CN102511544A

CN102511544A - 一种果蔬保鲜防腐剂

Info

Publication number: CN102511544A
Application number: CN2011103875196A
Authority: CN
Inventors: 王丽娜
Original assignee: RONGCHENG BAIHE BIOLOGY TECHNOLOGICAL CO Ltd
Current assignee: RONGCHENG BAIHE BIOLOGY TECHNOLOGICAL CO Ltd
Priority date: 2011-11-21
Filing date: 2011-11-21
Publication date: 2012-06-27

Abstract

本发明涉及一种含有壳聚糖的果蔬保鲜防腐剂，其包括重量百分比分别为：壳聚糖溶液30～70％，氯化钠电解液20～50％、香芹酚溶液1～10％、麝香草酚溶液1～10％，其中，壳聚糖溶液的浓度为100～2000ppm，氯化钠电解液的有效氯离子浓度为30～50ppm，香芹酚溶液、麝香草酚溶液的浓度分别为400～3200ppm。本发明果蔬保鲜防腐剂的各组分复合搭配使用，提高了杀菌、抑菌的范围和能力，具有配制简便、天然无毒、安全性高的优点，处理后的果蔬色泽鲜亮、风味好。

Description

一种果蔬保鲜防腐剂

技术领域

本发明涉及一种以液体形式的、水果或蔬菜的保存，尤其是一种含有壳聚糖的果蔬保鲜防腐剂。

背景技术

果蔬在低度加工后到货架上出售这一段时期，要对其品质、风味、营养成分和外观进行维持，以提高商品价值。对果蔬进行保鲜防腐处理是其维持手段。目前，果蔬保鲜防腐处理主要有两个方面：一是抑制果蔬的新陈代谢活动，使其内部的各种生理生化过程减缓，防止自然水分的散失，最大限度地保持果蔬的风味和品质：二是阻断周围环境中的各种微生物侵染果蔬表层，防止果蔬腐烂变质。随着人们健康意识的提高，合成的化学保鲜防腐剂引起人们对其安全性的顾虑和生态环保的考虑，使用越来越少。

经研究发现：壳聚糖是甲壳素经化学处理后脱乙酰基的产物，是自然界中唯一的天然碱性多糖，其分子内含有羟基和氨基具有良好的成膜性。将壳聚糖溶液喷涂到果蔬表面后，在果蔬表面上形成一层无色透明的可食性半透膜，阻止外界的空气进入膜层内，抑制果蔬的呼吸代谢强度和防止水分散失，延长果蔬的采后寿命。同时，壳聚糖具有良好的抑菌作用，能够显著延长果蔬贮藏时间，达到保鲜防腐目的。近年来，关于壳聚糖保鲜防腐应用的报道很多，例如，公开号为CN1173999的专利申请公开了一种食品保鲜防腐剂及其制备方法，其是以壳聚糖、大豆磷脂、有机酸(或无机酸)、乙醇、水按适当比例配制而成。又如，公开号为CN1792179的专利申请公开了一种果蔬保鲜剂及其制备方法，其是由壳聚糖、乌饭树叶提取物、杨梅树叶提取物、有机酸、钙盐、乙醇和水组成。上述公开文件中所公开的保鲜防腐剂虽均具有杀菌、抑菌、防腐、保鲜作用，但是其抑制真菌的作用不显著，并且保鲜防腐处理后的果蔬存在着风味及外在感观差的不足。

发明内容

为了克服现有技术中果蔬保鲜防腐剂抑制真菌的作用不显著及处理后的果蔬风味、外在感观差的不足，本提供一种配制简便、安全性高、天然无毒的果蔬保鲜防腐剂。该果蔬保鲜防腐剂不仅具有较强的抑制细菌、真菌能力和果蔬的生理作用，而且处理后的果蔬水分散失少，色泽、风味俱佳。

