CN114149628A - 一种柠檬纳米保鲜膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及果蔬保鲜技术领域，公开了一种柠檬纳米保鲜膜及其制备方法，所述保鲜膜各组分按重量份数计，包括聚乙烯30‑50份，纳米分子筛8‑15份，纳米TiO212‑20份，纳米SiO210‑15份，防雾母粒8‑15份，吸水制剂8‑20份；所述吸水制剂按重量份数计，包括纳米植物纤维5‑12份以及古尔胶改性聚丙烯腈纤维3‑8份。本申请的柠檬纳米保鲜膜，添加多种纳米级材料，能够有效改善覆膜的通透性等，使其更加利于柠檬保鲜；其中添加的防雾母粒和吸水制剂能够有效地防雾吸水，避免柠檬表面因环境温度较低而成雾造成果实冻伤损坏，且通过吸水颗粒能够吸附果皮表面的大量水分，以延长柠檬的保存时间。

Description

一种柠檬纳米保鲜膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及果蔬保鲜技术领域，具体而言，涉及一种柠檬纳米保鲜膜及其制备方法。
背景技术
安岳柠檬产自四川省资阳市安岳县，是中国国家地理标志产品，远销国内外各个地区。安岳柠檬以尤力克为主要栽种品种，经过不断选育而成，再配上得天独厚的自然条件，使得柠檬中的柠檬油、柠檬酸、VC以及可溶性固形物等营养物质远高于其他地区种植的柠檬，且出汁率高，果香浓郁。
通过观测安岳柠檬特殊品种果实的生长、采收贮存过程中呼吸作用与营养成分和感观指标与成分的变化，对各种具有保鲜作用的可食性物质和环境因子的耐受性，从而得安岳柠檬特定的生理生化变化规律，对于气调贮藏尤为重要。纳米包装材料具有低透氧率、低透湿率和阻隔CO2的优点，采用纳米材料制备的保鲜膜能够有效调整柠檬表面的空气成分，还能分解柠檬表面促进成熟的乙烯等物质，减缓柠檬生长，实现气调贮藏。
柠檬腐烂的主要原因是感染病菌，导致青霉病或绿霉病，致病菌为青霉菌、意大利青霉、指梗青霉，这些致病菌生长的必要条件是舒润潮湿的环境，所以通过控制柠檬与覆膜之间环境的含水量就能有效应对柠檬腐烂的问题。
正是由于安岳柠檬的水分含量高、易氧化物含量高，并且远销各地，因此在采摘后，需要通过保鲜膜包覆于柠檬果实表面，以延长柠檬果实的保鲜期，避免在远距离、长时间地运输中，果实极易出现腐烂损坏。然而，现有的保鲜膜通常采用聚乙烯制备得到，仅通过隔绝柠檬表面与外界空气来抑制柠檬的腐败变质，却没能解决保鲜膜与柠檬表面之间的空气环境，导致保鲜作用有限，保鲜时间短。因此，我们急需一种能够延长保鲜期、有效抑制柠檬表面有害微生物生长的柠檬保鲜膜。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：
现有的果蔬保鲜膜所能保鲜的时长有限，在安岳柠檬果皮表面包覆保鲜膜，在长时间、远距离运输后，果实腐烂损害的程度深、数量多，严重影响了安岳柠檬的销售和使用。
本发明采用的技术方案：
本发明提供了一种柠檬纳米保鲜膜及其制备方法，所述保鲜膜各组分按重量份数计，包括聚乙烯30-50份，纳米分子筛8-15份，纳米TiO212-20份，纳米SiO210-15份，防雾母粒8-15份，吸水制剂8-20份；
所述吸水制剂按重量份数计，包括纳米植物纤维5-12份以及古尔胶改性聚丙烯腈纤维3-8份。
本发明采用的技术机理：
