木質基包裝材料在果蔬保鮮中的應用

劉銀鑫，肖生苓*，岳金權，姚培培

(1.東北林業大學 工程技術學院，哈爾濱150040，2.東北林業大學 材料科學與工程學院，哈爾濱 150040)

隨著人們生活水平的不斷提高，對食品質量的要求也在不斷提高。果蔬類食品由于采摘后環境的改變、物流過程中的損傷等原因，易腐氣體會大量的聚集，果蔬加快成熟，短時間內新鮮程度及其他品質迅速下降。我國的果蔬保鮮差距很大，目前發達國家水果保鮮能力達到生產總量的70％～80％，中國約占總產量的31.18％，發達國家的果蔬損失率不到5％，而我國的水果損失率達到了25％～30％[1]。采用不同的保鮮包裝材料，對果蔬食品進行保鮮處理，能夠保持、延長其成分、色澤、質地、口感等食用品質，提高其營養價值。

目前使用的果蔬保鮮包裝材料以薄膜居多，如聚乙烯(PE)薄膜、聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚偏二氯乙烯(PVDC)薄膜、乙烯乙酸共聚物薄膜等。但由于這類薄膜中添加的增塑劑、穩定劑、一些單體等物質容易析出，隨著食物進入人體內，對人身體健康不利。另外，這類包裝材質與保鮮果蔬之間的相互作用也格外引起人們的關注。

以木質纖維為基材的紙質包裝材料，由于其可降解性，制作和使用方便等優點，受到了國內外的廣泛關注，各類保鮮紙的開發逐漸成為研究的熱點。

1 木質基保鮮材料保鮮原理及制備

1.1 木質基保鮮材料保鮮原理

木質基保鮮材料通常是以牛皮紙或者其他包裝用紙為基體，在制作紙漿的漿料中添加保鮮劑，在紙張的表面涂覆保鮮劑；或利用紙張本身的多孔性和透氣性，將纖維或者紙張浸漬保鮮液，利用纖維間或紙基表面緩慢釋放的有效保鮮成分，清除引起果蔬腐爛的細菌，抑制乙烯等催熟氣體的殘留，控制氧氣的含量，增加二氧化碳的含量，控制有氧呼吸的程度，減少果蔬水分的散失等。而且紙基本身也能阻隔微生物的擴散，減少微生物在個體間的傳播，使果蔬長時間保鮮。也可以將紙張和保鮮膜等其他保鮮材料復合使用，利用他們各有的特點，控制果蔬環境氣氛，達到保鮮效果。

1.2 木質基保鮮材料的制備過程

木纖維可以利用木質剩余物制得。一般來說，木纖維的提取有化學、機械、化學機械、半化學等方法[3]，根據保鮮材料對纖維特點的要求可以選用不同的制漿方法。由于化學機械漿的得率在85％～95％[4]，而且木質剩余物包括枝丫、樹條、樹葉、樹皮、截頭、鋸屑、邊角余料和枯倒木等[5]，成分復雜，化學機械法制漿是比較理想的選擇。利用木質剩余物制漿的主要過程為：首先挑選出樹皮、樹葉等一些纖維含量低的部分，將剩余物制成一定規格的木片，洗滌除去雜質，在蒸煮鍋中(一定的溫度壓力下)蒸煮一定時間以軟化木素，在盤磨機中碾磨，根據需要可以調節磨片間的寬度和碾磨次數等，制得各種不同形態的漿料，經篩漿機過濾得到需要的纖維，然后用甩干桶甩干備用。根據需要可利用瓦力打漿機或者PFI磨進一步疏解、打漿，脫水后保存，即得到最終木質纖維。根據不同的定量取不同量的纖維，在紙樣成型器中成紙，將制得的濕部在冷壓機上冷壓，冷壓后的濕部在烘干機中烘干，即得到保鮮紙基體。最后根據設計要求，在紙基中添加相應的保鮮劑制得相應的保鮮材料。

2 木質基果蔬保鮮包裝材料特點及應用

以木質材料為基體的果蔬保鮮包裝材料種類較多，如中草藥類果蔬保鮮包裝材料、SO2果蔬保鮮包裝材料、抗菌果蔬保鮮包裝材料、復合型果蔬保鮮包裝材料等。雖然其結構特性及添加成分不同，但都具有良好的保鮮功能和效果。

