一种抗菌保鲜膜、果蔬包装方法以及设备

本发明涉及保鲜膜和包装相关，特别是一种抗菌保鲜膜、果蔬包装方法以及设备。

背景技术：

1、果蔬保鲜技术的不完善不仅对我国经济造成不良影响，更会影响我国在果蔬产业在国际领域中的地位。由于我国的果蔬冷链运输体系还不够完善，现有保鲜技术对仪器设备要求较高，而且果蔬腐败的原因主要是由微生物导致的。因此，从运输及贮藏的空间转移角度出发，采用有效地抗菌包装方法是保护果蔬的最佳途径。综上所述，研究开发新型的果蔬抗菌保鲜包装膜来降低果蔬的劣变是亟待解决的问题之一。

2、纳他霉素的抑菌机制主要与细胞中麦角甾醇的存在有密切关系，纳他霉素与麦角甾醇的结合量与其对特定菌株的最小抑菌浓度（mic）值呈负相关。纳他霉素的多烯平面大环内酯结构中的共轭双键通过范德华力的作用使其与真菌中的麦角甾醇或其他甾醇基团结合，形成甾醇—纳他霉素的复合体，从而使细胞膜产生畸变，改变细胞膜的通透性，导致胞内氨基酸等重要物质渗漏，引起细胞死亡。因细菌和病毒中不含有这些类甾醇化合物，故纳他霉素对其几乎没有抗菌活性，只有当mic大于10.00 mg/ml时才能显示出抑菌作用。但welscher在研究纳他霉素对酵母菌的抑制中发现，其并没有改变酵母菌细胞膜的通透性或使其产生畸变，将纳他霉素加入到含有麦角甾醇的细胞膜模型中细胞膜的通透性并没有发生变化。纳他霉素不能使含有10%麦角甾醇的小囊泡发生羧基二乙酸荧光素泄露；5.00 μmol/l的纳他霉素不能使细胞内的离子发生泄漏，这表明纳他霉素不是通过与改变细胞膜的通透性来进行抑菌的。体内实验也有相关报导，这表明纳他霉素在特异性地与麦角甾醇结合后是以一种未知的机理来抑制真菌的。因此具体的抑菌机制仍然需要研究。

3、相比较山梨酸、制霉菌素等抗菌剂，1~100 mg/kg的纳他霉素能对500种霉菌均具有较强的抑制作用。纳他霉素的浓度在0.50~6.00 mg/kg之间时能抑制绝大多数霉菌，极少数霉菌需要在10.00~25.00 mg/kg的浓度下才能被抑制，其中对曲霉菌的最小抑制浓度为0.63 mg/kg，对黑曲霉菌的最小抑制浓度为1.00~1.80 mg/kg，对岛状青霉菌的最小抑制浓度为1.10 mg/kg。他霉素不参与人体的新陈代谢很难被消化或吸收，90%都会随代谢物排出体外，人口服500 mg纳他霉素后并对其血液进行检测，其结果表明纳他霉素含量小于1.00µg/ml，说明纳他霉素很难被人和动物的肠胃吸收。但采用静脉注射的方式其毒性极大，通过卫生学免疫调查研究和皮肤斑点反应实验等研究，证明人体对纳他霉素无过敏反应，运用急/慢毒性研究降解后的纳他霉素也没有任何中毒现象。因此几乎没有毒性，对人类健康没有任何危害，并且一些真菌对其也不会产生耐药性。研究者对纳他霉素在食品中残留量的检测及分析技术进行研究，并取得了一定成果，其检测技术主要有高效液相色谱技术、紫外分光光度技术、薄层层析技术、微生物技术等。

4、纳他霉素在其他包装材料中的应用研究也有相关报道。如在纸板内层喷涂有0.5%纳他霉素、0.8%乳酸链球菌素及乙烯吸收剂的混合液，不仅能有效地抑制水蜜桃的呼吸强度，保持果肉的硬度及风味，还能延长水蜜桃的保质期。更多报道也有学者对低密度聚乙烯（ldpe）及聚乙烯（pvc）进行改性处理，然后与纳他霉素进行接枝结合，制成非迁移性活性包装膜，其抑菌效果较好。纳他霉素作为抗菌剂用于制备抗菌塑料也具有一定的研究价值，但要克服高温对纳他霉素活性的影响。

5、张东杰、王洪江、宋雪健等人在相关领域做出来一些研究，如中国专利一种琼脂基-纳他霉素抗菌膜及其制备方法（公开号cn108047506a，申请人：黑龙江八一农垦大学）其提出了一种琼脂基-纳他霉素抗菌膜，该琼脂基-纳他霉素抗菌膜的配料制成的抗菌膜的抗菌性能得到限制，同时此类抗菌膜的应用方法也未能充分挖掘。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提出一种抗菌保鲜膜，通过试验验证，其可以提高抗菌效果，并且具有非常好的保鲜效果。同时，本发明还提出了应用上述抗菌保鲜膜的果蔬包装方法和设备。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、在第一个技术方案中，一种抗菌保鲜膜，包括蒸馏水、以及

