CN107788106A - 一种无纺布基复合保鲜包装材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于包装材料领域，涉及一种主要针对不耐存储的果蔬用无纺布基保鲜包装复合材料，具体涉及一种无纺布基复合保鲜包装材料及其制备方法，包括无纺布、以及以无纺布为基体所承载的保鲜剂；保鲜剂的使用量保证无纺布增重5％‑10％。其既实现水果的透气性又实现水果的保鲜性。
Description
技术领域
本发明属于包装材料领域，涉及一种主要针对不耐存储的果蔬用(特别是草莓)无纺布基保鲜包装复合材料，具体涉及一种无纺布基复合保鲜包装材料及其制备方法。
背景技术
草莓属蔷薇科草莓属，果实为聚合果，营养价值丰富，被誉为是“水果皇后”，含有丰富的维生素C、维生素A、维生素E、维生素PP、维生素B1、维生素B2、胡萝卜素、鞣酸、天冬氨酸、草莓胺、果胶、纤维素、叶酸、铁、钙、鞣花酸与花青素等营养物质。草莓果实含水率高达90％-95％，因果皮薄、组织脆弱、含水量足，易萎蔫、易受损伤，耐贮藏性差，限制了草莓的货架期寿命和规模化发展；同样，营养价值丰富但耐储藏性的果实还有蓝莓、樱桃等水果，以及部分蔬菜；因此，延长果蔬的货架期寿命，提高其商品附加值，降低贮藏成本，是众多果蔬生产和包装开发中急需解决的技术问题。
作为当前果蔬包装的主流材料，PE、PP和PS等薄膜或复合膜虽具有较好的阻湿阻气性，但易造成袋内结水，湿度过大，且水分不易排出，富集的水分易滋生病菌，浸染果蔬表面，加速果蔬的腐烂变质，不利于果蔬的贮藏保鲜。另一方面，PE、PP和PS等薄膜或复合膜具有高的气体阻隔性，导致袋内果蔬呼吸代谢产生的CO2、C2H4无法排除，使得袋内果蔬CO2中毒，高浓度的C2H4会催熟果蔬，使得果蔬营养成分过早流失，失去保鲜功能。而目前没有简单有效的包装材料能使得果蔬具有良好的保鲜性能。
发明内容
为了有效解决果蔬类(主要如草莓等不易储存的水果)的保鲜问题，本发明提供一种无纺布基复合保鲜包装材料及其制备方法，其既实现水果的透气性又实现水果的保鲜性。
为实现上述技术目的，本发明采取的具体技术方案为，一种无纺布基复合保鲜包装材料，包括无纺布、以及以无纺布为基体所承载的保鲜剂；保鲜剂的使用量保证无纺布增重5％-10％。
作为本发明改进的技术方案，所述保鲜剂包括如下质量百分含量的各物质：
壳聚糖 0.1～5％，
没食子酸 0.1～3％，
乙酸 0.5～3％，
余量为水。
作为本发明改进的技术方案，所述保鲜剂包括如下质量百分含量的各物质：所述保鲜剂包括如下质量百分含量的各物质：
壳聚糖 0.5-2％，
没食子酸 0.5-1％，
乙酸 1％，
余量为水。
作为本发明改进的技术方案，保鲜剂是采用如下步骤制备而成：将乙酸与水按配比量混合，得到乙酸水溶液；向乙酸水溶液中加入配比量的壳聚糖，并在40℃的水浴中搅拌60mi n，制得壳聚糖溶液；向壳聚糖溶液加入配比量的没食子酸，并在40℃下50W超声波处理40mi n，制得没食子酸丙酯的壳聚糖复合溶液，该没食子酸丙酯的壳聚糖复合溶液即为保鲜剂。
本发明的另一目的在于提供一种无纺布基复合保鲜包装材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、采用常温等离子体处理无纺布，促进无纺布表面活化；
步骤二、将经过表面活化的无纺布采用保鲜剂浸泡，在保鲜剂使用温度范围内进行加热，并自然晾干，控制无纺布增重率为5-10％。
