CN119279019A - 一种百香果保鲜复合涂膜材料及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种百香果保鲜复合涂膜材料及其制备方法，属于保鲜技术领域。该百香果保鲜复合涂膜材料兼具姜黄素和壳聚糖季铵盐的功效成分，其在果实表面涂膜成膜形成的保鲜膜具有良好的包覆性和适当的阻隔性，可同时满足百香果特殊的通风透气、干燥阴凉的贮藏条件及抗氧化老化、抗果实水分蒸发的保鲜要求，具有较高的实际应用价值，经其保存保鲜的百香果外观、口感、质地佳，货架期长。

Description

一种百香果保鲜复合涂膜材料及其制备方法与应用

技术领域

本发明具体涉及一种百香果保鲜复合涂膜材料及其制备方法，属于保鲜技术领域。

背景技术

百香果，是西番莲科西番莲属的草质藤本植物，广植于热带和亚热带地区。主要有紫果和黄果两大类。果可生食或作蔬菜、饲料，其果瓤多汁液，可制成芳香可口的饮料，具有良好的经济价值。然而，百香果果皮脆弱，在采收前果皮容易出现裂纹和损伤，在采收后储存过程中容易因水分转移而导致果皮褶皱和干化，并且环境湿度较大时，微生物的繁殖也会大大活跃，进而导致百香果的品质下降和腐烂问题普遍发生。因此，百香果的抗菌保鲜成为亟待解决的关键问题。

目前，在水果保鲜领域，采用保鲜膜材对水果进行保鲜包装是一种低廉、便捷、高效的做法。百香果作为呼吸跃变型水果，相较于其他水果对保鲜膜材要求显著不同。百香果采摘后极易失水，导致外观、质地发生深度变化，耐老性及抗病性迅速下降，需在相对透气和适当湿度的环境中贮藏，而这也对保鲜膜材的透气与保湿性提出特殊要求。因此百香果保鲜包装通常需选择透气性良好的材质。现有的聚乙烯(PE)保鲜膜虽有一定透气性，但功能单一，不具备抗菌、抗氧化等功效成分，其保鲜效果较差。

壳聚糖季铵盐因优异的成膜性、抗菌性和经济性已广泛应用于果蔬保鲜，其能在果实表面形成保护膜，抑制微生物生长并减少水分流失。姜黄素作为天然多酚化合物，具有抗氧化和抗菌特性，是良好的抗菌剂。通过壳聚糖季铵盐成膜性能和姜黄素抗菌性能的协同作用，合成经济型复合膜材料有望应用于百香果保鲜，而现有技术中尚缺乏适用于百香果保鲜且能充分发挥壳聚糖和姜黄素功效的保鲜膜材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种适用于百香果的保鲜复合涂膜材料及其制备方法与应用；该保鲜复合涂膜材料兼具姜黄素和壳聚糖季铵盐的功效成分，其在果实表面涂膜成膜形成的保鲜膜具有良好的包覆性和适当的阻隔性，可同时满足百香果特殊的通风透气、干燥阴凉的贮藏条件及抗氧化老化、抗果实水分蒸发的保鲜要求，贮藏的百香果外观、口感、质地佳，货架期长。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种百香果保鲜复合涂膜材料，所述涂膜材料由姜黄素溶液和壳聚糖季铵盐溶液混合而成；所述姜黄素溶液由姜黄素原料、二甲亚砜和醋酸配制而成；所述壳聚糖季铵盐溶液由壳聚糖季铵盐、乙醇和水配制而成；所述涂膜材料为浅黄色液体，经自然风干后在百香果表面成膜。