发明内容

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种果蔬保鲜防腐剂，其包括壳聚糖溶液，其特征在于：其还包括氯化钠电解液、香芹酚溶液和麝香草酚溶液，在该果蔬保鲜防腐剂中各组分的重量百分比分别为：壳聚糖溶液30～70％，氯化钠电解液20～50％、香芹酚溶液1～10％、麝香草酚溶液1～10％，其中，所述的壳聚糖溶液的浓度为100～2000ppm，所述的氯化钠电解液的有效氯离子浓度为30～50ppm，所述的香芹酚溶液、麝香草酚溶液的浓度分别为400～3200ppm。

上述的果蔬保鲜防腐剂，其各组分的重量百分比分别为：壳聚糖溶液60％，氯化钠电解液30％、香芹酚溶液5％、麝香草酚溶液5％，其中，所述的壳聚糖溶液的浓度为1200ppm，所述的氯化钠电解液的有效氯离子浓度为45ppm，所述的香芹酚溶液、麝香草酚溶液的浓度分别为1600ppm。

上述的壳聚糖溶液是将壳聚糖单体用醋酸溶解，用NaOH调节PH值而成，其中壳聚糖单体纯度控制为75-95％。

上述的香芹酚溶液、麝香草酚溶液是将香芹酚、麝香草酚原液用乙醇溶液稀释而成。

本发明是以壳聚糖为主要原料，添加氯化钠电解液、香芹酚溶液和麝香草酚溶液而组成果蔬保鲜防腐剂。在该果蔬保鲜防腐剂中壳聚糖与生物体具有良好的亲和相容性，并对人体具有一定的生理保健功能，为可食性物质。壳聚糖溶液喷涂于果蔬表面，溶剂挥发后，在果蔬表面形成一层透明无色薄膜，可以对各种气体分子增加穿透阻力，形成了一种微气调环境。一方面阻止外界的空气进入膜层内，另一方面使果蔬组织内的CO₂含量增加，氧气含量降低，抑制了果蔬的呼吸代谢强度和水分散失，减缓果蔬组织和结构衰老，有效地延长果蔬的采后寿命。同时，壳聚糖在微酸环境中具有较强的抑制细菌、真菌抗菌作用。因此，果蔬在壳聚糖的作用下，既能进行有氧呼吸，又能防止水分散失过快，保证了内部组织的饱满，并能抑制微生物入侵，能显著延长贮藏时间；所采用的氯化钠电解液的抗细菌效应是来自表面活性剂，氯化钠电解液很容易的接近微生物表面，在微环境中产生羟基(OH)和次氯酸(HOCl)，羟基(OH)和氯离子(Cl)使细胞质酶类失去活性并且破环细菌外膜，而导致细菌死亡；所采用的香芹酚溶液和麝香草酚溶液为挥发油溶液，其挥发油存在于天然植物的精油中，含有天然活性因子酚类，这酚类因子具有很强的膜渗透力，能够增强ATP反渗透能力从而达到破环细菌细胞的作用，抑制微生物和化学腐败，并且香芹酚溶液和麝香草酚溶液能随水蒸汽挥发，果蔬上的残留少，并且这类挥发油溶液可对果蔬的感官进行改变，使处理后的果蔬色泽鲜亮，风味好。壳聚糖溶液、氯化钠电解液、香芹酚溶液和麝香草酚溶液复合搭配使用，增加了相互协同作用，提高了杀菌、抑菌的范围和能力，特别是对真菌的抑制作用显著，相比以往壳聚糖单体延长贮藏期14天左右。

本发明的有益效果是：本发明具有配制简便、天然无毒、安全性高、杀菌抑菌范围广且能力强的优点，能够减少果蔬的水分散失，使其色泽、风味俱佳，并有效延长果蔬的贮藏期。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种果蔬保鲜防腐剂，由壳聚糖溶液、氯化钠电解液、香芹酚溶液和麝香草酚溶液组成，其各组分的重量百分比分别为：壳聚糖溶液60％，氯化钠电解液30％、香芹酚溶液5％、麝香草酚溶液5％，其中，壳聚糖溶液的浓度为1200ppm，氯化钠电解液的有效氯离子浓度为45ppm，香芹酚溶液浓度为1600ppm，麝香草酚溶液的浓度为1600ppm。其中，壳聚糖溶液是将壳聚糖单体用浓度为2.5％的醋酸溶解，用NaOH调节PH值至5.5而成，其中壳聚糖单体纯度为94％。本实施例的果蔬保鲜防腐剂，其用于菠萝水果时保鲜防腐效果较为明显。

