CN107804049B - 保鲜膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种保鲜膜及其制备方法，该保鲜膜包括依次层叠设置的树脂基膜、乙烯吸附层和防水透气层，所述乙烯吸附层由负载有吸附剂的中空多孔聚合物微球组成，所述吸附剂包括高锰酸钾，所述吸附剂至少部分负载于所述中空多孔聚合物微球的内部。该保鲜膜在包裹果蔬时防水透气层与果蔬接触，果蔬因呼吸作用产生的乙烯则可以透过防水透气层进入乙烯吸附层，乙烯吸附层中的高锰酸钾则可以将乙烯除去，由于高锰酸钾收容于中空多孔聚合物微球中，具有较高的比表面积，同时乙烯进入乙烯吸附层时在大量的微球中穿行得以充分地与高锰酸钾反应，提高了反应效率和原料利用率，能更高效地除去乙烯，因此提高了保鲜效果，延长了保鲜时长。

Description

保鲜膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及保鲜技术领域，特别是涉及一种保鲜膜及其制备方法。

背景技术

新鲜果蔬是日常所必须维生素、矿物质和膳食纤维的重要来源，具有独特的形、色、香、味。果蔬组织含水量高，组织柔嫩，但易腐烂变质，不耐储存，采后易水而失鲜，从而导致品质降低，甚至失去商品价值和营养价值。果品蔬菜需求量是世界上仅次于粮食的农产品，经过多年发展，我国已成为世界上最大的果蔬产品生产国，种质资源丰富，栽培历史悠久，是世界上多种果蔬的发源地。果蔬采后贮藏保鲜则是农业生产的延续，保持果蔬质量和鲜度是人们追求的重要目标之一，是在果蔬贮藏、运输、流通过程中必须解决的问题。

目前，在家庭生活、超市卖场、宾馆饭店及工业生产的食品包装领域，大多采用化学保鲜剂处理，但使用过多会影响人体健康。而越来越广泛采用的一种方法是使用薄膜保持果蔬的色、香、味，延长其贮藏寿命，但传统保鲜膜对于果蔬的保鲜效果较差，保鲜时间较短。

发明内容

基于此，有必要提供一种对果蔬的保鲜效果较好、保鲜时间较长的保鲜膜。

一种保鲜膜，包括依次层叠设置的树脂基膜、乙烯吸附层和防水透气层，所述乙烯吸附层由负载有吸附剂的中空多孔聚合物微球组成，所述吸附剂包括高锰酸钾，所述吸附剂至少部分负载于所述中空多孔聚合物微球的内部。

在其中一个实施例中，所述吸附剂还包括蒙脱土、活性炭、三氧化二铬和甲基环丙烯。

在其中一个实施例中，所述吸附剂中，所述高锰酸钾、所述甲基环丙烯、所述三氧化二铬、所述活性炭和所述蒙脱土的质量百分比分别为55％～65％、20％～30％、5％～10％、1％～3％和1％～3％。

在其中一个实施例中，所述树脂基膜的厚度为10μm～15μm，所述乙烯吸附层的厚度为2μm～5μm，所述防水透气层的厚度为2μm～5μm。

在其中一个实施例中，所述树脂基膜的材质为聚乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯和聚甲基戊烯中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述防水透气层的材质为膨体聚四氟乙烯。

