CN114097873B - 一种带有纳米果胶涂层的透气保鲜膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有纳米果胶涂层的透气保鲜膜，属于果蔬保鲜技术领域。该保鲜膜包括底膜，底膜一侧设置有灭菌涂层，灭菌涂层外侧设置有纳米气泡层；底膜上分布设置有孔；灭菌涂层、纳米气泡层包括果胶和海藻酸钠，灭菌涂层还包括分散于果胶上的纳米二氧化钛；纳米气泡层还包括分散于果胶上的纳米气泡水；灭菌涂层对侧的所述底膜上设置有吸附涂层，吸附涂层包括果胶、魔芋胶。该保鲜膜包括底膜、纳米气泡层、灭菌涂层、吸附涂层，通过各层之间的协同作用，使得在保鲜过程种通过纳米气泡的气调、二氧化钛的灭菌及分解乙烯、水分及二氧化碳的外排等，使得果蔬有较长的保鲜期，提高经济价值。
Description
技术领域
本发明属于保鲜技术领域，具体涉及一种带有纳米果胶涂层的透气保鲜膜。
背景技术
保鲜膜保鲜是一种果蔬保鲜的常用手段，通过保鲜膜的隔离减少果蔬与外部环境的接触，从而降低被病菌污染的程度，从而延长食品的保鲜期。但现有的保鲜膜保鲜期一般在3-5天，时间较短，难以满足市场需求。果胶是一类非淀粉类多糖物质，富含于高等植物的细胞中，无异味，乳化、增稠、稳定胶凝作用良好，是一种重要的食品添加剂。果胶作为大分子有机物，具有较好的持水能力，现已有部分研究将果胶作为保鲜膜的材料，但仍存在着保鲜周期较短，保鲜效果不佳等问题。
发明内容
本发明提供了一种带有纳米果胶涂层的透气保鲜膜，以解决上述技术问题。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种带有纳米果胶涂层的透气保鲜膜，所述保鲜膜包括底膜，所述底膜一侧设置有灭菌涂层，所述灭菌涂层外侧设置有纳米气泡层；
所述底膜上分布设置有孔，孔径为8-15μm；
所述灭菌涂层、纳米气泡层包括果胶和海藻酸钠，所述果胶的分子量为5-10kDa，酯化度为35-60%；
所述灭菌涂层还包括分散于所述果胶上的纳米二氧化钛；
所述纳米气泡层还包括分散于所述果胶上的纳米气泡水；
所述灭菌涂层对侧的所述底膜上设置有吸附涂层，所述吸附涂层包括果胶、魔芋胶。将保鲜膜分为底膜、灭菌涂层、纳米气泡层、吸附涂层，使用时，纳米气泡层朝内贴在果蔬上，而吸附涂层朝外，纳米气泡中含有气体，可对覆盖于保鲜膜内的果蔬进行气调，设置的灭菌涂层中的二氧化钛能分解果蔬熟化产生的乙烯，而吸附涂层则用于吸附水及二氧化碳等并向外排放，避免由于环境条件变化而影响保鲜膜内的果蔬品质。
进一步地，所述保鲜膜的制备方法为灭菌涂层、纳米气泡层依次喷涂于底膜的一侧上，晾干；再将吸附涂层喷涂于底膜的另一侧上，晾干，制得。
进一步地，所述灭菌涂层的制备方法为：
S1、果胶制备：果皮切块，洗净，干燥粉碎，加酸水浴处理，过滤取滤液，再加入乙醇，静置，离心，取沉淀并用乙醇洗涤，然后再溶于水中，加入蔗糖，搅拌溶解，调节pH4.5-5.5，再加入氯化钙溶液，搅拌至沉淀不再增加，沉淀过滤、洗涤、干燥，制得；果皮可以选用百香果果皮；
S2、涂层制备：海藻酸钠溶于水，然后加入S1中的果胶，搅拌均匀，再加入纳米二氧化钛，搅拌均质，制得。
