CN110723414A - 一种渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜及其制备方法，其能解决现有气调包装在温度发生骤变的情况下，不仅无法延长产品保质期反而加速果蔬的腐坏的技术问题。一种渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜，其包括低密度聚乙烯膜，低密度聚乙烯膜开设有透气孔，其特征在于：低密度聚乙烯膜拼接有聚乙烯醇膜。本发明的渗透性可调的气调包装微孔膜，其在现有的微孔低密度聚乙烯膜的基础上，增设了聚乙烯醇膜，以增强薄膜的透气、透湿性能。

Description

一种渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及果蔬气调包装材料领域，提供了一种渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜及其制备方法。
背景技术
随着贸易环境的开放和电商的发展，水果生鲜的物流运输保鲜日益重要，由于储存不当而造成果蔬的变质腐败不仅降低了产品的营养价值，还造成了严重的经济损失。为了进一步解决果蔬的供需矛盾，降低果蔬损失率，近年来国内外学者密切关注关于果蔬保鲜和储藏技术的研究。目前主要的三个研究热点分别为低温保鲜、气调保鲜和杀菌保鲜。其中，气调包装不但能够显著抑制产品品质损失，延缓果蔬的衰老速率，保有果蔬产品的新鲜度，而且还具有安全环保无污染等特点，目前已经被世界认可为食品最有效的保鲜技术之一。
低温储藏与气调包装的结合使用是目前应用于果蔬保鲜最有效的手段之一。由于气调包装需要调节和维持包装内的气体成分，故选用的薄膜都具有一定气体渗透性。对于一般果蔬，普通薄膜可以满足其包装渗透性的要求，然而对于高呼吸速率或鲜切果蔬而言，因其呼吸速率远远高于普通薄膜渗透率，极易导致包装内部氧气含量的降低，从而造成厌氧或无氧呼吸。为了防止这种情况发生，研究者们在薄膜上制造一定数量的孔来增加薄膜渗透性。
当带有气调包装的果蔬脱离于低温储藏环境转化为常温输送或者贩卖的过程中，温度发生骤变，导致的果蔬呼吸速率增加、包装内厌氧环境的形成以及冷凝现象的发生，气调包装很可能不仅无法延长产品保质期反而加速果蔬的腐坏。因此，现亟需一种渗透性可随温湿度变化而改变的果蔬气调保鲜包装膜以匹配不同温度环境下果蔬的呼吸强度，克服现有技术的不足，减轻由此带来的经济损失。研究发现，聚乙烯醇（PVA）结晶度高，在干燥环境中阻隔性很高，但其分子链上含有大量羟基，因而具有良好的亲水性；PVA是一种湿敏型材料，其渗透性可随着温湿度变化而改变，当PVA处于潮湿环境中时，其分子链上的极性基团会与水分子形成氢键，水蒸气透过率会逐渐增加，从而也可避免包装内冷凝水的形成。本发明利用PVA透湿性及透气性随环境变化的特点，将聚乙烯醇PVA复合到LDPE微孔膜上，以此调节温湿度变化下的薄膜渗透性，延长产品货架期。
发明内容
本发明提供了一种渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜及其制备方法，其能解决现有气调包装在温度发生骤变的情况下，不仅无法延长产品保质期反而加速果蔬的腐坏的技术问题。
其技术方案是这样的，一种渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜，其包括低密度聚乙烯膜，所述低密度聚乙烯膜开设有透气孔，其特征在于：所述低密度聚乙烯膜拼接有聚乙烯醇膜。
进一步的，所述低密度聚乙烯膜开设有拼接开口，所述聚乙烯醇膜设置于所述拼接开口，所述聚乙烯醇膜的边缘与拼接开口的孔壁边缘固定连接。
进一步的，所述低密度聚乙烯膜的厚度为50~60μm。
进一步的，所述聚乙烯醇膜的厚度为50~60μm。
进一步的，所述透气孔的孔径为200μm~1mm。
进一步的，所述聚乙烯醇膜的边缘与拼接开口的孔壁边缘胶连。
进一步的，所述聚乙烯醇膜的边缘与拼接开口的孔壁边缘通过非水性胶黏剂粘连。
上述渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯醇膜由以下重量份计的原料制得，聚乙烯醇5~15份，去离子水95~84份，增塑剂0~1份；优选地，每100份聚乙烯醇膜的原料，包含聚乙烯醇5~15份，去离子水95~84份，增塑剂0~1份。
