專利名稱：一種食品包裝用多層復(fù)合抑菌包裝材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于包裝材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種食品包裝用多層復(fù)合抑菌薄膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對牛奶、果汁、果醬等液態(tài)食品的消費會逐年增加。據(jù)統(tǒng)計，2011年我國牛奶總產(chǎn)量為3，700萬噸，與2010年相比增產(chǎn)近130萬噸，增幅3. 6% ;2010年我國各種軟飲料產(chǎn)量也保持較高增幅，累計果汁和蔬菜汁產(chǎn)量1762. 17萬噸，同比增長27. 5%。這些液態(tài)食品消費的連年增長，對包裝提出了更高的要求。為了降低包裝和運輸成本，玻璃包裝目前逐漸被復(fù)合軟包裝所替代，例如牛奶目前普遍采用紙-塑復(fù)合或塑-塑復(fù)合軟包裝材料，與此同時誕生了一種新型的包裝形式-無菌
包裝。無菌包裝需要通過食物的無菌處理、包裝材料的無菌處理和無菌罐裝三個過程來實現(xiàn)。包裝材料的無菌處理目前主要靠輻照滅菌來實現(xiàn)，高能射線在殺死細菌的同時，也會引起高分子材料的降解，使包裝材料的力學(xué)性能造成劣變。本發(fā)明提出一種利用多層復(fù)合工藝制備具有緩釋殺菌功能的軟包裝材料，該包裝材料在裝填液態(tài)食品時自動釋放食品級殺菌劑，防止包裝材料滋生細菌，對被包裝的食物也具有抑菌效果，延長液態(tài)食物的貨架期。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種食品包裝用多層復(fù)合緩釋殺菌薄膜及其制備方法。。這種抑菌薄膜在被灌裝液態(tài)食物后則緩慢控制釋放有機酸類食品添加劑，防止食物中細菌的滋生，延長被包裝食物的貨架期和儲存期；而在沒有灌裝食物以前，該抑菌袋的殺菌功能不會被啟動。為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下。一種食品包裝用多層復(fù)合抑菌包裝材料，其特征在于，該包裝材料包括三層，外層為高阻隔層；中間層為粘結(jié)劑層(或殺菌劑層)，是一干膠膜；內(nèi)層為食品接觸層；外層為以高氧阻隔的KBOPP (涂覆聚偏二氯乙烯的雙向拉伸聚丙烯膜)、VMCPP (真空鍍鋁流延聚丙烯膜)、VMPET (真空鍍鋁聚酯膜)、SiOx/PET (真空鍍硅聚酯膜)、A1203/PET (真空鍍氧化鋁聚酯膜)中的一種或幾種組成的阻隔膜；中間層為有機酸或有機酸鈉鹽中的一種或幾種的混合作為活性抑菌成分，將它們添加到聚氨酯或丙烯酸酯粘結(jié)劑中，活性抑菌成分在中間層中的質(zhì)量百分含量為2-15%，粘結(jié)劑干膠的用量為3-7克/平米；內(nèi)層為EVA改性LDPE改性樹脂，EVA占內(nèi)層總質(zhì)量的5-50%。上述的有機酸為檸檬酸、山梨酸、蘋果酸、酒石酸、苯甲酸等中的一種或幾種的混合。優(yōu)選苯甲酸、山梨酸、檸檬酸或其鈉鹽。本發(fā)明中外層優(yōu)選的為在BOPP (雙軸拉伸聚丙烯薄膜)基材上涂覆一層1-2 μ m的PVDC從而得到20 μ m厚的KOPP膜，其透氧率為14. 