CN113248827A - 一种灭菌保鲜片及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种灭菌保鲜片及其制备方法和应用，先将塑料原料、矿石粉末、壳聚糖、碳酸盐和海藻酸钠进行球磨细化和混合，再进行低速、高速、低速搅拌捏合后冷却，通过挤出机挤出，使其厚薄均匀出片，灭菌保鲜片中含有矿石粉末和壳聚糖，矿石粉末可以可以释放大量的负离子，负离子与氧气结合可以形成负氧离子，具有较强的活性和氧化还原作用，能破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性，从而达到抗菌杀菌的目的，壳聚糖表面具有丰富的羟基和氨基，同样具有一定的抗菌性能，而且壳聚糖与海藻酸钠的添加，可以作为稳定剂和分散剂提高灭菌保鲜片的稳定性，海藻酸钠和碳酸盐可以有效提高灭菌保鲜片可降解性。
Description
技术领域
本发明涉及食品保鲜保藏领域，特别涉及一种灭菌保鲜片及其制备方法和应用。
背景技术
空气的主要成分是氮气和氧气，由于收到环境中的辐射影响，有些气体或物质会释放出电子，被释 放出的电子又和空气中的中性分子结合，而成为负离子，或称为阴离子。而负离子能够中和空气中的氧 自由基及氧化性气体(腐败异味)，并中和、包覆带有正电荷的甲醛、H2S、二甲胺、氨等有害气体，直 到无电荷后沉降或分解；同时，负离子可将霉菌、有机物在强磁场作用下被分解，从而，失去增生与繁 殖的条件。
在食品保鲜保藏领域中，负离子保鲜技术主要用于冰箱，主要是包括喷涂法和电激发法。其中，电 激发法通过在冰箱设置负离子发生器，通过通电激发负离子发生器的负离子电离极，从而释放出负离子， 该方式需要比较费电，不利于环保；而喷涂法则是在冰箱内壁喷涂负离子溶液，使冰箱内壁每立方厘米 可以产生400～500个负离子，从而达到保鲜效果，这种方式虽节省环保，但由于冰箱内壁容易附着水 汽，因此附着在内壁的负离子容易随水珠流失，因此，持久效果并不好。
综上所述，有必要研究出一种适用于冰箱等冷藏设备使用，甚至适用于常温食品保藏的材料，该材 料具有食品保鲜效果，可以延长食品保藏期限，使用寿命长。
发明内容
本发明提供一种灭菌保鲜片及其制备方法和应用。
为达上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种灭菌保鲜片的制备方法，按以下步骤进行：
步骤1：配比将塑料原料、矿石粉末、壳聚糖、碳酸盐和海藻酸钠放入干式球磨机内，在惰性保护 气氛和室温下进行高能球磨10～15小时，得混合料；其中，塑料原料30～79重量份、矿石粉末5～15 重量份、壳聚糖3～15重量份、海藻酸钠3～10重量份、碳酸盐5～15重量份；
步骤2：将混合料加入高、低速捏合机中，以600～800r/min低速搅拌3～5min后改为1000～1200r/min高速搅拌，搅拌与加热同时进行，当混合料温度达到65～80℃，加入偶联剂；当温度达到 95～100℃时，加入润滑剂；当温度达到120℃时，由高速搅拌转为低速搅拌，并抽真空5～10min；其 中，偶联剂的添加量为2～5重量份、润滑剂的添加量3～6重量份；
步骤3：卸料至冷却混合器进行冷却搅拌，待混合料温度下降至35℃以下，放料至料槽；
步骤4：通过上料设备进入挤出机，通过挤出机进行搅拌塑化并通过模具挤出，使其厚薄均匀出片；
步骤5：片料经过冷却定型后风冷干燥，紫外灯烘干；
