果蔬保鲜膜保鲜机理及研究进展

果蔬保鲜膜保鲜机理及研究进展

近年来，随着消费者对新鲜水果和蔬菜的需求量不断增加，以及对果蔬新鲜度和安全性的日益重视，市场对果蔬的品质提出了更高的要求。目前果蔬保鲜方法主要有低温冷藏、气调贮藏、辐照、化学方法和保鲜膜包装等。与其他方法相比，保鲜膜包装具有成本低、操作简便、应用广泛、效果明显的优点，因此果蔬保鲜膜的研究与应用必将得到充分的重视。

一、果蔬采后特点及保鲜膜的保鲜机理

采收后的果蔬仍是一个活的有机体，依旧在进行着旺盛的生理活动。首先果蔬通过呼吸作用会产生大量的呼吸热，若呼吸热不及时除去而在果蔬内部或贮藏环境中积累，就会提高果蔬的温度，从而加速物质消耗而导致衰老；其次新鲜果蔬含水量较高，但在贮藏过程中由于果蔬自身以及外部环境的影响，果蔬就会逐渐失水而出现萎蔫，表面失去鲜嫩状态，从而导致果蔬品质降低；再次乙烯伴随着果蔬的成熟而产生，可促进新鲜果蔬的进一步成熟与衰老。所以，把呼吸作用控制在最低水平，减少水分损失和减少环境中的乙烯含量可以延缓果蔬在贮藏过程中的成熟与衰老，达到延长贮藏时间的目的。

保鲜膜就是针对果蔬采后的这些生理特点和贮藏要求设计的。将采后的果蔬以特定性能的薄膜进行包裹，尽可能使包装内达到适于果蔬最低代谢水平的微环境并加以维持，从而达到防止病虫侵染、损伤和腐败发生的目的。

1.果蔬包装后，由于呼吸作用，其生活环境中的O2减少，CO2增加，此时果蔬的呼吸强度下降，产生保鲜作用。但如果O2的减少和CO2的增加分别超过组织所能忍受的程度时就会导致无氧呼吸及CO2中毒。如发生这种情况，不仅养分消耗过快，而且会积累有毒代谢产物，使很多重要的酶系活性受抑，生理活动反常，品质迅速劣变。因此，控制好环境中的氧气和二氧化碳的浓度非常关键。一般来讲，适宜果蔬保鲜的氧气最佳浓度约为2%～4%，在这一浓度范围内，果蔬产品呼吸速率降低，保藏效果较好。

2.及时排除果蔬贮藏过程中产生的乙烯、乙醇等气体，以减少这些气体对果蔬的催熟作用，减少衰老。

3.保持环境中适宜的相对湿度（70%～90%），减少水分的蒸发，防止萎蔫。但湿度不宜过大，否则会导致病菌侵染。果蔬的包装膜必须具有下列基本性能:

（1）选择透气性:使过高的二氧化碳和乙烯透出，需要的氧气透入;对二氧化碳的渗透能力应大于对氧气的渗透能力。

（2）透湿性:不能过高，依品种而异。

（3）其他：无毒、卫生性；加工性能（印刷、分切、热封、机械性能、易开口性、抗静电性）；经济性等。

二、多功能保鲜膜的研究进展

随着科学技术水平的不断提高，各种果蔬保鲜膜得以不断研究开发和应用。水果、蔬菜保鲜膜是一种功能性薄膜，依靠薄膜的透气性，可以最大限度地利用果蔬呼吸消耗来降

低氧气并提高二氧化碳的浓度，抑制呼吸消耗，延缓衰老，达到长期保鲜的目的。目前国内外研究和通常采取的方法主要有：

（1）加入一些能吸收或抑制果蔬自身产生的各种气体的物质，防止催熟和老化作用的产生。

（2）在薄膜中加入一些抗菌剂和防腐剂，抑制细菌和霉菌等微生物的生长繁殖。

（3）改善薄膜的透气性。

1.吸乙烯功能膜

保鲜膜中加入方英石、天然沸石、大谷石等多孔矿物填料，均能对乙烯有一定的吸附作用。也可将高锰酸钾吸附在沸石载体上，同时加入吸湿剂氯化钙（加入硫酸钠），然后加入到薄膜中。

