一种冷鲜肉活性包装膜及其制备方法

摘要

本发明涉及一种冷鲜肉活性包装膜及其制备方法，该活性包装膜是以PVA和PLA为成膜材料，以缓释微胶囊为活性抑菌剂，通过天然抗菌剂从微胶囊中的缓慢释放以及在膜中的迁移，最后到达冷鲜肉表面达到抗菌保鲜效果。同时，由于PVA具有很好的气体阻隔性，能够很好的保持冷鲜肉包装气氛条件，PLA有很好的水汽阻隔性，能有效的降低冷鲜肉在贮藏过程的水分损失。本发明的冷鲜肉活性包装膜为无色透明薄膜，表面光滑、均匀，无明显气泡；其力学性能亦能满足冷鲜肉包装的力学要求。

权利要求

1.一种制备冷鲜肉活性包装膜的方法，所述活性包装膜以聚乳酸与聚乙烯醇为成膜基材，成膜基材占膜总质量的64%-80%，且成膜基材中聚乳酸与聚乙烯醇的质量比例为1：

2-8；以缓释微胶囊为活性抑菌剂，活性抑菌剂占膜总质量的4.6%-15%，所述缓释微胶囊以β-环糊精为壁材，以天然抗菌剂为芯材；其余为成膜助剂；其特征是，包括以下步骤：

1）制备聚乙烯醇与缓释微胶囊的膜液，使得膜液中各组分的质量百分浓度分别为：聚乙烯醇为11%～16%，十二烷基硫酸钠为0.1%～0.4%，乙二醇为0.5%～2%，缓释微胶囊为

1%～5%；其中十二烷基硫酸钠与聚乙烯醇的质量比例为1：30-120，乙二醇与聚乙烯醇的质量比例为1：5-30，缓释微胶囊与聚乙烯醇的质量比例为1：2-12；

2）制备聚乳酸膜液，使得膜液中聚乳酸的质量百分浓度为2.5%～12.5%；

3）获得共混膜液；将上述聚乳酸膜液添加到聚乙烯醇与缓释微胶囊的膜液中，混合均匀，使得聚乳酸与聚乙烯醇的质量比例为1：2-8；

4）将共混膜液进行真空消泡后在流延机上流延成膜；

所述天然抗菌剂为香辛料精油；

所述缓释微胶囊的制备方法为：在β-环糊精中加入6-9倍量的去离子水，待β-环糊精溶解后，加入精油，加入量为β-环糊精重量的1/5-1/7，其中精油预先用质量浓度为

50%-80%的乙醇溶解，精油与乙醇的质量比例为1﹕9-10；将上述加入精油的β-环糊精溶解液在65℃-75℃下包合1h-1.5h后取出，冷却，静置20h-24h，真空抽滤，清洗、干燥，即得到缓释微胶囊。

2.根据权利要求1所述冷鲜肉活性包装膜的制备方法，其特征是，所述制备聚乳酸膜液，具体为：将聚乳酸母粒溶于二甲基亚砜中，使得膜液中聚乳酸的质量百分浓度为

2.5%～12.5%。

3.根据权利要求1所述冷鲜肉活性包装膜的制备方法，其特征是，所述香辛料精油优选丁香、肉桂、八角或牛至。

说明书

一种冷鲜肉活性包装膜及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种活性包装膜及其制备方法，更具体地说是涉及一种用于冷鲜肉包装的活性包装膜及其制备方法。技术背景

[0002] 冷鲜肉，又叫冷却肉，水鲜肉，是指严格执行兽医检疫制度，对屠宰后的畜胴体迅速进行冷却处理，使胴体温度(以后腿肉中心为测量点)在24小时内降为0-4℃，并在后续加工、流通和销售过程中始终保持0-4℃范围内的生鲜肉。发达国家早在20世纪二三十年代就开始推广冷鲜肉，在其目前消费的生鲜肉中，冷鲜肉已占到90％左右。冷鲜肉克服了热鲜肉、冷冻肉在品质上存在的不足和缺陷，另外，冷鲜肉经历了较为充分的成熟过程，质地柔软有弹性，汁液流失少，口感好，滋味鲜美。因此，低温冷鲜肉制品将会成为我国肉制品未来发展的主要趋势。尽管目前中国的冷链已趋于完善和规范，但冷鲜肉0～4℃的冷藏温度并不能完全抑制一些嗜冷微生物的生长和繁殖，因此冷鲜肉货架期短，表面褐变及汁液流失情况较为严重。

