阅读说明：本技术 一种具有保鲜功能的包装用纸及其制备方法 (Packaging paper with fresh-keeping function and preparation method thereof ) 是由 何涛 谢晓清 管仁贵 韩艳阳 刘珊珊 于 2019-11-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种具有保鲜功能的包装用纸及其制备方法。该制备方法步骤包括：(1)将滤纸在无机溶胶里浸渍2秒～24小时,取出,常温下自然晾干；(2)重复所述步骤(1)的浸渍2～15次；再浸在高锰酸钾溶液里1～5min,取出,烘干,得到包装用纸。本发明选用滤纸作为基材,由于滤纸的主要成分是纤维,表面有较多的孔结构,增加了活性组分的负载量；利用无机溶胶-凝胶方法制备的溶胶对滤纸纤维进行表面包覆处理,使滤纸纤维的表面完全被溶胶致密包裹,阻止滤纸纤维被高锰酸钾氧化；再将经溶胶处理的滤纸负载活性组分高锰酸钾。本发明保留了滤纸的二维片层结构,将果蔬完全包裹起来,提高乙烯脱除效率。(The invention relates to packaging paper with a fresh-keeping function and a preparation method thereof. The preparation method comprises the following steps: (1) dipping the filter paper in the inorganic sol for 2 seconds to 24 hours, taking out, and naturally drying at normal temperature; (2) repeating the dipping of the step (1) for 2-15 times; and then soaking in a potassium permanganate solution for 1-5 min, taking out, and drying to obtain packaging paper. According to the invention, the filter paper is selected as the base material, and as the main component of the filter paper is the fiber, the surface of the filter paper has more pore structures, the loading capacity of the active component is increased; carrying out surface coating treatment on the filter paper fiber by using the sol prepared by an inorganic sol-gel method, so that the surface of the filter paper fiber is completely and compactly wrapped by the sol, and the filter paper fiber is prevented from being oxidized by potassium permanganate; then the filter paper treated by the sol is loaded with an active component potassium permanganate. The invention keeps the two-dimensional lamellar structure of the filter paper, completely wraps the fruits and vegetables and improves the ethylene removal efficiency.)

一种具有保鲜功能的包装用纸及其制备方法

技术领域

本发明涉及水果物流领域，具体涉及一种具有保鲜功能的包装用纸及其制备方法。

背景技术

果蔬是仅次于粮食作物的第二大类农产品，是人们生活中的重要食品，乙烯是果蔬催熟激素，乙烯浓度为0.1μL/L时，就能诱导果蔬成熟。及时、有效的去除果蔬在储存和运输过程中释放出的乙烯能延长果蔬的保鲜期。由于高锰酸钾具有强氧化性，会将乙烯脱除更加彻底。但是高锰酸钾型乙烯脱除剂的制备通常是将高锰酸钾负载在活性炭、分子筛等比表面积较大的惰性材料上，由于载体大多为颗粒或粉末状，容易沾染在果蔬上，将其装入袋中则会影响气体的扩散速率，降低乙烯脱除效率。

现有技术中，高锰酸钾型乙烯吸收剂主要有三种制备方法，第一种将活性组分高锰酸钾负载在纸上，将活性组分高锰酸钾和纸浆混合制备，高锰酸钾会与纸浆纤维素发生氧化还原反应使高锰酸钾失效，高锰酸钾强的氧化性在与还原性的纸浆混合时，可能会发生剧烈的氧化还原反应，存在安全问题。

高锰酸钾负载型的第二种制备方法是将活性组分高锰酸钾负载在比表面积较大的载体上，通常选用的载体有活性炭、硅藻土、沸石等，如将高锰酸钾负载在硅藻土、蛭石上，再将粒状或粉末状的乙烯吸收剂装入袋中，虽然载体不会与高锰酸钾发生反应，但是制备的都是颗粒状或者粉末状的，容易沾染在果蔬上污染果蔬，将吸附剂装入无纺布袋中，由于与乙烯接触面积不充分，降低吸附率。

高锰酸钾负载型乙烯吸收积极的第三种制备方法是将活性组分与其他材料制成薄膜，高锰酸钾具有强的氧化性，会与有机物质发生反应。进一步的，有采用铝酸镁凝胶作为负载高锰酸钾的载体，铝酸镁载体吸附能力强，对高锰酸钾氧化乙烯有较强的的催化作用，吸附乙烯效果优于沸石、活性炭等。但是此制备的催化剂仍然是颗粒状的，未能达到最高的乙烯吸附率。