步骤6：传送通过0.05～3T磁场，激发负离子释放。
作为优选，在所述步骤1中，磨球与混合料的质量比为10～15:1，磨球直径为5～8mm，球磨公转 转速为200～280r/min，保护气氛为氮气或氩气。球磨时，先将塑料原料、矿石粉末、壳聚糖、碳酸盐 和海藻酸钠放入干式球磨机内，抽真空，充入氮气或氩气作为保护气氛，磨球的直径小，数量多，球磨 时磨球的碰撞点多，捕捉细小粉料的几率大，球磨作用强，有利于粉料破碎和混合，细化效果好。
作为优选，在所述步骤1中，塑料原料采用PVC材料、PE材料、ABS材料、PP材料、PU材料、PC 材料、PMMA材料、PET材料、PA材料、EVA材料、PPS材料中的一种或至少两种的组合。根据性能需要 选择不通同的材料，如要制备性能为无毒、抗冲击强度、抗挠曲性以及电绝缘性好的灭菌保鲜片，塑料 原料采用PP材料；如制备耐低温、化学稳定性好，能耐侵蚀的灭菌保鲜片，则塑料原料采用PE材料。
作为优选，偶联剂采用钛酸酯偶联剂、折叠铬络合物偶联剂、折叠硅烷偶联剂、锆类偶联剂中的一 种或一种以上。
作为优选，在所述步骤1中，所述矿石粉末采用以下天然矿石中的一种或一种以上球磨而成：海鸥 石、电气石、蛋白石、龙江石、六环石、麦饭石、北投石、礌石、独居石、奇才石、奇冰石、锗矿石、 黑铅硅石、木鱼石、黄土石、玉石、黑砭石、桂宝石、天寿石、绿寿石、岩盐。
作为优选，在所述步骤1中，所述塑料原料为基料，所述矿石粉末为功能性助剂，因此，制成的灭 菌保鲜片为塑料质感，质量轻便，且塑料原料热熔后交联性好，可以很好与矿石粉末、壳聚糖、海藻酸 钠以及碳酸盐结合，壳聚糖与矿石粉末均具有抗菌性能，因此灭菌保鲜片具有很好的抗菌杀菌功能，壳 聚糖与海藻酸钠粘结性好，可以作为稳定剂和分散剂，提高灭菌保鲜片的稳定性，此外，碳酸盐为填充 剂，可以能提高塑料加工性能，改进物化性质、增加容积、降低成本。
作为优选，在所述步骤1中，球磨后的所述混合料的粒径在3～15μm。在该粒径范围内，混合料 的粒径小，各物质的结合效果好，可以很好防止粗糙、开裂的问题。
作为优选，在所述步骤4中，片料的厚度为0.2～1mm。片料的质地轻薄，则制备的灭菌保鲜片的 便携性好，空间占有率低，可以有利于冷链输送。
作为优选，在所述步骤1中，所述碳酸盐为碳酸钙、碳酸铷、碳酸锶、碳酸镁、碳酸钾中的一种或 至少两种的组合。其中，以碳酸铷、碳酸锶以及碳酸钙按摩尔比1:1:3组合效果最好，碳酸钙的填充效 果好，碳酸铷的铷原子的最外层电子很不稳定，很容易被激发放射出来，产生微电流刺激矿石粉末释放 负离子。
作为优选，在所述步骤3中，所述冷却混合器的搅拌速度为60～100r/min。
作为优选，采用所述的灭菌保鲜片的制备方法制得的灭菌保鲜片。
作为优选，所述灭菌保鲜片的应用，所述灭菌保鲜片在食品冷链、食品保藏、食物冷藏中的应用。
本发明的有益效果在于：
与现有技术相比，本申请将矿石粉末与塑料原料结合制成灭菌保鲜片，可以作为置物垫放在冰箱、 桌面、包装箱或其他应用场景中，使用领域广，且更换方便，可循环利用，制备和更换成本低，保鲜灭 菌效果好，使用寿命长。
灭菌保鲜片中含有矿石粉末和壳聚糖，矿石粉末可以可以释放大量的负离子，负离子与氧气结合可 以形成负氧离子，具有较强的活性和氧化还原作用，能破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性， 从而达到抗菌杀菌的目的，壳聚糖表面具有丰富的羟基和氨基，同样具有一定的抗菌性能，而且壳聚糖 与海藻酸钠的添加，可以作为稳定剂和分散剂提高灭菌保鲜片的稳定性，海藻酸钠和碳酸盐可以有效提 高灭菌保鲜片可降解性。
