盒式包装鲜玉米常温保鲜方法与流程

本发明属于保鲜技术领域,尤其是一种盒式包装鲜玉米常温保鲜方法。

背景技术：

甜玉米籽粒水含量达到65％-80％，水溶性糖含量高达25％-40％，籽粒皮柔嫩度高，较普通鲜食玉米、糯玉米相比，淀粉酶活性极强，常温5小时后品质迅速劣变，常温最佳可食期仅8-10小时，即使在理想的0℃条件下，仅20-26小时，难以产业化反季节销售。目前，速冻和真空包装灭菌是主要保鲜手段。

速冻全冷链酶、菌休眠保鲜技术模式，也就是鲜食甜玉米采后，去叶—清洗—-40℃速冻—-18℃冷冻贮藏—-18℃运输—-18℃销售—冷冻条件下高温蒸煮食用。该技术保鲜效果虽好，但是设备投入大、耗能大，成本高，特别是我国冷链断环，运销时，常出现解冻或反复冻融，糖美拉德反应产生醛类腥味。真空包装高温蒸煮酶、菌破灭保鲜技术模式，鲜食甜玉米采后，去叶—清洗—装入蒸煮袋—抽真空—高温灭酶(杀青)、灭菌—常温贮藏、销售。但是，真空包装高温加工后，失水严重，葡萄糖α-葡萄糖和β-葡萄糖两个异构体，经过脱水反应后生成5-羟甲基糠醛，5-羟甲基糠醛受热后再生成5-甲基糠醛、糠醛和其它呋喃类物质，作为美拉德反应的中间产物，5-羟甲基糠醛在籽粒中的含量增加，使美拉德反应剧烈，籽粒色泽暗黄、回味苦涩，质构疲软。

糊化后淀粉在贮藏过程中，淀粉分子产生自组现象，其直链淀粉及直链淀粉的直线部分趋向于平行排列，从无定形态回复到晶体态，会导致淀粉的粘性下降、分子的柔性减弱、透明度下降、溶液产生凝聚、相分离或沉淀凝胶的硬度上升等，造成淀粉老化问题，另外贮藏过程中，由于包装盒和包装膜具有一定的透气性，存在氧化和微生物活动。

根据检索，与本申请相关的专利文献公开内容及评价如下：

(1)《甜糯玉米保鲜加工工艺》专利号zl201410175986.6，授权时间2016年6月1日，原料采收期→浸泡护色→预冷→漂烫→冷却→速冻→包装→杀菌→冷冻贮藏等关键技术。对比专利优点：①护色剂选择柠檬酸、异抗坏血酸、亚硫酸钠、多聚磷酸钠、食盐复合液。对比专利缺点：①速冻能耗高，设备投入大、耗能大，成本高，特别是我国冷链断环，运销时，常出现解冻或反复冻融，糖美拉德反应产生醛类腥味。②低温冷冻导致淀粉变性，质构变差

(2)《一种对鲜食玉米进行生物保鲜的方法》专利号zl201310603460.9，授权时间2015年4月15日，原料采收期—漂烫—氯化钠溶液冷却—保鲜剂浸泡—沥干—冷藏。该专利优点：①玉米花粉多糖、溶菌酶、壳聚糖、茶多酚、山梨醇、司盘-80、吐温-80、食用豆油制备涂膜保鲜剂，虽然有防腐保鲜作用，但是保鲜期仅有65天。该专利缺点：①冷藏保鲜，对比常温保鲜能耗高。②化学防腐剂浸泡式表面杀菌，效果差，保鲜期短。

(3)《鲜食甜玉米常温保鲜方法》，专利号zl201110450972，2013年3月20日授权，玉米去须清洗→抽真空→装入外包装充氮封口→反压灭菌。该专利优点：①虽然使用了氮气包装，阻隔性好，该方法使用内部抽真空，然后再放入二层袋子内充n2，外层袋子中的n2有缓冲和保护作用，但是内层袋子依然是真空状态，长期保鲜质构色泽品质难以保持。该对比专利缺点：①氮气与玉米不直接接触，难以发挥作用。

本申请根据现有技术及相关专利的缺陷，进行针对性研发，获得效果更好的盒式包装鲜玉米常温保鲜方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种保鲜性能好、保鲜过程不变色的盒式包装鲜玉米常温保鲜方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种盒式包装鲜玉米常温保鲜方法，步骤如下：

(1)玉米经剥皮机剥皮处理或者人工剥皮，去皮，去须，使用玉米滚杠清洗机协同超声波清洗，清洗杀菌；

(2)微波协同护色剂钝酶处理，先漂烫，漂烫过程中增加超声波处理，控制漂烫温度90-95℃，漂烫3min，微波功率200w，漂烫过程中加入护色液，护色液配方：0.4g/kg柠檬酸、1.0g/kgd-异抗坏血酸钠、0.1g/kgcacl2；

