CN109095013B - 一种自调节水分的果蔬保鲜包装袋及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自调节水分的果蔬保鲜包装袋及其制作方法，它包括袋体，袋体的上部设有装物区，袋体的下部设有储水区，装物区与储水区之间设有栅栏过渡区；栅栏过渡区包括多个连通装物区和储水区的水汽通道，以及间隔两个相邻水汽通道的交换栅；装物区内壁表面膜材的接触角θa大于栅栏过渡区或水汽通道内壁表面膜材的接触角θb，储水区内壁表面膜材的接触角θc小于接触角θb。本发明提供的包装袋在贮存果蔬时，实现袋内湿度的自行调节功能。与普通防雾保鲜袋相比，防雾性能增加30％以上，可以解决菜区下部积水引起腐烂问题，有效提高了果蔬新鲜度，延长了果蔬货架期。

Description

一种自调节水分的果蔬保鲜包装袋及其制作方法
技术领域
本发明属于农产品加工贮藏技术领域，具体涉及一种自调节水分的果蔬保鲜包装袋，本发明还涉及该包装袋的制作及其使用方法。
背景技术
薄膜包装作为一种简便、经济的蔬菜采后处理方法，具有保湿、气调和隔菌作用：可减少果蔬采后蒸腾失水，降低失重率，保持果蔬鲜度；可通过蔬菜自发呼吸作用使得袋内CO2/O2比例升高，从而抑制呼吸作用及其它生理代谢；还可减少病原菌的再侵染，降低产品腐烂损耗。目前应用较多的是PE包装塑料。
然而，薄膜包装也有不利的一面。PE膜透水性差，当装入果蔬贮藏后，袋内湿度逐渐增高，甚至会出现结露现象，如果贮藏前未做好灭菌工作，果蔬表面携带的大量病菌在有结露或高湿状态下极易生长、繁衍，加重果蔬腐烂。目前已有的防雾、透湿袋是通过添加防雾剂来减轻袋内壁的雾度，对于水果类产品有一定的防雾功效，但在解决青菜、生菜等蒸腾量大的叶菜产品的结露、腐烂问题方面，效果欠佳。
发明内容
本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种自调节水分的果蔬保鲜包装袋。
本发明的另一目是提供一种上述包装袋的制作方法。
本发明的第三个目的是提供一种上述包装袋的使用方法。
本发明的技术方案如下：
一种自调节水分的果蔬保鲜包装袋，它包括袋体，袋体的上部设有装物区，袋体的下部设有储水区，装物区与储水区之间设有栅栏过渡区；栅栏过渡区包括多个连通装物区和储水区的水汽通道，以及间隔两个相邻水汽通道的交换栅；装物区内壁表面膜材的接触角θa大于栅栏过渡区内壁表面膜材的接触角θb，储水区内壁表面膜材的接触角θc小于接触角θb。
本发明中的θa是指装物区内壁表面膜材的接触角；θb是指栅栏过渡区或水汽通道内壁表面膜材的接触角，θc是指储水区内壁表面膜材的接触角。
在本发明的包装袋中，需达到θa＞θb＞θc，优选的，θa＞(θb-5°)＞(θc-5°)。本发明的这种设置可以使包装袋的亲水性顺序为储水区(记为A区)＜栅栏过渡区(记为B区)＜储水区(记为C区)。
在一种方案中，栅栏过渡区或水汽通道的内壁表面直接涂覆或间断涂覆有使θb小于θa的防雾剂b，构成θb小于θa的防雾层或亲水层。这里的直接涂覆是指将防雾剂b涂覆在栅栏过渡区的全部区域，间断涂覆是指将防雾剂b按预留的水汽通道的位置一段的涂覆。
在一种方案中，储水区的内壁表面涂覆有使θc小于θb的防雾剂c，构成θc小于θb的防雾层或亲水层。