(1)聚丙烯腈是一种吸水性强的高分子材料，但存在强度低、耐磨性低、抗疲劳性低的问题，若将聚丙烯腈作为保鲜膜原料之一，制备得到的保鲜膜在使用时容易被磨破受损，无法起到保鲜的作用，因此不适用于作为保鲜膜的原料组分。我们发现，古尔胶中含有大量亲水基团-OH，如图1所示为古尔胶结构图，会与聚丙烯腈中的氨基共聚，形成古尔胶改性聚丙烯腈纤维，改性后的聚丙烯腈具有强度大，耐磨性强，抗疲劳性高的特点，能够长时间保持其吸水作用，且自身不受损坏，因此古尔胶改性聚丙烯腈纤维可作为保鲜膜的一个原料组分；古尔胶作为从天然植物古尔豆中提取的多糖物质，无毒无害，来源广泛，成本低。
(2)采用保鲜膜对柠檬进行覆膜处理后，由于空气中存在大量的水分，使得柠檬表面易滋生霉菌，从而导致柠檬腐烂变质，因此，保持柠檬表面的干燥度对于柠檬保鲜十分重要。因而，本发明选用天然的植物纤维作为干燥剂，选择常见的天然植物纤维，经过超微粉碎处理后，得到纳米植物纤维，将其作为原料添加进保鲜膜中，能够吸附柠檬表面空气中的水分；同时还能够在一定程度上增强覆膜的粗糙度，起到防滑等作用。
(3)古尔胶本身也是一种天然分散剂，在对聚丙烯腈进行改性的同时，也可使纳米植物纤维等各个组分均匀分散于保鲜膜中，使得制备得到的保鲜膜质地均匀，结实耐用。
综上所述，在采用聚丙烯原料制备保鲜覆膜时，添加纳米植物纤维以及古尔胶改性聚丙烯腈纤维，能够显著提升覆膜的保鲜能力，解决柠檬果实在远距离、长时间地运输中，果实极易出现腐烂损坏的问题。
本发明的有益效果表现在：
本申请的覆膜保鲜技术采用纳米级原料，通过添加超微粉碎后的植物纤维以及古尔胶改性聚丙烯腈纤维，能够有效地吸附柠檬果皮表面的大量水分，抑制有害菌的滋生；古尔胶还能起到对聚丙烯腈改性以及作为纳米颗粒分散剂的作用，保证了聚乙烯覆膜能够更好地保鲜，并延长保鲜时间。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
第一，本发明提供了一种柠檬纳米保鲜膜，各组分按重量份数计，包括聚乙烯30-50份，纳米分子筛8-15份，纳米TiO212-20份，纳米SiO210-15份，防雾母粒8-15份，吸水制剂8-20份；所述吸水制剂按重量份数计，包括纳米植物纤维5-12份以及古尔胶改性聚丙烯腈纤维3-8份。
本发明中，用于果蔬等食品类的保鲜膜的主要原料为聚乙烯，聚乙烯制备得到的保鲜膜具有良好的延展性和通透性，且成膜后的聚乙烯无毒无味，制备成保鲜膜，在日常环境中用于包装食品不会影响身体健康。
本发明中，纳米TiO2的光催化性能够将食用菌贮藏中产生的乙烯氧化分解成二氧化碳和水，延缓腐烂速度；纳米分子筛对O2和CO2独特的气体选择性，使它成为了非常适宜的气调包装添加剂，可以得到很好的保鲜效果；纳米SiO2保鲜材料通过硅氧键对CO2和O2的吸附、溶解、扩散和释放作用来调节膜内外CO2和O2的交换量，抑制食用菌呼吸强度，从而起到保鲜的作用；防雾母粒能够改变保鲜袋的透湿、透气性能，防止“结露”现象的发生，更好地实现自主气调。
本发明中，古尔胶改性聚丙烯腈纤维的制备方法包括如下步骤：
(1)量取古尔胶和聚丙烯腈；
(2)将古尔胶置于20-50℃的共溶剂中，并搅拌0.5-1h至完全溶解，得到改性液；
(3)将聚丙烯腈加入改性液，控制温度为60-100℃，搅拌2-3h，直至聚丙烯腈完全溶解，得到混合液；
(4)将混合液于-0.07MPa左右的真空中保温50-70℃，静止脱泡10-30h，干燥，得到古尔胶改性聚丙烯腈纤维。