[0003] 对冷鲜肉进行包装可以在一定程度上减缓冷鲜肉的腐败，延长冷鲜肉的货架期。目前，冷鲜肉的包装方式主要有真空包装和气调包装，真空包装主要是通过控制包装内氧分压，在一定程度上抑制好氧菌的生长和减缓冷鲜肉由氧化而引起的品质变化。气调包装采用不同于大气组成的混合气体置换包装冷鲜肉周围的空气，并利用包装材料的透气性和阻气性，使冷鲜肉始终处于适宜的气体环境中，抑制变质和腐败的发生，达到贮藏保鲜延长货架期的目的。而这两种包装方式所采用的包装材料都是一些阻隔性较高的包装材料，例如，公开号为CN 1657366A的中国发明专利给出了《超市生鲜肉高氧气调保鲜包装技术》，其特点是用1-3％的食盐和2-5％的料酒进行减抑菌处理，同时采用60-80％的O2和
20-40％CO2气体组分，将经过减抑菌处理后的冷鲜肉装入PP热成型包装盒，以PA/PE或BOPP/PE复合膜作包装盒盖膜进行高氧气调保鲜包装来保持生鲜冷却肉的品质和延长其保质期。授权公开号为CN 201105860Y的中国发明专利给出了《一种新型生鲜肉类热收缩保鲜袋膜》，其特点是提供了一种生鲜肉类VLDPE/粘/PVA/EVOH/PVA/粘/LDPE七层结构热收缩保鲜袋膜。《包装工程》2010年第15期发表了赵素芬等人的文章“高氧气调包装对冷鲜肉的保鲜研究”，文中将冷鲜肉放置于PP热成型盒，并用PA/PE膜进行包装。

[0004] 而这些包装材料本身并不具有抑菌性，不能抑制冷鲜肉在贮藏过程中微生物的生长，而且，这些包装材料多是以塑料为主的惰性包装材料，这类材料本身不具备任何生物活性，而主要是通过物理方式使被包装食品与外界相对隔绝而保持食品品质。同时，这些材料使用后的残留物被遗弃堆积在农田和环境中，因其不能被自然降解，易造成“白色污染”。

[0005] 随着人们对身体健康的关注以及对食品质量要求的不断提高，又希望食品加工中尽量减少化学添加剂，因此这对从加工产地流通到销售市场的食品储存的安全和质量提出了新的挑战。

[0006] 在这种时代前提下具有特定功能的活性包装就应运而生。抗菌包装是活性包装中最重要的一种，是通过使用具有杀菌作用的包装材料，抑制贮藏过程中食品微生物的生长并避免食品的二次污染，从而延长食品的保质期。因此，与普通包装相比，抗菌包装对确保食品安全以及延长食品货架期的作用更为突出。

发明内容

[0007] 针对现有技术的不足之处，本发明的目的之一在于提供一种冷鲜肉包装用活性包装膜，与现有冷鲜肉包装用膜相比该活性包装膜具有更好的抗菌性和阻隔性。本发明的目的之二是提供上述冷鲜肉活性包装膜的制备方法。

[0008] 本发明的技术方案是：

[0009] 技术方案之一：

[0010] 一种冷鲜肉活性包装膜，所述活性包装膜以聚乳酸与聚乙烯醇为成膜基材，成膜基材占膜总质量的64％-80％，且成膜基材中聚乳酸与聚乙烯醇的质量比例为1∶2-8；以缓释微胶囊为活性抑菌剂，活性抑菌剂占膜总质量的4.6％-15％，所述缓释微胶囊以β-环糊精为壁材，以天然抗菌剂为芯材；其余为成膜助剂。

[0011] 所述缓释微胶囊的粒径为1nm～100nm。

[0012] 所述天然抗菌剂为香辛料精油，优选自丁香、肉桂、八角或牛至。

[0013] 所述缓释微胶囊的制备方法为：在β-环糊精中加入6-9倍量的去离子水，待β-环糊精溶解后，加入精油，加入量为β-环糊精重量的1/5-1/7，其中精油预先用质量浓度为50％-80％的乙醇溶解，精油与乙醇的质量比例为1∶9-10；将上述加入精油的β-环糊精溶解液在65℃-75℃下包合1h-1.5h后取出，冷却，静置20h-24h，真空抽滤，清洗、干燥，即得到缓释微胶囊。