此外，本申请制备灭菌保鲜片时，需要先对塑料原料、矿石粉末、壳聚糖、碳酸盐和海藻酸钠进行 球磨，使各物料混合均匀且粒径不大于20μm，有利于提高灭菌保鲜片结构稳定和塑化效率，防止由于 颗粒不均以及混合不均导致片料粗糙以及矿石粉末脱落的问题，混料后需要经过高、低速捏合机进行加 热以及顺次进行低速、高速、低速搅拌捏合后冷却在进行挤出，因此，生产出的片料柔韧性和机械强度 好，成品前，再经过磁场刺激负氧子的释放，使负离子可以透过片料释放。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发 明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非特别说明，本发明实施例中采 用的原料和方法为本领域常规市购的原料和常规使用的方法，所使用的设备为本领域常规设备。
实施例1
一种灭菌保鲜片的制备方法，按以下步骤进行：
步骤1：配比将塑料原料、矿石粉末、壳聚糖、碳酸盐和海藻酸钠放入干式球磨机内，在氩气保护 气氛和室温下进行高能球磨12小时，得粒径为5～10μm的混合料，磨球与混合料的质量比为13:1， 磨球直径为6.5mm，球磨公转转速为250r/min；其中，塑料原料为pp材料，60重量份、矿石粉末7重 量份、壳聚糖5重量份、海藻酸钠10重量份、碳酸盐12重量份，塑料原料为pp材料，碳酸盐以碳酸 铷、碳酸锶以及碳酸钙按摩尔比1:1:3混合而成；
步骤2：将混合料加入高、低速捏合机中，以650r/min低速搅拌5min后改为1200r/min高速搅拌， 搅拌与加热同时进行，当混合料温度达到70℃，加入钛酸酯偶联剂；当温度达到95℃时，加入润滑剂； 当温度达到120℃时，由高速搅拌转为低速搅拌，并抽真空8min；其中，钛酸酯偶联剂的添加量为3 重量份、润滑剂的添加量3重量份；
步骤3：卸料至冷却混合器进行冷却搅拌，冷却混合器的搅拌速度为80r/min，待混合料温度下降 至35℃以下，放料至料槽；
步骤4：通过上料设备进入挤出机，挤出机的温度为170～190℃，通过挤出机进行搅拌塑化并通过 模具挤出，使其厚薄均匀出片，片料的厚度为1mm；
步骤5：片料经过冷却定型后风冷干燥，紫外灯烘干；
步骤6：传送通过0.5T的磁场，激发负离子释放。
其中，矿石粉末采用海鸥石、电气石、锗矿石、黑铅硅石按质量比1:1:1:1球磨而成。
实施例2
一种灭菌保鲜片的制备方法，按以下步骤进行：
步骤1：配比将塑料原料为pp材料、矿石粉末、壳聚糖、碳酸盐和海藻酸钠放入干式球磨机内， 在氩气保护气氛和室温下进行高能球磨12小时，得粒径为5～10μm的混合料，磨球与混合料的质量 比为13:1，磨球直径为6.5mm，球磨公转转速为250r/min；其中，塑料原料65重量份、矿石粉末6重 量份、壳聚糖7重量份、海藻酸钠5重量份、碳酸盐10重量份，塑料原料为pp材料，碳酸盐以碳酸铷、 碳酸锶以及碳酸钙按摩尔比1:1:3混合而成；
步骤2：将混合料加入高、低速捏合机中，以650r/min低速搅拌5min后改为1200r/min高速搅拌， 搅拌与加热同时进行，当混合料温度达到70℃，加入钛酸酯偶联剂；当温度达到95℃时，加入润滑剂； 当温度达到120℃时，由高速搅拌转为低速搅拌，并抽真空8min；其中，钛酸酯偶联剂的添加量为5 重量份、润滑剂的添加量2重量份；
