本发明属于包装材料领域，涉及一种活性包装材料及其制备方法和应用，具体涉及一种含柑橘皮渣的活性包装材料及其制备方法和在冷鲜肉存储中的应用。
背景技术：
冷鲜肉是指严格执行兽医检疫制度，对屠宰后的畜胴体迅速进行冷却处理，使胴体温度在24小时内降为0～4℃，并在后续加工、流通和销售过程中始终保持0～4℃范围内的生鲜肉。冷鲜肉克服了热鲜肉、冷冻肉在品质上存在的缺陷；另外，冷鲜肉经历了充分的成熟过程，质地柔软、有弹性，口感好，滋味鲜美。冷鲜肉在西方发达国家几乎达到了100%的市场占有率，而在我国，上海冷鲜肉的市场占有率为30%，北京只有10%。因此，冷鲜肉成为肉类加工工业的发展趋势。尽管目前我国冷链运输已趋于完善和规范，但冷鲜肉0～4℃的冷藏温度并不能完全抑制微生物的生长和繁殖，因此冷鲜肉货架期短，表面褐变及汁液流失情况较为严重。改进冷鲜肉的包装可以在一定程度上减缓冷鲜肉的腐败，延长冷鲜肉的货架期。目前，冷鲜肉的包装方式主要有真空包装、气调包装和薄膜热成型包装。真空包装主要是通过控制包装内氧分压，在一定程度上抑制了好氧菌的生长，从而减缓冷鲜肉由氧化而引起的品质变化。气调包装采用不同于大气组成的混合气体置换包装内冷鲜肉周围的空气，并利用包装材料的透气性和阻气性，使冷鲜肉始终处于适宜的气体环境中，抑制变质和腐败的发生。薄膜热成型包装过程中与氧气接触过多，动物油脂被空气中的氧所氧化，使冷鲜肉产生褐变和异味。上述包装方式所采用的托盘本身并不具有抑菌性，不能有效地抑制贮藏过程中冷鲜肉上微生物的生长，尤其是某些厌氧性细菌的生长繁殖，使冷鲜肉难以达到预期的贮藏效果；上述包装材料多是以塑料为主的惰性包装材料，本身不具备任何生物活性，而是通过物理方式使所包装食品与外界相对隔绝而保持食品品质，因其透气率低，冷鲜肉与氧气难以结合，导致冷鲜肉颜色不佳；同时上述包装材料使用后的残留物被遗弃堆积在农田或环境中，因其不能自然降解，易造成“白色污染”，上述包装材料不具备良好的吸水特性，在运输存储过程中冷鲜肉产生的血水也无法被吸收，导致细菌更易滋生，且影响美观。随着人们对身体健康的关注，对食品质量的要求也不断提高，同时希望食品加工中尽量减少化学添加剂，这对从加工产地流通到销售市场的食品的存储提出了新的挑战。在这种情况下，研发新型的抗菌、保鲜、吸水且具有活性的托盘显得极为重要。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有抗菌性、抗氧化性、吸水性和保水性、且丢弃后材料易分解的活性包装材料，同时提供一种工艺简单、成本低廉的活性包装材料的制备方法，在此基础上，还提供一种上述活性包装材料在冷鲜肉存储中的应用。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种活性包装材料，所述活性包装材料主要由主料和胶粘剂混合后成型制得；按质量百分比计，所述主料由以下组分组成：柑橘皮渣30%～60%、箬叶5%～35%、毛竹5%～30%和甘草提取物5%～25%；所述主料与胶粘剂的质量比为1∶0.15～5。上述活性包装材料中，优选的，所述主料中，所述柑橘皮渣为57%，所述箬叶为10%，所述毛竹为10%，所述甘草提取物为23%。上述活性包装材料中，优选的，所述胶粘剂为淀粉与聚乳酸的混合物或者仅为聚乳酸，所述淀粉为红薯淀粉和/或豆薯淀粉。上述活性包装材料中，优选的，所述甘草提取物中甘草甜素与甘草次酸的质量百分比之和为50%～70%。上述活性包装材料中，优选的，所述活性包装材料为活性托盘。作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的活性包装材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按所述质量百分比将柑橘皮渣、箬叶、毛竹和甘草提取物混合，得到主料，将主料加水碎浆、精磨后，得到主料浆料；（2）在步骤（1）所得主料浆料中加入胶粘剂，搅拌至溶解均匀，得到混合物；将所得混合物成型，得到活性包装材料。上述的活性包装材料的制备方法中，优选的，所述步骤（1）中，所述主料与水的质量比为1∶2～10；所述步骤（2）中，所述搅拌的温度为80℃～120℃。