CN101886047A - 一种槐糖脂类水果防腐剂及其在水果防腐中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种槐糖脂类水果防腐剂及其在水果防腐中的应用，具体涉及一种槐糖脂类水果防腐剂及采用该防腐剂对水果进行处理达到延长水果的保存期限的方法，属于食品防腐技术领域。一株拟威克酵母(Wickerhamiella domercqiae)Y2A菌株，该菌株已于2010年5月4日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号：CGMCC3798。本发明通过微生物发酵技术，获得一种生物表面活性剂槐糖脂，然后用蒸馏水配制3mg/mL的槐糖脂溶液，将其均匀喷洒到水果上，达到防止水果腐烂、并保持水果的新鲜度、延长水果室温保存期。
Description
技术领域
本发明涉及一种槐糖脂类水果防腐剂及其在水果防腐中的应用，具体涉及一种槐糖脂类水果防腐剂及采用该防腐剂对水果进行处理达到延长水果的保存期限的方法，属于食品防腐技术领域。
背景技术
我国是农业大国，也是水果生产大国。据国家统计局统计，2004年我国蔬菜和水果的总产量分别为5.49亿吨和1.52亿吨，并呈逐年增加的趋势。水果产量的增加满足了人们对水果产品的需求，但是由于水果的生产存在着季节性和地域性的特点，给防腐保鲜技术提出了更高的要求。据FAO统计数据显示，世界上发达国家由于水果采后防腐保鲜技术比较完善，其产品损失率仅为5％，我国水果采后损失在20％左右，平均每年损失达3000万吨，按1.0元/千克计算，直接的经济损失高达300亿元人民币。
目前采用的水果防腐保鲜剂大都是化学合成的，防腐保鲜效果不佳，且有毒性残留，不符合发展绿色食品的要求，已有越来越多的化学防腐保鲜剂禁止在采后水果上使用。因此，开发绿色、高效、经济的创新型防腐保鲜剂势在必行，也必将产生巨大的经济和社会效益。
槐糖脂是利用微生物发酵技术获得的一种生物表面活性剂。其生产工艺简单，原料来源方便，本身无毒，并具有抗菌、保湿等功能。近年来，对槐糖脂作为药物的研究已有许多文献报道，其中包括了槐糖脂的抑菌作用。如公开号为CN101199539的中国专利，公开了一种槐糖脂在制备抗皮肤癣菌药物中的应用；同时还包括以槐糖脂为有效成分的组合物在制备抗皮肤癣菌药物中的应用。本发明的制剂价格低廉，且用量少，抑菌效果显著，对人体无任何毒副作用，可以在某些方面作为替代易产生耐热性的常规抗真菌药物及有严重副作用的皮质类固醇激素等治疗皮肤癣病的药物，具有极大的应用前景。但是，经文献和专利检索，槐糖脂生物表面活性剂在水果腐烂防治中的研究和开发未见报道。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种高效、安全、低成本的槐糖脂类水果防腐剂及利用该防腐剂延长水果的保存期限的方法。
一株拟威克酵母(Wickerhamiella domercqiae)Y2A菌株，该菌株已于2010年5月4日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号：CGMCC3798。
一种槐糖脂类水果防腐剂的制备方法，它通过如下步骤制得：
(1)取拟威克酵母(Wickerhamiella domercqiae)Y2A，保藏编号：CGMCC3798。，转接到斜面培养基上，28～32℃培养24～48小时，得活化的拟威克酵母Y2A；
(2)将步骤(1)制得的活化的拟威克酵母Y2A接种于种子培养基中，28～32℃，摇床100～200r/min振荡培养20～28h，得拟威克酵母Y2A种子液；
(3)按照体积比4～6％的接种量，将步骤(2)制得的拟威克酵母Y2A种子液接种到发酵培养基中，28～32℃、摇床160r/min振荡培养144～168小时，得发酵液；
(4)将步骤(3)制得的发酵液置于分液漏斗中，静置10～14小时，收集沉降至分液漏斗底部的沉淀，置于80℃干燥箱中干燥24～48小时，即得槐糖脂类水果防腐剂。