实施例2

一种果蔬保鲜防腐剂，由壳聚糖溶液、氯化钠电解液、香芹酚溶液和麝香草酚溶液组成，其各组分的重量百分比分别为：壳聚糖溶液70％，氯化钠电解液25％、香芹酚溶液1％、麝香草酚溶液4％，其中，壳聚糖溶液的浓度为100ppm，氯化钠电解液的有效氯离子浓度为43ppm，香芹酚溶液浓度为3200ppm，麝香草酚溶液的浓度为2200ppm。香芹酚溶液和麝香草酚溶液15％，壳聚糖单体为1200ppm、EW的有效氯离子45ppm、Ca+Ty的组合浓度为1600ppm。壳聚糖溶液是将壳聚糖单体用浓度为2.5％的醋酸溶解，用NaOH调节PH值至5，过滤而成，其中壳聚糖单体纯度为75％。本实施例的果蔬保鲜防腐剂，其用于葡萄时保鲜防腐效果较为明显。

实施例3

一种果蔬保鲜防腐剂，由壳聚糖溶液、氯化钠电解液、香芹酚溶液和麝香草酚溶液组成，其各组分的重量百分比分别为：壳聚糖溶液50％，氯化钠电解液41％、香芹酚溶液8％、麝香草酚溶液1％，其中，壳聚糖溶液的浓度为400ppm，氯化钠电解液的有效氯离子浓度为40ppm，香芹酚溶液浓度为1000ppm，麝香草酚溶液的浓度为3200ppm。壳聚糖溶液是将壳聚糖单体用浓度为2.5％的醋酸溶解，用NaOH调节PH值至5.5而成，其中壳聚糖单体纯度为85％。本实施例的果蔬保鲜防腐剂，其用于菠萝时保鲜防腐效果较为明显。

实施例4

一种果蔬保鲜防腐剂，由壳聚糖溶液、氯化钠电解液、香芹酚溶液和麝香草酚溶液组成，其各组分的重量百分比分别为：壳聚糖溶液55％，氯化钠电解液35％、香芹酚溶液2％、麝香草酚溶液8％，其中，壳聚糖溶液的浓度为200ppm，氯化钠电解液的有效氯离子浓度为38ppm，香芹酚溶液浓度为2200ppm，麝香草酚溶液的浓度为1200ppm。壳聚糖溶液是将壳聚糖单体用浓度为2.5％的醋酸溶解，用NaOH调节PH值至5.0而成，其中壳聚糖单体纯度为90％。本实施例的果蔬保鲜防腐剂，其用于葡萄时保鲜防腐效果较为明显。

实施例5

一种果蔬保鲜防腐剂，由壳聚糖溶液、氯化钠电解液、香芹酚溶液和麝香草酚溶液组成，其各组分的重量百分比分别为：壳聚糖溶液40％，氯化钠电解液45％、香芹酚溶液7.5％、麝香草酚溶液7.5％，其中，壳聚糖溶液的浓度为1000ppm，氯化钠电解液的有效氯离子浓度为35ppm，香芹酚溶液浓度为1200ppm，麝香草酚溶液的浓度为1200ppm。壳聚糖溶液是将壳聚糖单体用浓度为2.5％的醋酸溶解，用NaOH调节PH值至5.0而成，其中壳聚糖单体纯度为80％。本实施例的果蔬保鲜防腐剂，其用于苹果时保鲜防腐效果最佳。

