CN111909533A

CN111909533A - 一种芹菜包装纸及其制备方法

Info

Publication number: CN111909533A
Application number: CN202010737138.5A
Authority: CN
Inventors: 常江; 巩雪; 李丹婷
Original assignee: Harbin University of Commerce
Current assignee: Harbin University of Commerce
Priority date: 2020-07-28
Filing date: 2020-07-28
Publication date: 2020-11-10

Abstract

一种芹菜包装纸及其制备方法，属于蔬菜纸制备技术领域。本发明解决了现有蔬菜纸存在抗张强度、吸湿性不良、耐折度不够等问题。本发明以芹菜作为主要基料，以羧甲基纤维素纳和明胶作粘结剂，以甘油作为增塑剂，调整合理的原料配比并通过对芹菜进行切分、烫漂、硫处理、打浆、混料、流延、干燥、揭片等处理制备出耐折度为15次，抗张强度为20.18MPa，断裂伸长率为26.12％，吸湿性为230.46g/(m²·24h)的芹菜包装纸。强度比市面上的A4纸稍差，但比较接近，可以应用于包装工业，作为纸包装材料使用。

Description

一种芹菜包装纸及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种芹菜包装纸及其制备方法，属于蔬菜纸制备技术领域。

背景技术

食品的内包装直接影响食品的保藏、携带、贮运、分发、食用和卫生等效果。目前用于食品的内包装材料大都是塑料薄膜和纸包装，虽然它们具有阻气性好，强度高，韧性好等特点，但这些材料和包装方式的缺点是，废弃的包装材料不易自然降解和回收，造成环境污染。绿色包装是指能够循环再生利用或降解，节约资源和能源，并且在包装产品的整个生命周期中从材料、制品加工到废弃物处理全过程能够对人体健康及环境不造成公害的适度包装。现有蔬菜纸符合绿色包装，是一种理想的食品内包装材料，具有较高的营养价值；可与被包装食品一起食用，对食品和环境无污染；可作为食品风味料、色素、营养强化剂、抗氧化剂和抗微生物制剂等的载体；可方便的对食品进行单体包装；有明显的阻水性，可延缓食品中水和油及其它成分的迁移和扩散；具有可选择的透气性和抗渗透能力，可阻止食品中风味物质的挥发；具有较好的物理机械性能，使被包装物得到很好的保护，以免损伤。蔬菜纸还能提高产品质量，延长货架寿命。但是现有蔬菜纸存在抗张强度、吸湿性不良、耐折度不够等问题。因此提供一种机械性能优良且可食用的蔬菜包装纸及其制备方法是十分必要的。

发明内容

本发明针对现有蔬菜纸存在抗张强度、吸湿性不良、耐折度不够等问题，提供一种芹菜包装纸及其制备方法。

本发明的技术方案：

一种芹菜包装纸，该芹菜包装纸由芹菜、粘结剂和增塑剂组成，其中粘结剂为海藻酸钠、羧甲基纤维素纳和明胶中的一种或多种混合，增塑剂为甘油和山梨醇中的一种或两种混合。

进一步限定，芹菜包装纸由芹菜、羧甲基纤维素纳、甘油和明胶组成，其中羧甲基纤维素钠的质量分数为0.3％-0.9％，甘油的质量分数为2％-6％，明胶质量分数为0.6％-1.2％，余量为芹菜。

更进一步限定，芹菜包装纸中羧甲基纤维素钠的质量分数为0.9％，甘油的质量分数为3.4％，明胶质量分数为1.2％，余量为芹菜。

上述芹菜包装纸的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1，清洗：将芹菜分择为芹菜茎和芹菜叶，分别清洗后沥干；