步骤3：卸料至冷却混合器进行冷却搅拌，冷却混合器的搅拌速度为80r/min，待混合料温度下降 至35℃以下，放料至料槽；
步骤4：通过上料设备进入挤出机，挤出机的温度为170～190℃，通过挤出机进行搅拌塑化并通过 模具挤出，使其厚薄均匀出片，片料的厚度为1mm；
步骤5：片料经过冷却定型后风冷干燥，紫外灯烘干；
步骤6：传送通过0.8T的磁场，激发负离子释放。
其中，矿石粉末采用礌石、岩盐、六环石、麦饭石、天寿石按质量比2:3:2:2:1球磨而成。
实施例3
本实施例与上述实施例1的区别点在于：塑料原料采用PE材料与PVC材料按1:1混合而成， 步骤1中，塑料原料58重量份、矿石粉末10重量份、壳聚糖8重量份、海藻酸钠8重量份、碳酸 盐10重量份，矿石粉末采用海鸥石、桂宝石、木鱼石按质量比3:2:2球磨而成，其他条件均保持 不变。
实施例4
本实施例与上述实施例1的区别点在于：
步骤1中，碳酸盐为碳酸钙；其他条件均保持不变。
实施例5
一种灭菌保鲜片的制备方法，按以下步骤进行：
步骤1：配比将塑料原料为pp材料、矿石粉末、壳聚糖、碳酸盐和海藻酸钠放入干式球磨机内， 在氩气保护气氛和室温下进行高能球磨15小时，得粒径为3～8μm的混合料，磨球与混合料的质量比 为15:1，磨球直径为5mm，球磨公转转速为280r/min；其中，塑料原料65重量份、矿石粉末6重量份、 壳聚糖7重量份、海藻酸钠5重量份、碳酸盐10重量份，塑料原料为pp材料，碳酸盐以碳酸铷、碳酸 锶以及碳酸钙按摩尔比1:1:3混合而成；
步骤2：将混合料加入高、低速捏合机中，以600r/min低速搅拌4min后改为1100r/min高速搅拌， 搅拌与加热同时进行，当混合料温度达到80℃，加入钛酸酯偶联剂；当温度达到100℃时，加入润滑剂； 当温度达到120℃时，由高速搅拌转为低速搅拌，并抽真空10min；其中，钛酸酯偶联剂的添加量为5 重量份、润滑剂的添加量2重量份；
步骤3：卸料至冷却混合器进行冷却搅拌，冷却混合器的搅拌速度为100r/min，待混合料温度下降 至35℃以下，放料至料槽；
步骤4：通过上料设备进入挤出机，挤出机的温度为170～190℃，通过挤出机进行搅拌塑化并通过 模具挤出，使其厚薄均匀出片，片料的厚度为0.8mm；
步骤5：片料经过冷却定型后风冷干燥，紫外灯烘干；
步骤6：传送通过0.5T的磁场，激发负离子释放。
其他条件均保持不变。
对照例1
一种灭菌保鲜片的制备方法，按以下步骤进行：
步骤1：配比将塑料原料、矿石粉末、壳聚糖、碳酸盐和海藻酸钠放入干式球磨机内，在氩气保护 气氛和室温下进行高能球磨12小时，得粒径为5～10μm的混合料，磨球与混合料的质量比为13:1， 磨球直径为6.5mm，球磨公转转速为250r/min；其中，塑料原料为pp材料，60重量份、矿石粉末7重 量份、壳聚糖5重量份、海藻酸钠10重量份、碳酸盐12重量份，塑料原料为pp材料，碳酸盐以碳酸 铷、碳酸锶以及碳酸钙按摩尔比1:1:3混合而成；
步骤2：将混合料加入高、低速捏合机中，以650r/min低速搅拌5min后改为1200r/min高速搅拌， 搅拌与加热同时进行，当混合料温度达到70℃，加入钛酸酯偶联剂；当温度达到95℃时，加入润滑剂； 当温度达到120℃时，由高速搅拌转为低速搅拌，并抽真空8min；其中，钛酸酯偶联剂的添加量为3 重量份、润滑剂的添加量3重量份；
