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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 玉米秸稈制備托盤(pán)冷鮮肉保鮮墊
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類(lèi)：
- 生命科學(xué)
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品將農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物玉米秸稈深加工制備了新型包裝材料-冷鮮肉保鮮墊。作品先提取玉米秸桿中的纖維素并制備了纖維素基高吸水芯材，通過(guò)在纖維素上涂敷自制殼聚糖-納米銀抗菌劑并與乳膠混合制成薄膜，并在兩片薄膜間夾附綠色抗菌緩釋劑ClO2和纖維素基高吸水芯材，最后輥壓成型。產(chǎn)品對(duì)致病菌具有良好的抑菌率效果且安全。保鮮墊用于托盤(pán)冷鮮肉的包裝，能吸附冷鮮肉儲(chǔ)藏中滲出的汁液，維持包裝相對(duì)濕度，防止細(xì)菌繁殖，保持感官品質(zhì)，并使冷鮮肉整體貨架期延長(zhǎng)3～5天，達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品水平，為冷鮮肉向鄉(xiāng)鎮(zhèn)遠(yuǎn)距離配送提供了可行依據(jù)。
- 詳細(xì)介紹：
- 國(guó)內(nèi)冷鮮肉在鮮肉消費(fèi)中所占比例逐年增大，但長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)藏會(huì)浸出大量汁液降低冷鮮肉感官品質(zhì)，使其包裝微環(huán)境相對(duì)濕度過(guò)高，造成冷鮮肉表面聚集大量液體出現(xiàn)所謂“流汗”現(xiàn)象，同時(shí)，極易滋生微生物使貨架期縮短，作為一級(jí)鮮肉的貨架期為2～3天。因此改善包裝方式，延長(zhǎng)貨架期對(duì)進(jìn)一步擴(kuò)大超市托盤(pán)冷鮮肉市場(chǎng)，保證冷鮮肉品質(zhì)安全和企業(yè)利益均十分重要。針對(duì)這一普遍現(xiàn)象，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家多以鮮木漿為原料制備食品保鮮墊并置于托盤(pán)冷鮮肉包裝中以達(dá)到吸附浸出汁液，維持包裝相對(duì)濕度，延長(zhǎng)貨架期的目的。玉米秸桿含有大量的纖維素，可作為功能材料加以利用。我國(guó)每年的玉米秸稈產(chǎn)量為2.2億噸，但未能合理利用，大多焚燒丟棄而造成環(huán)境污染。作品采用玉米秸桿中的纖維素加工托盤(pán)冷鮮肉保鮮墊，首先以化學(xué)-生物法將玉米秸桿中的半纖維素﹑木質(zhì)素和膠質(zhì)等成分去除，得到純度為98%的短徑纖維素纖維，再進(jìn)行化學(xué)改性制備了具有一定抗鹽性的纖維素高吸水芯材，其對(duì)模擬血液的最大吸附倍率可達(dá)104g/g，同時(shí)吸附速率為35g/g?min-1，并在20min可達(dá)到吸附飽和，滿(mǎn)足對(duì)鮮肉浸出物這一復(fù)雜電解質(zhì)成分的吸附要求。制備了殼聚糖-銀離子抗菌劑涂覆于纖維素中，使其對(duì)致病菌的抗菌率在92%以上，并與乳膠混合制備成薄膜。在兩層薄膜中夾附纖維素吸水劑和綠色抗菌緩釋劑固載二氧化氯，通過(guò)輥壓使產(chǎn)品成型。該保鮮墊用于托盤(pán)冷鮮肉的包裝?？蓪⒗漉r肉長(zhǎng)時(shí)間存放浸出的汁液吸附，避免了相對(duì)濕度過(guò)高引起的冷鮮肉“流汗”現(xiàn)象，從而在一定程度上抑制了微生物的繁殖。