本发明中，共溶剂为NaSCN水溶液或ZnCl2水溶液，共溶剂的质量浓度为50-60％。
本发明中，纳米植物纤维的原料为天然植物纤维，所述天然植物纤维包括麦麸、稻壳、麦秸、玉米秸秆中的一种或多种。
本发明中，纳米分子筛为纳米级ZSM-5分子筛。
本发明中，防雾母粒包括单甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、山梨糖醇脂肪酸酯及聚氧乙烯脂肪酸酯中的一种或多种。
第二，本发明提供了一种上述柠檬纳米保鲜膜的制备方法，包括如下步骤：
S1将天然植物纤维超微粉碎，得到纳米植物纤维；
S2将S1得到的纳米植物纤维与聚丙烯腈混合，再加入古尔胶，混匀，得到吸水制剂；
S3将聚乙烯加热至80-160℃融化，得到聚乙烯原液；
S4将S2中得到的吸水制剂以及纳米分子筛、纳米TiO2、纳米SiO2、防雾母粒，加入S3得到的聚乙烯原液，混匀；
S5冷却，吹膜，得到柠檬纳米保鲜膜。
本发明中，采用S5得到的柠檬纳米保鲜膜包装采摘后的柠檬时，控制真空度大于0.07MPa。
<实施例>
实施例1
一种柠檬纳米保鲜膜，各组分按重量份数计，包括聚乙烯40份、纳米级ZSM-5分子筛10份、纳米TiO215份、纳米SiO215份、聚甘油脂肪酸酯-山梨糖醇脂肪酸酯10份、纳米植物纤维10份以及古尔胶改性聚丙烯腈纤维4份。
其中，纳米植物纤维按重量份数计，包括5份麦秸和5份玉米秸秆；古尔胶改性聚丙烯腈纤维的制备方法如下：
(1)按重量份数计，量取古尔胶4份，分子量为105-5×105的聚丙烯腈12份；
(2)将古尔胶置于30℃的共溶剂中，共溶剂为质量浓度为50％的NaSCN水溶液，并搅拌1h至完全溶解，得到改性液；
(3)将聚丙烯腈加入改性液，控制温度为70℃，搅拌2h，直至聚丙烯腈完全溶解，得到混合液；
(4)将混合液于-0.07MPa左右的真空中保温55℃，静止脱泡20h，干燥，得到古尔胶改性聚丙烯腈纤维。
上述柠檬纳米保鲜膜的制备方法，包括如下步骤：
S1将天然植物纤维超微粉碎至颗粒粒径为0.8nm左右，得到纳米植物纤维；
S2将S1得到的纳米植物纤维与聚丙烯腈混合，再加入古尔胶，混匀，得到吸水制剂；
S3将聚乙烯加热至105℃融化，得到聚乙烯原液；
S4将S2中得到的吸水制剂以及纳米级ZSM-5分子筛、纳米TiO2、纳米SiO2、聚甘油脂肪酸酯-山梨糖醇脂肪酸酯，加入S3得到的聚乙烯原液，混匀；
S5冷却，吹膜，得到柠檬纳米保鲜膜。
本实施例中，采用S5得到的柠檬纳米保鲜膜包装采摘后的柠檬，控制真空度为0.09MPa左右。
实施例2
本实施例与实施例1的区别技术特征在于，覆膜的制备原料包括聚乙烯40份、纳米分子筛10份、纳米TiO215份、纳米SiO215份、防雾母粒10份、吸水制剂18份。
实施例3
本实施例与实施例1的区别技术特征在于，纳米植物纤维按重量份数计，包括5份麦麸和5份稻壳。
<对比例>
对比例1
本对比例与实施例1的区别技术特征在于，没有添加纳米植物纤维和古尔胶改性聚丙烯腈纤维。
对比例2
本对比例与实施例1的区别技术特征在于，没有添加纳米植物纤维。
对比例3
本对比例与实施例1的区别技术特征在于，没有添加古尔胶改性聚丙烯腈纤维。
<试验例>
样品：实施例1至3，对比例1至3。