进一步地，所述纳米二氧化钛经以下处理：十二烷基磺酸钠溶于50-70℃水中，加入纳米二氧化钛搅拌均匀，再加入氧化石墨烯，然后超声处理，干燥，加入三硬脂酸甘油酯混合均匀后研磨制得。先使用十二烷基磺酸钠对二氧化钛进行改性，有助于它与其他涂层原料的交联混合；由于纳米二氧化钛比表面积很大，改性完成后为防止团聚，使用了三硬脂酸甘油酯处理，以免团聚后影响膜溶液的使用及效果；加入的氧化石墨烯能与二氧化钛上的游离羟基结合，提高抗菌性能，而且氧化石墨烯上含有的多种基团有助于二氧化钛在涂层中的分散混合。
进一步地，所述纳米气泡层的制备方法为：
S3、果胶制备：果皮切块，洗净，干燥粉碎，加酸水浴处理，过滤取滤液，再加入乙醇，静置，离心，取沉淀并用乙醇洗涤，然后再溶于水中，加入蔗糖，搅拌溶解，调节pH4.5-5.5，再加入氯化钙溶液，搅拌至沉淀不再增加，沉淀过滤、洗涤、干燥，制得；果皮可以选用百香果果皮；
S4、纳米气泡水制备：麦饭石粉碎，加酸搅拌处理，过滤取沉淀并用蒸馏水冲洗至pH为中性得麦饭石微粒；用纳米气泡发生器制备纳米气泡水，将麦饭石微粒加入纳米气泡水中，搅拌浸泡，制得；
S5、涂层制备：海藻酸钠溶于水，加入S3中的果胶，搅拌均匀，然后再加入S4中的纳米气泡水，搅拌均匀，制得。
进一步地，所述纳米气泡使用的气体为二氧化碳，气体用量为1-4mg/L，所述纳米气泡的粒径大小为60-80nm。由于果蔬呼吸作用会产生二氧化碳，为抑制其呼吸作用，降低新陈代谢，因此，使用的纳米气泡中含有二氧化碳气体，在使用过程中，纳米气泡逐渐破裂释放二氧化碳，从而改变保鲜膜内的气体成分，有助于保鲜效果的提升。
进一步地，所述二氧化碳中含有氧气，所述氧气的体积为二氧化碳体积的0.2-0.3倍。在二氧化碳中混入极少量的氧气，能满足果蔬最低需求的呼吸作用，保证其生理活性，延长保鲜期。
进一步地，所述吸附涂层上还分散设置有吸附粒，所述吸附粒为含有魔芋胶的凹凸棒。吸附粒使用凹凸棒在于其吸附能力较强，使用魔芋胶在于其吸水能力较强。
进一步地，所述吸附粒分为A和B两份，将A份加入魔芋胶溶液中，浸泡，搅拌，取出干燥，粉碎，再与B份混合均匀制得；所述吸附粒A与B的重量之比为1:1.2-1.5。
进一步地，所述吸附涂层制备方法为：
S6、果胶制备：果皮切块，洗净，干燥粉碎，加酸水浴处理，过滤取滤液，再加入乙醇，静置，离心，取沉淀并用乙醇洗涤，然后再溶于水中，加入蔗糖，搅拌溶解，调节pH4.5-5.5，再加入氯化钙溶液，搅拌至沉淀不再增加，沉淀过滤、洗涤、干燥，制得；果皮可以选用百香果果皮；
S7、吸附粒制备：吸附粒分为A和B两份，将A份加入魔芋胶溶液中，浸泡，搅拌，取出干燥，粉碎，再与B份混合均匀制得；
S8、涂层制备：将魔芋胶溶于水，加入S6中的果胶，搅拌均匀，然后再加入S7中的吸附粒，搅拌均匀，制得。
进一步地，所述吸附涂层使用的果胶分子量为15-30kDa，酯化度为65-80%；由于果胶的吸水能力与分子量及酯化度有关，因此吸附涂层使用的果胶分子量和酯化度都比较高，主要用于吸附经灭菌涂层处理乙烯后形成的水分并蒸发排出，避免水分积累而影响保鲜效果。
