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一种保鲜用包装膜材料及其制备方法

文献发布时间:2023-06-19 19:30:30



技术领域

本申请涉及包装膜材料技术领域,更具体地说,它涉及一种保鲜用包装膜材料及其制备方法。

背景技术

众所周知,食品包装薄膜是用来包裹在食品表面,主要用以隔离分解微生物细菌和外来污染物的进入,防止及延长食品变质的高聚物材料。如今世界上最通用的食品包装膜一般为人造聚合物材料(如聚乙烯,聚丙烯等),主要来自于石油工业,即俗称的塑料膜。这种膜造价低廉、无毒、理化性能优良,但是也有着两个很严重的缺陷。第一:塑料膜极难降解,废弃的塑料膜会造成严重的环境问题,如今的地球已经深受废弃塑料制品所引发的白色污染的伤害。因此,开发新的食品包装膜减少甚至替代塑料膜的使用,是未来研究的热点之一。第二:塑料膜的保鲜能力和抗菌性效果微弱,而这两种性能是食品包装所需求的,尤其是果蔬类产品,二者越强,所包装食品的寿命越长。

申请号为CN2021112590207的中国发明专利文件公开了一种食品包装膜材料,包括壳聚糖和美洲大蠊提取物,所述壳聚糖和美洲大蠊提取物的质量比为1:0.1~0.4;其中,所述壳聚糖通过如下步骤制备:向美洲大蠊药渣中加入NaOH溶液进行脱蛋白处理,干燥后用盐酸脱除药渣中的无机盐,然后再加入漂白剂完成脱色,经冻干处理得甲壳素,再向甲壳素中加入浓碱液进行脱乙酰化处理,即得壳聚糖。

上述包装膜材料具有可降解、无毒无害、抗菌、抗氧化效果,而且还利用了美洲大蠊药渣,实现了废物利用,但针对上述中的相关技术,发明人发现该包装材料用于果蔬包装时,果蔬新鲜度持久性不佳,保鲜能力有待提升。

发明内容

为了提高包装膜材料的保鲜能力,延长果蔬的新鲜持久性,本申请提供一种保鲜用包装膜材料及其制备方法。

第一方面,本申请提供一种保鲜用包装膜材料,采用如下的技术方案:

一种保鲜用包装膜材料,包括以下重量份的原料:3-8份明胶、1.5-4份壳聚糖、0.06-0.1份增塑剂、0.05-0.08份抗氧化剂、0.08-0.1份热稳定剂、0.2-0.4份硅烷偶联剂、1-2份抗菌保鲜剂、1-2份改性聚乳酸纤维、0.3-0.8份二氧化钛。

通过采用上述技术方案,采用明胶作为包装膜的基体使用,明胶是一种可降解、易溶于水的物质,是由胶原蛋白部分水解的产物,含有氨基、羟基、羧基等官能团,并且具有凝胶性,形成的膜具有质地比较软的特点,壳聚糖是生物大分子,具有一定的抗菌、抗病毒能力,其结构本身较为稳定,可以与明胶形成氢键,会产生一定的结合力,从而改善包装膜的抗拉强度和断裂伸长率,改性聚乳酸纤维和抗菌保鲜剂在硅烷偶联剂的作用下,与壳聚糖、明胶的相容性好,能分散均匀,改性聚乳酸纤维能增强包装膜的拉伸强度和韧性,抗菌保鲜剂能提升包装膜的抗菌性和保鲜能力,当包装膜用于包裹果蔬时,因果蔬的呼吸作用会产生乙烯,乙烯会使果蔬发生脱落、成熟、衰老、腐烂等生理性反应,二氧化钛作为光催化剂,能将乙烯分解成为二氧化碳和水,而且二氧化钛还具有抗菌活性,气味抑制、自清洁作用,在薄膜中起到防雾剂的作用,而且二氧化钛能延长水蒸气在包装膜中的渗透路径,在制备包装膜时,明胶、壳聚糖会在二氧化钛周围形成包覆结构,而且二氧化钛不存在微孔,因此能使包装膜的透湿系数减小,阻隔性加强,保鲜力提高,使果蔬的贮藏时间延长。