作为本发明改进的技术方案，步骤一具体包括：将无纺布浸泡在95％乙醇中，室温下浸渍24-36h；然后用蒸馏水对其进行反复洗涤，清除无纺布中的无水乙醇，并进行干燥；用质量浓度为2.5％的戊二醛溶液活化6-12h，常温下置于真空度为30-100Pa的O2气氛中，并在功率为50-200W条件下等离子体处理4-20min。
作为本发明改进的技术方案，步骤二具体包括：将经过处理后的无纺布置于保鲜剂中，在40℃下浸渍18～30h，然后取出，平放于玻璃板上自然晾干，并控制无纺布增重率为5-10％，即制得无纺布基保鲜包装复合材料。
作为本发明改进的技术方案，无纺布为PP材质，定量为30-100g/m2。
有益效果
(1)采用壳聚糖和没食子酸作为保鲜剂，对人体安全无毒，可以有效的抑制细菌的生长，用于果蔬的保鲜包装，能够有效的降低果蔬的失重率和腐烂率，阻止可溶性固含物、Vc、总酸等营养物质的转换与流失，提升新鲜度，延长果蔬的保鲜时间。
(2)采用无纺布作为基体，安全无毒，具有适当的防潮透气性，较高的力学强度，良好热封性能，柔韧等特点，经等离子体处理后可与壳聚糖较好键合，形成较好的保鲜剂层，透湿透气适度，抗菌保鲜性能优异，提升被包装果蔬的品质；同时，无纺布具有重复利用的特性，较为环保。
综上，本申请通过采用以无纺布为基体，承载保鲜剂，使得所制备的包装材料本身兼具透气性与保鲜性，相较于现有技术中直接向果蔬上喷洒保鲜剂，采用本申请的包装材料会更加安全，且在储存果蔬时有助于果蔬表面残留的化学物质(如农药等)的挥发，其在一定程度上降低果蔬上化学物质残留的问题。
附图说明
图1涂布保鲜剂前后无纺布基复合保鲜抗菌材料力学性能变化测试图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
一种无纺布基复合保鲜包装材料，包括无纺布、保鲜剂，保鲜剂以无纺布为基体所承载，即以无纺布为基体，保鲜剂均匀附着于无纺布上；保鲜剂的使用量保证无纺布增重5％-10％，可以改善复合保鲜包装力学性能，改善效果如附图1所示。
所述保鲜剂包括如下质量百分含量的各物质：
壳聚糖 0.1～5％，
没食子酸 0.1～3％，
乙酸 0.5～3％，
余量为水；
优选的为，所述保鲜剂包括如下质量百分含量的各物质：
壳聚糖 0.5-2％，
没食子酸 0.5-1％，
乙酸 1％，
余量为水。
其中，壳聚糖，脱乙酰度≧95％，食品级；没食子酸，食品级；95％乙醇，乙酸，均为化学纯。
保鲜剂是采用如下步骤制备而成：先将乙酸与水按配比量混合得到乙酸水溶液；向乙酸水溶液中加入壳聚糖，并在40℃的水浴中搅拌60min，制得壳聚糖溶液；向壳聚糖溶液加入配比量的没食子酸，并在40℃下50W超声波处理40min，制得没食子酸的壳聚糖复合溶液，该没食子酸的壳聚糖复合溶液即为保鲜剂。
由于分子间和分子内的氢键网络结构致使壳聚糖水溶性较差，利用乙酸水溶液能够很好溶解壳聚糖；没食子酸的加入可以干扰壳聚糖分子形成氢键网状结构，其羧酸基团能够与壳聚糖分子中的羟基和氨基基团发生亲核反应，生成具有良好水溶性、抗氧化能力、生物降解能力与生物相容性等特点的新型绿色抗氧化剂；为保证保鲜剂在无纺布表面的成膜性能与复合保鲜包装材料的抗菌保鲜效果，壳聚糖的加入量比没食子酸多。
一种无纺布基复合保鲜包装材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、采用常温等离子体处理无纺布，促进无纺布表面活化：具体的是将无纺布浸泡在(质量浓度)95％乙醇中，室温下浸渍24-36h，然后用蒸馏水对其进行反复洗涤，清除无纺布中的无水乙醇，并进行干燥；用质量浓度为2.5％的戊二醛溶液活化6-12h，常温下置于真空度为30-100Pa的O2气氛中，在功率为50-200W条件下等离子体处理4-20min。常温等离子体处理无纺布方便、价廉，可以有效地引发PP基无纺布表面碳键断开，壳聚糖和没食子酸丙酯复合新型绿色保鲜剂能很好地粘附于无纺布表面。