进一步地，所述姜黄素溶液的浓度为5～15mg/mL，所述姜黄素溶液由姜黄素原料溶于二甲亚砜和醋酸混合溶液中制得。

进一步地，所述壳聚糖季铵盐溶液的制备方法包括如下步骤：将壳聚糖季铵盐于乙醇中分散，而后向其中加入去离子水溶解壳聚糖季铵盐，制得所述壳聚糖季铵盐溶液。

进一步地，所述壳聚糖季铵盐溶液的浓度为500～800mg/mL。

优选地，所述涂膜材料的二甲亚砜、醋酸、乙醇和水的含量的体积之比为1:1:66:32。

本发明还提供一种制备上述百香果保鲜复合涂膜材料的方法，包括如下步骤：

S1、姜黄素溶液的配制：将姜黄素原料溶解于由二甲亚砜和醋酸组成的混合溶液中，得到浓度为5～15mg/mL的姜黄素溶液；

S2、壳聚糖季铵盐溶液的配制：将壳聚糖季铵盐于乙醇中分散并向其中加入去离子水超声溶解，得到浓度为500～800mg/mL的壳聚糖季铵盐溶液；

S3、涂膜材料的制备：将步骤S1所述的姜黄素溶液和步骤S2所述的壳聚糖季铵盐溶液混合均匀形成成膜液，得到所述涂膜材料；

其中，所述成膜液中姜黄素溶液的加入量与壳聚糖溶液的加入量之间的体积之比为1:49。

进一步地，步骤S1中混合溶液中二甲亚砜与醋酸的体积之比为1:1。

进一步地，步骤S2中超声溶解条件为：超声功率150～250W，温度25～40℃，时间10～15min。

本发明将上述百香果保鲜复合涂膜材料应用于百香果保鲜。

本发明还提供一种将上述保鲜复合涂膜材料应用于百香果保鲜的方法，包括如下步骤：

将百香果浸入上述百香果保鲜复合涂膜材料中，浸泡后捞出，自然风干成膜；而后将成膜后的百香果放置在透气的保鲜盒中，在室温下储存。

进一步地，百香果在保鲜复合涂膜材料中浸泡时间为10～30秒。

区别于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的百香果保鲜复合涂膜材料兼具姜黄素和壳聚糖季铵盐的功效成分，其中，壳聚糖季铵盐具有优良的成膜性，其在果实表面形成的致密保护膜可有效阻隔外界氧气和水分的侵入，减少果实的水分流失和氧化反应，从而延缓果实的老化过程；姜黄素具有强大的抗菌特性，其活性成分可以破坏微生物的细胞膜，抑制其生长繁殖，降低果实表面微生物导致的腐败风险；此外，姜黄素能够清除自由基，抑制果实内部的氧化反应，防止品质劣化和营养流失；本发明提供的复合涂膜材料结合了壳聚糖季铵盐的优良成膜性与姜黄素的强抗氧化、抗菌性能，能够有效延长果实的储存期并抑制微生物的生长。

2、区别于现有技术，本发明使用的姜黄素溶液引入二甲亚砜作为姜黄素的助溶剂，利用二甲亚砜可以与水和姜黄素三者之间相互溶解的特性，改善姜黄素在水中难溶难分散的问题，进而最大化发挥姜黄素的功效；此外，本发明还通过添加醋酸使溶液体系呈现为酸性条件，从而提升姜黄素在溶液体系和膜体系中的稳定性和生物活性，解决百香果的采后抗菌保鲜问题。

3、本发明提供了一套完整的、科学的保鲜复合涂膜材料的配方，涂膜材料以姜黄素、壳聚糖季铵盐及少量乙酸、二甲亚砜为主要原料，原料简单、干净、高效、安全；区别于现有的含姜黄和壳聚糖等功能成分的保鲜材料，本发明制得的涂膜材料兼具良好的抗菌、抗氧化功能与适当的阻隔性，可满足百香果特殊的通风透气、干燥阴凉的贮藏条件，可满足百香果在贮藏期间因呼吸作用而产生的二氧化碳等气体的排出需求，以及阻隔外界水分、杂质渗入的保鲜要求，可有效减少果实的水分流失和氧化反应，延缓果实的老化过程；本发明的保鲜涂膜材料保存的百香果外观、口感、质地佳，货架期长，是百香果保鲜的优良选择，并且还有望应用于其他水果和蔬菜的保鲜，具有良好的实际应用价值。

