一种缓释型淀粉基果蔬保鲜垫及其制备方法

本发明属于果蔬保鲜领域，更具体地，涉及一种缓释型淀粉基果蔬保鲜垫及其制备方法。背景技术：1、目前市面上常用的冷链运输主要功效在于低温抑制微生物的生长，以保证果蔬短时保鲜。但果蔬运输过程中仍在进行生命活动，此过程中会产生水分，水为微生物的滋生提供生长环境。开发可同步吸收环境水分的果蔬保鲜垫将为解决上述问题提供有效途径。2、二氧化氯等气体具有强氧化性，对果蔬具有优良的保鲜作用。但随着二氧化氯浓度的升高，易对果蔬表面造成漂白伤害。已有研究表明低剂量二氧化硫可起到果蔬护色效果，降低二氧化氯造成的漂白伤害。3、目前市面上的保鲜垫大都由塑料薄膜、无纺布、纸塑复合材料、高吸湿树脂等材料组成，缓冲效果较差，在实际应用时还需加入其他缓冲材料，增加了产品成本及人工费用。4、中国专利cn201920048946.3公开了一种以二氧化硫气体作为主要保鲜剂的一种保鲜垫。该法中选用纸、淋膜纸、薄膜、无纺布、透气纸、透气膜作为基材，厚度约为6～300微米。但其释放二氧化硫气体的效果无法调控，且无法实现短时速放与长效缓释的效果；同时因为基材薄弱缺乏缓冲功能，无法避免运输过程中的机械损伤。5、中国专利cn201320824786.x公开了一种葡萄保鲜纸，其通过采用抗菌保鲜剂和防腐剂进行保鲜，并采用网格状结构使防腐剂分布均匀，能缓慢释放防腐剂气体(焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或二氧化氯中的一种)的保鲜垫。该设计同样仅涉及一种防腐剂气体的释放，且还需使用其它抗菌保鲜剂(天然维生素e、茶多酚类、苯甲酸中的一种)，结构复杂。6、中国专利cn 1620875 a公开了一种双组份葡萄保鲜剂，其利用氯酸盐和亚硫酸盐按比例混匀压片。该方法通过调整氯酸盐和亚硫酸盐的比例达到更好杀菌抑菌杀死孢子的效果。但是没有深入研究多孔物质硅藻土、活性炭等在实际作用时的气体缓控长释作用，且保鲜剂材质在运输过程中无法起到缓冲作用。7、中国专利cn 104621241 a公开了一种葡萄保鲜纸及生产方法。用软化温度低的热熔胶融化硫酸盐保鲜剂，避免水作为溶剂分解保鲜剂的缺点。该方法只用到一种保鲜剂保鲜作用有限，且二氧化硫单独作用杀菌需要较大剂量易残留过量起漂白作用。技术实现思路1、本发明要解决的技术问题是克服上述现有果蔬保鲜垫的缺陷和不足，采用疏松多孔缓冲性能良好的淀粉基发泡板作为基材，以合适的复配工艺制备得到一种可渐进调控保鲜垫体系中水分活度，实现效缓控释二氧化硫和二氧化氯气体的缓释型淀粉基果蔬保鲜垫。制备可调控水分活度变化的载体材料是开发功能调控型保鲜垫的核心关键。2、基于淀粉多孔结构及吸水特性，开发具有缓慢持续吸收环境水分(包括果蔬呼吸等产生的水分)特性的淀粉基保鲜垫，控制保鲜垫内的固体粉末发生化学反应速率，进而通过调节参与反应的水分活度实现保鲜气体长效缓慢释放，实现保鲜气体长时间维持在低水平作用浓度。该特点具有延长保鲜时限，及降低高水平保鲜气体引起的化学物质残留风险。3、本发明中淀粉板遇水粘稠，极少的水量就能做到两板相粘且不影响保鲜效果，制作简单，成本低廉，可起到缓冲保护效果，同时可吸收环境及果蔬体系中多余的水分，实现保鲜气体的短时速放与长效缓释，进而起到良好的果蔬贮存和运输过程中良好的保鲜效果。在二氧化硫和二氧化氯等气体产生的化学反应中，水分子及其必要的活度(含量)是反应发生的必要条件。渐进调控保鲜垫体系中水分活度，可实现气体释放速度和反应程度的调控。因此合理控制二氧化氯和二氧化硫的释放量和累积浓度，有利于保持果蔬外表鲜艳，提高保鲜效果。4、基于其特殊的湿敏性该缓释型淀粉基果蔬保鲜垫在不同湿度下依然可以控制保鲜垫内的固体粉末发生化学反应速率，使得保鲜气体长时间维持在低水平作用浓度，以确保二氧化氯的保鲜效果和二氧化硫护色效果达到最优，此外本保鲜垫兼具优良的吸湿性能和良好的缓冲性能，运输过程中皮薄汁多类水果起到良好的防护作用，可降解性好，且其原料来源广泛、加工工艺简单易行、能耗低、效率高，可广泛用于果蔬等食品包装领域。5、本发明的目的是提供一种湿度环境自调节缓释型气调淀粉基果蔬保鲜垫。6、本发明另一个目的是提供所述缓释型淀粉基果蔬保鲜垫的制备方法。7、本发明的目的通过下述技术方案来实现：8、一种缓释型淀粉基果蔬保鲜垫，包括底层淀粉基发泡板、表层淀粉基发泡板、中间层淀粉基发泡板及处于底层淀粉基发泡板与中间层淀粉基发泡板之间的二氧化硫气体缓释层、处于中间层淀粉基发泡板与表层淀粉基发泡板之间的二氧化氯气体缓释层；9、其中所述二氧化硫气体缓释层内包括亚硫酸盐，所述二氧化氯气体缓释层包括亚氯酸盐、有机酸和惰性粉末。