2.防结露功能保鲜膜

果蔬生命中产生的水汽在温度波动时会结露，添加防雾剂就可以避免结露现象的产生。防雾剂是带有亲水基团的表面活性剂，如聚乙二醇、多元醇、蔗糖酯、硬脂酸酯等。这些物质都含有疏水基团和亲水基团（如－ＯＨ，－ＣＯＯＨ），当防雾剂逐渐从薄膜基体中渗析出来时，就会在薄膜表面形成防雾的单分子层，疏水基团向内，亲水基团向外，凝集在薄膜表面的水不会形成水滴，这种水膜不会滴落在果蔬上。将蔗糖酯、聚乙二醇、单甘酯等表面活性剂适当配比后加入膜材中或涂于膜内侧，使膜表面均匀湿润形成水膜，不再结露。

3.抗菌功能保鲜膜

将安全有效的抗菌成分聚合入膜或涂布于膜内，使其在包装后缓慢释放，产生抑菌作用。这些抗菌物质包括载银无机抗菌粉、果蔬防腐剂如抑霉唑等、香料提取物(百里酚、百里香素)、异硫氰酸酯(异硫氰酸烯丙酯)、杀真菌剂(苯菌灵)等，壳聚糖、日柏醇等也可加入膜的内侧。另外，二氧化氯作为一种高活性、广谱抗微生物生长剂，也可以用于果蔬包装。

4.气体透过调节膜

由于高聚物材料的化学结构不同，其薄膜的透气性各有差异。如果选用能使适当氧气、二氧化碳透过的塑料薄膜进行包装，使外界氧气进入包装内部，而内部积存的二氧化碳和水汽又能往外排出，就能使包装内部的二氧化碳浓度维持在规定的合适范围，实现气调贮藏保鲜的要求。因此气调包装的关键是要选择具有适宜透气性的塑料薄膜。聚合物材料的结构和组成决定了气体组分在材料中的溶解性能和扩散性能，气体组分在聚合物材料中的渗透系数决定了用这种材料制成的膜所能达到的最大气体分离速度和极限选择性能。因此膜材料的制备是研究气体分离膜的具有决定性的基础工作。聚酰亚胺类材料，由于同时具备良好的透气性和透气选择性，是最有潜力的气体膜材料。

另外，在薄膜中添加多孔矿物可调节氧气、二氧化碳、水蒸汽、乙烯等气体的透过能力。当包装薄膜内水分过剩时，多孔矿物可吸收水蒸汽，并向袋外释放；当包装袋内水分太少时，多孔矿物又可将吸收的水分，向袋内释放，较好地达到贮藏湿度的要求。例如，LDPE 透气性和透湿性较好，可以做果蔬保鲜膜的基材，但由于它的柔软性、弹性、透明度、低温韧性和粘接性等性能还不甚理想，应通过与EVA等材料共混的方法进一步加以改善。有研究表明，添加硅胶、沸石、白炭黑的ＬＤＰＥ／ＥＶＡ复合膜，贮藏菜花、青椒、西红柿、桃，保鲜时间分别延长了３d、９d、７d和３d。

5.可降解果蔬保鲜膜

可降解保鲜膜主要有可生物降解和可光降解两类。前者的研究较多，成效较显著。生物降解塑料指的是在土壤中微生物和酶的作用下能降解的塑料。具体地讲，就是指在一定条件下，能在细菌、霉菌、藻类等自然界的微生物作用下导致生物降解的高分子材料。理想的生物降解塑料在微生物作用下能完全分解为CO2和H2O。聚乳酸是一种脂肪族酯类化合物，属于最容易生物降解的热塑性材料。利用植物中多糖类的纤维素、木质素、淀粉以及动物中的壳聚糖、聚氨基葡萄糖、动物胶和海洋生物的藻类等，可制成有价值的生物降解塑料。美国的Warner1,ambert公司开发了以玉米、山芋等淀粉类农产品为主要原料，同时加入生物降解性添加剂制成了完全生物降解性塑料。

6.微孔薄膜

所谓微孔薄膜就是在薄膜上制作规定大小和规定数量的微孔，微孔孔径一般在0.01～10μm之间，以此来增强薄膜的渗透性能，避免形成厌氧环境。微孔薄膜具有优良的透气性能和透湿防水性能。

目前，在果蔬气调包装保鲜领域中，已有部分商品成功使用了微孔薄膜进行包装。在日本，用微细孔PP薄膜包装韭菜，在

20℃的条件下可以保鲜5d。法国的Renlaut等研究表明，采用微孔薄膜可以有效解决草莓气调包装的问题，穿孔的微孔硅胶薄膜能满足甘蓝的气调包装要求，延长其货架寿命。微孔膜的应用在国内还属于起步阶段，尤其在食品保鲜领域应用极少。据报道，国家农产品保鲜工程技术研究中心新近研制出了冬枣保鲜用的微孔薄膜，有效延长了冬枣的货架寿命。