优选的，所述斜面培养基组份如下：葡萄糖18～22g/L，酵母粉8～12g/L，蛋白胨18～22g/L，琼脂粉18～22g/L，蒸馏水定容。
优选的，所述种子培养基组份如下：葡萄糖18～22g/L，酵母粉8～12g/L，蛋白胨18～22g/L，蒸馏水定容。
优选的，所述发酵培养基组份如下：葡萄糖75～85g/L，菜籽油60～80mL ml/L，硫酸铵3～5g/L，KH2PO4 0.8～1.2g/L，Na2HPO4·12H2O 0.8～1.2g/L，MgSO4·7H2O 0.4～0.6g/L，酵母粉1.5～2.5g/L，pH5.5～6.5，水定容。
进一步优选的，上述菜籽油选自油菜籽油。
由上述制备方法制得的槐糖脂类水果防腐剂。
上述槐糖脂类水果防腐剂在水果防腐中的应用。
优选的，所述槐糖脂类水果防腐剂在水果防腐中的应用，具体步骤如下：
取槐糖脂类水果防腐剂，按照0.5～10mg/mL的比例与水混合，得槐糖脂类水果防腐剂溶液，然后将槐糖脂类水果防腐剂溶液喷施于需要防腐的水果表面，使槐糖脂类水果防腐剂溶液布满水果表面。
进一步优选的，槐糖脂类水果防腐剂与水按1～4mg/mL的比例混合，更优的，槐糖脂类水果防腐剂与水按2～3mg/mL的比例混合，最优的，槐糖脂类水果防腐剂与水按3mg/mL的比例混合。
优选的，所述水果为：冬枣、柑桔、苹果、梨、杏、红果、黄果。
本发明的槐糖脂类水果防腐剂是通过微生物发酵技术获得的生物表面活性剂，经检测，是酸型槐糖脂和内酯型槐糖脂组成的混合物，其区别在于脂肪酸碳链长度不同、脂肪酸饱和程度不同，基本化学结构为槐糖和长链脂肪酸以β-糖苷键连接。
本发明通过微生物发酵技术，获得一种生物表面活性剂槐糖脂，然后用蒸馏水配制3mg/mL的槐糖脂溶液，将其均匀喷洒到水果上，达到防止水果腐烂、并保持水果的新鲜度、延长水果室温保存期。它具有生产工艺简单，原料来源方便，成本低，产量高，对人体无毒害作用；并且制备的槐糖脂防腐剂剂型简单，易制备，用量少，抑菌和防腐效果显著，使用方便。将其开发成水果防腐剂，具有极大的应用前景。
附图说明
图1槐糖脂类水果防腐剂对水果致腐真菌青霉菌的生长抑制作用；
A：对照；B：添加了0.5mg/mL的槐糖脂类水果防腐剂；C：添加了1.0mg/mL的槐糖脂类水果防腐剂；D：添加了2.0mg/mL的槐糖脂类水果防腐剂；E：添加了3.0mg/mL的槐糖脂类水果防腐剂；F：添加了4.0mg/mL的槐糖脂类水果防腐剂。
图2槐糖脂类水果防腐剂对水果致腐真菌曲霉菌的生长抑制作用；
显示添加了3.0mg/mL的槐糖脂类水果防腐剂能完全抑制曲霉菌的生长。
A：对照；B：添加了3.0mg/mL的槐糖脂类水果防腐剂；
图3槐糖脂类水果防腐剂对致腐真菌黑曲霉菌丝蔓延的影响；
A：对照；B：添加了3.0mg/mL的槐糖脂类水果防腐剂；
图4槐糖脂类水果防腐剂对致腐真菌黄曲霉菌丝蔓延的影响；
A：对照；B：添加了3.0mg/mL的槐糖脂类水果防腐剂；
图5槐糖脂类水果防腐剂对致腐真菌青霉菌丝蔓延的影响；
A：对照；B：添加了3.0mg/mL的槐糖脂类水果防腐剂；
图6槐糖脂类水果防腐剂对致腐真菌毛霉菌丝蔓延的影响；
A：对照；B：添加了3.0mg/mL的槐糖脂类水果防腐剂。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明内容作进一步的说明。
实施例中的拟威克酵母Wickerhamiella domercqiae Y2A菌株，该菌株已于2010年5月4日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号：CGMCC3798，其他试剂均为市售产品。
实施例1：槐糖脂类水果防腐剂的制备
(1)取拟威克酵母(Wickerhamiella domercqiae)Y2A转接到斜面培养基上，30℃培养30小时，得活化的拟威克酵母Y2A；
