CN1085496C

CN1085496C - 缓释放防霉保鲜方法及装置

Info

Publication number: CN1085496C
Application number: CN99116903A
Authority: CN
Inventors: 焦新之; 李琳
Original assignee: SHANGHAI INST OF PLANT PHYSIOL
Current assignee: Shanghai Institutes for Biological Sciences SIBS of CAS
Priority date: 1999-09-23
Filing date: 1999-09-23
Publication date: 2002-05-29
Anticipated expiration: 2019-09-23
Also published as: CN1292226A

Abstract

本发明公开了一种防霉保鲜装置和方法，该装置包括：外膜层，该外膜层能透过气体但是不透过液体和离子；由外膜层构成药剂放置腔，该药剂放置腔具有封口端；吸水材料，该吸水材料位于药剂放置腔中；位于药剂放置腔中的防霉保鲜剂，该防霉保鲜剂在水分存在情况下，会释放出起防霉保鲜作用的气体。本发明的防霉保鲜装置和方法的优点在于：结构简单、使用方便、可在较长时间内有效地防霉保鲜、而且节能。

Description

缓释放防霉保鲜方法及装置

本发明涉及物品的防霉保鲜方法和装置，更具体地，涉及一种尤其适用于食品的缓释放防霉保鲜方法和装置。

食品的保鲜牵涉到千家万户的健康问题。现有的食品保鲜方法，一般采取在食品中添加防霉保鲜剂、药物喷洒、涂覆保鲜、冷藏、抽真空保藏等手段。然而，这些方法都存在有种种缺点。

对于在食品中直接添加防霉(防腐)保鲜剂和进行药物喷洒而言，通常可供使用的化学药剂的种类有限且成本较高。而且，长期食用含防霉/防腐剂的食品有碍人们的身体健康。

对于涂覆保鲜而言，不仅步骤繁琐而且需要特定的设备，因而成本较高。

对于冷藏、抽真空而言，需要昂贵的设备，因而成本很高。此外，冷藏、抽真空还需要耗费大量的能源。

此外，上述的现有防霉保鲜方法的效果并不十分优异，尤其在蔬菜和水果(例如荔枝、葡萄等)的防霉保鲜效果上始终难以令人满意。比如，真空包装会引起失水、不宜用于包装新鲜蔬菜。

因此，本领域迫切需要开发新的成本低、操作简便、长期高效的防霉保鲜技术。

本发明的目的就是提供一种新的成本低廉、操作简便、和/或可在较长时间内有效的防霉保鲜装置和方法。

在本发明的一个方面，提供了一种防霉保鲜装置，它包括：

外膜层，该外膜层能透过气体但是不透过液体和离子；

由外膜层构成药剂放置腔，该药剂放置腔具有封口端；

吸水材料，该吸水材料位于药剂放置腔中；

位于药剂放置腔中的防霉保鲜剂，该防霉保鲜剂在水分存在情况下，会释放出起防霉保鲜作用的气体。

在本发明的另一方面，提供了一种防霉保鲜方法，它包括步骤：

提供盛装待保鲜物品的容器，

在该容器中放置待保鲜物品和保鲜装置，其中该保鲜装置具有：

外膜层，该外膜层能选择性地透过气体但是不透过液体和离子；

由外膜层构成药剂放置腔，该药剂放置腔具有封口端，该封口端被封闭；

吸水材料层，该吸水材料位于药剂放置腔中；

本发明是经本发明人多年研究，并充分利用了外膜层的透气但不透液体和离子的特性后完成的。具体而言，本发明人经研究发现，有许多材料(尤其是塑料材料，如聚乙烯、硅橡胶膜等)具有透气但却不透过液体或离子。利用这一特性，设计开发出了本发明的防霉保鲜装置。

本发明防霉保鲜装置的工作机理是：当该装置与待保鲜的物品(如食品、蔬菜或水果)放置在一起时，药剂放置腔中的吸水材料能够吸收外部被保鲜物品(如蔬菜或果实)释放出的水分(例如水果因呼吸而释放出的水分)，传递给防霉保鲜药剂。药剂吸水后，释放出杀霉保鲜气体。防霉保鲜气体分子会透过外膜层，释放入装有贮藏物的包装容器(如PE膜包装袋)中，使被保鲜物品处于含有杀菌保鲜气体的氛围中。由于起防霉保鲜作用的气体(防霉保鲜气体)是透过外膜层释放的，因此释放得较缓慢，从而可以在较长时间内有效地防霉保鲜。

