木質(zhì)基包裝材料在果蔬保鮮中的應(yīng)用

劉銀鑫，肖生苓*，岳金權(quán)，姚培培

(1.東北林業(yè)大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院，哈爾濱150040，2.東北林業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，哈爾濱 150040)

隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)食品質(zhì)量的要求也在不斷提高。果蔬類食品由于采摘后環(huán)境的改變、物流過程中的損傷等原因，易腐氣體會(huì)大量的聚集，果蔬加快成熟，短時(shí)間內(nèi)新鮮程度及其他品質(zhì)迅速下降。我國的果蔬保鮮差距很大，目前發(fā)達(dá)國家水果保鮮能力達(dá)到生產(chǎn)總量的70％～80％，中國約占總產(chǎn)量的31.18％，發(fā)達(dá)國家的果蔬損失率不到5％，而我國的水果損失率達(dá)到了25％～30％[1]。采用不同的保鮮包裝材料，對(duì)果蔬食品進(jìn)行保鮮處理，能夠保持、延長其成分、色澤、質(zhì)地、口感等食用品質(zhì)，提高其營養(yǎng)價(jià)值。

目前使用的果蔬保鮮包裝材料以薄膜居多，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。但由于這類薄膜中添加的增塑劑、穩(wěn)定劑、一些單體等物質(zhì)容易析出，隨著食物進(jìn)入人體內(nèi)，對(duì)人身體健康不利。另外，這類包裝材質(zhì)與保鮮果蔬之間的相互作用也格外引起人們的關(guān)注。

以木質(zhì)纖維為基材的紙質(zhì)包裝材料，由于其可降解性，制作和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，各類保鮮紙的開發(fā)逐漸成為研究的熱點(diǎn)。

1 木質(zhì)基保鮮材料保鮮原理及制備

1.1 木質(zhì)基保鮮材料保鮮原理

木質(zhì)基保鮮材料通常是以牛皮紙或者其他包裝用紙為基體，在制作紙漿的漿料中添加保鮮劑，在紙張的表面涂覆保鮮劑；或利用紙張本身的多孔性和透氣性，將纖維或者紙張浸漬保鮮液，利用纖維間或紙基表面緩慢釋放的有效保鮮成分，清除引起果蔬腐爛的細(xì)菌，抑制乙烯等催熟氣體的殘留，控制氧氣的含量，增加二氧化碳的含量，控制有氧呼吸的程度，減少果蔬水分的散失等。而且紙基本身也能阻隔微生物的擴(kuò)散，減少微生物在個(gè)體間的傳播，使果蔬長時(shí)間保鮮。也可以將紙張和保鮮膜等其他保鮮材料復(fù)合使用，利用他們各有的特點(diǎn)，控制果蔬環(huán)境氣氛，達(dá)到保鮮效果。

1.2 木質(zhì)基保鮮材料的制備過程

木纖維可以利用木質(zhì)剩余物制得。一般來說，木纖維的提取有化學(xué)、機(jī)械、化學(xué)機(jī)械、半化學(xué)等方法[3]，根據(jù)保鮮材料對(duì)纖維特點(diǎn)的要求可以選用不同的制漿方法。由于化學(xué)機(jī)械漿的得率在85％～95％[4]，而且木質(zhì)剩余物包括枝丫、樹條、樹葉、樹皮、截頭、鋸屑、邊角余料和枯倒木等[5]，成分復(fù)雜，化學(xué)機(jī)械法制漿是比較理想的選擇。利用木質(zhì)剩余物制漿的主要過程為：首先挑選出樹皮、樹葉等一些纖維含量低的部分，將剩余物制成一定規(guī)格的木片，洗滌除去雜質(zhì)，在蒸煮鍋中(一定的溫度壓力下)蒸煮一定時(shí)間以軟化木素，在盤磨機(jī)中碾磨，根據(jù)需要可以調(diào)節(jié)磨片間的寬度和碾磨次數(shù)等，制得各種不同形態(tài)的漿料，經(jīng)篩漿機(jī)過濾得到需要的纖維，然后用甩干桶甩干備用。根據(jù)需要可利用瓦力打漿機(jī)或者PFI磨進(jìn)一步疏解、打漿，脫水后保存，即得到最終木質(zhì)纖維。根據(jù)不同的定量取不同量的纖維，在紙樣成型器中成紙，將制得的濕部在冷壓機(jī)上冷壓，冷壓后的濕部在烘干機(jī)中烘干，即得到保鮮紙基體。最后根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在紙基中添加相應(yīng)的保鮮劑制得相應(yīng)的保鮮材料。

