一、氣調(diào)保鮮膜
氣調(diào)保鮮就是利用控制氣體比例的方式來(lái)達(dá)到儲(chǔ)藏保鮮的目的,其基本原理為:在一定的封閉體系內(nèi),通過(guò)各種調(diào)節(jié)方式得到不同于正常大氣組分的調(diào)節(jié)氣體,抑制導(dǎo)致食品腐敗的生理生化過(guò)程及微生物的活動(dòng)。
除了降低運(yùn)輸損耗、延長(zhǎng)貨架期,氣調(diào)保鮮還可以保持果蔬優(yōu)良風(fēng)味和芳香氣味;抑制水分蒸發(fā),保持果蔬新鮮度;抑制病原菌的滋生繁殖,控制某些生理病害的發(fā)生,降低果實(shí)腐爛率;延緩后熟和衰老過(guò)程,長(zhǎng)期保持果實(shí)硬度。
二、果蔬損耗統(tǒng)計(jì)
根據(jù)中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒統(tǒng)計(jì),2020年我國(guó)蔬菜產(chǎn)量7.49億噸, 占全球總量的50%以上,我國(guó)水果產(chǎn)量2.86億噸,占全球總量的30%以上。大規(guī)模實(shí)地研究表明:蔬菜損耗率占比27.7%,水果損耗率占比13.2%。因此,有研究表明,完善保鮮技術(shù)是開(kāi)拓果蔬產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)的突破口。
三、市場(chǎng)痛點(diǎn)與需求
特別強(qiáng)調(diào)食用菌以及有機(jī)蔬菜的保鮮包裝,果蔬呼吸蒸騰產(chǎn)生的水霧不僅模糊產(chǎn)品視線而且極大降低貨架期。果蔬腐爛原因:果蔬呼吸會(huì)產(chǎn)生大量水蒸氣和二氧化碳,不及時(shí)排出會(huì)給果蔬帶來(lái)諸多負(fù)面影響。
四、市場(chǎng)定位(代替OPP材質(zhì))
聚乳酸是一種聚酯材料,本身就具有良好的透氣性,我們?cè)诰廴樗醿?yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提高其對(duì)二氧化碳的透過(guò)率,將其制備成一種兼具透氣性和氣調(diào)性的薄膜材料。
針對(duì)市面上OPP果蔬包裝遇到的問(wèn)題,PLA具有與OPP包裝相近的透明度,同時(shí)其水蒸氣透過(guò)率是OPP的數(shù)十倍,可以有效避免果蔬包裝過(guò)程中水蒸氣的積累,具有防止視物模糊、延緩果蔬腐敗的優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過(guò)研究認(rèn)為PLA是取代OPP在果蔬包裝方面的優(yōu)選材料。
五、產(chǎn)品性能分析(對(duì)標(biāo)OPP果蔬包裝)
(一)檢測(cè)結(jié)果:
經(jīng)檢測(cè)產(chǎn)品橫向拉伸強(qiáng)度25-30MPa;縱向拉伸強(qiáng)度33-40MPa;橫向斷裂伸長(zhǎng)率能達(dá)到100%~280%;橫向斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到100%~250%;氧氣透過(guò)系數(shù)1.77E-14cm2(Pa.s);透濕量200—500g(m2.day);橫/縱向直角撕裂強(qiáng)度 240-227KN/m;透光率≥92%;霧度≤5;生物降解率90.1;貨架期能達(dá)到360天;二氧化碳透過(guò)系數(shù)9.57E-14cm2(Pa.s);
(二)保鮮機(jī)理與實(shí)測(cè):
