一种可自动调节二氧化氯气体浓度的便携式保鲜卡及其制备方法

本发明属于保鲜材料，尤其涉及一种可自动调节二氧化氯气体浓度的便携式保鲜卡及其制备方法。

背景技术：

1、水果含有人类生活所需要的多种营养物质。但是水果生产存在着较强的季节性、区域性及水果本身的易腐性，与广大消费者对水果需要的多样性及淡季调节的迫切性相矛盾。目前水果采后商品化处理水平较落后，多年来由于“重栽培轻采后处理”，使水果在采后的流通过程中损失严重，每年损失率为15％～25％，有时甚至高达40％。

2、水果在采摘后需经过运输和储存等流通环节，如用发泡塑料箱、竹框、纸箱等包装后运输和储存，其中发展最快和应用最广的技术是使用瓦楞纸箱包装和运输。将保鲜剂混入或涂布于纸质基材并制成各种保鲜纸或纸袋后包装水果，也是一种较常用的保鲜方法。其机理是利用保鲜纸或纸袋中的保鲜剂对水果进行防腐杀菌或在相对密封的小空间内控制水果周围的气氛环境而起到保鲜作用。现阶段常用的水果保鲜剂主要有抗氧化剂、抑菌剂、气体发生剂、乙烯脱除剂、气体调节剂和湿度调节剂等。但是这些保鲜剂存在残留量大、成本较高和具有轻微毒性等问题。而二氧化氯具有广谱、高效率、受温度影响小、广泛的ph值适用范围、安全无残留和对人体无刺激等优点。因此，二氧化氯被国际公认为安全高效，无毒无害的绿色消毒剂。相对于价格较为昂贵的植物精油和有机合成物来说，二氧化氯是一种效果明显且价格低廉的抗菌保鲜剂，不会与有机化合物反应产生有毒氯化物。二氧化氯气体在减少食源性疾病、减少微生物腐败、保存水果新鲜度以及保持水果营养品质等方面有独特的优势。但是二氧化氯在缓释阶段易出现暴释现象、其释放速率难控制等，这些问题都亟需解决。

技术实现思路

1、为解决上述二氧化氯气体缓释消毒剂存在的技术问题，本发明提出了一种可自动调节二氧化氯气体浓度的便携式保鲜卡及其制备方法，通过利用海泡石、沸石、蒙脱土、高岭土、活性炭、分子筛和聚苯乙烯多孔微球等有机或无机多孔材料吸收亚氯酸盐稳定溶液，通过冷冻干燥将亚氯酸盐负载在多孔材料中，并将含有亚氯酸盐的多孔材料加入高分子成膜物质中，加入硅烷偶联剂并利用超声使亚氯酸盐-多孔材料在有机溶液中充分分散，通过溶剂挥发法得到可以根据环境中湿度和二氧化碳浓度释放不同浓度二氧化氯气体的保鲜卡。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种可自动调节二氧化氯气体浓度的便携式保鲜卡的制备方法，包括以下步骤：

3、以ph缓冲剂、亚氯酸钠和多孔材料为原料，制备二氧化氯释放前驱体；

4、将高分子成膜物质溶解于二氯甲烷中，得到高分子成膜物质溶液，加入硅烷偶联剂，再加入所述二氧化氯释放前驱体，充分搅拌，超声使二氧化氯释放前驱体充分分散在高分子成膜物质溶液中，除去溶液中的气泡，得到成膜液；

5、将所述成膜液浇铸在聚四氟乙烯模板中，挥发二氯甲烷，高分子成膜物质固化成薄膜后揭膜，将所述薄膜进行恒温恒湿平衡；

6、将所述进行恒温恒湿平衡后的薄膜覆于食品级卡纸上，裁剪成所需规格大小的卡片，即得到可自动调节二氧化氯气体浓度的便携式保鲜卡。

7、便携式保鲜卡内的多孔材料吸收了大量的亚氯酸钠溶液，通过冷冻干燥使亚氯酸钠颗粒负载于多孔材料中，将多孔材料-亚氯酸钠粉末加入高分子成膜物质溶液中，通过溶液浇铸法制备得到便携式保鲜卡，该便携式保鲜卡通过吸收环境中的水分和二氧化碳形成碳酸，激发亚氯酸钠并释放二氧化氯气体，实现自动调节二氧化氯气体浓度的功能。

