一种含烟酰胺的绿叶菜保鲜复合膜及其制备方法

本发明涉及食品包装新材料领域，特别涉及一种用于绿叶菜保鲜的复合膜及其制备方法，所述复合膜含有烟酰胺，能够有效延长绿叶菜的货架期。

背景技术：

1、绿叶蔬菜在日常饮食中具有重要地位，因其富含维生素、矿物质和纤维素，深受消费者的喜爱。然而，由于绿叶蔬菜含有高水分且代谢活动旺盛，在储存和运输过程中极易出现萎蔫、变色、腐败等问题。这些问题不仅缩短了绿叶蔬菜的货架期，还增加了食品浪费，给供应链管理带来挑战。因此，如何延长绿叶蔬菜的货架期一直是食品包装领域亟待解决的难题。

2、现有的保鲜方法包括低温储存、气调包装以及化学保鲜剂的使用。这些方法虽然能在一定程度上延长绿叶蔬菜的货架期，但也存在诸多不足。低温储存和气调包装通常需要昂贵的设备，操作复杂，且在长时间运输过程中难以维持稳定的条件。化学保鲜剂则可能对食品安全产生负面影响，随着消费者对健康食品的需求不断提高，其应用受到越来越多的限制。

3、近年来，随着环保意识的提升，生物降解材料在食品包装领域受到了广泛关注。壳聚糖和聚乙烯醇是两种常用的生物降解材料，它们具有良好的成膜性和生物相容性，被认为是食品保鲜膜的理想基材。然而，这些材料在单独使用时，保鲜效果有限，难以在长时间内有效抑制蔬菜的代谢和衰老。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术在绿叶蔬菜保鲜领域中的不足，提供了一种用于绿叶菜保鲜的复合膜及其制备方法。其主要原料包括基材、柠檬酸、冰乙酸、烟酰胺；其中所述基材为壳聚糖和聚乙烯醇的混合物；制备方法是将壳聚糖、聚乙烯醇溶解混合后，加入烟酰胺溶液，经过搅拌和超声处理，使各成分均匀分布，最终采用流延工艺成膜。该复合膜能够有效延缓绿叶蔬菜的氧化和腐败，显著延长其货架期。复合膜同时具有良好的机械性能和柔韧性，适合多种保鲜应用。其制备工艺简单，易于大规模生产，材料环保且可生物降解，具有广泛的应用前景。

2、本发明提出了一种基于烟酰胺的绿叶菜保鲜复合膜。烟酰胺作为一种重要的生物活性物质，在抑制植物呼吸作用、延缓代谢、抗氧化和抗菌等方面具有显著效果。通过在复合膜中引入烟酰胺，可以有效延长绿叶蔬菜的货架期，并保持其营养成分和外观品质。

3、本发明的复合膜以壳聚糖和聚乙烯醇为基材，通过流延法制备。本发明并不仅局限于这些材料，可替换基材包括明胶、聚乳酸、羟丙基甲基纤维素、黄原胶；除此之外还可添加附加基材，所述附加基材包括纳米纤维素、海藻酸钠和聚乙二醇的一种或多种，同样可以用于本发明的制备过程中，从而为不同应用需求提供更广泛的选择。

4、烟酰胺的加入不仅增强了复合膜的保鲜效果，还通过其多重生物活性作用，显著延缓了绿叶蔬菜的老化进程。本发明的制备方法简单、环保，适合大规模生产，能够在保障食品安全的同时，显著延长绿叶蔬菜的货架期，具有广阔的应用前景。

5、在实际应用过程中，烟酰胺作为活性物质在绿叶菜保鲜中表现出显著效果，但在制备过程中也存在一些挑战:

6、1.烟酰胺的添加量需要精确控制，添加量过高可能会影响复合膜的物理性能，而添加量过低则可能达不到预期的保鲜效果。不同基材对烟酰胺的分散性和释放效果存在差异，如何优化基材配比以达到最佳的保鲜效果是本发明的重要研究内容。

