專利名稱：新的緩釋放防霉保鮮方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及物品的防霉保鮮方法和裝置，更具體地，涉及一種尤其適用于食品的緩釋放防霉保鮮方法和裝置。
食品的保鮮牽涉到千家萬戶的健康問題。現(xiàn)有的食品保鮮方法，一般采取在食品中添加防霉保鮮劑、藥物噴灑、涂覆保鮮、冷藏、抽真空保藏等手段。然而，這些方法都存在有種種缺點。
對于在食品中直接添加防霉(防腐)保鮮劑和進行藥物噴灑而言，通?？晒┦褂玫幕瘜W藥劑的種類有限且成本較高。而且，長期食用含防霉／防腐劑的食品有礙人們的身體健康。
對于涂覆保鮮而言，不僅步驟繁瑣而且需要特定的設備，因而成本較高。
對于冷藏、抽真空而言，需要昂貴的設備，因而成本很高。此外，冷藏、抽真空還需要耗費大量的能源。
此外，上述的現(xiàn)有防霉保鮮方法的效果并不十分優(yōu)異，尤其在蔬菜和水果(例如荔枝、葡萄等)的防霉保鮮效果上始終難以令人滿意。比如，真空包裝會引起失水、不宜用于包裝新鮮蔬菜。
因此，本領域迫切需要開發(fā)新的成本低、操作簡便、長期高效的防霉保鮮技術。
本發(fā)明的目的就是提供一種新的成本低廉、操作簡便、和／或可在較長時間內(nèi)有效的防霉保鮮裝置和方法。
在本發(fā)明的一個方面，提供了一種防霉保鮮裝置，它包括外膜層，該外膜層能透過氣體但是不透過液體和離子；由外膜層構成藥劑放置腔，該藥劑放置腔具有封口端；吸收材料，該吸收材料位于藥劑放置腔中；位于藥劑放置腔中的防霉保鮮劑，該防霉保鮮劑在水分存在情況下，會釋放出起防霉保鮮作用的氣體。
在本發(fā)明的另一方面，提供了一種防霉保鮮方法，它包括步驟提供盛裝待保鮮物品的容器，在該容器中放置待保鮮物品和保鮮裝置，其中該保鮮裝置具有
外膜層，該外膜層能選擇性地透過氣體但是不透過液體和離子；由外膜層構成藥劑放置腔，該藥劑放置腔具有封口端，該封口端被封閉；吸收材料層，該吸收材料位于藥劑放置腔中；位于藥劑放置腔中的防霉保鮮劑，該防霉保鮮劑在水分存在情況下，會釋放出起防霉保鮮作用的氣體。
本發(fā)明是經(jīng)本發(fā)明人多年研究，并充分利用了外膜層的透氣但不透液體和離子的特性后完成的。具體而言，本發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，有許多材料(尤其是塑料材料，如聚乙烯、硅橡膠膜等)具有透氣但卻不透過液體或離子。利用這一特性，設計開發(fā)出了本發(fā)明的防霉保鮮裝置。
本發(fā)明防霉保鮮裝置的工作機理是當該裝置與待保鮮的物品(如食品、蔬菜或水果)放置在一起時，藥劑放置腔中的吸收材料能夠吸收外部被保鮮物品(如蔬菜或果實)釋放出的水分(例如水果因呼吸而釋放出的水分)，傳遞給防霉保鮮藥劑。藥劑吸水后，釋放出殺霉保鮮氣體。防霉保鮮氣體分子會透過外膜層，釋放入裝有貯藏物的包裝容器(如PE膜包裝袋)中，使被保鮮物品處于含有殺菌保鮮氣體的氛圍中。由于起防霉保鮮作用的氣體(防霉保鮮氣體)是透過外膜層釋放的，因此釋放得較緩慢，從而可以在較長時間內(nèi)有效地防霉保鮮。
此外，由于本發(fā)明裝置的外膜層不透過離子和液體，因此，防霉保鮮劑也不會污染被保鮮物品。在儲藏結(jié)束后取出被保鮮物品時，防霉保鮮氣體會揮發(fā)掉，因此也不會污染被保鮮物品。
本發(fā)明的優(yōu)點在于，該防霉保鮮裝置的結(jié)構簡單、使用方便、且可在較長時間內(nèi)有效地防霉保鮮。此外，本發(fā)明的防霉保鮮裝置和方法基本上不耗費能源。
下面結(jié)合附圖，進一步詳細地描述本發(fā)明。應注意，這些附圖僅僅是闡述性的示意圖，并沒有完全按照實際尺寸或比例進行繪制。