在其中一个实施例中，所述中空多孔聚合物微球的材质为丙烯酸酯共聚物。

本发明还提供了一种上述保鲜膜的制备方法，包括以下步骤：

在所述树脂基膜上涂布中空多孔聚合物微球的乙醇溶液；

将所述吸附剂与水混合得到浆料，在所述树脂基膜上涂布所述浆料并干燥后形成所述乙烯吸附层；

在所述乙烯吸附层上形成所述防水透气层。

在其中一个实施例中，所述浆料中，所述吸附剂的质量百分比浓度为0.2％～1％。

在其中一个实施例中，所述干燥具体包括以下步骤：所述干燥具体包括以下步骤：在15～25℃条件下干燥5～6小时，然后在50℃～80℃条件下干燥1～3小时。

乙烯是一种植物激素，会在果实蔬菜等园艺植物发育中慢慢积累释放，当释放的乙烯在果蔬周围达到一定量时，便会加速水果蔬菜的从成熟与腐烂，降低果蔬的商品价值。在果蔬贮藏环境中，乙烯还会改变二氧化碳对果蔬的作用而引起果蔬代谢紊乱。因此传统的保鲜膜无法有效地降低果蔬周围的乙烯浓度，且为了确保与外界环境的有效隔离往往透气性很低，导致乙烯浓度逐渐提高，加快了果蔬的腐烂速度，影响了保鲜效果，缩短了保鲜时长。本发明的保鲜膜具有依次层叠的树脂基膜、乙烯吸附层和防水透气层，在包裹果蔬时防水透气层与果蔬接触，能够阻止高锰酸钾向被包装物的渗透，保证了涂层的安全卫生性，果蔬因呼吸作用产生的乙烯则可以透过防水透气层进入乙烯吸附层，乙烯吸附层中的高锰酸钾可以将乙烯除去。且由于高锰酸钾收容于中空多孔聚合物微球中，具有较高的比表面积，同时乙烯进入乙烯吸附层时在大量的微球中穿行得以充分地与高锰酸钾反应，提高了反应效率和原料利用率，能更高效地除去乙烯，从而使乙烯浓度维持在很低的水平，同时不影响果蔬的呼吸作用，因此提高了保鲜效果，延长了保鲜时长。

其次，在吸附剂中添加甲基环丙烯、三氧化二铬、活性炭和蒙脱土，并通过优化各组分的比例进一步地提高保鲜效果。甲基环丙烯可通过与乙烯竞争乙烯受体进而抑制乙烯的合成和生理作用的发挥，加入三氧化二铬则可以催化促进乙烯的氧化分解，活性炭具有优秀的物理吸附性能，蒙脱土具有独特的一维层状纳米结构，它是由纳米厚度的表面带负电的硅酸盐片层，依靠层间的静电作用而堆积在一起构成的土状矿物，其晶体结构中的晶胞是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体构成，具有很强的吸附能力和良好的分散性能。各组分在特定比例下协同配合，从而可进一步确保乙烯的浓度保持在较低水平，延长保鲜时长。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明一实施方式的保鲜膜，包括依次层叠设置的树脂基膜、乙烯吸附层和防水透气层，乙烯吸附层由负载有吸附剂的中空多孔聚合物微球组成，吸附剂包括高锰酸钾，吸附剂至少部分负载于中空多孔聚合物微球的内部。

进一步地，吸附剂还包括蒙脱土、活性炭、三氧化二铬和甲基环丙烯。

具体地，吸附剂中，高锰酸钾、甲基环丙烯、三氧化二铬、活性炭和蒙脱土的质量百分比分别为55％～65％、20％～30％、5％～10％、1％～3％和1％～3％。

在一个实施例中，树脂基膜的厚度为10μm～15μm，乙烯吸附层的厚度为2μm～5μm，防水透气层的厚度为2μm～5μm，使乙烯能较快速地通过防水透气层进入乙烯吸附层进行反应，而吸附剂和载体或果蔬中的水分又不容易穿过防水透气层，且保鲜膜本身的韧性较好。

在一个实施例中，树脂基膜的材质为聚乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯和聚甲基戊烯中的一种或多种。优选地，中空多孔聚合物微球的孔径大于50nm。

在一个实施例中，防水透气层的材质为膨体聚四氟乙烯，其化学结构为被氟原子包裹的碳原子长链，由于其特殊的分子结构，膨体聚四氟乙烯为理化性质极其稳定的人造材料，且富有弹性和柔韧性，具有微细纤维连接而形成的网状结构，这些微细纤维形成无数细孔，能够防尘防水透气。

