CN104558798B

CN104558798B - 一种茄果类蔬菜棚膜专用防老化调光红色母粒及其制备方法

Info

Publication number: CN104558798B
Application number: CN201410805410.3A
Authority: CN
Inventors: 杨凤娟; 魏珉; 徐静; 米庆华; 王秀峰
Original assignee: Shandong Agricultural University
Current assignee: Shandong Agricultural University
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2034-12-22
Also published as: CN104558798A

Abstract

本发明是属于材料领域，具体涉及一种茄果类蔬菜棚膜专用防老化调光红色母粒及其制备方法，该防老化调光色母粒使用专门选取的红色颜料，并将光稳定剂及抗氧化剂负载于缓释剂上，并以载体树脂为基质，获得了一种专门针对茄果类蔬菜棚膜专用防老化调光红色母粒，添加该母粒制备的专用棚膜不易褪色、使用寿命长，透射光谱红橙光和远红光增加、透光率适中，可明显提高茄果类蔬菜营养品质。

Description

一种茄果类蔬菜棚膜专用防老化调光红色母粒及其制备方法

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种塑料母粒，特别是一种茄果类蔬菜棚膜专用防老化调光红色母粒。

背景技术

植物番茄红素和花青素均为天然功能色素，安全、无毒，具强抗氧化能力，对预防癌症和心脑血管疾病，提高人体免疫力，延缓衰老有显著功效，在医药保健、食品添加剂、化妆品、食用色素等领域应用前景广阔。

番茄红素主要存在于番茄等作物中，番茄除了用于制作番茄酱和番茄汁外，其中的番茄红素还广泛用作食品添加剂、医药原料和高级化妆品等行业。近年来，富含花青素的蓝莓受到食品、保健品行业青睐，市场上价格不菲，供不应求，而茄子果皮中亦富含花青素。

另外，人们普遍认为设施里种出来的果菜味道，总是不如露地上种出来的口感风味好，其主要原因是在果实逐渐成熟时，果实里含有的淀粉酶、中性转化酶、酸性转化酶，在紫外光诱导下将果实中更多的淀粉转化成糖或是酸，让水果更具风味。而设施里的果实不甜不酸，就是因为设施内透过的光质中缺乏促使果实中各种活性酶转化的紫外光。

已有研究表明，改变光质组成，提高红色光比例，可以满足茄果类蔬菜生长发育对光的需求，促进生长发育，提高产品器官中功能色素含量。为此，可通过不同类型棚膜改变进入设施内部的光质成分，进而提高产品中的功能色素含量。

但是，直接以普通红色色母料为助剂生产棚膜，存在以下缺点：一是色母料在强光下易分解，导致棚膜褪色快；二是颜色的不同色度对茄果类蔬菜功能色素形成影响亦不同，单纯采用红色色母粒添加量的增减无法满足茄果类蔬菜功能色素形成以及活性酶转化对透射光质的需求，且色母粒选用不当会造成品质变差或减产；三是为延长棚膜使用寿命，在加工工艺中添加普通红色母粒后，必须另外添加抗老化母粒，由于组分相容性的原因，经常会导致棚膜的强度下降，同时耐候性也会有所降低，进而导致茄果类蔬菜生产受到严重影响。

发明内容

本发明针对现有色母粒存在的诸多不足之处，提供了一种茄果类蔬菜棚膜专用防老化调光红色母粒及其制备方法，该防老化调光色母粒使用专门选取的红色颜料，并将光稳定剂及抗氧化剂负载于缓释剂上，并以载体树脂为基质，获得了一种专门针对茄果类蔬菜棚膜专用防老化调光红色母粒，添加该母粒制备的专用棚膜不易褪色、使用寿命长，透射光谱红橙光和远红光增加、透光率适中，有利于茄果类蔬菜生长发育，其果实功能色素和可溶性糖含量显著提高，可明显提高茄果类蔬菜营养品质。