7、2.烟酰胺在较高温度下可能会发生分解，这要求在制备过程中控制适宜的温度，以确保烟酰胺的活性不受影响。

8、为了克服这些问题，本发明在以下几个方面进行了技术改进：

9、（1）不同基材对烟酰胺的吸附和释放特性各异，因此选择合适的基材组合和配比对于实现最佳保鲜效果至关重要，本发明通过调整壳聚糖和聚乙烯醇的比例，优化了烟酰胺的分散性和释放效果。

10、（2）在制备过程中，采用了低温搅拌和超声处理的方法，确保烟酰胺在复合膜中的均匀分布，防止在高温环境中发生分解。

11、综合上述改进后，本发明的具体技术方案如下。

12、本发明首先提供一种含烟酰胺的绿叶菜保鲜复合膜，所述复合膜的主要原料包含以下按质量百分比计算的组分：

13、基材1.8-6 wt%、柠檬酸0.3-1.0 wt%、冰乙酸0.3-1.0 wt%、烟酰胺0.05-0.5 wt%、0-0.5 wt%的附加基材，去离子水余量；其中所述基材为壳聚糖与聚乙烯醇的混合物。

14、在复合膜中，壳聚糖提供了良好的成膜性和机械强度，而聚乙烯醇则增强了膜的柔韧性和耐久性。柠檬酸和冰乙酸的引入改善了膜的物理性能，使得复合膜在保鲜过程中能够有效延缓蔬菜的老化和变质。同时，烟酰胺作为保鲜剂，在复合膜中均匀分布，通过其抗氧化和抑菌作用，显著延长了绿叶蔬菜的货架期。

15、优选的，所述基材中，壳聚糖在整个复合膜原料的质量百分比为0.3-1.5 wt%、聚乙烯醇在整个复合膜原料的质量百分比为1.5-4.5 wt%。

16、可替换的，除壳聚糖和聚乙烯醇外，基材还可使用明胶、聚乳酸、黄原胶、羟丙基甲基纤维素的一种或多种。这些基材各自具有不同的物理化学性质，通过合理选择和搭配，能够进一步优化复合膜的性能，满足不同绿叶菜的保鲜需求。

17、优选的，所述附加基材包括纳米纤维素、海藻酸钠和聚乙二醇的一种或多种，其用量占复合膜原料整体0.3-0.5 wt%。

18、通过添加附加基材可以对复合膜进行改性，调节其机械性能、强度和阻隔性能，但不添加附加基材仍能实现本发明的目的，仍能制备具有良好机械性能、强度、阻隔性能和生物降解性的保鲜复合膜。

19、在实际应用中，可以根据具体需求选择一种或多种基材与附加基材共同使用。例如，制备一种复合膜，其中黄原胶与聚乙烯醇一起作为基材使用，同时加入纳米纤维素作为附加基材。这样的组合可以得到一种既具有良好机械性能和生物降解性，又具有高强度和阻隔性能的保鲜膜。

20、优选的，本发明最终获得的含烟酰胺的绿叶菜保鲜复合膜的厚度为30-80 μm。

21、优选的，所述含烟酰胺的绿叶菜保鲜复合膜还包含其他添加剂，所述添加剂包括抗氧化剂和防腐剂中的一种或多种。

22、其中抗氧化剂可选自维生素e、维生素c、没食子酸、茶多酚、丁羟基茴香醚的一种或多种，在整个复合膜原料的占比为0-1.0 wt%；防腐剂可选自山梨酸钾、苯甲酸钠、对羟基苯甲酸酯类、脱氢乙酸钠、乳酸链球菌素的一种或多种，在整个复合膜原料的占比为0-0.5wt%，上述添加剂的加入可以进一步增强蔬菜的保鲜效果。

23、在具体实施过程中，可以根据绿叶菜的不同保鲜需求，将抗氧化剂和防腐剂组合使用。例如，将维生素c和山梨酸钾加入膜的制备溶液中，使其含有0.3 wt%的维生素c与0.2wt%的山梨酸钾，通过抗氧化剂防止氧化褐变，防腐剂抑制微生物生长，从而达到最佳的保鲜效果。抗氧化剂和防腐剂可根据实际需要添加，不添加抗氧化剂和防腐剂仍能制备出具有良好机械性能、强度、阻隔性能和生物降解性的保鲜复合膜，仍能实现本发明的目的。

