一种缓释型抗菌/抗氧化智能保鲜卡及其制备方法与应用

本发明属于食品保鲜，尤其涉及一种缓释型抗菌/抗氧化智能保鲜卡及其制备方法与应用。

背景技术：

1、食品的腐烂变质是日常生活中困扰人们的一大难题，其主要原因可以归结为食品氧化和霉菌、细菌等微生物繁殖导致腐败。如何在保证维持食品本身风味的基础上，延长食品的货架期，减少因腐败变质带来的经济损失和保鲜方法的使用不当导致的食品安全隐患是我们需要思考和突破的方向。

2、目前市面上常见的保鲜产品包括保鲜剂、保鲜膜以及外置型保鲜装置。其中，化学保鲜剂和生物保鲜剂因成本和迁移安全问题使得应用未得到推广，而广泛使用的石油基保鲜膜虽展示出了其优异的保鲜效果，但使用后不可降解的问题对环境造成了一定的负担。常见的外置型保鲜装置有干燥剂、脱氧剂、保鲜卡等。在现有技术中，保鲜卡大多是通过利用复合纸基材浸渍酒精，在食品包装内吸收水分等起到抑菌、干燥的作用，但这类保鲜剂制造工艺复杂、功能性不强，且使用时效短，保鲜效果无法保证。

3、因此，如何提供一种制备方法简单，时效长，延长食品货架期的保鲜卡是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种缓释型抗菌/抗氧化智能保鲜卡及其制备方法与应用。

2、为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、一种缓释型抗菌/抗氧化智能保鲜卡，包括缓释功能材料层、新鲜度指示层和阻隔层；

4、所述缓释功能材料层上下表面均依次层叠所述新鲜度指示层和所述阻隔层。

5、一种缓释型抗菌/抗氧化智能保鲜卡的制备方法，包括以下步骤：

6、(1)以蔗渣纤维为基材，同时添加改性无机填料和活性物质，利用造纸技术制备得到所述缓释功能材料层；

7、(2)将活性物质溶液、壳聚糖溶液、卡拉胶溶液和甘油混合后制得涂膜液，均匀涂布于所述缓释功能材料层的正反面得到所述新鲜度指示层；

8、(3)阻隔层的制备：在新鲜度指示层表面复合均匀打孔pe薄膜作为阻隔层，压制后得到保鲜卡。

9、有益效果：本发明利用活性物质(如抗菌、抗氧化和具有显色功能的活性物质等)和缓释结构设计，获得具备抗菌和抗氧化功能的保鲜卡，实现延长食品货架期同时又可直观指示食品新鲜度。保鲜卡中心层加入浓度可调控的抗菌/抗氧化功能活性物质，并设计了卡片的缓释功能结构，其中，内部孔隙特征和卡片形状等结构灵活可调。因此，本发明提供的保鲜卡可以通过其活性物质总浓度及缓释速率的灵活调节，例如调节孔隙率、卡片厚度/周长、pe面打孔密度等，实现长效可控的抗菌和抗氧化功能，可以满足不同食品具体的保鲜和货架期要求，尤其是新鲜度指示层可对环境酸碱度敏感，即当食品品质变化而引起包装内环境ph值发生变化时，卡片表层可实时呈现明显且不可逆的颜色变化，所以该卡片装置还具有直观指示包装食品新鲜度的功能。

10、优选的，步骤(1)中所述蔗渣纤维、改性无机填料和活性物质的质量比为(20-25)：(1-1.5)：(0.04-0.4)。

11、有益效果：上述改性无机填料可通过物理吸附结合在蔗渣纤维的孔隙之中，将活性物质的释放路径复杂化，延长活性物质释放作用时间，提高保鲜效果。同时本发明通过原料的不同配比进行保鲜卡装置结构的调节，从而实现对缓释效率的调控。

12、优选的，步骤(1)中所述蔗渣纤维为蔗渣绝干浆，且是通过新鲜蔗渣直接蒸煮制浆经打浆、抄纸、抽滤后制得得到。

13、所述活性物质包括姜黄素、茶多酚、花青素、迷迭香提取物和罗勒提取物中的一种；

14、所述改性无机填料包括改性硅藻土、改性高岭土、改性膨润土中的一种。

15、有益效果：蔗渣纤维是一种中长纤维，强度、韧性适中，材料内部具有蜂窝状多孔微结构，这种结构对活性物质有较好的吸附性能；材料表面凸起，较为粗糙，可提高其与改性无机填料结合的稳定性。其次，蔗渣纤维在自然环境中90天内可全降解，具有环境友好性。此外，本发明的缓释功能材料层具有抗菌/抗氧化功能的活性物质，可通过材料的多孔结构和由缓释剂提供的共同作用实现缓释周期的调控，另外，所选活性物质可对食品包装内环境的ph值变化敏感响应，起到新鲜度指示的作用。并且，本发明中还添加有改性无机填料，其作为缓释剂组分，能够有效实现缓释功能材料层的缓释效果。