附图说明

图1采收前涂膜处理的紫色百香果(上)和黄色百香果(下)的效果图。

图2采收后涂膜处理的紫色百香果保鲜效果图，其中，D0-CK为采收后第0天未处理组、D5-CK为采收后第5天未处理组、D5-膜为采收后第5天膜处理组。

图3采收后涂膜处理的黄色百香果保鲜效果图，其中，D0-CK为采收后第0天未处理组、D5-CK为采收后第5天未处理组、D5-膜为采收后第5天膜处理组、D10-CK为采收后第10天未处理组、D10-膜为采收后第10天膜处理组。

图4涂膜处理对采收后紫色百香果果实转色的影响，其中，D5-CK为采收后第5天未处理组，D5-膜为采收后第5天膜处理组，*代表差异显著P<0.05，**代表差异显著P<0.01(Tukey’s检验)。

图5涂膜处理对采收后黄色百香果果实转色的影响，其中D5-CK为采收后第5天未处理组，D5-膜为采收后第5天膜处理组，D10-CK为采收后第10天未处理组，D10-膜为采收后第10天膜处理组，*代表差异显著P<0.05，**代表差异显著P<0.01(Tukey’s检验)。

图6涂膜处理对采收后百香果果实呼吸作用的影响。

图7涂膜处理对采收后紫色百香果果实失水率的影响，其中，D5-CK为采收后第5天未处理组，D5-膜为采收后第5天膜处理组，*代表差异显著P<0.05，**代表差异显著P<0.01(Tukey’s检验)。

图8涂膜处理对采收后黄色色百香果果实失水率的影响，其中，D5-CK为采收后第5天未处理组，D5-膜为采收后第5天膜处理组，D10-CK为采收后第10天未处理组，D10-膜为采收后第10天膜处理组，*代表差异显著P<0.05，**代表差异显著P<0.01(Tukey’s检验)。

图9涂膜处理对采收后紫色百香果果实质构特性的影响，其中，D0-CK为采收后第0天未处理组，D5-CK为采收后第5天未处理组、D5-膜为采收后第5天膜处理组；图中的不同字母表示显著性差异，显著水平为0.05(Tukey’s test)。

图10涂膜处理对采收后黄色色百香果果实质构特性的影响，其中，D0-CK为采收后第0天未处理组，D5-CK为采收后第5天未处理组，D5-膜为采收后第5天膜处理组，D10-CK为采收后第10天未处理组，D10-膜为采收后第10天膜处理组；图中的不同字母表示显著性差异，显著水平为0.05(Tukey’s test)。

具体实施方式

下面结合附图和较佳实施例对本发明做进一步的说明，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到；下述实施例中的方法，如无特殊说明，均为常规方法。

实施例1

本实施例提供一种百香果保鲜复合涂膜材料，该涂膜材料由姜黄素溶液和壳聚糖季铵盐溶液混合而成；所述姜黄素溶液由姜黄素原料、二甲亚砜和醋酸配制而成；所述壳聚糖季铵盐溶液由壳聚糖季铵盐、乙醇和水配制而成；所述涂膜材料为浅黄色液体，经自然风干后在百香果表面成膜。

其中，所述姜黄素溶液的浓度为5～10mg/mL，所述姜黄素溶液由姜黄素原料溶于二甲亚砜和醋酸混合溶液中制得；

其中，所述壳聚糖季铵盐溶液的制备方法包括如下步骤：将壳聚糖季铵盐于乙醇中分散，而后向其中加入去离子水溶解壳聚糖季铵盐，制得所述壳聚糖季铵盐溶液；

其中，所述壳聚糖季铵盐溶液的浓度为500～1000mg/mL。

所述涂膜材料的二甲亚砜、醋酸、乙醇和水的含量的体积之比为1:1:66:32。

所述百香果保鲜复合涂膜材料的制备方法包括如下步骤：

S1、称取10～20mg的姜黄素原料并将其溶于二甲亚砜和醋酸混合溶液中制得姜黄素溶液，其中，混合溶液中二甲亚砜和醋酸的体积之比为1:1，制得的姜黄素溶液的姜黄素浓度为5～10mg/mL；