可选的,所述抗菌保鲜剂的制备方法包括以下步骤:

将秋葵秸秆纤维、聚乙烯醇和去离子水混合,超声分散,加入硝酸银和柠檬酸,混合均匀后,在40-50℃下干燥20-24h,置于紫外灯下照射3-5h,得到载银秋葵秸秆纤维;

将所述载银秋葵秸秆纤维与改性聚酯、碳酸氢钠混合,挤出、造粒、粉磨。

通过采用上述技术方案,秋葵秸秆纤维主要由秋葵秸秆皮经煮练、漂白等工艺制成,提高了秋葵秸秆纤维的脱胶效果,使秋葵秸秆纤维表面粗糙,有纵向缝隙,横向有枝节,具有较好的抱合力,有利于吸收硝酸银和柠檬酸,以秋葵秸秆纤维作为载体,将硝酸银和柠檬酸通过浸渍和聚乙烯醇的黏附,负载于秋葵秸秆纤维内部和表面,在紫外灯照射下,硝酸银被还原成纳米银,因此在秋葵秸秆纤维的内部和表面形成分布均匀且粒径小、具有抗菌性的纳米银颗粒,而柠檬酸中氢离子极性较强,使乙烯分子更易于发生极化作用而被吸附,而且秋葵秸秆纤维负载柠檬酸对乙烯分子有物理吸附作用,也有化学吸附作用,吸附量大,能降低乙烯对果蔬品质的影响,防止果蔬腐烂;最后利用改性聚酯作为外层将载银秋葵秸秆纤维进行包覆,并利用碳酸氢钠作为致孔剂,在外层上形成细微孔隙,从而使载银秋葵秸秆纤维上的纳米银和柠檬酸能缓慢有效释放出来,纳米银能持续抗菌,延长抗菌时效,柠檬酸能持续吸附乙烯,的抗菌和吸附乙烯,从而使果蔬被包裹后,不易因乙烯气体的产生而导致果蔬快速成熟并腐烂,因此能达到长效保鲜的效果,延长果蔬保鲜时效。

可选的,所述抗菌保鲜剂包括以下重量份的组分:5-10份秋葵秸秆纤维、2-3份硝酸银、1-2份聚乙烯醇、100份去离子水、0.5-2份柠檬酸、1-3份改性聚酯、0.3-0.8份碳酸氢钠。

通过采用上述技术方案,以上各原料能制成具有缓慢有效释放纳米银和柠檬酸的抗菌保鲜剂,且在改性聚酯外层的作用下,使得抗菌保鲜剂能改善包装膜的力学强度。

可选的,所述改性聚乳酸纤维的制备方法如下:

将聚乳酸、聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯、纳米纤维素晶须和偶联改性氧化锌混合,熔融纺丝,制得聚乳酸纤维;