16、优选的，所述改性无机填料的制备方法包括以下步骤：

17、将硅烷偶联剂水溶液缓慢均匀地加入至无机填料浆料中，搅拌1h后置于90℃烘箱中干燥8h，再过200目标准筛，得到所述改性无机填料。

18、优选的，为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(又称硅烷偶联剂kh-550)

19、所述硅烷偶联剂水溶液的质量分数为0.8％；

20、所述无机填料浆料的质量分数为30％；

21、更为优选的，所述无机填料为硅藻土、高岭土和膨润土中的一种。

22、有益效果：本发明中的所选择的无机填料，例如硅藻土，具有安全无害，价格低廉，表面多孔且孔隙率较高，比表面积大，高吸附性等特点，经硅烷偶联剂改性后，其表面上的羟基与硅烷偶联剂发生交联反应，增强与纸基材的相容性。改性高岭土具有离子交换能力、吸附能力、较大的内表面积和表面能，改性后改性高岭土内含有的羟基数量有所减少，表明硅烷偶联剂与改性高岭土之间形成了氢键，发生了化学键合作用。改性膨润土具有强的吸湿性和膨胀性，较大的内表面积，经硅烷偶联剂改性后，可以将无机填料的表面性质由亲水疏油性变为亲油疏水性，增强填充性能及其与纸基材之间的相容性，从而改善缓释功能材料的性能。

23、天然多孔性不仅使其与纤维有良好的结合能力，可保持纸张尺寸稳定性和减少纸张因湿度变化而引起的伸缩和变形，还可以为活性物质提供更大的附着面积，进而达到更好缓释作用，同时由于其高吸附性保鲜过程中可以吸附乙烯气体，提升保鲜卡的功能性。本发明通过对硅藻土等无机填料改性，硅烷偶联剂会跟硅藻土表面的羟基发生了一定程度的交联反应，产生偶联作用，提高与纸基材浆料的相容性，同时提高无机填料的分散性。

24、优选的，步骤(1)中所述造纸技术包括抽滤法造纸工艺和热压成型工艺中的一种；

25、所述热压成型工艺的温度为160℃，压力为100mpa。

26、有益效果：本发明能够通过控制成型机的温度和压力参数，可以保证卡片的力学性能稳定，使卡片中心缓释功能材料层具有较高的孔隙度，保证其缓释性能。

27、优选的，步骤(2)中所述卡拉胶溶液、壳聚糖溶液、甘油与活性物质溶液的添加量之比为：20：100：2：10；

28、所述卡拉胶溶液浓度为2％，所述壳聚糖溶液浓度为1.5％，所述活性物质溶液浓度为0.8％。

29、有益效果：本发明提供的涂膜液中姜黄素与壳聚糖的结合大大改善了姜黄素的水溶性和稳定性，而卡拉胶与壳聚糖由于其结构中的离子电荷相反很容易形成聚电解质复合物，复合涂层具有改变单层涂层的渗透性或机械性能的潜力，可以延缓水蒸气的损失。并且由于姜黄素和壳聚糖均具有良好的抗菌性，在使用过程中，可以起到一定的抑菌作用。

30、优选的，步骤(2)中所述活性物质包括姜黄素、茶多酚、花青素、迷迭香提取物和罗勒提取物中的一种。

31、一种缓释型抗菌/抗氧化智能保鲜卡在食品保鲜中的应用。

32、本发明公开了一种缓释型抗菌/抗氧化智能保鲜卡及其制备方法与应用，本发明以蔗渣作为保鲜卡缓释功能材料层的主要原料，使蔗渣资源得以被再次利用，降低制造成本，并通过装置结构的设计实现缓释速率的灵活调节(调节孔隙率、卡片厚度/周长、pe面打孔密度等)，实现长效可控的抗菌和抗氧化功能，可以满足不同食品具体的保鲜和货架期要求。其次，本发明中添加的改性无机填料提高保鲜卡中所添加活性物质的缓释可控度，增长保鲜卡作用时间，辅以活性物质/壳聚糖/卡拉胶复合涂膜共同作用，具有直观指示包装食品新鲜度的功能，提升保鲜卡功能性。此外，本发明针对食品氧化腐败现象，通过保鲜卡缓释结构设计和添加活性物质辅以智能新鲜指示效果以增强保鲜效果，提升保鲜卡功能性，延长食品货架期。所选用材料均食品级，保证食品安全性。