本發(fā)明屬于食品加工中的保鮮技術領域，特別涉及了一種果蔬用抗菌減震泡沫。

背景技術：

中國是果蔬生產大國，近10年來水果產量一直穩(wěn)居世界第一，水果總產量連年攀升，由2010年的6225萬噸上升到2015年的2.14億噸，同比上升3.4倍。蔬菜產業(yè)也已成為中國農業(yè)和農村經濟發(fā)展的支柱產業(yè)，種植面積僅次于糧食，成為中國第二大農作物。由于果蔬產品具有易腐性、季節(jié)性和地域性的特點，加之長期以來，我國農產品生產比較重視產前和產中的栽培，忽視采后物流保鮮，導致果蔬產品產后損腐率嚴重，年損失就達2400億元。造成果蔬貯藏期間損失的原因可以概括為自身生理活動影響和外界傷害兩個方面。一些產品的水分含量高，果皮薄，貯藏性能差，易受機械損傷等各種因素造成均會直接或間接地影響果蔬采后生理活動，同時為病原微生物侵染提供有利條件，從而加重果蔬損失。目前隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，物流電商作為果蔬銷售的一個新途徑，越來越成為產業(yè)發(fā)展的新方向。但是在電商物流過程中，最直接面臨的問題是果蔬運輸過程中的保護問題。果蔬在快遞物流過程中，難免會有劇烈的震動導致水果表皮破壞腐爛變質，果蔬內包裝中的減震材料成為果蔬物流電商發(fā)展的瓶頸問題。目前果蔬物流保鮮過程中采用的減震材料基本為聚乙烯、聚苯乙烯材質，這些高分子材料分子結構穩(wěn)定，難以降解，對生態(tài)環(huán)境還會造成潛在危害，形成嚴重的“白色污染”；另一方面目前的減震包裝材料只是起到單一的減震功能，不具備抑菌，控制貯藏環(huán)境中有害微生物的作用。因此開發(fā)具有抗菌、可降解等復合功能的減震包裝材料，成為果蔬物流貯藏產業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)。

聚乳酸是利用玉米等來源的乳酸為原料生產的新型聚酯材料。聚乳酸具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定條件下完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環(huán)境，這對保護環(huán)境非常有利，是世界公認的環(huán)境友好材料。聚乳酸在國內已經被廣泛應用于食品包裝薄膜、包裝袋、包裝盒和餐具，美、日、歐洲國家等也均已開發(fā)出多種以pla為原料的綠色包裝材料。被定義為最有發(fā)展前途的新型生物可降解包裝材料。利用聚乳酸制備減震泡沫材料，可減少傳統(tǒng)塑料材料造成的環(huán)境問題，為現(xiàn)代物流包裝材料帶來新的方向。

長期以來，化學保鮮劑在控制采后果蔬腐爛和延緩采后果蔬衰老方面發(fā)揮著重要作用。然而隨著人們生活質量的提高，化學保鮮劑的殘留等問題越來越引起人們的重視。在全球提倡綠色化的今天，生物源保鮮劑因沒有化學防腐保鮮劑所帶來的環(huán)境污染、農藥殘留及抗藥性等問題，日益受到人們的關注。植物揮發(fā)油是從植物中提取出來的一類具有芳香氣味的，且具有一定揮發(fā)性的油狀液體總稱。美國fda通常將植物揮發(fā)油作為“一般認為安全的物質”(generallyrecognizedassafe，gras)來使用。由于植物揮發(fā)油具有良好的抑菌及抗氧化活性，受到國內外研究人員的關注。本發(fā)明的研究團隊前期研究發(fā)現(xiàn)芳樟醇和檸檬醛具有揮發(fā)性，可散布在包裝空間內，通過熏蒸處理能有效抑制果蔬貯藏過程中的致病菌和致腐菌，且兩者共用有很好的協(xié)同增效作用，對維持果蔬品質，抑制霉變發(fā)生具有顯著作用。芳樟醇和檸檬醛分別來自芳樟和山蒼子等植物，將其加入到聚乳酸中制成減震材料，可以使泡沫材料具有減震的同時還具有安全高效的廣譜抑菌效果。

技術實現(xiàn)要素：

針對物流過程中震蕩造成果蔬易腐敗變質的問題，本發(fā)明的目的是提供一種具有抗菌功能的聚乳酸減震泡沫。為果蔬在物流過程中品質保持提供一種安全、高效的保鮮材料，起到延長果蔬采后貯藏時間，減少物流損失的作用。