步骤3：卸料至冷却混合器进行冷却搅拌，冷却混合器的搅拌速度为80r/min，待混合料温度下降 至35℃以下，放料至料槽；
步骤4：通过上料设备进入挤出机，挤出机的温度为170～190℃，通过挤出机进行搅拌塑化并通过 模具挤出，使其厚薄均匀出片，片料的厚度为1mm；
步骤5：片料经过冷却定型后风冷干燥，紫外灯烘干。
值得注意的是，本对照例的其余因素设定均与实施例1相同。
对照例2
一种灭菌保鲜片的制备方法，按以下步骤进行：
S1:将天然矿石磨成2000目以上的矿石细粉备用；
S2：经过挤出造粒后注塑成型制备塑料载体片；
S3：将矿石细粉混合至UV光油中并涂抹于0.2～1mm厚的塑料载体片的表面并固化。
空白对照例
本实施例与上述实施例1的区别点在于：
步骤1中，不添加矿石细粉、壳聚糖和海藻酸钠；其他条件均保持不变。
性能测试
采用对照例1、对照例2、空白对照例制得的灭菌保鲜片作为对照组，以上述实施例1～5制备 得到的灭菌保鲜片作为试验组，进行材料负离子浓度和诱生空气负氧离子量测试、抗病菌测试。
(1)材料负离子浓度和诱生空气负氧离子量测试：
①采用矿石负离子测试仪(IT-10)对实施例1～5以及对照例1～2所制备得到的灭菌保鲜片进 行测试；
②诱生空气负氧离子量测试:根据GB/T 28628-2012进行测定；
分别根据对照例1、对照例2、空白对照例以及实施例1～5的制备方法得到灭菌保鲜片，测量 出各组分的灭菌保鲜片的初始负离子激发浓度、初始诱发负氧离子浓度以及365天后各组分灭菌保 鲜片的负离子激发浓度和诱发负氧离子浓度。
结果如表1所示。
表1为负离子浓度测试结果
根据表1可以得到，实施例1～5制备得到的灭菌保鲜片初始负离子激发浓度和初始诱发负氧 离子浓度明显高于对照例1～2以及空白对照例，且使用365天后仍能激发较高浓度的负离子，而 对照例2的灭菌保鲜片初始负离子激发浓度和初始诱发负氧离子浓度虽高于对照例1，但使用365 天后，负离子激发浓度和诱发负氧离子浓度明显下降，诱发负氧离子生成的持久性低于实施例1～ 5制备得到的灭菌保鲜片。
(2)抗病菌测试
设置8组实验组，分别对应对照例1、对照例2、空白对照例以及实施例1～5，每组实验组设置三 个培养皿，分别记为1、2、3，每组实验组的培养皿内分别对应放入一张直径为8.5mm的灭菌保鲜片， 再在各培养皿内放入胰蛋白胨大豆琼脂培养基，在胰蛋白胨大豆琼脂培养基凝固后接种细菌悬液，每组 培养皿中分别接种大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌，保温箱30℃培育72小时，记录每组实验 组菌落数。
细菌繁殖体悬液和胰蛋白胨大豆琼脂培养基根据《消毒技术规范》(2002年版)制备；
结果如表2所示。
表2为抗病菌测试结果
根据表2可以得到，实施例1～5制备得到的灭菌保鲜片抑菌率在99％以上，因此，本申请的 灭菌保鲜片具有优秀的抗菌效果。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的一种灭菌保鲜片及其制备方法和应用， 但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领 域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添 加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节， 在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于 本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下， 可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再 另行说明。