本发明的具体技术方案是：

一种茄果类蔬菜棚膜专用防老化调光红色母粒，其组分按重量份计为：

载体树脂70-80份，红色颜料10-20份，分散剂5-15份，缓释剂0.5-2份，光稳定剂0.2-3份，抗氧化剂0.2-1.5份；

其中所述的载体树脂为LLDPE、LDPE、mLLDPE、EVA中的一种或多种；

所述的红色颜料为有机红颜料和复合无机红颜料的混合物；

所述的缓释剂为蒙脱土、蛭石、硅藻土、类水滑石中的一种或多种；

所述的分散剂为硬脂酸、硬脂酸锌、聚乙烯蜡、EVA蜡中的一种或多种。

所述的抗氧化剂为复合型抗氧剂B215或抗氧剂中的一种或两种；

所述的光稳定剂为复合光稳定剂HS-362或光稳定剂中的一种或两种；

更进一步的所述的有机红颜料为偶氮类或喹吖啶酮类或苯并咪唑酮类或吡咯并吡咯二酮类；

所述的复合无机红颜料选自环保镉红P.R.108、透明氧化铁红L2715D和硫化铈LANTHANUM中的两种或三种的任意比混合物；

上述复合无机红颜料与有机红颜料的重量比为1/5-1/2。

之所以采用上述的组分选择，主要原因在于：

基质树脂选用的LLDPE、LDPE、mLLDPE和EVA为棚膜的常用材料，既适用于单层聚烯烃类薄膜，也适合聚烯烃类多材料多层共挤薄膜，具有较好的相容性，选择上述基质树脂原料易得且成本较低，可以与现有的各种棚膜混合使用。

所选用的颜料中有机红颜料和复合无机红颜料均为耐候性较高的颜料，强光照环境下不易褪色；另外，有机红颜料与复合无机红颜料按照上述比例进行复配，能达到茄果类蔬菜生长对光质的需求，使得棚膜的透射光谱发生变化，在一定范围内提高棚膜的紫外光和红橙光透射率，可显著提高茄果类蔬菜中功能色素含量，并增加茄果类蔬菜的口感风味。

本发明的另外一个特点就是选用了蒙脱土、蛭石、硅藻土、或类水滑石作为缓释剂，上述物质均为层状或中空多微孔结构，可将优选的光稳定剂和抗氧化剂负载其中，可以有效延缓棚膜的老化，使得棚膜可以多次重复使用。

复合无机红颜料与有机红颜料的重量比为1/5-1/2，缓释剂用量在母粒总用料中不超过2份，若超出此范围，会影响光强及红橙光、紫外光的透射比率，并最终影响茄果类蔬菜的光合速率以及活性酶转化率，降低产量，影响品质。

此外，本发明还提供了上述棚膜母粒的制备方法，具体步骤如下：

步骤一：首先将抗氧化剂、光稳定剂、缓释剂按比例配料，置于搅拌容器中，以有机溶剂混合，搅拌器以30-70r/min的转速搅拌均匀后，在30-60℃下加热搅拌5-15min，得混合原料；

步骤二：将载体树脂、颜料、分散剂以及步骤一中所述混合原料加入高速混合机中混合15-30min，转速为600-650r/min，或在密炼机中混炼20-40min，密炼温度为150-200℃，得混合料；

步骤三：将步骤二中的混合料采用双螺杆挤出机进行熔融共混造粒，螺杆各区温度为170-200℃，螺杆转速为80-300r/min，干燥即得茄果类蔬菜棚膜专用防老化调光红色母粒。

其中步骤一中所述有机溶剂为丙酮或环己烷或甲醇或乙醇，有机溶剂的用量为使光稳定剂和抗氧化剂完全溶解为准。

采用上述的制备方法，可以利用缓释剂层状或中空多微孔结构，将优选的光稳定剂和抗氧化剂负载其中，可以有效延缓棚膜的老化，使得棚膜可以多次重复使用。之后才加入载体树脂等物质进行混合，使得各种物料间的相互作用更加紧密，最终获得的母粒性能更佳。