圖1是本發(fā)明一種防霉保鮮裝置的俯視圖。
圖2是圖1所示防霉保鮮裝置沿A-A線的剖視圖。
圖3是本發(fā)明防霉保鮮裝置的防霉保鮮氣體的釋放曲線圖。
圖4A和4B分別顯示了用本發(fā)明防霉保鮮裝置對荔枝防霉保鮮8天后的荔枝和未用本發(fā)明防霉保鮮裝置保藏的對照荔枝。
參見圖1和圖2，防霉保鮮裝置1具有外膜層10，該外膜層10能透過氣體但是不透過液體和離子。外膜層10構成一藥劑放置腔20，該藥劑放置腔20具有封口端60。吸收材料40位于藥劑放置腔中。防霉保鮮劑50也位于藥劑放置腔20中的，該防霉保鮮劑50在水分等液體存在情況下，會釋放出起防霉保鮮作用的氣體。在用于防霉保鮮之前，封口端60可以被封閉，也可以不被封閉，以便在使用時才將吸收材料40和防霉保鮮劑50置于藥劑放置腔20中。但是，在用于防霉保鮮時，封口端60應當被封閉，以保證防霉保鮮氣體僅透過外膜層10揮發(fā)至防霉保鮮裝置之外。用于防霉保鮮氣體透過外膜層10的速度較緩慢，因此可以在較長時間內(nèi)釋放，從而起到防霉保鮮作用。
在本發(fā)明中，防霉保鮮劑可以被固定在吸收材料層上，或者防霉保鮮劑被溶于溶劑(如水)后再被吸收材料層所吸收。由于該防霉保鮮劑在水分等液體存在情況下，會釋放出起防霉保鮮作用的氣體。因此，即使藥劑放置腔中事先沒有水分，那么在儲藏時吸收材料也會吸收周圍環(huán)境中的水分(如蔬菜、水果等因呼吸或揮發(fā)而產(chǎn)生的水分)，并將水分傳給防霉保鮮劑。在本發(fā)明的另一實例中，藥劑放置腔中可較佳地預先含有一定數(shù)量的水分，從而可以在將本發(fā)明防霉保鮮裝置和待儲藏物品放置在一起時就產(chǎn)生防霉保鮮氣體。例如，可配制一定濃度的防霉保鮮劑溶液，然后將吸收了一定數(shù)量的該溶液的吸收材料置于藥劑放置腔中，然后將封口端封閉。
可用于本發(fā)明的外膜層可以用任何材料制成，只要該材料能透過氣體但是不透過液體和離子。通常，外膜層可用塑料材料制成。較佳地，外膜層選自下組聚乙烯膜、聚丙烯膜、乙烯／丙烯共聚物膜、乙烯-乙酸乙酯共聚物膜、聚苯乙烯、ABS膜、聚氯乙烯膜、硅橡膠膜、聚四氟乙烯膜。更佳地，外膜層選自下組聚乙烯膜、聚丙烯膜、硅橡膠膜、和聚四氟乙烯膜。
外膜層的透氣性通常取決于外膜層的材料、孔隙度和厚度。對于選定的外膜層材料，材料領域的技術人員能夠通過控制制備工藝和條件，以制得一定厚度和孔隙度的材料，從而使外膜層具有透氣性。
在本發(fā)明中，外膜層的厚度通常為5微米-2毫米，較佳地為10微米-1毫米，更佳地為20微米-500微米，最佳地為30微米-250微米。
外膜層的透氣性，可以用常規(guī)方法進行測試，例如按照國家標準GB1038-70(《塑料技術標準大全》，浙江科學技術出版社，1990年)所述的方法。簡而言之，該方法是在一定溫度下，在試樣兩側(cè)保持一定的氣體壓差，測量試樣低壓側(cè)的氣體壓力變化，從而計算出試樣的透氣系數(shù)和透氣量。
一般而言，外膜層的對防霉保鮮氣體的透氣率宜適當。當對防霉保鮮氣體的透氣率越高時，防霉保鮮氣體能夠更快地揮發(fā)出去起防霉保鮮作用，但是防霉保鮮裝置的有效防霉保鮮時間會縮短。當對防霉保鮮氣體的透氣率越高時，防霉保鮮氣體會較緩慢地揮發(fā)出去起防霉保鮮作用，從而使防霉保鮮裝置的有效防霉保鮮時間延長。通常，外膜層對防霉保鮮氣體的透氣率為1-10000毫升／100平方英寸·密耳·大氣壓·24小時(25℃)，較佳地為10-5000毫升／100平方英寸·密耳·大氣壓·24小時(25℃)，更佳地為20-1000毫升／100平方英寸·密耳·大氣壓·24小時(25℃)，最佳地為50-500毫升／100平方英寸·密耳·大氣壓·24小時(25℃)。