本发明的优点是：1、保鲜膜包括底膜、纳米气泡层、灭菌涂层、吸附涂层，通过各层之间的协同作用，使得在保鲜过程种通过纳米气泡的气调、二氧化钛的灭菌及分解乙烯、水分及二氧化碳的外排等，使得果蔬有较长的保鲜期，提高经济价值；2、使用的果胶来源于果皮，极大地提高了果皮的开发价值且绿色环保。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的保鲜膜结构示意图
附图标记：1-底膜，11-灭菌涂层，12-纳米气泡层，13-吸附涂层。
实施方式
为便于更好地理解本发明，结合附图通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
实施例
一种带有纳米果胶涂层的透气保鲜膜，如图1所示，该保鲜膜包括底膜1，底膜1一侧设置有灭菌涂层11，灭菌涂层11外侧设置有纳米气泡层12；
底膜1上分布设置有孔，孔径为8μm；
灭菌涂层11、纳米气泡层12包括果胶和海藻酸钠，果胶的分子量为5kDa，酯化度为35%；
灭菌涂层11还包括分散于果胶上的纳米二氧化钛；
纳米气泡层12还包括分散于果胶上的纳米气泡水；
灭菌涂层11对侧的底膜1上设置有吸附涂层13，吸附涂层13包括果胶、魔芋胶。
保鲜膜的制备方法为灭菌涂层11、纳米气泡层12依次喷涂于底膜1的一侧上，晾干；再将吸附涂层13喷涂于底膜1的另一侧上，晾干，制得。
灭菌涂层11的制备方法为：
S1、果胶制备：果皮切块，洗净，干燥粉碎，加酸水浴处理，过滤取滤液，再加入乙醇，静置，离心，取沉淀并用乙醇洗涤，然后再溶于水中，加入蔗糖，搅拌溶解，调节pH4.5，再加入氯化钙溶液，搅拌至沉淀不再增加，沉淀过滤、洗涤、干燥，制得；
S2、涂层制备：海藻酸钠溶于水，然后加入S1中的果胶，搅拌均匀，再加入纳米二氧化钛，搅拌均质，制得。
纳米二氧化钛经以下处理：十二烷基磺酸钠溶于50℃水中，加入纳米二氧化钛搅拌均匀，再加入氧化石墨烯，然后超声处理，干燥，加入三硬脂酸甘油酯混合均匀后研磨制得。
纳米气泡层12的制备方法为：
S3、果胶制备：果皮切块，洗净，干燥粉碎，加酸水浴处理，过滤取滤液，再加入乙醇，静置，离心，取沉淀并用乙醇洗涤，然后再溶于水中，加入蔗糖，搅拌溶解，调节pH4.5，再加入氯化钙溶液，搅拌至沉淀不再增加，沉淀过滤、洗涤、干燥，制得；
S4、纳米气泡水制备：麦饭石粉碎，加酸搅拌处理，过滤取沉淀并用蒸馏水冲洗至pH为中性得麦饭石微粒；用纳米气泡发生器制备纳米气泡水，将麦饭石微粒加入纳米气泡水中，搅拌浸泡，制得；
S5、涂层制备：海藻酸钠溶于水，加入S3中的果胶，搅拌均匀，然后再加入S4中的纳米气泡水，搅拌均匀，制得。
纳米气泡使用的气体为二氧化碳，气体用量为1mg/L，纳米气泡的粒径大小为60nm。
二氧化碳中含有氧气，氧气的体积为二氧化碳体积的0.2倍。
吸附涂层13上还分散设置有吸附粒，吸附粒为含有魔芋胶的凹凸棒。
吸附粒分为A和B两份，将A份加入魔芋胶溶液中，浸泡，搅拌，取出干燥，粉碎，再与B份混合均匀制得；吸附粒A与B的重量之比为1:1.2。
吸附涂层13制备方法为：