实施例6

一种果蔬保鲜防腐剂，由壳聚糖溶液、氯化钠电解液、香芹酚溶液和麝香草酚溶液组成，其各组分的重量百分比分别为：壳聚糖溶液30％，氯化钠电解液50％、香芹酚溶液10％、麝香草酚溶液10％，其中，壳聚糖溶液的浓度为2000ppm，氯化钠电解液的有效氯离子浓度为30ppm，香芹酚溶液浓度为400ppm，麝香草酚溶液的浓度为600ppm。壳聚糖溶液是将壳聚糖单体用浓度为2.5％的醋酸溶解，用NaOH调节PH值至5.5而成，其中壳聚糖单体纯度为82％。本实施例的果蔬保鲜防腐剂，其用于马铃薯时保鲜防腐效果较为明显。

实施例7

一种果蔬保鲜防腐剂，由壳聚糖溶液、氯化钠电解液、香芹酚溶液和麝香草酚溶液组成，其各组分的重量百分比分别为：壳聚糖溶液45％，氯化钠电解液40％、香芹酚溶液9％、麝香草酚溶液6％，其中，壳聚糖溶液的浓度为800ppm，氯化钠电解液的有效氯离子浓度为42ppm，香芹酚溶液浓度为600ppm，麝香草酚溶液的浓度为800ppm。壳聚糖溶液是将壳聚糖单体用浓度为2.5％的醋酸溶解，用NaOH调节PH值至5.0而成，其中壳聚糖单体纯度为82％。本实施例的果蔬保鲜防腐剂，其用于莴笋时保鲜防腐效果最佳。

实施例8

一种果蔬保鲜防腐剂，由壳聚糖溶液、氯化钠电解液、香芹酚溶液和麝香草酚溶液组成，其各组分的重量百分比分别为：壳聚糖溶液65％，氯化钠电解液20％、香芹酚溶液6％、麝香草酚溶液9％，其中，壳聚糖溶液的浓度为600ppm，氯化钠电解液的有效氯离子浓度为50ppm，香芹酚溶液浓度为800ppm，麝香草酚溶液的浓度为600ppm。壳聚糖溶液是将壳聚糖单体用浓度为2.5％的醋酸溶解，用NaOH调节PH值至5.5而成，其中壳聚糖单体纯度为78％。本实施例的果蔬保鲜防腐剂，其用于芒果时保鲜防腐效果最佳。

下面以实验进一步评价本发明的果蔬保鲜防腐剂的效果。

1、实验材料

1.1壳聚糖溶液

食品级壳聚糖主要从虾壳提取，经过化学处理、提取等工艺，得到脱乙酰为94％，分子量为45kDa。壳聚糖溶液配制：是将壳聚糖单体与2.5％(v/v)醋酸溶解得到5000mg/l壳聚糖原液，用NaOH调PH值为5.0或5.5，然后过滤(0.45μm)，该壳聚糖原液在ph值相同的情况下，用醋酸稀释浓度为100、200、400、600、800、1000、2000和4000mg/l，经过加热灭菌，置于4℃冰箱保存备用。

1.2本草植物提取物

香芹酚溶液(Cv)和麝香草酚溶液(Ty)的原液经过旋转萃取方法得到，分子式为C₁₀H₁₄O，分子量为150.22。经GC检测其原液总浓度为92％，之后用纯度为99.8％乙醇溶液稀释成浓度为600、800、1000、1200、1400、1600和3200mg/l，放在4℃冰箱保存备用。

1.3NaCl电解液

用蒸馏水配制NaCl溶液，用电解器在电压11或12V的直流电电解10分钟，阳极产生酸性电解液(EW+)，PH值是2.60±0.02，氧化还原电位(ORP)是+1129mV，产生有效氯浓度是46.5±0.03ppm；

1.4菌株培养

实验菌株：大肠杆菌(Escherichia coil)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草杆菌(Bacillus subtilis)、发光细菌丝(Photobacterium phosphoreum)、李氏单核菌丝(Listeriamonocytogenes)、荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)；培养基：牛肉膏蛋白胨培养基；实验真菌菌种：冻土毛霉(Mucerniemalis Wehmer)、黑曲霉(Aspergillus niger)。

