阅读说明：本技术 一种冷鲜肉气调托盘包装的抑菌吸水垫及其制备方法和应用 (Bacteriostatic water absorption pad for cold fresh meat modified atmosphere tray packaging and preparation method and application thereof ) 是由 刘骞 于栋 孔保华 冯旸旸 徐敬欣 王浩 *** 于 2019-11-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种冷鲜肉气调托盘包装的抑菌吸水垫及其制备方法,该方法包括以下步骤：将丁香油乙醇溶液加入到聚乙烯醇和柠檬酸的混合溶液中,搅拌均匀后通过静电纺丝技术制备出聚乙烯醇基抑菌纳米纤维垫,之后对聚乙烯醇纳米纤维垫进行加热处理从而得到疏水性的聚乙烯醇基抑菌纳米纤维垫。根据本发明制备的纳米纤维垫具有较高的吸水性和抗菌性,其功能性优于目前现有的冷鲜肉吸水垫,这为食品活性包装提供了新的思路。此外,聚乙烯醇可完全降解,是一种环境友好型包装材料,符合绿色生态的发展趋势。本发明制备的疏水性聚乙烯醇基抑菌食品吸水垫可用在生鲜肉的包装盒中,不仅能提高冷鲜肉的感官特性还可以起到延长货架期的作用。(The invention discloses a bacteriostatic water absorption pad for cold fresh meat modified atmosphere tray packaging and a preparation method thereof, wherein the method comprises the following steps: adding the clove oil ethanol solution into a mixed solution of polyvinyl alcohol and citric acid, uniformly stirring, preparing the polyvinyl alcohol-based antibacterial nanofiber pad by an electrostatic spinning technology, and then heating the polyvinyl alcohol-based antibacterial nanofiber pad to obtain the hydrophobic polyvinyl alcohol-based antibacterial nanofiber pad. The nanofiber mat prepared according to the invention has higher water absorption and antibacterial property, and the functionality of the nanofiber mat is superior to that of the existing cold fresh meat water absorption mat, so that a new idea is provided for active packaging of food. In addition, the polyvinyl alcohol can be completely degraded, is an environment-friendly packaging material, and accords with the development trend of green ecology. The hydrophobic polyvinyl alcohol-based bacteriostatic food water absorbent pad prepared by the invention can be used in a packaging box of fresh meat, can improve the sensory characteristics of the cold fresh meat and can also play a role in prolonging the shelf life.)

一种冷鲜肉气调托盘包装的抑菌吸水垫及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种冷鲜肉气调托盘包装的抑菌吸水垫及其制备方法和应用属于食品包装领域。

背景技术

在过去的几十年中，中国的肉类产量在不断的增长，至2009年中国已成为世界上最大的肉类生产国，年产量达7821万吨，约占世界总产量的28％。从2009年到2015年，我国的肉类产量继续大幅度增长，至2015年，肉类产量达到8625万吨。目前，我国生肉市场上的肉主要以冷冻肉、热鲜肉和冷鲜肉3种形式。随着社会经济发展，人民生活水平提高，肉品产业的发展趋势将是品质佳、卫生条件好的低温冷鲜肉。然而冷鲜肉贮藏期较短，限制了其远距离运输。微生物是影响冷鲜肉货架期的主要原因，控制微生物数量是延长冷鲜肉货架期的首要条件。目前常用的保鲜技术通常为物理保鲜技术(超高压保鲜技术、冰温保鲜技术、气调保鲜技术、辐照保鲜技术)和化学保鲜技术(化学保鲜剂保鲜、天然保鲜剂保鲜)，这两种保鲜方式均有各自的优势和劣势。其中，气调保鲜技术在冷鲜肉贮藏应用方面得到了广泛的认可，但气调包装仍不能达到最佳的保鲜作用，例如不能解决冷鲜肉在贮藏和销售过程中血水外渗的问题。本发明利用聚乙烯醇开发的一种具有抑菌功效的食品吸水垫可以弥补气调保鲜技术的缺点，具有非常重要的现实意义。

聚乙烯醇是一种多功能聚合物，具有耐化学腐蚀，物理性能和气体阻隔性能优异，安全无毒易降解等优点，使其在工业中得到了广泛应用。利用静电纺丝技术制备的聚乙烯醇纳米纤维垫具有高孔隙率高比表面积的优点，能够快速吸收水分以及长效释放抗菌物质。但是聚乙烯醇纳米纤维垫在水中易溶解，限制了其在食品包装上的应用。向聚乙烯醇溶液中加入柠檬酸，然后对纳米纤维垫进行加热处理促使二者发生酯化反应可以提高聚乙烯醇纳米纤维垫的疏水性。聚乙烯醇纳米纤维垫本身并不具有抑菌性，通常向聚乙烯醇溶液中加入抗菌物质如植物精油等来达到抑菌的目的。丁香油是一种天然的植物芳香油，具有显著的抗菌及抗氧化性能，但是由于丁香油在空气中易挥发，在水中不易溶解，大大降低了精油的利用率。故使用静电纺丝纤维包埋丁香油，以提高丁香油的稳定性和利用率。

因此，向聚乙烯醇溶液中添加柠檬酸和丁香油，一方面可以改善聚乙烯醇纳米纤维垫的疏水性，另一方面还可以赋予聚乙烯醇纳米纤维垫抑菌的功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷鲜肉气调托盘包装的抑菌吸水垫及其制备方法和应用。本发明的制备方法包括以下步骤：(1)丁香油溶液的制备：准确称取丁香油使其完全溶于1～5mL无水乙醇中，备用。