2cc/m2 · day · O. IMPa，可以有效阻隔外界氧氣進入包裝對食品造成不利影響。另外根據(jù)需要也可以在上述外層的外側(cè)再添加印刷層或者其它功能層。中間層，活性抑菌成分在中間層中的質(zhì)量百分含量為5-10%，粘結(jié)劑干膠的用量為4-5克/平米。EVA樹脂優(yōu)選為VA (醋酸こ烯單體)含量為16-18wt%的EVA樹脂。內(nèi)層膜的厚度為20-70微米，優(yōu)選30-50微米。本發(fā)明制備上述ー種食品包裝用多層復(fù)合抑菌包裝材料的方法，其特征在于，包括以下步驟將EVA與LDPE樹脂在雙螺桿擠出機上熔融共混后，利用該改性樹脂吹制成EVA改性的LDPE改性膜；將活性抑菌成分粉末研磨后與聚氨酯或丙烯酸酯粘結(jié)劑混合均勻；在干法復(fù)合設(shè)備上，利用上述加入了活性抑菌成分的聚氨酯或丙烯酸酯粘結(jié)劑將外層膜與上述的EVA改性的LDPE改性膜進行復(fù)合，制備出具有抑菌功能的軟包裝薄膜。上述制備方法中聚氨酯或丙烯酸酯粘結(jié)劑包括主劑聚氨酯或丙烯酸酯 和助劑交聯(lián)劑，聚氨酯或丙烯酸酯粘結(jié)劑的固含量優(yōu)選70%。該復(fù)合薄膜遇到牛奶、果汁等液態(tài)食物中的水分時，水分子會通過具有較高極性的內(nèi)層擴散到粘結(jié)劑層，粘結(jié)劑層中的有機酸類型的食品添加劑會通過內(nèi)層樹脂擴散到內(nèi)層薄膜表面，起到抑菌效果。薄膜內(nèi)層的極性越高，則復(fù)合膜釋放的有機酸(鹽)濃度越高，抑菌效果越好；內(nèi)層薄膜極性越低，則復(fù)合膜釋放的有機酸(鹽)濃度越低，但釋放周期越長。復(fù)合膜釋放這些檸檬酸、山梨酸、蘋果酸、酒石酸、苯甲酸及其鹽都屬于食品添加剤，且遷移到食品中的濃度很低，不會對食品安全造成任何影響。這種具有三明治結(jié)構(gòu)的復(fù)合薄膜制備的包裝袋，當接觸到液態(tài)食品后，復(fù)合膜中間層內(nèi)的有機酸類食品添加劑就會慢慢遷移到內(nèi)層薄膜中或者遷移到食品中，起到抑菌作用；而當包裝袋在被使用之前，在相対濕度低于80%時，復(fù)合膜中間層內(nèi)的有機酸類食品添加劑不會產(chǎn)生遷移，抑菌功能不會被啟動，這會保證該包裝材料在使用前抑菌活性不會降低。檸檬酸、山梨酸、蘋果酸、酒石酸、苯甲酸等有機酸及其鹽作為食品添加剤，是我國允許使用的食品添加剤，其作為軟包裝材料的成分，制備的包裝材料符合國家食品安全相關(guān)法規(guī)。作為粘結(jié)劑層的組成成分，檸檬酸、山梨酸、蘋果酸、酒石酸、苯甲酸等有機酸及其鹽通過內(nèi)層薄膜向食物中的擴散速率很慢濃度、濃度很低，不會造成被包裝食品中的助劑含量超標。檸檬酸、山梨酸、蘋果酸、酒石酸、苯甲酸等有機酸及其鹽向內(nèi)層薄膜(和食物)中的遷移受內(nèi)層薄膜極性高低的控制，可以通過改變內(nèi)層薄膜中EVA添加量或有機酸鹽在粘結(jié)劑中添加量來調(diào)整。本發(fā)明所述制備的抑菌包裝材料可以直接使用，不必再進行輻照殺菌處理，因此相對于用其它方法制備的無菌袋，具有生產(chǎn)成本低，使用方便的特點，特別適合作為液態(tài)食品的包裝。本發(fā)明中復(fù)合軟包裝薄膜的食品接觸層為EVA改性LDPE薄膜，將EVA熔融共混到LDPE樹脂中，其中EVA的質(zhì)量占共混體系總質(zhì)量的5-50%。由于極性EVA加入，使LDPE的水蒸氣通過率有較大幅度的提高，因此會提高粘結(jié)劑層中有機酸向內(nèi)層表面和食物中的遷移，増加薄膜的抑菌效果。EVA添加量越多，內(nèi)層薄膜的極性越高。這種具有抑菌功能的復(fù)合膜采用常規(guī)的干式復(fù)合エ藝及設(shè)備即可完成，制備エ藝簡單、薄膜的生產(chǎn)成本也較低。