(3)漂烫后的玉米进入冰水冷却机，把漂汤后的玉米中心温度降到10℃以下，之后进入风干机，风干后涂膜；

(4)表面活性剂抗菌、抗氧化、抗老化涂膜处理：风干后的玉米进行涂膜，涂膜剂配方为：2％～2.5％蔗糖、3％-5％磷脂，0.3％-0.5％魔芋葡或苷聚糖、0.6％-0.8％聚葡萄糖-δ-内酯、0.2％-0.4％羧甲基纤维素钠、1.0％-1.2％β-葡聚糖，涂膜处理后风干；

(5)将风干后的玉米装入耐高温高压聚丙烯包装盒，使用改性pp材料制备耐高温包装盒，包装盒厚度1-2mm，盒子规格：长×宽×高＝220mm×80mm×6mm；包装盒向盒内充入氮气后封口；

(7)反压灭菌：

灭菌采用臭氧微纳米气泡水，臭氧处理浓度为2mg/l，处理时间为8min，通过风量为0.15m³/min；反压灭菌过程温度控制程序如下：

①梯度升温，将充氮包装好的玉米，摆放整齐在灭菌锅的托盘中，入锅，通入冷水，之后蒸汽加热至115℃，压力值0.16mpa，用时18min，保持115℃3min，之后缓慢再升温至121℃，约用时1-2min，总用时22-24min；

②恒温恒压灭菌，杀菌温度121℃，时间30min，杀菌压力0.23mpa；

③梯度降温，杀菌结束后，通入冷空气和少量冷水缓慢降低锅内温度和压力，使温度由121℃缓慢降至110℃，压力恒定0.23mpa，用时7min；温度由110℃缓慢降低至90℃，压力降到0.20mpa，压力下降速度为0.002～0.003mpa/min，用时约8min，维持2min；温度由90℃缓慢降低至60℃，用时约9min；温度由60℃缓慢降低至40℃，用时约10min；温度由40℃缓慢降低至24-25℃，用时6min，总降温时间约42min。

而且，所述步骤(1)清洗过程如下：使用玉米滚杠清洗机协同超声波清洗，清洗杀菌：将超声清洗与臭氧水清洗结合，超声功率50w、频率35khz，催化反应时间10～15min，臭氧气体投入量2～3mg/l，经过高压微纳米气泡喷头以微纳米气泡的形式溶解于水中，粒径200nm～4um，增大了臭氧与水的接触面积，高效除杂杀菌。

而且，所述耐高温高压聚丙烯包装盒的制备步骤如下：

1)单体hdda接枝改性聚丙烯，使用过氧化二异丙苯为引发剂，苯乙烯为助剂、双官能团单体hdda为接枝单体，β晶型成核剂，通过将庚二酸负载到nano-caco3上，反应生成、改性nano-sio2制备具有高熔体强度的接枝产品；

2)改性nano-sio2制备：先将nano-sio2粒子混入硅烷偶联剂的乙醇溶液中进行表面处理，在40℃条件下，用超声震荡60min后，脱去溶剂，烘干备用；

3)原料配比为pp：hdda:dcp：st：β晶型成核剂：改性nano-sio2＝100:2.8：0.02：0.02：0.4：2，按照实验配比准确称量pp、单体、引发剂、助剂、成核剂混合均匀；将准确量取好的单体hdda和引发剂dcp置于一定量的丙酮中，溶解后，滴洒在混合均匀的pp粉料中，再次混匀，在通风橱中过夜；双螺杆挤出造粒，螺杆挤压条件：转速在185r/min；温度：一区195℃，二区到五区分别保持在220℃、215℃、215℃、220℃。

而且，所述封口膜选择七层共挤膜：聚乙烯/粘合树脂/聚酰胺/乙烯-乙烯醇共聚物/聚酰胺/粘合树脂/聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物，厚度12丝，透氧量为＜30cm³/m²·d·bar，水蒸气透过率＜5g/cm²·d。

而且，纳米雾化水采用10％左右粒径范围在80nm左右的水离子，通过风量0.2m³/min，臭氧气泡和纳米雾化水进行3:4比例混合。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明采用充氮盒式包装，盒子内充氮气、超声清洗、微波协同护色剂钝酶、梯度升温升压、梯度降温降压新工艺，使玉米护色、杀菌、杀青保鲜三为一体，不像真空包装那样褐变、异味，能保留甜玉米更多营养成份，可防止鲜食甜玉米低温冷冻保鲜可溶性固形物下降、能耗大等缺点，能进行大规模工业化生产，并具有绿色、安全性。盒内充n2气调，使鲜玉米贮藏保鲜期内口感鲜嫩、色彩靓丽，常温下保鲜期可达到13个月。