综上所述，采用本发明所提供的这种专门针对茄果类蔬菜棚膜专用防老化调光红色母粒，具有以下优点：

1)本发明生产的专用防老化调光红色母粒与载体树脂混合后生产的棚膜，具有透射光谱中紫外光和红橙光增加、透光率适中、耐候性好的特点，功能期能够满足茄果类蔬菜生长发育的需求，使用寿命较长，克服现有技术中红色母粒应用于棚膜存在的色度差别大、光质难调节、易褪色、耐候性差等问题；

2)加入本发明产品所生产的棚膜栽培茄果类蔬菜，可显著提高其功能色素和可溶性糖含量，改善品质；

3)本发明的母粒，性能稳定，集多种功能于一体，对棚膜载体树脂机械强度影响低；

4)本发明的母粒制备方法简单实用，应用前景广泛。

附图说明

图1为不同处理下番茄果实中番茄红素(A)和可溶糖(B)含量的变化柱状图；

图2为不同处理下茄子果皮花青素(A)和果肉可溶性糖(B)含量的变化柱状图。

具体实施方式

实施例1

一种茄果类蔬菜棚膜专用防老化调光红色母粒，其组分组成如下：

LLDPE粉料20kg，有机红吡咯并吡咯二酮颜料PR254 2.5kg，环保镉红P.R.1080.5kg、透明氧化铁红L2715D 0.5kg，蒙脱土0.15kg，硬脂酸锌0.5kg，聚乙烯蜡1kg，光稳定剂HS-362 0.2kg，抗氧化剂B215 0.1kg；

其制备方法包括以下步骤：

步骤一：首先将抗氧化剂、光稳定剂、缓释剂按比例配料，置于搅拌容器中，以有机溶剂混合，搅拌器以30r/min的转速搅拌均匀后，在30℃下加热搅拌15min，得混合原料；

步骤二：将载体树脂、颜料、分散剂以及步骤一中所述混合原料加入高速混合机中混合15-30min，转速为610r/min，或在密炼机中混炼20-40min，密炼温度为150-200℃，得混合料；

上述步骤一中所述有机溶剂为环己烷，其用量为使光稳定剂HS-362、抗氧化剂B215完全溶解为准，当茄果类蔬菜棚膜专用防老化调光红色母粒制备完成之后，有机溶剂环己烷完全挥发。

实施例2

EVA 20kg，有机红喹吖啶酮颜料PR122 1.5kg，有机红偶氮颜料耐晒红BBS 1.5kg，环保镉红P.R.108 0.3kg、透明氧化铁红L2715D 0.5kg，硫化铈LANTHANUM 0.2kg，EVA蜡0.5kg，硬脂酸锌0.5kg，聚乙烯蜡1kg，硅藻土0.5kg，光稳定剂0.25kg，抗氧化剂0.1kg；

其制备方法包括以下步骤：

上述步骤一中所述有机溶剂为乙醇，其用量为使光稳定剂抗氧化剂完全溶解，当茄果类蔬菜棚膜专用防老化调光红色母粒制备完成之后，有机溶剂乙醇完全挥发。

实施例3

LLDPE 15kg，EVA 5kg，有机红吡咯并吡咯二酮颜料PR254 2.0kg，透明氧化铁红L2715D 0.2kg，硫化铈LANTHANUM 0.3kg，蛭石0.15kg，硬脂酸0.5kg，EVA蜡0.5kg，聚乙烯蜡1kg，光稳定剂0.3kg，抗氧化剂0.1kg。

其制备方法包括以下步骤：

实施例4

LLDPE 15kg，LDPE 5kg，EVA 5kg，有机红偶氮颜料耐晒红BBS 2.0kg，有机红苯并咪唑酮颜料PR208 0.4kg，有机红喹吖啶酮颜料酞菁红0.5kg，环保镉红P.R.108 0.3kg，硫化铈LANTHANUM 0.4kg，硬脂酸0.2kg，EVA蜡0.5kg，聚乙烯蜡1kg，类水滑石0.16kg，光稳定剂0.2kg，光稳定剂HS-362 0.1kg，抗氧化剂0.1kg，抗氧剂B215 0.15kg；