具體實施例方式通過以下具體的實施例及應(yīng)用實例對本發(fā)明作進一步說明。以下的具體描述是為了便于理解本發(fā)明，并不用來限制本發(fā)明的保護范圍。I.復(fù)合吸氧薄膜制備I. I 原料復(fù)合吸氧薄膜制備所用原材料及要求如下商品的VMCPP (真空鍍鋁的流延聚丙烯薄膜)、VMPET (真空鍍鋁的雙向拉伸聚酯薄膜)、SiOx/PET (鍍氧化硅的雙向拉伸聚酯薄膜)、A1203/PET (鍍氧化鋁的雙向拉伸聚酯薄膜)和KBOPP薄膜；LDPE樹脂，LDIOO-AC,吹膜級；EVA樹脂，薄膜級；檸檬酸、山梨酸、蘋果酸、酒石酸、苯甲酸及其鹽均為食品級級。 I. 2食品接觸層(內(nèi)層)制備復(fù)合吸氧薄膜中食品接觸層所用內(nèi)膜按照如下工藝制備LDPE50份與EVA樹脂5_50份在高速混料機中混勻后，在雙螺桿擠出機上熔融共擠得到共混改性樹脂，采用吹膜機吹制食品接觸層所用內(nèi)膜，擠出機各加熱段溫度控制見表
Io表I改性LDPE熔融擠出溫度
擠出機各段溫度廣C加熱段 I段 2段3段4段5段 6段
溫度 145155160165170180I. 3含有機酸(鹽)的粘結(jié)劑的制備將雙組份聚氨酯(PU)粘結(jié)劑(牌號YH501S，北京高盟)主劑97份，添加20份乙酸乙酯攪拌均勻后，加入3份交聯(lián)劑組分(牌號YH10S，北京高盟)，最后加入0-12份的有機酸(鹽)，混合均勻后準備干法復(fù)合。含有機酸(鹽)的PU粘結(jié)劑的涂覆量為4-5克/平米。I. 4復(fù)合過程在干法復(fù)合設(shè)備上，在市售的KOPP薄膜、VMCPP薄膜、VMPET薄膜、真空蒸鍍SiOx的PET薄膜、真空蒸鍍Al2O3的PET薄膜上涂覆上面的聚氨酯粘結(jié)劑(含有機酸(鹽))，通過烘道干燥后和上面制備的內(nèi)膜復(fù)合即得到抑菌復(fù)合膜。將按以上方法制備的抑菌復(fù)合膜制備成25cmX15cm的保鮮袋，保鮮袋內(nèi)封入的牛奶約200ml。24小時后測試牛奶中的菌落含量。參照GB4789. 2-94《中華人民共和國國家標準食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》和SN0168-92《中華人民共和國進出口商品檢驗行業(yè)標準出口食品菌落計數(shù)》標準，測試菌落總數(shù)將被檢樣品制成稀釋液，然后從每個稀釋液中分別取出ImL置于滅菌平皿中與營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基混合，在一定溫度下，培養(yǎng)24小時，記錄每個平皿中形成的菌落數(shù)量，依據(jù)稀釋倍數(shù)，計算出每克(或每ml)原始樣品中所含細菌菌落總數(shù)。對比例I實施例1-6
在不同的外膜、不同的粘結(jié)劑層(殺菌劑層)和內(nèi)層結(jié)構(gòu)組成下，制備6種抑菌袋(見表2所示)。裝入約200ml牛奶，24小時后測試牛奶中的菌落含量。表2.苯甲酸酐添加量即薄膜涂覆量

