保鲜膜指标.doc

4.1 PE/Ag纳米防霉保鲜膜将安全、缓释、广谱的无机抗菌材料，（银系纳米材料）经特殊工艺处理后，以填料的形式添加到保鲜膜中，来替代各种化学防腐保鲜剂，一方面减少贮藏技术环节；另一方面可防止使用化学防霉保鲜剂带来的次生伤害和二次污染对产品消费产生的阻碍123130。4.1.1 材料与方法4.1.1.4保鲜膜的物理性能测试 拉伸强度与断裂伸长度：按国标GB 1302291测定；水蒸气透过率（杯式法）：按国标GB 1037788测定。4.1.1.5抑菌试验（1）母粒抑菌效果试验127滤纸圆片培养基法，主要用于测试含银纳米母粒的抑菌效应，试验分四步进行：标准纳米防霉滤纸圆片制备：制备d=6mm的标准滤纸圆片数枚高温灭菌置于银系纳米母粒浸提液中浸泡1min干燥滤纸吸干附表滞水于无菌培养皿中保存备用。标准孢子菌液制备：取50ml无菌容量瓶加入少量无菌水采样接种灰霉菌孢子定容制备标准孢子菌液（浓度为15109倍低倍镜下每视野80100个左右孢子）备用。 接种培养基制备：于培养皿中加入PDA培养基（马铃薯培养基:马铃薯200g，琼脂1520g,加水至1000ml，pH自然）上点滴涂布试验第步制备的标准孢子菌液0.5ml制备成已接种灰霉菌的培养基备用。纳米母粒抑菌处理：迅速将步骤制备的4枚滤纸圆片均匀置于步骤制备的培养基上于2628下恒温培养定期测试抑菌圈面积，以常规PE母粒浸提液中浸泡的滤纸圆片为对照，计算相对抑制率。滤纸片面积滤纸片面积抑菌圈面积-相对抑制率（%）= 100%（2）保鲜膜制品抑制效果试验薄膜圆片孢子液法，主要用于测试含银纳米保鲜膜的抑菌效应，试验分三步进行。标准孢子悬浮液制备：取50ml无菌容量瓶加入少量无菌水采样接种灰霉菌孢子定容制备浓度为3.8105孢子/ml的标准孢子菌液备用。标准纳米防霉保鲜膜样品制备：随机采样纳米保鲜膜片断制成面积11cm2的保鲜膜方片备用。纳米保鲜膜抑菌处理：取步骤制备的标准菌液10ml于50ml无菌三角瓶中加入步骤制备的纳米保鲜膜100片于30恒温条件下800 N/min振荡培养分别连续振荡2h、4h取出12滴试液显微镜下测定孢子萌发数，以常规保鲜膜为对照。孢子萌发率和抑制萌发率计算公式为：孢子萌发率（%）= 100% 抑制萌发率（%） = 100% 4.1.2 结果与分析4.1.2.2纳米材料的抑菌效果不同纳米母粒对灰霉菌的抑制作用如表41。4种含银纳米母粒中，试样1#、3#、4#对灰霉菌的抑制效果均50%（标准抑菌率），抑制效应1#3#4#2#。因此，这3种含银纳米材料均可以作为研制开发新型抑菌防霉保鲜膜的添加剂。表41 不同银系纳米母粒对灰霉菌的抑制效果Table 4-1 The inhibitory effect of Ag nano mother particle on grey mould母粒编号1234抑制率（%）10007072.7但4种样品膜对青霉菌抑制效应较弱，除4#对青霉菌有一定抑制力外，1#、2#、3#试样对青霉菌的生长繁殖几乎没有抑制作用，对细菌的抑制效应3#4#1#2#。4.1.2.3纳米保鲜膜对真菌抑制效果灰霉菌为葡萄贮藏期主要病害。因此，重点利用1#、3#、4#含银系纳米母粒研制保鲜膜。对灰霉菌的抑制效果如表42。其抑制作用与含银系纳米母粒效果一致，1#4#2#3#。但只有1#、4#纳米保鲜膜抑菌效应50%，故贮藏保鲜试验重点研究1#和4#保鲜膜。表42 银系纳米保鲜膜对灰霉菌的抑制效果Table 4-2 The inhibitory effect of Ag nano film on grey mould处理平均孢子萌发率（%）抑制率（%）1#26.467.92#45.744.43#52.636.04#30.263.3水82.3-0.1CK82.20.0* CK为常规葡萄专用保鲜膜，下同。