CN101253882A - 基于单线态氧氧化作用的果蔬保鲜技术 - Google Patents

基于单线态氧氧化作用的果蔬保鲜技术 Download PDF

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Abstract

本发明属于瓜果蔬菜保鲜领域的基于单线态氧氧化作用的果蔬保鲜技术，该技术利用光敏法或化学法作用于包装材料上直接产生单线态氧；再利用所产生的单线态氧对包装材料内的果蔬进行消毒灭菌和去除果蔬所产生的乙烯；在光敏法中，利用光照射涂有可以在吸收光子后产生三线态激发态物质的光敏剂的包装材料，以产生单线态氧；在化学法中，将可产生单线态氧的化学物质涂布于包装材料上，通过化学反应产生单线态氧。单线态氧具有很高的氧化活性，可杀灭多种引起果蔬腐烂和变质的微生物，可有效降低植物激素乙烯的含量，因而能够有效地延长果蔬采后的保鲜期。由于单线态氧的自然寿命很短，在其作用后的果蔬上不会产生任何化学残留物，因此使用安全方便。

Description

基于单线态氧氧化作用的果蔬保鲜技术
技术领域
本发明属于瓜果蔬菜保鲜领域，该技术借助光敏化法或化学法产生单线态氧用于瓜果蔬菜的包装和处理，可防腐烂和保鲜，延长贮藏和货架期。
背景技术
现代保鲜技术在果蔬的储藏和运输中起到重要的作用，可有效降低腐烂减少损耗，提高经济效益。但是果蔬的保鲜是一个复杂的问题，不同品种瓜果产生腐烂或品质下降的原因不同，也就是说其制病病原菌的种类不同，为此往往需采用多种不同的药剂。因此有关瓜果以及蔬菜保鲜的技术有很多，截止到2007年底仅中国专利就有两千多项，其中大多数技术是基于采用化学药剂或通过药剂产生的气体起到消毒杀菌的效果[1，2]，但是这些药剂或气体成分在果蔬中的残留会影响果蔬的食用安全以及风味。另一方面，很多果实在成熟后会产生植物生长激素乙烯，又可以进一步加速果品的成熟，甚至腐烂。为此，一种常用的延缓果品过度成熟的方法就是采用乙烯吸收剂，同样需要使用很多强氧化性物质，如高锰酸钾等[3]。这些化学药剂的使用造成人们对食品安全的担忧。
单线态氧是一种处于激发态的活性氧，与普通的分子氧相比有更强的氧化性，因此可以杀灭多种果蔬致病菌。同时它可以和乙烯起氧化加成反应而消除乙烯对果蔬的催熟作用。虽然人们已知单线态氧的强氧化作用，也有报道利用光敏化法产生单线态可以对水进行消毒[4，5]和获得具有抗菌性质的表面的方法专利[6]。与此相类似的是，也有用化学法，即利用过氧一硫酸盐制剂化学法产生单线态氧并被用来做氧化有机物的理论研究的报道[7]。但迄今为止还没有利用单线态氧进行果蔬保鲜的文献报道或专利公开。实际上单线态氧的产生有多种方法，常见的有物理法，如高压放电或微波处理空气等都可以产生单线态氧。化学法则可用钼盐催化分解过氧化氢或次氯酸与过氧化氢反应也可以产生单线态氧。但由于单线态氧的寿命很短，在水溶液中仅能扩散约100nm[8]，使得在实际应用当中要利用这些物理或化学法产生的单线态氧有一定困难。故尚未见利用这种方法进行果蔬的消毒和除去乙烯的应用。
发明内容
本发明提出一种基于单线态氧氧化作用的果蔬保鲜技术，通过光敏化法或化学法产生单线态氧，作用于果蔬的表面起到杀菌消毒、消除乙烯等多种功效，进而起到果蔬保鲜的作用。
光敏化法是指将光敏剂涂布于透明透气的包装材料的一面，并将涂有光敏剂的一面向里包裹果蔬，然后通过光照使光敏剂产生单线态氧，利用单线态氧消毒灭菌和去除果蔬所产生的乙烯，达到果蔬保鲜的目的；
本发明所指的光敏剂为能够在吸收光子后产生三线态激发态的物质，包括有机染料类如，荧光素，孟加拉玫瑰红，亚甲基蓝，罗丹明，核黄素等，或无机物质如稀土元素的盐类或量子点等材料；
本发明所说的光照是指直接用日光照射被保鲜物或者用日光灯、钨丝灯、氙灯等人工光源进行照射；
本发明所说的化学法是指将某些可产生单线态氧的化学物质涂布于包装材料上，通过化学反应产生单线态氧，并达到消毒灭菌和去除果蔬所产生的乙烯作用；
本发明所用的可产生单线态氧的化学物质主要是一些无机或有机的过氧化物，如过氧化钠(钙)，过氧一硫酸盐制剂，过氧化苯甲酰，过氧乙酸钠等以及起调控作用的辅助物质如，次氯酸钠(钙)，碳酸氢钠，硫酸钠(钾)，硫酸氢钠(钾)等；
本发明所采用的包装材料是指薄膜状物质，如塑料，纸，无纺布等材料。
本发明的优点是：(1)由于单线态氧具有广谱的杀菌能力，同时具有去除乙烯的作用，使得该方法可用于多种果蔬的保鲜，应用范围广泛；(2)本方法通过单线态氧气体消毒、除乙烯，无毒害和药剂残留，使用安全；(3)本方法简单易行，使用方便，而且相关产品的加工成本低廉，经济效益显著。
具体实施方式
1、将一份重量的过氧一硫酸盐制剂与0至3份重量的碳酸氢钠(钾)盐混合均匀，然后按每平方米1-100克的量均匀地涂布到一侧有黏合剂的纸张上，并将另一张相同大小的纸张覆盖在其上，烘干后裁剪成适当的大小制成保鲜纸。用于水蜜桃的保鲜时，用合适大小的保鲜纸包裹每一个水蜜桃，常温下可起到保鲜作用10天。
2、将一份重量的过氧化钙与0至3份重量的次氯酸钠(钙)混合均匀，然后按每平方米1-100克的量均匀地涂布到一侧有黏合剂的纸张上，并将另一张相同大小的纸张覆盖在其上，烘干后裁剪成适当的大小制成保鲜纸。用于苹果的保鲜时，用合适大小的保鲜纸包裹每一个苹果，常温下可起到保鲜作用30天。
3、将含有一定量黏合剂的1毫摩尔/升的孟加拉玫瑰红乙醇溶液均匀地喷涂于聚乙烯塑料薄膜上，凉干后裁剪成适当的大小制成保鲜膜。用于甜瓜的保鲜时，将甜瓜用保鲜膜包裹，并每隔三天将其置于日光或灯光下光照1小时，光照时注意翻动，使甜瓜的每一面都受到等量的光照。在常温条件下，采用此法可比对照组延长保鲜时间30天。
4、将含有一定量黏合剂的1毫摩尔/升的核黄素乙醇溶液均匀地喷涂于聚乙烯塑料薄膜上，凉干后裁剪成适当的大小制成保鲜膜。用于香蕉的保鲜时，将每串香蕉整体用保鲜膜包裹，并每隔三天将其置于日光或灯光下光照1小时，光照时注意翻动，使香蕉串整体的每一面都受到等量的光照。在常温条件下，采用此法可比对照组延长保鲜时间20天。
5、将含有一定量黏合剂的1毫摩尔/升的核黄素乙醇溶液均匀地喷涂于聚乙烯塑料薄膜上，凉干后裁剪成适当的大小制成保鲜膜。用于西红柿的保鲜时，将每个西红柿用保鲜膜包裹，并置于冷藏库的货架上，并每隔两天将冷藏库内的日光灯打开光照2小时，光照时注意翻动，使西红柿的上下面都受到等量的光照。在5℃条件下，采用此法可比对照组延长保鲜时间30天。
(1)宋启军；王吉德；许玲，葡萄保鲜纸，中国发明专利申请号94107061.1
(2)王吉德；李冠；宋启军等；甜瓜保鲜纸及其生产方法，中国发明申请号98114530.2
(3)吕兰英；陈世永，乙烯吸收剂及其制备方法，中国专利申请号：200410008327.X
(4)M.DeRosa，R.Crutchley，Photosensitized singlet oxygen and its applications CoordinationChemistry Reviews，2002，233/234：351-371.
(5)M.SCHA
Figure A20081002351700051
FER，C.SCHMITZ and G.HORNECK，Int.J.Radiat.Biol.，1998，74：249-253.
(6)沃尔夫冈纽伯格(美国塞拉莫普泰克工业公司)，获得具有抗菌性质的表面的方法和物质，中国发明专利申请号：02816021.5.
(7)M.C.Carreno，M.Gonzalez-Lopez，and Antonio Urbano，Oxidative De-aromatization ofpara-Alkyl Phenols into para-Peroxyquinols and para-Quinols Mediated by Oxone as a Source ofSinglet Oxygen，Angew.Chem.2006，118：2803-2807.
(8)W.R.Midden，and S.Y.Wang，Singlet Oxygen Generation for Solution Kinetics：Cleanand Simple，J.Am.Chem.SOC.，1983，105：4129-4135.

