木质基包装材料在果蔬保鲜中的应用

2014-09-13刘银鑫肖生苓岳金权姚培培

森林工程 2014年3期

刘银鑫，肖生苓*，岳金权，姚培培

(1.东北林业大学工程技术学院，哈尔滨150040，2.东北林业大学材料科学与工程学院，哈尔滨 150040)

随着人们生活水平的不断提高，对食品质量的要求也在不断提高。果蔬类食品由于采摘后环境的改变、物流过程中的损伤等原因，易腐气体会大量的聚集，果蔬加快成熟，短时间内新鲜程度及其他品质迅速下降。我国的果蔬保鲜差距很大，目前发达国家水果保鲜能力达到生产总量的70％～80％，中国约占总产量的31.18％，发达国家的果蔬损失率不到5％，而我国的水果损失率达到了25％～30％[1]。采用不同的保鲜包装材料，对果蔬食品进行保鲜处理，能够保持、延长其成分、色泽、质地、口感等食用品质，提高其营养价值。

目前使用的果蔬保鲜包装材料以薄膜居多，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。但由于这类薄膜中添加的增塑剂、稳定剂、一些单体等物质容易析出，随着食物进入人体内，对人身体健康不利。另外，这类包装材质与保鲜果蔬之间的相互作用也格外引起人们的关注。

以木质纤维为基材的纸质包装材料，由于其可降解性，制作和使用方便等优点，受到了国内外的广泛关注，各类保鲜纸的开发逐渐成为研究的热点。

1 木质基保鲜材料保鲜原理及制备

1.1 木质基保鲜材料保鲜原理

木质基保鲜材料通常是以牛皮纸或者其他包装用纸为基体，在制作纸浆的浆料中添加保鲜剂，在纸张的表面涂覆保鲜剂；或利用纸张本身的多孔性和透气性，将纤维或者纸张浸渍保鲜液，利用纤维间或纸基表面缓慢释放的有效保鲜成分，清除引起果蔬腐烂的细菌，抑制乙烯等催熟气体的残留，控制氧气的含量，增加二氧化碳的含量，控制有氧呼吸的程度，减少果蔬水分的散失等。而且纸基本身也能阻隔微生物的扩散，减少微生物在个体间的传播，使果蔬长时间保鲜。也可以将纸张和保鲜膜等其他保鲜材料复合使用，利用他们各有的特点，控制果蔬环境气氛，达到保鲜效果。

1.2 木质基保鲜材料的制备过程

木纤维可以利用木质剩余物制得。一般来说，木纤维的提取有化学、机械、化学机械、半化学等方法[3]，根据保鲜材料对纤维特点的要求可以选用不同的制浆方法。由于化学机械浆的得率在85％～95％[4]，而且木质剩余物包括枝丫、树条、树叶、树皮、截头、锯屑、边角余料和枯倒木等[5]，成分复杂，化学机械法制浆是比较理想的选择。利用木质剩余物制浆的主要过程为：首先挑选出树皮、树叶等一些纤维含量低的部分，将剩余物制成一定规格的木片，洗涤除去杂质，在蒸煮锅中(一定的温度压力下)蒸煮一定时间以软化木素，在盘磨机中碾磨，根据需要可以调节磨片间的宽度和碾磨次数等，制得各种不同形态的浆料，经筛浆机过滤得到需要的纤维，然后用甩干桶甩干备用。根据需要可利用瓦力打浆机或者PFI磨进一步疏解、打浆，脱水后保存，即得到最终木质纤维。根据不同的定量取不同量的纤维，在纸样成型器中成纸，将制得的湿部在冷压机上冷压，冷压后的湿部在烘干机中烘干，即得到保鲜纸基体。最后根据设计要求，在纸基中添加相应的保鲜剂制得相应的保鲜材料。

2 木质基果蔬保鲜包装材料特点及应用

以木质材料为基体的果蔬保鲜包装材料种类较多，如中草药类果蔬保鲜包装材料、SO2果蔬保鲜包装材料、抗菌果蔬保鲜包装材料、复合型果蔬保鲜包装材料等。虽然其结构特性及添加成分不同，但都具有良好的保鲜功能和效果。

2.1 中草药保鲜包装材料

中草药保鲜剂国内外都有研究，主要是利用中草药中的有效成分来杀菌，控制果蔬的呼吸等生理变化来达到保鲜的目的。王本翠[6]等分别用大黄提取液、丁香提取液、大黄和丁香提取液，并加入适当的氧化淀粉，以比例5∶4分别混合，涂到包装纸上，用所做的包装纸包装小白菜，置于湿度70％～85％室温25℃环境存放，和对照组相比，维生素C和酸的含量，大黄和丁香复合纸显著高于其他组，小白菜的失重速率也是大黄和丁香的复合纸效果最好。这说明，大黄和丁香提取液中的有效成分能够起到杀菌的作用，降低菜叶的生理代谢程度，达到保鲜目的。宋晓岗[7]等采用中草药甘草、百部、虎仗和良姜等碾碎成粉末，与普通的包装纸复合，做成保鲜袋，并对番茄、辣椒、青瓜等室温试验，结果表明，在外观方面番茄能够保存18～24d，对照组腐烂；实验组辣椒变红，未腐烂，对照组完全腐烂；青瓜实验组能保存6～12d，对照组完全腐烂。同样，实验组的维生素C和糖含量也比对照组高许多。此实验说明中草药保鲜纸能显著地起到保鲜的作用。潘维娜[8]等在植物纤维中添加白硅石粉、高锰酸钾和中草药等保鲜剂，并以草莓做实验，结果表明当白硅石的量在20％时有最好的抑制呼吸的作用，高锰酸钾用量在2.7％以上时能较好地除去乙烯，有较好的抑制呼吸的作用，中草药在70％时能较好地抑制霉菌等细菌的生长，达到保鲜的目的。最后得出，当白硅石用量20％、高锰酸钾溶液用量3.0％、中草药提取液用量75％时，对草莓的保鲜效果最好。