7.温度补偿薄膜

这种温度补偿膜可允许果蔬在一定温度波动范围下贮藏。LandecCorporation公司（美）开发的“Intelimer”温度补偿薄膜上有一种温度开关点，可使透气率发生显著变化。在预定温度时透气率即可发生变化，使之匹配或超过果蔬的呼吸强度。薄膜上的温度开关用Landec’s专利的长链脂肪乙醇基聚合物支链。当贮藏温度低于预定温度时，此支链为对气体阻隔的晶态，当贮藏温度高于预定温度时，支链逆向转变为非晶态，透气率增加1000倍以上。支链的晶态或非晶态的转变可随着温度变化发生可逆性变化。适于

5℃时呼吸速度会很快变化的果蔬，但还未实现商业使用。

蔬菜水果保鲜包装的新方法

随经济的发展及生活水平的提高，人们的饮食生活已由过去的单一化温饱型过渡到现在的多样化营养型。蔬菜水果的需求量越来越大，而且对其鲜度的要求也越来越高。

蔬菜水果在采摘后并没有死亡，依然保持生命活性。传统的果蔬包装，无论是瓦楞纸箱还是网眼袋、编织袋和保鲜膜等，都不能达到保鲜的作用。目前已经开发出了多种功能型的保鲜膜、新型瓦楞纸箱和功能型保鲜剂等，部分技术和材料已经获得应用。

功能型保鲜膜

传统的薄膜虽然能起到包装的作用，具有一定的保鲜效果，但已明显不能满足现代市场的保鲜需要，因此，大量的新型保鲜膜被研制出来。这些功能型保鲜膜不仅具有以往薄膜防止水分蒸发、简易控制气体的效应，而且进一步提高了蔬菜水果的鲜度。

乙烯吸附薄膜乙烯吸附薄膜是为了除去有害的乙烯气体，在塑料薄膜(尤其是LDPE)中混入气体吸附性多孔物质，如凝灰石和沸石、粘上矿物、石粉等微粉末。其能吸附乙烯或隔断远红外线辐射。吸附乙烯的机理在于多孔无机物表面的孔能捕捉乙烯，而且即使在高水分的情况下，在孔内存在的水分子能与乙烯置换。但气体吸附剂的添加量为3％—5％，因为乙烯气体的吸附能力是有限度的。

防露薄膜蔬菜水果用的保鲜膜，一般为气体透过性高的低密度聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、聚苯乙烯、乙烯一醋酸乙烯共聚物及聚氯乙烯等树脂制成的薄膜。但用这些薄膜包装的蔬菜水果产生的水蒸气在薄膜内表面结露时：不仅使其透明性变差，而且水滴聚集，使微生物增殖快，造成蔬菜水果腐败。能解决这个问题的是防露薄膜。防露薄膜是使用表面活性剂处理上述的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料的内表面，可吸收过剩的水分，能适度维持包装内湿度，以达到保鲜的目的。

抗菌性薄膜抗菌性薄膜是将具有抗菌性的银沸石混入膜內，主要用PE、PP和PS作为基材。这种薄膜能够在一定程度上抑制微生物的增殖，起到保鲜作用。银沸石为具有抗菌性的银与

沸石结晶结构中的钠离子置换或银离子与用铝、硅为原料合成而得的疏松沸石的混合物。

选择性透过薄膜如果包装中完全没有氧气，水果蔬菜的呼吸作用停止，果蔬会腐烂变质；氧气过多，果蔬的呼吸速度加快，也会加速果蔬的枯萎。因此，控制包装中的氧气和二氧化碳透过率是一项十分有效的技术，可以配合气调技术使用。以往的选择性透过薄膜大多采用在普通包装袋上加入硅窗来达到目的，目前较为先进的方式是在合成树脂中加入有机硅材料，直接生产透过性的薄膜制品。

保鲜瓦楞纸箱

瓦楞纸箱是目前主要用于消费与生产之间的商品运输包装容器。一些功能性瓦楞纸箱可用于蔬菜水果的保鲜方面，已引起人们极大的重视。

具有隔热功能的瓦楞纸箱在低温下，不仅蔬菜水果的呼吸作用减弱，而且微生物的活性也大大降低，因此，低温储藏是最有效的手段，是保持食品鲜度的发展方向。

具有隔热功能的瓦楞纸箱有很好的保鲜功能。这种瓦楞纸箱是在传统纸箱内、外包装衬上复合树脂和铝蒸镀膜，或在纸芯中加入发泡树脂。这种瓦楞纸箱具有优良的隔热性，能防止流通途中蔬菜水果自身温度的升高。