此外，由于本发明装置的外膜层不透过离子和液体，因此，防霉保鲜剂也不会污染被保鲜物品。在储藏结束后取出被保鲜物品时，防霉保鲜气体会挥发掉，因此也不会污染被保鲜物品。

本发明的优点在于，该防霉保鲜装置的结构简单、使用方便、且可在较长时间内有效地防霉保鲜。此外，本发明的防霉保鲜装置和方法基本上不耗费能源。

下面结合附图，进一步详细地描述本发明。应注意，这些附图仅仅是阐述性的示意图，并没有完全按照实际尺寸或比例进行绘制。

图1是本发明一种防霉保鲜装置的俯视图。

图2是图1所示防霉保鲜装置沿A-A线的剖视图。

图3是本发明防霉保鲜装置的防霉保鲜气体的释放曲线图。

图4A和4B分别显示了用本发明防霉保鲜装置对荔枝防霉保鲜8天后的荔枝和未用本发明防霉保鲜装置保藏的对照荔枝。

参见图1和图2，防霉保鲜装置1具有外膜层10，该外膜层10能透过气体但是不透过液体和离子。外膜层10构成一药剂放置腔20，该药剂放置腔20具有封口端60。吸水材料40位于药剂放置腔中。防霉保鲜剂50也位于药剂放置腔20中的，该防霉保鲜剂50在水分等液体存在情况下，会释放出起防霉保鲜作用的气体。在用于防霉保鲜之前，封口端60可以被封闭，也可以不被封闭，以便在使用时才将吸水材料40和防霉保鲜剂50置于药剂放置腔20中。但是，在用于防霉保鲜时，封口端60应当被封闭，以保证防霉保鲜气体仅透过外膜层10挥发至防霉保鲜装置之外。用于防霉保鲜气体透过外膜层10的速度较缓慢，因此可以在较长时间内释放，从而起到防霉保鲜作用。

在本发明中，防霉保鲜剂可以被固定在吸水材料层上，或者防霉保鲜剂被溶于溶剂(如水)后再被吸水材料层所吸收。由于该防霉保鲜剂在水分等液体存在情况下，会释放出起防霉保鲜作用的气体。因此，即使药剂放置腔中事先没有水分，那么在储藏时吸水材料也会吸收周围环境中的水分(如蔬菜、水果等因呼吸或挥发而产生的水分)，并将水分传给防霉保鲜剂。在本发明的另一实例中，药剂放置腔中可较佳地预先含有一定数量的水分，从而可以在将本发明防霉保鲜装置和待储藏物品放置在一起时就产生防霉保鲜气体。例如，可配制一定浓度的防霉保鲜剂溶液，然后将吸收了一定数量的该溶液的吸水材料置于药剂放置腔中，然后将封口端封闭。

可用于本发明的外膜层可以用任何材料制成，只要该材料能透过气体但是不透过液体和离子。通常，外膜层可用塑料材料制成。较佳地，外膜层选自下组：聚乙烯膜、聚丙烯膜、乙烯/丙烯共聚物膜、乙烯-乙酸乙酯共聚物膜、聚苯乙烯、ABS膜、聚氯乙烯膜、硅橡胶膜、和聚四氟乙烯膜。更佳地，外膜层选自下组：聚乙烯膜、聚丙烯膜、硅橡胶膜、和聚四氟乙烯膜。

外膜层的透气性通常取决于外膜层的材料、孔隙度和厚度。对于选定的外膜层材料，材料领域的技术人员能够通过控制制备工艺和条件，以制得一定厚度和孔隙度的材料，从而使外膜层具有透气性。

