本發(fā)明屬于食品加工中的保鮮技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及了一種果蔬用抗菌減震泡沫。

背景技術(shù)：

中國(guó)是果蔬生產(chǎn)大國(guó)，近10年來(lái)水果產(chǎn)量一直穩(wěn)居世界第一，水果總產(chǎn)量連年攀升，由2010年的6225萬(wàn)噸上升到2015年的2.14億噸，同比上升3.4倍。蔬菜產(chǎn)業(yè)也已成為中國(guó)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，種植面積僅次于糧食，成為中國(guó)第二大農(nóng)作物。由于果蔬產(chǎn)品具有易腐性、季節(jié)性和地域性的特點(diǎn)，加之長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)比較重視產(chǎn)前和產(chǎn)中的栽培，忽視采后物流保鮮，導(dǎo)致果蔬產(chǎn)品產(chǎn)后損腐率嚴(yán)重，年損失就達(dá)2400億元。造成果蔬貯藏期間損失的原因可以概括為自身生理活動(dòng)影響和外界傷害兩個(gè)方面。一些產(chǎn)品的水分含量高，果皮薄，貯藏性能差，易受機(jī)械損傷等各種因素造成均會(huì)直接或間接地影響果蔬采后生理活動(dòng)，同時(shí)為病原微生物侵染提供有利條件，從而加重果蔬損失。目前隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，物流電商作為果蔬銷售的一個(gè)新途徑，越來(lái)越成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新方向。但是在電商物流過(guò)程中，最直接面臨的問(wèn)題是果蔬運(yùn)輸過(guò)程中的保護(hù)問(wèn)題。果蔬在快遞物流過(guò)程中，難免會(huì)有劇烈的震動(dòng)導(dǎo)致水果表皮破壞腐爛變質(zhì)，果蔬內(nèi)包裝中的減震材料成為果蔬物流電商發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。目前果蔬物流保鮮過(guò)程中采用的減震材料基本為聚乙烯、聚苯乙烯材質(zhì)，這些高分子材料分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，難以降解，對(duì)生態(tài)環(huán)境還會(huì)造成潛在危害，形成嚴(yán)重的“白色污染”；另一方面目前的減震包裝材料只是起到單一的減震功能，不具備抑菌，控制貯藏環(huán)境中有害微生物的作用。因此開(kāi)發(fā)具有抗菌、可降解等復(fù)合功能的減震包裝材料，成為果蔬物流貯藏產(chǎn)業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)。

聚乳酸是利用玉米等來(lái)源的乳酸為原料生產(chǎn)的新型聚酯材料。聚乳酸具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定條件下完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環(huán)境，這對(duì)保護(hù)環(huán)境非常有利，是世界公認(rèn)的環(huán)境友好材料。聚乳酸在國(guó)內(nèi)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于食品包裝薄膜、包裝袋、包裝盒和餐具，美、日、歐洲國(guó)家等也均已開(kāi)發(fā)出多種以pla為原料的綠色包裝材料。被定義為最有發(fā)展前途的新型生物可降解包裝材料。利用聚乳酸制備減震泡沫材料，可減少傳統(tǒng)塑料材料造成的環(huán)境問(wèn)題，為現(xiàn)代物流包裝材料帶來(lái)新的方向。