发明内容

基于上述现有技术的不足，本发明提供一种具有保鲜功能的包装用纸的制备方法。该方法得到的包装用纸乙烯脱除效率高。

一种具有保鲜功能的包装用纸的制备方法，步骤包括：

(1)将滤纸在无机溶胶里浸渍2秒～24小时，取出，常温下自然晾干；

(2)重复所述步骤(1)的浸渍2～15次；再浸在高锰酸钾溶液里1～5min，取出，烘干，得到包装用纸。

进一步，所述无机溶胶为铝溶胶或硅溶胶。

进一步，所述铝溶胶浓度为0.1～5.0mol/L。

进一步，所述硅溶胶浓度为0.1～2.5mol/L。

进一步，所述铝溶胶通过如下方法制备得到：将AlCl₃·6H₂O、H₂O和Al粉以摩尔比为1:(30-100):(4.5-6)混合，90℃水浴冷凝回流7～9h，直至Al粉完全溶解，继续回流20min，制得铝溶胶。

进一步，所述硅溶胶通过如下方法制备得到：室温下，在连续搅拌的条件下，向浓度为0.1-2.5mol/L的Na₂SiO₃溶液中逐滴加入体积分数为10％的H₃PO₄，直至pH为10时停止，继续搅拌反应20min，制备硅溶胶。

一种具有保鲜功能的包装用纸，如上述的制备方法制备得到。

有益效果：本发明选用滤纸作为基材，由于滤纸的主要成分是纤维，表面有较多的孔结构，增加了活性组分的负载量；利用无机溶胶-凝胶方法制备的溶胶对滤纸纤维进行表面包覆处理，使滤纸纤维的表面完全被溶胶致密包裹，阻止滤纸纤维被高锰酸钾氧化；再将经溶胶处理的滤纸负载活性组分高锰酸钾。本发明制备的包装用纸保留了滤纸的二维片层结构，将果蔬完全包裹起来，提高乙烯脱除效率，具有成本低、制备简单等优点，在果蔬保鲜领域有较好的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例1的包装用纸SEM图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、优点更加明显易懂，下面将对本发明实施的具体方法进行清楚、完整的描述。

实施例1：

一种具有保鲜功能的包装用纸，其制备方法如下：

在三口烧瓶中将AlCl₃·6H₂O、H₂O和Al粉以摩尔比为1:60:5混合，90℃水浴冷凝回流7～9h，直至Al粉完全溶解，继续回流20min，制得浓度为5.0mol/L的铝溶胶；

将滤纸在铝溶胶里浸渍30s，取出，常温下自然晾干；将滤纸在铝溶胶里如前述步骤反复浸渍10～15次，在进行下一次铝溶胶浸渍之前，用去离子水冲洗，除去滤纸表面的晶体颗粒，自然晾干，滤纸表面就会被铝溶胶包裹；

将用铝溶胶处理的滤纸浸在高锰酸钾溶液(高锰酸钾浓度0.1～10wt％)里1～5min，取出，80℃烘干，即得二维片层的高锰酸钾负载型乙烯脱除包装用纸。

滤纸具有一定的韧性和强度，能将果蔬完全包裹起来或覆盖于果蔬表面，增大与乙烯的接触面积，从而提高乙烯脱除效率。

铝溶胶粒子和纤维素纤维之间具有强的结合力，当滤纸浸泡在铝溶胶中时，铝溶胶粒子优先沉积在纤维素纤维表面，从而形成了和纤维素纤维紧密结合的致密的无机壳层，有效的隔绝了高锰酸钾和纤维素纤维的直接接触，具体如图1所示。

实施例2：

一种具有保鲜功能的包装用纸，其制备方法如下：

室温下，在连续搅拌的条件下，分别向浓度为1.5mol/L的Na₂SiO₃溶液中逐滴加入体积分数为10％的H₃PO₄，直至pH为10时停止，继续搅拌反应20min，制备浓度为1.5mol/L稳定的硅溶胶；

将滤纸在硅溶胶里浸渍30s，取出，常温下自然晾干，将滤纸在铝溶胶里如前述步骤反复浸渍10～15次，在进行下一次铝溶胶浸渍之前，用去离子水冲洗，除去滤纸表面的晶体颗粒，自然晾干，滤纸表面就会被硅溶胶包裹；