2.实验方法

2.1细菌与真菌抑菌实验

细菌抑菌实验：采用纸片扩散法。分别将培养过夜的菌液密集接种琼脂平板上，分别取直径为0.6cm无菌滤纸片浸入不同浓度的壳聚糖溶液和本发明实施例所给出的果蔬保鲜防腐剂中，凉干后置于上述平板，每个处理重复2遍，分别以无菌的1％冰醋酸溶液和无菌生理盐水为对照，置37℃恒温箱中培养24h，观察有无抑菌结果。

真菌抑菌实验：采用杯碟法。在平板中央放置牛津杯，倒含有琼脂的土豆培养基于平板四周，待培养基凝固后将牛津杯拔出，接种，将药剂用微量加样器放入中间的小孔。平板正放于培养箱(28℃)1d后倒置。

2.2最低抑菌浓度实验

试管稀释法测定最低抑菌浓度(MIC)

①标准菌株24h斜面培养物中注入1ml的无菌生理盐水，制成菌悬液。每次取1环菌液。

②将本发明的果蔬保鲜防腐剂按不同比例进行组合，分别等量加入已接过菌的培养基中培养，每个处理重复3遍，以相应浓度的无菌冰醋酸或无菌生理盐水为对照，置于37℃恒温箱中培养24h后，观察结果。

2.3感官实验

对保鲜防腐处理后的蔬菜水果，针对果蔬的颜色、味道、风味、组织、水分等方面经专家组打分进行评定，分为最好、好、一般、差、极差五个等级进行综合评价。

3.0结果分析

3.1壳聚糖溶液抑菌效应优选

表1是不同浓度的壳聚糖溶液对细菌、真菌的抑制趋势，从抑制圈的直径大小可以看出其抑菌性的强弱。

表1不同浓度的壳聚糖溶液对细菌和真菌的抑制性

ND：no data.

从表1中可知，壳聚糖溶液对大肠杆菌、荧光假单胞菌、金黄色葡萄球菌尤为敏感。不同的浓度其抑菌能力不同，可伴随壳聚糖浓度的增大抑菌活性增强。真菌表皮细胞壁厚、坚硬，生命力较为顽强，其壳聚糖溶液对其的抑制性不是很敏感。

3.2壳聚糖溶液、NaCl电解液(EW)和Ca+Ty分别最低抑菌浓度(MIC)的优选

分别对抑菌因子：壳聚糖溶液、NaCl电解液(EW)和Ca+Ty对不同菌种作了最低抑菌浓度的测定，MIC的结果如表2。

表2各抑菌因子对不同菌种的最低抑菌浓度(mg/l)

根据表2可知，各抑菌因子的最低抑菌浓度是不同的。通过优选后，最终得出抑菌因子活性最佳浓度为：壳聚糖溶液为1200ppm、NaCl电解液的有效氯离子45ppm、Ca+Ty的浓度为1600ppm。

3.3本发明果蔬保鲜防腐剂对细菌、真菌的抑制结果分析

从表1-2优选方案中得出抑菌因子壳聚糖溶液、NaCl电解液、香芹酚溶液(Cv)和麝香草酚溶液(Ty)对不同菌种的抑菌浓度，从而进行组合成本发明果蔬保鲜防腐剂，以达到最佳优选组合添加量，详见实施例1～8。表3是不同组合的果蔬保鲜防腐剂对不同细菌、真菌的抑制趋势。从抑制圈的直径大小可以看出其抑菌性的强弱。由圆心到切边无菌区的距离D(mm)，距离越大抑菌性越好。