在本发明中，外膜层的厚度通常为5微米-2毫米，较佳地为10微米-1毫米，更佳地为20微米-500微米，最佳地为30微米-250微米。

外膜层的透气性，可以用常规方法进行测试，例如按照国家标准GB1038-70(《塑料技术标准大全》，浙江科学技术出版社，1990年)所述的方法。简而言之，该方法是在一定温度下，在试样两侧保持一定的气体压差，测量试样低压侧的气体压力变化，从而计算出试样的透气系数和透气量。

一般而言，外膜层的对防霉保鲜气体的透气率宜适当。当对防霉保鲜气体的透气率越高时，防霉保鲜气体能够更快地挥发出去起防霉保鲜作用，但是防霉保鲜装置的有效防霉保鲜时间会缩短。当对防霉保鲜气体的透气率越高时，防霉保鲜气体会较缓慢地挥发出去起防霉保鲜作用，从而使防霉保鲜装置的有效防霉保鲜时间延长。通常，外膜层对防霉保鲜气体的透气率为1-10000毫升/100平方英寸·密耳·大气压·24小时(25℃)，较佳地为10-5000毫升/100平方英寸·密耳·大气压·24小时(25℃)，更佳地为20-1000毫升/100平方英寸·密耳·大气压·24小时(25℃)，最佳地为50-500毫升/100平方英寸·密耳·大气压·24小时(25℃)。

一般而言，外膜层的对水汽的透气率宜适当。当对水汽的透气率越高时，水汽能够更快地被吸入药剂放置腔，从而使防霉保鲜剂更快速地释放防霉保鲜气体。当对防霉保鲜气体的透气率越低时，水汽会较缓慢地被吸入防霉保鲜装置，从而使防霉保鲜装置的有效防霉保鲜时间延长。通常，本发明外膜层的水汽透过率为0.05-100克·密耳/100平方英寸·24小时，较佳地为0.1-50克·密耳/100平方英寸·24小时，更佳地为0.2-25克·密耳/100平方英寸·24小时，最佳地为0.5-10克·密耳/100平方英寸·24小时。

用于本发明的防霉保鲜剂可以是任何在水分存在情况下，会释放出起防霉保鲜作用的气体的保鲜剂。例如可释放出SO₂或Cl₂的保鲜气体的保鲜剂。代表性的例子包括(但并不限于)：偏重亚硫酸盐、次氯酸盐。常用的盐类包括(但并不限于)：碱金属盐、碱土金属盐、过渡金属盐等。较佳地，用于本发明的保鲜剂选自：偏重亚硫酸钠、偏重亚硫酸钾、或其混合物；次氯酸钠、次氯酸钾、或其混合物。

包含于本发明防霉保鲜装置的防霉保鲜剂的数量没有特别限制，只要防霉保鲜剂的数量为防霉保鲜有效量即可。如本文所用，“防霉保鲜有效量”是指防霉保鲜剂的数量能够使得有防霉保鲜气体被释放出外膜层，并且在防霉保鲜装置外部的待防霉保鲜空间内和待防霉保鲜时间内，使释放出的防霉保鲜气体处于有效范围之内。应理解，防霉保鲜有效量通常取决于各种因素，例如防霉保鲜剂的种类、所释放的防霉保鲜气体种类、外膜层的材料和厚度(换言之，外膜层对防霉保鲜气体和水汽的透过率)、待防霉保鲜的物品、待防霉保鲜的空间大小和待防霉保鲜时间等。通过常规的试验方法，本领域的技术人员能够轻易地确定防霉保鲜剂的防霉保鲜有效量或具体用量。通常，在单个防霉保鲜装置中的防霉保鲜剂数量为0.1-1000克，较佳地为0.2-100克，最佳地为1-20克。

可用于本发明的吸水材料可以是任何能够吸水或吸湿的材料。在本发明中，吸水材料的作用是吸收透过外膜层而进入药剂放置腔的水分，或者吸附住事先加至药剂放置腔中的水分。然后，水分给传递给与吸水材料相接触的防霉保鲜剂，使防霉保鲜释放出防霉保鲜气体。可用于本发明的吸水材料的例子包括(但并不限于)：滤纸、吸水纸、硅胶、海绵。

