塑膠專欄
活性薄膜技術應用
塑膠膜板
活性薄膜技術應用 塑膠中心 技術研發部 曾向榮博士
摘要
活性薄膜技術主要是應用在蔬果保鮮，利用中心的專利製程製造活性點，此活性點可以將乙烯吸附並進一步轉化，使其無法對蔬果表面的乙烯受體進行催熟，進而延緩蔬果老化達到保鮮功能。目前此技術已申請獲得台灣、中國、美國、日本、德國等五國專利，本專利生產的活性薄膜，進一步的可以使其利用長程運輸，輔助台灣農產行銷國際。
前言
台灣地處於熱帶及亞熱帶地區，熱帶水果種類多，無論是品種改良及產量提升等栽培技術都非常先進。然而，每到豐收的時刻，果體採收後的保鮮問題卻常讓果農傷透腦筋。除了僱工外，全家老小全都要總動員，經常清晨4點不到就開始忙著採收。在長則1星期，短則1天的時間內，就要完成採收、修整、塗臘、防腐、檢疫處理、選別、分級、包裝、儲存及配送工作，趕緊趁水果沒變黑、沒爛掉前，將新鮮的水果送到消費者的手中。
將有生命的蔬果從農場採收後送到消費者手中，真是一場與時間賽跑的苦戰。根據塑膠工程期刊的統計，蔬果從農場到餐桌的過程中，將近有40%的蔬果損耗。多數農民關心如何種得好，但不在意如何儲存保鮮，反而是盤商、運銷商更了解蔬果採後處理有哪些狀況。不過現在自產自銷農民增多，也會直接收到消費者「客訴」，才開始重視採後處理與保鮮問題。近年來大陸更傳出以噴灑硫化物達到保持荔枝外觀色澤來提升買氣，或將柑橘類作物以浸泡化學藥劑的方式來保鮮，引起消費者憂心。台灣對於蔬果毒藥物殘留監測與管控相當嚴格，除了外銷前進行薰蒸消毒之外，在國內上市也必須經過抽樣檢測，不會以添加危害人體的藥物來保鮮短期性的蔬果，相對的是利用先進的低溫冷藏設施或者發展其他更具競爭性的包裝技術來延長蔬果保鮮期。
若可以減少蔬果採收後的損耗，則相對地就可提高銷售量；但想要降低損耗就需要良好的保鮮技術，而好的技術需要因應水果採收後的生理變化，才能發揮保鮮效果。蔬果採收後除了無法繼續從樹體得到水分和養分外，其他像呼吸作用、蒸散作用以及產生乙烯等新陳代謝都仍持續進行，溫度是蔬果保鮮最重要的手段，因為低溫可以讓植物組織呼吸代謝變慢，減少蒸散失水，提高儲藏性。
保鮮技術
蔬果保鮮控制最重視的四個因子為：溫度、水分、氣體及抑菌。
溫度的控制是影響蔬果老化代謝的重要環境因子，採收後以預冷藏方式散去田間熱，透過冷鏈物流在運銷過程中維持低溫，在零售末端亦存放在冷藏展售架，已經成為目前蔬果基本保鮮處理方式。但是台灣地屬亞熱帶區域，像是木瓜、芒果、香蕉這些有具有後熟期的蔬果最適貯存溫度是12℃〜15℃，因對低溫敏感，尚未後熟軟化的這類蔬果，就不適合以一般家用冰箱5℃冷藏。
水分的控制重點在減少水分的逸失，避免蒸散作用，葉菜類尤其明顯。蔬果包裝袋有許多功能，除了收納、方便交易、提供生產資訊給消費者，也提供保護，因為袋體可隔離外界，製造一個水氣平衡的環境，讓袋內維持一定濕度，此舉有益於維持蔬果的脆度，但當某些蔬果的表面積大且呼吸作用旺盛時，仍須利用大孔洞來逸散過多的水氣，以免水氣過多反而容易造成腐爛。