2、本发明采用盒式气调包装鲜食甜玉米，解决了真空包装玉米色泽发暗、味苦等难题。

3、微波协同护色剂钝酶处理技术，抑制酶活，保持甜玉米金黄色泽。

4、本发明将聚丙烯包装盒材料改性，解决变形难题，本发明通过接枝和交联等化学改性方式，使聚丙烯长链上增加长支链，使聚丙烯进行交联反应形成梳状或网状结构。聚丙烯的交联改性是提高聚丙烯热变形温度的有效方法，也能提高聚丙烯的力学性能，β晶型成核剂的添加，提高了材料的透明度、抗张强度等，nano-sio2粒子粒径很小，比表面积大，刚性、热稳定性、尺寸稳定性，能提高pp材料的阻隔性。

5、本发明采用纳米水离子和臭氧微纳米气泡发生协同循环灭菌锅梯度升温升压、恒温恒压杀菌、梯度降温降压灭菌工艺，降低爆袋率，纳米雾化水可以将水分子激发形成结合能力非常强的羟基负离子和氢正离子，因为纳米的小尺寸效应，比表面积大大增强，杀菌抑菌性能更加优越。可以增加灭菌锅内热水、蒸汽等杀菌介质的穿透能力，提高杀菌效果。

附图说明

图1灭菌锅纳米水臭氧气泡发生协同循环装置示意图

图2本发明小试生产的鲜食甜玉米

图3传统真空包装技术生产的鲜食甜玉米。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种盒式包装鲜玉米常温保鲜方法，步骤如下：

(1)玉米经剥皮机剥皮处理或者人工剥皮，去皮，去须，使用玉米滚杠清洗机协同超声波清洗，清洗杀菌：将超声清洗与臭氧水清洗结合，超声功率50w、频率35khz，催化反应时间10～15min，臭氧气体投入量2～3mg/l，经过高压微纳米气泡喷头以微纳米气泡的形式溶解于水中，粒径200nm～4um，增大了臭氧与水的接触面积，高效除杂杀菌。

(2)微波协同护色剂钝酶处理，连续仓式漂烫生产线，仓室内安装有微波发生装置，控制漂烫温度90-95℃，漂烫3min，微波功率200w，护色液配方：0.4g/kg柠檬酸、1.0g/kgd-异抗坏血酸钠、0.1g/kgcacl2。(有研究表明：latorre等发现红甜菜在微波功率为200w处理5min后，其ppo和pod都被灭活90％)。

(3)漂烫后的玉米进入冰水冷却机，把漂汤后的玉米中心温度降到10°以下，之后进入风干机，风干去除水分。

(4)表面活性剂抗菌、抗氧化、抗老化涂膜处理：风干后的玉米，采用涂膜方法，添加：2％～2.5％蔗糖、3％-5％磷脂，0.3％-0.5％魔芋葡、苷聚糖、0.6％-0.8％聚葡萄糖-δ-内酯、0.2％-0.4％羧甲基纤维素钠(cmc)、1.0％-1.2％β-葡聚糖。涂膜处理后风干。

(5)pp(聚丙烯)塑料盒材料交联改性。

现有聚丙烯材料中95％为等规聚丙烯，其分子链均为线性结构，分子量分布相对较窄，导致材料熔体强度较低，其软化点与熔点较为接近，熔程较短，在热成型加工过程中，当温度高于熔点后，pp熔体的强度和粘度都会急剧下降，产品韧性差、低温易脆化、热变形温度低，不能产生次级活动中心，熔体强度低和耐融垂性能差。通过接枝和交联等化学改性方式，使聚丙烯长链上增加长支链，使聚丙烯进行交联反应形成梳状或网状结构。聚丙烯的交联改性是提高聚丙烯热变形温度的有效方法，也能提高聚丙烯的力学性能，β晶型成核剂的添加，提高了材料的透明度、抗张强度等，nano-sio2粒子粒径很小，比表面积大，刚性、热稳定性、尺寸稳定性，能提高pp材料的阻隔性。

制备步骤

1)单体hdda接枝改性聚丙烯，使用过氧化二异丙苯(dcp)为引发剂，苯乙烯(st)为助剂、双官能团单体hdda(1,6-己二醇二丙烯酸酯)为接枝单体，β晶型成核剂(庚二酸巧p晶成核剂，通过将庚二酸负载到nano-caco3上，反应生成、改性nano-sio2(纳米二氧化硅平均粒径20nm)制备具有高熔体强度的接枝产品。