為實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，發(fā)明人提供如下技術方案：

一種果蔬用抗菌減震泡沫，主要由聚乳酸添加復合抗菌劑、檸檬酸三丁酯和碳酸氫鈉采用模板制孔法制備而成，其中：所述的復合抗菌劑由按質量比為1:9～9:1的芳樟醇和檸檬醛的混合組成；聚乳酸與復合抗菌劑的質量比為1:0.1～1:0.2，聚乳酸與檸檬酸三丁酯的質量比為1:0.03～1:0.05，聚乳酸與碳酸氫鈉的質量比為1:12～1:15。

作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的一種果蔬用抗菌減震泡沫，其中，所述的模板制孔法按如下操作：聚乳酸加入到氯仿或者二氯甲烷中制成溶液，再加入復合抗菌劑和檸檬酸三丁酯攪拌均勻，最后加入碳酸氫鈉攪拌后倒入磨具中自然干燥，得到的固體放入枸櫞酸的飽和水溶液中浸泡反應，待無氣泡放出后取出泡沫，真空干燥得白色聚乳酸果蔬用抗菌減震泡沫。

發(fā)明人研究芳樟醇和檸檬醛在多種果蔬物流中的貯藏效果，發(fā)現(xiàn)兩種揮發(fā)油均對果蔬的硬度、可溶性固型物、感官品質、霉變率具有很好的控制效果，且兩者復配使用具有協(xié)同增效作用。將兩者添加入聚乳酸泡沫中，可增加材料的抑菌性能，本發(fā)明的果蔬用抗菌減震泡沫可用于果蔬物流運輸及貯藏過程中的微生物控制、減少機械損傷、品質保持。

本發(fā)明的聚乳酸果蔬用抗菌減震泡沫可用于新鮮易損傷果蔬如楊梅、藍莓、水蜜桃、小番茄等的貯藏運輸中。應用工藝如下：挑選成熟，健康果實，預冷后裝入塑料框中，框底放入本發(fā)明的果蔬用抗菌減震泡沫，置于冷庫中貯藏或運輸銷售，利用植物精油揮發(fā)性進行熏蒸保鮮，同時達到運輸過程中的減震效果。

作為優(yōu)選，根據(jù)本發(fā)明所述的一種果蔬用抗菌減震泡沫，其制備方法包括如下步驟：

(1)聚乳酸溶液的配制：將聚乳酸母粒加入到氯仿或者二氯甲烷中，按質量比為1:7～1:9的比例混合，40-60℃下充分攪拌溶解，備用；

(2)復合抗菌劑的配制：將芳樟醇和檸檬醛按質量比為1:9～9:1的比例混合，攪拌均勻后備用；

(3)取上述(1)中聚乳酸溶液，按比例加入復合抗菌劑和檸檬酸三丁酯，聚乳酸與復合抗菌劑的質量比為1:0.1～1:0.2，聚乳酸與檸檬酸三丁酯的質量比為1:0.03～1:0.05，攪拌均勻后備用；

(4)在上述(3)的溶液中，按比例加入碳酸氫鈉，聚乳酸與碳酸氫鈉質量比為1:12～1:15，機械攪拌后倒入磨具中自然干燥；將干燥后的固體放入枸櫞酸的飽和水溶液中30～80℃下浸泡反應，待無氣泡放出后取出泡沫，真空干燥得白色聚乳酸果蔬用抗菌減震泡沫。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1).本發(fā)明采用的芳樟醇和檸檬醛兩種植物揮發(fā)油來自芳樟和山蒼子等植物，為天然物質，與果蔬接觸后不產生對人體有害物質，具有很高的安全性，優(yōu)于目前使用的化學保鮮劑。而且兩種植物源物質同時復配使用，具有更好的廣譜抗菌效果，對果蔬貯藏過程中的多種微生物均存在抑制效果。

(2).本發(fā)明采用模板制孔法制備抗菌聚乳酸泡沫，植物源抗菌劑在最終的基質材料中具有很好的負載率。通常聚乳酸泡沫生產工藝多為擠出發(fā)泡或者co2發(fā)泡，發(fā)泡過程需要100℃以上高溫，如果采用傳統(tǒng)工藝，芳樟醇、檸檬醛這些植物源揮發(fā)性抗菌劑損失率在95％以上，很難起到抗菌的效果。而本發(fā)明采用的模板制孔法，反應溫度較低，解決了植物源抗菌劑因高溫導致?lián)p失率高的難題。

(3).將芳樟醇、檸檬醛兩種植物源抗菌劑加入到聚乳酸中，可以起到緩釋釋放的效果。抗菌劑溶解在聚乳酸基質中，表面的植物精油揮發(fā)到周圍空間的速度較快，而內部的精油則需要一定的時間遷移到材料表面才能進一步揮發(fā)，因此起到了緩釋釋放的效果。這就使抗菌泡沫不僅能在物流過程中起到減震的作用，而且還能在存放的過程中，使包裝內部的植物精油濃度長時間維持在一個有效范圍內，起到長效的保鮮效果，減少果蔬物流貯運過程中的損失。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1制備的果蔬用抗菌減震泡沫的掃描電鏡圖。

