，其农产品已普遍进入气调、冷链保鲜阶段。在发达国家，果蔬损失率一般控制在5％以下，美国的农产品损耗仅1％～2％。目前我国为了控制果蔬等农产品在物流和贮藏过程中的腐烂，人们大量使用化学防腐剂(如苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸等)对农产品进行保鲜处理。长期大量使用化学防腐剂保鲜农产品对人体健康不利，甚至会出现致癌、致畸等现象。大量研究表明，很多植物提取成分具有很强的杀菌作用，且对人体安全，无副作用。近年来越来越多的科研工作者开始研究利用植物抑菌成分对水果、蔬菜等进行保鲜，大部分研究成果将天然植物抑菌成分配制成乳化液直接喷洒到水果、蔬菜的表面以达到抗菌保鲜的目的，虽然取得了一些效果，但是还存在一些问题，如天然植物抑菌成分容易挥发或氧化分解而失效、抑菌有效期不可控制，植物抑菌成分直接喷洒在水果、蔬菜表面容易造成水果、蔬菜表皮损伤等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于水果、蔬菜等农产品保鲜的湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：将PVA、玉米淀粉、牛至精油、肉桂精油、罗勒精油、迷迭香精油、蒸馏水按一定比例混合、加热、充分搅拌至均匀，制备成抗菌涂膜液，然后将抗菌涂膜液涂布至经过电晕处理的聚乙烯薄膜表面上，涂膜厚度为10～30μm，涂布次数为1～3次。

所述精油的制备方法包括以下步骤：

步骤一，将原材料粉碎至20～100目，然后采用水蒸气蒸馏的方法提取精油，水蒸气蒸馏温度为90～150℃，水蒸气蒸馏时间为3～8小时，当含有精油的油水混合物被蒸馏出来后将油水混合物分液，取上层油状液体。

步骤二，往步骤一制得的油状液体中加入1～3g无水硫酸钠，对其进行干燥，然后采用滤纸进行过滤，得到油状的天然植物精油。

上述的抗菌涂膜液制备方法包括以下步骤：

步骤一，首先称取一定量的水溶性PVA和玉米淀粉，放入盛有定量蒸馏水的烧杯中，置于60～90℃下的水浴环境中磁力搅拌充分溶解，采用分散机分散10～30分钟，过滤杂质、抽真空，超声波30～60℃频率60～100Hz条件下振荡30～80min，静置12～24h去除溶液中气泡制得质地均匀的PVA／玉米淀粉水溶液。

步骤二，取一定量的PVA／玉米淀粉水溶液，加入定量的精油、吐温80，置于30～50℃水浴环境中磁力搅拌10～30分钟，采用分散机分散10～30分钟，从而制得质地均匀的抗菌涂膜液，抗菌涂膜液中各成分的质量分数如下：

上述将抗菌涂膜液涂布至电晕处理过的聚乙烯薄膜表面上的操作方法为：首先将聚乙烯基材膜裁切成一定尺寸(与涂布机尺寸相适应为宜)，采用涂布机将已经制备好的涂膜液涂布到经电晕处理过聚乙烯薄膜表面上，制备出一种湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜。

所述涂布工艺的主要参数为：涂布辊与聚乙烯薄膜之间的压力为3～10N，涂布速度为5～15m／min，干燥温度为20～40℃。

所述每一层抗菌涂层的厚度为10～30μm，抗菌涂层可为1～3层。

本发明以聚乙烯薄膜为基材，以天然植物精油为抑菌成分，以PVA为湿敏性包被材料，制备出一种湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜，本发明成果能有效抑制水果、蔬菜致腐微生物的生长繁殖，特别适用于水果、蔬菜的抗菌保鲜，具有以下优点：

(1)绿色安全：本发明制备的湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜的功能抑菌成分采用水蒸气蒸馏法从食药同源的天然植物中提取制得，对人体健康安全，避免了长期以来使用化学防腐剂保鲜水果蔬菜给人体健康带来的不利影响。

