【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于自发气调膜，尤其涉及一种以水凝胶为调气开关的自发气调膜及其制备方法。
技术介绍
1、果蔬等新鲜农产品周围的气氛环境，特别是co2、o2和水蒸气的含量对其贮藏期起着至关重要的作用，且不同呼吸代谢类型的新鲜农产品贮藏所需co2和o2含量不同，适宜范围内的高co2低o2含量可以减弱果蔬等农产品的生理代谢、抑制微生物生长。自发气调包装是为延长产品货架期和保持食品质量提供理想气氛的包装技术，其是利用自发气调膜的气体渗透性和被保鲜农产品自身的呼吸代谢来改变包装中产品周围气体成分和比例组成，具有成本较低且不会对包装食品造成有害影响的优势。但是，自发气调包装技术在果蔬等新鲜农产品保鲜上的成功应用主要依赖于自发气调膜所具有的co2、o2和水蒸气等气体渗透性与被保鲜农产品的呼吸代谢速率是否相匹配。
2、目前，自发气调膜的co2、o2和水蒸气等气体渗透性调控技术主要有聚合物膜打孔、可控聚合物结晶、纳米粒子基混合体系、聚合物链交联等。聚合物膜打孔是利用热/冷针、火焰、低电荷放电、激光等手段在聚合物膜上打孔，孔径一般为40-200μm，但是由此制备的自发气调膜气体交换量太高，且没有气体选择性，此外，微生物也可通过微孔进入包装内。而通过可控聚合物结晶、纳米粒子基混合体系制备的自发气调膜中，晶体和纳米粒子等致密域可能阻塞或拉长气体渗透通道，因此气调膜常表现更低的气体渗透性，并且纳米粒子与自发气调膜基质之间的界面相容性较差，因而添加量有限，限制膜在气体渗透性控制方面的整体性能，另外一点，纳米粒子容易发生团聚现象，影响膜的包装性能，此外
3、水凝胶是由带有亲水基团的聚合物分子链相互交联形成的高分子三维网络，在水环境中能够大量吸水溶胀而不溶解。近年来，具有吸湿保水、可负载抗菌药物等特性的水凝胶在生鲜食品保鲜领域已经引起了学者的注意。将水凝胶溶液涂膜于果蔬表面后，可在果蔬表面形成一层膜，但是这种膜对气体的阻碍性和机械性能极差，因此，涂膜后还需放入保鲜袋中才能达到一定的保鲜效果。另一方面，也有研究人员用水凝胶包裹、负载抑菌物质后用于食品保鲜，虽然初步涉及到水凝胶在食品保鲜中的应用，但仅仅是利用了水凝胶自身作为成膜基质或抑菌物的载体。
4、为了弥补现有技术中缺少用于果蔬等新鲜农产品自调节气体渗透性的气调膜，本专利技术提出了一种以水凝胶为调气开关的自发气调膜及其制备方法。
技术实现思路
1、为解决现有自发气调膜的气体渗透性调控技术中存在的气体透过量太高、无气体选择性、气体渗透性调控范围窄、膜整体性能受限、存在安全隐患等问题，本专利技术提出了一种以水凝胶为调气开关的自发气调膜及其制备方法，本专利技术首次提出利用水凝胶疏松多孔、吸湿保湿等特性，将水凝胶作为气体渗透性调控开关添加至其他成膜基质中，从而来调控膜的co2、o2和水蒸气渗透性，得到一种安全、无毒、可用于果蔬等新鲜农产品保鲜的自发气调膜。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、本专利技术的技术方案之一：
4、一种以水凝胶为调气开关的自发气调膜，包括水凝胶粒子、成膜基质和增塑剂，所述水凝胶粒子在成膜基质中的质量添加量为0.01％～2.00％。利用水凝胶疏松多孔、吸湿保湿等特性，将水凝胶作为气体渗透性调控开关添加至其他成膜基质中，从而来调控膜的co2、o2和水蒸气渗透性与被保鲜农产品的呼吸代谢速率相匹配，具体调控原理为：与致密的膜相比，co2、o2和水蒸气等气体更易于穿过疏松多孔的水凝胶粒子中的孔隙，因此，随着水凝胶粒子添加量的上升，添加了水凝胶粒子的气调膜的co2、o2和水蒸气的渗透性也随之明显提高，反之，减少水凝胶粒子的添加量，则气调膜的气体渗透性也随之明显下降。水凝胶粒子在成膜基质中的质量添加量为0.01％～2.00％，当添加量高于2.00％时，气调膜的co2、o2和水蒸气渗透性过高，被包装的蔬菜水分散失速率过快，蔬菜容易快速失水而萎蔫，不利于鲜切蔬菜保鲜，而且气调膜的机械强度也会受到影响，从而影响膜的整体性能。
5、优选的，所述水凝胶粒子的平均粒径为15～160μm，粒径过小则凝胶粒子容易被包覆在膜内部，不利于气体从凝胶粒子中穿过，若粒径过大，凝胶粒子可能容易脱落，膜的稳定性易受影响。
6、优选的，所述水凝胶粒子包括紫胶水凝胶粒子，但不限于紫胶水凝胶粒子，也可以为其他高分子制备的多孔特性水凝胶粒子。以紫胶水凝胶粒子为例，其制备方法包括以下步骤：