2.2 SO2保鲜包装材料

SO2保鲜纸主要用于葡萄的保鲜，二氧化硫能抑制葡萄氧化酶活性，降低呼吸作用，减少损失。二氧化硫的作用并没有伤害到果实内的营养物质，维生素C和糖等含量没有减少。灰霉菌等真菌易造成果实的腐烂，而二氧化硫则能对该类的霉菌有抑制和杀死作用，同时可减少红鹿莓瓜技孢子，从而达到抑制真菌和保存葡萄果实的作用。SO2葡萄保鲜纸可以控制葡萄采摘后贮藏中的腐烂和落粒，在长途运输和低温贮藏中防腐保鲜效果明显。葡萄保鲜纸SO2的缓慢释放，是保鲜纸防腐效果好坏的关键所在，但SO2的缓释问题一直不能得到较好的解决。朱璇[9]等在原有的SO2保鲜纸的基础上，改变缓释剂的种类，即通过涂蜡，加环糊精，加稳定剂OA和防水剂CS等并对试验结果进行比较，结果表明，OA和CS的联合使用在第90d还能有10.18×10-3mol/L的SO2的放出，即此种组合能够有效地控制二氧化硫的释放，达到较好的缓释效果。俄罗斯B.A.古科夫斯基等人有报告指出，葡萄最适宜的贮藏气氛是：氧气3％～16％，二氧化碳3％～8％，二氧化硫0.002％～0.01％[10]。法国的查尔斯等[10]发明了P-m保鲜剂，该种保鲜剂能缓慢地释放二氧化硫气体，拥有较好的保鲜效果。辽宁省化工研究所在此基础上研制了S-m和S-P-m保鲜剂，也能得到同样的效果。

2.3 抗菌保鲜包装材料

2.4 复合型保鲜包装材料

复合型保鲜纸主要指不同种类的保鲜剂的加入同时具有抗菌和控制果蔬生理变化等特点，或与其他的保鲜材料共同使用达到保鲜效果的一类保鲜纸。周群波[14]等利用涂覆法将淀粉、白硅石、丁苯胶乳、高锰酸钾等适当的比例混合，涂覆于定量40g/m2的纸上，用草莓实验，发现他们能强烈地降低草莓的失重率和细胞膜透性，拥有很好的保鲜效果。王伟伟[15]等将不同浓度的纳米TiO2涂布于包装纸上，用黄瓜做实验，结果发现当保鲜纸和保鲜膜的联合使用能使得保鲜时间延长30d以上。美国一位农业专家发明了一种测熟标签，这种标签可以检测到果蔬成熟时释放的乙烯气体，果蔬散发的乙烯气体能和果蔬反应产生蓝色现象，而且测得的乙烯的量跟蓝色的深度有正相关的关系。

3 结论

保鲜是果蔬产业链中极为重要的环节，我国的果蔬保鲜技术相对落后，发展空间很大。纸质材料在果蔬的保鲜中已获得较广泛应用，尤其是一些功能性纸质保鲜材料开始得到高度重视。纸质保鲜材料的研究应该向探究保鲜纸的微观结构和开发新型保鲜剂两方面发展，充分地利用纸张纤维之间的空隙和纤维本身的性质，通过纤维改性，使纤维具有某种特殊的保鲜性能，探讨保鲜纸微观结构和保鲜性能间的联系。保鲜剂应该向着无毒，高效、节约能源、降低成本、简单易行等方向发展。从微观的角度分析保鲜剂用量、保鲜剂的存在形式与保鲜效果之间的联系，保鲜剂和保鲜纸基体之间的协同问题，保鲜剂对保鲜纸物理性质的影响等。在宏观上保鲜纸的研究应该向着更细化的方向发展，不同地区，不同类型的水果，开发不同类型的保鲜纸。

【参考文献】

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[6]王本翠，彭波.中草药保鲜纸对小白菜保鲜效果的影响[J].青岛农业大学学报，2009，26(3)：215-217.

[7]宋晓岗，陈敏.中草药复合保鲜纸小袋包装的保鲜效果研究[J].食品科学，1997，18(1)：54-57.

[8]潘维娜，施龙.中草药保鲜纸的研制[J].纸和造纸，2012，31(10)：3-6.

[9]朱璇，王彦章.SO2缓释葡萄保鲜纸D9对葡萄贮藏品质的影响[J].新疆农业大学学报，2000，23(2)：25-29.

[10]翟玉华.二氧化硫释放剂保鲜葡萄[J].食品科学，1985(6)：38-42.

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