2 木質(zhì)基果蔬保鮮包裝材料特點(diǎn)及應(yīng)用

以木質(zhì)材料為基體的果蔬保鮮包裝材料種類較多，如中草藥類果蔬保鮮包裝材料、SO2果蔬保鮮包裝材料、抗菌果蔬保鮮包裝材料、復(fù)合型果蔬保鮮包裝材料等。雖然其結(jié)構(gòu)特性及添加成分不同，但都具有良好的保鮮功能和效果。

2.1 中草藥保鮮包裝材料

中草藥保鮮劑國內(nèi)外都有研究，主要是利用中草藥中的有效成分來殺菌，控制果蔬的呼吸等生理變化來達(dá)到保鮮的目的。王本翠[6]等分別用大黃提取液、丁香提取液、大黃和丁香提取液，并加入適當(dāng)?shù)难趸矸?，以比?∶4分別混合，涂到包裝紙上，用所做的包裝紙包裝小白菜，置于濕度70％～85％室溫25℃環(huán)境存放，和對(duì)照組相比，維生素C和酸的含量，大黃和丁香復(fù)合紙顯著高于其他組，小白菜的失重速率也是大黃和丁香的復(fù)合紙效果最好。這說明，大黃和丁香提取液中的有效成分能夠起到殺菌的作用，降低菜葉的生理代謝程度，達(dá)到保鮮目的。宋曉崗[7]等采用中草藥甘草、百部、虎仗和良姜等碾碎成粉末，與普通的包裝紙復(fù)合，做成保鮮袋，并對(duì)番茄、辣椒、青瓜等室溫試驗(yàn)，結(jié)果表明，在外觀方面番茄能夠保存18～24d，對(duì)照組腐爛；實(shí)驗(yàn)組辣椒變紅，未腐爛，對(duì)照組完全腐爛；青瓜實(shí)驗(yàn)組能保存6～12d，對(duì)照組完全腐爛。同樣，實(shí)驗(yàn)組的維生素C和糖含量也比對(duì)照組高許多。此實(shí)驗(yàn)說明中草藥保鮮紙能顯著地起到保鮮的作用。潘維娜[8]等在植物纖維中添加白硅石粉、高錳酸鉀和中草藥等保鮮劑，并以草莓做實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明當(dāng)白硅石的量在20％時(shí)有最好的抑制呼吸的作用，高錳酸鉀用量在2.7％以上時(shí)能較好地除去乙烯，有較好的抑制呼吸的作用，中草藥在70％時(shí)能較好地抑制霉菌等細(xì)菌的生長，達(dá)到保鮮的目的。最后得出，當(dāng)白硅石用量20％、高錳酸鉀溶液用量3.0％、中草藥提取液用量75％時(shí)，對(duì)草莓的保鮮效果最好。