一般而言，外膜層的對水汽的透氣率宜適當。當對水汽的透氣率越高時，水汽能夠更快地被吸入藥劑放置腔，從而使防霉保鮮劑更快速地釋放防霉保鮮氣體。當對防霉保鮮氣體的透氣率越低時，水汽會較緩慢地被吸入防霉保鮮裝置，從而使防霉保鮮裝置的有效防霉保鮮時間延長。通常，本發(fā)明外膜層的水汽透過率為0．05-100克·密耳／100平方英寸·24小時，較佳地為0．1-50克·密耳／100平方英寸·24小時，更佳地為0．2-25克·密耳／100平方英寸·24小時，最佳地為0．5-10克·密耳／100平方英寸·24小時。
用于本發(fā)明的防霉保鮮劑可以是任何在水分存在情況下，會釋放出起防霉保鮮作用的氣體的保鮮劑。例如可釋放出SO2或Cl2的保鮮氣體的保鮮劑。代表性的例子包括(但并不限于)偏重亞硫酸鹽、次氯酸鹽。常用的鹽類包括(但并不限于)堿金屬鹽、堿土金屬鹽、過渡金屬鹽等。較佳地，用于本發(fā)明的保鮮劑選自偏重亞硫酸鈉、偏重亞硫酸鉀、或其混合物；次氯酸鈉、次氯酸鉀、或其混合物。
包含于本發(fā)明防霉保鮮裝置的防霉保鮮劑的數(shù)量沒有特別限制，只要防霉保鮮劑的數(shù)量為防霉保鮮有效量即可。如本文所用，“防霉保鮮有效量”是指防霉保鮮劑的數(shù)量能夠使得有防霉保鮮氣體被釋放出外膜層，并且在防霉保鮮裝置外部的待防霉保鮮空間內(nèi)和待防霉保鮮時間內(nèi)，使釋放出的防霉保鮮氣體處于有效范圍之內(nèi)。應理解，防霉保鮮有效量通常取決于各種因素，例如防霉保鮮劑的種類、所釋放的防霉保鮮氣體種類、外膜層的材料和厚度(換言之，外膜層對防霉保鮮氣體和水汽的透過率)、待防霉保鮮的物品、待防霉保鮮的空間大小和待防霉保鮮時間等。通過常規(guī)的試驗方法，本領域的技術人員能夠輕易地確定防霉保鮮劑的防霉保鮮有效量或具體用量。通常，在單個防霉保鮮裝置中的防霉保鮮劑數(shù)量為0．1-1000克，較佳地為0．2-100克，最佳地為1-20克。
可用于本發(fā)明的吸收材料可以是任何能夠吸水或吸濕的材料。在本發(fā)明中，吸收材料的作用是吸收透過外膜層而進入藥劑放置腔的水分，或者吸附住事先加至藥劑放置腔中的水分。然后，水分給傳遞給與吸收材料相接觸的防霉保鮮劑，使防霉保鮮釋放出防霉保鮮氣體?？捎糜诒景l(fā)明的吸收材料的例子包括(但并不限于)濾紙、吸水紙、硅膠、海綿。
在本發(fā)明的防霉保鮮裝置的藥劑放置腔中，還可含有其他非必需組份，例如抗氧化劑、脂類、惰性物質(zhì)(如碳酸鈣)、明礬等。這些非必需組份可以進一步提供本發(fā)明防霉保鮮裝置的穩(wěn)定性、抗氧化性、透氣性、和／或緩釋性等特性。例如添加脂類物質(zhì)有助于防霉保鮮氣體透過外膜層。
在本發(fā)明中，只要防霉保鮮劑和吸收材料同處于藥劑放置腔中，并且吸收材料能夠?qū)⑺謧鬟f給防霉保鮮劑即可。例如，防霉保鮮劑可以被直接固定或吸附于吸收材料上，也可以獨立地位于藥劑放置腔中，并與吸收材料在工作時處于接觸狀態(tài)。防霉保鮮劑也可不直接與吸收材料接觸，而水分是通過例如位于兩者之間的透水層被傳遞給防霉保鮮劑。
本發(fā)明的防霉保鮮裝置具有一封口端60。通過該封口端60，可以將吸收材料和防霉保鮮劑裝入藥劑放置腔。在制成的成品中，該封口端60可以是封閉的，或未封閉的。當封口端60是封閉的時，藥劑放置腔中應含有吸收材料和防霉保鮮劑，也可含有適量的水分以便更盡早地產(chǎn)生防霉保鮮氣體。當成品的封口端60也可以是未封閉的，封口端應由用戶在實際使用時封閉。例如，可以將吸收材料和大包裝的防霉保鮮劑分裝于本發(fā)明的防霉保鮮裝置中，然后再將封口端封閉。在本發(fā)明的一個實施例中，該封口端是可熱塑膠合密封的，這樣便于用戶在實際使用時才封閉封口端60。
