PE保鲜膜的研制及其对菠菜保鲜的研究

PE保鲜膜的研制及其对菠菜保鲜的研究 郭玉花 1 , 滕立军 1 , 张志玲 2 , 黄 震 1 , 沈跃飞 1 , 刘 阳 1 (1.天津商学院 ,天津 300134; 2. 上海嘉吉投资有限公司 ,上海 200322) 摘要 : 以 LDPE /LLDPE为基材 ,选择 SiO2 为无机填充剂 ,研制 PE / SiO2 功能性保鲜膜。测试了 该保鲜膜的拉伸强度、撕裂强度、透光率、雾度、热封强度。并利用该保鲜膜对菠菜进行保鲜包装 ,通 过测定 O2、CO2 含量 ,菠菜的折光率、失重率 ,考察该保鲜膜对菠菜保鲜的影响 ,结果表明 : m ( SiO2 ) ∶m (树脂 ) = 0106时 ,得到的保鲜膜对菠菜的保鲜效果较好。 关键词 : 保鲜膜 ; 气调包装 ; 菠菜 中图分类号 : TG48415　文献标识码 : A　文章编号 : 1001 - 3563 (2006) 03 - 0022 - 03 收稿日期 : 2006Ο02Ο15 作者简介 : 郭玉花 (1973 - ) ,女 ,河北人 ,博士 ,天津商学院讲师 ,主要研究方向为功能性高分子材料。 D evelopm en t of PE Fresh - keep ing F ilm and Study of the Fresh - keep ing Packag ing of Sp inach GUO YuΟhua1 , TEN G L iΟjun1 , ZHANG Zhi - ling2 , HUAN G Zhen1 , SHEN YueΟfei1 , L IU Yang1 (1. Tianjin University of Commerce, Tianjin 300134, China; 　　　　　　　　 2. Shanghai Cargill Investment lim ited Company, Shanghai 200322, China) Abstract: LDPE /LLDPE material was used as a substrate and SiO2 as inorganic filler to imp rove the vapor transm ission rate of PE film. Various p roperties of fresh - keep ing film swere exam ined, such as tensile strength, tear strength, transm ittance, haze, and heat sealing strength. The percentage of O2 and CO2 , per2 centage of sugar in sp inach, percentage of losing - weight were exam ined, which were used to investigate the fresh - keep ing effect of the film to sp inach. Itwas indicated that SD - 6 film is good to sp inach fresh - keep2 ing. Key words: fresh - keep ing film; modified atmosphere packaging; sp inach 　　菠菜属于耐寒性绿叶菜类 ,是我国早春淡季供应的主要蔬 菜之一。和其它绿叶类蔬菜一样 ,菠菜具有呼吸代谢旺盛、水 分蒸发快等特点 ,收获以后很容易脱水萎蔫。由于产生大量的 呼吸热 ,使叶子变黄和腐烂。因此菠菜在常温下是很难贮藏 的 [ 1Ο2 ]。 国内外对保鲜包装的研究很多 [ 3Ο5 ]。本实验以 LDPE /LL2 DPE为基材 ,填加 SiO2 (325目 ) ,研制保鲜膜 (文中称 SD保鲜 膜 )。为改善与 PE的相容性 ,利用硅烷偶联剂对 SiO2 进行了 表面处理。目的是改进 LDPE薄膜的透气、透湿性能 ,达到保 鲜的要求。 1　实验 111　仪器设备、原料 B rabender挤出机 , PLE - 330,德国 B rabender公司 ;透气、 透湿性测定仪 ,丹麦 PB I Dan Sensor;气体成分检测仪 , 9900, 丹麦 PB IDan Sensor;手持糖量折光仪 ,W YT - 32,福建泉州光 学仪器厂 ;透光率 /雾度测定仪 ,W GT - S,上海物理光学仪器 厂 ;智能电子拉力实验机 , XLW - 200N,济南兰光机电技术发 展中心。 LDPE, LD - 104, 燕山石化 ; LLDPE, FV - 149M , 韩国 Skcorporation; SiO2 , 325目 ,天津乐泰化工。 112　菠菜的筛选 挑选干净整齐的菠菜若干 kg,选取同一质量 ,大小相差不 大 ,同一规格的菠菜进行包装。质量为 100g,误差为 ±0. 5g,每 种配方 10组试样进行测试。环境温度为 20℃。 