S2，切分：将清洗后的芹菜茎切成8-12mm的芹菜段，将清洗后的芹菜叶切成宽为10mm的条形；

S3，烫漂：水沸腾以后放入切分后的芹菜茎和芹菜叶，进行烫漂，烫漂完成后，捞出使用冷水浸泡和冲洗；

S4，硫处理：将烫漂后的芹菜浸没在偏重亚硫酸钠溶液中，浸泡完成后，捞出使用清水冲洗，然后沥干；

S5，打浆：将经过硫处理后的芹菜在打浆机中打浆，获得芹菜浆料；

S6，涂布：向芹菜浆料中加入粘结剂和增塑剂混合均匀，然后将混合料流延于目数为300目，直径为20cm的筛网上，流延厚度为4-6mm；

S7，烘干：将流延处理后的筛子置于烘干箱中烘干，揭片，获得芹菜包装纸。

进一步限定，S3中烫漂时间为3-5min。

进一步限定，S4中偏重亚硫酸钠溶液的质量浓度为3％，浸泡时间为1-2min。

进一步限定，S5中打浆次数为1-3次，每次打浆的条件为：转速800r/min，时间2-3min。

进一步限定，S7中烘干条件为：在65℃温度下干燥5-6h。

上述芹菜包装纸的应用，该芹菜包装纸作为包装材料使用，芹菜包装纸的耐折度为15次，抗张强度为20.18MPa，断裂伸长率为26.12％，吸湿性为230.46g/(m²·24h)。

本发明具有以下有益效果：本发明以芹菜作为主要基料，以羧甲基纤维素纳和明胶作粘结剂，以甘油作为增塑剂，调整合理的原料配比并通过对芹菜进行切分、烫漂、硫处理、打浆、混料、流延、干燥、揭片等处理制备出耐折度为15次，抗张强度为20.18MPa，断裂伸长率为26.12％，吸湿性为230.46g/(m²·24h)的芹菜包装纸。强度比市面上的A4纸稍差，但比较接近，可以应用于包装工业，作为纸包装材料使用。

附图说明

图1为本发明制备芹菜包装纸的工艺流程图；

图2为显微镜下芹菜包装纸的纤维形态示意图；

图3为芹菜包装纸的实物图。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明均为常规方法。所用材料、试剂、方法和仪器，未经特殊说明，均为本领域常规材料、试剂、方法和仪器，本领域技术人员均可通过商业渠道获得。

实施例1：

如图1所示，本实施例芹菜包装纸的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1，清洗：将芹菜分择为芹菜茎和芹菜叶，分别清洗后沥干。此步骤应尽量选择新鲜且看上去颜色比较好的芹菜。且应满足颜色较好，新鲜，不变质，结构紧凑，成熟，没有霉变要求，并且没有打过农药的。尽量不要使用太嫩的芹菜，如果选择的芹菜太嫩，芹菜的纤维还没有完整，含水量高，导致芹菜纸的产量低，质量也比较差。应尽量使每次实验中所使用的芹菜品质保持相同。

S2，切分：将清洗后的芹菜茎切成8-12mm的芹菜段，将清洗后的芹菜叶切成宽为10mm的条形。

S3，烫漂：水沸腾以后放入切分后的芹菜茎和芹菜叶，进行烫漂，烫漂3-5min，直到芹菜柔软至可打浆且颜色不变时捞出，然后使用冷水浸泡和冲洗，防止余热持续的作用。

烫漂还具有以下作用：

(1)减少芹菜的体积，使其纤维组织变得更加柔软，富有弹性，塑性，颜色更加鲜艳，呈半透明状态，材料的美观性增强；

(2)防止芹菜氧化酶系统出现故障，阻止色素、维生素b、维生素c的进一步氧化，也会使原来凝固的水分流失，使细胞质壁分离，使细胞膜的水分渗透性增加，更利于水分蒸发。

(3)芹菜在进行烫漂之后，其食用的风味也会有所改善，蔬菜进行漂烫可以减少异味(例如涩味，苦味等)，产品的香味也会随之增加；同时也可以杀死粘附在芹菜上的部分微生物、虫卵和病菌。