本发明中的防雾剂b或防雾剂c可采用现有的可调节成膜后表面接触角的防雾剂或亲水剂，在一种优选方案中，防雾剂b或防雾剂c为由或主要由非离子型表面活性剂和纳米材料混合而成的复合物；非离子型表面活性剂可采用脂肪酸多元酯、脂肪烷醇酰胺或烷基胺环氧乙烷，纳米材料可采用无机纳米材料，如纳米SiO2、纳米Al2O3等。防雾剂b或防雾剂c的接触角可通过调节各组分的用量比例进行调整。
本发明中装物区(A区)是用来装果蔬的，其宽度可根据要求、实际需求或所装入的果蔬大小进行调整。装物区的开口处设有自封口，该自封口可以为捏合密封的自封口，优选为内置滚条的自封口，可以在PE防雾膜材制备过程中另外添加1％增粘剂制成。
本发明中栅栏过渡区(B区)是用来为装物区和储水区提供水气交换的，栅栏过渡区包括多个连通装物区和储水区的水汽通道，以及间隔两个相邻水汽通道的交换栅；栅栏过渡区可以只由水汽通道和交换栅构成；在另一种方案中，水汽通道和交换栅也可以只设在栅栏过渡区的中部，即在水汽通道和交换栅的两端还具有栅栏过渡区的膜区；栅栏过渡区的宽度可根据果蔬大小进行调整，在一种优选方案中，其宽度为0.2-1.0cm，进一步优选0.2-0.4cm。
本发明中储水区(C区)是用来储水的，储水区的宽度可根据果蔬大小进行调整，在一种优选方案中，其宽度为0.5-10cm，进一步优选1-5cm。储水区除了水汽通道外，其他地方并不与外界相通。本发明中储水区的膜外表面经打磨处理使其外观不透明。
本发明中水汽通道的宽度可以为0.2-1.0cm，优选0.2-0.8cm，进一步优选0.5cm。
本发明中交换栅的宽度可以为0.1-0.5cm，优选0.2-0.4cm，进一步优选0.3cm。交换栅可以呈长条状、折线状、曲线状或S形。
在一种方案中，本发明的包装袋采用PE薄膜材料，记为膜材a,，优选为PE防雾膜材料，进一步优选为PE亲水膜材，膜材a接触角θa≤50°。在一种具体方案中，膜材a是对PE改性或将防雾母粒加入基材中共混吹膜而成，例如可采用共混有AFPEGE10防雾母粒的LDPE膜材料。
在一种优选方案中，本发明的包装袋的B区是在上述PE薄膜材料上涂覆防雾剂b，防雾剂b的接触角θb小于膜材a的接触角θa；C区是在上述PE薄膜材料上涂覆防雾剂c，防雾剂c的接触角θc小于防雾剂b的接触角θb。
本发明的包装袋的B区涂覆防雾剂b和C区涂覆防雾剂c均可以通过表面涂层固化方法实施，它可以导致包装袋的亲水性顺序为A区＜B区＜C区。
本发明的包装袋主要包括装物与储水两个区域，且储水和装物两个区域有交换栅口(即水汽通道)相通。通过装物区和储水区内表面亲水性能的差异，使得装物区附着水顺流至储水区，而当袋内升温时储水区水分又蒸发并越过交换栅口补充到装物区，但储水区水分不能倒流至装物区。故此，当装物区湿度较低时，可以得到储水区的蒸发补充，而果蔬蒸腾致使装物区湿度较高时又可回流至储水区贮存，从而实现对薄膜包装内水分总量的自调节作用，克服了现有包装袋的内壁结露严重、雾度高问题。
本发明的包装袋可以实现全袋内水分的自行调节功能，尤其是大量多余水分的袋内循环。水分是果蔬维持生存、保持活力的前提。果蔬通过叶脉、气孔吸收水分，实现在采后的继续生长。目前的透湿防雾保鲜主要采用两种方法，一是通过对PE改性或在PE中增加亲水剂来构建亲水性膜材；二是对膜材进行物理处理形成微孔结构，从而改善膜的透湿性能。但对于青菜、生菜等蒸腾量大的叶菜产品来说，在一个保鲜袋这样的狭小空间内，几个小时内湿度(RH＞95％)急剧上升，通过微孔是难以排除多余水分的。低温条件造成结露，且越来越重。本发明通过栅栏隔成两个区域，预留一个“蓄水池”，多余水分被排泄到储水区。在储存后期，叶菜萎蔫，蒸腾量降低，储水区水分又越过栅栏自发给菜叶“注水”，从而维持菜叶新鲜。与普通防雾保鲜袋相比，保鲜期延长30％。