在一个实施例中，中空多孔聚合物微球的材质为丙烯酸酯类共聚物。

本发明一实施方式的上述保鲜膜的制备方法，包括以下步骤S1～S3：

S1、在树脂基膜上涂布中空多孔聚合物微球的乙醇溶液。

S2、将吸附剂与水混合得到浆料，在树脂基膜上涂布浆料并干燥后形成乙烯吸附层。

S3、在乙烯吸附层上形成防水透气层。

优选地，浆料中吸附剂的质量百分比浓度为0.2％～1％，浓度过高容易导致吸附剂难以充分地进入到中空多孔聚合物微球内，浓度过低则吸附效果降低。

在一个实施例中，上述干燥具体包括以下步骤：在15～25℃条件下干燥5～6小时，然后在50℃～80℃条件下干燥1～3小时。如此，先放入20℃左右的环境缓慢干燥，随着微球内的水分的蒸发，微球外的水可再次携带部分吸附剂进入微球，然后再于较高温度下快速充分地烘干微球内的水分，避免直接在高温下干燥导致水分过快蒸发而更多吸附剂还停留在微球的表面。

乙烯是一种植物激素，会在果实蔬菜等园艺植物发育中慢慢积累释放，当释放的乙烯在果蔬周围达到一定量时，便会加速水果蔬菜的从成熟与腐烂，降低果蔬的商品价值。在果蔬贮藏环境中，乙烯还会改变二氧化碳对果蔬的作用而引起果蔬代谢紊乱。因此传统的保鲜膜无法有效地降低果蔬周围的乙烯浓度，且为了确保与外界环境的有效隔离往往透气性很低，导致乙烯浓度逐渐提高，加快了果蔬的腐烂速度，影响了保鲜效果，缩短了保鲜时长。本发明的保鲜膜具有依次层叠的树脂基膜、乙烯吸附层和防水透气层，在包裹果蔬时防水透气层靠近果蔬，能够阻止高锰酸钾向被包装物的渗透，保证了涂层的安全卫生性，果蔬因呼吸作用产生的乙烯则可以透过防水透气层进入乙烯吸附层，乙烯吸附层中的高锰酸钾可以将乙烯除去。且由于高锰酸钾收容于中空多孔聚合物微球中，具有较高的比表面积，同时乙烯进入乙烯吸附层时在大量的微球中穿行得以充分地与高锰酸钾反应，提高了反应效率和原料利用率，能更高效地除去乙烯，从而使乙烯浓度维持在很低的水平，同时不影响果蔬的呼吸作用，因此提高了保鲜效果，延长了保鲜时长。

其次，在吸附剂中添加甲基环丙烯、三氧化二铬、活性炭和蒙脱土，并通过优化各组分的比例进一步地提高保鲜效果。甲基环丙烯可通过与乙烯竞争乙烯受体进而抑制乙烯的合成和生理作用的发挥，加入三氧化二铬则可以催化促进乙烯的氧化分解，活性炭具有优秀的物理吸附性能，蒙脱土具有独特的一维层状纳米结构，它是由纳米厚度的表面带负电的硅酸盐片层，依靠层间的静电作用而堆积在一起构成的土状矿物，其晶体结构中的晶胞是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体构成，具有很强的吸附能力和良好的分散性能。各组分在特定比例下协同配合，从而可进一步确保乙烯的浓度保持在较低水平，延长保鲜时长。

以下为具体实施例。

实施例1

在树脂基膜上涂布中空多孔聚合物微球的乙醇溶液，中空多孔聚合物微球的材质为丙烯酸酯共聚物。按照以下质量百分比称取各组分得到吸附剂：高锰酸钾62％、甲基环丙烯27％、三氧化二铬8％、活性炭2％和蒙脱土1％。将吸附剂与水混合得到浆料，吸附剂的质量百分比浓度为0.5％，在树脂基膜上涂布浆料，然后放入20℃的环境进行缓慢干燥5小时，再放入烘箱于60℃干燥2小时形成乙烯吸附层。最后在乙烯吸附层上覆盖涂布膨体聚四氟乙烯形成防水透气层，即得保鲜膜，其中树脂基膜的厚度为10μm，乙烯吸附层的厚度为3μm，防水透气层的厚度为5μm。