S4，硫处理：将烫漂后的芹菜浸没在质量浓度为3％的偏重亚硫酸钠溶液中，浸泡1-2min，捞出使用清水冲洗，然后沥干。

硫处理具有以下作用：

(1)利用亚硫酸盐的强还原性，加快损坏芹菜组织内氧化酶系统的活性的速率，阻止芹菜在烘干脱水期间发生氧化作用，使芹菜纸的颜色发生改变。

(2)可以抑制或杀灭芹菜表面微生物的存在和繁衍，防止基料在紧随其后的烘干脱水的过程中发生腐败变质。

(3)防止蔬菜纸在储存期间发生非酶褐变，延长储存周期。

(4)亚硫酸盐的浸泡处理还可以使细胞膜的渗透性增强，可以加快芹菜内部水分的蒸发，使芹菜纸的干燥脱水的时间缩短，保证干燥后的芹菜纸的吸水性能。

S5，打浆，将经过硫处理后的芹菜在打浆机中打浆，打浆的条件为：转速800r/min，时间2-3min，打浆次数为1次，获得芹菜浆料。打浆转速不宜过大，以防打浆机被损坏，并且还可以防止由于高转速产生的热量使蔬菜的部分营养素流失或者变质，如果一次打浆不足以满足需要的话，还可以进行多次打浆。

S6，涂布，向芹菜浆料中加入粘结剂和增塑剂混合均匀，然后将混合料流延于目数为300目，直径为20cm的筛网上，流延厚度为4-6mm。厚度不宜过薄或过厚，浆料流延太薄，则蔬菜纸发硬；浆料流延太厚，蔬菜纸在烘烤的过程中由于烘干时间过长容易裂开。其中，粘结剂为羧甲基纤维素纳和明胶，增塑剂为甘油，羧甲基纤维素钠的质量为芹菜浆料质量的0.9％，甘油的质量为芹菜浆料质量的3.4％，明胶质量为芹菜浆料质量的1.2％。

S7，烘干，将流延处理后的筛子置于烘干箱中烘干，烘干温度为65℃，烘干时间为5-6h，揭片，获得芹菜包装纸，如图2所示。

对获得的芹菜包装纸进行进行性能测试，测试前处理条件为：将揭片后的芹菜包装纸放置在保鲜袋中，在25℃，50％的湿度下放置24h，然后在进行纸张吸湿度、耐折度、断裂伸长率和抗张强度的测试。

1、微观结构：取10mm×10mm的芹菜纸，选取表面光滑、颜色较好，没有压褶及肉眼可见的孔洞，将本实施例芹菜包装纸纸放在显微镜下观察芹菜纸的微观结构，如图3所示。

2、感官质量：感官质量用纸张的纸性、色泽两方面测定，测定时分别占40、30分，找10名评价员进行评分。具体评分标准见表1。

表1感官评分标准

项目	标准	分值
			成纸性	纸张完整、薄厚均匀、脆而不碎，表面光滑，无压褶	40
色泽	表现为绿色，色泽鲜艳，没有肉眼可视的孔洞，均匀致密	30

3、吸湿性：取20mm×50mm的芹菜纸，测量其重量为M₁，放在培养皿中，用恒温恒湿箱中调节温湿度，在25℃、50％的相对湿度下放置24h，再测量纸张的重量为M₂，计算芹菜纸自身重量的变化，单位为g/(m²·24h)。测试结果：吸湿性为230.46g/(m²·24h)。

4、耐折度：通过一定的张力以180度往返对折，直至断裂前芹菜纸所折叠的次数，是一种类似于测试抗拉强度的试验。用耐折度测定仪来测量，测定本实施例芹菜包装纸的耐折度为15次。