本发明的包装袋可以解决菜区下部积水引起腐烂问题。普通保鲜袋最先腐烂的是盛菜袋下部区域。这是因为该区域积水、营养物供应，滋生微生物引起腐烂。与普通保鲜膜相比，本发明构建的装物区和储水区，造成一个相对贮菜“干区”，降低微生物繁殖的条件，从而使得保鲜袋因积水引起的腐烂率降低60％。
本发明的包装袋可使防雾性能增加30％以上。尽管普通保鲜防雾袋内壁也为亲水层，但对于叶菜袋内过量水，因来不及放流或透湿不畅，只能在膜内循环，加之菜体与膜内壁的摩擦，粗糙度加剧，形成凝结中心，一旦温差变化，使得雾化越来越重。本发明除了普通保鲜袋的亲水膜材a外，又增加亲水能力更强的防雾剂b、c，且亲水性膜材a＜防雾剂b＜防雾剂c，使得水膜顺流而下，不能“水积成珠”，雾层大大减轻。
一种本发明的自调节水分的果蔬保鲜包装袋的制作方法，它包括以下步骤：
(1)在PE薄膜材料上选取三条相邻条形带区A、B和C后，将防雾剂b直接涂覆或间断涂覆在B区，将防雾剂c涂覆在C区，再对C区的反面进行打磨处理；
(2)采用封口机对A区的部分边缘进行热压形成装物区，在装物区的开口处设有自封口；对C区的部分边缘进行热压形成储水区，再用间断式加热封口机封压B区形成具有水汽通道和交换栅的栅栏过渡区。
在本发明的制作方法中，条形带区A为装物区，条形带区B为栅栏过渡区，条形带区C为储水区。进一步的，栅栏过渡区包括交换栅，该交换栅是由间断式加热封口机封压B区形成不连续的栅栏状结构，也就是说，交换栅之间为水汽通道，栅栏状结构可为直线型或波浪型等任意形状。
本发明采用的间断式加热封口机由普通封口机加热铜条开槽且槽口用绝热带封盖，相邻铜条槽口裸露不加绝热带；在上下两层膜进行加热封口时，用绝热带封盖的槽口不会使两层膜热压粘合而形成水汽通道，而相邻不加绝热带的铜条槽口使两层膜热压粘合形成交换栅。绝热带宽度、不加绝热带的加热铜条宽度及数量可依据装菜量而定，优选地，绝热带宽度为0.5cm，不加绝热带的加热铜条宽度为0.3cm。
进一步的，储水区膜外表面经打磨处理，外观不透明。装物区未经过打磨处理，外观透明。
更进一步的，本发明制作的包装袋的自封口为捏合密封的自封口，优选为内置滚条的自封口，可以在PE防雾膜材制备过程中另外添加1％增粘剂制成。
本发明的包装袋的使用方法为将蔬菜排列整齐且柄部朝下装入包装袋的装物区内，或将水果装入包装袋的装物区内，封上装物区的开口，贮藏。
采用本发明的技术方案，优势如下:
(1)本发明提供的包装袋在贮存果蔬时，实现袋内湿度的自行调节功能。与普通防雾保鲜袋相比，防雾性能增加30％以上。
(2)本发明提供的包装袋，可以解决菜区下部积水引起腐烂问题，有效提高了果蔬新鲜度，延长了果蔬货架期。
(3)本发明提供的包装袋，制作简单，安全无毒。
附图说明
图1是本发明的一种保鲜包装袋的结构示意图；
图中，1是装物区，2是储水区，3是栅栏过渡区，301为交换栅，4是自封口。
图2是本发明的一种保鲜包装袋的膜材区域示意图；
图中，A是PE防雾膜装物区，B是涂覆防雾剂b的栅栏过渡区，C是涂覆防雾剂c的储水区；
图3是本发明的一种间断式加热封口机的加热条开槽并加贴绝热带示意图；