氣體的控制是更積極的作法，採取「氣調包裝」，利用薄膜包裝蔬果，讓產品在具輕微透氣性包裝材料密封下，藉由本身的呼吸作用降低氧、提高二氧化碳濃度，營造出一個低氧高二氧化碳的環境，此環境有益於減緩蔬果的代謝，延長其鮮度的保存。甚至會有因此理論，而在產地分級包裝時，在裝入去田間熱的蔬果後，直接對袋體內充填低氧高二氧化碳比例的氣體，來減緩蔬果的代謝。甚而有進一步在薄膜或袋體中添加像是碳酸鈣、高嶺土等多孔性材料，對乙烯進行吸附作用，此即為目前市面上販售之高級蔬果保鮮袋。
細菌的生長當進入對數生長期，其增殖快速，甚至易引起果體腐敗發酵，所以當薄膜或袋體有防黴抑菌功能時，能大幅度的減緩細菌在薄膜或袋體上的增長，使果體的腐敗速度延緩，進而增加蔬果的鮮度維持率。
中心的專利技術及布局
乙烯是後熟老化荷爾蒙之一，它會刺激呼吸作用、提早更年期產生、促進葉綠素的分解和離層產生，使水果產生黃化及脫粒現象。除了環境污染外，水果本身也會釋放，釋放率又因種類及品種不同而有所差異。要避免乙烯造成果體老化就要規避乙烯、去除乙烯或抑制乙烯，如下圖一所示。
圖一、打破乙烯自我催熟反應示意圖
因應水果採收後容易自行產生乙烯氣體、刺激呼吸作用，本中心開發了「活性薄膜技術」，運用了氣體調控技術、防黴抑菌機能設計及無機物分散技術等，發展蔬菜、水果及花卉保鮮袋，可控制袋體內蔬果自行產生的乙烯氣體含量，以減緩蔬果花卉的熟化作用，進一步達到延長保鮮期之目的。另外，防黴抑菌材質的包裝亦可減少果體腐敗發酵。於荔枝、蘋果、芭樂、芒果和小黃瓜等蔬果的實際測試結果顯示，蔬果保鮮期可延長，讓每個蔬果都新鮮健康，就像剛從農場摘下到消費者口中一樣。
目前中心對蔬果保鮮活性薄膜的專利已經佈局全球，並取得台灣、中國、美國、日本、德國等五國專利，同時歐盟經濟體的專利也已送件，正在進行實質審核程序中。
應用及市場面
目前國內所使用的蔬果花卉包裝為一般聚乙烯(PE)薄膜，不具保鮮效果，而塑膠產業雖有抗菌薄膜製造，但通常價格昂貴，目前並未應用在蔬果花卉的包裝上。本中心研發乙烯氣體吸附及防黴抑菌機能薄膜不但可以延長儲存期，更降低新鮮蔬果損壞、勞力、冷藏運輸和農產品品牌損失相關成本。而增長保鮮期就更可以允許船運或陸運取代空運，並降低運輸和保險成本，並能延長販售期以增加利潤。
目前中心對蔬果保鮮活性薄膜的應用，在實驗室獲得良好結果呈現如圖二。第2天未套袋的荔枝殼幾乎變褐色，而套一般PE袋的荔枝殼部分變褐色；到第7天套一般PE袋的荔枝殼幾乎變褐色；到第17天套PIDC的荔枝殼部分變褐色。進一步有合作社利用此活性薄膜協助，以船運荔枝至新加坡銷售，獲得良好的鮮度維持。有機小黃瓜亦有良好保鮮結果如圖三，第7天時未套袋及套一般PE袋的小黃瓜均變軟且表面開始變黃，且未套袋小黃瓜失水嚴重，到第11天套PIDC袋小黃瓜仍完好，其餘均腐敗。
保鮮用活性薄膜的產值，單是最早投入的以色列PBI股份有限公司，其下的七個生產工廠，就造就年銷售額超過10億美元的市場。而在美國直接販售給消費者的保鮮袋，在電商一個袋子的售價折合台幣即為15〜20元，是個具高附加價值的產品。
圖二、玉荷包保鮮測試照片(6℃)
圖三、有機小黃瓜保鮮測試(室溫)
結論
當綠色材料及減廢議題當道時，塑膠中心推出活性薄膜技術，對塑膠業界是一功能性薄膜的成功開發。對農業來說還達到減少蔬果浪費並維持品相價值，進一步的可以使其利用長程運輸，將之運往國外銷售，輔助台灣農產行銷國際。