24、本发明还提供了所述含烟酰胺的绿叶菜保鲜复合膜的制备方法，包括以下步骤：

25、s1、制备a液：将壳聚糖溶解于去离子水中，并加入冰乙酸和柠檬酸。将溶液置于40-60℃的油浴中，搅拌2-3小时，以确保壳聚糖充分溶解并形成均匀的溶液；

26、s2、制备b液：将聚乙烯醇溶解于去离子水中，置于90-95℃的水浴中搅拌2-3小时，直至完全溶解并形成均匀的溶液。将a液和b液按等体积混合后，缓慢加入预先配制好的烟酰胺溶液，在45-50℃的油浴中搅拌5-7小时，使烟酰胺均匀分散于混合液中；

27、s3、将所得混合液置于超声装置中处理1-2小时，以消除混合液中的气泡并提高复合膜的致密性，处理后的混合液被缓慢且均匀地倒入预处理的亚克力模具中，确保液面平整，并在45-50℃的烘箱中干燥8-10小时，以形成均匀、致密的复合膜。

28、所述超声处理采用常规条件即可，在本发明中优选的超声的功率为360 w，温度为25℃，超声时间为1小时。

29、上述制备方法中，壳聚糖和聚乙烯醇被选为成膜基质，柠檬酸和冰乙酸作为改性剂，烟酰胺作为保鲜活性物质。在混料过程中采用分段添加的工艺，并结合低温搅拌与超声处理，最终通过流延法制备出复合膜。在混料过程中，由于烟酰胺的添加量相对较少，且其物理性质导致其在基质中分散不易，因此本发明首先将部分壳聚糖与冰乙酸、柠檬酸混合，确保其形成具有一定粘性和稳定性的初始溶液。随后将聚乙烯醇溶液加入其中，通过搅拌和温控操作，使溶液的粘度适中，有助于烟酰胺的均匀分散。将预先配制的烟酰胺溶液缓慢加入上述混合液中，利用低温搅拌技术，确保烟酰胺均匀分散于基质材料中，避免其在较高温度下分解或失活。通过超声处理，进一步消除溶液中的气泡，增加溶液的均匀性和稳定性，确保在成膜过程中烟酰胺的有效分布。

30、上述预先配制的烟酰胺溶液浓度为0.5-3.0 wt%，使用在该浓度范围内的烟酰胺溶液可有效发挥作用，提高绿叶蔬菜的货架期，若浓度不足0.5 wt%，则可能影响保鲜复合膜的保鲜性能，导致保鲜效果微弱，无法显著延缓绿叶蔬菜的衰败，无法实现延长保鲜时间的目的；若浓度大于3.0 wt%，则会导致材料的成本显著增加，而效果提升并不显著，出现“边际效应递减”现象，且高浓度的烟酰胺可能析出，导致膜的其他物理性质改变，比如透明度、柔韧性、水蒸气透过率等，影响保鲜复合膜的使用性能。

31、所述预处理为将亚克力模具在使用前清洁并烘干。

32、在本发明的具体应用实施过程中，所述含烟酰胺的绿叶菜保鲜复合膜不仅可以单独使用，还可以与其他类型的包装材料复合使用，以进一步增强包装的功能性和适用性；所述其他类型的包装材料包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸、铝箔、纸基材料、尼龙中的一种或多种。

33、具体而言，所述复合使用的方式包括但不限于以下两种最优方式：

34、1. 热压法

35、热压法通过加热使接触面的材料软化并形成牢固的粘合，常用于将含烟酰胺的保鲜膜与其他材料（如聚乙烯、聚丙烯等）复合。该方法具有以下优势：

36、优点：能够确保包装的密封性和强度，适用于高效、大规模生产。

37、应用场景：常用于食品包装领域，提供良好的阻隔性能和机械强度，能够有效延长绿叶菜的保鲜期。

38、2. 共挤出法

39、共挤出法将含烟酰胺的保鲜膜与其他包装材料（如聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸等）通过共挤技术同时成型，形成多层复合膜。该方法的优势包括：

