一种具有抗菌功能的果蔬保鲜膜及制备方法与流程

文档序号:14360850阅读:504来源:国知局
本发明涉及保鲜膜材料的制备领域,具体涉及通过桧木醇实现抗菌效果,特别是涉及一种具有抗菌功能的果蔬保鲜膜及制备方法。
背景技术
:近年来,随着消费者对新鲜水果和蔬菜的需求量不断增加,以及对果蔬新鲜度和安全性的日益重视,市场对果蔬的品质提出了更高的要求。大部分果蔬采摘后水分和养分供应中断,呼吸作用和蒸腾作用不断消耗果蔬的营养物质,且在采摘后的运输过程中如果处理不当,则很容易造成磕碰、腐败、营养物质流失。细菌、霉菌、酵母菌等微生物也易引起果蔬、肉类腐败,加速其腐烂,缩短其货架期。因此研发优良的保鲜技术和材料对果蔬进行保鲜是很有必要的。果蔬的保鲜机理是:尽量减缓果蔬的呼吸强度使其处于“冬眠”状态,必须控制好贮藏环境中二氧化碳和氧气的浓度;及时排除果蔬贮藏过程中产生的乙烯、乙醇、乙醛等气体。防止它们增强果蔬的呼吸作用,加速果蔬的衰老和腐烂;减少水分的蒸发,使果蔬处于水饱和气体环境中。目前常用的果蔬的保鲜技术包括:低温冷藏技术、气调保鲜技术、防腐剂保鲜技术、生物保鲜技术、臭氧保鲜技术、保鲜膜保鲜等,其中各类保鲜膜是目前主要的保鲜技术。果蔬保鲜膜一般是在普通的薄膜中添加或者涂敷乙烯吸收剂(或者称保鲜剂),可以吸收果蔬产生的乙烯气体,降低保鲜膜内的乙烯浓度,同时自动调节二氧化碳和氧气的浓度,来抑制果蔬的呼吸作用,对延缓果蔬的新陈代谢,防止老化,具有较好的保鲜作用。传统的保鲜膜虽然能起到包装的作用,具有一定的保鲜效果,但由于保鲜膜和果蔬中带有细菌是不可避免的,这些细菌在保鲜膜中高湿的环境下很可能大量繁殖而使果蔬失鲜,抗菌保鲜膜的作用,一是防止膜本身生长微生物;二是膜中含有挥发性杀菌物质,可以抑制包装果蔬的微生物生长,因此抗菌保鲜膜的研发和使用越来越受到人们的关注。研究发现,桧木醇作为一种从扁柏树中提取的一种天然酚酮族化合物,具有良好的抗菌性、保湿性,且没有毒性,桧木醇与ldpe薄膜具有良好的相容性,可用于抗菌保鲜膜的制备。中国发明专利申请号201320338490.7公开了一种抗菌防霉保鲜膜,该发明采用具有微孔的聚乙烯膜基层,聚乙烯膜基层一侧设有壳聚糖抗菌层,进一步的设置了所述壳聚糖抗菌层由壳聚糖喷剂通过喷涂在聚乙烯膜基层上形成,壳聚糖抗菌层与聚乙烯膜基层之间设有银离子抗菌层或者壳聚糖抗菌层中非均匀分布有银离子抗菌剂。中国发明专利申请号201610770522.9公开了一种具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜及制备方法与应用。此发明通过将苦槛蓝树叶萃取得到苦槛蓝浸膏,加入水溶液过滤,得到苦槛蓝超临界萃取物溶液;将苦槛蓝超临界萃取物溶液、聚乙烯醇溶液、壳聚糖衍生物溶液和纳米二氧化钛溶液混合均匀,得到混合纺丝液;将混合纺丝液通过静电纺丝机进行纺丝,得到具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜。中国发明专利申请号201610267266.1公开了一种果蔬保鲜膜的制备方法,此发明采用艾草、丁香、野菊花和废弃橙皮提取物为抗菌成分,经水煮和减压蒸馏得到植物浓缩液,和虫胶与水的混合液加入活化后的氧化淀粉糊中,最终将过筛后的糊状液在玻璃板上延流成膜,经冷却干燥后得到果蔬保鲜膜。