[0014] 缓释微胶囊优选的制备方法为：β-环糊精中加入8倍量的去离子水，待β-环糊精溶解后，加入精油，加入量为β-环糊精重量的1/6，其中精油预先用质量浓度为70％的乙醇溶解，精油与乙醇的质量比例为1∶10；将上述加入精油的β-环糊精溶解液在70℃，700r/min的条件下包合1h-1.5h后取出，冷却，静置20h-24h，真空抽滤，清洗、干燥，即得到缓释微胶囊。

[0015] 所述成膜助剂包括增塑剂和表面活性剂，其中表面活性剂与聚乙烯醇的质量比例为1∶30-120，增塑剂与聚乙烯醇的质量比例为1∶5-30。

[0016] 所述的增塑剂优选为乙二醇、表面活性剂优选为十二烷基硫酸钠。

[0017] 技术方案二：

[0018] 本发明的冷鲜肉活性包装膜的制备方法，包括以下步骤：

[0019] 1)制备聚乙烯醇与缓释微胶囊的膜液，使得膜液中各组分的质量百分浓度分别为：聚乙烯醇为11％～16％，十二烷基硫酸钠为0.1％～0.4％，乙二醇为0.5％～2％，缓释微胶囊为1％～5％；其中十二烷基硫酸钠与聚乙烯醇的质量比例为1∶30-120，乙二醇与聚乙烯醇的质量比例为1∶5-30，缓释微胶囊与聚乙烯醇的质量比例为1∶2-12；

[0020] 2)制备聚乳酸膜液，使得膜液中聚乳酸的质量百分浓度为2.5％～12.5％；

[0021] 3)获得共混膜液；将上述聚乳酸膜液添加到聚乙烯醇与缓释微胶囊的膜液中，混合均匀，使得聚乳酸与聚乙烯醇的质量比例为1∶2-8；

[0022] 4)将共混膜液进行真空消泡后在流延机上流延成膜。

[0023] 其中，所述制备聚乙烯醇与缓释微胶囊的膜液，具体包括以下步骤：

[0024] a.将聚乙烯醇母粒、乙二醇和十二烷基硫酸钠加入水中，搅拌加热至55℃-65℃，得到分散液A；

[0025] b.将权利要求5所制备的缓释微胶囊在水中超声振荡得到分散液B；

[0026] c.将分散液B加入分散液A中，继续搅拌加热至聚乙烯醇完全溶解，取出冷却至55℃-65℃，得聚乙烯醇与缓释微胶囊的膜液。

[0027] 其中，所述制备聚乳酸膜液，具体为：将聚乳酸母粒溶于二甲基亚砜中，使得膜液中聚乳酸的质量百分浓度为2.5％～12.5％。

[0028] 本发明还提供了冷鲜肉活性包装膜在食品包装上的应用，特别是在冷鲜肉包装上的应用。

[0029] 下面对本发明做进一步的解释和说明：

[0030] 本发明的活性包装膜为透明薄膜，完整光洁，厚度一致，手感细腻，无明显气泡；具有较好的力学性能，能满足食品包装的力学要求；用来包装冷鲜肉时，可以很清楚的看到内装物。

[0031] 本发明的原理是：

[0032] 活性包装膜是以聚乙烯醇(PVA)和聚乳酸(PLA)为成膜材料，以缓释微胶囊为活性成分，添加适当的助剂制备而成的。具有抗菌性的香辛料精油等天然抗菌剂经β-环糊精包埋后通过在β-环糊精中缓慢释放以及在膜中的迁移，达到膜的表面，抑制微生物的生长。PVA薄膜在干燥条件下有优异的阻氧性能，它的透氧系数是各种树脂薄膜中最低的，这样能够很好的保持冷鲜肉包装气氛条件。但PVA分子链中含有大量的羟基，能与水分子形成氢键，亲水能力很强。因此单一的PVA薄膜遇到水有溶胀现象，其高阻氧性能也受到影响。选用环境友好的、生物可降解的PLA与PVA复合成膜，由于PLA分子链中含有大量的酯键，具有一定的疏水性，而且随PLA含量增大，PLA/PVA共混膜中酯键密度增加，羟基密度相应减小，导致共混膜的亲水能力减弱。此外，酯键的存在，在一定程度上削弱了PVA对水分子的亲合力，使水分子扩散进入体系内部的阻力增大，因此，PLA/PVA共混膜的吸湿性差，阻水性较好。

[0033] 与现有技术相比，本发明的优势如下：

[0034] (1)与现有技术相比，本发明提供一种冷鲜肉用抑菌保鲜活性包装膜，该膜对冷鲜肉保鲜效果好，能实现冷鲜肉的抗菌、保水和保色作用，抑菌效果好，抗细菌率≥99％。