进一步的，所述聚乙烯醇膜由以下方法制备得到，a、称取5~15份按重量份计的聚乙烯醇，b、将聚乙烯醇置入95~84份按重量份计的去离子水中，浸泡5~10小时，c、加热至90~100℃，搅拌，制得聚乙烯醇胶体，d、在聚乙烯醇胶体溶液中加入增塑剂，强制搅拌至混合均匀，d、将制得胶液超声去泡，静置8~12小时后得到备用混合胶体，e、在流延板中倒入备用混合胶体，将流延板放置在50~60℃、50%~70%的恒温恒湿箱中5~8小时，干燥成膜，f、置于23℃的干燥箱中熟化20~36h，得到聚乙烯醇膜。
进一步的，所述低密度聚乙烯膜经过以下方法的预处理，a、电晕处理，b、十二烷基硫酸钠溶液浸泡，c、去离子水冲洗后，d、烘干水分。
本发明的渗透性可调的气调包装微孔膜，其在现有的微孔低密度聚乙烯膜的基础上，增设了聚乙烯醇膜，其有益效果在于：
（1）当温度发生升高的情况下，果蔬呼吸作用加强，包装内部氧气消耗加剧，由于本发明的拼接保鲜膜相较于传统的微孔低密度聚乙烯膜，其透气性更好，能够使得更多的外部氧气进入包装内部，以避免包装内部氧气过低，进而防止果蔬厌氧呼吸；
（2）当温度发生升高的情况下，果蔬蒸发作用加剧，由于聚乙烯醇的湿敏性，聚乙烯醇膜的透湿性增强，可以调节包装内的相对湿度，避免超过果蔬相应的保鲜湿度。
附图说明
图1为本发明渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜的结构示意图。
图2为低密度聚乙烯膜包装和本发明渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜包装在5℃和25℃时气体浓度变化。
图3为低密度聚乙烯膜包装和本发明渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜包装在5℃和25℃时相对湿度变化。
具体实施方式
实施例1
一种渗透性可调的气调包装微孔膜，如图1所示，由聚乙烯醇膜2（PVA膜）与低密度聚乙烯膜1（LDPE膜）拼接而成，LDPE膜中心开设有拼接开口以及围绕拼接开口设置的透气孔3，拼接开口、透气孔3均为贯穿孔，PVA膜设置于LDPE膜的拼接开口，PVA膜的边缘与LDPE膜拼接开口的孔壁边缘通过非亲水性胶黏剂粘结固定。
该实施例中，PVA膜、LDPE膜的厚度均为50 μm，透气孔直径为200μm，拼接开口直径为40mm，透气孔设有6个，透气孔设置于薄膜过拼接开口圆心的6等分线处并且透气孔的圆心距离拼接开口的边缘的距离为20mm。
上述渗透性可调的气调包装微孔膜的制备方法如下：
（1）PVA膜的制备
a、称取10份按重量份计的PVA（PVA-1750，分析纯，阿拉丁生化科技股份有限公司），b、将PVA置入89份按重量份计的去离子水中，浸泡5小时，c、加热至96℃，搅拌，制得PVA胶体，d、在PVA胶体溶液中加入1份甘油增塑剂（AR级，国药集团化学试剂有限公司），强制搅拌15小时至混合均匀，d、将制得胶液超声去泡，静置8小时后得到备用混合胶体，e、在流延板中倒入备用混合胶体，将流延板放置在50℃、50%的恒温恒湿箱中8小时，干燥成膜，f、置于23℃的干燥箱中熟化25h，得到PVA膜。
（2）LDPE膜的预处理
将市购的LDPE膜（LDPE-AC100，埃克森美孚公司）经过以下方法的预处理，a、电晕处理，电晕强度80V，以增大表面附着性，以加强LDPE和PVA的复合效果，b、0.5 wt%十二烷基硫酸钠溶液浸泡，c、去离子水冲洗后，d、将LDPE膜放置在烘箱中30h以烘干水分，得到干净无油且亲水性较强的LDPE膜。
（3）剪裁、拼接和打孔
处理后的LDPE膜中心裁出直径40mm的圆形拼接开口，在开口边缘均匀涂布非水性胶黏剂（美瑞MIRA快速透明万能胶），将PVA裁成略大于拼接开口的圆形片材，将其复合在LDPE膜裁切处，使用平板在膜表面加压，然后将复合膜放置在烘箱中固化24h；
在制得的PVA/LDPE复合膜的LDPE部分使用激光打孔法制备透气孔，即制得渗透性可调的气调包装微孔膜。
性能分析实验
对照例：取与实施例中1相同尺寸的50μm LDPE薄膜，未设拼接开口，使用激光打孔法在与实施例1的相同部位制备相同孔径的微孔，即制得普通微孔膜包装。
果蔬：双孢菇两份，各100g，大小一致，无机械损伤。
储存罐：顶部直径（内径）12cm，底部直径（内径）10.3cm，高13.2cm；体积约为1150ml。