上述的活性包装材料的制备方法中，优选的，所述步骤（2）中，所述混合物成型采用先挤压成片材、后拉伸成型的方式，所述挤压的温度为100℃～190℃，所述拉伸的温度为50℃～70℃。优选的，所述活性包装材料为活性托盘时，所述混合物的成型采用先挤压成片材、后拉伸成托盘的方式。上述的活性包装材料的制备方法中，优选的，所述甘草提取物是以甘草为原料、采用溶剂萃取法制备得到。所述溶剂萃取法采用的溶剂包括乙酸乙酯、乙醇或水。作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的活性包装材料或者上述的制备方法制得的活性包装材料在冷鲜肉存储中的应用。本发明采用的柑橘皮富含精油、果胶、天然色素、纤维素、半纤维素、黄酮类化合物和类柠檬苦素等多种成分，其中精油、黄酮、色素和类柠檬苦素具有强抗氧化活性；精油对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌、青霉菌、枯草芽孢杆菌、酵母、黑曲霉等多种细菌有明显的抑制作用；果胶在柑橘皮中大约占20%～30%，有很强的吸水能力，可作为一种吸水材料。毛竹是我国经济价值最大的竹种，竹材的纤维含量高达30%～35%，其有效成分具有抗菌和抗氧化的作用。箬叶中纤维素和半纤维素含量高，其多糖、苯丙素类和黄酮类化合物等成分具有很好的抗氧化和抗菌活性。甘草提取物具有抗氧化能力，对表皮葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、大肠杆菌、黑曲霉、青霉等具有较强的抗菌活性。淀粉具有良好的吸水性。将淀粉改性后作为胶粘剂与柑橘皮渣、箬叶等植物源性材料制作成活性包装材料（优选活性托盘），能够吸收冷鲜肉在运输存储过程中所产生的（血）水，有效地抑制微生物的生长；防止油脂氧化分解，延长冷鲜肉的贮藏时间；透气性好，能够达到抗菌、抗氧化、保鲜、吸水保湿和透气保色的目的。上述活性包装材料在使用完后，能够很快降解，降解后还能增加土壤的理化性状，减少塑料包装制品对环境所造成的固体污染。与现有技术相比，本发明的优点在于：1、本发明提供一种活性包装材料，尤其是提供一种活性托盘，该托盘与包装膜合用，能够更好地实现抗菌、抗氧化、保鲜、吸水保湿和透气保色的效果，抑菌率最高达到99%，吸水率达到100%。2、本发明的活性包装材料原料安全易得，活性包装材料能够降解，属于环境友好型包装材料。3、本发明的制备方法工艺简单，成本低廉，工艺过程易于控制，易于扩大到工业生产。4、本发明的活性包装材料可用于冷鲜肉的运输和存储过程中，能够吸收冷鲜肉在存储过程中产生的（血）水，有效地抑制微生物的生长；防止油脂氧化分解，延长冷鲜肉的存储时间；而且透气性好，使冷鲜肉不易变色。具体实施方式以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。以下实施例中所采用的原料和仪器均为市售。实施例1一种本发明的活性包装材料，该活性包装材料具体为活性托盘。活性托盘主要由主料和胶粘剂混合后成型制得。按质量百分比计，主料由以下组分组成：柑橘皮渣50%、箬叶15%、毛竹15%和甘草提取物20%；主料与胶粘剂的质量比为1∶0.65。其中，胶粘剂为红薯淀粉与聚乳酸（质量比为2∶1）的混合物；甘草提取物中甘草甜素与甘草次酸的质量百分比之和为65%。一种上述本实施例的活性包装材料（活性托盘）的制备方法，包括以下步骤：（1）以甘草为原料，采用溶剂萃取法制备得到甘草提取物，具体包括以下步骤：S1、粉碎：将干净干燥的甘草放入粉碎机中粉碎，过30目筛，得到甘草粉；S2、提取：将上述甘草粉放入反应器中，加入乙酸乙酯，乙酸乙酯的质量与甘草粉的质量比为8∶1，搅拌后于75℃加热回流3h提取，过滤；在滤渣中加入乙酸乙酯，乙酸乙酯的质量与滤渣的质量比为4∶1，在相同提取条件下重复提取两次，合并滤液，得到甘草提取液；S3、浓缩：将上述甘草提取液真空浓缩，温度为40℃；S4、干燥：将浓缩后的甘草提取液真空冷冻干燥，得到甘草提取物，呈粉末状。（2）称取柑橘皮渣、箬叶、毛竹和步骤（1）得到的甘草提取物并进行混合，得到主料，在主料中加入水，水的质量与主料的质量比为2∶1，然后用水力碎浆机碎浆、用磨浆机精磨，磨至渣浆呈糊状为止，得到主料浆料。（3）在步骤（2）制得的主料浆料中加入胶粘剂，在温度120℃下搅拌至各成分全部在水中溶解均匀，得到混合物；将混合物冷却后加入螺杆挤压机，在温度为185℃的条件下挤压成片材，后在温度为60℃条件下拉伸成型，制得活性托盘。