用于农产品存储的聚合物膜、由其制成的容器和相关的农产品存储方法
【专利说明】用于农产品存储的聚合物膜、由其制成的容器和相关的农产品存储方法发明领域
[0001]本发明涉及聚合物层压材料且更具体说来涉及展现功能特性的聚合物层压材料。本发明进一步涉及屏障和缓冲膜，具体说来，涉及展现功能特性的屏障和缓冲膜，该特性证明对于管理不利条件是有利的，尤其但不限于与食品存储有关时。本发明进一步涉及其中腔室含有打算在接触时部署的活性成分的缓冲膜。本发明进一步涉及用于增强的功能特性的缓冲膜层压。
[0002]发明背景
[0003]展现功能特性的聚合物层压板在从保健到气调包装到建筑等范围内的多种行业内具有各种应用。出于本发明的目的，更特定说来，在柔性包装和屏障膜方面的最新技术进展对存储产品和最终用户提供益处，如水分吸收性、气味吸收性、气味阻挡、氧传输和水蒸气传输管理，所有益处均有助于维持新鲜度和抵抗污染。
[0004]收获后规范在人类和动物健康以及农业综合企业和农民经济支持和总体食品安全性方面具有显著结果。不良处理、不良存储、昆虫侵扰、霉菌、细菌、真菌和或其它污染物在含于意图用于人类或动物食用的食品中时造成显著健康风险。导致侵扰的收获后损失显著妨碍收入产生，更具体说来针对撒哈拉以南非洲地区的小规模农民。根据联合国粮农组织关于昆虫危害、收获后纲要文件(FAO’s Paper on Insect Damage ,Post HarvestCompendium)，“在坦桑尼亚，玉米如果被不当存储，那么可在5至Ij6个月内由于大谷蠹(Prostephanus truncatus)(大谷物蠹(Larger Grain Borer))而损失高达35%(Mallya,1992)，并且可在存储9个月后损失高达60% (Keil，1988)，这种情况可导致严重饥荒”。在肯尼亚高地，由于害虫所致的玉米总损失据估计是57%，其中昆虫比疾病更重要(Grisley，1997)。在津巴布韦，据报道由于昆虫害虫导致存储玉米有92%的谷物损伤，用马拉息昂(malth1n)处理仅使损伤降低10% (Matr1等1992)。在市场上和在乡村商店中，对存储豇豆的侵扰可高达90% (Alabeek，1996)。多种食品受到昆虫侵袭，霉菌和真菌侵扰不限于玉米粒和豆类。在木薯中，除真菌疾病外，昆虫害虫也造成50%损伤(Maninek，1994)。在存储4个月后脱水木薯根茎中高达70%的损失据报道是由于大谷蠹(Hodges等，1985)。
[0005]昆虫害虫主要通过直接摄食对存储产品造成危害。一些物种以胚乳为食，导致重量和质量损失，而其它物种以胚芽为食，导致不良种子萌芽和较差生存力(Malek和Parveen, 1989 ； Santus等1990)。除直接食用产品外，昆虫害虫还通过在产品中排泄、蚊.皮、死体和其自身存在而污染其摄食介质，这不合市面需要。由昆虫害虫造成的危害助长了通过其孢子传播而感染细菌和真菌疾病(Cravedi和Quaroni , 1982；E.Kundayo, 1988；Dunkel,1980)。昆虫的存在还提高了存储产品温度，这是归因于其摄食活性，导致热点(Appert，1987;Mills，1989)。这些“热点”可导致凝结和过量水分，引起霉菌或真菌生长。昆虫的活性可对通过传播孢子和增加易受真菌感染的表面积来扩散真菌疾病具有显著影响，这最终增加霉菌毒素的产生(Dunkel，1988)。
