一种湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种抗菌保鲜包装薄膜及其制备方法，尤其是一种湿敏性可控释放抗 菌保鲜包装薄膜及其制备方法，适用于果蔬等农产品的保鲜包装。
【背景技术】
[0002] 由于农产品包装与处理不当，冷藏设施严重不足，市场营销能力低等因素，我国农 产品的采后损耗高居全球榜首。我国每年约有8000万吨水果（约占产量的25%~30% )、 1亿吨蔬菜（约占产量的15%~20% )腐烂，我国每年果蔬腐烂的直接经济损失高达千亿 元。发达国家非常重视农产品的保鲜加工，农业总投资70%用于采后，其农产品已普遍进入 气调、冷链保鲜阶段。在发达国家，果蔬损失率一般控制在5%以下，美国的农产品损耗仅 1%~2%。目前我国为了控制果蔬等农产品在物流和贮藏过程中的腐烂，人们大量使用化 学防腐剂（如苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸等）对农产品进行保鲜处理。长期大量使用化学防 腐剂保鲜农产品对人体健康不利，甚至会出现致癌、致畸等现象。大量研究表明，很多植物 提取成分具有很强的杀菌作用，且对人体安全，无副作用。近年来越来越多的科研工作者开 始研究利用植物抑菌成分对水果、蔬菜等进行保鲜，大部分研究成果将天然植物抑菌成分 配制成乳化液直接喷洒到水果、蔬菜的表面以达到抗菌保鲜的目的，虽然取得了一些效果， 但是还存在一些问题，如天然植物抑菌成分容易挥发或氧化分解而失效、抑菌有效期不可 控制，植物抑菌成分直接喷洒在水果、蔬菜表面容易造成水果、蔬菜表皮损伤等问题。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于水果、蔬菜等农产品保鲜的湿敏性 可控释放抗菌保鲜包装薄膜及其制备方法。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：将PVA、玉米淀粉、牛至精油、 肉桂精油、罗勒精油、迷迭香精油、蒸馏水按一定比例混合、加热、充分搅拌至均匀，制备成 抗菌涂膜液，然后将抗菌涂膜液涂布至经过电晕处理的聚乙烯薄膜表面上，涂膜厚度为 10~30 μ m，涂布次数为1~3次。
[0005] 所述精油的制备方法包括以下步骤：
[0006] 步骤一，将原材料粉碎至20~100目，然后采用水蒸气蒸馏的方法提取精油，水蒸 气蒸馏温度为90~150°C，水蒸气蒸馏时间为3~8小时，当含有精油的油水混合物被蒸馏 出来后将油水混合物分液，取上层油状液体。
[0007] 步骤二，往步骤一制得的油状液体中加入1~3g无水硫酸钠，对其进行干燥，然后 采用滤纸进行过滤，得到油状的天然植物精油。
[0008] 上述的抗菌涂膜液制备方法包括以下步骤：
[0009] 步骤一，首先称取一定量的水溶性PVA和玉米淀粉，放入盛有定量蒸馏水的烧杯 中，置于60~90°C下的水浴环境中磁力搅拌充分溶解，米用分散机分散10~30分钟，过滤 杂质、抽真空，超声波30~60°C频率60~IOOHz条件下振荡30~80min，静置12~24h 去除溶液中气泡制得质地均匀的PVA /玉米淀粉水溶液。
[0010] 步骤二，取一定量的PVA /玉米淀粉水溶液，加入定量的精油、吐温80,置于30~ 50°C水浴环境中磁力搅拌10~30分钟，采用分散机分散10~30分钟，从而制得质地均匀 的抗菌涂膜液，抗菌涂膜液中各成分的质量分数如下：
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[0012] 上述将抗菌涂膜液涂布至电晕处理过的聚乙烯薄膜表面上的操作方法为：首先将 聚乙烯基材膜裁切成一定尺寸（与涂布机尺寸相适应为宜），采用涂布机将已经制备好的 涂膜液涂布到经电晕处理过聚乙烯薄膜表面上，制备出一种湿敏性可控释放抗菌保鲜包装 薄膜。