摘要
活性薄膜技術主要是應用在蔬果保鮮，利用中心的專利製程製造活性點，此活性點可以將乙烯吸附並進一步轉化，使其無法對蔬果表面的乙烯受體進行催熟，進而延緩蔬果老化達到保鮮功能。目前此技術已申請獲得台灣、中國、美國、日本、德國等五國專利，本專利生產的活性薄膜，進一步的可以使其利用長程運輸，輔助台灣農產行銷國際。
前言
台灣地處於熱帶及亞熱帶地區，熱帶水果種類多，無論是品種改良及產量提升等栽培技術都非常先進。然而，每到豐收的時刻，果體採收後的保鮮問題卻常讓果農傷透腦筋。除了僱工外，全家老小全都要總動員，經常清晨4點不到就開始忙著採收。在長則1星期，短則1天的時間內，就要完成採收、修整、塗臘、防腐、檢疫處理、選別、分級、包裝、儲存及配送工作，趕緊趁水果沒變黑、沒爛掉前，將新鮮的水果送到消費者的手中。
將有生命的蔬果從農場採收後送到消費者手中，真是一場與時間賽跑的苦戰。根據塑膠工程期刊的統計，蔬果從農場到餐桌的過程中，將近有40%的蔬果損耗。多數農民關心如何種得好，但不在意如何儲存保鮮，反而是盤商、運銷商更了解蔬果採後處理有哪些狀況。不過現在自產自銷農民增多，也會直接收到消費者「客訴」，才開始重視採後處理與保鮮問題。近年來大陸更傳出以噴灑硫化物達到保持荔枝外觀色澤來提升買氣，或將柑橘類作物以浸泡化學藥劑的方式來保鮮，引起消費者憂心。台灣對於蔬果毒藥物殘留監測與管控相當嚴格，除了外銷前進行薰蒸消毒之外，在國內上市也必須經過抽樣檢測，不會以添加危害人體的藥物來保鮮短期性的蔬果，相對的是利用先進的低溫冷藏設施或者發展其他更具競爭性的包裝技術來延長蔬果保鮮期。
若可以減少蔬果採收後的損耗，則相對地就可提高銷售量；但想要降低損耗就需要良好的保鮮技術，而好的技術需要因應水果採收後的生理變化，才能發揮保鮮效果。蔬果採收後除了無法繼續從樹體得到水分和養分外，其他像呼吸作用、蒸散作用以及產生乙烯等新陳代謝都仍持續進行，溫度是蔬果保鮮最重要的手段，因為低溫可以讓植物組織呼吸代謝變慢，減少蒸散失水，提高儲藏性。
保鮮技術
蔬果保鮮控制最重視的四個因子為：溫度、水分、氣體及抑菌。
溫度的控制是影響蔬果老化代謝的重要環境因子，採收後以預冷藏方式散去田間熱，透過冷鏈物流在運銷過程中維持低溫，在零售末端亦存放在冷藏展售架，已經成為目前蔬果基本保鮮處理方式。但是台灣地屬亞熱帶區域，像是木瓜、芒果、香蕉這些有具有後熟期的蔬果最適貯存溫度是12℃〜15℃，因對低溫敏感，尚未後熟軟化的這類蔬果，就不適合以一般家用冰箱5℃冷藏。
水分的控制重點在減少水分的逸失，避免蒸散作用，葉菜類尤其明顯。蔬果包裝袋有許多功能，除了收納、方便交易、提供生產資訊給消費者，也提供保護，因為袋體可隔離外界，製造一個水氣平衡的環境，讓袋內維持一定濕度，此舉有益於維持蔬果的脆度，但當某些蔬果的表面積大且呼吸作用旺盛時，仍須利用大孔洞來逸散過多的水氣，以免水氣過多反而容易造成腐爛。