S2、将0.5～1.0g壳聚糖季铵盐于乙醇中分散并向其中加入去离子水超声溶解，得到浓度为500～1000mg/mL的壳聚糖季铵盐溶液；

S3、将步骤1和步骤2所得的溶液混合搅拌均匀得到壳聚糖季铵盐-姜黄素成膜溶液；

其中，所述成膜液中姜黄素溶液的加入量与壳聚糖溶液的加入量之间的体积之比为1:49。

本实施例将上述方法制得的百香果涂膜材料应用于采收前的紫色百香果的保鲜，包括如下步骤：

在采前7天将果实浸入装有上述复合涂膜溶液的容器中，浸泡时间为5秒，然后自然风干，确保涂膜均匀覆盖整个果实表面。

该百香果涂膜材料的涂膜结果如图1所示，涂膜处理后的百香果表皮光泽度显著提升，硬度保持良好，且在采摘前未出现明显的病斑或腐败现象。

实施例2

本实施例提供一种百香果保鲜复合涂膜材料，该涂膜材料由姜黄素溶液和壳聚糖季铵盐溶液混合而成；所述姜黄素溶液由姜黄素原料、二甲亚砜和醋酸配制而成；所述壳聚糖季铵盐溶液由壳聚糖季铵盐和水配制而成；所述涂膜材料为浅黄色液体，经自然风干后在百香果表面成膜。

其中，所述姜黄素溶液的浓度为5mg/mL，所述姜黄素溶液由姜黄素原料溶于二甲亚砜和醋酸混合溶液中制得；

其中，所述壳聚糖季铵盐溶液的制备方法包括如下步骤：将壳聚糖季铵盐溶于去离子水中，制得所述壳聚糖季铵盐溶液；

其中，所述壳聚糖季铵盐溶液的浓度为500mg/mL。

所述涂膜材料的二甲亚砜、醋酸和水的含量的体积之比为1:1:98。

所述百香果保鲜复合涂膜材料的制备方法包括如下步骤：

S1、称取10～20mg的姜黄素原料并将其溶于二甲亚砜和醋酸混合溶液中制得姜黄素溶液，其中，混合溶液中二甲亚砜和醋酸的体积之比为1:1，制得的姜黄素溶液的姜黄素浓度为5mg/mL；

S2、将0.5～1.5g壳聚糖季铵盐溶于去离子水中超声混匀，得到浓度为500mg/mL的壳聚糖季铵盐溶液；

S3、将步骤1和步骤2所得的溶液混合搅拌均匀得到壳聚糖季铵盐-姜黄素成膜溶液；

其中，所述成膜液中姜黄素溶液的加入量与壳聚糖溶液的加入量之间的体积之比为1:49。

本实施例将上述方法制得的百香果涂膜材料应用于采收前的黄色百香果的保鲜，包括如下步骤：

在采前7天将果实浸入装有上述复合涂膜溶液的容器中，浸泡时间为5秒，然后自然风干，确保涂膜均匀覆盖整个果实表面。

该百香果涂膜材料的涂膜结果如图1所示，涂膜处理后的百香果表皮光泽度显著提升，硬度保持良好，且在采摘前未出现明显的病斑或腐败现象。

实施例3

本实施例提供一种百香果保鲜复合涂膜材料，该涂膜材料由姜黄素溶液和壳聚糖季铵盐溶液混合而成；所述姜黄素溶液由姜黄素原料、二甲亚砜和醋酸配制而成；所述壳聚糖季铵盐溶液由壳聚糖季铵盐、乙醇和水配制而成；所述涂膜材料为浅黄色液体，经自然风干后在百香果表面成膜。