權(quán)利要求
1.ー種食品包裝用多層復(fù)合抑菌包裝材料，其特征在于，該包裝材料包括三層，外層為高阻隔層；中間層為粘結(jié)劑層，是ー干膠膜；內(nèi)層為食品接觸層；外層為以高氧阻隔的KBOPP、VMCPP、VMPET、SiOx/PET、A1203/PET中的一種或幾種組成的阻隔膜；中間層為有機酸或有機酸鈉鹽中的ー種或幾種的混合作為活性抑菌成分，將它們添加到聚氨酯或丙烯酸酯粘結(jié)劑中，活性抑菌成分在中間層中的質(zhì)量百分含量為2-15%，粘結(jié)劑干膠的用量為3-7克/平米；內(nèi)層為EVA改性的LDPE改性樹脂，EVA占內(nèi)層總質(zhì)量的5_50%。
2.按照權(quán)利要求I所述的ー種食品包裝用多層復(fù)合抑菌包裝材料，其特征在于，有機酸為檸檬酸、山梨酸、蘋果酸、酒石酸、苯甲酸中的ー種或幾種的混合。
3.按照權(quán)利要求I所述的ー種食品包裝用多層復(fù)合抑菌包裝材料，其特征在于，活性抑菌成分為苯甲酸、山梨酸、檸檬酸或其鈉鹽。
4.按照權(quán)利要求I所述的ー種食品包裝用多層復(fù)合抑菌包裝材料，其特征在于，外層優(yōu)選的為在BOPP基材上涂覆ー層1-2 ii m的PVDC從而得到20 y m厚的KOPP膜。
5.按照權(quán)利要求I所述的ー種食品包裝用多層復(fù)合抑菌包裝材料，其特征在于，中間層，活性抑菌成分在中間層中的質(zhì)量百分含量為5-10%，粘結(jié)劑干膠的用量為4-5克/平米。
6.按照權(quán)利要求I所述的ー種食品包裝用多層復(fù)合抑菌包裝材料，其特征在干，EVA樹脂為VA含量為16-18wt%的EVA樹脂。
7.按照權(quán)利要求I所述的ー種食品包裝用多層復(fù)合抑菌包裝材料，其特征在干，內(nèi)層膜的厚度為20-70微米。
8.按照權(quán)利要求I所述的ー種食品包裝用多層復(fù)合抑菌包裝材料，其特征在干，內(nèi)層膜 的厚度為30-50微米。
9.制備權(quán)利要求1-8所述的任一一種食品包裝用多層復(fù)合抑菌包裝材料的方法，其特征在于，包括以下步驟將EVA與LDPE樹脂在雙螺桿擠出機上熔融共混后，利用該改性樹脂吹制成EVA改性的LDPE改性膜；將活性抑菌成分粉末研磨后與聚氨酯或丙烯酸酯粘結(jié)劑混合均勻；在干法復(fù)合設(shè)備上，利用上述加入了活性抑菌成分的聚氨酯或丙烯酸酯粘結(jié)劑將外層膜與上述的EVA改性的LDPE改性膜進行復(fù)合，制備出具有抑菌功能的軟包裝薄膜。
全文摘要
一種食品包裝用多層復(fù)合抑菌包裝材料及其制備方法，屬于包裝材料技術(shù)領(lǐng)域，包裝材料包括三層，外層為高阻隔層；中間層為包含有機酸或有機酸鈉鹽中的一種或幾種的混合作為活性抑菌成分的粘結(jié)劑干膠膜；內(nèi)層為食品接觸層；內(nèi)層為EVA改性的LDPE改性樹脂。本發(fā)明采用常規(guī)的干式復(fù)合工藝及設(shè)備即可完成，制備工藝簡單、生產(chǎn)成本低，使用方便，特別適合作為液態(tài)食品的包裝。
文檔編號B65D65/40GK102848677SQ201210365158
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者李東立, 許文才, 付亞波, 齊英群, 曹國榮, 劉全校 申請人:北京印刷學(xué)院