5、断裂伸长率(E)：采用抗张强度测定仪测定伸长率，测定结果为：26.12％。

6、抗张强度(TS)：根据GB 13022-91试验方法，采用流变仪测定，测定结果为：20.18MPa。

对比例1：

对比例1是为了表征不同羧甲基纤维素钠的加入量对芹菜包装纸的性能影响。

本实施例与实施例1不同之处为：粘结剂仅为羧甲基纤维素纳。分别称取0.3％、0.6％、0.9％、1.2％、1.5％的羧甲基纤维素钠(CMC)，在水浴锅中溶解后，分别加入浆料中，控制浆料最终加水量大约为100％，搅拌后，流延成型在300目的筛网上，控制浆料厚度大约为5mm。在65℃的烘干箱中恒温干燥5-6h，随时观察、干燥后在反面用湿抹布浸润筛网后揭片。干燥后，将芹菜纸剪成20mm×100mm的条状，称量芹菜纸的定量，厚度。将芹菜纸放置在25℃，50％的恒温恒湿箱中预处理24h后，测试芹菜纸的抗拉强度Ts(MPa)和断裂伸长率E(％)，吸湿性，感官质量，耐折度。测试结果如下表2：

表2 CMC添加量对芹菜纸性能的影响

CMC添加量(％)	0.3	0.6	0.9	1.2	1.5
						定量(g/m<sup>2</sup>)	120	160	190	200	205
厚度(mm)	0.194	0.193	0.194	0.195	0.194
						吸湿性(g/(m<sup>2</sup>·24h))	200	260	300	100	100
TS(MPa)	1.49	1.57	1.86	2.01	2.34
						E(％)	3.38	4	7.18	3.65	3.45
耐折度(次)	2	3	2	2	1
						感官质量	50	55	65	55	50

由上表可知，芹菜纸的定量随着CMC的添加量的增加而增加，成正比。芹菜纸的厚度随着CMC添加量的增加没有明显的变化，吸湿性随着CMC添加量的增加变化在100g/(m²·24h)-250g/(m²·24h)之间，感官质量随着CMC添加量的增加先增加后减少。

芹菜纸的抗拉强度(Ts)随着羧甲基纤维素钠(CMC)的添加量增加而先增加后减小，断裂伸长率(E)和耐折度随着CMC添加量的增加先增加然后下降，这是因为CMC的加入有利于芹菜纸纤维之间的交联度增加，使得芹菜纸的结构更致密、均匀，所以纸张的E和耐折度都有增加，Ts一直处于上升趋势。在CMC的添加量在0.3％-0.9％之间时，芹菜纸的E一直在增加，CMC分子颗粒填充到纤维交联网状的空隙处，使得白菜纸的强度和韧性得到改善，故E增加。但是随着CMC的增加，当CMC的添加量在0.9％-1.5％之间时，芹菜纸的E呈下降趋势，在CMC添加量为0.9％时达到峰值。这是因为当CMC的添加量增加到0.9％时，浆料就会变得黏稠而不易流延均匀，使得纸张的可塑性下降，所以E在CMC添加量大于0.9％时又下降。芹菜纸的耐折度与CMC的添加量的增加先增加后下降，这是由于CMC的凝胶分子特性，改善了芹菜纸的韧性和持水性，故耐折度会有所增加，但是随着CMC的增加，纸张的脆性而有所增加，所以耐折度在CMC添加量大于0.6％时呈下降趋势。

对比例2：

对比例2是为了表征不同明胶加入量对芹菜包装纸的性能影响。

本实施例与实施例1不同之处为：粘结剂仅为明胶。分别称取0.3％、0.6％、0.9％、1.2％、1.5％的明胶，其余步骤与实施例1相同。将获得的芹菜纸放置在25℃，50％的恒温恒湿箱中预处理24h后，测试芹菜纸的抗拉强度Ts(MPa)和断裂伸长率E(％)，吸湿性，热水速溶率，耐折度。测试结果如下表3所示。

表3明胶添加量对芹菜纸性能的影响

由上表可知，芹菜纸的定量和吸湿性随着明胶的添加量的增加而增加，成正比。芹菜纸的厚度随着明胶添加量的增加没有明显的变化感官质量随之海藻酸钠添加量的增加先增加后减少。