图中，5是封口机加热铜条开槽的槽口且用绝热带封盖的区域，6是封口机裸露加热铜条的区域；
图4是栅栏过渡区的一种结构示意图；
图中，301是B区膜材经热压后形成的交换栅，11是热压粘合过程中因绝热而未粘合的间空区即交换栅口，作为水汽通道；
图5是栅栏过渡区的另一种结构示意图；
图中，301是B区膜材经热压后形成的交换栅，11是热压粘合过程中因绝热而未粘合的间空区即交换栅口，作为水汽通道。
具体实施方式
通过以下实施例和附图对本发明的保鲜包装袋作进一步的说明，但实施例不对本发明构成任何限制。
如图1所示，本自调节水分的果蔬包装袋，包括袋体，袋体的上部设有装物区1，袋体的下部设有储水区2，装物区1与储水区2之间设有栅栏过渡区3。
如图1所示，栅栏过渡区3包括水汽通道11和交换栅301，栅栏过渡区的宽度为0.2-1.0cm。其中水汽通道11可以有多个，水汽通道11用以连通装物区和储水区，其宽度可以为0.2-1.0cm。交换栅301用于间隔两个相邻水汽通道11，交换栅301可以呈长条状、折线状、曲线状或S形，图2中为长条状。交换栅301的宽度为0.1-0.5cm。
在装物区1的开口处设有自封口4。储水区2的外观半透明或不透明，除水汽通道11外储水区2不与外界相连通。储水区的宽度为0.5-10cm。
本发明选取PE防雾膜，在PE防雾膜材料上选取三条平行的相邻条形带区A、B和C后，将防雾剂b涂覆在B区、防雾剂c涂覆在C区。如图2所示，A是PE防雾膜储菜区，B是涂覆防雾剂b的栅栏过渡区，C是涂覆防雾剂c的储水区。
在制备包装袋的过程中，采用的间断式加热封口机由普通封口机加热铜条开槽且槽口用绝热带封盖，相邻铜条槽口裸露不加绝热带改装而成，如图3所示，5是封口机加热铜条开槽的槽口且用绝热带封盖的区域，6是封口机裸露加热铜条的区域。在上下两层膜进行加热封口时，用绝热带封盖的槽口不会使两层膜热压粘合而形成水汽通道，而相邻不加绝热带的铜条槽口使两层膜热压粘合形成交换栅。绝热带宽度、不加绝热带的加热铜条宽度及数量可依据装菜量而定。
本发明中栅栏过渡区(B区)是用来为装物区和储水区提供水气交换的，栅栏过渡区包括多个连通装物区和储水区的水汽通道，以及间隔两个相邻水汽通道的交换栅；栅栏过渡区可以只由水汽通道11和交换栅301构成，如图5所示；在另一种方案中，水汽通道11和交换栅301也可以只设在栅栏过渡区的中部，如图4所示，即在水汽通道和交换栅的两端还具有栅栏过渡区的膜区。
本自调节水分的果蔬包装袋使用时，将菜体排列整齐，柄部朝下，装入保鲜袋的装物区1中，捏紧袋口封严，贮藏。
实施例1
选取PE防雾膜a、防雾剂b和防雾剂c，其中膜材a为丙烯酰胺改性PE防雾膜，防雾剂b为六聚甘油硬脂酸六酯与纳米SiO2和纳米Al2O3的复配物，防雾剂c为三聚甘油油酸三酯与纳米SiO2和纳米Al2O3的复配物，θa、θb、θc依次为50°、45°、40°；如图2所示，将膜材a分为相邻的A、B、C三个条带区。分别将防雾剂b和防雾剂c涂覆固化在该膜材a的与A区相邻的条带区B和C上，控制B和C两条带区的宽度分别为0.2cm和1cm，C区的反面打磨处理；再将普通热压封口机的加热铜条开槽，槽口宽度为0.5cm且用绝热条封盖，相邻槽口间距为0.3cm，从而改装为间断式加热封口机，该间断式加热封口机的加热条开槽并加贴绝热带示意图如图3所示；按照菜体大小，将上述膜材裁剪成尺寸25cm*16.5cm；用普通封口机对装物区、储水区进行热压封边，再用间断式加热封口机封压栅栏过渡区，得到栅栏过渡区的交换栅口(即水汽通道)宽度为0.5cm、交换栅宽度为0.3cm，共21个水汽通道，储水区不透明的保鲜包装袋。