S6、果胶制备：果皮切块，洗净，干燥粉碎，加酸水浴处理，过滤取滤液，再加入乙醇，静置，离心，取沉淀并用乙醇洗涤，然后再溶于水中，加入蔗糖，搅拌溶解，调节pH4.5，再加入氯化钙溶液，搅拌至沉淀不再增加，沉淀过滤、洗涤、干燥，制得；
S7、吸附粒制备：吸附粒分为A和B两份，将A份加入魔芋胶溶液中，浸泡，搅拌，取出干燥，粉碎，再与B份混合均匀制得；
S8、涂层制备：将魔芋胶溶于水，加入S6中的果胶，搅拌均匀，然后再加入S7中的吸附粒，搅拌均匀，制得。
实施例
一种带有纳米果胶涂层的透气保鲜膜，保鲜膜包括底膜1，底膜1一侧设置有灭菌涂层11，灭菌涂层11外侧设置有纳米气泡层12；
底膜1上分布设置有孔，孔径为15μm；
灭菌涂层11、纳米气泡层12包括果胶和海藻酸钠，果胶的分子量为10kDa，酯化度为60%；
灭菌涂层11还包括分散于果胶上的纳米二氧化钛；
纳米气泡层12还包括分散于果胶上的纳米气泡水；
灭菌涂层11对侧的底膜1上设置有吸附涂层13，吸附涂层13包括果胶、魔芋胶。
保鲜膜的制备方法为灭菌涂层11、纳米气泡层12依次喷涂于底膜1的一侧上，晾干；再将吸附涂层13喷涂于底膜1的另一侧上，晾干，制得。
灭菌涂层11的制备方法为：
S1、果胶制备：果皮切块，洗净，干燥粉碎，加酸水浴处理，过滤取滤液，再加入乙醇，静置，离心，取沉淀并用乙醇洗涤，然后再溶于水中，加入蔗糖，搅拌溶解，调节pH5.5，再加入氯化钙溶液，搅拌至沉淀不再增加，沉淀过滤、洗涤、干燥，制得；
S2、涂层制备：海藻酸钠溶于水，然后加入S1中的果胶，搅拌均匀，再加入纳米二氧化钛，搅拌均质，制得。
纳米二氧化钛经以下处理：十二烷基磺酸钠溶于70℃水中，加入纳米二氧化钛搅拌均匀，再加入氧化石墨烯，然后超声处理，干燥，加入三硬脂酸甘油酯混合均匀后研磨制得。
纳米气泡层12的制备方法为：
S3、果胶制备：果皮切块，洗净，干燥粉碎，加酸水浴处理，过滤取滤液，再加入乙醇，静置，离心，取沉淀并用乙醇洗涤，然后再溶于水中，加入蔗糖，搅拌溶解，调节pH5.5，再加入氯化钙溶液，搅拌至沉淀不再增加，沉淀过滤、洗涤、干燥，制得；
S4、纳米气泡水制备：麦饭石粉碎，加酸搅拌处理，过滤取沉淀并用蒸馏水冲洗至pH为中性得麦饭石微粒；用纳米气泡发生器制备纳米气泡水，将麦饭石微粒加入纳米气泡水中，搅拌浸泡，制得；
S5、涂层制备：海藻酸钠溶于水，加入S3中的果胶，搅拌均匀，然后再加入S4中的纳米气泡水，搅拌均匀，制得。
纳米气泡使用的气体为二氧化碳，气体用量为4mg/L，纳米气泡的粒径大小为80nm。
二氧化碳中含有氧气，氧气的体积为二氧化碳体积的0.3倍。
吸附涂层13上还分散设置有吸附粒，吸附粒为含有魔芋胶的凹凸棒。
吸附粒分为A和B两份，将A份加入魔芋胶溶液中，浸泡，搅拌，取出干燥，粉碎，再与B份混合均匀制得；吸附粒A与B的重量之比为1:1.5。
吸附涂层13制备方法为：
S6、果胶制备：果皮切块，洗净，干燥粉碎，加酸水浴处理，过滤取滤液，再加入乙醇，静置，离心，取沉淀并用乙醇洗涤，然后再溶于水中，加入蔗糖，搅拌溶解，调节pH5.5，再加入氯化钙溶液，搅拌至沉淀不再增加，沉淀过滤、洗涤、干燥，制得；
S7、吸附粒制备：吸附粒分为A和B两份，将A份加入魔芋胶溶液中，浸泡，搅拌，取出干燥，粉碎，再与B份混合均匀制得；