氣體的控制是更積極的作法，採取「氣調包裝」，利用薄膜包裝蔬果，讓產品在具輕微透氣性包裝材料密封下，藉由本身的呼吸作用降低氧、提高二氧化碳濃度，營造出一個低氧高二氧化碳的環境，此環境有益於減緩蔬果的代謝，延長其鮮度的保存。甚至會有因此理論，而在產地分級包裝時，在裝入去田間熱的蔬果後，直接對袋體內充填低氧高二氧化碳比例的氣體，來減緩蔬果的代謝。甚而有進一步在薄膜或袋體中添加像是碳酸鈣、高嶺土等多孔性材料，對乙烯進行吸附作用，此即為目前市面上販售之高級蔬果保鮮袋。
細菌的生長當進入對數生長期，其增殖快速，甚至易引起果體腐敗發酵，所以當薄膜或袋體有防黴抑菌功能時，能大幅度的減緩細菌在薄膜或袋體上的增長，使果體的腐敗速度延緩，進而增加蔬果的鮮度維持率。
中心的專利技術及布局
乙烯是後熟老化荷爾蒙之一，它會刺激呼吸作用、提早更年期產生、促進葉綠素的分解和離層產生，使水果產生黃化及脫粒現象。除了環境污染外，水果本身也會釋放，釋放率又因種類及品種不同而有所差異。要避免乙烯造成果體老化就要規避乙烯、去除乙烯或抑制乙烯，如下圖一所示。
圖一、打破乙烯自我催熟反應示意圖
因應水果採收後容易自行產生乙烯氣體、刺激呼吸作用，本中心開發了「活性薄膜技術」，運用了氣體調控技術、防黴抑菌機能設計及無機物分散技術等，發展蔬菜、水果及花卉保鮮袋，可控制袋體內蔬果自行產生的乙烯氣體含量，以減緩蔬果花卉的熟化作用，進一步達到延長保鮮期之目的。另外，防黴抑菌材質的包裝亦可減少果體腐敗發酵。於荔枝、蘋果、芭樂、芒果和小黃瓜等蔬果的實際測試結果顯示，蔬果保鮮期可延長，讓每個蔬果都新鮮健康，就像剛從農場摘下到消費者口中一樣。
目前中心對蔬果保鮮活性薄膜的專利已經佈局全球，並取得台灣、中國、美國、日本、德國等五國專利，同時歐盟經濟體的專利也已送件，正在進行實質審核程序中。
應用及市場面
目前國內所使用的蔬果花卉包裝為一般聚乙烯(PE)薄膜，不具保鮮效果，而塑膠產業雖有抗菌薄膜製造，但通常價格昂貴，目前並未應用在蔬果花卉的包裝上。本中心研發乙烯氣體吸附及防黴抑菌機能薄膜不但可以延長儲存期，更降低新鮮蔬果損壞、勞力、冷藏運輸和農產品品牌損失相關成本。而增長保鮮期就更可以允許船運或陸運取代空運，並降低運輸和保險成本，並能延長販售期以增加利潤。
目前中心對蔬果保鮮活性薄膜的應用，在實驗室獲得良好結果呈現如圖二。第2天未套袋的荔枝殼幾乎變褐色，而套一般PE袋的荔枝殼部分變褐色；到第7天套一般PE袋的荔枝殼幾乎變褐色；到第17天套PIDC的荔枝殼部分變褐色。進一步有合作社利用此活性薄膜協助，以船運荔枝至新加坡銷售，獲得良好的鮮度維持。有機小黃瓜亦有良好保鮮結果如圖三，第7天時未套袋及套一般PE袋的小黃瓜均變軟且表面開始變黃，且未套袋小黃瓜失水嚴重，到第11天套PIDC袋小黃瓜仍完好，其餘均腐敗。
保鮮用活性薄膜的產值，單是最早投入的以色列PBI股份有限公司，其下的七個生產工廠，就造就年銷售額超過10億美元的市場。而在美國直接販售給消費者的保鮮袋，在電商一個袋子的售價折合台幣即為15〜20元，是個具高附加價值的產品。
結論
當綠色材料及減廢議題當道時，塑膠中心推出活性薄膜技術，對塑膠業界是一功能性薄膜的成功開發。對農業來說還達到減少蔬果浪費並維持品相價值，進一步的可以使其利用長程運輸，將之運往國外銷售，輔助台灣農產行銷國際。