经检测，上述本实施例制备的活性托盘的纵向拉伸强度为11.3MPa，断裂伸长度为50%，撕裂度为1.5KN/m，满足冷鲜肉包装的力学性能要求。将本实施例的活性托盘应用于冷鲜肉包装，与普通包装膜合用，取得了以下效果：该活性托盘的抗菌率为99%，具有较好的抗细菌作用；该活性托盘接种霉菌后，在温度为28℃、相对湿度为90%RH以上的条件下培养15d后，放大50倍观察，在活性托盘上未见霉菌生长，达到0级抗霉标准。本实施例的活性托盘与普通包装膜共同包装冷鲜肉，存储15d后对冷鲜肉的大肠杆菌数、细菌总数等指标进行检测，结果表明大肠杆菌数和细菌总数均在标准规定的指标范围内，冷鲜肉失重率为5.4%，同时冷鲜肉无异味，盒内少量血水，感官指标能为消费者接受。空白组为普通托盘和普通包装膜，其抑菌率为85%；该托盘接种霉菌后，在温度为28℃、相对湿度为90%RH以上的条件下培养15d后，放大50倍观察，在活性托盘上见少量霉菌生长，达到2级抗霉标准。采用普通托盘与普通包装膜共同包装冷鲜肉，存储15d后对冷鲜肉的大肠杆菌数、细菌总数等指标进行检测，结果表明大肠杆菌数和细菌总数略低于标准规定的指标范围，冷鲜肉失重率为9.4%，同时冷鲜肉少量异味，盒内大量血水。实施例2一种本发明的活性包装材料，该活性包装材料具体为活性托盘。活性托盘主要由主料和胶粘剂混合后成型制得。按质量百分比计，主料由以下组分组成：柑橘皮渣40%、箬叶20%、毛竹25%和甘草提取物15%；主料和胶粘剂的质量比为1∶1。其中，胶粘剂为豆薯淀粉与聚乳酸（质量比为3∶2）的混合物；甘草提取物中甘草甜素与甘草次酸的质量百分比之和为60%。一种上述本实施例的活性包装材料（活性托盘）的制备方法，制备步骤与实施例1基本相同，区别仅在于：以甘草为原料采取溶剂萃取法制备甘草提取物时，所用的溶剂为体积分数95%的乙醇；主料原料和胶粘剂原料的成分和配比不同（具体见上述产品特征）。经检测，上述本实施例制备的活性托盘的纵向拉伸强度为6.6MPa，断裂伸长度为45%，撕裂度为1.3KN/m，满足冷鲜肉包装的力学性能要求。将本实施例的活性托盘应用于冷鲜肉包装，与普通包装膜合用，取得了以下效果：该活性托盘的抗菌率为97%，具有较好的抗细菌作用；将上述活性托盘接种霉菌后，在温度为28℃、相对湿度为90%RH以上的条件下，培养15d，放大50倍观察，在活性托盘上未见霉菌生长，达到0级抗霉标准。本实施例的活性托盘与普通包装膜共同包装冷鲜肉，存储15d后对冷鲜肉的大肠杆菌数、细菌总数等指标进行检测，结果表明大肠杆菌数和细菌总数均在标准规定的指标范围内，冷鲜肉失重率为7.1%，同时冷鲜肉无异味，盒内少量血水，感官指标能为消费者接受。实施例3一种本发明的活性包装材料，该活性包装材料具体为活性托盘。活性托盘主要由主料和胶粘剂混合后成型制得。按质量百分比计，主料由以下组分组成：柑橘皮渣57%、箬叶10%、毛竹10%和甘草提取物23%；主料和胶粘剂的质量比为1∶1.5。其中，胶粘剂为聚乳酸；甘草提取物中甘草甜素与甘草次酸的质量百分比之和为50%。一种上述本实施例的活性包装材料（活性托盘）的制备方法，制备步骤与实施例1基本相同，区别仅在于：以甘草为原料采取溶剂萃取法制备甘草提取物时，所用的溶剂为水；主料原料和胶粘剂原料的成分和配比不同（具体见上述产品特征）。经检测，上述本实施例制备的活性托盘的纵向拉伸强度为4.3MPa，断裂伸长度为40%，撕裂度为0.9KN/m，满足冷鲜肉包装的力学性能要求。将本实施例的活性托盘应用于冷鲜肉包装，与普通包装膜合用，取得了以下效果：该活性托盘的抗菌率为98%，具有较好的抗细菌作用；该活性托盘接种霉菌后，在温度为28℃、相对湿度为90%RH以上的条件下，培养15d，放大50倍观察，在活性托盘上未见霉菌生长，达到0级抗霉标准。本实施例的活性托盘与普通包装膜共同包装冷鲜肉，存储15d后对冷鲜肉的大肠杆菌数、细菌总数等指标进行检测，结果表明大肠杆菌数和细菌超标总数均在标准规定的指标范围内，冷鲜肉失重率为7.8%，同时冷鲜肉无异味，盒内少量血水，感官指标能为消费者接受。以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。