双胞菇采后当天运回实验室，装入储存罐中，并放入温湿度记录仪，分别用实施例1与对照例所制得的膜将罐子封口，其中，本发明的LDPE-PVA薄膜的PVA部位位于罐体顶部开口的中心位置。将密封罐放置在在5℃，RH60%恒温恒湿箱内储存24h，然后转移至25℃，RH60%的环境中储存48h，储存过程中每4~6h测定罐内气体成分，观察包装薄膜内表面水凝情况。
如图2所示，在5℃储存时，对照例对应的罐内CO2浓度上升速率以及O2浓度下降速度均高于LDPE-PVA，但相同时刻LDPE-PVA罐内的O2浓度高、CO2浓度低，结合图3，可知初始罐内湿度较高，导致LDPE-PVA的透气性大于对照例的LDPE薄膜；在24 h-40 h之间，由于温度骤然升高，香菇的呼吸速率增强，薄膜的透气性无法满足呼吸增量，故罐内氧气浓度迅速下降，二氧化碳浓度迅速增加，包装内逐渐形成低氧高二氧化碳环境。同时香菇呼吸速率趋于稳定，包装内外浓度差逐渐减小，故内外气体交换速率逐渐趋于平缓，在约45 h时，气体浓度变化速率明显变缓，趋近达到平衡状态。平衡状态下，对照例内O2约为3%，CO2约为17%，LDPE-PVA微孔膜内氧气约6%，二氧化碳约14%。可以看出，实施例所制得的LDPE-PVA微孔膜有效调节了包装内的气体成分，由于薄膜本身透气性随着温度及湿度的增加而明细增大，可以更好地避免无氧环境的形成。

Claims (10)

1.一种渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜，其包括低密度聚乙烯膜，所述低密度聚乙烯膜开设有透气孔，其特征在于：所述低密度聚乙烯膜拼接有聚乙烯醇膜。
2.根据权利要求1所述的一种渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜，其特征在于：所述低密度聚乙烯膜开设有拼接开口，所述聚乙烯醇膜设置于所述拼接开口，所述聚乙烯醇膜的边缘与拼接开口的孔壁边缘固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜，其特征在于：所述低密度聚乙烯膜的厚度为50~60μm。
4.根据权利要求3所述的一种渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜，其特征在于：所述聚乙烯醇膜的厚度为50~60μm。
5.根据权利要求4所述的一种渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜，其特征在于：所述透气孔的孔径为200μm~1mm。
6.根据权利要求5所述的一种渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜，其特征在于：所述聚乙烯醇膜的边缘与拼接开口的孔壁边缘胶连。
7.根据权利要求6所述的一种渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜，其特征在于：所述聚乙烯醇膜的边缘与拼接开口的孔壁边缘通过非水性胶黏剂粘连。
8.根据权利要求1~7中任一所述的一种渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯醇膜由以下重量份计的原料制得，聚乙烯醇5~15份，去离子水84~95份，增塑剂0~1份。
9.根据权利要求8所述的一种渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，a、称取聚乙烯醇，b、将聚乙烯醇置入去离子水中，浸泡5~10小时，c、加热至90~100℃，搅拌，制得聚乙烯醇胶体，d、在聚乙烯醇胶体溶液中加入增塑剂，强制搅拌至混合均匀，d、将制得胶液超声去泡，静置8~12小时后得到备用混合胶体，e、在流延板中倒入备用混合胶体，将流延板放置在50~60℃、50%~70%的恒温恒湿箱中5~8小时，干燥成膜，f、置于23℃的干燥箱中熟化20~36h，得到聚乙烯醇膜。
10.根据权利要求1所述的一种渗透性可调的气调包装微孔保鲜膜的制备方法，其特征在于：所述低密度聚乙烯膜经过以下方法的预处理，a、电晕处理，b、十二烷基硫酸钠溶液浸泡，c、去离子水冲洗后，d、烘干水分。
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