将聚乙醇酸用六氟代异丙醇溶解,加入氯化钠、氧化石墨烯和微米级分子筛,混合均匀,将所述聚乳酸纤维在其中浸渍30-40min,去离子水清洗后晾干。

通过采用上述技术方案,聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯对氧气、二氧化碳和谁蒸汽具有更高的气体阻隔性,而且其具有更高的机械强度,更优异的物理-力学性能,能改善聚乳酸的阻隔性和力学强度,纳米纤维素晶须能改善聚乳酸纤维的断裂伸长率和柔韧性,而且使聚乳酸的结晶度增加,使小分子气体透过包装膜的困难程度增加,使包装膜材料的阻隔性提升,经偶联改性的氧化锌在聚乳酸中分散均匀,能改善聚乳酸纤维的拉伸强度和断裂伸长率,另外增加聚乳酸纤维的抗菌能力;聚乙醇酸具有可降解性、柔韧性和生物相容性好的特点,将其溶解后,与微米级分子筛、氧化石墨烯等混合均匀,聚乙醇酸在聚乳酸纤维上成膜,改善了聚乳酸纤维的抗拉伸强度,提高耐撕裂强度,以氯化钠作为致孔剂,在聚乙醇酸外膜上形成孔隙,从而使聚乳酸纤维上负载的氧化锌持续释放抗菌能力,延长抗菌和保鲜时效,聚乙醇酸外膜上含有的氧化石墨烯能增加聚乙醇酸对氧气和水蒸气的阻隔性,微米级分子筛与聚乳酸的相容性好,而且对乙烯的吸附力强,从而制成阻隔性和力学性能强,能吸收乙烯,具有保鲜时效长,抗菌性持久的改性聚乳酸纤维。

可选的,所述改性聚乳酸纤维的各原料重量份如下:1-3份聚乳酸、0.5-1份聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯、0.6-1.2份纳米纤维素晶须、0.3-0.6份偶联改性氧化锌、0.5-1.5份聚乙醇酸、10份六氟代异丙醇、0.1-0.5份氯化钠、0.3-0.5份氧化石墨烯、0.3-0.7份微米级分子筛。

通过采用上述技术方案,以上各原料能制成具有抗菌和保鲜性能持久的改性聚乳酸纤维,降低果蔬的水分蒸腾作用,防止果蔬腐烂。

可选的,所述熔融纺丝温度为190-200℃,纺丝速度为100-150m/min,喷丝孔直径为0.5-0.6mm,纺丝电压为30-40KV。

可选的,所述壳聚糖选自没食子酸接枝壳聚糖、香草酸接枝壳聚糖和丁香酸接枝壳聚糖中的至少一种。

通过采用上述技术方案,壳聚糖虽然是一种可用于食品包装的生物聚合物,其具有亲水性,水蒸气更容易吸附在包装膜上,导致水蒸气的扩散作用增强,阻隔作用减弱,因此采用没食子酸、香草酸或丁香酸这些苯甲酸接枝在壳聚糖上,形成共价键,从而极大的限制了壳聚糖的亲水性,降低包装膜对水分的亲和力,同时接枝壳聚糖中所含有的大量的苯环结构,也减弱了壳聚糖分子内和分子间的氢键作用,使得包装膜的水蒸气透过系数更低,增强了包装膜对水蒸气的阻隔性,另外没食子酸接枝到壳聚糖上形成的分子间氢键作用及聚合物网络间的物理连接可以降低分子的流动性以及包装膜的自由度,增强包装膜的拉伸强度和韧性,而且没食子酸、香草酸和丁香酸具有抗菌性,能增强壳聚糖的抗菌力,提高包装膜的抗菌性。

可选的,所述增塑剂为柠檬酸三丁酯、乙酰基柠檬酸三丁酯、甘油中的至少一种。

可选的,所述热稳定剂为环氧油酸钙、环氧硬脂酸锌酯中的至少一种。

第二方面,本申请提供一种保鲜用包装膜材料的制备方法,采用如下的技术方案:一种保鲜用包装膜材料的制备方法,包括以下步骤:

将明胶加入到去离子水中,常温浸泡20-30min,然后升温至60-65℃搅拌30-40min,制得浓度为8-10wt%的明胶溶液;

将壳聚糖溶解于浓度为2-3wt%的醋酸溶液中,制得浓度为3-5wt%的壳聚糖溶液;

将硅烷偶联剂溶解,加入抗菌保鲜剂、二氧化钛和改性聚乳酸纤维,混合均匀后与明胶溶液和壳聚糖溶液混合,加入增塑剂、热稳定剂和抗氧化剂,混合均匀后,流延、干燥、冷却,制得包装膜材料。

