长效物理抑菌保鲜膜的应用研究

王保民 刘路兴

摘 要：长效物理抑菌保鲜膜综合利用了抗菌沸石、电气石粉、负氧离子粉等无机粉体的各种功能，载体中的EVA树脂更好的提高了制品透气性。讨论了国内外抗菌保鲜膜的发展状况、工艺路线、复配体系的优化配比等。实验结果表明，与传统的保鲜膜相比，长效物理抑菌保鲜膜通过对催熟气体的吸附，延缓果蔬成熟并去除异味，受磁化作用的影响，高负离子浓度限制了呼吸作用，减少乙烯的产生，延长果蔬的保鲜期。

关键词： 保鲜膜；电气石粉；负氧离子粉；卫生性能

一、长效物理保鲜膜技术发展现状

保鲜膜是一种塑料包装制品，主要用于水果蔬菜保鲜、食物食品包装保存，随着生活方式向便捷、简单等方向发展，保鲜膜应用愈发广泛，以其方便、经济、美观的特点受到了人们的青睐。

具有抑制细菌生长存活作用的保鲜膜称为抗菌保鲜膜，通过在保鲜膜树脂中加入抑菌剂，抑制细菌的产生，从而保持存储空间及存储物品的清洁程度。然而，传统的树脂中添加化学保鲜药剂的保鲜膜生产方法，对包装食品产生二次污染，可能有一定的毒害作用。随着人们产品安全和健康意识的提高，化学添加剂类保鲜膜已被逐渐淘汰。

我国抗菌保鲜包装材料的研究略晚于日本及欧美等国。上世纪八十年代，无机抗菌剂开始在抗菌食品保鲜膜中得到应用，各国无機抗菌剂适用种类的开发研究进入高峰。日本在抗菌食品保鲜膜的研究方面在上世纪九十年代走在了前列，当时已开发出几十种保鲜膜并用于果蔬保鲜中，保鲜膜也有较大范围的应用推广。

上世纪90年代，我国部分科研机构及保鲜膜企业开始抗菌等功能食品保鲜膜的研究。当前国内外主要普遍使用的是无机抗菌剂和有机抗菌剂，有机抗菌剂如酚醚、季铵盐、苯酚等，优点是杀菌速度快、加工方便，缺点是容易在溶剂环境中析出、耐热性差、分解产物有毒等。无机抗菌剂如银沸石、载银磷酸锆等，优点是耐热性好、抗菌谱广有效抗菌期长毒性低，缺点是在塑料中使用工艺复杂、制造困难。上世纪末开始了天然抗菌剂应用研究，多数是从动植物中提炼精制的，如鱼精蛋白、壳聚糖、桂皮油等，天然抗菌剂毒性低但是耐热性较差、抑菌持续时间短。无机抗菌剂生产的薄膜多用于药品包装、纺织品等，食品保鲜领域应用较少。

目前国内外的食品保鲜膜产品普遍存在保鲜周期短、抑菌效果差、功能单一、强度低外观差等缺点。由于生活质量的提高、果蔬等保鲜食品储运的需求，长效抑菌保鲜膜未来将得到很大的发展。

二、主要研究内容

（一）技术内容

根据保鲜膜包装用途的不同，分别复配不同比例的抗菌沸石、电气石粉及负离子粉，筛选出适宜细度，并采用高低速混合机活化处理无机粉体，偶联剂采用钛酸酯偶联剂。然后与防流滴剂及聚乙烯（PE树脂）、乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA树脂）配混，经双螺杆挤出机挤出造粒，采用风冷热切方式造粒。

（二）工艺流程

复配无机粉料→活化预处理→防流滴剂、树脂配混→挤出→冷却造粒→检验→成品

（1）将负离子粉、电气石粉、抑菌沸石和空心玻璃微珠在气流筛中筛分出1020μm粒径的粉体，使其占颗粒总量的90%以上；

（2）将步骤（1）所得粉体置于高速混合机中，依次加入硬脂酸、硅烷偶联剂进行混合，得到活性粉体；

（3）将载体树脂加到高速混合机中与活性粉体进行复配；

（4）将复配后的树脂经双螺杆挤出机挤出，加工温度为180200℃，得到复合材料；

（5）将复合材料造粒，吹膜、制袋，制作试验试样。

（二）结果与讨论

（1）复配体系由以下重量份数的原料组成：负离子粉5060份、电气石粉1015份、抑菌沸石1015份、空心玻璃微珠510份、防流滴剂710份、硬脂酸0.11份、硅烷偶联剂12份、载体树脂3040份。造粒后添加比例范围在48份。正交试验显示优化配比为：负离子粉50份，电气石粉10份，抑菌沸石10份，硬脂酸0.1份，硅烷偶联剂1份，乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA树脂）10份。

（2）抗菌包装制品、抗菌作用的检测方法种类繁多，没有现行有效的国家标准。该课题产品设计应用领域为聚乙烯保鲜膜，我国食品保鲜膜为生产许可证管理产品，产品名称为聚乙烯自粘保鲜膜。经试验，优化配比试样满足发证产品实验项目。

实验表明，与传统的保鲜膜相比，长效物理抑菌保鲜膜通过对催熟气体的吸附，延缓果蔬成熟并去除异味，产品本身不具有毒性。受磁化作用的影响，高负离子浓度限制了呼吸作用，减少乙烯的产生，延长果蔬的保鲜期，保鲜期为普通保鲜膜的7倍。

（3）加入的负离子粉成分，同时使保鲜膜具有热电性和压电性，即使温度和压力产生较小的变化，也可以引起树脂材料晶体间产生电势差，不断累积的电势差可以使静电高达100万电子伏特，使保鲜膜内空气发生电离，电子被击中后，电子周边水和氧气分子部分转化为空气负离子，即负氧离子，该种电击转化过程不断重复发生，负氧离子达到一种平衡浓度。负氧离子具有较高的活性和很强的氧化还原的作用，细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性在氧化作用下被破坏，菌类难以生存，达到一个抗菌杀菌的目。同时，极性离子在平衡位置的重复振动，引起粒子间偶极矩变化，使保鲜膜产生远红外波段的电磁辐射，电磁辐射也起到了抑菌抗菌的作用。

（4）防流滴剂是一种表面活性剂，在薄膜制品中不断迁移到制品表面，预防雾气在制品表面形成水滴。空心玻璃微珠的加入对防流滴剂有深层存储缓释作用，增长保鲜薄膜的防流滴期。添加空心玻璃微珠对防流滴剂起到缓释作用，玻璃空心微珠在复合材料中形成多维均匀的分散状结构，提高负离子粉热电性和压电性的同时，成为防流滴剂的多层存储仓房，延缓防流滴剂的表面迁移速度，保障保鲜膜的长期保鲜效果。

三、结论

与传统的保鲜膜母料相比，长效物理抑菌保鲜膜综合利用了抗菌沸石、电气石粉、负氧离子粉等无机粉体的各种功能，对产生的催熟气体具有吸附作用，延缓果蔬后熟并去除异味。受磁化作用的影响，高负离子浓度限制了呼吸作用，细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性在氧化作用下被破坏，菌类难以生存。产生的远红外波段的电磁辐射具有抑菌抗菌的作用，保鲜期能够达到普通保鲜膜的7倍。

参考文献：

[1]蒋海鹏.食品抗菌包装系统的研究与展望分析.中国科技信息， 2014（08）：180182.