中国发明专利申请号201610883650.4公开了一种抗菌保鲜膜,此发明提供的抗菌保鲜膜包括背面层、中间层和表面层多层膜结构,多层膜结构中至少一层包括负离子材料,可释放的负离子具有较高的活性和很强的氧化还原作用,能够破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性,从而达到抗菌、杀菌的目的。根据上述,现有方案中的食品保鲜膜普遍都不能防止细菌的滋生,导致果蔬容易腐败变质,储存时间较短,目前防止细菌滋生通过添加银离子、二氧化钛等,但是银离子和二氧化钛金属化合物具有一定的生物毒性,对人体会有一定的影响,并且传统的抗菌保鲜膜存在制备较复杂,抗菌维持时间短,加工稳定性差等问题,鉴于此,本发明提出了一种创新性的具有抗菌功能的果蔬保鲜膜及制备方法,可有效解决上述技术问题。技术实现要素:针对目前应用较广的传统果蔬保鲜膜抗菌性能差,导致果蔬容易腐败变质,储存寿命短,而传统的抗菌保鲜膜的抗菌成分有一定毒性,抗菌维持时间短,加工稳定性差,并且制备复杂,成本较高,本发明提出一种具有抗菌功能的果蔬保鲜膜及制备方法,从而有效提高了保鲜膜的抗菌功能,延长了果蔬的储存寿命。本发明涉及的具体技术方案如下:一种具有抗菌功能的果蔬保鲜膜的制备方法,各原料重量份为:低密度聚乙烯66.5~83.8份、茂金属聚乙烯10~20份、弹性体3~5份、防雾剂1~4份、白油0.2~0.5份、桧木醇2~4份;具体制备过程包括以下步骤:(1)将低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、弹性体、防雾剂及白油在高速混合机中预混均匀,制得果蔬保鲜膜混合基料;(2)将桧木醇加热至70~80℃,熔化为液体;(3)将步骤(1)制得的混合基料加入螺杆挤出机中,熔融挤出后吹塑成膜,在膜的出口处将步骤(2)制得的桧木醇液体均匀喷涂在膜的表面,得到复合膜;(4)对步骤(3)制得的复合膜进行双向拉伸处理,再收卷贮存,即可制得具有抗菌功能的果蔬保鲜膜。优选的,所述低密度聚乙烯的密度为0.92~0.94g/cm3。优选的,所述茂金属聚乙烯为以茂金属为催化剂制备的聚乙烯,为线型低密度茂金属聚乙烯。优选的,所述弹性体为丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶或丁腈橡胶中的至少一种。优选的,所述防雾剂为木糖醇酯、山梨醇单棕榈酸酯、月桂酸或硬树脂酸甘油单酯中的至少一种。优选的,所述桧木醇为扁柏树中提取的天然酚酮族化合物,抑菌浓度为10~100ppm。优选的,所述高速混合机的转速为120~140r/min,加热温度为60~80℃,混合时间为15~20min。优选的,所述螺杆挤出机可为双螺杆挤出机、三螺杆挤出机或四螺杆挤出机中的一种,螺杆直径为20~30mm,螺杆长径比为4:1~6:1。优选的,所述螺杆挤出机的各段加热温度为:第一段270~280℃、第二段280~290℃、第三段290~300℃、第四段300~310℃。优选的,所述吹塑过程的吹胀比为2:1~4:1。优选的,所述双向拉伸过程的拉伸比为1.1:1~1.3:1。优选的,所述桧木醇的喷涂采用高压无气喷涂机、空气辅助无气喷涂机、高效低压喷涂机或静电喷涂机中的一种,可为柱塞式、燃油式、推车式、气动式.、电动式或柱塞隔膜复合式中的一种。优选的,所述抗菌功能的果蔬保鲜膜的贮存温度为7~35℃。本发明还提供一种上述制备方法制备得到的一种具有抗菌功能的果蔬保鲜膜。