通过采用上述技术方案,利用明胶溶液和壳聚糖溶液的相互作用,形成氢键,使得包装膜具有较好的抗拉强度和断裂伸长率,利用硅烷偶联剂改善抗菌保鲜剂、二氧化钛和改性聚乳酸与明胶溶液、壳聚糖溶液的相容性,使各原料在明胶溶液和壳聚糖溶液的共混物中分散均匀,从而形成光滑、致密的包装膜。

综上所述,本申请具有以下有益效果:

1、由于本申请采用明胶作为包装膜的基体,并利用壳聚糖改善包装膜的抗拉强度和断裂伸长率,同时提高包装膜的抗菌性和保鲜力,另外添加二氧化钛作为光催化剂,对果蔬产生的乙烯进行分解,降低乙烯对果蔬的影响,防止果蔬腐烂,另外还使用抗菌保鲜剂和改性聚乳酸纤维,抗菌保鲜剂具有长效抗菌和保鲜力,改性聚乳酸纤维能提高包装膜的阻隔力,阻碍水分的整体作用,防止果蔬受到外源细菌的侵染或推迟潜伏在果实内的病菌发作成病害的时间,有效抑制腐烂,而且还能提升包装膜的拉伸强度和断裂伸长率。

2、本申请中优选采用秋葵秸秆纤维作为载体,在其内部和表面负载纳米银和柠檬酸,制得载银秋葵秸秆纤维,并在载银秋葵秸秆纤维上包覆改性聚酯外层,利用碳酸氢钠作为致孔剂,在改性聚酯外层上形成微孔,从而使纳米银和柠檬酸可以缓慢释放,延长了抗菌保鲜剂的抗菌和保鲜持久性,另外改性聚酯和秋葵秸秆纤维能提高包装膜的力学强度。

3、本申请中优选采用聚乳酸、聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯、纳米纤维素晶须和偶联改性氧化锌经熔融纺丝,制成聚乳酸纤维,然后在聚乳酸纤维上浸渍以聚乙醇酸为成膜物质的外膜,以氯化钠作为致孔剂在聚乙醇酸外膜上形成微孔,使氧化锌不断释放抗菌能力,达到长效抗菌效果,而且外膜上的氧化石墨烯也能达到抗菌效果,而且还能提高聚乳酸纤维的阻隔性,微米级分子筛能吸附乙烯,提高改性聚乳酸纤维的保鲜力,延长果蔬的新鲜度。

具体实施方式

抗菌保鲜剂的制备例1-6

制备例1:(1)将10kg秋葵秸秆纤维、2kg聚乙烯醇和100份去离子水混合,以400W的功率超声分散20min,加入3kg硝酸银和2kg柠檬酸,混合均匀后,在50℃下干燥20h,置于紫外灯下照射5h,得到载银秋葵秸秆纤维,秋葵秸秆纤维由以下方法制得:将秋葵秸秆剥皮得到秸秆皮,将秸秆皮在2.5g/L的盐酸中,60℃下水浴加热2h,水洗后,用浓度为15wt%的氢氧化钠煮练3h,水洗后,用1.5g/L的双氧水和3g/L的碱液(由少见、纯碱和硅酸钠按照1:2:1的质量比组成)在95℃下煮30min,然后用浓度为5wt%的氢氧化钠和浓度为2wt%的碳酸钠在100℃下煮练2h,水洗;

(2)将载银秋葵秸秆纤维与3kg改性聚酯、0.8kg碳酸氢钠混合,在220℃下挤出、造粒、粉磨至10nm纳米,改性聚酯的特性粘度为0.68dl/g,选自吴江富东舜星化纤厂。

制备例2:(1)将5kg秋葵秸秆纤维、1kg聚乙烯醇和100份去离子水混合,以400W的功率超声分散20min,加入2kg硝酸银和0.5kg柠檬酸,混合均匀后,在40℃下干燥24h,置于紫外灯下照射3h,得到载银秋葵秸秆纤维,秋葵秸秆纤维由以下方法制得:将秋葵秸秆剥皮得到秸秆皮,将秸秆皮在2.5g/L的盐酸中,60℃下水浴加热2h,水洗后,用浓度为15wt%的氢氧化钠煮练3h,水洗后,用1.5g/L的双氧水和3g/L的碱液(由少见、纯碱和硅酸钠按照1:2:1的质量比组成)在95℃下煮30min,然后用浓度为5wt%的氢氧化钠和浓度为2wt%的碳酸钠在100℃下煮练2h,水洗;