在本发明的防霉保鲜装置的药剂放置腔中，还可含有其他非必需组份，例如抗氧化剂、脂类、惰性物质(如碳酸钙)、明矾等。这些非必需组份可以进一步提供本发明防霉保鲜装置的稳定性、抗氧化性、透气性、和/或缓释性等特性。例如添加脂类物质有助于防霉保鲜气体透过外膜层。

在本发明中，只要防霉保鲜剂和吸水材料同处于药剂放置腔中，并且吸水材料能够将水分传递给防霉保鲜剂即可。例如，防霉保鲜剂可以被直接固定或吸附于吸水材料上，也可以独立地位于药剂放置腔中，并与吸水材料在工作时处于接触状态。防霉保鲜剂也可不直接与吸水材料接触，而水分是通过例如位于两者之间的透水层被传递给防霉保鲜剂。

本发明的防霉保鲜装置具有一封口端60。通过该封口端60，可以将吸水材料和防霉保鲜剂装入药剂放置腔。在制成的成品中，该封口端60可以是封闭的，或未封闭的。当封口端60是封闭的时，药剂放置腔中应含有吸水材料和防霉保鲜剂，也可含有适量的水分以便更尽早地产生防霉保鲜气体。当成品的封口端60也可以是未封闭的，封口端应由用户在实际使用时封闭。例如，可以将吸水材料和大包装的防霉保鲜剂分装于本发明的防霉保鲜装置中，然后再将封口端封闭。在本发明的一个实施例中，该封口端是可热塑胶合密封的，这样便于用户在实际使用时才封闭封口端60。

本发明的防霉保鲜装置可以有一个或多个药剂放置腔。

本发明的防霉保鲜装置的尺寸没有特别限制，可以根据实际情况决定。通常，防霉保鲜装置的尺寸取决于以下因素：防霉保鲜剂的种类、外膜层的材料和透气性、待防霉保鲜物品的数量、待防霉保鲜时间等。通常，本发明防霉保鲜装置可以小至约1平方厘米或更小，也可大至50厘米×50厘米或更大。

现描述本发明的新颖的防霉保鲜方法，它包括步骤：提供盛装待保鲜物品的容器，和在该容器中放置待保鲜物品和保鲜装置，该保鲜装置具有：外膜层，该外膜层能选择性地透过气体但是不透过液体和离子；由外膜层构成药剂放置腔，该药剂放置腔具有封口端，该封口端被封闭；吸水材料层，该吸水材料位于药剂放置腔中；位于药剂放置腔中的防霉保鲜剂，该防霉保鲜剂在水分存在情况下，会释放出起防霉保鲜作用的气体。

在本发明方法中，起防霉保鲜作用的是防霉保鲜气体。本领域的已知的防霉保鲜气体的工作浓度都很低，通常在空气中有ppm级浓度的防霉保鲜气体(如SO₂)即可。在本发明方法中，就是利用了外膜层能透过气体(分子)但不透过液体和离子的特性，让防霉保鲜气体源源不断地释放到周围环境中，起到防霉保鲜作用。

用于本发明方法的盛装待保鲜物品的容器没有特别限制。较佳地，该容器不是开放式的，而是半封闭或封闭式的。代表性的容器例子包括(当并不限于)：纸板箱、塑料袋、瓶子、盒子、铁罐等。从广义上讲，储藏待保鲜物品的房屋或仓库也可视为一种容器。

本发明的防霉保鲜装置和方法可适用于各种需要防霉保鲜的物品，尤其适用于食品、水果或蔬菜的防霉保鲜。

下面结合具体优选实施例进一步阐述本发明，应理解这些实施例并不用于限制本发明范围。

实施例1

选用市售的0.06毫米厚的聚乙烯膜，制成4厘米见方的、具有封口端的小塑料袋，在药剂放置腔中放置2克偏重亚硫酸钠，并放置一片2.5厘米见方的滤纸。使用时用针筒加适量水，湿润滤纸，封闭封口端(即封闭袋口)即可。

实施例2

选用市售的0.05毫米厚的聚丙烯膜，制成5厘米见方的、具有封口端的小塑料袋，在药剂放置腔中放置4克偏重亚硫酸钠，并放置一小块海绵。使用时，用海绵沾吸适量水，放入药剂放置腔，封闭封口端(即封闭袋口)即可。