分别采用上述样品进行柠檬保鲜处理，统计每一组样品对应的柠檬开始霉变的时间以及保鲜30天后柠檬表皮青霉菌数量。试验结果如表1所示：
表1不同样品保鲜膜保鲜情况实验结果
Figure BDA0003362385480000071
Figure BDA0003362385480000081
如表1可知，实施例组的样品开始出现霉变的时间更长，保鲜30d后病菌数量更少；与对比例组1至3相比，实施例组保鲜时间更长，单位时间保鲜能力更高。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种柠檬纳米保鲜膜，其特征在于，各组分按重量份数计，包括聚乙烯30-50份，纳米分子筛8-15份，纳米TiO212-20份，纳米SiO210-15份，防雾母粒8-15份，吸水制剂8-20份；
所述吸水制剂按重量份数计，包括纳米植物纤维5-12份以及古尔胶改性聚丙烯腈纤维3-8份。
2.根据权利要求1所述的柠檬纳米保鲜膜，其特征在于，各组分按重量份数计，包括聚乙烯38-45份，纳米分子筛8-10份，纳米TiO213-16份，纳米SiO212-15份，防雾母粒8-12份，吸水制剂12-15份；
所述吸水制剂按重量份数计，包括纳米植物纤维8-10份以及古尔胶改性聚丙烯腈纤维4-5份。
3.根据权利要求1所述的柠檬纳米保鲜膜，其特征在于，所述古尔胶改性聚丙烯腈纤维的制备方法包括如下步骤：
(1)量取古尔胶和聚丙烯腈；
(2)将古尔胶置于20-50℃的共溶剂中，并搅拌0.5-1h至完全溶解，得到改性液；
(3)将聚丙烯腈加入改性液，控制温度为60-100℃，搅拌2-3h，直至聚丙烯腈完全溶解，得到混合液；
(4)将混合液于-0.07MPa左右的真空中保温50-70℃，静止脱泡10-30h，干燥，得到古尔胶改性聚丙烯腈纤维。
4.根据权利要求3所述的柠檬纳米保鲜膜，其特征在于，所述共溶剂为NaSCN水溶液或ZnCl2水溶液，所述共溶剂的质量浓度为50-60％。
5.根据权利要求1所述的柠檬纳米保鲜膜，其特征在于，所述纳米植物纤维的原料为天然植物纤维，所述天然植物纤维包括麦麸、稻壳、麦秸、玉米秸秆中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的柠檬纳米保鲜膜，其特征在于，所述纳米分子筛为纳米级ZSM-5分子筛。
7.根据权利要求1所述的柠檬纳米保鲜膜，其特征在于，所述防雾母粒包括单甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、山梨糖醇脂肪酸酯及聚氧乙烯脂肪酸酯中的一种或多种。
8.一种权利要求1至7中任意一项所述的柠檬纳米保鲜膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1将天然植物纤维超微粉碎，得到纳米植物纤维；
S2将S1得到的纳米植物纤维与古尔胶改性聚丙烯腈纤维混匀，得到吸水制剂；
S3将聚乙烯加热融化，得到聚乙烯原液；
S4将S2中得到的吸水制剂以及纳米分子筛、纳米TiO2、纳米SiO2、防雾母粒，加入S3得到的聚乙烯原液，混匀；
S5冷却，吹膜，得到柠檬纳米保鲜膜。
9.根据权利要求8所述的柠檬纳米保鲜膜的制备方法，其特征在于，S3中加热温度为80-160℃。
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