表3不同组合的果蔬保鲜防腐剂对不同细菌和真菌的抑制性

从表3可以得出本发明果蔬保鲜防腐剂的总体抑制效果为：对枯草杆菌的抑制＞对金黄葡萄球菌的抑制＞对大肠杆菌的抑制＞发光细丝菌＞荧光假单胞菌＞李氏单核菌丝＞冻土毛霉＞黑曲霉。不同的组合对不同细菌、真菌的最低抑制度浓度不同，其中实施例3给出的果蔬保鲜防腐剂对李氏单核菌丝有较强的抑制作用；实施例5给出的果蔬保鲜防腐剂对真菌具有很强的抑制作用；实施例7给出的果蔬保鲜防腐剂对金黄色葡糖球菌具有很强的抑菌作用。

3.4本发明果蔬保鲜防腐剂对水果、蔬菜保鲜防腐的评定

用本发明果蔬保鲜防腐剂对菠萝、芒果、葡萄、马铃薯、莴笋等果蔬作保鲜实验。保鲜方法分为2种：一是涂膜法；二是固体保鲜法，并作了在常温和冷藏环境下的对比实验。特别是针对其果蔬贮藏期进行对比实验，以实施例给出的8组不同组合的果蔬保鲜防腐剂与合成保鲜剂苯甲酸钠、亚硫酸钠、SO2、空白果蔬做对照，对果蔬的颜色、味道、风味、组织、水分等指标进行打分评定，满分为5分。其感官评定分数如表4所示。

表4果蔬的感官评定

结果表明，在保证各营养成份及感观品质条件下，其保鲜效果均好于常规保鲜剂苯甲酸钠、亚硫酸钠和SO₂的保鲜效果，并远远好于空白对照组。经实验，实施例2、实施例4给出的果蔬保鲜防腐剂对葡萄软腐病和灰霉病有很好的抑制作用，低温冷藏葡萄可达18d；实施例7、实施例8给出的果蔬保鲜防腐剂对低温冷藏芒果可达45d；实施例1、实施例3给出的果蔬保鲜防对菠萝的常温保鲜也可达14d，延长货架期7d；实施例6给出的果蔬保鲜防对菠萝对马铃薯常温保鲜可达24d。由于不同果蔬的通透性不同，故本实验对制备并筛选适合不同果蔬的不同通透性的绿色可食保鲜剂，提供了良好的实验基础。

综上所述，本发明果蔬保鲜防腐剂经大量的细菌、真菌的抑菌试验，表明了其对细菌、尤其是真菌具有较强的抑菌效应，并且对果蔬的色泽、味道、风味、组织、水分能起到很好的维持作用，是一种理想的果蔬保鲜防腐剂。

Claims

1.一种果蔬保鲜防腐剂，其包括壳聚糖溶液，其特征在于：其还包括氯化钠电解液、香芹酚溶液和麝香草酚溶液，在该果蔬保鲜防腐剂中各组分的重量百分比分别为：壳聚糖溶液30～70％，氯化钠电解液20～50％、香芹酚溶液1～10％、麝香草酚溶液1～10％，其中，所述的壳聚糖溶液的浓度为100～2000ppm，所述的氯化钠电解液的有效氯离子浓度为30～50ppm，所述的香芹酚溶液、麝香草酚溶液的浓度分别为400～3200ppm。

2.根据权利要求1所述的一种果蔬保鲜防腐剂，其特征在于：其各组分的重量百分比分别为：壳聚糖溶液60％，氯化钠电解液30％、香芹酚溶液5％、麝香草酚溶液5％，其中，所述的壳聚糖溶液的浓度为1200ppm，所述的氯化钠电解液的有效氯离子浓度为45ppm，所述的香芹酚溶液、麝香草酚溶液的浓度分别为1600ppm。

3.根据权利要求1或2所述的一种果蔬保鲜防腐剂，其特征在于：所述的壳聚糖溶液是将壳聚糖单体用醋酸溶解，用NaOH调节PH值而成，其中壳聚糖单体纯度控制为75-95％。

4.根据权利要求1或2所述的一种果蔬保鲜防腐剂，其特征在于：所述的香芹酚溶液、麝香草酚溶液是将香芹酚、麝香草酚原液用乙醇溶液稀释而成。