将本发明制备的果蔬保鲜膜与银离子保鲜膜、二氧化钛保鲜膜进行对比,在抑菌率、保鲜贮存期、保湿性及食品安全性上,具有明显的优势,如表1所示。表1:性能指标本发明银离子保鲜膜二氧化钛保鲜膜抑菌率(%)90~9850~7060~80保鲜贮存期(d)30~6010~2010~20保湿性好一般一般食品安全性好较差较差本发明提供了一种具有抗菌功能的果蔬保鲜膜及制备方法,与现有技术相比,其突出的特点和优异的效果在于:1、提出了采用桧木醇制备具有抗菌功能的果蔬保鲜膜的方法。2、本发明所使用的桧木醇具有良好的抗菌性、保湿性,并且无毒性,与ldpe薄膜相容性好,可均分散于薄膜表面,抑菌率高且保湿性好。3、本发明制备的新型保鲜膜加工稳定性好,抗菌维持时间长,能够大幅度提高果蔬的储存寿命。4、本发明的制备过程简单易控制,能耗低,环保性好,成本低廉,适合规模化生产。具体实施方式以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明,但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。实施例1原料配比为:低密度聚乙烯74.7kg、茂金属聚乙烯15kg、弹性体4kg、防雾剂3kg、白油0.3kg、桧木醇3kg;茂金属聚乙烯为线型低密度聚乙烯;弹性体为丁苯橡胶;防雾剂为木糖醇酯;制备过程为:(1)将低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、弹性体、防雾剂及白油在高速混合机中预混均匀,制得果蔬保鲜膜混合基料;高速混合机的转速为130r/min,加热温度为70℃,混合时间为18min;(2)将桧木醇加热至75℃,熔化为液体;(3)将步骤(1)制得的混合基料加入螺杆挤出机中,熔融挤出后吹塑成膜,在膜的出口处将步骤(2)制得的桧木醇液体均匀喷涂在膜的表面,得到复合膜;螺杆挤出机为双螺杆挤出机,螺杆直径为25mm,螺杆长径比为5:1;各段加热温度为:第一段270℃、第二段280℃、第三段290℃、第四段300℃;吹塑过程的吹胀比为3:1;桧木醇的喷涂采用高压无气喷涂机;(4)对步骤(3)制得的复合膜进行双向拉伸处理,再收卷贮存,即可制得具有抗菌功能的果蔬保鲜膜;双向拉伸过程的拉伸比为1.2:1;贮存温度为20℃;实施例1制备的果蔬保鲜膜,其抑菌率、保鲜贮存期、保湿性及食品安全性如表2所示。实施例2原料配比为:低密度聚乙烯81.8kg、茂金属聚乙烯10kg、弹性体3kg、防雾剂3kg、白油0.2kg、桧木醇2kg;茂金属聚乙烯为甚低密度聚乙烯;弹性体为顺丁橡胶;防雾剂为山梨醇单棕榈酸酯;制备过程为:(1)将低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、弹性体、防雾剂及白油在高速混合机中预混均匀,制得果蔬保鲜膜混合基料;高速混合机的转速为120r/min,加热温度为60℃,混合时间为20min;(2)将桧木醇加热至70℃,熔化为液体;(3)将步骤(1)制得的混合基料加入螺杆挤出机中,熔融挤出后吹塑成膜,在膜的出口处将步骤(2)制得的桧木醇液体均匀喷涂在膜的表面,得到复合膜;螺杆挤出机为三螺杆挤出机,螺杆直径为20mm,螺杆长径比为4:1;各段加热温度为:第一段275℃、第二段285℃、第三段295℃、第四段305℃;吹塑过程的吹胀比为2:1;桧木醇的喷涂采用空气辅助无气喷涂机;(4)对步骤(3)制得的复合膜进行双向拉伸处理,再收卷贮存,即可制得具有抗菌功能的果蔬保鲜膜;双向拉伸过程的拉伸比为1.1:1;贮存温度为8℃。