[0006]不考虑昆虫害虫的物理危害，由不良收获后存储造成的侵扰可在经济上对农民、团体和若干国家的经济以及最终对国际食品安全性造成毁灭性影响，这视玉米、小麦和其它食品的出口而定。例如，大谷蠹使坦桑尼亚每年在意图用于食用或出口的损失的玉米方面花费大概9千I百万美元(B1net Internat1nal&Global Invas1n Species Program) ο撒哈拉以南非洲地区的农民经常由于在存储期延长时会发生的昆虫危害所造成的变质而被迫过早出售存储的产品(Global等 1996，Brice等 1996，Marslanc^PGolob 1996 ,Donaldson等，1996)。不能存储和保护收获后导致显著收入降低，因为农民在市场波动时不具有等待较高价格的灵活性。农场食品存储和收获后损失的经济负担的合并困难对于发展中国家的农民来说是毁灭性的，尤其由于缺乏用于建造防昆虫和啮齿动物的存储单元的可用资源、缺乏关于杀虫剂/农药使用的信息以及缺乏对于可减轻外部环境和气候条件的材料的可负担性。
[0007]农场存储困难和收获后损失主要由温度、水分、存储内容物的呼吸作用、昆虫侵扰、啮齿动物侵扰和因霉菌和真菌生长而产生的烟曲霉毒素、霉菌毒素和黄曲霉毒素所致，霉菌和真菌生长是归因于目前所用的存储容器缺乏氧传输和水蒸气传输。无论意图用于人类食用，抑或用作动物食品，存储产品污染均造成显著健康风险。由奶牛食用的黄曲霉毒素尽管形体发生改变，但仍保留毒性且在牛奶中显露出来(Christensen和Meronuck, 1986,Gwinner等，1996)。据报道，烟曲霉(A.fumagatis)在以污染的食品为食的奶牛中引起大量的流产;还感染人类的肺(Darwish等，1991; Pandey和Prasad 1993; Abud等，1995)。
[0008]对于短期存储来说，塑料袋、储物袋、预制铁罐和柔性塑料青贮器的使用日益为农民所接受(Peterson和SimiIa, 1990; Compton等，1993 ； Bartal i , 1994)。然而，目前的存储机理均无法有效地管理一组综合因素，包括水分管理、氧屏障或有效传输，和活性成分的接触释放机理，更具体说来，该活性成分在适当地释放时促进所需的效应，如但不限于昆虫和或啮齿动物趋避性和或水分管理和或细菌抑制或杀真菌特性。
[0009]因此，仍需要用于维持存储产品可接受且FAO推荐的水分含量和干燥食品的农场存储的改进的聚合物材料以获得用于防止和降低收获后损失的最佳存储条件。
[0010]另外，还需要杀虫剂或农药在层压板结构，如用于食品容器内的层压板结构内的有效加入。
[0011]层压板内含有凸起部分、膜结构、气囊、间隙、绗缝、枕座、三维凸起、圆锥形、圆形、蜂窝形膜和不同形状、尺寸和互连空气路径的聚合物层压板具有各种用途且在1968年7月取得专利权，即美国专利号3，142，599 ,Method for Making Laminated Cush1ningMaterial，从而注册商标且通常称作“Bubble Wrap”，由此已经扩展产品系列至包括展现如抗静电和阻燃的功能特性的膜。
[0012]存在关于封装针对泡状包装纸的假日五彩纸肩和涂鸦(连带的假日印刷品，如美国专利号20100143614“Holiday and Event Bubble fcap”所述)和以假日为灵感或以事件为主题的纸肩(如可见于1997年2月21日提交的专利号806255，“Scented Bubble Wrap”)的专利，以及详述气囊的囊结构、负载强度和壁厚度的差异、气囊的泡沫尺寸和形状和互联性、空气路径、结构设计和并入其它收容单元和独立式收容单元中的多项专利。
[0013]前述专利以引用的方式并入本文。