其中，所述姜黄素溶液的浓度为12.5～20mg/mL；，所述姜黄素溶液由姜黄素原料溶于二甲亚砜和醋酸混合溶液中制得；

其中，所述壳聚糖季铵盐溶液的制备方法包括如下步骤：将壳聚糖季铵盐于乙醇中分散，而后向其中加入去离子水溶解壳聚糖季铵盐，制得所述壳聚糖季铵盐溶液；

其中，所述壳聚糖季铵盐溶液的浓度为500～1000mg/mL。

所述涂膜材料的二甲亚砜、醋酸和水的含量的体积之比为1:1:66:32。

所述百香果保鲜复合涂膜材料的制备方法包括如下步骤：

S1、称取25～40mg的姜黄素原料并将其溶于二甲亚砜和醋酸混合溶液中制得姜黄素溶液，其中，混合溶液中二甲亚砜和醋酸的体积之比为1:1，制得的姜黄素溶液的姜黄素浓度为12.5～20mg/mL；

S2、将0.5～1.0g壳聚糖季铵盐于乙醇中分散并向其中加入去离子水超声溶解，得到浓度为500～1000mg/mL的壳聚糖季铵盐溶液；

S3、将步骤1和步骤2所得的溶液混合搅拌均匀得到壳聚糖季铵盐-姜黄素成膜溶液；

其中，所述成膜液中姜黄素溶液的加入量与壳聚糖溶液的加入量之间的体积之比为1:49。

本实施例将上述方法制得的百香果涂膜材料应用于采收后的紫色百香果的保鲜，包括如下步骤：

将采收后的果实浸入复合涂膜溶液中，确保果实完全浸没。浸泡时间为30秒，之后将果实取出，放置在洁净通风的环境中晾干，直到果实表面形成均匀且透明的涂膜。

将涂膜处理后的百香果置于自然条件下(温度为22±2℃，相对湿度为60％)贮藏。如图2、4、7、9所示，相较于未处理组，涂膜处理组表皮转色均匀且无褶皱，失水率降低40％。涂膜处理后，果实硬度、脆度、弹性、黏聚性、胶着性和咀嚼性与采摘后第0天果实质构特性无明显差异。涂膜处理能显著延缓果实的老化过程，果实贮藏期可延长5天。

实施例4

本实施例提供一种百香果保鲜复合涂膜材料，该涂膜材料由姜黄素溶液和壳聚糖季铵盐溶液混合而成；所述姜黄素溶液由姜黄素原料、二甲亚砜和醋酸配制而成；所述壳聚糖季铵盐溶液由壳聚糖季铵盐、乙醇和水配制而成；所述涂膜材料为浅黄色液体，经自然风干后在百香果表面成膜。

其中，所述姜黄素溶液的浓度为7.5～12.5mg/mL，所述姜黄素溶液由姜黄素原料溶于二甲亚砜和醋酸混合溶液中制得；

其中，所述壳聚糖季铵盐溶液的制备方法包括如下步骤：将壳聚糖季铵盐于乙醇中分散，而后向其中加入去离子水溶解壳聚糖季铵盐，制得所述壳聚糖季铵盐溶液；

其中，所述壳聚糖季铵盐溶液的浓度为800mg/mL。

所述涂膜材料的二甲亚砜、醋酸和水的含量的体积之比为1:1:40:58。

所述百香果保鲜复合涂膜材料的制备方法包括如下步骤：

S1、称取15～25mg的姜黄素原料并将其溶于二甲亚砜和醋酸混合溶液中制得姜黄素溶液，其中，混合溶液中二甲亚砜和醋酸的体积之比为1:1，制得的姜黄素溶液的姜黄素浓度为7.5～12.5mg/mL；

