湿度触发型自发二氧化硫释放装置的优化及其在鲜食葡萄智能包装保鲜中的应用研究

《Food Additives & Contaminants: Part A》：Optimising humidity-triggered spontaneous SO2 releasing devices for intelligent packaging of table grapes during cold storage

随着对环境可持续性和食品安全关注的日益增加，自激活智能包装需求凸显。本研究优化了湿度触发的自发SO2释放装置，探讨了装置构型（包状/片状）、释气通道面积、材料厚度、防腐剂类型及涂覆方式对葡萄保鲜的影响。片状装置中的干法涂布纸展现出理想的SO2释放模式，在65天贮藏期内显著降低葡萄漂白率（9.8%）、脱落率（64.3%）和腐烂率（80.0%），并有效维持果实品质，为鲜食葡萄智能安全包装提供了技术支撑。

　　

随着环境可持续性和食品安全问题的日益凸显，市场对能够自我激活的智能包装需求不断增长。本研究重点优化了一种由湿度触发的自发二氧化硫（SO₂）释放装置，旨在提升鲜食葡萄在冷藏条件下的包装保鲜效果。研究深入探讨了装置构型（包状装置与片状装置）、气体释放通道面积、材料厚度、防腐剂种类以及涂层模式等多种因素对保鲜效果的影响。

在包状装置中，采用纸塑复合材料形成一个腔体，将活性成分封装其中，构成一个密封的小包。而在片状装置中，活性成分被固定在多层复合材料之间，形成扁平片状结构。此外，片状装置中又区分了干法涂布和湿法涂布两种方式：干法涂布纸承载粉末状的活性成分，而湿法涂布纸则将活性成分以溶液形式固定在复合材料之间。

研究结果显示，两种装置的SO₂释放动力学存在显著差异。包状装置能够缓慢释放SO₂，其浓度在20天内逐渐达到峰值（≥10 ppm）后趋于稳定。相比之下，片状装置释放速度更快，在5天内即达到更高的峰值浓度（≥20 ppm），随后下降并维持在一个较低的稳定水平（≤10 ppm）。增加释放通道面积或减薄材料厚度，均能加速包状装置中SO₂的释放。使用粉末状防腐剂以及高含量的辅料会加快SO₂的释放速率，但会导致其稳定浓度降低。

在各类涂层模式中，干法涂布纸表现出最为理想的SO₂释放特性。应用该技术的葡萄在65天的贮藏期内获得了最佳的保鲜效果，表现为最低的漂白率（9.8%），同时显著降低了果实脱落率（64.3%）和腐烂率（80.0%），并将褐变程度控制在3级。与对照组相比，该技术还更好地维持了葡萄的可溶性固形物含量（提升4.4%）、感官评分（提升7分）和商品果率（达到63.9%）。本研究为鲜食葡萄的智能化、安全保障性包装提供了重要的技术进展，有效应对了食品安全领域的相关挑战。