(2)将载银秋葵秸秆纤维与1kg改性聚酯、0.3kg碳酸氢钠混合,在220℃下挤出、造粒、粉磨至20nm,改性聚酯的特性粘度为0.68dl/g,选自吴江富东舜星化纤厂。

制备例3:与制备例1的区别在于,未添加硝酸银。

制备例4:与制备例1的区别在于,未添加柠檬酸。

制备例5:与制备例1的区别在于,未添加碳酸氢钠。

制备例6:与制备例1的区别在于,未进行步骤(2),以载银秋葵秸秆纤维作为抗菌保鲜剂。

改性聚乳酸纤维的制备例7-13

制备例7:(1)将3kg聚乳酸、1kg聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯、1.2kg纳米纤维素晶须和0.6kg偶联改性氧化锌混合,在200℃下熔融纺丝,制得聚乳酸纤维,纺丝速度为100m/min,喷丝孔直径为0.6mm,纺丝电压为40KV,聚乳酸型号为4032D,聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯选自玖丰隆,型号为JFL,偶联改性氧化锌的制法为:将氧化锌在40℃乙醇中回流1h后超声分散20min,用盐酸调节pH至2后加入浓度为2.5wt%的硅烷偶联剂KH550,在40℃下搅拌回流1h后,用氢氧化钠调节pH至10,回流2h后离心5min,在80℃下干燥;

(2)将1.5kg聚乙醇酸用10kg六氟代异丙醇溶解,加入0.5kg氯化钠、0.5kg氧化石墨烯和0.7kg ZSM-5型微米级分子筛,混合均匀,将所述聚乳酸纤维在其中浸渍40min,去离子水清洗后晾干。

制备例8:(1)将1kg聚乳酸、0.5kg聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯、0.6kg纳米纤维素晶须和0.3kg偶联改性氧化锌混合,在190℃下熔融纺丝,制得聚乳酸纤维,纺丝速度为150m/min,喷丝孔直径为0.5mm,纺丝电压为30KV,聚乳酸型号为4032D,聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯选自玖丰隆,型号为JFL,偶联改性氧化锌的制法为:将氧化锌在40℃乙醇中回流1h后超声分散20min,用盐酸调节pH至2后加入浓度为2.5wt%的硅烷偶联剂KH550,在40℃下搅拌回流1h后,用氢氧化钠调节pH至10,回流2h后离心5min,在80℃下干燥;(2)将0.5kg聚乙醇酸用10kg六氟代异丙醇溶解,加入0.1kg氯化钠、0.3kg氧化石墨烯和0.3kg ZSM-5型微米级分子筛,混合均匀,将所述聚乳酸纤维在其中浸渍40min,去离子水清洗后晾干。

制备例9:与制备例7的区别在于,步骤(2)中未添加氧化石墨烯。

制备例10:与制备例7的区别在于,步骤(2)中未添加微米级分子筛。

制备例11:与制备例7的区别在于,步骤(1)中未添加偶联改性氧化锌。

制备例12:与制备例7的区别在于,步骤(1)中未添加纳米纤维素晶须。

制备例13:与制备例7的区别在于,步骤(1)中未添加聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯。

实施例

实施例1:一种保鲜用包装膜材料,原料用量如表1所示,壳聚糖为没食子酸接枝壳聚糖,增塑剂为甘油,抗氧化剂为1010,热稳定剂为环氧油酸钙,硅烷偶联剂为KH550,抗菌保鲜剂由制备例1制成,改性聚乳酸纤维由制备例7制成,二氧化钛粒径为10nm。