4.1.2.4纳米保鲜膜对灰霉菌抑制效应缓释性能分析 为了进一步测试纳米防霉保鲜膜的抑菌缓释性能，将试样1#、2#、3#、4#和对照膜经清水反复冲淋洗涤，然后再测试其抑菌作用，如表43。缓释效应3#1#2#4#，但3#试样的最大抑菌效应仅36%（100003.4491.109表4-13 第二组防雾膜透湿性能测试结果Table 4-13 H2O permeability of second series of anti-mist film试 样LKMCT-1CT-2CM-1CM-2CMD透湿量WVT （g/m224h）21.718.719.125.121.731.825.525.0透湿系数Pv（10-15gcm/cm2sPa）10.712.39.3614.612.317.514.314.2防雾剂的加入提高了薄膜的透湿能力。虽然Span60与LDPE的相容性很好，但是它的分子链相对于LDPE而言要小得多，结果Span60的加入增大了分子间距离，使得水分子在薄膜中容易扩散。另外，由于其分子链上带有亲水基团，水分子很容易从薄膜的表面被吸入到薄膜的内部。K、M两个膜分别含Span60 1.0%和0.5%，两者硬脂酸锌的含量相同；而水蒸气透过系数，K膜为12.310-15gcm/cm2sPa，M膜为9.3610-15gcm/cm2sPa，说明随着Span60含量的增加，膜的透湿性有了提高。再来比较L、M膜：两者的Span60的含量为0.5%，硬脂酸锌的含量分别为1.0%、0.5%，两者的水蒸气透过系数分别为10.710-15gcm/cm2sPa、9.3610-15gcm/cm2sPa，说明随着硬脂酸锌的含量增加，无机多孔物对薄膜透湿性能的影响更直接、更明显74，145，162，163。首先，无机多孔物与LDPE的相容性很差，且其内部有很多细孔，水分子非常容易扩散。所以，加入无机多孔物之后，薄膜的透湿能力有了大幅度的提高。将K、L、M膜与CT、CM系列膜比较一下就可以看出：CT、CM系列膜是在K、L、M膜基础上加入了无机多孔物，其水蒸气透过系数比K、L、M膜大很多。其次，无机多孔物的粒径大小对薄膜透湿性的影响也很显著。无机多孔物颗粒直径越大，薄膜的透湿能力也就越强。水蒸气分子在聚合物中扩散的速度是非常小的，而在无机多孔物的细孔中扩散速度是非常大的。在薄膜厚度一定的情况下，粒径越大，距离薄膜的表面就越近，使得水蒸气分子在聚合物中的扩散路径就越短，增大了水蒸气的透过速度。如K、L、M膜的水蒸气透过系数试验值的重复性比CT、CM系列膜好。4.3.2.3 防雾性能测试（1）杯式称重法第一组防雾膜滞水性能如图4-17，对照表4-12可以看出，透湿系数小的膜易结雾。滞水量（g）B B1 B2 W1 W2 G1 G2图4-17 防雾膜的滞水性能Fig 4-17 Detaining function anti-mist film第二组试验膜K、L、M、CM、CT处理，观测结果表明，有明显的雾气，不一会雾气变成小水滴很快扩展、连接成为水膜，成膜速度和成膜倾向为K膜L膜M膜以及CM、CT系列膜。（2）量角法测量水滴接触角结果如表4-14，值越大，表明膜湿润性差，防雾性能低。因此从值比较不同处理的防雾性能K膜L膜M膜CM膜CT膜。表4-14 防雾膜水滴接触角测试值Table 4-14 Tangency angle for water drip to anti-mist films试样BKLMCM1CM2CMDCT1CT2测试值82.832.441.656.356.041.867.163.140.2但结合膜的透气、透湿、力学性能和滞水性能分析，进一步研究发现，CM、CT系列膜的防雾性好，而值大主要与膜表面光滑度有关，CM、CT系列膜因加入的麦饭石、陶土颗粒大、相熔性差，使膜表面粗糙，影响水滴湿润扩展成水膜。（3）持久性防雾性能测试防雾性能持久性室温250天测试结果如图4-18，采用杯式称重法，定期测试防雾膜的滞水性能，变化与在室外自然气候条件和冷库内的测试结果一致，250天内各处理防雾性能变化很小，且规律基本一致。