[0014]然而，并无现有技术使用气囊作为用于释放物质的接触释放结构，该物质包括但不限于呈无论任何状态的活性成分，如蒸气、液体、油、信息素、凝胶、水凝胶、气体或气态组分、固体、蜡、无论任何大小的粉末或微粒、任一化学、无机和或有机材料的掺合物和组合和或用于达成管理与存储产品条件相关的逆境的目的的无论任何天然或合成材料的衍生物。
[0015]展现接触释放机理且具有或不具有屏障层或替代的层压板衬底的层压板可用于存储农产品等，如收获的谷物、玉米、5工豆和青贮饲料，由此该层压板充当害虫、啮齿动物和昆虫的机械性屏障，同时由于接触压力降低温度和湿度变化、存储产品蒸腾和水分管理的影响，接触压力使得含于空气缓冲膜内的食品安全级活性成分能够释放。
[0016]干燥食品(例如，谷物和玉米)的农场存储伴随有数种伴发问题，如与容器的最内层相邻的谷物表面层中的水进入和后续水分积聚以及外部温度和湿度对于内部存储产品氛围的影响，从而产生针对霉菌、真菌和细菌污染以及所产生的毒素(如黄曲霉毒素、霉菌毒素和烟曲霉毒素)的条件。
[0017]用于袋装农产品的独立式存储单元易受昆虫和啮齿动物侵扰。昆虫侵扰可由于昆虫的呼吸作用、排泄和传播以及在迀移通过存储的产品时霉菌、真菌和细菌孢子的进一步分布而加剧霉菌和真菌生长的增殖。因此，有利的是提供防止或减少侵扰且管理水分传输以防止真菌生长的农场存储容器。为了减少真菌生长，容器应以允许补充水蒸气扩散的方式或以使用本文详述的新型衬底作为密封方法的组分的密封存储形式维持一定程度的氧渗透性，由此聚合物层保留水分或用以达成外部与内部温度和相对湿度之间的可接受程度的差异以防止水分积聚和其相关效应，如由于集中水分所致的分解食品的热点和面积。
[0018]在用于这些目的的这种类型的聚合物材料的制备中，现有技术中存在缺陷，尝试针对存储产品管理不同物种形成的昆虫和或啮齿动物群体的合并侵扰以及真菌、细菌和霉菌增殖的不利影响，从而观察由FAO针对意图用于人类或动物食用的食品所推荐的关于存储时的水分含量的存储条件参数。
[0019]在经过空气缓冲、分室、绗缝、凸起、织构化或无论任何三维类型的聚合物材料的制备中，现有技术中存在缺陷，由于针对活性成分、成分或其组合的接触控制释放，更具体说来针对在使用时具有所需效应的活性成分的控制释放而穿透泡沫或凸起部分，封装活性成分以便达成促进所需效应的目的，从而促进用于保存存储产品(更具体说来，干燥食品)的最佳条件。
[0020]发明概述
[0021]因此，本发明的目标是提供一种新型聚合物层压板，其并入、封装或以其它方式含有在接触时释放的活性成分以便在活性成分经由穿透接触而释放时、在其释放期间或由于其释放而引起活性成分的预期效应。
[0022]本发明提供封装或以其它方式含有活性成分或生物活性物质或其组分的空气缓冲的膜的用途，具体用于通过穿透而释放的目的，单独地作为衬垫使用，和或与被并入、被涂布、被层压、被输注、经过共挤压或以某种方式含有活性成分的聚合物膜组合使用以针对促进或有助于促进所需效应的独特目的提供以下一个或以下的组合:水分管理、氧传输、水蒸气传输、无论任何性质的真菌、细菌和霉菌生长抑制剂或清除剂，和无论任何性质和类别或族系的杀虫剂(无论天然抑或合成)，包括但不限于昆虫绝育、刺激性毒素、干燥剂、信息素、引诱剂、纸肩和无论任何性质的啮齿动物趋避剂以及有助于或有关于材料特性的添加剂，如UV阻挡剂或稳定剂、着色剂或无论任何性质的添加剂。
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