Claims (5)

1、一种基于单线态氧氧化作用的果蔬保鲜技术，其特征在于：利用光敏法或化学法作用于包装材料上直接产生单线态氧；再利用所产生的单线态氧对包装材料内的果蔬进行消毒灭菌和去除果蔬所产生的乙烯；在光敏法中，利用光照射涂有可以在吸收光子后产生三线态激发态物质的光敏剂的包装材料，以产生单线态氧；在化学法中，将可产生单线态氧的化学物质涂布于包装材料上，通过化学反应产生单线态氧。
2、如权利要求1所述的基于单线态氧氧化作用的果蔬保鲜技术，其特征在于：所述光敏剂包括有机物质或无机物质；所述有机物质包括：荧光素、四碘荧光素、孟加拉玫瑰红、亚甲基蓝、曙红、罗丹明、核黄素、八羟基喹啉；所述无机物质包括稀土元素的盐类或量子点。
3、如权利要求1所述的基于单线态氧氧化作用的果蔬保鲜技术，其特征在于：光照射时，用日光或者用人工光源照射用包装材料包裹的被保鲜果蔬。
4、如权利要求1所述的基于单线态氧氧化作用的果蔬保鲜技术，其特征在于：可产生单线态氧的化学物质包括可产生单线态氧的无机或有机的过氧化物以及辅助反应的物质；所述可产生单线态氧的无机或有机的过氧化物包括过氧化钠、过氧化钙、过氧一硫酸盐制剂、过氧化苯甲酰、过氧乙酸钠；所述辅助反应的物质包括：次氯酸钠、次氯酸钙、碳酸氢钠、硫酸钠、硫酸钾、硫酸氢钠、硫酸氢钾。
5、如权利要求1所述的基于单线态氧氧化作用的果蔬保鲜技术，其特征在于：所述包装材料为薄膜状物质，该薄膜状物质包括塑料、纸或无纺布。
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