芹菜纸的抗拉强度(TS)与明胶添加量成正比，断裂伸长率(E)和耐折度先增加后减少，原因是在纸张中加入明胶之后降低了蔬菜纤维膜的硬脆性，使得芹菜纸的强度、弹性和柔顺性有所增加，使得芹菜纸的Ts、E和耐折度都有所增加；断裂伸长率(E)在明胶添加量为0.3％-1.2％时，随着明胶的增加而增加，在添加量为1.2％时达到最大值11.85％，但是随着明胶添加量的不断增加，芹菜纸浆料中原本就含有的纤维会被稀释，所以在明胶的添加量在1.2％-1.5％区间内，芹菜纸的E有所下降；耐折度在明胶添加量在0.3％-0.6％时上升，在0.6％-1.5％时下降，这是因为随着明胶添加量的增加，纸张的脆性也有所增加。

对比例3：

对比例3是为了表征不同甘油加入量对芹菜包装纸的性能影响。分别称取2％、4％、6％、8％、10％的甘油，其余步骤与实施例1相同。将获得的芹菜纸放置在25℃，50％的恒温恒湿箱中预处理24h后，测试芹菜纸的抗拉强度Ts(MPa)和断裂伸长率E(％)，吸湿性，热水速溶率，耐折度。测试结果如下表4所示。

表4甘油添加量对芹菜纸性能的影响

由上表可知，芹菜纸的定量、吸湿性随着甘油的添加量的增加而增加，成正比；厚度随着甘油添加量的增加没有明显的变化；感官质量随着甘油添加量的增加先增加后减小。

随着甘油添加量的增加，芹菜纸的抗拉强度(Ts)与甘油的添加量成反比，这是由于甘油对凝胶体系之中的氢键作用力的减弱，并且对纤维有稀释作用，导致致使芹菜纸的(Ts)一直处于下降趋势；芹菜纸的断裂伸长率(E)随着甘油添加量的增加先增后减，因为不经塑化处理的纤维膜发脆又卷曲，而且容易撕破，所以E一直处于较低值，当甘油添加量为6％时，芹菜纸的E处于最大值15.05％；纸张的耐折度在甘油添加量2％-8％呈上升趋势，在甘油添加量为8％-10％下降，这是因为甘油的加入加强了芹菜纸的韧性，所以芹菜纸的耐折度逐渐增加，但是由于甘油的添加量的继续增加，纸张的柔软度会增加，所以耐折度有所下降。

Claims

1.一种芹菜包装纸，其特征在于，该芹菜包装纸由芹菜浆料、粘结剂和增塑剂组成，其中粘结剂为海藻酸钠、羧甲基纤维素纳和明胶中的一种或多种混合，增塑剂为甘油和山梨醇中的一种或两种混合。

2.根据权利要求1所述的一种芹菜包装纸，其特征在于，所述的芹菜包装纸由芹菜浆料、羧甲基纤维素纳、甘油和明胶组成，其中羧甲基纤维素钠的质量为芹菜浆料质量的0.3％-0.9％，甘油的质量为芹菜浆料质量的2％-6％，明胶质量为芹菜浆料质量的0.6％-1.2％。

3.根据权利要求1或2所述的一种芹菜包装纸，其特征在于，所述的芹菜包装纸中羧甲基纤维素钠的质量为芹菜浆料质量的0.9％，甘油的质量为芹菜浆料质量的3.4％，明胶质量为芹菜浆料质量的1.2％。

4.权利要求1所述的芹菜包装纸的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的芹菜包装纸的制备方法，其特征在于，所述的S3中烫漂时间为3-5min。

6.根据权利要求4所述的芹菜包装纸的制备方法，其特征在于，所述的S4中偏重亚硫酸钠溶液的质量浓度为3％，浸泡时间为1-2min。

7.根据权利要求5所述的芹菜包装纸的制备方法，其特征在于，所述的S5中打浆次数为1-3次，每次打浆的条件为：转速800r/min，时间2-3min。

8.根据权利要求4所述的芹菜包装纸的制备方法，其特征在于，所述的S7中烘干条件为：在65℃温度下干燥5-6h。

9.权利要求1所述的芹菜包装纸的应用，其特征在于，该芹菜包装纸作为包装材料使用，芹菜包装纸的耐折度为15次，抗张强度为20.18MPa，断裂伸长率为26.12％，吸湿性为230.46g/(m²·24h)。