G2G1B1BB2WIW2图4-18 防雾膜性能持久性测试曲线Fig. 4-18 Permanent property of anti-mist films4.3.2.4 防雾膜实际贮藏性能测试 以蒜薹为实验材料，蒜薹购于天津市红旗路批发市场。挑选好后装入袋内，每袋5kg。为测试防结露性能，扎口后入冷库，上架贮藏。各处理贮藏168天袋内O2和CO2的变化曲线如图4-19、图4-20，总体分析结果表明，填加防雾材料膜袋内O2指标普遍高于对照，与表4-14测试结果一致，说明防雾剂使膜透O2量增加，其中影响程度GWB。CO2则反之。并且B1、W2处理蒜薹MA保鲜指标最佳，G2较差。CKB1B2G1G2WIW2图4-19 蒜薹贮藏期间不同防雾膜袋内O2变化Fig 4-19 Change of O2 concentration in the anti-mist film during garlic stem storage图4-20 蒜薹贮藏期间不同防雾膜袋内CO2变化Fig4-20 Change of CO2 concentration in the anti-mist filmduring garlic stem storage蒜薹贮藏90天、168天的质量测试结果分别如表4-15、表4-16。由表4-15、表4-16综合分析，可以看出B1处理较好，并且各处理与对照差异不显著，原因可能与入库时蒜薹质量差、没经防腐处理有关。表4-15 防雾膜蒜薹贮藏90天的质量与积水情况Table 4-15 Keeping quality of garlic stem packed in anti-mist film after 90 days storage处理袋上水珠薹梢长霉薹梢黄化指数CK2级2级3级较干爽B13级2级2级水渍状,腐烂B22级4级2级水渍状较少G13级4级3级G22级5级3级W15级5级2级W25级4级2级水渍状,腐烂注：CK为蒜薹专用保鲜膜。90天时，打开保鲜袋喷蒜薹保鲜剂(稀释原液的15倍)，扎口继续贮藏至168天，调查贮藏效果。表 4-16 防雾膜蒜薹贮藏168天的质量与积水情况Table 4-16 Keeping quality of garlic stem packed in anti-mistfilm after 168 days storage处理袋上水珠薹梢长霉薹梢黄化指数薹苞CK2级3级3级较大干爽1/2膨大,1/4湿,稍微发黄B14级4级 3级水渍状较轻1/4膨大,干爽,发黄B23级3级4级水渍状全膨大,湿,1/2黄G15级4级 3级水渍状较轻膨大,全黄G24级5级 5级水渍状严重全膨大,腐烂,较湿,全黄W15级5级 3级水渍状严重全膨大,腐烂,较湿,全黄W25级2级3级3/4膨大,1/4湿,3/4黄4.3.3 讨论水在固体表面是均匀分布还是聚集成水滴，主要取决于固体表面的表面张力是否与水相同或接近。当这两种表面张力相同或接近时，其润湿角趋于最小值，水就可在固体表面上形成一层极薄的水膜流向下方，或者根本不出现可见的水层。反之就会呈水滴状。H2O的临界表面张力为7.210-4N/cm，而PE临界表面张力为3.110-4N/cm），如果希望防止或减少PE膜产生雾滴则必须将膜表面张力提高至7.210-4N/cm，能提供亲水集团又能提供亲油基团与PE相结合的表面活性剂，添加入PE膜后，亲油的一端向内排列在聚乙烯分子中，亲水的一端朝外，暴露于空间。这样聚乙烯薄膜形成具有亲水性的表面，使其与水的湿润性变得良好，膜表面凝聚的水分呈均匀润湿状态，形成连续相而不结成水滴（或露珠），从而达到防雾的目的。防雾剂多是脂肪酸与多元醇的部分酯化物，选择防雾剂需满足下条件：有良好的防雾持久性；不影响PE膜的性能；热稳定性好，在塑料成型加工温度下不分解；与其它助剂的配伍性好，不防碍其它助剂的功能。试验研究表明：1#、