長(zhǎng)期以來(lái)，化學(xué)保鮮劑在控制采后果蔬腐爛和延緩采后果蔬衰老方面發(fā)揮著重要作用。然而隨著人們生活質(zhì)量的提高，化學(xué)保鮮劑的殘留等問(wèn)題越來(lái)越引起人們的重視。在全球提倡綠色化的今天，生物源保鮮劑因沒(méi)有化學(xué)防腐保鮮劑所帶來(lái)的環(huán)境污染、農(nóng)藥殘留及抗藥性等問(wèn)題，日益受到人們的關(guān)注。植物揮發(fā)油是從植物中提取出來(lái)的一類具有芳香氣味的，且具有一定揮發(fā)性的油狀液體總稱。美國(guó)fda通常將植物揮發(fā)油作為“一般認(rèn)為安全的物質(zhì)”(generallyrecognizedassafe，gras)來(lái)使用。由于植物揮發(fā)油具有良好的抑菌及抗氧化活性，受到國(guó)內(nèi)外研究人員的關(guān)注。本發(fā)明的研究團(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn)芳樟醇和檸檬醛具有揮發(fā)性，可散布在包裝空間內(nèi)，通過(guò)熏蒸處理能有效抑制果蔬貯藏過(guò)程中的致病菌和致腐菌，且兩者共用有很好的協(xié)同增效作用，對(duì)維持果蔬品質(zhì)，抑制霉變發(fā)生具有顯著作用。芳樟醇和檸檬醛分別來(lái)自芳樟和山蒼子等植物，將其加入到聚乳酸中制成減震材料，可以使泡沫材料具有減震的同時(shí)還具有安全高效的廣譜抑菌效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)物流過(guò)程中震蕩造成果蔬易腐敗變質(zhì)的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種具有抗菌功能的聚乳酸減震泡沫。為果蔬在物流過(guò)程中品質(zhì)保持提供一種安全、高效的保鮮材料，起到延長(zhǎng)果蔬采后貯藏時(shí)間，減少物流損失的作用。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，發(fā)明人提供如下技術(shù)方案：

一種果蔬用抗菌減震泡沫，主要由聚乳酸添加復(fù)合抗菌劑、檸檬酸三丁酯和碳酸氫鈉采用模板制孔法制備而成，其中：所述的復(fù)合抗菌劑由按質(zhì)量比為1:9～9:1的芳樟醇和檸檬醛的混合組成；聚乳酸與復(fù)合抗菌劑的質(zhì)量比為1:0.1～1:0.2，聚乳酸與檸檬酸三丁酯的質(zhì)量比為1:0.03～1:0.05，聚乳酸與碳酸氫鈉的質(zhì)量比為1:12～1:15。

作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的一種果蔬用抗菌減震泡沫，其中，所述的模板制孔法按如下操作：聚乳酸加入到氯仿或者二氯甲烷中制成溶液，再加入復(fù)合抗菌劑和檸檬酸三丁酯攪拌均勻，最后加入碳酸氫鈉攪拌后倒入磨具中自然干燥，得到的固體放入枸櫞酸的飽和水溶液中浸泡反應(yīng)，待無(wú)氣泡放出后取出泡沫，真空干燥得白色聚乳酸果蔬用抗菌減震泡沫。

發(fā)明人研究芳樟醇和檸檬醛在多種果蔬物流中的貯藏效果，發(fā)現(xiàn)兩種揮發(fā)油均對(duì)果蔬的硬度、可溶性固型物、感官品質(zhì)、霉變率具有很好的控制效果，且兩者復(fù)配使用具有協(xié)同增效作用。將兩者添加入聚乳酸泡沫中，可增加材料的抑菌性能，本發(fā)明的果蔬用抗菌減震泡沫可用于果蔬物流運(yùn)輸及貯藏過(guò)程中的微生物控制、減少機(jī)械損傷、品質(zhì)保持。

本發(fā)明的聚乳酸果蔬用抗菌減震泡沫可用于新鮮易損傷果蔬如楊梅、藍(lán)莓、水蜜桃、小番茄等的貯藏運(yùn)輸中。應(yīng)用工藝如下：挑選成熟，健康果實(shí)，預(yù)冷后裝入塑料框中，框底放入本發(fā)明的果蔬用抗菌減震泡沫，置于冷庫(kù)中貯藏或運(yùn)輸銷售，利用植物精油揮發(fā)性進(jìn)行熏蒸保鮮，同時(shí)達(dá)到運(yùn)輸過(guò)程中的減震效果。

作為優(yōu)選，根據(jù)本發(fā)明所述的一種果蔬用抗菌減震泡沫，其制備方法包括如下步驟：

(1)聚乳酸溶液的配制：將聚乳酸母粒加入到氯仿或者二氯甲烷中，按質(zhì)量比為1:7～1:9的比例混合，40-60℃下充分?jǐn)嚢枞芙?，備用?/p>

(2)復(fù)合抗菌劑的配制：將芳樟醇和檸檬醛按質(zhì)量比為1:9～9:1的比例混合，攪拌均勻后備用；

(3)取上述(1)中聚乳酸溶液，按比例加入復(fù)合抗菌劑和檸檬酸三丁酯，聚乳酸與復(fù)合抗菌劑的質(zhì)量比為1:0.1～1:0.2，聚乳酸與檸檬酸三丁酯的質(zhì)量比為1:0.03～1:0.05，攪拌均勻后備用；