S2、将0.8g壳聚糖季铵盐于乙醇中分散并向其中加入去离子水超声溶解，得到浓度为800mg/mL的壳聚糖季铵盐溶液；

S3、将步骤1和步骤2所得的溶液混合搅拌均匀得到壳聚糖季铵盐-姜黄素成膜溶液；

其中，所述成膜液中姜黄素溶液的加入量与壳聚糖溶液的加入量之间的体积之比为1:49。

本实施例将上述方法制得的百香果涂膜材料应用于采收后的紫色百香果的保鲜，包括如下步骤：

将采收后的果实浸入复合涂膜溶液中，确保果实完全浸没。浸泡时间为30秒，之后将果实取出，放置在洁净通风的环境中晾干，直到果实表面形成均匀且透明的涂膜。

将涂膜处理后的百香果置于自然条件下(温度为22±2℃，相对湿度为60％)贮藏。如图3、5、8、10所示，相较于未处理组，涂膜处理组表皮转色均匀且无褶皱，失水率降低57～67％。涂膜处理后，果实硬度、脆度、黏聚性与采摘后第0天果实质构特性无明显差异，可有效延缓胶着性和咀嚼性下降的变化趋势。涂膜处理能降低呼吸作用，显著延缓果实的老化过程，果实贮藏期可延长15天(图6)。

上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种百香果保鲜复合涂膜材料，其特征在于，所述涂膜材料由姜黄素溶液和壳聚糖季铵盐溶液混合而成；所述姜黄素溶液由姜黄素原料、二甲亚砜和醋酸配制而成；所述壳聚糖季铵盐溶液由壳聚糖季铵盐、乙醇和水配制而成；所述涂膜材料为浅黄色液体，经自然风干后在百香果表面成膜。

2.根据权利要求1所述的一种百香果保鲜复合涂膜材料，其特征在于，所述姜黄素溶液的浓度为5～15mg/mL，所述姜黄素溶液由姜黄素原料溶于二甲亚砜和醋酸混合溶液中制得。

3.根据权利要求1所述的一种百香果保鲜复合涂膜材料，其特征在于，所述壳聚糖季铵盐溶液的制备方法包括如下步骤：

将壳聚糖季铵盐于乙醇中分散，而后向其中加入去离子水溶解壳聚糖季铵盐，制得所述壳聚糖季铵盐溶液；

所述壳聚糖季铵盐溶液的浓度为500～800mg/mL。

4.根据权利要求1所述的一种百香果保鲜复合涂膜材料，其特征在于，所述涂膜材料的二甲亚砜、醋酸、乙醇和水的含量的体积之比为1:1:66:32。

5.一种百香果保鲜复合涂膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、姜黄素溶液的配制：将姜黄素原料溶解于由二甲亚砜和醋酸组成的混合溶液中，得到浓度为5～15mg/mL的姜黄素溶液；

S2、壳聚糖季铵盐溶液的配制：将壳聚糖季铵盐于乙醇中分散并向其中加入去离子水超声溶解，得到浓度为500～800mg/mL的壳聚糖季铵盐溶液；

S3、涂膜材料的制备：将步骤S1所述的姜黄素溶液和步骤S2所述的壳聚糖季铵盐溶液混合均匀形成成膜液，得到所述涂膜材料；

其中，所述成膜液中姜黄素溶液的加入量与壳聚糖溶液的加入量之间的体积之比为1:49。

6.根据权利要求5所述的一种百香果保鲜复合涂膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中混合溶液中二甲亚砜与醋酸的体积之比为1:1。

7.根据权利要求5所述的一种百香果保鲜复合涂膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S2超声溶解的条件为：超声功率150～250W，温度25～40℃，反应时间10～15min。

8.一种百香果保鲜方法，其特征在于，包括如下步骤：

将百香果浸入如权利要求1～4任一所述的百香果保鲜复合涂膜材料或如权利要求5～7任一所述制备方法制得的百香果保鲜复合涂膜材料中，浸泡后捞出，自然风干成膜；而后将成膜后的百香果放置在透气的保鲜盒中，在室温下储存。