(2)抗菌效果强：本发明采用的天然植物精油对果蔬常见致腐微生物的最低抑菌浓度低于千分之一，抗菌效果远远优于苯甲酸钠等传统的化学防腐剂。

(3)抗菌效果缓释可控：本发明制备的湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜由聚乙烯薄膜、天然植物精油／PVA抗菌涂层组成，水果、蔬菜在呼吸过程中会释放水蒸气，本抗菌保鲜包装薄膜中的PVA膜层吸收水蒸气后导致PVA溶胀破坏，精油缓慢释放出来。可以通过改变PVA涂层的厚度和涂布抗菌涂层的层数实来控制植物精油的释放速率，从而实现抗菌保鲜包装薄膜抗菌效果缓释可控。

具体实施方式

抗菌保鲜包装薄膜包括经过电晕处理的聚乙烯薄膜和涂布在聚乙烯薄膜上由PVA、玉米淀粉、牛至精油、肉桂精油、罗勒精油、迷迭香精油、乳化剂、蒸馏水制成的抗菌涂层。

所述抗菌保鲜包装薄膜的制备方法为：先将蒸馏水、PVA、玉米淀粉、牛至精油、肉桂精油、罗勒精油、迷迭香精油、乳化剂按照一定的比例混合、加热搅拌均匀并脱除气泡，制得抗菌涂膜液，然后采用涂布机将抗菌涂膜液涂布到经电晕处理过的聚乙烯薄膜上。

所述精油的制备方法包括以下步骤：

上述的抗菌涂膜液制备方法包括以下步骤：

步骤二，取一定量的PVA／玉米淀粉水溶液，加入定量的牛至精油、肉桂精油、罗勒精油、迷迭香精油、吐温80，置于30～50℃水浴环境中磁力搅拌10～30分钟，采用分散机分散10～30分钟，从而制得质地均匀的抗菌涂膜液，抗菌涂膜液中各成分的质量分数如下：

上述将抗菌涂膜液涂布至经过电晕处理的聚乙烯薄膜表面上的操作方法为：首先将聚乙烯基材膜裁切成一定尺寸的薄膜(与涂布机尺寸相适应为宜)，采用涂布机将已经制备好的涂膜液涂布到经电晕处理过的聚乙烯薄膜表面上。

实施例1

1.湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜由经过电晕处理的LDPE薄膜和涂布在LDPE薄膜上由PVA、玉米淀粉、牛至精油、肉桂精油、罗勒精油、迷迭香精油、乳化剂、蒸馏水制成的抗菌涂层组成。所述湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜的制备方法为：先将蒸馏水、PVA、玉米淀粉、牛至精油、肉桂精油、罗勒精油、迷迭香精油、乳化剂按照一定的比例混合、加热搅拌均匀并脱除气泡，制得抗菌涂膜液，然后采用涂布机将抗菌涂膜液涂布到经电晕处理过的LDPE薄膜上。

2.天然植物精油的制备包括以下步骤(以牛至为例，其它与之相同)：

步骤一，将100克牛至粉碎至30目，然后采用水蒸气蒸馏，水蒸气蒸馏温度为100℃，水蒸气蒸馏时间为6小时，含有牛至精油的油水混合物被蒸馏出来，然后将油水混合物分液，取上层油状液体。

步骤二，将1～3g无水硫酸钠加入油状液体中，对其进行干燥，然后采用滤纸进行过滤，得到油状的牛至精油。

按照上述方法分别制备肉桂精油、罗勒精油、迷迭香精油。

3.将PVA与天然植物精油制备成抗菌涂膜液，包括如下步骤：

步骤一，首先称取一定量的水溶性PVA和玉米淀粉，放入盛有定量蒸馏水的烧杯中，置于90℃的水浴环境中磁力搅拌充分溶解，采用分散机以20000转每分钟的转速分散30分钟，过滤杂质、抽真空，超声波60℃、频率100Hz条件下振荡60min，静置24h去除溶液中气泡，制得质地均匀的PVA／玉米淀粉水溶液。

步骤二，取300ml的PVA／玉米淀粉水溶液，加入定量的牛至精油、肉桂精油、罗勒精油、迷迭香精油、吐温80，置于45℃水浴环境中磁力搅30分钟，采用分散机分散20分钟，制得质地均匀的抗菌涂膜液，抗菌涂膜液中各成分的质量分数如下：