7、将紫胶溶解于碳酸钠溶液中，之后加入聚乙二醇和葡萄糖酸内酯，在15～35℃下搅拌2～10min后，静置0.5～24h得到紫胶水凝胶，然后将所述紫胶水凝胶用去离子水浸泡24h，冷冻干燥后研磨，得到紫胶水凝胶粒子。
8、进一步优选的，所述紫胶和聚乙二醇的质量比为1∶(0～0.5)。
9、更进一步优选的，所述聚乙二醇为聚乙二醇200-20000。
10、优选的，所述成膜基质包括壳聚糖、明胶，但不限于壳聚糖、明胶，也可以为其他有成膜特性的高分子成膜基质。
11、优选的，所述增塑剂包括丙三醇，但不限于丙三醇，也可以为其他能溶于成膜基质中能增加膜韧性的增塑剂。
12、进一步优选的，所述成膜基质中壳聚糖的质量浓度为0.5％～10％，明胶的质量浓度为0.05％～5.00％，所述增塑剂中丙三醇的质量浓度为0.05％～2.00％。用上述原料制备得到的膜具有较强的韧性和优异的机械性能，而且与紫胶水凝胶粒子之间有良好的相容性。
13、本专利技术的技术方案之二：
14、一种所述以水凝胶为调气开关的自发气调膜的制备方法，包括以下步骤：
15、将壳聚糖溶解于乙酸溶液中，搅拌条件下加入明胶得到成膜基质，之后加入增塑剂得到成膜基质混合物；
16、在所述成膜基质混合物中加入水凝胶粒子，在室温下采用溶液浇铸法制备得到以水凝胶为调气开关的自发气调膜。
17、优选的，溶液浇铸法制备得到以水凝胶为调气开关的自发气调膜的厚度为10～150μm，理论上应略小于水凝胶粒子的平均粒径。
18、本专利技术的技术方案之三：
19、所述以水凝胶为调气开关的自发气调膜在鲜切蔬菜保鲜中的应用。
20、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
21、(1)本专利技术制备的调气开关的自发气调膜可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种以水凝胶为调气开关的自发气调膜，其特征在于，包括水凝胶粒子、成膜基质和增塑剂，所述水凝胶粒子在成膜基质中的质量添加量为0.01％～2.00％。
2.根据权利要求1所述的以水凝胶为调气开关的自发气调膜，其特征在于，所述水凝胶粒子的平均粒径为15～160μm。
3.根据权利要求2所述的以水凝胶为调气开关的自发气调膜，其特征在于，所述水凝胶粒子包括紫胶水凝胶粒子。
4.根据权利要求1所述的以水凝胶为调气开关的自发气调膜，其特征在于，所述成膜基质包括壳聚糖和明胶。
5.根据权利要求1所述的以水凝胶为调气开关的自发气调膜，其特征在于，所述增塑剂包括丙三醇。
6.根据权利要求4所述的以水凝胶为调气开关的自发气调膜，其特征在于，所述成膜基质中壳聚糖的质量浓度为0.5％～10％，明胶的质量浓度为0.05％～5.00％。
7.根据权利要求5所述的以水凝胶为调气开关的自发气调膜，其特征在于，所述增塑剂中丙三醇的质量浓度为0.05％～2.00％。
8.一种权利要求1～7任一项所述以水凝胶为调气开关的自发气调膜的
9.根据权利要求8所述的以水凝胶为调气开关的自发气调膜的制备方法，其特征在于，溶液浇铸法制备得到以水凝胶为调气开关的自发气调膜的厚度为10～150μm。
10.权利要求1～7任一项所述以水凝胶为调气开关的自发气调膜在鲜切蔬菜保鲜中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种以水凝胶为调气开关的自发气调膜，其特征在于，包括水凝胶粒子、成膜基质和增塑剂，所述水凝胶粒子在成膜基质中的质量添加量为0.01％～2.00％。
2.根据权利要求1所述的以水凝胶为调气开关的自发气调膜，其特征在于，所述水凝胶粒子的平均粒径为15～160μm。
3.根据权利要求2所述的以水凝胶为调气开关的自发气调膜，其特征在于，所述水凝胶粒子包括紫胶水凝胶粒子。
4.根据权利要求1所述的以水凝胶为调气开关的自发气调膜，其特征在于，所述成膜基质包括壳聚糖和明胶。
5.根据权利要求1所述的以水凝胶为调气开关的自发气调膜，其特征在于，所述增塑剂包括丙三醇。
6.根据权利要求4所述的以...
【专利技术属性】
技术研发人员：马金菊，张弘，刘兰香，徐涓，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院高原林业研究所，
类型：发明
国别省市：
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