通過(guò)對(duì)冷鮮肉新鮮度的測(cè)定，可以看出在放入保鮮墊后，托盤(pán)冷鮮肉的品質(zhì)可以得到更好的維持，不會(huì)因?yàn)榇娣艜r(shí)間過(guò)長(zhǎng)產(chǎn)生的浸出物而造成感官品質(zhì)下降，保持貨架的清潔，使其達(dá)到良好的賣(mài)相。作為一級(jí)鮮肉的時(shí)間為5～8天，當(dāng)超過(guò)12天后即成為劣質(zhì)肉，比未放入保鮮墊的托盤(pán)冷鮮肉作為一級(jí)鮮肉的時(shí)間延長(zhǎng)了3～5天，達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品水平，為其向鄉(xiāng)鎮(zhèn)遠(yuǎn)距離配送提供了可行依據(jù)。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)與發(fā)明目的：1.改善冷鮮肉包裝方式，開(kāi)發(fā)用于冷鮮肉的保鮮墊，延長(zhǎng)其貨架期。2. 以玉米秸稈為原料，制備新型包裝材料-冷鮮肉保鮮墊，實(shí)現(xiàn)秸稈的深加工，避免焚燒污染。 基本思路：提取玉米秸稈的纖維素，并制備高吸水劑，然后在纖維素上涂敷自制殼聚糖-銀離子抗菌劑并與乳膠制備成薄膜，在兩片薄膜間夾附綠色抗菌劑固載ClO2和高吸水劑，輥壓成型。保鮮墊用于冷鮮肉包裝，吸附其滲出液，維持相對(duì)濕度，防止細(xì)菌繁殖，延長(zhǎng)貨架期。 創(chuàng)新點(diǎn)：1.發(fā)達(dá)國(guó)家的保鮮墊多利用鮮木漿為原料制備，造成森林破壞。本作品從玉米秸稈提取纖維素進(jìn)行功能化改造制備食品保鮮墊。2.采用綠色抗菌劑二氧化氯賦予保鮮墊緩釋抗菌性，將冷鮮肉貨架期延長(zhǎng)3～5天，達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品水平，為其向鄉(xiāng)鎮(zhèn)遠(yuǎn)距離配送提供了可行依據(jù)。 技術(shù)關(guān)鍵和主要指標(biāo)： 1. 以化學(xué)-生物法脫去玉米秸稈的半纖維素等成分，得到純度為98%的天然纖維素。 2. 纖維素以懸浮法制備高吸水劑，對(duì)去離子水吸水倍率200～240倍，對(duì)模擬血吸附倍率90～100倍。 3. 制備了涂敷于纖維素表面的殼聚糖-銀離子抗菌劑，對(duì)肉毒桿菌﹑枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌抑菌率達(dá)到92%以上。 4. 玉米秸稈纖維素涂覆抗菌劑后與乳膠通過(guò)輥壓制成薄膜，且在兩層薄膜中夾附高吸水劑和自制的固載ClO2（有效ClO2含量26%），使保鮮墊具有吸附性和緩釋抗菌性且ClO2釋放量在125ppm的安全范圍內(nèi)。 5. 保鮮墊使冷鮮肉作為一級(jí)鮮肉貨架期延長(zhǎng)3～5天。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 食品保鮮墊主要應(yīng)用于生鮮食品：在收獲后還繼續(xù)保持生命的“活物”，如蔬菜﹑水果等，及鮮肉﹑魚(yú)類(lèi)﹑海鮮等加工食品之類(lèi)的“死物”。發(fā)達(dá)國(guó)家的商品性保鮮墊的基本結(jié)構(gòu)是在兩片薄紙﹑纖維素薄膜（無(wú)紡布）或者樹(shù)脂薄膜之間夾著吸附性高分子聚合物。雞肉﹑魚(yú)類(lèi)﹑鮮肉在低溫下從產(chǎn)地運(yùn)到消費(fèi)地時(shí)，特別以切片形式包裝出售時(shí)，保鮮墊可吸收肉中的浸出物，維持濕度范圍，延長(zhǎng)貨架期，這對(duì)防止品質(zhì)下降很重要。日本便利店中購(gòu)買(mǎi)油炸食品在帶回家的過(guò)程中，將其放入包裝內(nèi)，為防止結(jié)露也使用保鮮墊。 保鮮墊在蔬菜水果保鮮中，除控制以吸水為中心的代謝活動(dòng)外，還防止因揮發(fā)引起的水分損失。