113　工艺 保鲜膜的制备工艺流程 : LDPE SiO2 　 B rabender挤出造粒 LDPE /LLDPE 填充母料 助剂 挤出 吹膜 → 性能 测试 菠菜保鲜包装工艺流程 : 22 包装 　PACKAGING ENGINEER ING Vol. 27 No. 3 2006. 06 吹膜 →菠菜的筛选 →制袋 折光率的测定 O2 , CO2 含量的测定 目测菠菜的变化 失重率的测定 114　实验用相关标准 拉伸性能参见 GB /T13022 - 1991; 撕裂性能参见 GB / T16578 - 1996;雾度、透光率参见 GB2410 - 80;透湿性参见 GB /T1037 - 1998。 2　结果讨论 211　保鲜膜的性能测定 1) 保鲜膜的力学性能测定。保鲜膜拉伸性能随 SiO2 的 变化见图 1;保鲜膜撕裂性能随 SiO2 的变化见图 2。 　　图 1　保鲜膜的拉伸　　　　　　图 2　保鲜膜的撕裂 　　性能随 SiO2 的变化 性能随 SiO2 的变化 　　Fig. 1 Change of tensile 　 Fig. 2 Change of tear 　　strength with SiO2 strength with SiO2 由图 1、2可以看出 ,拉伸强度和撕裂强度随着 SiO2 添加 量的增大而有所降低。SiO2 是无机物 , PE为有机物 ,二者相 容性并不好 ,因此本实验对 SiO2 进行表面改性处理 ,增加二者 的相容性。实验中也发现 ,虽然经过挤出造粒 , SiO2 的分布仍 然不太均匀。 2)保鲜膜的雾度、透光率测定。保鲜膜的雾度随 SiO2 的 变化见图 3。保鲜膜的透光率随 SiO2 的变化见图 4。 　　　图 3　保鲜膜的雾度　　　　　　图 4　保鲜膜的透光率 　　　随 SiO2 的变化 随 SiO2 的变化 　　　Fig. 3 Change of 　 Fig. 4 Change of 　　　haze with SiO2 transparence with SiO2 　　由图 3、4可知 ,由于 SiO2 是不透明填料 ,添加到半透明的 PE膜中 ,随着 SiO2 添加量增大 ,薄膜的雾度上升 ,而透光率逐 渐降低。 3) 保鲜膜的热封性能测定。保鲜膜热封强度随 SiO2 的 变化见图 5。 　　从图 5可以看出 ,随着 SiO2 的添加 ,热封强度有所降低。 图 5　保鲜膜的热封强度随 SiO2 的变化 Fig. 5 Change of seal strength with SiO2 212　菠菜的保鲜包装 1)保鲜包装对菠菜失重率的影响见图 6。图中“1”为未包 装 ,“2”为 m ( SiO2 ) / m (树脂 )等于 0104、3为 0106、4为 0108 (图 6～9中 ,均为此意 )。 　　从图 6可看出 ,菠菜在保鲜期间其失重率均呈现一种上升 的趋势 ,显然 ,未做任何包装的菠菜其失水情况最为严重 ,在贮 藏末期几乎完全失去了水分而干枯 ,而用自制保鲜膜包装的菠 菜失水率大大降低 ,可以看出保鲜膜的保水作用是比较好的。 2)保鲜包装对菠菜折光率的影响见图 7。 本实验所选用的新鲜菠菜在未包装时的含糖量最大 ( 7. 2)。用保鲜膜包装后 ,在 20℃下含糖量有先降低后上升再降 低的趋势。因为菠菜是高含水的蔬菜 ,包装初期由于呼吸作用 较大 ,含糖量降低较快。包装中期 ,菠菜过度失水 ,机体内溶剂 减少溶质升高 ,使菠菜的含糖量上升。菠菜在贮藏末期由于呼 吸作用 ,含糖量继续降低。 　　　图 6 　保鲜包装对　　　　　　　图 7　保鲜包装对 　　　菠菜失重率的影响 菠菜折光率的影响 Fig. 6 W eight loss of sp inach 　　Fig. 7 Refractive index of in fresh keep ing package　 sp inach in fresh keep ing package 3)保鲜包装对菠菜呼吸强度的影响。保鲜包装内 O2 随 时间的变化见图 8, 保鲜包装内 CO2 随时间的变化见图 9。 　　由图 8、9可知 ,新鲜的菠菜用 SD保鲜薄膜包装后 ,由于呼 吸作用消耗包装内的 O2 ,呼出 CO2 ,所以在第 2天 O2 的含量 下降 , CO2 含量上升。此后由于保鲜包装对 O2 和 CO2 的气调 作用 ,减缓了菠菜的呼吸速率 ,包装内的 O2 和 CO2 含量逐渐 趋于平衡。从图中可以看出 SD - 6薄膜的保鲜效果最好。 32 郭玉花等 　PE保鲜膜的研制及其对菠菜保鲜的研究 　　图 8 　菠菜保鲜包装　　　　　　图 9菠菜保鲜包装 　　内 O2 随时间的变化 　内 CO2随时间的变化 　Fig. 8 Change of O2 in 　　Fig. 9 Change of CO2 in sp inach 　sp inach fresh keep ing package　　fresh keep ing package 3　结 　语 1)通过上述分析 ,从材料的力学性能、透湿性能、热封性 能以及保鲜性能综合考虑 ,认为 m ( SiO2 ) ∶m (树脂 ) = 0106 保鲜膜为适宜的保鲜膜 ; 　　2)从保鲜现象分析 ,保鲜包装内水雾的出现加快了菠菜 的腐烂速度 ,因此 ,应在以后的研究中增加材料的透湿性能 ,延 长保鲜期。 