Claims (10)
1.一种灭菌保鲜片的制备方法，其特征在于：按以下步骤进行：
步骤1：配比将塑料原料、矿石粉末、壳聚糖、碳酸盐和海藻酸钠放入干式球磨机内，在惰性保护气氛和室温下进行高能球磨10～15小时，得混合料；其中，塑料原料30～79重量份、矿石粉末5～15重量份、壳聚糖3～15重量份、海藻酸钠3～10重量份、碳酸盐5～15重量份；
步骤2：将混合料加入高、低速捏合机中，以600～800r/min低速搅拌3～5min后改为1000～1200r/min高速搅拌，搅拌与加热同时进行，当混合料温度达到65～80℃，加入偶联剂；当温度达到95～100℃时，加入润滑剂；当温度达到120℃时，由高速搅拌转为低速搅拌，并抽真空5～10min；其中，偶联剂的添加量为2～5重量份、润滑剂的添加量3～6重量份；
步骤3：卸料至冷却混合器进行冷却搅拌，待混合料温度下降至35℃以下，放料至料槽；
步骤4：通过上料设备进入挤出机，通过挤出机进行搅拌塑化并通过模具挤出，使其厚薄均匀出片；
步骤5：片料经过冷却定型后风冷干燥，紫外灯烘干；
步骤6：传送通过0.05～3T磁场，激发负离子释放。
2.根据权利要求1所述的一种灭菌保鲜片的制备方法，其特征在于：在所述步骤1中，磨球与混合料的质量比为10～15:1，磨球直径为5～8mm，球磨公转转速为200～280r/min，保护气氛为氮气或氩气。
3.根据权利要求1所述的一种灭菌保鲜片的制备方法，其特征在于：在所述步骤1中，塑料原料采用PVC材料、PE材料、ABS材料、PP材料、PU材料、PC材料、PMMA材料、PET材料、PA材料、EVA材料、PPS材料中的一种或至少两种的组合。
4.一种如权利要求1所述的一种灭菌保鲜片的制备方法，其特征在于：在所述步骤1中，所述矿石粉末采用以下天然矿石中的一种或一种以上球磨而成：海鸥石、电气石、蛋白石、龙江石、六环石、麦饭石、北投石、礌石、独居石、奇才石、奇冰石、锗矿石、黑铅硅石、木鱼石、黄土石、玉石、黑砭石、桂宝石、天寿石、绿寿石、岩盐。
5.一种如权利要求1所述的一种灭菌保鲜片的制备方法，其特征在于：在所述步骤1中，球磨后的所述混合料的粒径在3～15μm。
6.一种如权利要求1所述的一种灭菌保鲜片的制备方法，其特征在于：在所述步骤4中，片料的厚度为0.2～1mm。
7.一种如权利要求1所述的一种灭菌保鲜片的制备方法，其特征在于：在所述步骤1中，所述碳酸盐为碳酸钙、碳酸铷、碳酸锶、碳酸镁、碳酸钾中的一种或至少两种的组合。
8.一种如权利要求1所述的一种灭菌保鲜片的制备方法，其特征在于：在所述步骤3中，所述冷却混合器的搅拌速度为60～100r/min。
9.一种由权利要求1～8任一项所述的灭菌保鲜片的制备方法制得的灭菌保鲜片。
10.根据权利要求9所述灭菌保鲜片的应用，其特征在于：所述灭菌保鲜片在食品冷链、食品保藏、食物冷藏中的应用。
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