(4)在上述(3)的溶液中，按比例加入碳酸氫鈉，聚乳酸與碳酸氫鈉質(zhì)量比為1:12～1:15，機(jī)械攪拌后倒入磨具中自然干燥；將干燥后的固體放入枸櫞酸的飽和水溶液中30～80℃下浸泡反應(yīng)，待無(wú)氣泡放出后取出泡沫，真空干燥得白色聚乳酸果蔬用抗菌減震泡沫。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1).本發(fā)明采用的芳樟醇和檸檬醛兩種植物揮發(fā)油來(lái)自芳樟和山蒼子等植物，為天然物質(zhì)，與果蔬接觸后不產(chǎn)生對(duì)人體有害物質(zhì)，具有很高的安全性，優(yōu)于目前使用的化學(xué)保鮮劑。而且兩種植物源物質(zhì)同時(shí)復(fù)配使用，具有更好的廣譜抗菌效果，對(duì)果蔬貯藏過(guò)程中的多種微生物均存在抑制效果。

(2).本發(fā)明采用模板制孔法制備抗菌聚乳酸泡沫，植物源抗菌劑在最終的基質(zhì)材料中具有很好的負(fù)載率。通常聚乳酸泡沫生產(chǎn)工藝多為擠出發(fā)泡或者co2發(fā)泡，發(fā)泡過(guò)程需要100℃以上高溫，如果采用傳統(tǒng)工藝，芳樟醇、檸檬醛這些植物源揮發(fā)性抗菌劑損失率在95％以上，很難起到抗菌的效果。而本發(fā)明采用的模板制孔法，反應(yīng)溫度較低，解決了植物源抗菌劑因高溫導(dǎo)致?lián)p失率高的難題。

(3).將芳樟醇、檸檬醛兩種植物源抗菌劑加入到聚乳酸中，可以起到緩釋釋放的效果?？咕鷦┤芙庠诰廴樗峄|(zhì)中，表面的植物精油揮發(fā)到周圍空間的速度較快，而內(nèi)部的精油則需要一定的時(shí)間遷移到材料表面才能進(jìn)一步揮發(fā)，因此起到了緩釋釋放的效果。這就使抗菌泡沫不僅能在物流過(guò)程中起到減震的作用，而且還能在存放的過(guò)程中，使包裝內(nèi)部的植物精油濃度長(zhǎng)時(shí)間維持在一個(gè)有效范圍內(nèi)，起到長(zhǎng)效的保鮮效果，減少果蔬物流貯運(yùn)過(guò)程中的損失。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制備的果蔬用抗菌減震泡沫的掃描電鏡圖。

圖2是本發(fā)明的果蔬用抗菌減震泡沫對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制效果照片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，更具體地說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施并不局限于下面的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發(fā)明保護(hù)范圍。

在本發(fā)明中，若非特指，所有的份、百分比均為重量單位，所有的設(shè)備和原料等均可從市場(chǎng)購(gòu)得或是本行業(yè)常用的。若無(wú)特別指明，實(shí)施例采用的方法為本領(lǐng)域通用技術(shù)。

實(shí)施例1

取10g聚乳酸加入70g二氯甲烷中，40℃下充分?jǐn)嚢枞芙?，加?.2g芳樟醇、0.8g檸檬醛、0.3g檸檬酸三丁酯，攪拌均勻后加入120g碳酸氫鈉，機(jī)械攪拌15min，倒入磨具中25℃下自然干燥。將干燥后的固體放入枸櫞酸的飽和水溶液中30℃下浸泡反應(yīng)，待無(wú)氣泡放出后取出泡沫，真空干燥得白色聚乳酸果蔬用抗菌減震泡沫。經(jīng)檢測(cè)，該果蔬用抗菌減震泡沫的孔隙率為90.7％，彈性為0.67。