步骤二、将经过表面活化的无纺布采用保鲜剂浸泡，在保鲜剂使用温度范围内进行加热，并自然晾干，控制无纺布增重率为5-10％，既保证复合材料在保鲜上高效、持久，又能够保证具有一定的透气性；具体包括：将经过处理后的无纺布置于保鲜剂中，在40℃下浸渍18～30h，然后取出，平放于玻璃板上自然晾干，制得具有保鲜抗菌性能的无纺布基保鲜包装复合材料；根据需要制备成一定尺寸的保鲜袋，以方便包装相应的果蔬。
本实施例中，无纺布采用PP材质，从力学强度和成本角度考虑，定量选择30-100g/㎡，工业级；
以PP无纺布为基体，结合对人体无危害的保鲜剂，制备出具有适当透湿透气性，不结露不富集水分的保鲜包装材料，以替代现有的塑料保鲜膜(袋)，可以提升存储期果蔬(尤其是草莓、蓝莓等)品质，使果蔬(尤其是草莓、蓝莓等)在常温下(20℃)储存期至少为10-12天。
实际应用
实施例1 对草莓保鲜性能的测试
草莓采摘自草莓基地，采摘后立即运回实验室，迅速通风强制预冷1h，选择成熟度和大小一致、无机械损伤、无病虫害的草莓为供试果实。将无纺布基保鲜包装复合材料裁切成规格为10cm×20cm的试样制成包装袋，每份装入5个草莓，然后密封袋口，将包装好的草莓放入密封的瓦楞纸箱中于室温条件下(20℃)进行贮藏，并进行保鲜效果评定，考察的指标为可溶性固形物、Vc含量、还原糖含量、可滴定酸含量和腐烂率，相应的测试方法如下：
可溶性固形物的测定：取适量草莓汁液滴于手持折光仪上，读出读数，即为可溶性固形物的含量。
Vc含量测定：采用2,6－二氯靛酚滴定法。
还原糖含量测定：采用3,5-二硝基水杨酸法测定。
可滴定酸含量测定：根据酸碱中和原理，用1％的氢氧化钠标准溶液对试样进行中和滴定，酚酞作为指示剂，根据消耗的碱液的体积计算酸的含量。
腐烂率测定：根据果实腐烂面积大小将果实划分为4级，分别为0级——无腐烂；1级——腐烂面积小于果实面积的10％；2级——腐烂面积占果实面积的10％～30％；3级——腐烂面积大于果实面积的30％。根据测定数量代入下列公式进行计算：
在20℃下保存不同时间后考察草莓的可溶性固形物、Vc含量、还原糖含量、可滴定酸含量和腐烂率五个指标，对比例1和不同储存时间和不同处理工艺无纺布基保鲜包装复合材料对草莓的保鲜效果见表1和表2所示。
表1.不同储存时间无纺布基保鲜包装材料对草莓的保鲜效果(20℃)
表2.不同处理工艺无纺布基保鲜包装材料对草莓的保鲜效果(10d，20℃)
通过试验，可以发现无纺布基保鲜包装材料有效延长了草莓的储存期，保鲜期达到了10天以上；同时发现没食子酸浓度、壳聚糖浓度对保鲜效果有着正向的影响关系，且保鲜效果与戊二醛溶液活化时间、等离子体处理工艺呈现相关性，但等离子体处理真空度过低、处理总功率过高会对保鲜效果造成不利影响。
实施例2 对青椒保鲜性能的测试
将采后青椒快速运回实验室，剔除病虫害和机械损伤者，选取外观一致，果形完好，果实饱满，颜色鲜艳，色泽均匀，成熟度适度的进行试验。将无纺布基保鲜包装复合材料裁切成规格为10cm×20cm的试样制成包装袋，每份随机装入3个青椒，然后密封袋口，将包装好的青椒放入密封的瓦楞纸箱中于室温条件下(20℃)进行贮藏，并进行保鲜效果评定，考察的指标为还原糖含量、Vc含量、叶绿素、腐烂率和失重率，相应的测试方法如下：