2)改性nano-sio2制备：先将nano-sio2粒子混入硅烷偶联剂(kh-560)的乙醇溶液中进行表面处理，在40℃条件下，用超声震荡60min后，脱去溶剂，烘干备用。

3)原料配比为pp：hdda:dcp：st：β晶型成核剂：改性nano-sio2＝100:2.8：0.02：0.02：0.4：2，按照实验配比准确称量pp、单体、引发剂、助剂、成核剂混合均匀。将准确量取好的单体hdda和引发剂dcp置于一定量的丙酮中，溶解后，滴洒在混合均匀的pp粉料(添加有2％的nano-sio2)中，再次混匀，在通风橱中过夜。双螺杆挤出造粒，螺杆挤压条件：转速在185r/min；温度：一区195℃，二区到五区分别保持在220℃、215℃、215℃、220℃。

4)使用改性后的pp材料制备耐高温包装盒，解决了现有pp盒高温变形难题。包装盒厚度1-2mm，盒子规格：长×宽×高＝220mm×80mm×6mm。

表1制备的高熔体强度聚丙烯性质

(6)充氮包装

将风干后的玉米装入耐高温高压聚丙烯(pp)包装盒，充氮包装采用全自动仓式气调包装机，工作原理：将玉米装入盒内，仓室形成负压抽真空，真空度0.0006mpa～-0.001mpa，抽真空时间8-10s，充氮时间4-5s，氮气流量20m³/h，氮气纯度＞99.999％。包装盒向盒内充入氮气后封口。

所述封口膜选择七层共挤膜pe/tie/pa/evoh/pa/tie/eva：(聚乙烯/粘合树脂/聚酰胺/乙烯-乙烯醇共聚物/聚酰胺/粘合树脂/聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物)，厚度12丝，透氧量为＜30cm³/m²·d·bar，水蒸气透过率＜5g/cm²·d。

(7)反压灭菌：

现有灭菌锅增加纳米水离子和臭氧微纳米气泡发生协同循环装置，锅外安装不锈钢循环管道，锅内臭氧和纳米水离子通过底部管道上的排气孔均匀喷射出，臭氧能与细菌细胞壁脂类的双键反应，穿入菌体内部，作用于蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，还能作用于细胞内的核物质，从而导致细菌死亡。纳米雾化水可以将水分子激发形成结合能力非常强的羟基负离子和氢正离子，因为纳米的小尺寸效应，比表面积大大增强，杀菌抑菌性能更加优越。可以增加灭菌锅内热水、蒸汽等杀菌介质的穿透能力，提高杀菌效果。

该装置臭氧微纳米气泡水处理浓度为2mg/l，处理时间为8min，通过风量为0.15m³/min。纳米雾化水采用10％左右粒径范围在80nm左右的水离子，通过风量0.2m³/min，臭氧气泡和纳米雾化水进行3:4比例混合。

反压灭菌过程温度控制程序如下：

①梯度升温，将充氮包装好的玉米，摆放整齐在灭菌锅的托盘中，入锅，通入冷水，之后蒸汽加热至115℃，压力值0.16mpa，用时18min，保持115℃3min，之后缓慢再升温至121℃，约用时1-2min，总用时22-24min。

②恒温恒压灭菌，杀菌温度121℃，时间30min，杀菌压力0.23mpa。

③梯度降温，杀菌结束后，通入冷空气和少量冷水缓慢降低锅内温度和压力，使温度由121℃缓慢降至110℃，压力恒定0.23mpa，用时7min。温度由110℃缓慢降低至90℃，压力降到0.20mpa，压力下降速度为0.002～0.003mpa/min，用时约8min，维持2min。温度由90℃缓慢降低至60℃，用时约9min。温度由60℃缓慢降低至40℃，用时约10min。温度由40℃缓慢降低至24-25℃，用时6min。总降温时间约42min。

检测数据：

本发明采用充氮盒式包装，盒子内充氮气、超声清洗、微波协同护色剂钝酶、梯度升温升压、梯度降温降压新工艺，使玉米护色、杀菌、杀青保鲜三为一体，不像真空包装那样褐变、异味，能保留甜玉米更多营养成份，可防止鲜食甜玉米低温冷冻保鲜可溶性固形物下降、能耗大等缺点，能进行大规模工业化生产，并具有绿色、安全性。盒内充n2气调，使鲜玉米贮藏保鲜期内口感鲜嫩、色彩靓丽，常温下保鲜期可达到13个月。

以糯玉米为例，介绍其保鲜13个月，各项性能指标，如表2、表3、表4。

表2贮藏13个月后玉米营养成分对比

表3贮藏13个月糯玉米的tpa测试结果

表4贮藏13个月糯玉米感官评定结果