實(shí)施例2

取20g聚乳酸加入160g氯仿中，50℃下充分?jǐn)嚢枞芙?，加?g芳樟醇、2g檸檬醛、0.8g檸檬酸三丁酯，攪拌均勻后加入240g碳酸氫鈉，機(jī)械攪拌15min，倒入磨具中25℃下自然干燥。將干燥后的固體放入枸櫞酸的飽和水溶液中60℃下浸泡反應(yīng)，待無(wú)氣泡放出后取出泡沫，真空干燥得白色聚乳酸果蔬用抗菌減震泡沫。經(jīng)檢測(cè)，該果蔬用抗菌減震泡沫的孔隙率為90.1％，彈性為0.52。

實(shí)施例3

取5g聚乳酸加入45g氯仿中，55℃下充分?jǐn)嚢枞芙?，加?.8g芳樟醇、0.2g檸檬醛、0.2g檸檬酸三丁酯，攪拌均勻后加入75g碳酸氫鈉，機(jī)械攪拌15min，倒入磨具中25℃下自然干燥。將干燥后的固體放入枸櫞酸的飽和水溶液中80℃下浸泡反應(yīng)，待無(wú)氣泡放出后取出泡沫，真空干燥得白色聚乳酸果蔬用抗菌減震泡沫。經(jīng)檢測(cè)，該果蔬用抗菌減震泡沫的孔隙率為92.6％，彈性為0.61。

實(shí)驗(yàn)例1本發(fā)明果蔬用抗菌減震泡沫的抑菌試驗(yàn)

測(cè)試方法：以金黃色葡萄球菌為試驗(yàn)對(duì)象。將金黃色葡萄球菌液涂布在平板中央，稱取實(shí)施例1中制備的果蔬用抗菌減震泡沫0.5g放入到培養(yǎng)皿蓋中央，將平板倒置，于(37±0.5)℃的生化培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)2d，抑菌結(jié)果見(jiàn)圖2。證明本發(fā)明果蔬用抗菌減震泡沫對(duì)金黃色葡萄球菌明顯的抑制效果。

實(shí)驗(yàn)例2本發(fā)明果蔬用抗菌減震泡沫在楊梅貯運(yùn)中的應(yīng)用

試驗(yàn)材料：東魁楊梅，購(gòu)于浙江仙居。

試驗(yàn)處理為：

取楊梅500g，挑選成熟、健康果實(shí)，預(yù)冷后裝入塑料框中，框底放入實(shí)施例2中果蔬用抗菌減震泡沫，未加保鮮劑的為對(duì)照組，在振動(dòng)參數(shù)分別為：加速度a＝1.05m/s²、速率v＝0.28cm/s、位移d＝24.6um條件下振動(dòng)10min后，將整框楊梅采用pe膜包裝扎口，置于4℃條件下貯藏。2種處理相比，貯藏15天后腐爛率分別為：實(shí)施例組為19.7％、對(duì)照組為43.5％。證明本發(fā)明果蔬用抗菌減震泡沫對(duì)楊梅具有較好的保鮮效果。

實(shí)驗(yàn)例3本發(fā)明果蔬用抗菌減震泡沫在草莓貯運(yùn)中的應(yīng)用

試驗(yàn)材料：紅頰草莓，購(gòu)于浙江建德。

試驗(yàn)處理為：

取草莓500g，挑選成熟、健康果實(shí)，預(yù)冷后裝入塑料框中，框底放入實(shí)施例3中果蔬用抗菌減震泡沫，未加保鮮劑的為對(duì)照組，在振動(dòng)參數(shù)分別為：加速度a＝1.05m/s²、速率v＝0.28cm/s、位移d＝24.6um條件下振動(dòng)10min后，將整框草莓采用pe膜包裝扎口，置于4℃條件下貯藏。2種處理相比，貯藏15天后腐爛率分別為：實(shí)施例組為16.2％、對(duì)照組為38.4％。證明本發(fā)明果蔬用抗菌減震泡沫對(duì)草莓具有較好的保鮮效果。