还原糖含量测定：采用3,5-二硝基水杨酸法测定。
Vc含量测定：采用2,6－二氯靛酚滴定法。
叶绿素含量的测定：分光光度法。
腐烂率的测定：腐烂率＝烂果数/总数。
失重率：通过称重法进行失重率的测定，计算公式如下：
其中，W0为贮藏前青椒质量(g)，Wt为贮藏期青椒质量(g)。
在20℃下贮藏不同时间后考察青椒的还原糖含量、Vc含量、叶绿素、腐烂率和失重率五个指标，对比例1和实施例见表3和表4所示。
表3.不同储存时间下无纺布基保鲜包装材料对青椒的保鲜效果(20℃)
表4.不同处理工艺无纺布基保鲜包装材料对青椒的保鲜效果(10d，20℃)
通过试验，可以发现无纺布基保鲜包装材料有效延长了青椒的储存期，包装20天后仍然保持较好的新鲜度；对比指标对青椒新鲜度影响的关系可以发现，食子酸丙酯浓度、壳聚糖浓度对保鲜效果有着正向的显著影响关系；其次，适当提升等离子体处理功率，提高真空度对改善青椒保鲜度也有一定的效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (8)
1.一种无纺布基复合保鲜包装材料，其特征在于，包括无纺布、以及以无纺布为基体所承载的保鲜剂；保鲜剂的使用量保证无纺布增重5％-10％。
2.根据权利要求1所述的一种无纺布基复合保鲜包装材料，其特征在于，所述保鲜剂包括如下质量百分含量的各物质：
壳聚糖 0.1～5％，
没食子酸 0.1～3％，
乙酸 0.5～3％，
余量为水。
3.根据权利要求1或2所述的一种无纺布基复合保鲜包装材料，其特征在于，所述保鲜剂包括如下质量百分含量的各物质：所述保鲜剂包括如下质量百分含量的各物质：
壳聚糖 0.5-2％，
没食子酸 0.5-1％，
乙酸 1％，
余量为水。
4.根据权利要求1或2所述的一种无纺布基复合保鲜包装材料，其特征在于，保鲜剂是采用如下步骤制备而成：将乙酸与水按配比量混合，得到乙酸水溶液；向乙酸水溶液中加入配比量的壳聚糖，并在40℃的水浴中搅拌60min，制得壳聚糖溶液；向壳聚糖溶液加入配比量的没食子酸，并在40℃下50W超声波处理40min，制得没食子酸的壳聚糖复合溶液，该没食子酸的壳聚糖复合溶液即为保鲜剂。
5.一种如权利要求1-2任一所述的无纺布基复合保鲜包装材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、采用常温等离子体处理无纺布，促进无纺布表面活化；
步骤二、将经过表面活化的无纺布采用保鲜剂浸泡，在保鲜剂使用温度范围内进行加热，并自然晾干，控制无纺布增重率为5-10％。
6.根据权利要求5所述的一种无纺布基复合保鲜包装材料的制备方法，其特征在于，步骤一具体包括：将无纺布浸泡在95％乙醇中，室温下浸渍24-36h；然后用蒸馏水对其进行反复洗涤，清除无纺布中的无水乙醇，并进行干燥；用质量浓度为2.5％的戊二醛溶液活化6-12h，常温下置于真空度为30-100Pa的O2气氛中，并在功率为50-200W条件下等离子体处理4-20min。
7.根据权利要求5所述的一种无纺布基复合保鲜包装材料的制备方法，其特征在于，步骤二具体包括：将经过处理后的无纺布置于保鲜剂中，在40℃下浸渍18～30h，然后取出，平放于玻璃板上自然晾干，并控制无纺布增重率为5-10％，即制得无纺布基保鲜包装复合材料。
8.根据权利要求5所述的一种无纺布基复合保鲜包装材料的制备方法，其特征在于，无纺布为PP材质，定量为30-100g/m2。
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