因其一旦失去水分就萎縮﹑失去光澤﹑起皺，降低商品價(jià)值。只是簡(jiǎn)單的封入塑料薄膜袋或氣密性箱，會(huì)因相對(duì)濕度過(guò)高，產(chǎn)生內(nèi)部結(jié)露，而造成細(xì)菌的繁殖與腐敗。因此，在包裝箱放入保鮮墊，可吸附水分，內(nèi)部高分子聚合物凝膠化，不但起到了固定水分的作用，而且一旦包裝環(huán)境過(guò)于干燥時(shí)，又能散發(fā)水蒸汽維持適當(dāng)?shù)臐穸葼顟B(tài)，防止蔬菜水果的枯萎和損耗。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 作品經(jīng)過(guò)江蘇雨潤(rùn)食品產(chǎn)業(yè)集團(tuán)的效果鑒定，使用結(jié)論如下: 1：使用期間，未放入保鮮墊的托盤(pán)冷鮮肉包裝環(huán)境相對(duì)濕度范圍在96.0%～98.6%，放入保鮮墊的包裝環(huán)境相對(duì)濕度范圍86.6%～91.3%，且冷鮮肉表面不會(huì)聚集大量水分能較好的避免“流汗”現(xiàn)象。 2：感官評(píng)定，冷鮮肉肌肉紅色均勻有光澤，表面微濕潤(rùn)且不沾手，切面結(jié)構(gòu)致密，手指按壓可迅速恢復(fù)。 3：按GB/T5009.44-2003《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》測(cè)定揮發(fā)性鹽基氮TVB-N值為14mg/100g. 4：按GB/T4789.22-2003測(cè)定微生物菌落總數(shù)在1×10000個(gè)/g以下。 5：整體使用看，該食品保鮮墊能將冷鮮肉貨架期延長(zhǎng)三天以上，具有明顯的效果，綜合效益顯著。
作品所處階段
- 作品目前在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行小量生產(chǎn)，使用效果佳，其成套生產(chǎn)線暫無(wú)，正通過(guò)改裝薄膜材料生產(chǎn)設(shè)備加以實(shí)現(xiàn)。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 可以以專(zhuān)利形式轉(zhuǎn)讓。
作品可展示的形式
- 作品以實(shí)物展示，并有介紹原理的效果動(dòng)畫(huà)以及作品在實(shí)際應(yīng)用時(shí)的效果展示錄像。
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 作品技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)： 保鮮墊原料95%以上來(lái)源于玉米秸稈的纖維素，價(jià)格低廉，生物可降解性好；具備吸附性、緩釋抗菌性；延長(zhǎng)冷鮮肉制品貨架期效果明顯。 作品適用范圍： 產(chǎn)品主要應(yīng)用于冷鮮肉制品包裝，延長(zhǎng)貨架期并維持良好的賣(mài)相，同時(shí)可針對(duì)魚(yú)肉海鮮類(lèi)產(chǎn)品保鮮。 市場(chǎng)前景與經(jīng)濟(jì)效益： 參考《2006年冷鮮肉行業(yè)預(yù)測(cè)報(bào)告》，若只按我國(guó)豬肉鮮肉的消費(fèi)統(tǒng)計(jì)為例，其中2006年的4600萬(wàn)噸豬肉消費(fèi)量并以每年3%的增長(zhǎng)進(jìn)行保守估計(jì)，由于地域差異冷鮮肉市場(chǎng)目前至少占豬肉鮮肉消費(fèi)的10%。若每500g冷鮮肉需要1片食品保鮮墊計(jì)算（包裝規(guī)格為2000片/箱，100箱/噸），則需求量約為500萬(wàn)箱。若投資400萬(wàn)元建設(shè)年產(chǎn)600噸玉米秸稈的保鮮墊的項(xiàng)目實(shí)施，年可處理廢棄玉米秸稈1800噸，保鮮墊銷(xiāo)售價(jià)格為300元/箱，可實(shí)現(xiàn)年平均銷(xiāo)售收入180萬(wàn)元，靜態(tài)投資回收期為5年左右。