上述的保鲜用包装膜材料的制备方法,包括以下步骤:

S1、将明胶加入到去离子水中,常温浸泡30min,然后升温至65℃搅拌30min,制得浓度为10wt%的明胶溶液;

S2、将壳聚糖溶解于浓度为2wt%的醋酸溶液中,制得浓度为5wt%的壳聚糖溶液;

S3、将硅烷偶联剂用乙醇溶解至浓度为5wt%,加入抗菌保鲜剂、二氧化钛和改性聚乳酸纤维,混合均匀后与明胶溶液和壳聚糖溶液混合,加入增塑剂、热稳定剂和抗氧化剂,混合均匀后,流延、干燥、冷却,制得包装膜材料。

表1实施例1-3中保鲜用包装膜材料的原料用量

实施例2:一种保鲜用包装膜材料,原料用量如表1所示,壳聚糖为没食子酸接枝壳聚糖,增塑剂为柠檬酸三丁酯,抗氧化剂为1010,热稳定剂为环氧油酸钙,硅烷偶联剂为KH550,抗菌保鲜剂由制备例2制成,改性聚乳酸纤维由制备例8制成,二氧化钛粒径为10nm;

上述的保鲜用包装膜材料的制备方法,包括以下步骤:

S1、将明胶加入到去离子水中,常温浸泡20min,然后升温至60℃搅拌40min,制得浓度为8wt%的明胶溶液;

S2、将壳聚糖溶解于浓度为3wt%的醋酸溶液中,制得浓度为3wt%的壳聚糖溶液;

S3、将硅烷偶联剂用乙醇溶解至浓度为5wt%,加入抗菌保鲜剂、二氧化钛和改性聚乳酸纤维,混合均匀后与明胶溶液和壳聚糖溶液混合,加入增塑剂、热稳定剂和抗氧化剂,混合均匀后,流延、干燥、冷却,制得包装膜材料。

实施例3:一种保鲜用包装膜材料,与实施例1的区别在于,壳聚糖的脱乙酰度为90%,分子量为1.5×10

实施例4:一种保鲜用包装膜材料,与实施例1的区别在于,抗菌保鲜剂由制备例3制成。

实施例5:一种保鲜用包装膜材料,与实施例1的区别在于,抗菌保鲜剂由制备例4制成。

实施例6:一种保鲜用包装膜材料,与实施例1的区别在于,抗菌保鲜剂由制备例5制成。

实施例7:一种保鲜用包装膜材料,与实施例1的区别在于,抗菌保鲜剂由制备例6制成。

实施例8:一种保鲜用包装膜材料,与实施例1的区别在于,改性聚乳酸纤维由制备例9制成。

实施例9:一种保鲜用包装膜材料,与实施例1的区别在于,改性聚乳酸纤维由制备例10制成。

实施例10:一种保鲜用包装膜材料,与实施例1的区别在于,改性聚乳酸纤维由制备例11制成。

实施例11:一种保鲜用包装膜材料,与实施例1的区别在于,改性聚乳酸纤维由制备例12制成。

实施例12:一种保鲜用包装膜材料,与实施例1的区别在于,改性聚乳酸纤维由制备例13制成。

对比例

对比例1:一种保鲜用包装膜材料,与实施例1的区别在于,未添加抗菌保鲜剂。

对比例2:一种保鲜用包装膜材料,与实施例1的区别在于,未添加二氧化钛。

对比例3:一种保鲜用包装膜材料,与实施例1的区别在于,未添加改性聚乳酸纤维。

对比例4:可降解包装膜材料,其原料按质量浓度百分比由1.00%的稻草秸秆纤维、3.00%的玉米交联淀粉、3.00%的聚乙烯醇-羧甲基纤维素混合液、2.28%的乙二醛、3.79%的甘油、86.93%的去离子水组成,且聚乙烯醇-羧甲基纤维素混合液由聚乙烯醇和羧甲基纤维素按1:2的质量比例混合而成,具体按照以下步骤实施