其制备方法包括以下步骤：

上述步骤一中所述有机溶剂为甲醇和丙酮，其用量为使光稳定剂 HS-362，抗氧化剂B215完全溶解，当茄果类蔬菜棚膜专用防老化调光红色母粒制备完成之后，有机溶剂甲醇和丙酮完全挥发。

实验例

将实施例1、2制备的茄果类蔬菜棚膜专用防老化调光红色母粒应用于聚乙烯棚膜的生产过程中，其中所述的聚乙烯棚膜中的重量百份比为LLDPE 75％，LDPE 21％，余量的4％为本发明母粒或LDPE。

将上述的组分材料置于高速混合机中搅拌15min，经均匀混合后，通过双螺杆挤出造粒，将混合料置于挤出吹膜机的料斗中，挤出吹塑成均匀筒状薄膜(薄膜厚度为0.08mm)，经裁切、分卷制成薄膜，分别标记为：实施膜1、实施膜2。未添加本发明棚膜专用母粒制成的薄膜，标记为：无色膜。

为使光强一致，选用无色纱网进行覆盖调整，使光强误差不超过5％。扣好拱棚后，于晴天上午采用产自美国的Unispec TM光谱分析***，测定分析覆盖后各拱棚内透过光的光谱组成，测定波段为300-1100nm。其应用效果如下表1所示：

对茄果类蔬菜功能色素和可溶性糖含量的影响如图1-2所示：

由图1可知，与无色膜相比，实施膜1和实施膜2覆盖下番茄红素含量分别增加10.9％和25.0％；可溶性糖含量分别增加13.0％和16.4％，差异显著；

图2所示，与无色膜相比，实施膜1和实施膜2覆盖下，茄子果皮花青素含量分别增加16.3％和9.8％；果肉可溶性糖含量分别增加16.2％和13.5％，差异显著；

可见添加该母粒制备的专用棚膜不易褪色、使用寿命长，透射光谱红橙光和远红光增加、透光率适中，有利于茄果类蔬菜生长发育，其果实功能色素和可溶性糖含量显著提高，可明显提高茄果类蔬菜营养品质。

Claims

1.一种茄果类蔬菜棚膜专用防老化调光红色母粒，其特征在于：其主要组分按重量份计为：

所述的分散剂为硬脂酸、硬脂酸锌、聚乙烯蜡、EVA蜡中的一种或多种；

所述的红色颜料为有机红颜料和复合无机红颜料的混合物；

所述的有机红颜料为偶氮类或喹吖啶酮类或苯并咪唑酮类或吡咯并吡咯二酮类；

上述复合无机红颜料与有机红颜料的重量比为1/5-1/2。

2.权利要求1所述茄果类蔬菜棚膜专用防老化调光红色母粒的制备方法，其具体步骤如下：

步骤一：首先将抗氧化剂、光稳定剂按比例用有机溶剂完全溶解，之后与缓释剂按比例配料混合，置于搅拌容器中，搅拌器以30～70r/min的转速搅拌均匀后，在30～60℃温度下搅拌5～15min，得混合原料；

步骤二：将载体树脂、红色颜料、分散剂按比例与步骤一中获得的混合原料加入高速混合机中混合15-30min，转速为600-650r/min，或在密炼机中混炼20-40min，密炼温度为150-200℃，得混合料；

步骤三：将步骤二中的混合料采用双螺杆挤出机进行熔融共混造粒，螺杆各区温度为170-200℃，螺杆转速为80-300r/min，造粒干燥即得目标母粒。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤一中所述有机溶剂为丙酮或环己烷或甲醇或乙醇，有机溶剂的用量为使光稳定剂和抗氧化剂完全溶解为准。