S8、涂层制备：将魔芋胶溶于水，加入S6中的果胶，搅拌均匀，然后再加入S7中的吸附粒，搅拌均匀，制得。
对比例1
除不含纳米气泡层外，其余均与实施例1相同。
对比例2
除不含灭菌涂层外，其余均与实施例1相同。
对比例3
除不含吸附涂层外，其余均与实施例1相同。
对比例4
不含纳米气泡层、灭菌涂层、吸附涂层。
对比例5
市场购买的某品牌保鲜膜。
试验
分别测试实施例及对比例中的百香果外观（颜色和皱纹）、失重率等指标。各指标的测试方法为：外观（颜色和皱纹）：颜色变化情况；皱纹主要通过观察数量及深浅情况；失重率测定：通过称量涂膜存储前后质量的差别测定，以判断百香果的失水情况；失重率=储存前后的质量差/储存前的质量*100%。
从广西南宁的某农场采摘一批大小相近、表皮完整的新鲜百香果分成7组，每份20个，单果重量为38.5-40.3g；将各组的百香果分别按上述实施例和对比例组的方法进行处理，然后测定记录存储20天后每组百香果的指标情况。
表1各组存储20天情况记录表
| 组别 | 外观（颜色/褶皱/腐烂情况） | 失重率% |
| 实施例1 | 果体颜色鲜艳，有光泽，表皮稍偶有凹陷 | 2.18 |
| 实施例2 | 果体颜色鲜艳，较有光泽，表皮稍有凹陷 | 2.24 |
| 对比例1 | 果体颜色较暗，稍有光泽，表皮部分塌陷 | 4.05 |
| 对比例2 | 果体颜色灰黑，偶有霉点，表皮褶皱较多，表皮塌陷 | 3.16 |
| 对比例3 | 果体颜色较暗，表皮褶皱较多，表皮塌陷 | 4.65 |
| 对比例4 | 果体稍显灰白色，褶皱较多，表皮塌陷 | 5.12 |
| 对比例5 | 果体显灰白或灰黑色，部分有霉点，褶皱较多，表皮塌陷 | 5.24 |
从实施例1-2与对比例5的数据相比，可知，采用本发明申请处理后的百香果颜色、褶皱、失重率等指标数据均优于对比例5，表明本发明申请的保鲜方法具有较好的保鲜效果。
从实施例1与对比例1-4的数据相比，可知，本发明的保鲜膜包括底膜、纳米气泡层、灭菌涂层、吸附涂层，通过各层之间的协同作用，使得在保鲜过程种通过纳米气泡的气调、二氧化钛的灭菌及分解乙烯、水分及二氧化碳的外排等，从而使得果蔬有较长的保鲜期，提高经济价值。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种带有纳米果胶涂层的透气保鲜膜，其特征在于，所述保鲜膜包括底膜（1），所述底膜（1）一侧设置有灭菌涂层（11），所述灭菌涂层（11）外侧设置有纳米气泡层（12）；
所述底膜（1）上分布设置有孔，孔径为8-15μm；
所述灭菌涂层（11）、纳米气泡层（12）包括果胶和海藻酸钠；
所述灭菌涂层（11）还包括分散于所述果胶上的纳米二氧化钛；
所述纳米气泡层（12）还包括分散于所述果胶上的纳米气泡水；
所述灭菌涂层（11）对侧的所述底膜（1）上设置有吸附涂层（13），所述吸附涂层（13）包括果胶、魔芋胶；
所述灭菌涂层（11）的制备方法为：