(2)将步骤(1)制得的活化的拟威克酵母Y2A一环接种于300mL三角瓶装50mL种子培养基，30℃，摇床160r/min振荡培养24h，得拟威克酵母Y2A种子液；
(3)按照体积比5％的接种量，将种子液接种到发酵培养基中，30℃、摇床160r/min振荡培养168小时，得发酵液。
(4)将步骤(3)制得的发酵液置于分液漏斗中，静置12小时，收集沉降至分液漏斗底部的淡黄棕色沉淀，置于80℃干燥箱中干燥24～48小时，即得槐糖脂类水果防腐剂。
所述斜面培养基组份如下：葡萄糖20g/L，酵母粉10g/L，蛋白胨20g/L，琼脂粉20g/L，蒸馏水定容。
所述种子培养基组份如下：葡萄糖20g/L，酵母粉10g/L，蛋白胨20g/L，蒸馏水定容。
所述发酵培养基组份如下：葡萄糖80g/L，菜籽油80mL/L，硫酸铵4.0g/L，KH2PO41.0g/L，Na2HPO4·12H2O 1.0g/L，MgSO4·7H2O 0.5g/L，酵母粉2g/L，pH 6.5，水定容。
实施例2：水果致腐真菌的分离和鉴定
(1)水果致腐真菌的分离
收集腐烂的水果，包括冬枣、柑桔、苹果、梨、杏、红果和黄果，用无菌小刀或接种针分别取少量水果的表面霉块、表层霉烂块以及内层霉烂块接种至50mL马铃薯葡萄糖培养基中，30℃摇床振荡培养3～4天，培养液划线接种于马铃薯葡萄糖琼脂平板上，30℃恒温培养2～4天后，用接种针挑取不同形态的单菌落，分别接种于马铃薯葡萄糖琼脂斜面培养基上，30℃培养2～3天后得到纯化菌株。
(2)接种感染
用分离纯化得到的霉菌对土豆块分别接种感染。土豆块浸泡于5％甲醛溶液中5分钟消毒，再用无菌水冲洗4次，每个处理各取4块土豆块接种。将每个处理分别放入消毒的聚脂塑料盒中，并在盆内加入浸有无菌水的脱脂棉花以保持足够的湿度，盖好盖并留出通气孔，同时设不接种为对照。
(3)水果致腐真菌的鉴定
根据接种感染实验的结果，若接种的土豆块出现腐烂症状，并从腐烂部位分离到与接种物相同的霉菌，则可证明用于接种的霉菌即为致腐菌。再根据《常见与常用真菌》书中提供的形态特征及主要生理特性，对分离纯化得到的真菌分类鉴定到属。
通过该方法分离得到6株致腐真菌，该6株菌涉及到青霉属、曲霉属和毛霉属。
实施例3：槐糖脂类水果防腐剂作为抑制水果致腐真菌防腐剂的应用
(1)致腐真菌孢子悬浮液的制备：取一环致腐真菌接种到沙氏液体培养基中，28～30℃培养24h，即制得各种致腐真菌的孢子悬液。
(2)槐糖脂类水果防腐剂溶液配制：取制备的槐糖脂类水果防腐剂，用蒸馏水分别配制浓度为0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0和10.0mg/mL的乳浊液。
(3)取槐糖脂类水果防腐剂溶液100μl和15mL PDA固体培养基混匀后倒平板，然后取50μl孢子悬液涂布在平板上，30℃培养24～120小时，菌落计数。
所述沙氏液体培养基组分如下：蛋白胨10g/L，葡萄糖40g/L，氯霉素0.1g/L，加蒸馏水至1L。
抑菌实验结果显示：添加了较低剂量(0.5mg/mL)槐糖脂类水果防腐剂的平板在120小时内，对致腐真菌的生长就有明显的抑制；随着槐糖脂类水果防腐剂剂量的增加，抑制效果增强，2.0mg/mL时，抑制率达到80％以上；4.0mg/mL时，基本完全抑制(见图1、图2)。
实施例4：槐糖脂类水果防腐剂作为抑制水果致腐真菌防腐剂的应用
取3.0mg/mL的槐糖脂类水果防腐剂溶液100μl和15mL PDA固体培养基混匀后倒平板，冷却后接种5mm致腐真菌菌丝块，同时作阴性对照。将平板置于30℃恒温箱中培养，观察菌丝生长情况。
实验结果显示，添加了槐糖脂类水果防腐剂溶液的菌丝块有的生长缓慢，有的没有生长，说明槐糖脂类水果防腐剂溶液对菌丝的蔓延有很好的抑制作用。当添加了3.0mg/mL槐糖脂类水果防腐剂时，致腐真菌黑曲霉菌丝的生长蔓延得到明显的抑制，如图3所示；当添加了3.0mg/mL槐糖脂类水果防腐剂时，致腐真菌黄曲霉菌丝的生长蔓延得到明显的抑制，如图4所示；当添加了3.0mg/mL槐糖脂类水果防腐剂时，致腐真菌青霉菌菌丝的生长蔓延得到明显的抑制，如5所示；当添加了3.0mg/mL槐糖脂类水果防腐剂时，致腐真菌毛霉菌菌丝的生长蔓延得到明显的抑制，如图6所示。