实施例2

在树脂基膜上涂布中空多孔聚合物微球的乙醇溶液，中空多孔聚合物微球的材质为丙烯酸酯共聚物。取高锰酸钾与水混合得到浆料，高锰酸钾的质量百分比浓度为0.5％，在树脂基膜上涂布浆料，然后放入20℃的环境进行缓慢干燥5小时，再放入烘箱于60℃干燥2小时形成乙烯吸附层。最后在乙烯吸附层上覆盖涂布膨体聚四氟乙烯形成防水透气层，即得保鲜膜，其中树脂基膜的厚度为10μmμm，乙烯吸附层的厚度为3μm，防水透气层的厚度为5μm。

实施例3

在树脂基膜上涂布中空多孔聚合物微球的乙醇溶液，中空多孔聚合物微球的材质为丙烯酸酯共聚物。按照以下质量百分比称取各组分得到吸附剂：高锰酸钾30％、甲基环丙烯35％、三氧化二铬20％、活性炭8％和蒙脱土7％。将吸附剂与水混合得到浆料，吸附剂的质量百分比浓度为0.5％，在树脂基膜上涂布浆料，然后放入20℃的环境进行缓慢干燥5小时，再放入烘箱于60℃干燥2小时形成乙烯吸附层。最后在乙烯吸附层上覆盖涂布膨体聚四氟乙烯形成防水透气层，即得保鲜膜，其中树脂基膜的厚度为10μm，乙烯吸附层的厚度为3μm，防水透气层的厚度为5μm。

实施例4

在树脂基膜上涂布中空多孔聚合物微球的乙醇溶液，中空多孔聚合物微球的材质为丙烯酸酯共聚物。按照以下质量百分比称取各组分得到吸附剂：高锰酸钾62％、甲基环丙烯27％、三氧化二铬8％、活性炭2％和蒙脱土1％。将吸附剂与水混合得到浆料，吸附剂的质量百分比浓度为5％，在树脂基膜上涂布浆料，然后放入20℃的环境进行缓慢干燥5小时，再放入烘箱于60℃干燥2小时形成乙烯吸附层。最后在乙烯吸附层上覆盖涂布膨体聚四氟乙烯形成防水透气层，即得保鲜膜，其中树脂基膜的厚度为10μm，乙烯吸附层的厚度为3μm，防水透气层的厚度为5μm。

对比例1

在树脂基膜上涂布明胶微球，然后取高锰酸钾与水混合得到浆料，高锰酸钾的质量百分比浓度为0.5％，在树脂基膜上涂布浆料，然后放入20℃的环境进行缓慢干燥5小时，再放入烘箱于60℃干燥2小时形成吸附层。然后在吸附层上覆盖涂布膨体聚四氟乙烯形成防水透气层，即得保鲜膜，其中树脂基膜的厚度为10μm，吸附层的厚度为3μm，防水透气层的厚度为5μm。

对比例2

按照以下质量百分比称取各组分得到吸附剂：高锰酸钾62％、甲基环丙烯27％、三氧化二铬8％、活性炭2％和蒙脱土1％。将吸附剂与水混合得到浆料，吸附剂的质量百分比浓度为0.5％，在树脂基膜上涂布浆料，然后放入20℃的环境进行缓慢干燥5小时，再放入烘箱于60℃干燥2小时形成吸附层。然后在吸附层上覆盖涂布膨体聚四氟乙烯形成防水透气层，即得保鲜膜，其中树脂基膜的厚度为10μm，吸附层的厚度为3μm，防水透气层的厚度为5μm。

对比例3

在树脂基膜上涂布中空多孔聚合物微球的乙醇溶液，中空多孔聚合物微球的材质为丙烯酸酯共聚物。按照以下质量百分比称取各组分得到吸附剂：甲基环丙烯50％、三氧化二铬40％、活性炭8％和蒙脱土2％。将吸附剂与水混合得到浆料，吸附剂的质量百分比浓度为0.5％，在树脂基膜上涂布浆料，然后放入20℃的环境进行缓慢干燥5小时，再放入烘箱于60℃干燥2小时形成吸附层。最后在吸附层上覆盖涂布膨体聚四氟乙烯形成防水透气层，即得保鲜膜，其中树脂基膜的厚度为10μm，吸附层的厚度为3μm，防水透气层的厚度为5μm。