步骤1,称取质量浓度百分比是1.00%的稻草秸秆纤维、3.00%的玉米交联淀粉、3.00%的聚乙烯醇-羧甲基纤维素混合液、2.28%的乙二醛、3.79%的甘油、86.93%的去离子水;

步骤2,将步骤1中称取的玉米交联淀粉和部分去离子水充分混匀,并于90℃恒温水浴搅拌至糊化,得到玉米交联淀粉溶液,其中去离子水的使用量占总去离子水质量的一半;将步骤1中称取的聚乙烯醇-羧甲基纤维素混合液、稻草秸秆纤维和剩余部分去离子水充分混匀,得到第一混合液;

步骤3,将步骤1中称取的乙二醛、甘油,与步骤2中的玉米交联淀粉溶液、第一混合液充分混匀,然后于85℃水浴搅拌30min,获得第二混合液;

步骤4,将所述第二混合液流延至玻璃板上,玻璃板上液体厚度为2.55mm,静置15min,之后于80℃干燥3h,然后冷却至室温,最后将包装薄膜揭下,获得可降解包装膜材料,且可降解包装膜材料的厚度为0.158mm。

性能检测试验

按照实施例和对比例中的方法制备包装膜材料,并参照以下方法检测包装膜材料的性能,将检测结果记录于表2中。

1、拉伸强度和断裂伸长率:按照GB/T13022-91《塑料薄膜拉伸性能试验方法》进行检测;

2、透气性:按照GB/T1038-2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法压差法》进行测试;3、保鲜能力:将包装膜材料裁切成250mm×250mm的薄膜,在封口机上将对折后的薄膜两端封口,制成保鲜袋;选择大小均匀,成熟度一致,无病害和机械损伤的芒果,分成17组,其中12组作为实施例组,4组作为对比例组,将芒果密封保鲜,以未用保鲜袋密封的芒果作为对照组,将18组芒果置于25-28℃的室温下贮藏,每组试验重复3次,检测以下性能:(1)腐烂指数:试验时观察果实的腐烂面积大小,按照腐烂面积粘果实总面积的比例将果实分为5个等级:4级腐烂(果实腐烂面积大于50%);3级腐烂(果实腐烂面积30-50%);2级腐烂(果实腐烂面积10-30%);1级腐烂(果实腐烂面积小于10%);0级腐烂(果实无腐烂),根据以上的腐烂级别计算腐烂指数:腐烂指数(%)=(腐烂级别×该腐烂级别的芒果个数)/(最高腐烂级别×检查总芒果数)×100%;

(2)失重率:水果在贮藏过程中,营养物质会不断地被消耗,水分也会发生蒸腾作用,果实的质量会减小,采用直接称重法计算失重率可表示果实的质量损失,失重率的计算方法为:失重率(%)=(Wo-Wi)/Wo×100%,Wo为贮藏前芒果的质量,单位为g,Wi为贮藏第i天时芒果的质量,单位为g。

表2保鲜用包装膜材料的性能检测结果

实施例1和实施例2中分别使用制备例1和制备例2制成的抗菌保鲜剂,且采用制备例7和制备例8制成的改性聚乳酸纤维,由表2内数据可以看出,实施例1和实施例2制得的包装膜材料具有较好的阻隔性,力学强度高,而且对水果具有较佳的保鲜效果,延长贮藏周期。

实施例3中使用未接枝的壳聚糖,与实施例1相比,实施例3制备的包装膜材料拉伸强度减弱,韧性降低,而且对水蒸气的阻隔能力下降,透湿量增大,芒果被密封包裹后,在第6天和第12天的腐烂指数和失重率比实施例1大,保鲜能力下降。

实施例4中使用制备例3制成的抗菌保鲜剂,制备例3中未将硝酸银与秋葵秸秆纤维混合,即未在秋葵秸秆纤维上负载纳米银,包装膜材料的力学强度和阻隔性变化不大,但腐烂指数和失重率增大,说明纳米银能改善包装膜的抗菌性和保鲜能力。