4、1.50%-1.80% m/v的琼脂；

5、0.50%-0.70% m/v的甘油；

6、0.15%-0.25% m/v的明胶；

7、以干基计，0.5%-0.9%的纳他霉素。

8、在第一个技术方案中，作为优选的，所述琼脂、甘油、明胶和纳他霉素的含量分别为

9、1.60% m/v的琼脂；

10、0.60% m/v的甘油；

11、0.20% m/v的明胶；

12、以干基计，0.66%的纳他霉素。

13、在第一个技术方案中，作为优选的，所述抗菌保鲜膜的制作方法为：在100 ℃的水浴条件下，向预计体积22/25的蒸馏水中缓慢加入琼脂、甘油和明胶，并用保鲜膜将烧杯口密封，防止挥发，中速搅拌20 min，使其完全溶解后，将纳他霉素溶于预计体积3/25的蒸馏水中并加入到烧杯中，搅拌1~2 min，流延于铺有特氟龙的玻璃板特制玻璃板上，等待其凝固成型后，置于35 ℃的电热鼓风干燥箱中，干燥8 h，取出即可制得琼脂基纳他霉素抗菌膜，并置于15~20 ℃，相对湿度为20%~50%的条件下贮藏。

14、在第二个技术方案中，一种果蔬包装方法，使用如第一个技术方案中所述的抗菌保鲜膜，包括如下步骤：

15、s1、将果蔬放置在下层抗菌保鲜膜上，果蔬的四周预留保鲜膜待压紧的预留区域，将另上层抗菌保鲜膜设置在果蔬上方，并使两层保鲜膜侧边对齐；

16、s2、将两层保鲜膜第一方向的两侧遮挡，向两层保鲜膜之间的空间注入热气体；

17、s3、驱赶热气移出两层保鲜膜之间的空间，然后迅速压紧果蔬四周的保护膜，使果蔬封闭在压痕区域内。

18、在第二个技术方案中，作为优选的，在s3中，在临近果蔬所在区域，在第一方向的第一端压紧两层保鲜膜，使两层保鲜膜在第一方向的第一端相互粘黏结合，驱赶热气在两层保鲜膜之间由第一方向的第一端压紧处向第一方向的第二端移动，随后在第一方向的两侧、以及第一方向的第二端压紧两层保鲜膜。

19、在第二个技术方案中，作为优选的，所述热气为75℃-85℃。

20、在第二个技术方案中，作为优选的，所述热气为惰性气体或氮气。

21、在第二个技术方案中，作为优选的，在s1中，在两层抗菌保鲜膜之间加入中层抗菌保鲜膜，该中层抗菌保鲜膜上也放置果蔬，中层抗菌保鲜膜的宽度小于上层抗菌保鲜膜和下层抗菌保鲜膜。

22、在第三个技术方案中，一种果蔬包装设备，包括侧挡板、热气输送装置、压边装置、第一驱动装置和第二驱动装置，其中

23、侧挡板有两个，且两个侧挡板间隔设置；

24、热气输送装置设置在两个测挡板之间的区域，热气输送装置的主体为管状且下端为尖刺状，所述热气输送装置的外环面临近下端处开设有风孔，该风孔与热气输送装置内部管路连通；

25、压边装置设置在包括两个测挡板之间的区域并与热气输送装置相邻，所述压边装置包括转轴、第一压紧板、第二压紧板、压紧侧板和弹性压紧垫，所述压紧侧板为两个形状一致的扇形板，所述压紧侧板内弧边缘与所述转轴固定连接，所述第一压紧板和第二压紧板分别封闭的连接在两个压紧侧板周向开口处，且所述第一压紧板、第二压紧板和两个压紧侧板远离转轴方向的边缘在同一环形面内，所述第一压紧板、第二压紧板和两个压紧侧板远离转轴方向的边缘的展开面为矩形；所述弹性压紧垫填充在第一压紧板、第二压紧板和两个压紧侧板围合的空腔内；

26、所述第一驱动装置连接热气输送装置，并可驱动热气输送装置垂向移动；

27、所述第二驱动装置连接压边装置，并可驱动压边装置垂向移动、沿第一方向移动、以及以转轴的轴心为中心往复转动。

28、在第三个技术方案中，作为优选的，所述压边装置的行程路径的下方设置有弹性的衬层。

29、使用本发明的有益效果是：

30、本抗菌保鲜膜以琼脂作为成膜基材，明胶作为增强剂，甘油作为增塑剂，纳他霉素作为抗菌膜来制备抗菌膜，对酵母菌的抑菌直径为21.467±0.81 mm，对黑曲霉的抑菌直径为23.081±0.32 mm，并且纳他霉素在琼脂膜中的迁移过程属于菲克扩散，具有良好的抗菌性能。并且随着储藏期的延长琼脂基纳他霉素抗菌膜虽然在对控制果蔬的失水率方面效果明显高于空白组，同时对于菌落总数、vc、ssc、tac及硬度五项指标的控制较为突出。

31、本发明提出的果蔬包装方法以及设备，可以实现将抗菌保鲜膜尽可能的贴附在被包装的果蔬的表面，使得保鲜膜抑制果蔬表面细菌的繁殖，同时保持较快的连续的生产节奏，适合工业化推广。