2.2 SO2保鮮包裝材料

SO2保鮮紙主要用于葡萄的保鮮，二氧化硫能抑制葡萄氧化酶活性，降低呼吸作用，減少損失。二氧化硫的作用并沒有傷害到果實(shí)內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)，維生素C和糖等含量沒有減少?；颐咕日婢自斐晒麑?shí)的腐爛，而二氧化硫則能對(duì)該類的霉菌有抑制和殺死作用，同時(shí)可減少紅鹿莓瓜技孢子，從而達(dá)到抑制真菌和保存葡萄果實(shí)的作用。SO2葡萄保鮮紙可以控制葡萄采摘后貯藏中的腐爛和落粒，在長途運(yùn)輸和低溫貯藏中防腐保鮮效果明顯。葡萄保鮮紙SO2的緩慢釋放，是保鮮紙防腐效果好壞的關(guān)鍵所在，但SO2的緩釋問題一直不能得到較好的解決。朱璇[9]等在原有的SO2保鮮紙的基礎(chǔ)上，改變緩釋劑的種類，即通過涂蠟，加環(huán)糊精，加穩(wěn)定劑OA和防水劑CS等并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果表明，OA和CS的聯(lián)合使用在第90d還能有10.18×10-3mol/L的SO2的放出，即此種組合能夠有效地控制二氧化硫的釋放，達(dá)到較好的緩釋效果。俄羅斯B.A.古科夫斯基等人有報(bào)告指出，葡萄最適宜的貯藏氣氛是：氧氣3％～16％，二氧化碳3％～8％，二氧化硫0.002％～0.01％[10]。法國的查爾斯等[10]發(fā)明了P-m保鮮劑，該種保鮮劑能緩慢地釋放二氧化硫氣體，擁有較好的保鮮效果。遼寧省化工研究所在此基礎(chǔ)上研制了S-m和S-P-m保鮮劑，也能得到同樣的效果。

2.3 抗菌保鮮包裝材料

2.4 復(fù)合型保鮮包裝材料

復(fù)合型保鮮紙主要指不同種類的保鮮劑的加入同時(shí)具有抗菌和控制果蔬生理變化等特點(diǎn)，或與其他的保鮮材料共同使用達(dá)到保鮮效果的一類保鮮紙。周群波[14]等利用涂覆法將淀粉、白硅石、丁苯膠乳、高錳酸鉀等適當(dāng)?shù)谋壤旌?，涂覆于定?0g/m2的紙上，用草莓實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)他們能強(qiáng)烈地降低草莓的失重率和細(xì)胞膜透性，擁有很好的保鮮效果。王偉偉[15]等將不同濃度的納米TiO2涂布于包裝紙上，用黃瓜做實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)保鮮紙和保鮮膜的聯(lián)合使用能使得保鮮時(shí)間延長30d以上。美國一位農(nóng)業(yè)專家發(fā)明了一種測熟標(biāo)簽，這種標(biāo)簽可以檢測到果蔬成熟時(shí)釋放的乙烯氣體，果蔬散發(fā)的乙烯氣體能和果蔬反應(yīng)產(chǎn)生藍(lán)色現(xiàn)象，而且測得的乙烯的量跟藍(lán)色的深度有正相關(guān)的關(guān)系。

3 結(jié) 論

保鮮是果蔬產(chǎn)業(yè)鏈中極為重要的環(huán)節(jié)，我國的果蔬保鮮技術(shù)相對(duì)落后，發(fā)展空間很大。紙質(zhì)材料在果蔬的保鮮中已獲得較廣泛應(yīng)用，尤其是一些功能性紙質(zhì)保鮮材料開始得到高度重視。紙質(zhì)保鮮材料的研究應(yīng)該向探究保鮮紙的微觀結(jié)構(gòu)和開發(fā)新型保鮮劑兩方面發(fā)展，充分地利用紙張纖維之間的空隙和纖維本身的性質(zhì)，通過纖維改性，使纖維具有某種特殊的保鮮性能，探討保鮮紙微觀結(jié)構(gòu)和保鮮性能間的聯(lián)系。保鮮劑應(yīng)該向著無毒，高效、節(jié)約能源、降低成本、簡單易行等方向發(fā)展。從微觀的角度分析保鮮劑用量、保鮮劑的存在形式與保鮮效果之間的聯(lián)系，保鮮劑和保鮮紙基體之間的協(xié)同問題，保鮮劑對(duì)保鮮紙物理性質(zhì)的影響等。在宏觀上保鮮紙的研究應(yīng)該向著更細(xì)化的方向發(fā)展，不同地區(qū)，不同類型的水果，開發(fā)不同類型的保鮮紙。

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