PLA氣調(diào)包裝保鮮的機(jī)理:通過(guò)包裝提供的有限空間改變包裝產(chǎn)品周?chē)臍怏w濃度,以達(dá)到合適的氣體水平,即低濃度的氧氣,中等水平的二氧化碳。此時(shí),果蔬的呼吸作用被抑制,降低成熟和衰老速度、乙烯的產(chǎn)生量以及微生物的活性,從而可在更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持果蔬的新鮮,延長(zhǎng)保質(zhì)期。果蔬的自發(fā)水分流失會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣,因此包裝膜的水蒸氣透過(guò)率對(duì)于減少水分流失和維持新鮮度也影響較大。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)混合料中PBAT的質(zhì)量比變化時(shí),共混物所制備的薄膜力學(xué)性能和氣體透過(guò)性都會(huì)隨之改變。在包裝袋內(nèi)保持適度的低氧、高二氧化碳狀態(tài),可以有效抑制蔬菜的呼吸作用,從而延長(zhǎng)其保鮮期。具體來(lái)說(shuō),低氧環(huán)境可以減少蔬菜的需氧呼吸,而高二氧化碳環(huán)境則可以抑制厭氧呼吸,減少乙烯的生成和營(yíng)養(yǎng)消耗?。這種環(huán)境條件下,蔬菜通過(guò)厭氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳,同時(shí)維持一定的濕度,進(jìn)一步減少果蔬蒸騰和呼吸作用,最終達(dá)到保鮮的目的?。此方式適用于市面上大多數(shù)的果蔬保鮮,特別針對(duì)呼吸速率高,易腐敗的果蔬有明顯的保鮮效果。
(三)產(chǎn)品實(shí)測(cè)
蔬菜種類(lèi)繁多,每一種類(lèi)有各自的生物學(xué)特性,其需要的氣調(diào)保鮮參數(shù)也各不相同。
金針菇:常溫下,0.03 mm 聚乳酸保鮮膜可有效地抑制金針菇的呼吸,貯藏 14 d 仍具有較高的商品價(jià)值。0~3 ℃下,80% O2+20% N2復(fù)合氣體結(jié)合 0.5~1 mm ,可有效地降低金針菇的 PPO 活性和水分損失,維持還原糖含量和感官品質(zhì),可貯藏 35 d。
胡蘿卜:易萌發(fā)抽苔、糠心、組織變軟。適宜的貯藏溫度是 0~3 ℃,RH為95%。
0 ℃下,塑料箱配合厚度0.04 mm 聚乳酸保鮮膜可有效降低胡蘿卜的失重率和糠心指數(shù),減緩可溶性蛋白質(zhì)的降低,貯藏期可達(dá)84 d。經(jīng)去皮和切段的胡蘿卜更易變質(zhì),4 ℃下,5% O2+5% CO2的人工氣調(diào)貯藏能有效地保持其商品價(jià)值,維持 VC 和類(lèi)胡蘿卜素含量,保鮮期可達(dá)到 8 d。
菠菜:5 ℃下微孔膜包裝貯藏能有效抑制菠菜的呼吸作用和葉綠素的降解。4 ℃下 10% O2+10% CO2的氣調(diào)包裝貯藏能較好地保持菠菜的感官品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),抑制亞硝酸鹽的積累,貨架壽命可延長(zhǎng)至7~10 d。
研究表明PLA保鮮膜保鮮性能可以延長(zhǎng)部分蔬菜水果菌類(lèi)其保質(zhì)期。
六、市場(chǎng)規(guī)模與技術(shù)壁壘
市場(chǎng)容量:我國(guó)每年的果蔬產(chǎn)量穩(wěn)定在10億噸以上,果蔬包裝的市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,我們聚焦于精品果蔬、預(yù)制凈菜、生鮮菌菇防水防霧的功能包裝,以取代OPP包裝為目標(biāo),遠(yuǎn)景規(guī)模預(yù)計(jì)為5000噸/年,產(chǎn)值約1.2億-1.5億元/年。
總之,對(duì)于用于食品包裝的膜材料,力學(xué)強(qiáng)度必須滿足一定要求,以滿足在實(shí)際應(yīng)用中的抗撕裂要求。對(duì)于果蔬的氣調(diào)保藏,溫度也是影響保藏期的關(guān)鍵因素,低溫結(jié)合氣調(diào)可協(xié)同性地延長(zhǎng)果蔬的保藏期。從材料的附加影響方面考慮,高分子材料應(yīng)用廢棄后對(duì)環(huán)境的影響不可置之不理,加大生物可降解高分子材料的開(kāi)發(fā)和利用,才是長(zhǎng)久的戰(zhàn)略性決策。