2.1 中草藥保鮮包裝材料

中草藥保鮮劑國內外都有研究，主要是利用中草藥中的有效成分來殺菌，控制果蔬的呼吸等生理變化來達到保鮮的目的。王本翠[6]等分別用大黃提取液、丁香提取液、大黃和丁香提取液，并加入適當的氧化淀粉，以比例5∶4分別混合，涂到包裝紙上，用所做的包裝紙包裝小白菜，置于濕度70％～85％室溫25℃環境存放，和對照組相比，維生素C和酸的含量，大黃和丁香復合紙顯著高于其他組，小白菜的失重速率也是大黃和丁香的復合紙效果最好。這說明，大黃和丁香提取液中的有效成分能夠起到殺菌的作用，降低菜葉的生理代謝程度，達到保鮮目的。宋曉崗[7]等采用中草藥甘草、百部、虎仗和良姜等碾碎成粉末，與普通的包裝紙復合，做成保鮮袋，并對番茄、辣椒、青瓜等室溫試驗，結果表明，在外觀方面番茄能夠保存18～24d，對照組腐爛；實驗組辣椒變紅，未腐爛，對照組完全腐爛；青瓜實驗組能保存6～12d，對照組完全腐爛。同樣，實驗組的維生素C和糖含量也比對照組高許多。此實驗說明中草藥保鮮紙能顯著地起到保鮮的作用。潘維娜[8]等在植物纖維中添加白硅石粉、高錳酸鉀和中草藥等保鮮劑，并以草莓做實驗，結果表明當白硅石的量在20％時有最好的抑制呼吸的作用，高錳酸鉀用量在2.7％以上時能較好地除去乙烯，有較好的抑制呼吸的作用，中草藥在70％時能較好地抑制霉菌等細菌的生長，達到保鮮的目的。最后得出，當白硅石用量20％、高錳酸鉀溶液用量3.0％、中草藥提取液用量75％時，對草莓的保鮮效果最好。

2.2 SO2保鮮包裝材料

SO2保鮮紙主要用于葡萄的保鮮，二氧化硫能抑制葡萄氧化酶活性，降低呼吸作用，減少損失。二氧化硫的作用并沒有傷害到果實內的營養物質，維生素C和糖等含量沒有減少?；颐咕日婢自斐晒麑嵉母癄€，而二氧化硫則能對該類的霉菌有抑制和殺死作用，同時可減少紅鹿莓瓜技孢子，從而達到抑制真菌和保存葡萄果實的作用。SO2葡萄保鮮紙可以控制葡萄采摘后貯藏中的腐爛和落粒，在長途運輸和低溫貯藏中防腐保鮮效果明顯。葡萄保鮮紙SO2的緩慢釋放，是保鮮紙防腐效果好壞的關鍵所在，但SO2的緩釋問題一直不能得到較好的解決。朱璇[9]等在原有的SO2保鮮紙的基礎上，改變緩釋劑的種類，即通過涂蠟，加環糊精，加穩定劑OA和防水劑CS等并對試驗結果進行比較，結果表明，OA和CS的聯合使用在第90d還能有10.18×10-3mol/L的SO2的放出，即此種組合能夠有效地控制二氧化硫的釋放，達到較好的緩釋效果。俄羅斯B.A.古科夫斯基等人有報告指出，葡萄最適宜的貯藏氣氛是：氧氣3％～16％，二氧化碳3％～8％，二氧化硫0.002％～0.01％[10]。法國的查爾斯等[10]發明了P-m保鮮劑，該種保鮮劑能緩慢地釋放二氧化硫氣體，擁有較好的保鮮效果。遼寧省化工研究所在此基礎上研制了S-m和S-P-m保鮮劑，也能得到同樣的效果。

2.3 抗菌保鮮包裝材料

2.4 復合型保鮮包裝材料

復合型保鮮紙主要指不同種類的保鮮劑的加入同時具有抗菌和控制果蔬生理變化等特點，或與其他的保鮮材料共同使用達到保鮮效果的一類保鮮紙。周群波[14]等利用涂覆法將淀粉、白硅石、丁苯膠乳、高錳酸鉀等適當的比例混合，涂覆于定量40g/m2的紙上，用草莓實驗，發現他們能強烈地降低草莓的失重率和細胞膜透性，擁有很好的保鮮效果。王偉偉[15]等將不同濃度的納米TiO2涂布于包裝紙上，用黃瓜做實驗，結果發現當保鮮紙和保鮮膜的聯合使用能使得保鮮時間延長30d以上。美國一位農業專家發明了一種測熟標簽，這種標簽可以檢測到果蔬成熟時釋放的乙烯氣體，果蔬散發的乙烯氣體能和果蔬反應產生藍色現象，而且測得的乙烯的量跟藍色的深度有正相關的關系。

3 結 論

保鮮是果蔬產業鏈中極為重要的環節，我國的果蔬保鮮技術相對落后，發展空間很大。紙質材料在果蔬的保鮮中已獲得較廣泛應用，尤其是一些功能性紙質保鮮材料開始得到高度重視。紙質保鮮材料的研究應該向探究保鮮紙的微觀結構和開發新型保鮮劑兩方面發展，充分地利用紙張纖維之間的空隙和纖維本身的性質，通過纖維改性，使纖維具有某種特殊的保鮮性能，探討保鮮紙微觀結構和保鮮性能間的聯系。保鮮劑應該向著無毒，高效、節約能源、降低成本、簡單易行等方向發展。從微觀的角度分析保鮮劑用量、保鮮劑的存在形式與保鮮效果之間的聯系，保鮮劑和保鮮紙基體之間的協同問題，保鮮劑對保鮮紙物理性質的影響等。在宏觀上保鮮紙的研究應該向著更細化的方向發展，不同地區，不同類型的水果，開發不同類型的保鮮紙。

【參 考 文 獻】

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