实施例5：槐糖脂类水果防腐剂作为水果防腐剂的应用
将实施例3步骤(2)配制的槐糖脂类水果防腐剂溶液用于水果防腐实验，取大小均匀新鲜的冬枣、柑桔、苹果、梨、杏、红果和黄果各10只，分别分为2组，一组喷洒实施例5制备的水果防腐剂作为处理组，另一组作为对照组。室温放置7天观察水果腐烂情况。
结果显示：处理组水果色泽度好、圆润、水分几乎没有损失，柑桔、苹果、梨、杏、红果和黄果没有出现腐烂果，冬枣处理组仅有1个出现腐烂斑点。苹果、梨对照组虽然没有腐烂，但出现皱缩、水分损失大；红果和黄果对照组出现皱缩，有的开始腐烂；冬枣、柑桔对照组出现严重腐烂。
Claims (10)
1.一株拟威克酵母(Wickerhamiella domercqiae)Y2A菌株，该菌株已于2010年5月4日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号：CGMCC3798。
2.一种槐糖脂类水果防腐剂的制备方法，其特征在于，通过如下步骤制得：
(1)取拟威克酵母(Wickerhamiella domercqiae)Y2A，保藏编号：CGMCC3798，转接到斜面培养基上，28～32℃培养24～48小时，得活化的拟威克酵母Y2A；
(2)将步骤(1)制得的活化的拟威克酵母Y2A接种于种子培养基中，28～32℃，摇床100～200r/min振荡培养20～28h，得拟威克酵母Y2A种子液；
(3)按照体积比4～6％的接种量，将步骤(2)制得的拟威克酵母Y2A种子液接种到发酵培养基中，28～32℃、摇床160r/min振荡培养144～168小时，得发酵液；
(4)将步骤(3)制得的发酵液置于分液漏斗中，静置10～14小时，收集沉降至分液漏斗底部的沉淀，置于80℃干燥箱中干燥24～48小时，即得槐糖脂类水果防腐剂。
3.如权利要求2所述的槐糖脂类水果防腐剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述斜面培养基组份如下：葡萄糖18～22g/L，酵母粉8～12g/L，蛋白胨18～22g/L，琼脂粉18～22g/L，蒸馏水定容；
步骤(2)中所述种子培养基组份如下：葡萄糖18～22g/L，酵母粉8～12g/L，蛋白胨18～22g/L，蒸馏水定容；
步骤(3)中所述发酵培养基组份如下：葡萄糖75～85g/L，菜籽油60～80mL ml/L，硫酸铵3～5g/L，KH2PO4 0.8～1.2g/L，Na2HPO4·12H2O 0.8～1.2g/L，MgSO4·7H2O 0.4～0.6g/L，酵母粉1.5～2.5g/L，pH 5.5～6.5，水定容。
4.如权利要求3所述的槐糖脂类水果防腐剂的制备方法，其特征在于，上述菜籽油选自油菜籽油。
5.一种由权利要求2所述制备方法制得的槐糖脂类水果防腐剂。
6.如权利要求5所述槐糖脂类水果防腐剂在水果防腐中的应用。
7.如权利要求6所述槐糖脂类水果防腐剂在水果防腐中的应用，其特征在于，具体步骤如下：
取槐糖脂类水果防腐剂，按照0.5～10mg/mL的比例与水混合，得槐糖脂类水果防腐剂溶液，然后将槐糖脂类水果防腐剂溶液喷施于需要防腐的水果表面，使槐糖脂类水果防腐剂溶液布满水果表面。
8.如权利要求7所述槐糖脂类水果防腐剂在水果防腐中的应用，其特征在于，槐糖脂类水果防腐剂与水按1～4mg/mL的比例混合。
9.如权利要求8所述槐糖脂类水果防腐剂在水果防腐中的应用，其特征在于，槐糖脂类水果防腐剂与水按2～3mg/mL的比例混合，最优的，槐糖脂类水果防腐剂与水按3mg/mL的比例混合。
10.如权利要求6所述槐糖脂类水果防腐剂在水果防腐中的应用，其特征在于，所述水果为：冬枣、柑桔、苹果、梨、杏、红果、黄果。
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