实施例2制备的果蔬保鲜膜,其抑菌率、保鲜贮存期、保湿性及食品安全性如表2所示。实施例3原料配比为:低密度聚乙烯68.5kg、茂金属聚乙烯20kg、弹性体5kg、防雾剂3kg、白油0.5kg、桧木醇3kg;茂金属聚乙烯为线型低密度聚乙烯;弹性体为异戊橡胶;防雾剂为月桂酸;制备过程为:(1)将低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、弹性体、防雾剂及白油在高速混合机中预混均匀,制得果蔬保鲜膜混合基料;高速混合机的转速为140r/min,加热温度为80℃,混合时间为15min;(2)将桧木醇加热至79℃,熔化为液体;(3)将步骤(1)制得的混合基料加入螺杆挤出机中,熔融挤出后吹塑成膜,在膜的出口处将步骤(2)制得的桧木醇液体均匀喷涂在膜的表面,得到复合膜;螺杆挤出机为四螺杆挤出机,螺杆直径为30mm,螺杆长径比为6:1;各段加热温度为:第一段280℃、第二段290℃、第三段300℃、第四段310℃;吹塑过程的吹胀比为4:1;桧木醇的喷涂采用静电喷涂机;(4)对步骤(3)制得的复合膜进行双向拉伸处理,再收卷贮存,即可制得具有抗菌功能的果蔬保鲜膜;双向拉伸过程的拉伸比为1.3:1;贮存温度为25℃;实施例3制备的果蔬保鲜膜,其抑菌率、保鲜贮存期、保湿性及食品安全性如表2所示。实施例4原料配比为:低密度聚乙烯77.6kg、茂金属聚乙烯12kg、弹性体4kg、防雾剂3kg、白油0.4kg、桧木醇3kg;茂金属聚乙烯为甚低密度聚乙烯;弹性体为乙丙橡胶;防雾剂为月桂酸;制备过程为:(1)将低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、弹性体、防雾剂及白油在高速混合机中预混均匀,制得果蔬保鲜膜混合基料;高速混合机的转速为125r/min,加热温度为70℃,混合时间为18min;(2)将桧木醇加热至74℃,熔化为液体;(3)将步骤(1)制得的混合基料加入螺杆挤出机中,熔融挤出后吹塑成膜,在膜的出口处将步骤(2)制得的桧木醇液体均匀喷涂在膜的表面,得到复合膜;螺杆挤出机为双螺杆挤出机,螺杆直径为24mm,螺杆长径比为4:1;各段加热温度为:第一段270℃、第二段280℃、第三段290℃、第四段300℃;吹塑过程的吹胀比为4:1;桧木醇的喷涂采用静电喷涂机;(4)对步骤(3)制得的复合膜进行双向拉伸处理,再收卷贮存,即可制得具有抗菌功能的果蔬保鲜膜;双向拉伸过程的拉伸比为1.3:1;贮存温度为15℃;实施例4制备的果蔬保鲜膜,其抑菌率、保鲜贮存期、保湿性及食品安全性如表2所示。实施例5原料配比为:低密度聚乙烯72.5kg、茂金属聚乙烯17kg、弹性体4kg、防雾剂3kg、白油0.3kg、桧木醇3kg;茂金属聚乙烯为线型低密度聚乙烯;弹性体为丁基橡胶;防雾剂为木糖醇酯;制备过程为:(1)将低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、弹性体、防雾剂及白油在高速混合机中预混均匀,制得果蔬保鲜膜混合基料;高速混合机的转速为135r/min,加热温度为75℃,混合时间为18min;(2)将桧木醇加热至76℃,熔化为液体;(3)将步骤(1)制得的混合基料加入螺杆挤出机中,熔融挤出后吹塑成膜,在膜的出口处将步骤(2)制得的桧木醇液体均匀