40、优点：能够实现不同材料之间的良好结合，提升膜的整体性能，如强度、阻隔性和透明度。

41、应用场景：适用于需要较高阻隔性和综合性能的高端食品包装，尤其适合大批量生产。

42、本发明中含烟酰胺的绿叶菜保鲜复合膜适用于绿叶蔬菜的保鲜，所述绿叶蔬菜包括但不限于油菜、菠菜、塌菜。

43、本发明通过调整壳聚糖与聚乙烯醇的比例，以及柠檬酸和冰乙酸的添加量，能够根据不同的保鲜需求，灵活调控复合膜的物理性能和保鲜效果。此外，本发明还可以通过选择不同的基材组合，如明胶、海藻酸钠等，进一步优化膜的功能性和适用性，以满足不同类型绿叶蔬菜的保鲜需求。

44、与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

45、1）添加了烟酰胺的复合膜不仅在保鲜效果上表现出显著优势，还在膜的多项物理性能指标上有了明显的改进，具体来说，烟酰胺的加入显著改善了膜的气体透过率、拉伸强度、断裂伸长率、雾度、氧气透过率、二氧化碳透过率和水蒸气透过率等方面的性能，从复合膜的多方面性能指标出发极大改善了复合膜的保鲜性能，这些改进对于提高绿叶蔬菜在室温下的保存性能至关重要。

46、2）添加了烟酰胺的复合膜在氧气透过率和二氧化碳透过率方面表现出显著优化，通过减少氧气的透入，复合膜能够有效抑制绿叶蔬菜的呼吸速率，减缓其代谢过程，延缓蔬菜的氧化和腐败，而适度的二氧化碳透过率则帮助维持包装内的气体平衡，防止内部气体积聚导致的腐败加速，与未添加烟酰胺的复合膜相比，这种气体透过率的调控对延长蔬菜的保鲜期发挥了关键作用。

47、3）添加烟酰胺后复合膜的拉伸强度和断裂伸长率也显著提高，这些改进意味着复合膜在使用过程中更具耐用性和柔韧性，能够更好地适应蔬菜包装和储存时的各种操作条件，减少破损的可能性，从而更好地保护包装内的蔬菜。

48、4）烟酰胺的引入还影响了复合膜的水蒸气透过率和雾度，较低的水蒸气透过率有助于防止蔬菜在储存过程中因过度水分流失而导致的萎蔫，同时也避免了因膜内水分过多而引发的微生物繁殖问题，虽然雾度的增加意味着膜的透明度有所降低，但这也表明膜的光散射性能增强，可以在一定程度上减缓光照对蔬菜质量的影响，从而延长保鲜效果。

49、5）在实际应用中，本发明的复合膜在保鲜效果、环保性和生产成本方面均表现出显著优势。实验表明，使用本发明复合膜包装的绿叶菜，其保鲜期较传统方法延长了2至3倍，能够有效保持蔬菜的营养价值和新鲜度。此外，本发明的制备工艺简便易行，适合工业化生产，具有较低的生产成本，能够满足市场的大规模应用需求。与此同时，复合膜中的所有成分均为环保材料，使用后可自然降解，符合可持续发展的要求。

50、综上所述，烟酰胺不仅通过其自身的活性物质特性提高了复合膜的保鲜效果，而且通过复合膜多种性能指标的改善，显著增强了复合膜的整体性能。这些改进使得含烟酰胺的复合膜在室温条件下能够更好地保存绿叶蔬菜，延长其货架期，并保持优良的外观和品质。这些性能的提升，为新型绿叶蔬菜包装材料的开发和应用提供了强有力的支持，提供了一种环保、经济的保鲜解决方案，具有广泛的应用前景和市场价值。