将用硅溶胶处理的滤纸浸在高锰酸钾溶液里1～5min，取出，烘干，即得二维片层的高锰酸钾负载型乙烯脱除包装用纸。

将滤纸在铝溶胶或硅溶胶里浸渍10～15次，改性滤纸的溶胶为铝或硅溶胶，铝或硅溶胶改性滤纸表面，滤纸表面完全被惰性材料铝溶胶或硅溶胶包裹，形成一层致密的壳层，在滤纸表面形成一层致密的凝胶，不仅增加了载体比表面积，提高活性物质的负载量，而且还有效阻止了高锰酸钾与滤纸纤维的氧化还原反应，避免了高锰酸钾的失效。将用铝溶胶或硅溶胶改性的滤纸浸渍在高锰酸钾溶液里1～5min，使其负载上一定量的高锰酸钾，制成具有保鲜功能的包装用纸。本发明既保持了滤纸的韧性，又有效的在其表面负载上了活性组分，能将果蔬完全包裹起来或覆盖其表面。本发明在使用过程中只需将制备的二维片层结构的乙烯脱除包装用纸将果蔬包裹起来或覆盖其表面即可。

应用例：乙烯脱除效率测试

测试环境：温度20℃～30℃，湿度60％～70％。

检测方法：用实施例1、2制备得到的二维片层乙烯脱除包装用纸，分别置于自制的第一组、第二组密封盒中，同时将市售滤纸直接负载高锰酸钾、市售氧化铝小球直接负载高锰酸钾分别置于第三组、第四组密封盒里，作为空白对照。向各密封盒里通入相同浓度的乙烯，每隔15min测乙烯浓度。

KMnO₄负载量的测定

KMnO₄溶液标准曲线：将浓度为0.0001、0.0004、0.0008、0.0015、0.002、0.0025mol/L的KMnO₄溶液测其546nm波长吸光度，以吸光度作横坐标，KMnO₄浓度作纵坐标。

KMnO₄有效负载量：将用硅或铝溶胶改性的滤纸浸于15mL去离子水，根据KMnO₄溶液吸光度标准曲线方程(y＝0.00116x-3.36×10^-5，R²＝0.9992)计算KMnO₄有效负载量，即单位面积KMnO₄负载量。

式中：m表示每平方厘米片状样品中高锰酸钾负载量，mg/cm²；A表示高锰酸钾溶液吸光度；V表示溶液体积，mL；S表示样品面积，cm²。

乙烯测定

气相色谱进样条件：进样口温度150℃，色谱柱填料Porapak N，柱温120℃，FID检测器温度200℃，进样体积为200μL。实验数据平行测定三次取平均值。

乙烯标准曲线：通过D08-1F型流量显示仪控制通入的乙烯浓度，用乙烯的浓度作横坐标，峰面积为纵坐标，测量三次取平均值，得乙烯标准曲线(y＝1245.7x-4701.4,R²＝0.9995)。根据乙烯标准曲线方程，通过测定乙烯峰面积可知乙烯浓度。

乙烯吸附测试：将样品置入体积为1L自制密封装置中(图1)，乙烯脱除剂的有效KMnO₄负载量为20mg，通过D08-1F型数显质量流量控制器调整通的乙烯的量，使其初始浓度为360μL/L，经过5min搅拌后，装置中乙烯浓度达到平衡，以后每隔15min取样，通过气相色谱仪测定体系中的乙烯浓度。

乙烯吸附效率

式中：H表示乙烯吸附效率，％；C₀为乙烯起始浓度，μL/L；C_t为t时乙烯浓度，μL/L。

乙烯浓度测试结果详见下表1。

表1乙烯浓度测试表

从上表1中可以看出，经本发明铝溶胶改性后的滤纸，脱除效果达到87.0％；硅溶胶改性后的滤纸，乙烯脱除率为11.6％；滤纸直接负载高锰酸钾的乙烯脱除率为1.99％；市场上售卖的粒状氧化铝小球的脱除效率为23.7％。综上，铝溶胶改性后的滤纸能显著提高乙烯脱除效率。

本发明不但可以增大吸附表面积，在添加隔离层(无纺布)的情况下，还可以将果蔬包裹起来或覆盖于果蔬表面，增大与乙烯接触面积，从而显著提高乙烯脱除效率，且所用原料均无毒、无味。

本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在本发明的权利要求书的范围内。