長效物理抑菌保鮮膜的應(yīng)用研究

王保民 劉路興

摘 要：長效物理抑菌保鮮膜綜合利用了抗菌沸石、電氣石粉、負(fù)氧離子粉等無機(jī)粉體的各種功能，載體中的EVA樹脂更好的提高了制品透氣性。討論了國內(nèi)外抗菌保鮮膜的發(fā)展?fàn)顩r、工藝路線、復(fù)配體系的優(yōu)化配比等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的保鮮膜相比，長效物理抑菌保鮮膜通過對催熟氣體的吸附，延緩果蔬成熟并去除異味，受磁化作用的影響，高負(fù)離子濃度限制了呼吸作用，減少乙烯的產(chǎn)生，延長果蔬的保鮮期。

關(guān)鍵詞： 保鮮膜；電氣石粉；負(fù)氧離子粉；衛(wèi)生性能

一、長效物理保鮮膜技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

保鮮膜是一種塑料包裝制品，主要用于水果蔬菜保鮮、食物食品包裝保存，隨著生活方式向便捷、簡單等方向發(fā)展，保鮮膜應(yīng)用愈發(fā)廣泛，以其方便、經(jīng)濟(jì)、美觀的特點(diǎn)受到了人們的青睞。

具有抑制細(xì)菌生長存活作用的保鮮膜稱為抗菌保鮮膜，通過在保鮮膜樹脂中加入抑菌劑，抑制細(xì)菌的產(chǎn)生，從而保持存儲空間及存儲物品的清潔程度。然而，傳統(tǒng)的樹脂中添加化學(xué)保鮮藥劑的保鮮膜生產(chǎn)方法，對包裝食品產(chǎn)生二次污染，可能有一定的毒害作用。隨著人們產(chǎn)品安全和健康意識的提高，化學(xué)添加劑類保鮮膜已被逐漸淘汰。

我國抗菌保鮮包裝材料的研究略晚于日本及歐美等國。上世紀(jì)八十年代，無機(jī)抗菌劑開始在抗菌食品保鮮膜中得到應(yīng)用，各國無機(jī)抗菌劑適用種類的開發(fā)研究進(jìn)入高峰。日本在抗菌食品保鮮膜的研究方面在上世紀(jì)九十年代走在了前列，當(dāng)時已開發(fā)出幾十種保鮮膜并用于果蔬保鮮中，保鮮膜也有較大范圍的應(yīng)用推廣。

上世紀(jì)90年代，我國部分科研機(jī)構(gòu)及保鮮膜企業(yè)開始抗菌等功能食品保鮮膜的研究。當(dāng)前國內(nèi)外主要普遍使用的是無機(jī)抗菌劑和有機(jī)抗菌劑，有機(jī)抗菌劑如酚醚、季銨鹽、苯酚等，優(yōu)點(diǎn)是殺菌速度快、加工方便，缺點(diǎn)是容易在溶劑環(huán)境中析出、耐熱性差、分解產(chǎn)物有毒等。無機(jī)抗菌劑如銀沸石、載銀磷酸鋯等，優(yōu)點(diǎn)是耐熱性好、抗菌譜廣有效抗菌期長毒性低，缺點(diǎn)是在塑料中使用工藝復(fù)雜、制造困難。上世紀(jì)末開始了天然抗菌劑應(yīng)用研究，多數(shù)是從動植物中提煉精制的，如魚精蛋白、殼聚糖、桂皮油等，天然抗菌劑毒性低但是耐熱性較差、抑菌持續(xù)時間短。無機(jī)抗菌劑生產(chǎn)的薄膜多用于藥品包裝、紡織品等，食品保鮮領(lǐng)域應(yīng)用較少。

目前國內(nèi)外的食品保鮮膜產(chǎn)品普遍存在保鮮周期短、抑菌效果差、功能單一、強(qiáng)度低外觀差等缺點(diǎn)。由于生活質(zhì)量的提高、果蔬等保鮮食品儲運(yùn)的需求，長效抑菌保鮮膜未來將得到很大的發(fā)展。

二、主要研究內(nèi)容

（一）技術(shù)內(nèi)容

根據(jù)保鮮膜包裝用途的不同，分別復(fù)配不同比例的抗菌沸石、電氣石粉及負(fù)離子粉，篩選出適宜細(xì)度，并采用高低速混合機(jī)活化處理無機(jī)粉體，偶聯(lián)劑采用鈦酸酯偶聯(lián)劑。然后與防流滴劑及聚乙烯（PE樹脂）、乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA樹脂）配混，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，采用風(fēng)冷熱切方式造粒。