喷涂在膜的表面,得到复合膜;螺杆挤出机为三螺杆挤出机,螺杆直径为25mm,螺杆长径比为5:1;各段加热温度为:第一段275℃、第二段280℃、第三段295℃、第四段305℃;吹塑过程的吹胀比为3:1;桧木醇的喷涂采用高压无气喷涂机;(4)对步骤(3)制得的复合膜进行双向拉伸处理,再收卷贮存,即可制得具有抗菌功能的果蔬保鲜膜;双向拉伸过程的拉伸比为1.2:1;贮存温度为18℃;实施例5制备的果蔬保鲜膜,其抑菌率、保鲜贮存期、保湿性及食品安全性如表2所示。实施例6原料配比为:低密度聚乙烯79.5kg、茂金属聚乙烯10kg、弹性体5kg、防雾剂1kg、白油0.5kg、桧木醇4kg;茂金属聚乙烯为线型低密度聚乙烯;弹性体为顺丁橡胶;防雾剂为木糖醇酯;制备过程为:(1)将低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、弹性体、防雾剂及白油在高速混合机中预混均匀,制得果蔬保鲜膜混合基料;高速混合机的转速为140r/min,加热温度为60℃,混合时间为20min;(2)将桧木醇加热至80℃,熔化为液体;(3)将步骤(1)制得的混合基料加入螺杆挤出机中,熔融挤出后吹塑成膜,在膜的出口处将步骤(2)制得的桧木醇液体均匀喷涂在膜的表面,得到复合膜;螺杆挤出机为双螺杆挤出机,螺杆直径为20~30mm,螺杆长径比为6:1;各段加热温度为:第一段270℃、第二段285℃、第三段295℃、第四段305℃;吹塑过程的吹胀比为3:1;桧木醇的喷涂采用高压无气喷涂机;(4)对步骤(3)制得的复合膜进行双向拉伸处理,再收卷贮存,即可制得具有抗菌功能的果蔬保鲜膜;双向拉伸过程的拉伸比为1.1:1;贮存温度为20℃;实施例6制备的果蔬保鲜膜,其抑菌率、保鲜贮存期、保湿性及食品安全性如表2所示。对比例1原料配比为:低密度聚乙烯79.5kg、茂金属聚乙烯10kg、弹性体5kg、防雾剂1kg、白油0.5kg、桧木醇4kg;茂金属聚乙烯为线型低密度聚乙烯;弹性体为顺丁橡胶;防雾剂为木糖醇酯;制备过程为:(1)将桧木醇、低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、弹性体、防雾剂及白油在高速混合机中预混均匀,制得果蔬保鲜膜混合基料;高速混合机的转速为140r/min,加热温度为60℃,混合时间为20min;(2)将步骤(1)制得的混合基料加入螺杆挤出机中,熔融挤出后吹塑成膜,得到复合膜;螺杆挤出机为双螺杆挤出机,螺杆直径为20~30mm,螺杆长径比为6:1;各段加热温度为:第一段270℃、第二段285℃、第三段295℃、第四段305℃;吹塑过程的吹胀比为3:1;(3)对步骤(2)制得的复合膜进行双向拉伸处理,再收卷贮存,即可制得具有抗菌功能的果蔬保鲜膜;双向拉伸过程的拉伸比为1.1:1;贮存温度为20℃;对比例1制备的果蔬保鲜膜,其抑菌率、保鲜贮存期、保湿性及食品安全性如表2所示。表2:性能指标实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6对比例1抑菌率(%)97969598969480保鲜贮存期(d)30~6030~6030~6030~6030~6030~6010~30保湿性好好好好好好一般食品安全性好好好好好好一般当前第1页12
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