4.将抗菌涂膜液涂布到经过电晕处理的LDPE薄膜表面上，其操作方法为：首先将LDPE基材膜裁切成尺寸为20cm×28cm的薄膜，然后采用涂布机将已经制备好的涂膜液涂布到经电晕处理过的LDPE薄膜上，制备出湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜。

上述涂布工艺的主要参数为：涂布辊与聚乙烯薄膜之间压力为5N，涂布速度为10m／min，干燥温度为20℃。

所述抗菌涂层的厚度为20μm，涂布1次。

实施例2

1.牛至精油、肉桂精油、罗勒精油、迷迭香精油等天然植物精油的制备方法同实施例1。

2.将PVA与天然植物精油制备成抗菌涂膜液，抗菌涂膜液的制备方法同实施例1，抗菌涂膜液中各成分的质量分数如下：

4.将抗菌涂膜液涂布到经电晕处理过的LDPE薄膜上，控制每一层抗菌涂层的厚度为15μm，涂布2次，其余的涂布工艺参数同实施例1。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims

1.一种湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜及其制备方法，其特征在于，抗菌保鲜包装薄膜包括电晕处理过的聚乙烯薄膜和涂布在聚乙烯薄膜上由PVA、玉米淀粉、牛至精油、肉桂精油、罗勒精油、迷迭香精油、乳化剂、蒸馏水制成的抗菌涂层，所述抗菌保鲜包装薄膜的制备方法为：先将蒸馏水、PVA、玉米淀粉、牛至精油、肉桂精油、罗勒精油、迷迭香精油、乳化剂按照一定的比例混合、加热搅拌均匀并脱除气泡，制得抗菌涂膜液，然后采用涂布机将抗菌涂膜液涂布到经电晕处理过的聚乙烯薄膜上，涂布次数可为1次或多次。

2.根据权利要求1所述的一种湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜及其制备方法，其特征在于，所述抗菌涂膜液中各组分的质量分数如下：

。

3.根据权利要求1所述的一种湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜及其制备方法，其特征在于，所述植物精油的制备方法包括以下步骤：

步骤一，将植物原材料粉碎至20～100目，然后采用水蒸气蒸馏的方法提取精油，水蒸气蒸馏温度为90～150℃，水蒸气蒸馏时间为3～8小时，当含有精油的油水混合物被蒸馏出来后将油水混合物分液，取上层油状液体。

步骤二，在步骤一制得的油状液体中加入1～3g无水硫酸钠，对其进行干燥，然后采用滤纸进行过滤，得到油状的天然植物精油。

4.根据权利要求1所述的一种湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜及其制备方法，其特征在于，所述抗菌涂膜液制备方法包括以下步骤：

步骤一，首先称取一定量的水溶性PVA和玉米淀粉，放入盛有定量蒸馏水的烧杯中，置于60～90℃下的水浴环境中磁力搅拌充分溶解，采用分散机分散10～30分钟，过滤杂质、抽真空，超声波30～60℃频率60～100Hz条件下振荡30～80min，静置12～24h去除溶液中气泡，制得质地均匀的PVA／玉米淀粉水溶液。

步骤二，取一定量的PVA／玉米淀粉水溶液，按比例加入定量的牛至精油、肉桂精油、罗勒精油、迷迭香精油、吐温80，置于30～50℃水浴环境中磁力搅拌10～30分钟，采用分散机分散10～30分钟，制得质地均匀的抗菌涂膜液。

5.根据权利要求1所述的一种湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜及其制备方法，其特征在于，所述抗菌涂膜液采用涂布机将其涂布到经过电晕处理的聚乙烯薄膜上，所述聚乙烯薄膜需要在涂布之前裁切成与涂布机相适应的尺寸。

6.根据权利要求1所述的一种湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜及其制备方法，其特征在于，所述涂布机中涂布辊与聚乙烯薄膜之间的涂布压力应调节为3～10N，涂布速度为 5～15m／min，干燥温度为20～40℃。

7.根据权利要求1所述的一种湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜及其制备方法，其特征在于，所述每层抗菌涂层的厚度为10～30μm，抗菌涂层可为1～3层。