[0013] 所述涂布工艺的主要参数为：涂布辊与聚乙烯薄膜之间的压力为3~10N，涂布速 度为5~15m / min，干燥温度为20~40°C。
[0014] 所述每一层抗菌涂层的厚度为10~30 μ m，抗菌涂层可为1~3层。
[0015] 本发明以聚乙烯薄膜为基材，以天然植物精油为抑菌成分，以PVA为湿敏性包被 材料，制备出一种湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜，本发明成果能有效抑制水果、蔬菜致 腐微生物的生长繁殖，特别适用于水果、蔬菜的抗菌保鲜，具有以下优点：
[0016] (1)绿色安全：本发明制备的湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜的功能抑菌成分 采用水蒸气蒸馏法从食药同源的天然植物中提取制得，对人体健康安全，避免了长期以来 使用化学防腐剂保鲜水果蔬菜给人体健康带来的不利影响。
[0017] (2)抗菌效果强：本发明采用的天然植物精油对果蔬常见致腐微生物的最低抑菌 浓度低于千分之一，抗菌效果远远优于苯甲酸钠等传统的化学防腐剂。
[0018] (3)抗菌效果缓释可控：本发明制备的湿敏性可控释放抗菌保鲜包装薄膜由聚乙 烯薄膜、天然植物精油/ PVA抗菌涂层组成，水果、蔬菜在呼吸过程中会释放水蒸气，本抗 菌保鲜包装薄膜中的PVA膜层吸收水蒸气后导致PVA溶胀破坏，精油缓慢释放出来。可以 通过改变PVA涂层的厚度和涂布抗菌涂层的层数实来控制植物精油的释放速率，从而实现 抗菌保鲜包装薄膜抗菌效果缓释可控。
【具体实施方式】
[0019] 抗菌保鲜包装薄膜包括经过电晕处理的聚乙烯薄膜和涂布在聚乙烯薄膜上由 PVA、玉米淀粉、牛至精油、肉桂精油、罗勒精油、迷迭香精油、乳化剂、蒸馏水制成的抗菌涂 层。
[0020] 所述抗菌保鲜包装薄膜的制备方法为：先将蒸馏水、PVA、玉米淀粉、牛至精油、肉 桂精油、罗勒精油、迷迭香精油、乳化剂按照一定的比例混合、加热搅拌均匀并脱除气泡，制 得抗菌涂膜液，然后采用涂布机将抗菌涂膜液涂布到经电晕处理过的聚乙烯薄膜上。
[0021] 所述精油的制备方法包括以下步骤：
[0022] 步骤一，将原材料粉碎至20~100目，然后采用水蒸气蒸馏的方法提取精油，水蒸 气蒸馏温度为90~150°C，水蒸气蒸馏时间为3~8小时，当含有精油的油水混合物被蒸馏 出来后将油水混合物分液，取上层油状液体。
[0023] 步骤二，往步骤一制得的油状液体中加入1~3g无水硫酸钠，对其进行干燥，然后 采用滤纸进行过滤，得到油状的天然植物精油。
[0024] 上述的抗菌涂膜液制备方法包括以下步骤：
[0025] 步骤一，首先称取一定量的水溶性PVA和玉米淀粉，放入盛有定量蒸馏水的烧杯 中，置于60~90°C下的水浴环境中磁力搅拌充分溶解，米用分散机分散10~30分钟，过滤 杂质、抽真空，超声波30~60°C频率60~IOOHz条件下振荡30~80min，静置12~24h 去除溶液中气泡制得质地均匀的PVA /玉米淀粉水溶液。
[0026] 步骤二，取一定量的PVA /玉米淀粉水溶液，加入定量的牛至精油、肉桂精油、罗 勒精油、迷迭香精油、吐温80,置于30~50°C水浴环境中磁力搅拌10~30分钟，采用分散 机分散10~30分钟，从而制得质地均匀的抗菌涂膜液，抗菌涂膜液中各成分的质量分数如 下：
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[0028] 上述将抗菌涂膜液涂布至经过电晕处理的聚乙烯薄膜表面上的操作方法为：首先 将聚乙烯基材膜裁切成一定尺寸的薄膜（与涂布机尺寸相适应为宜），采用涂布机将已经 制备好的涂膜液涂布到经电晕处理过的聚乙烯薄膜表面上。
[0029] 所述涂布工艺的主要参