8、进一步地，所述二氧化氯释放前驱体的制备方法如下：

9、(1)将ph缓冲剂和亚氯酸钠溶解于去离子水中，得到缓冲剂-亚氯酸钠溶液，ph缓冲剂可以调节成膜溶液的ph，防止亚氯酸钠过早反应；

10、(2)将多孔材料浸泡于所述缓冲剂-亚氯酸钠溶液中并充分搅拌，使多孔材料充分吸收缓冲剂-亚氯酸钠溶液，得到亚氯酸钠/多孔材料悬浮液；

11、(3)将所述亚氯酸钠/多孔材料悬浮液经过冷冻干燥后得到亚氯酸钠/多孔材料粉末，即为二氧化氯释放前驱体。

12、进一步地，在所述二氧化氯释放前驱体的制备方法中，ph缓冲剂、亚氯酸钠和多孔材料的质量比为(0.01～1):(1～20):(1～100)。

13、更进一步地，所述多孔材料为海泡石、活性炭、蒙脱土、高岭土、沸石、分子筛或聚苯乙烯多孔微球。

14、更进一步地，所述ph缓冲剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸锂、磷酸二氢钠或磷酸氢钠。

15、进一步地，在所述二氧化氯释放前驱体的制备方法中，多孔材料在所述缓冲剂-亚氯酸钠溶液中的浸泡时间为0.5～6h。

16、进一步地，在所述二氧化氯释放前驱体的制备方法中，所述冷冻干燥的温度为-20～-65℃，时间为12～60h。

17、进一步地，在所述可自动调节二氧化氯气体浓度的便携式保鲜卡的制备方法中，所述高分子成膜物质浓度为1.0～20.0wt％，硅烷偶联剂和二氧化氯释放前驱体的用量分别为高分子成膜物质含量的0.1～10.0wt％和1.0～20.0wt％；

18、搅拌速率为800～1000r/min，超声功率为800～2000w，超声时间为10～30min。

19、更进一步地，所述高分子成膜物质为聚乳酸(pla)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、高密度聚乙烯(hdpe)、低密度聚乙烯(ldpe)、聚丙烯(pp)、聚苯乙烯(ps)或聚碳酸酯(pc)。

20、进一步地，硅烷偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、a-151、kh590、kh570或kh550。

21、进一步地，在所述可自动调节二氧化氯气体浓度的便携式保鲜卡的制备方法中，所述挥发二氯甲烷的过程在通风橱中进行，在通风橱中的放置时间为12～96h；

22、恒温恒湿平衡在温恒湿箱内进行，相对湿度为30～75％、温度为5～25℃。

23、进一步地，在所述可自动调节二氧化氯气体浓度的便携式保鲜卡的制备方法中，步骤(4)中，所述便携式保鲜卡为层压保鲜卡。

24、进一步地，在所述可自动调节二氧化氯气体浓度的便携式保鲜卡的制备方法中，所述进行恒温恒湿平衡后的保鲜卡一侧粘贴无纺布，另一侧粘贴食品级胶纸。

25、一种根据上述的制备方法制备得到的可自动调节二氧化氯气体浓度的便携式保鲜卡。

26、水果由于自身的呼吸作用和蒸腾作用会释放二氧化碳和水蒸气。本发明将具备释放二氧化氯气体的便携式保鲜卡在水果采摘后的第一时间内直接入箱进行保鲜包装，无需进行另外的处理，操作方便；同时第一时间的保鲜可减少水果的脱水、保持色香味和营养成分，保证了水果的品质，减轻了水果的污染，提高了水果食用的安全性。该便携式保鲜卡可以通过吸收空气中的二氧化碳和水蒸气释放二氧化氯气体，因此将本发明所得便携式保鲜卡应用于水果保鲜领域中可有效抑制常见的水果中腐败微生物的生长，并抑制水果呼吸，达到保鲜效果。该便携式保鲜卡制作工艺简单，制造成本低、耗时短，且保鲜卡环保、对环境无害。综合来看，这种既具有保鲜功能同时又能满足储藏和运输需要的一体化的功能性便携式保鲜卡是水果保鲜包装发展的主要趋势。

27、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

28、本发明以高分子成膜物质作为便携式保鲜卡基材的主要原料，多孔材料-亚氯酸钠作为功能填料，加入硅烷偶联剂，可以使功能填料更好地分散在基材中。高分子成膜物质和多孔填料使亚氯酸钠处于稳定的结构中，而高分子成膜物质固化后在其内部形成孔隙，水蒸气和二氧化碳可以穿过孔隙并形成碳酸激活亚氯酸钠释放二氧化氯气体，达到自动调节二氧化氯气体浓度的效果。

29、本发明便携式水果保鲜卡可以根据环境中的湿度和二氧化碳的含量释放不同量的二氧化氯气体，本发明便携式水果保鲜卡制作工艺简单，制造成本低、耗时短。