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 SiO 2 为无机填充剂,研制 PE/ SiO 2 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 O 2 、CO 2 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,结果明: m ( SiO 2 ) ?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。 Development of PE Fresh - keeping Film and Study of the Fresh - keeping Packaging of Spinach GUO YuΟhua 1 , TENG L iΟjun 1 , ZHANG Zhi - ling 2 , HUANG Zhen 1 , SHEN YueΟfei 1 , L IU Yang 1 (1. Tianjin University of Commerce, Tianjin 300134, China; 2. Shanghai Cargill Investment limited Company, Shanghai 200322, China) Abstract: LDPE/LLDPE material was used as a substrate and SiO 2 as inorganic filler to improve the vapor transmission rate of PE film. Various p roperties of fresh - keeping filmswere examined, such as tensile strength, tear strength, transmittance, haze, and heat sealing strength. The percentage of O 2 and CO 2 , per2 centage of sugar in spinach, percentage of losing - weight were examined, which were used to investigate the fresh - keep ing effect of the film to sp inach. It was indicated that SD - 6 film is good to sp inach fresh - keep2 ing. Key words: fresh - keeping film; modified atmosphere packaging; spinach 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 SiO 2 (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 SiO 2 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 Brabender挤出机, PLE - 330,德国 Brabender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, WYT - 32,福建泉州光 学仪器厂; 透光率 /雾度测定仪, WGT - 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; SiO 2 , 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 工艺流程 保鲜膜的制备工艺流程: LDPE SiO 2 Brabender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: 2 2 包装工程 PACKAGING ENGINEER INGVol. 27 No. 3 2006. 06 吹膜?菠菜的筛选?制袋 折光率的测定 O 2 , CO 2 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 SiO 2 的 变化见图 1;保鲜膜撕裂性能随 SiO 2 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 SiO 2 的变化 性能随 SiO 2 的变化 Fig. 1 Change of tensile Fig. 2 Change of tear strength with SiO 2 strength with SiO 2 由图 1、2可以看出,拉伸强度和撕裂强度随着 SiO 2 添加 量的增大而有所降低。SiO 2 是无机物, PE为有机物,二者相 容性并不好,因此本实验对 SiO 2 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, SiO 2 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 SiO 2 的 变化见图 3。保鲜膜的透光率随 SiO 2 的变化见图 4。 图 3 保鲜膜的雾度 图 4 保鲜膜的透光率 随 SiO 2 的变化 随 SiO 2 的变化 Fig. 3 Change of Fig. 4 Change of haze with SiO 2 transparence with SiO 2 由图 3、4可知,由于 SiO 2 是不透明填料,添加到半透明的 PE膜中,随着 SiO 2 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 SiO 2 的 变化见图 5。 从图 5可以看出,随着 SiO 2 的添加,热封强度有所降低。 图 5 保鲜膜的热封强度随 SiO 2 的变化 Fig. 5 Change of seal strength with SiO 2 212 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 ( SiO 2 ) / 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 Weight loss of sp inach Fig. 7 Refractive index of in fresh keeping 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 O 2 随 时间的变化见图 8, 保鲜包装内 CO 2 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 O 2 ,呼出 CO 2 ,所以在第 2天 O 2 的含量 下降, CO 2 含量上升。此后由于保鲜包装对 O 2 和 CO 2 的气调 作用,减缓了菠菜的呼吸速率,包装内的 O 2 和 CO 2 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。 3 2 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 O 2 随时间的变化 内 CO2随时间的变化 Fig. 8 Change of O 2 in Fig. 9 Change of CO 2 in spinach sp inach fresh keeping package fresh keeping 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 ( SiO 2 ) ?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 Atmosphere 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 different photoin itiators 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 Forming a Multiplayer Printed Circuit Board and Product Thereof: US, 6110643[ P]. 2000. [ 7 ] FLYNN. Photoimageable Composition: US, 5229252[ P]. 1993. [ 8 ] WALKER. Epoxy Resin and Epoxy Di ( meth ) Acrylate From Hydroxyaliphatic Bisphenol: 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. 4 2 包装工程 PACKAGING ENGINEER INGVol. 27 No. 3 2006. 06