该保鲜包装袋的结构如图1所示，它自上而下分为A防雾膜装物区、B涂覆防雾剂b的栅栏过渡区和C涂覆防雾剂c的储水区。防雾膜装物区的封口处设有自封口，栅栏过渡区宽度(即图2中B区左右两侧边的宽度)为0.2cm，储水区的宽度(即图2中C区左右两侧边的宽度)为1cm，各区的θa、θb、θc依次为50°、45°、40°；如图4所示，在栅栏过渡区内设有相互间隔设置的水汽通道和交换栅，其中水汽通道连通装物区和储水区，其宽度为0.5cm，交换栅由间断式加热封口机热封，其宽度为0.3cm。
将菜体长为20cm的300g青菜排列整齐，柄部朝下，装入上述保鲜袋中，捏紧袋口封严，于25℃下贮藏。
检测、记录保鲜包装袋雾度和青菜保鲜情况。
对比例1：
准备一组同样尺寸的普通PE防雾保鲜袋，装入同样数量的上述青菜样品，于相同下相同条件下贮藏。
检测、记录保鲜包装袋雾度和青菜保鲜情况，结果见表1。
实施例2
选取PE防雾膜a、防雾剂b和防雾剂c，其中膜材a为AFPEGE10防雾母粒加到LDPE混炼，防雾剂b为三聚甘油单硬脂酸酯与纳米SiO2和纳米Al2O3的复配物，防雾剂c为十聚甘油单月桂酸酯、六聚甘油单油酸酯与纳米SiO2和纳米Al2O3的复配物，θa、θb、θc依次为40°、25°、15°；将膜材a分为相邻的A、B、C三个条带区。分别将防雾剂b和防雾剂c涂覆固化在该膜的相邻条形带区B和C上，控制B和C两条带区的宽度分别为0.4cm和5cm，C区的反面打磨处理；再将普通热压封口机的加热铜条开槽，槽口宽度为0.5cm且用绝热条封盖，相邻槽口间距为0.3cm，从而改装为间断式加热封口机；按照菜体大小，将上述膜材裁剪成尺寸30cm*20.5cm；用普通封口机对装物区、储水区进行热压封口，再用间断式加热封口机封压栅栏过渡区，得到栅栏过渡区的交换栅口(即水汽通道)宽度0.5cm、交换栅宽度为0.3cm，共26个水汽通道，储水区不透明的保鲜包装袋。该保鲜包装袋的结构如图1所示。
将菜体长为25cm的450g青菜排列整齐，柄部朝下，装入上述保鲜袋中，捏紧袋口封严，于25℃下贮藏。
检测、记录保鲜包装袋雾度和青菜保鲜情况。
对比例2：
准备一组同样尺寸的普通PE防雾保鲜袋，装入同样数量的上述青菜样品，于相同下相同条件下贮藏。
检测、记录保鲜包装袋雾度和青菜保鲜情况，结果见表1。
实施例3
选取PE防雾膜a、防雾剂b和防雾剂c，其中膜材a为改性PE与防雾母粒内加型混合膜，防雾剂b为烷基胺环氧乙烷与纳米SiO2和纳米Al2O3的复配物，防雾剂c为脂肪烷醇酰胺与纳米SiO2和纳米Al2O3的复配物，θa、θb、θc依次为45°、36°、30°；将膜材a分为相邻的A、B、C三个条带区。分别将防雾剂b和防雾剂c涂覆固化在该膜的相邻条形带区B和C，控制B和C两条带区的宽度分别为0.3cm和3cm，C区的反面打磨处理；再将普通热压封口机的加热铜条开槽，槽口宽度为0.5cm且用绝热条封盖，相邻槽口间距为0.3cm，从而改装为间断式加热封口机；按照菜体大小，将上述膜材裁剪成尺寸30cm*18.1cm；用普通封口机对装物区、储水区进行热压封口，再用间断式加热封口机封压栅栏过渡区，得到栅栏过渡区的交换栅口(即水汽通道)宽度0.5cm、交换栅宽度为0.3cm，共23个水汽通道，储水区不透明的保鲜包装袋。该保鲜包装袋的结构如图1所示。