具有控制气体功能的瓦楞纸箱调节储藏的气体成分、湿度等条件也会取得一定的保鲜效果，是保鲜技术的一个重要方面。具有控制气体功能的瓦楞纸箱是在纸箱内装衬和外装衬中夹进保鲜膜或在造纸阶段混入能吸附乙烯气体的多孔质粉末。这种瓦楞纸箱具有气体阻隔性，防止蔬菜水果的水分蒸发，取得控制气体含量的效果，从而保持蔬菜水果的鲜度。

保鲜片材、保鲜剂及蓄冷剂

为了增强蔬菜水果的保鲜效果，在使用上述包装材料的同时，可加入具有特定功能的物质，如保鲜片材、保鲜剂及蓄冷剂等。

保鲜片材蔬菜水果的单个包装多用塑料浅盘和薄膜的复合制品，因此置于浅盘本体或上面的功能性片材具有保鲜功能。这些片材多具有调湿、防露、吸收乙烯气体、抗菌等一种或多种功能。其中，调湿吸水是由高吸水性树脂和无纺布、薄纸、吸水聚合物组成的多层结构；吸收乙烯气体多是利用活性炭的多孔性；抗菌性是由于在片材上添加了银沸石等具有抗菌性质的无机物或从植物中提取的抗菌配料。

保鲜刑由于吸收乙烯气体的功能型膜的吸收作用受到用量的限制，所以，以吸附乙烯气体的保鲜剂被广泛使用。将蔬菜水果与保鲜剂一起包装起来能够达到一定的抑制乙烯气体的目的。目前使用的保鲜剂常采用高锰酸钾等氧化剂、活性炭与矿物粉末等气体吸附剂以及钯类催化剂。

蓄冷剂由于蔬菜水果在低温下保存有利于保持其鲜度，因此蓄冷材料的使用就成为保鲜技术中的一个重要的手段。以超高分子量聚丙烯酸钠或其接枝聚合物为主要成分的有弹陸的凝胶状材料，是一种高性能蓄冷材料。冷冻后可以缓慢释放能量，如果将其与隔热箱一起使用，可以取得良好的降温效果。

其他保鲜方法和技术

新型保鲜托盘保鲜托盘是使用热塑陸板材，通过真空成型和冲压成型而制得的。使用托盘除了能够防止新鲜食品被损坏外，还具有一定的隔热性。所谓新型托盘是在热塑性板材中加入功能型薄膜或长纤维无纺布等制成的模压品。这种托盘在原有功能的基础上增加了调节湿度、控制气体含量、防止霉菌繁殖等功能，所以能够保持蔬菜水果新鲜度。

放射性杀菌为了减少病原微生物在储运过程中对蔬菜水果鲜度的影响，可将蔬菜水果在采摘后先进行放射陸杀菌，再包装、运输。目前，美国及南非等国家采取对一定品种的蔬菜水果在一定强度的放射线下进行照射处理。

揭开保鲜膜新标中三类化学材料真实“内幕”

对于日常生活用品中的保鲜膜，相信人们并不陌生，可对于制成保鲜膜的原材料有哪些，各种保鲜膜用途又有哪些，哪种保鲜膜不能耐高温等问题，消费者却知之甚少。从12月1日起正式实施的《食品用塑料自粘保鲜膜》新国家标准中，对保鲜膜的材质等方面进行了明确要求，今后消费者使用这类产品前，可要认真购买了。

姑且不谈食用保鲜膜是否在原材料上有影射，它揭示了在一切使用正常的背后，是被掩盖了的让人触目惊心的真相。而这些东西在我们的现实生活当中又必不可少的或者息息相关的。

据了解，关于保鲜膜的老标准是1989年起施行的《聚乙烯自粘保鲜膜》国家标准，本月1日起正式实施的新标准《食品用塑料自粘保鲜膜》增加了对保鲜膜原料的技术要求，对于使用的树脂要求必须为“食品级”原料。新标准将食品用保鲜膜主要分为聚乙烯（PE）膜、聚氯乙烯（PVC）膜、聚偏二氯乙烯（PVDC）膜等3类，比起老标准的单一种类有所扩大。此外，新标准还规定，保鲜膜应标明净卷重公称值和“食品用”字样；聚氯乙烯（PVC）膜应标有“不能接触带油脂食品”、“不得微波炉加热”、“不得高温使用”等警示性语言等；其他类别的保鲜膜，如可用于微波炉加热，应注明“可微波炉使用”、加热方式及最高耐温温度。

PE材料制成的保鲜膜