10、优选地，三层淀粉基发泡板的厚度为4-8mm；所述的二氧化硫气体缓释层与二氧化氯气体缓释层厚度均为1-2mm。11、优选地，所述的亚氯酸盐用量为0.01-0.20g/100g果蔬，所述的有机酸用量为0.01-0.20g/100g果蔬，所述的亚硫酸盐用量为0.01-0.15g/100g果蔬。12、更优选地，所述的亚氯酸盐用量为0.01-0.15g/100g果蔬，所述的有机酸用量为0.01-0.15g/100g果蔬；所述的亚硫酸盐用量为0.01-0.03g/100g果蔬。13、优选地，所述惰性粉末用量为0.005-0.1g/100g果蔬。14、优选地，所述亚氯酸盐为亚氯酸钠、氯酸钾、氯化钠中的至少一种。15、优选地，所述的亚硫酸盐包括焦亚硫酸钾、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和低亚硫酸钠中的至少一种。16、优选地，所述的有机酸包括柠檬酸，草酸，酒石酸和山梨酸中的至少一种。17、优选地，所述的惰性粉末包括活性炭，碳酸钙和硅石中的至少一种。18、所述的淀粉基发泡板通过以下步骤制备：19、(1)称量物料：20、21、(2)将步骤(1)称量得到的淀粉、聚乙烯醇、成核剂、纤维放入高速混合机内，在常温下以速率100-200r/min先预混5-10min；22、(3)在步骤(2)得到的物料中加入步骤(1)称量得到的增塑剂、发泡剂、干燥剂和水，在55-65℃下以速率100-200r/min共混20-25min，得到预处理料；23、(4)对步骤(3)得到的预处理料进行挤出造粒；24、(5)对步骤(4)得到的料粒进行干燥使水分含量降至13％-15％，得到发泡前驱体；25、(6)将步骤(5)得到的发泡前驱体经过波浪线型模头进行发泡、冲裁、切割，定型后得到淀粉基发泡板。26、本发明还提供了一种缓释型淀粉基果蔬保鲜垫的制备方法，包括以下步骤：27、(1)称量亚硫酸盐、亚氯酸盐、有机酸和惰性粉末活性炭；28、(2)将步骤(1)称量的亚氯酸盐、有机酸和惰性粉末均匀混合，均匀铺于底层淀粉基发泡板，然后将表层淀粉基发泡板与中间层淀粉基发泡板的周边进行热压成型制得二层板；29、(3)将步骤(1)称量的亚硫酸盐均匀铺于步骤(2)制备的二层板中间，然后将底层淀粉基发泡板与二层板的周边进行热压成型制得缓释型淀粉基果蔬保鲜垫。30、优选地，所述的保鲜垫在进行热压成型操作时只对三层淀粉基发泡板相接触的边沿进行热压；热压之前对边沿进行喷水处理。31、优选地，将步骤(3)制得的缓释型淀粉基果蔬保鲜垫置于密闭容器中储存。32、本法制备的淀粉基发泡板微观结构中的开孔结构会随着外界湿度的变化而改变。具体表现为随着湿度从60％到93％，淀粉基发泡板粒径均值从0.69mm下降到0.32mm。该特征有利于充分吸收果蔬呼吸产生的水分，实现湿度环境自调节。淀粉基保鲜板的作用机理是缓慢吸收环境中的水分参与保鲜气体的生成反应。随着湿度增加，板的孔径减小，吸收水分速率降低，抑制保鲜气体的释放量。该特征有利于淀粉基发泡板控制二氧化氯气体的释放速度，最终保证果蔬储藏在相对平稳合适的湿度中，保鲜气体维持在作用浓度，提高保鲜剂利用率。33、与现有技术相比，本发明具有以下优点：34、1、本发明提出一种缓释型淀粉基果蔬保鲜垫及其制备方法，该果蔬保鲜垫首次将淀粉基发泡板和二氧化硫气体缓释层以及二氧化氯气体缓释层结合，以合适的复配工艺制备得到，可对二氧化氯和二氧化硫保鲜气体进行短时速放与长效缓释提供必要条件，保持封闭空间下低剂量保鲜气体长时间起效，具有优良的抑菌、护色性能和良好的缓冲、可降解性能，在常温下也能显著延长果蔬的保鲜期。35、2、本发明运用固态亚氯酸钠的缓释机理及数学模型，解决其在缓释初期暴释现象和释放过程中二氧化氯产生速率不稳定等难题，得到一种能高效稳定、安全便捷、短时速放二氧化硫与长效缓释二氧化氯的保鲜垫产品。结合低剂量的二氧化硫达到护色效果，从而解决二氧化氯过量漂白果蔬和二氧化硫残留过量等问题。36、3、该缓释型淀粉基果蔬保鲜垫采用造价低廉、操作简单、能耗低、制备效率高的热压成型技术制备，原料来源广泛，加工工艺简单易行、成本低。37、4、本发明通过sem电镜实验，深入探究不同湿度下板的孔直径对气体缓释的影响。利用淀粉板独有的湿敏特性和高吸水性，逐步吸收环境中的水分(如果蔬呼吸作用等产生)。通过调控吸水速率，调控保鲜气体的释放速率，实现湿度环境自调节保持果蔬在整个贮藏及运输过程中在最佳湿度状态下，最大程度上提高保鲜药剂利用率。