[0035] (2)在本发明中，所使用的原料安全，制备的活性包装膜具有可降解性，属于环境友好型包装材料。

[0036] (3)选用环境友好的、生物可降解的PLA与PVA复合成膜，吸湿性差，阻水性较好。

[0037] (4)本发明的活性包装膜生产工艺简单，过程易于控制，容易扩大到工业生产规模。

具体实施方式

[0038] 下面结合实施例对本发明做进一步说明：

[0039] 实施例1：

[0040] 缓释微胶囊的制备：

[0041] 称取一定量8g β-环糊精，按重量比1∶8的量加入去离子水64ml，加热，待β-环糊精溶解后，加入丁香精油，其加入量为β-环糊精重量的1/6，其中精油预先用质量浓度为70％乙醇溶解，精油与乙醇的比例为1∶10。将上述加入精油的β-环糊精溶解液在70℃，700r/min的条件下包合1～1.5h后取出，冷至室温后置于5℃冰箱静置24h，真空抽滤，将滤渣用去离子水和乙醇各20ml冲洗。收集滤渣于50℃鼓风干燥箱中干燥至恒重，即得到缓释微胶囊。

[0042] 冷鲜肉活性抗菌膜的制备：

[0043] 取40g PVA、1g SDS和8ml乙二醇于500ml烧杯中，加入250ml水。将烧杯置于恒温水浴锅中，在低速搅拌条件下加热至60℃，得到分散液A。称取5g微胶囊于250ml烧杯中，加入50ml水，将烧杯置于超声振荡器中处理15min至微胶囊较均匀的分散于水中，得分散液B。将分散液B缓慢加入到分散液A中即为分散液C。将分散液C在低速搅拌条件下继续加热到95℃～100℃至PVA完全熔融，取出冷却至60℃左右。

[0044] 称取10gPLA溶于200ml DMSO中，得到D溶液。

[0045] 将D液加入到C液中，混合均匀后真空消泡，得到E液。

[0046] 将E液倒入流延成膜机料斗中，根据需要调节好成膜厚度20μm、宽度30cm以及成膜液流出的速度为3.2m/min，流延成膜，在流延机上自动干燥，揭膜，得到冷鲜肉活性抗菌膜。

[0047] 所述冷鲜肉活性抗菌膜的主要成分：

[0048] 成膜基材占膜总质量的77％，缓释微胶囊占膜总质量的7.7％，成膜助剂占膜总质量的15.3％。

[0049] 该膜外观透明、均匀。经检测，该活性包装膜的抗细菌率≥99％，有强抗细菌作用；该膜接种霉菌后在温度28℃，相对湿度90％RH以上的条件下培养28d后，放大50倍观察，在膜上未见霉菌生长，达到0级抗霉菌标准，有强抗霉菌作用。该活性包装膜的拉伸强度为
5.5MPa，断裂伸长率为30％，撕裂度为1.8KN/m，满足冷鲜肉包装的力学性能要求。

[0050] 以此活性包装膜制袋包装冷鲜肉，贮藏10d后对冷鲜肉的大肠杆菌数、细菌总数等指标进行检测，结果表明大肠杆菌数和细菌总数均在标准规定的指标范围内，冷鲜肉失重率为6.2％。同时冷鲜肉无异味，感官指标能为消费者接受。

[0051] 实施例2：

[0052] 缓释微胶囊的制备：同实施例1.

[0053] 冷鲜肉活性抗菌膜的制备：

[0054] 取40g PVA、1g SDS和8ml乙二醇于500ml烧杯中，加入250ml水。将烧杯置于恒温水浴锅中，在低速搅拌条件下加热至60℃，得到分散液A。称取4g微胶囊于250ml烧杯中，加入50ml水，将烧杯置于超声振荡器中处理15min至微胶囊较均匀的分散于水中，得分散液B。将分散液B缓慢加入到分散液A中即为分散液C。将分散液C在低速搅拌条件下继续加热到95℃～100℃至PVA完全熔融，取出冷却至60℃左右。称取10gPLA溶于200ml DMSO中，得到D溶液，将D液加入到C液中，混合均匀后真空消泡，得到E液。将E液倒入流延成膜机料斗中，根据需要调节好成膜厚度20μm、宽度30cm以及成膜液流出的速度为3.2m/min，流延成膜，在流延机上自动干燥，揭膜，得到活性抗菌膜。

[0055] 所述冷鲜肉活性抗菌膜的主要成分：