于市场上挑选购买大小均匀、无病虫害、无机械损伤且成熟度相近的桃子，分别使用实施例1～4和对比例1～3制备得到的保鲜膜各包裹10个桃子，于室温条件下贮藏。20天之后，使用GY-B型果实硬度计检测各实施例和对比例及对照(于玻璃瓶中保藏)的桃子的硬度平均值。贮藏30天后测定平均腐烂率，根据桃子腐烂部分的质量百分比，腐烂率分为0～5级，0级为无腐烂，1级为20％以下，2级为20％～40％，3级为40％～60％，4级为60％～80％，5级为80％～100％。贮藏30天后测定各实施例和对比例及对照的桃子可滴定酸的变化，分别取果肉20g置于250ml的容量瓶中并定容至刻度，然后静置30分钟，期间摇动两三次。在用脱脂棉过滤，收集滤液备用。吸取20ml滤液于锥形瓶中，加入酚酞指示剂，用氢氧化钠溶液滴定至粉红色且持续30秒不褪色，记下氢氧化钠溶液的用量，同时进行空白试验，记录对应的氢氧化钠溶液的用量，根据滴定结果计算可滴定酸的百分比。

硬度是衡量桃子果实耐贮性和品质的重要指标之一，其大小基本可以表征果实的可食性，一般而言，高硬度有利于贮存。含酸量与果实的风味密切相关，是影响果实风味品质的重要指标。检测结果如表1所示，可以看到与对比例1～3和对照相比，被实施例1～4的保鲜膜包裹的桃子在20天后仍具有较高的硬度，在30天后腐烂率非常低，且可滴定酸含量更高，其中实施例1的效果最佳。本发明的保鲜膜由于吸附剂收容于中空多孔聚合物微球中，具有较高的比表面积，同时乙烯进入乙烯吸附层时在大量的微球中穿行得以充分地与高锰酸钾反应，提高了反应效率和原料利用率，能更高效地除去乙烯，同时不影响果蔬的呼吸作用，因此提高了保鲜效果，延长了保鲜时长。

表1

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种保鲜膜，其特征在于，包括依次层叠设置的树脂基膜、乙烯吸附层和防水透气层，所述乙烯吸附层由负载有吸附剂的中空多孔聚合物微球组成，所述吸附剂包括高锰酸钾、蒙脱土、活性炭、三氧化二铬和甲基环丙烯，所述吸附剂中，所述高锰酸钾、所述甲基环丙烯、所述三氧化二铬、所述活性炭和所述蒙脱土的质量百分比分别为62％、27％、8％、2％和1％，所述吸附剂至少部分负载于所述中空多孔聚合物微球的内部；所述防水透气层的材质为膨体聚四氟乙烯；所述中空多孔聚合物微球的材质为丙烯酸酯类共聚物；所述树脂基膜的厚度为10μm～15μm，所述乙烯吸附层的厚度为2μm～5μm，所述防水透气层的厚度为2μm～5μm。

2.根据权利要求1所述的保鲜膜，其特征在于，所述树脂基膜的材质为聚乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯和聚甲基戊烯中的一种或多种。

3.一种权利要求1～2任一项所述的保鲜膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在所述树脂基膜上涂布中空多孔聚合物微球的乙醇溶液；

将所述吸附剂与水混合得到浆料，在所述树脂基膜上涂布所述浆料并干燥后形成所述乙烯吸附层；

在所述乙烯吸附层上形成所述防水透气层。

4.根据权利要求3所述的保鲜膜的制备方法，其特征在于，所述浆料中，所述吸附剂的质量百分比浓度为0.2％～1％。

5.根据权利要求3所述的保鲜膜的制备方法，其特征在于，所述干燥具体包括以下步骤：在15～25℃条件下干燥5～6小时，然后在50℃～80℃条件下干燥1～3小时。