本發(fā)明的防霉保鮮裝置可以有一個或多個藥劑放置腔。
本發(fā)明的防霉保鮮裝置的尺寸沒有特別限制，可以根據(jù)實際情況決定。通常，防霉保鮮裝置的尺寸取決于以下因素防霉保鮮劑的種類、外膜層的材料和透氣性、待防霉保鮮物品的數(shù)量、待防霉保鮮時間等。通常，本發(fā)明防霉保鮮裝置可以小至約1平方厘米或更小，也可大至50厘米×50厘米或更大。
現(xiàn)描述本發(fā)明的新穎的防霉保鮮方法，它包括步驟提供盛裝待保鮮物品的容器，和在該容器中放置待保鮮物品和保鮮裝置，該保鮮裝置具有外膜層，該外膜層能選擇性地透過氣體但是不透過液體和離子；由外膜層構成藥劑放置腔，該藥劑放置腔具有封口端，該封口端被封閉；吸收材料層，該吸收材料位于藥劑放置腔中；位于藥劑放置腔中的防霉保鮮劑，該防霉保鮮劑在水分存在情況下，會釋放出起防霉保鮮作用的氣體。
在本發(fā)明方法中，起防霉保鮮作用的是防霉保鮮氣體。本領域的已知的防霉保鮮氣體的工作濃度都很低，通常在空氣中有ppm級濃度的防霉保鮮氣體(如SO2)即可。在本發(fā)明方法中，就是利用了外膜層能透過氣體(分子)但不透過液體和離子的特性，讓防霉保鮮氣體源源不斷地釋放到周圍環(huán)境中，起到防霉保鮮作用。
用于本發(fā)明方法的盛裝待保鮮物品的容器沒有特別限制。較佳地，該容器不是開放式的，而是半封閉或封閉式的。代表性的容器例子包括(當并不限于)紙板箱、塑料袋、瓶子、盒子、鐵罐等。從廣義上講，儲藏待保鮮物品的房屋或倉庫也可視為一種容器。
本發(fā)明的防霉保鮮裝置和方法可適用于各種需要防霉保鮮的物品，尤其適用于食品、水果或蔬菜的防霉保鮮。
下面結(jié)合具體優(yōu)選實施例進一步闡述本發(fā)明，應理解這些實施例并不用于限制本發(fā)明范圍。
實施例1選用市售的0．06毫米厚的聚乙烯膜，制成4厘米見方的、具有封口端的小塑料袋，在藥劑放置腔中放置2克偏重亞硫酸鈉，并放置一片2．5厘米見方的濾紙。使用時用針筒加適量水，濕潤濾紙，封閉封口端(即封閉袋口)即可。
實施例2選用市售的0．05毫米厚的聚丙烯膜，制成5厘米見方的、具有封口端的小塑料袋，在藥劑放置腔中放置4克偏重亞硫酸鈉，并放置一小塊海綿。使用時，用海綿沾吸適量水，放入藥劑放置腔，封閉封口端(即封閉袋口)即可。
實施例3防霉保鮮氣體釋放曲線的測定將實施例1中制備的防霉保鮮裝置，置入1000ml帶鹽水瓶塞封的三角瓶中，封閉1小時，取1ml氣樣，在長2M，直徑4cm裝有粒度60-80的Porapak不銹鋼層析柱的103氣相色譜儀測定。然后去塞從三角瓶中取出塑封的防霉保鮮裝置，置于空處。第二天重復如上測定，直到60天后仍能檢測出防霉氣成分(圖3)。
結(jié)果表明，由于聚乙烯膜等外膜層能透過氣體分子，故防霉保鮮氣體不會在保鮮袋內(nèi)累積。通過控制防霉保鮮裝置(如保鮮袋)的大小和膜厚度，可以在一定時間內(nèi)，可以有效的控制釋放出防霉保鮮裝置的防霉保鮮的數(shù)量并在一定空間內(nèi)達到有效的工作濃度。
實施例4荔枝防霉保鮮實驗將實施例1的防霉保鮮裝置用于荔枝的防霉保鮮處理。簡而言之，將一定數(shù)量的荔枝分別裝入兩個體積為20×20×15厘米的紙板箱中。在一個紙板箱中放置一個實施例1制備的防霉保鮮裝置。對照紙板箱中不放置。在室溫下放置8天(5月26日-6月3日)，觀察荔枝的變化情況。
圖4A和4B分別顯示了用本發(fā)明防霉保鮮裝置對荔枝防霉保鮮8天后的荔枝和未用本發(fā)明防霉保鮮裝置保藏的對照荔枝。圖4A中的荔枝仍鮮紅，無霉變現(xiàn)象；而圖4B中的荔枝已幾乎全部發(fā)生霉變，并有白色的霉斑。
