35. 新型功能性保鲜包装的开发与应用
(一)微孔保鲜膜及其应用
1.微孔保鲜膜的性能
果蔬的品种不同,呼吸强度差异较大,气调贮藏时对CO2、O2的浓度要求也不同。呼吸强度大或对CO2敏感的果蔬,采用普通的PE和PVC保鲜膜难以得到满意效果,这是因为CO2敏感果蔬,采用透气性较差的塑料薄膜包装,常常由于包装内CO2积累过高,导致果蔬出现高CO2伤害。因而,目前开发研究出了微孔保鲜膜,这对于CO2敏感果蔬及湿度敏感果蔬的保鲜有良好的应用前景,特别是对热带水果在常温下的流通保鲜包装非常适用。
所谓微孔保是指在薄膜制造时,采用特殊的工艺,使薄膜上形成一定数量的微小气孔,孔径约0.01~10μm之间。这些肉眼不可见的微孔在膜上大量分布时,使膜具有很强的透气性,主要是高的气体透过率和高的水蒸汽透过率,但不能透过液体水。
微孔保鲜膜和硅橡胶膜虽然都有很高的透气性,但两种膜在透气机理、透气率和透气比方面有所差别。在透气机理和透气比方面,气体透过微孔保鲜膜是通过微孔扩散原理,不同气体分子的透过率之比近于1:1;硅橡胶膜的透气机理是气体在膜中有微观上的溶解—扩散过程,不同气体分子在膜中溶解—扩散的速率不同(透气系数不同),硅橡胶膜对CO2的透过能力远比透过O2的能力高,即透气比(CO2/O2)大,近于6:1。其次,根据制作工艺的不同,微孔保鲜膜可获得的透气率可比硅橡胶膜大几个数量级。
2.微孔保鲜膜的应用
目前,我国用于果蔬保鲜的微孔膜的研制、生产和应用均处于起步阶段,但是已经有一些采用机械制孔技术、激光制孔技术和添加材料制孔技术生产的微孔膜在生产中试应用,最具代表性的就是用于冬枣保鲜的微孔膜(袋);用于柚子保鲜的微孔膜(袋);用于梨保鲜的微孔膜(袋)。冬枣对CO2十分敏感,包装内积累约2%
CO2,就会引发冬枣的酒软。所以,贮藏微环境中要求CO2浓度要尽可能低,但是一般的PE或PVC保鲜膜则达不到这一要求。微孔保鲜膜高的透气性,使冬枣代谢产生的CO2能及时散发出去,从而减免CO2伤害。柚子使用微孔膜包装,可降低果肉乙醇的积累和纤维化,保持果肉良好的风味。在严格控制采收质量、成熟度、贮藏近冰点低温的基础上,采用微孔保鲜膜包装冬枣,可以明显延长冬枣的保鲜期,减免酒化率。采用机械冷藏库-2.5±0.5℃贮藏,贮期可达到3个月左右。
易受CO2受伤害的其他果蔬,如白梨系统的梨、部分日韩梨、甜椒、菜豆、富士苹果等,如果采用低温结合MA贮藏,都有必要采用微孔膜包装;热带、亚热带果蔬呼吸强度一般较高,适宜的贮运温度也高,因而贮藏和运输包装内也易积累较高的CO2浓度,所以可以考虑在这类水果上研究应用微孔膜包装。
3.微孔保鲜膜使用的局限性
由于微孔保鲜膜透气性很高,但没有高的透气比,在降低保鲜袋内CO2浓度的同时,O2的浓度也随之升高。即袋内的气体状况是:CO2浓度低,O2浓度较高(多数在15%以上),远高于一般果蔬气调贮藏对氧气浓度(2%~5%)的要求。因此,微孔保鲜膜只能对易受CO2伤害的果蔬提供低CO2的包装环境,但不能提供较适宜的O2浓度环境。所以,人们常称微孔保鲜膜的功用是“保水不保气”。要改进微孔保鲜膜的性能局限性,解决的途径当然是要开发一种对CO2具有高渗透性而对O2具有较低渗透性(具有较高的CO2/
O2渗透比)的保鲜膜。目前国际上已有透气性既强也有较高透气比的保鲜膜,但由于成本高,主要用于某些食品(如奶酪等)的小包装。
(二)防雾保鲜膜
1.薄膜表面雾滴的产生及危害性
采后的果蔬仍是活的生命体,进行呼吸作用和蒸腾作用是正常的生理现象。果蔬的蒸腾作用会产生大量水蒸汽。而塑料鲜膜为疏水性薄膜,水汽和塑料薄膜是不相容的,当水分过饱和特别是薄膜内外温差较大时,水汽就在保鲜膜内表面凝结,首先形成细小的水雾,水雾再聚集形成水滴。
保鲜膜内表面细小的水雾影响膜的透明性,降低袋内果蔬的可见度,从而影响其商品价值。同时水雾特别是水滴会增加微生物孢子的萌发,助长微生物的繁殖,加速果蔬的衰老和腐烂,因此,保鲜膜的内表面必须严格控制结露和水滴产生,尤其是在包装蒸发作用大的果蔬和对高湿度敏感的果蔬时更要注意。
2.防雾保鲜膜的防雾原理
如果在塑料膜的表面涂上一种表面活性剂,水雾在膜上面均匀展开成水膜,既不形成水雾,也不会形成水滴。防雾性保鲜膜加工过程中,配方内添加了表面活性剂,称为防雾剂。它向膜的表面缓慢迁移,使保鲜膜的表面覆盖一层薄的防雾剂,使保鲜膜获得防雾性能。
防雾剂的种类不同,膜的防雾性能和成型加工性能也不同,因此,防雾剂的选择很重要。为了使防雾剂能和树脂充分混合,增强使用效果,防雾剂一般都做成防雾母料,并以防雾母料的形式加入到树脂中。
3.防雾保鲜膜的制备
防雾保鲜膜是在常规保鲜膜上赋予防雾性能。制备防雾膜时需按比例加入合适的防雾滴母料,其它制备工艺与常规保鲜膜一致。但要注意的是,在常规保鲜膜上赋予防雾性能后,膜的透气、透湿性会有一定的变化。因此,防雾保鲜膜制成后,需重新检测膜的透气、透湿性。