（二）工藝流程

復(fù)配無機(jī)粉料→活化預(yù)處理→防流滴劑、樹脂配混→擠出→冷卻造粒→檢驗(yàn)→成品

（1）將負(fù)離子粉、電氣石粉、抑菌沸石和空心玻璃微珠在氣流篩中篩分出1020μm粒徑的粉體，使其占顆粒總量的90%以上；

（2）將步驟（1）所得粉體置于高速混合機(jī)中，依次加入硬脂酸、硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行混合，得到活性粉體；

（3）將載體樹脂加到高速混合機(jī)中與活性粉體進(jìn)行復(fù)配；

（4）將復(fù)配后的樹脂經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出，加工溫度為180200℃，得到復(fù)合材料；

（5）將復(fù)合材料造粒，吹膜、制袋，制作試驗(yàn)試樣。

（二）結(jié)果與討論

（1）復(fù)配體系由以下重量份數(shù)的原料組成：負(fù)離子粉5060份、電氣石粉1015份、抑菌沸石1015份、空心玻璃微珠510份、防流滴劑710份、硬脂酸0.11份、硅烷偶聯(lián)劑12份、載體樹脂3040份。造粒后添加比例范圍在48份。正交試驗(yàn)顯示優(yōu)化配比為：負(fù)離子粉50份，電氣石粉10份，抑菌沸石10份，硬脂酸0.1份，硅烷偶聯(lián)劑1份，乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA樹脂）10份。

（2）抗菌包裝制品、抗菌作用的檢測方法種類繁多，沒有現(xiàn)行有效的國家標(biāo)準(zhǔn)。該課題產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榫垡蚁┍ｕr膜，我國食品保鮮膜為生產(chǎn)許可證管理產(chǎn)品，產(chǎn)品名稱為聚乙烯自粘保鮮膜。經(jīng)試驗(yàn)，優(yōu)化配比試樣滿足發(fā)證產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

實(shí)驗(yàn)表明，與傳統(tǒng)的保鮮膜相比，長效物理抑菌保鮮膜通過對催熟氣體的吸附，延緩果蔬成熟并去除異味，產(chǎn)品本身不具有毒性。受磁化作用的影響，高負(fù)離子濃度限制了呼吸作用，減少乙烯的產(chǎn)生，延長果蔬的保鮮期，保鮮期為普通保鮮膜的7倍。

（3）加入的負(fù)離子粉成分，同時使保鮮膜具有熱電性和壓電性，即使溫度和壓力產(chǎn)生較小的變化，也可以引起樹脂材料晶體間產(chǎn)生電勢差，不斷累積的電勢差可以使靜電高達(dá)100萬電子伏特，使保鮮膜內(nèi)空氣發(fā)生電離，電子被擊中后，電子周邊水和氧氣分子部分轉(zhuǎn)化為空氣負(fù)離子，即負(fù)氧離子，該種電擊轉(zhuǎn)化過程不斷重復(fù)發(fā)生，負(fù)氧離子達(dá)到一種平衡濃度。負(fù)氧離子具有較高的活性和很強(qiáng)的氧化還原的作用，細(xì)菌的細(xì)胞膜或細(xì)胞原生質(zhì)活性酶的活性在氧化作用下被破壞，菌類難以生存，達(dá)到一個抗菌殺菌的目。同時，極性離子在平衡位置的重復(fù)振動，引起粒子間偶極矩變化，使保鮮膜產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外波段的電磁輻射，電磁輻射也起到了抑菌抗菌的作用。

（4）防流滴劑是一種表面活性劑，在薄膜制品中不斷遷移到制品表面，預(yù)防霧氣在制品表面形成水滴。空心玻璃微珠的加入對防流滴劑有深層存儲緩釋作用，增長保鮮薄膜的防流滴期。添加空心玻璃微珠對防流滴劑起到緩釋作用，玻璃空心微珠在復(fù)合材料中形成多維均勻的分散狀結(jié)構(gòu)，提高負(fù)離子粉熱電性和壓電性的同時，成為防流滴劑的多層存儲倉房，延緩防流滴劑的表面遷移速度，保障保鮮膜的長期保鮮效果。

三、結(jié)論

與傳統(tǒng)的保鮮膜母料相比，長效物理抑菌保鮮膜綜合利用了抗菌沸石、電氣石粉、負(fù)氧離子粉等無機(jī)粉體的各種功能，對產(chǎn)生的催熟氣體具有吸附作用，延緩果蔬后熟并去除異味。受磁化作用的影響，高負(fù)離子濃度限制了呼吸作用，細(xì)菌的細(xì)胞膜或細(xì)胞原生質(zhì)活性酶的活性在氧化作用下被破壞，菌類難以生存。產(chǎn)生的遠(yuǎn)紅外波段的電磁輻射具有抑菌抗菌的作用，保鮮期能夠達(dá)到普通保鮮膜的7倍。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣海鵬.食品抗菌包裝系統(tǒng)的研究與展望分析.中國科技信息， 2014（08）：180182.