實施例5葡萄防霉保鮮實驗將500克葡萄放入一塑料袋中，然后在袋中放置一個實施例2制備的防霉保鮮裝置。在5-10℃下放置75天。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，葡萄無霉爛、保持原有風味。
權利要求
1.一種防霉保鮮裝置，其特征在于，它包括外膜層，該外膜層能透過氣體但是不透過液體和離子；由外膜層構成藥劑放置腔，該藥劑放置腔具有封口端；吸收材料，該吸收材料位于藥劑放置腔中；位于藥劑放置腔中的防霉保鮮劑，該防霉保鮮劑在水分存在情況下，會釋放出起防霉保鮮作用的氣體。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，該防霉保鮮劑被固定在吸收材料層上，或者該防霉保鮮劑被溶于溶劑后再被吸收材料層所吸收。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，該外膜層選自下組聚乙烯膜、聚丙烯膜、乙烯／丙烯共聚物膜、乙烯-乙酸乙酯共聚物膜、聚苯乙烯、ABS膜、聚氯乙烯膜、硅橡膠膜、聚四氟乙烯膜。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，該防霉保鮮劑選自下組偏重亞硫酸鈉、偏重亞硫酸鉀、或其混合物；次氯酸鈉、次氯酸鉀、或其混合物。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，該封口端是可熱塑膠合密封。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，該吸收材料選自下組濾紙、吸水紙、硅膠、海綿。
7．一種防霉保鮮方法，它包括步驟提供盛裝待保鮮物品的容器，在該容器中放置待保鮮物品和保鮮裝置，其特征在于，該保鮮裝置具有外膜層，該外膜層能選擇性地透過氣體但是不透過液體和離子；由外膜層構成藥劑放置腔，該藥劑放置腔具有封口端，該封口端被封閉；吸收材料層，該吸收材料位于藥劑放置腔中；位于藥劑放置腔中的防霉保鮮劑，該防霉保鮮劑在水分存在情況下，會釋放出起防霉保鮮作用的氣體。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，該外膜層的材料選自下組聚乙烯膜、聚丙烯膜、乙烯／丙烯共聚物膜、乙烯-乙酸乙酯共聚物膜、聚苯乙烯、ABS膜、聚氯乙烯膜、硅橡膠膜、聚四氟乙烯膜。
9.如權利要求7所述的方法，其特征在于，該吸收材料選自濾紙、吸水紙、硅膠、海綿，而且吸收材料已吸收了水分；而且防霉保鮮劑選自偏重亞硫酸鈉、偏重亞硫酸鉀或其混合物；次氯酸鈉、次氯酸鉀或其混合物。
10.如權利要求1所述的防霉保鮮裝置的用途，其特征在于，它被用于食品、水果或蔬菜的防霉保鮮。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種防霉保鮮裝置和方法,該裝置包括:外膜層,該外膜層能透過氣體但是不透過液體和離子;由外膜層構成藥劑放置腔,該藥劑放置腔具有封口端;吸收材料,該吸收材料位于藥劑放置腔中;位于藥劑放置腔中的防霉保鮮劑,該防霉保鮮劑在水分布在情況下,會釋放出起防霉保鮮作用的氣體。本發(fā)明的防霉保鮮裝置和方法的優(yōu)點在于;結(jié)構簡單、使用方便、可在較長時間內(nèi)有效地防霉保鮮、而且節(jié)能。
文檔編號B65D81/28GK1292226SQ9911690
公開日2001年4月25日 申請日期1999年9月23日 優(yōu)先權日1999年9月23日
發(fā)明者焦新之, 李琳 申請人:中國科學院上海植物生理研究所