S1、果胶制备：果皮切块，洗净，干燥粉碎，加酸水浴处理，过滤取滤液，再加入乙醇，静置，离心，取沉淀并用乙醇洗涤，然后再溶于水中，加入蔗糖，搅拌溶解，调节pH4.5-5.5，再加入氯化钙溶液，搅拌至沉淀不再增加，沉淀过滤、洗涤、干燥，制得；
S2、涂层制备：海藻酸钠溶于水，然后加入S1中的果胶，搅拌均匀，再加入纳米二氧化钛，搅拌均质，制得；
所述纳米气泡层（12）的制备方法为：
S3、果胶制备：果皮切块，洗净，干燥粉碎，加酸水浴处理，过滤取滤液，再加入乙醇，静置，离心，取沉淀并用乙醇洗涤，然后再溶于水中，加入蔗糖，搅拌溶解，调节pH4.5-5.5，再加入氯化钙溶液，搅拌至沉淀不再增加，沉淀过滤、洗涤、干燥，制得；
S4、纳米气泡水制备：麦饭石粉碎，加酸搅拌处理，过滤取沉淀并用蒸馏水冲洗至pH为中性得麦饭石微粒；用纳米气泡发生器制备纳米气泡水，将麦饭石微粒加入纳米气泡水中，搅拌浸泡，制得；
S5、涂层制备：海藻酸钠溶于水，加入S3中的果胶，搅拌均匀，然后再加入S4中的纳米气泡水，搅拌均匀，制得。
2.根据权利要求1所述的一种带有纳米果胶涂层的透气保鲜膜，其特征在于，所述保鲜膜的制备方法为灭菌涂层（11）、纳米气泡层（12）依次喷涂于底膜（1）的一侧上，晾干；再将吸附涂层（13）喷涂于底膜（1）的另一侧上，晾干，制得。
3.根据权利要求2所述的一种带有纳米果胶涂层的透气保鲜膜，其特征在于，所述纳米二氧化钛经以下处理：十二烷基磺酸钠溶于50-70℃水中，加入纳米二氧化钛搅拌均匀，再加入氧化石墨烯，然后超声处理，干燥，加入三硬脂酸甘油酯混合均匀后研磨制得。
4.根据权利要求3所述的一种带有纳米果胶涂层的透气保鲜膜，其特征在于，所述纳米气泡使用的气体为二氧化碳，气体用量为1-4mg/L，所述纳米气泡的粒径大小为60-80nm。
5.根据权利要求4所述的一种带有纳米果胶涂层的透气保鲜膜，其特征在于，所述二氧化碳中含有氧气，所述氧气的体积为二氧化碳体积的0.2-0.3倍。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种带有纳米果胶涂层的透气保鲜膜，其特征在于，所述吸附涂层（13）上还分散设置有吸附粒，所述吸附粒为含有魔芋胶的凹凸棒。
7.根据权利要求6所述的一种带有纳米果胶涂层的透气保鲜膜，其特征在于，所述吸附粒分为A和B两份，将A份加入魔芋胶溶液中，浸泡，搅拌，取出干燥，粉碎，再与B份混合均匀制得；所述吸附粒A与B的重量之比为1:1.2-1.5。
8.根据权利要求7所述的一种带有纳米果胶涂层的透气保鲜膜，其特征在于，所述吸附涂层（13）制备方法为：
S6、果胶制备：果皮切块，洗净，干燥粉碎，加酸水浴处理，过滤取滤液，再加入乙醇，静置，离心，取沉淀并用乙醇洗涤，然后再溶于水中，加入蔗糖，搅拌溶解，调节pH4.5-5.5，再加入氯化钙溶液，搅拌至沉淀不再增加，沉淀过滤、洗涤、干燥，制得；
S7、吸附粒制备：吸附粒分为A和B两份，将A份加入魔芋胶溶液中，浸泡，搅拌，取出干燥，粉碎，再与B份混合均匀制得；
S8、涂层制备：将魔芋胶溶于水，加入S6中的果胶，搅拌均匀，然后再加入S7中的吸附粒，搅拌均匀，制得。
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