实施例3

防霉保鲜气体释放曲线的测定

将实施例1中制备的防霉保鲜装置，置入1000ml带盐水瓶塞封的三角瓶中，封闭1小时，取1ml气样，在长2M，直径4cm装有粒度60-80的Porapak不锈钢层析柱的103气相色谱仪测定。然后去塞从三角瓶中取出塑封的防霉保鲜装置，置于空处。第二天重复如上测定，直到60天后仍能检测出防霉气成分(图3)。

结果表明，由于聚乙烯膜等外膜层能透过气体分子，故防霉保鲜气体不会在保鲜袋内累积。通过控制防霉保鲜装置(如保鲜袋)的大小和膜厚度，可以在一定时间内，可以有效的控制释放出防霉保鲜装置的防霉保鲜的数量并在一定空间内达到有效的工作浓度。

实施例4

荔枝防霉保鲜实验

将实施例1的防霉保鲜装置用于荔枝的防霉保鲜处理。简而言之，将一定数量的荔枝分别装入两个体积为20×20×15厘米的纸板箱中。在一个纸板箱中放置一个实施例1制备的防霉保鲜装置。对照纸板箱中不放置。在室温下放置8天(5月26日-6月3日)，观察荔枝的变化情况。

图4A和4B分别显示了用本发明防霉保鲜装置对荔枝防霉保鲜8天后的荔枝和未用本发明防霉保鲜装置保藏的对照荔枝。图4A中的荔枝仍鲜红，无霉变现象；而图4B中的荔枝已几乎全部发生霉变，并有白色的霉斑。

实施例5

葡萄防霉保鲜实验

将500克葡萄放入一塑料袋中，然后在袋中放置一个实施例2制备的防霉保鲜装置。在5-10℃下放置75天。结果发现，葡萄无霉烂、保持原有风味。

Claims

1、一种防霉保鲜装置，其特征在于，它包括：

外膜层，该外膜层能透过气体但是不透过液体和离子；

由外膜层构成药剂放置腔，该药剂放置腔具有封口端；

吸水材料，该吸水材料位于药剂放置腔中；

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，该防霉保鲜剂被固定在吸水材料层上，或者该防霉保鲜剂被溶于溶剂后再被吸水材料层所吸收。

3、如权利要求1所述的装置，其特征在于，该外膜层选自下组：聚乙烯膜、聚丙烯膜、乙烯/丙烯共聚物膜、乙烯-乙酸乙酯共聚物膜、聚苯乙烯、ABS膜、聚氯乙烯膜、硅橡胶膜、和聚四氟乙烯膜。

4、如权利要求1所述的装置，其特征在于，该防霉保鲜剂选自下组；偏重亚硫酸钠、偏重亚硫酸钾、或其混合物；次氯酸钠、次氯酸钾、或其混合物。

5、如权利要求1所述的装置，其特征在于，该封口端是可热塑胶合密封。

6、如权利要求1所述的装置，其特征在于，该吸水材料选自下组：滤纸、吸水纸、硅胶、和海绵。

7.一种防霉保鲜方法，它包括步骤：

提供盛装待保鲜物品的容器，

在该容器中放置待保鲜物品和保鲜装置，其特征在于，

该保鲜装置具有：

吸水材料层，该吸水材料位于药剂放置腔中；

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，该外膜层的材料选自下组：聚乙烯膜、聚丙烯膜、乙烯/丙烯共聚物膜、乙烯-乙酸乙酯共聚物膜、聚苯乙烯、ABS膜、聚氯乙烯膜、硅橡胶膜、和聚四氟乙烯膜。

9、如权利要求7所述的方法，其特征在于，该吸水材料选自：滤纸、吸水纸、硅胶、和海绵，而且吸水材料已吸收了水分；而且防霉保鲜剂选自：偏重亚硫酸钠、偏重亚硫酸钾或其混合物；次氯酸钠、次氯酸钾或其混合物。

10、如权利要求1所述的防霉保鲜装置的用途，其特征在于，它被用于食品、水果或蔬菜的防霉保鲜。