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀：隨著超市逐年增加，購(gòu)買(mǎi)帶包裝的鮮肉食物已經(jīng)成為消費(fèi)主流。盡管目前中國(guó)冷鏈已趨于完善和規(guī)范，但冷鮮肉在0～4℃的冷藏溫度并不能完全抑制一些嗜冷微生物的生長(zhǎng)繁殖。因此國(guó)內(nèi)冷鮮肉作為一級(jí)鮮肉的貨架期較短普遍約為2～3天，長(zhǎng)時(shí)間存放后表面褐變及汁液流失較為嚴(yán)重。由于冷鮮肉的保鮮期較短，色澤很難長(zhǎng)期保持，而要向鄉(xiāng)鎮(zhèn)市場(chǎng)拓展并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離配送，解決托盤(pán)中浸出汁液?jiǎn)栴}是關(guān)鍵所在，因此不少企業(yè)對(duì)此望而卻步。國(guó)內(nèi)托盤(pán)冷鮮肉的普遍問(wèn)題在于存放20小時(shí)左右，就會(huì)有大量血水的滲出，由于無(wú)法及時(shí)清除，造成托盤(pán)環(huán)境相對(duì)濕度高，微生物滋長(zhǎng)，肉品表面出現(xiàn)“流汗”現(xiàn)象，感官品質(zhì)明顯降低。目前國(guó)內(nèi)暫未出現(xiàn)自主研發(fā)的食品保鮮墊，且當(dāng)前少數(shù)高檔超市用于冷鮮肉儲(chǔ)藏的保鮮墊屬于進(jìn)口產(chǎn)品，故開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的食品保鮮墊可以廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)鮮肉﹑魚(yú)肉等食物而具有極大的市場(chǎng)前景。 國(guó)外現(xiàn)狀：針對(duì)冷鮮肉長(zhǎng)時(shí)間存放時(shí)汁液浸出而影響貨架期這一突出問(wèn)題。目前歐美多家公司，像美國(guó)瑞安公司采用不同種類(lèi)纖維素和高吸水樹(shù)脂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，重點(diǎn)開(kāi)發(fā)功能纖維材料，其中一個(gè)主要平臺(tái)是開(kāi)發(fā)用于液體持留功能性纖維材料。采用氣流成網(wǎng)技術(shù)使用纖維和吸水樹(shù)脂與熱粘接劑制成保鮮材料，其結(jié)構(gòu)分為內(nèi)外層并覆PE膜的三層結(jié)構(gòu)。保鮮墊應(yīng)用于托盤(pán)包裝的肉類(lèi)、鮮魚(yú)、蔬菜、水果等食物的保鮮中，可將食物由于長(zhǎng)時(shí)間存放時(shí)浸出的液體由外層的毛細(xì)結(jié)構(gòu)吸入內(nèi)部，并由高吸水芯材吸附，在一定程度上抑制了微生物的繁殖，防止浸出液體與食物表面接觸，維持產(chǎn)品良好的感官賣(mài)相同時(shí)延長(zhǎng)貨架期。據(jù)業(yè)內(nèi)行家估算，從2000年以來(lái)到現(xiàn)在，粕漿氣流成網(wǎng)制備的保鮮墊用于食品包裝的生產(chǎn)量已增長(zhǎng)10倍，特別是對(duì)比過(guò)去的多層層壓紙材獨(dú)霸天下的肉食盛盤(pán)和吸液性墊材生產(chǎn)方面更為突出。 同時(shí)，日本椿本興業(yè)公司研究開(kāi)發(fā)出一種具有吸附功能的食品保鮮墊，采用此新興的保鮮墊包裝魚(yú)肉時(shí)，其滲出的液體會(huì)被薄膜表面的微孔吸收，抑制細(xì)菌繁殖，為了增強(qiáng)保鮮的效果，該墊中還添加了功能纖維和能抑制腐敗的酶制劑，特別適于封裝熟食品。