(2)聚乙烯醇溶液的制备：分别将柠檬酸和聚乙烯醇加入到双蒸水中且70～95℃水浴加热1h，然后磁力搅拌直至聚乙烯醇完全溶解，制得的聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量分数百分比为5％～12％，柠檬酸的质量分数百分比为0.2％～1.0％。

(3)静电纺丝溶液的制备：将步骤(1)制备的丁香油溶液逐滴添加到步骤(2)中的聚乙烯醇溶液中，磁力搅拌7～12h，制得静电纺丝溶液。

(4)将步骤(3)的纺丝溶液加入到10mL注射器中，其中，纺丝液的用量为10mL，静电纺丝过程的参数设置为：电压10～25KV；推进速度0.2～1mL/h；接收距离10～30cm。

(5)将步骤(4)得到的聚乙烯醇纳米纤维垫置于烤箱中，条件为：120～180℃加热2～10min，得到疏水性聚乙烯醇基抑菌食品吸水垫。

本发明优点：一、本发明制备的冷鲜肉气调托盘包装的抑菌吸水垫选用的原料聚乙烯醇是生物可降解材料，具有无毒、生物相容性高、安全性高等优点。二、本发明使用柠檬酸作为交联剂并通过加热处理改善聚乙烯醇纳米纤维垫的疏水性，属于一种绿色食品可接受的交联方式。三、本发明使用的丁香油是一种天然植物精油，从丁香树的花蕾、枝叶等部位提取获得，安全性及消费者认可度高。四、本发明制备的疏水性聚乙烯醇基抑菌食品吸水垫属于纳米材料，具有高孔隙率高比表面积的优势，且生产成本低。它不仅具有高吸水能力还能发挥抑菌的作用，其功能性优于目前市面上的吸水垫。

本发明制备的冷鲜肉气调托盘包装的抑菌吸水垫作为冷鲜肉吸水垫使用。

附图说明

图1冷鲜肉贮藏过程中pH的变化图

图2冷鲜肉贮藏过程中TVB-N的变化

图3冷鲜肉贮藏过程中菌落总数的变化

具体实施方式

(1)丁香油溶液的制备：分别将0g、0.08g、0.16g、0.24g、0.32g、0.40g丁香油加到2mL无水乙醇中，搅拌至完全溶解，备用。

(2)聚乙烯醇溶液的制备：分别将柠檬酸和聚乙烯醇加入到双蒸水中且90℃水浴加热1h，然后磁力搅拌直至聚乙烯醇完全溶解，制得的聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量分数百分比为7.5％，柠檬酸的质量分数百分比为0.6％。

(3)静电纺丝溶液的制备：将步骤(1)制备的丁香油溶液逐滴加入到步骤(2)中的聚乙烯醇溶液中其中聚乙烯醇的质量分数百分比为7.5％，柠檬酸的质量分数百分比为0.6％，磁力搅拌12h，制得静电纺丝溶液。

(4)将步骤(3)的纺丝溶液加入到10mL注射器中，其中，纺丝液的用量为10mL，静电纺丝过程的参数设置为：电压15KV；推进速度0.5mL/h；接收距离20cm。

(5)将步骤(4)得到的聚乙烯醇纳米纤维垫置于烤箱中，条件为：180℃加热8min。得到疏水性聚乙烯醇基抑菌食品吸水垫。

从图1可知，在贮藏期间各处理组的pH值呈逐渐上升的趋势。这是因为在微生物或酶的作用下，冷鲜肉的蛋白质等营养物质被分解，产生碱性物质，因此冷鲜肉的pH逐渐上升。从图中可以看出，三个处理组的pH均低于空白组，这说明气调包装和纺丝垫均能有效地抑制腐败菌的生长繁殖，降低鲜肉腐败过程中有机碱类含量的增加。其中，气调包装和纺丝垫配合使用的保鲜效果优于单独使用。

由图2可知，空白组TVB-N随着贮藏时间的延长呈直线上升，而其他处理组的TVB-N增长缓慢。当贮藏第8天时，空白组肉样中TVB-N含量达到18.7mg/100g，大于15mg/100g，已经超标。当贮藏第10天时，气调包装组、纺丝垫组以及气调包装/纺丝垫组TVB-N的值分别为17.9mg/100g、15.8mg/100g和14.9mg/100g。说明气调包装/纺丝垫组保鲜效果最好。

由图3所知，各处理组肉样的菌落总数随着贮藏时间延长而显著性增加。空白组在贮藏第4天时细菌总数达到4.00logCFU/g，超出新鲜肉细菌总数的标准，成为次鲜肉。流延衬垫、夹膜衬垫和纺丝衬垫组处理的肉样在贮藏第4天时，菌落总数分别达到3.4logCFU/g、3.1logCFU/g和2.9logCFU/g，符合新鲜肉标准。对比空白组可以得出，气调包装、纺丝吸水垫、以及气调包装/纺丝垫组处理的肉样，细菌增长比空白组慢，表明了这三种保鲜方式均具有抑菌作用，可以延长冷鲜肉的保鲜期。四组处理组的菌落总数排序为：气调包装/纺丝垫组<纺丝垫组<气调包装<空白组。抑菌吸水衬垫与气调包装配合使用应用在肉类保鲜可以有效的减缓肉类细菌的增长。