将菜体长为22cm的400g青菜排列整齐，柄部朝下，装入上述保鲜袋中，捏紧袋口封严，于25℃下贮藏。
检测、记录保鲜包装袋雾度和青菜保鲜情况。
对比例3：
准备一组同样尺寸的普通PE防雾保鲜袋，装入同样数量的上述青菜样品，于相同下相同条件下贮藏。
检测、记录保鲜包装袋雾度和青菜保鲜情况，结果见表1。
表1 本发明保鲜包装袋与普通PE防雾保鲜袋的青菜保鲜效果比较
Figure BDA0001719289180000081
Figure BDA0001719289180000091
由表1可见，与普通PE防雾保鲜袋相比，采用本发明自调节水分的包装膜袋包装的青菜，膜内雾度提高2-3级，保鲜期延长2天以上。
本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (3)

1.一种自调节水分的果蔬保鲜包装袋，它包括袋体，其特征在于，所述袋体采用PE亲水膜材；所述袋体的上部设有装物区(1)，所述袋体的下部设有储水区(2)，所述装物区(1)与所述储水区(2)之间设有栅栏过渡区(3)；所述栅栏过渡区(3)包括多个连通所述装物区(1)和储水区(2)的水汽通道(11)，以及间隔两个相邻水汽通道(11)的交换栅(301)；所述装物区(1)内壁表面膜材的接触角θa大于所述栅栏过渡区(3)内壁表面膜材的接触角θb，所述储水区(2)内壁表面膜材的接触角θc小于所述接触角θb；其中，
所述θa≤50°，θa＞(θb-5°)＞(θc-5°)；所述栅栏过渡区(3)的内壁表面涂覆有使θb小于θa的防雾剂b，所述储水区(2)的内壁表面涂覆有使θc小于θb的防雾剂c；所述防雾剂b或所述防雾剂c为主要由非离子型表面活性剂和纳米材料混合而成的复合物；
所述非离子型表面活性剂为脂肪酸多元酯、脂肪烷醇酰胺或烷基胺环氧乙烷；所述纳米材料为无机纳米材料；
所述自调节水分的果蔬保鲜包装袋的制备方法如下：(1)在PE亲水膜材上选取三条相邻条形带区A、B和C后，将防雾剂b直接涂覆或间断涂覆在所述B区，将防雾剂c涂覆在所述C区，再对C区的反面进行打磨处理；(2)采用封口机对A区的部分边缘进行热压形成装物区(1)，在装物区(1)的开口处设有自封口；对C区的部分边缘进行热压形成储水区(2)，再用间断式加热封口机封压B区形成具有水汽通道(11)和交换栅(301)的栅栏过渡区(3)；
所述装物区(1)的开口处设有自封口；所述栅栏过渡区的宽度为0.2-1.0cm，所述水汽通道(11)的宽度为0.2-1.0cm，所述交换栅(301)的宽度为0.1-0.5cm，所述交换栅(301)呈长条状、折线状、曲线状或S形；所述储水区的宽度为0.5-10cm，所述储水区(2)的膜外表面经打磨处理使其外观不透明。
2.根据权利要求1所述的自调节水分的果蔬保鲜包装袋，其特征在于，所述栅栏过渡区的宽度为0.2-0.4cm；所述储水区的宽度为1-5cm；所述水汽通道(11)的宽度为0.5cm；所述交换栅(301)的宽度为0.3cm。
3.一种如权利要求1所述的自调节水分的果蔬保鲜包装袋的使用方法，其特征在于，将蔬菜排列整齐且柄部朝下装入包装袋的装物区(1)内，或将水果装入包装袋的装物区(1)内，封上装物区(1)的开口，贮藏。
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