3)结合低温保存将进一步延长菠菜的保鲜期。 参考文献 : [ 1 ] 　徐文达 ,严伯奋 ,陶宁萍 ,等. 新鲜食品气调保鲜包装技术的研究 [ J ]. 食品工业 ,上海水产大学 , 1997, (3) : 43 - 45. [ 2 ] 　韦公远 1果疏包装的气体保鲜 [ J ]. 包装世界 , 2004, (5) : 47. [ 3 ] 　吴锦涛 ,张昭其 . 果蔬保鲜与加工 [M ]. 北京 :化学工业出版社 , 2001: 1 - 15. [ 4 ] 　张平 ,修德仁 ,等. 农产品保鲜产业在技术创新中发展 [ J ]. 保鲜 与加工 , 2001, (2) : 1 - 31 [ 5 ] 　DEVON Zagory , ADEL A Kader. Modified A tmosphere Packaging of Fresh Food[ J ]. Food Tech, 1988, (9) : 70 - 77. (上接第 9页 ) 引发效果。研究的自由基 - 阳离子混杂体系中包括了α - 羟 基酮、α -胺基酮、二苯甲酮类以及阳离子型等多种光引发剂。 表 3　不同光引发剂的吸收波长 Tab. 3 Absorption wave of d ifferen t photo in itia tors 光引发剂 特征吸收波长 / nm Irgacure - 184 240～250, 320～335 硫杂蒽酮 CTX 255, 380 Irgacure - 819 360～365, 405 Irgacure - 907 320～325 Darocur - 1173 265～280, 320～335 Darocur - 4263 320, 382～420 三芳基硫鎓盐 300～400 通过试验发现 :光引发剂的用量过低 ,会使固化速率大大 降低 ,当光引发剂的用量为 1%时 ,其固化时间是用量为 4%时 的 3～5倍。但是过多的引发剂用量即会使成本增加 ,又会对 固化膜的物理化学性能有负面影响。所以最佳的光引发剂的 用量必须通过试验来确定。 4　结 　语 以酸改性的酚醛型和双酚 A型环氧丙烯酸树脂作为预聚 物 ,选择低毒 ,活性高的乙烯基醚作为活性单体 ,光引发剂则采 用自由基 -阳离子型光引发剂进行复配 ,基本配方如下 [ 5Ο9 ] : (1)质量百分比约为 40% ～50%的环氧丙烯酸酯类预聚物 ; (2)质量百分比约为 15% ～25% 的活性稀释剂 ; (3)光引发 剂 (质量百分比约为光敏树脂的 10% ～15% ) ; (4)质量百分比 约为 30%到 35%的热固性树脂 (如酚醛环氧树脂等 ) ; ( 5)环 氧树脂固化剂 ; (6)流平剂、消泡剂、颜填料等。 将制得的光固化丝网印刷油墨在广东某企业进行了试用 (作为积层板光致成孔用 ,国内目前尚未见有这类产品研制和 生产的报道。目前这些油墨全部依靠进口 ,美国杜邦公司、汽 巴特种化学、Enthone公司、日本太阳、日立化成、Ship ley公司、 台湾精化等公司的产品 ,完全占领着我国内地市场 ,从价格上 看 ,进口油墨价格在 110美元 / kg) ,取得了阶段性的成果 ,进一 步的工作正在深入进行中。 参考文献 : [ 1 ]　周亮 ,程江 ,杨卓如 ,等. 积层多层板用 UV固化油墨的合成研究 [ J ]. 合成材料老化与应用 , 2002, (4) : 5 - 8. [ 2 ]　陈文 ,杨双明 ,彭学军 ,等. UV自由基固化油墨的研究 [ J ]. 包装 工程 , 2005, 26 (2) : 26 - 28. [ 3 ]　周亮. 环氧丙烯酸酯光固化体系及积层电路板用感光成像油墨 的研究 [D ]. 广州 : 华南理工大学 , 2003. [ 4 ]　王德海 ,江棂. 紫外光固化材料――理论及应用 [M ]. 北京 :科 学出版社 , 19931 [ 5 ]　刘岚 ,陈用烈. 环氧丙烯酸酯 /乙烯基醚光聚合反应动力学研究 [ J ]. 粘接 , 2000, (1) : 1 - 3. [ 6 ]　RATH. Method of Form ing a Multip layer Printed Circuit Board and Product Thereof: US, 6110643 [ P ]. 2000. [ 7 ]　FLYNN. Photoimageable Composition: US, 5229252 [ P ]. 1993. [ 8 ] 　WALKER. Epoxy Resin and Epoxy D i ( meth ) Acrylate From Hydroxyaliphatic B isphenol: US, 6353079 [ P ]. 2002. [ 9 ]　冷彩凤 ,赵建平. UV印刷油墨在包装胶印中的应用分析 [ J ]. 包 装工程 , 2004, 25 (3) : 33 - 35. 42 包装工程 　PACKAGING ENGINEER ING Vol. 27 No. 3 2006. 06