圖2是本發(fā)明的果蔬用抗菌減震泡沫對金黃色葡萄球菌的抑制效果照片。

具體實施方式

下面結合實施例，更具體地說明本發(fā)明的內容。應當理解，本發(fā)明的實施并不局限于下面的實施例，對本發(fā)明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發(fā)明保護范圍。

在本發(fā)明中，若非特指，所有的份、百分比均為重量單位，所有的設備和原料等均可從市場購得或是本行業(yè)常用的。若無特別指明，實施例采用的方法為本領域通用技術。

實施例1

取10g聚乳酸加入70g二氯甲烷中，40℃下充分攪拌溶解，加入0.2g芳樟醇、0.8g檸檬醛、0.3g檸檬酸三丁酯，攪拌均勻后加入120g碳酸氫鈉，機械攪拌15min，倒入磨具中25℃下自然干燥。將干燥后的固體放入枸櫞酸的飽和水溶液中30℃下浸泡反應，待無氣泡放出后取出泡沫，真空干燥得白色聚乳酸果蔬用抗菌減震泡沫。經檢測，該果蔬用抗菌減震泡沫的孔隙率為90.7％，彈性為0.67。

實施例2

取20g聚乳酸加入160g氯仿中，50℃下充分攪拌溶解，加入1g芳樟醇、2g檸檬醛、0.8g檸檬酸三丁酯，攪拌均勻后加入240g碳酸氫鈉，機械攪拌15min，倒入磨具中25℃下自然干燥。將干燥后的固體放入枸櫞酸的飽和水溶液中60℃下浸泡反應，待無氣泡放出后取出泡沫，真空干燥得白色聚乳酸果蔬用抗菌減震泡沫。經檢測，該果蔬用抗菌減震泡沫的孔隙率為90.1％，彈性為0.52。

實施例3

取5g聚乳酸加入45g氯仿中，55℃下充分攪拌溶解，加入0.8g芳樟醇、0.2g檸檬醛、0.2g檸檬酸三丁酯，攪拌均勻后加入75g碳酸氫鈉，機械攪拌15min，倒入磨具中25℃下自然干燥。將干燥后的固體放入枸櫞酸的飽和水溶液中80℃下浸泡反應，待無氣泡放出后取出泡沫，真空干燥得白色聚乳酸果蔬用抗菌減震泡沫。經檢測，該果蔬用抗菌減震泡沫的孔隙率為92.6％，彈性為0.61。

實驗例1本發(fā)明果蔬用抗菌減震泡沫的抑菌試驗

測試方法：以金黃色葡萄球菌為試驗對象。將金黃色葡萄球菌液涂布在平板中央，稱取實施例1中制備的果蔬用抗菌減震泡沫0.5g放入到培養(yǎng)皿蓋中央，將平板倒置，于(37±0.5)℃的生化培養(yǎng)箱內培養(yǎng)2d，抑菌結果見圖2。證明本發(fā)明果蔬用抗菌減震泡沫對金黃色葡萄球菌明顯的抑制效果。

實驗例2本發(fā)明果蔬用抗菌減震泡沫在楊梅貯運中的應用

試驗材料：東魁楊梅，購于浙江仙居。

試驗處理為：

取楊梅500g，挑選成熟、健康果實，預冷后裝入塑料框中，框底放入實施例2中果蔬用抗菌減震泡沫，未加保鮮劑的為對照組，在振動參數(shù)分別為：加速度a＝1.05m/s²、速率v＝0.28cm/s、位移d＝24.6um條件下振動10min后，將整框楊梅采用pe膜包裝扎口，置于4℃條件下貯藏。2種處理相比，貯藏15天后腐爛率分別為：實施例組為19.7％、對照組為43.5％。證明本發(fā)明果蔬用抗菌減震泡沫對楊梅具有較好的保鮮效果。

實驗例3本發(fā)明果蔬用抗菌減震泡沫在草莓貯運中的應用

試驗材料：紅頰草莓，購于浙江建德。

試驗處理為：

取草莓500g，挑選成熟、健康果實，預冷后裝入塑料框中，框底放入實施例3中果蔬用抗菌減震泡沫，未加保鮮劑的為對照組，在振動參數(shù)分別為：加速度a＝1.05m/s²、速率v＝0.28cm/s、位移d＝24.6um條件下振動10min后，將整框草莓采用pe膜包裝扎口，置于4℃條件下貯藏。2種處理相比，貯藏15天后腐爛率分別為：實施例組為16.2％、對照組為38.4％。證明本發(fā)明果蔬用抗菌減震泡沫對草莓具有較好的保鮮效果。