实施例5与实施例1相比,使用制备例4制成的抗菌保鲜剂,制备例4中未在秋葵秸秆纤维内添加柠檬酸,实施例5制备的包装膜材料的拉伸强度、断裂伸长率、透湿量等测试结果与实施例1相近,而腐烂指数和失重率显著增大,说明柠檬酸能改善包装膜材料的保鲜能力。

实施例6中使用制备例5制成的抗菌保鲜剂,其中在改性聚酯内添加碳酸氢钠,无法在改性聚酯皮层上形成微孔,秋葵秸秆纤维上负载的纳米银和柠檬酸无法释放,导致包装膜材料的抗菌和保鲜能力下降显著。

实施例7中抗菌保鲜剂为载银秋葵秸秆纤维,包装膜材料的力学强度有所减弱,而且在第6天时,芒果的腐烂指数和失重率反而比实施例1小,抗菌保鲜能力强,但在12天时,腐烂指数和失重率显著增大,什么未添加改性聚酯纤维和碳酸氢钠,载银秋葵秸秆纤维具有较好的初始保鲜抗菌能力,但随着时间的延长,抗菌保鲜能力变差。

实施例8和实施例9与实施例1相比,分别使用制备例9和制备例10制成的改性聚乳酸纤维,制备例9中在聚乳酸纤维浸渍时,溶液中未含氧化石墨烯,实施例10中未添加微米级分子筛,实施例9制备的包装膜材料透湿量和透二氧化碳系数增大,阻隔性减弱,保鲜和抗菌力下降,实施例10制备的包装膜材料阻隔性反而变好,但腐烂指数和失重率下降,说明分子筛中存在孔隙,添加分子筛会使薄膜的气体透过系数增大,但会增加包装膜对乙烯的吸附,提高保鲜能力。

实施例10利用制备例11制成的改性聚乳酸纤维,其中聚乳酸纤维中未添加偶联改性氧化锌,包装膜的透湿量和透二氧化碳系数增大,腐烂指数和失重率明显增大,抗菌保鲜力显著下降。

实施例11中采用制备例12制成的改性聚乳酸,制备例12中制备聚乳酸纤维时,未添加纳米纤维素晶须,与实施例1相比,实施例11中包装膜材料的拉伸强度和断裂伸长率有所减弱,说明纳米纤维素晶须能够改善聚乳酸的强度和模量,而且表2内显示,包装膜材料的透湿量增大,芒果的腐烂指数和失重率增大,说明纳米纤维素晶须能显著增加聚乳酸纤维的阻隔性,增大保鲜能力。

实施例12中使用制备例13制成的改性聚乳酸纤维,在制备聚乳酸纤维时,未添加聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯,实施例12制备的包装膜材料的拉伸强度和断裂伸长率与实施例1相比,有所减弱,且对二氧化碳的阻隔性减弱,腐烂指数和失重率比实施例1大,保鲜能力减弱。

对比例1中未添加抗菌保鲜剂,包装膜材料的力学强度有所下降,而且阻隔性减弱,保鲜能力下降;对比例2中未添加二氧化钛,包装膜材料的力学强度变化不大,但阻隔性有所减弱,保鲜能力下降。

对比例3中未添加改性聚乳酸纤维,包装膜材料的拉伸强度等力学性能下降,阻隔性减弱,保鲜能力下降。

对比例4为现有技术制备的可降解包装膜材料,其具有较好的力学强度,但透湿量和透二氧化碳系数比实施例1大,阻隔性不及实施例1,而且对芒果的保鲜能力不如实施例1。

对照组中芒果未使用保鲜袋密封,芒果在第6天时的腐烂指数大,而且在第12天时,腐烂指数高达90.2%,说明包装膜材料能降低腐烂指数,抑制蒸腾作用,降低水果的失重率。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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