CN102860330A

CN102860330A - 一种莳萝子挥发油芳香防霉剂及其制备方法和用途

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Publication number: CN102860330A
Application number: CN2012103792516A
Authority: CN
Inventors: 王有为; 田俊; 李慧博; 班小泉; 陈丽君; 陈玉欣; 马冰馨
Original assignee: Wuhan University WHU
Current assignee: Wuhan University WHU
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2032-10-09
Also published as: CN102860330B

Abstract

本发明涉及一种莳萝子挥发油芳香防霉剂及其制备方法和用途，特征在于该防霉剂的组分包括莳萝子挥发油、乳化剂和蒸馏水，制备方法是将莳萝子挥发油、乳化剂和蒸馏水搅拌至充分乳化，再加入到熔化好的胶凝溶液中，冷却凝固后以PVDC膜密封包装，即得莳萝子挥发油芳香防霉剂。总之，本发明的莳萝子挥发油芳香防霉剂采用的是纯天然植物制剂，资源丰富，制造工艺简单易行，成本低廉；所制备的莳萝子挥发油芳香防霉剂对环境友好，在开放条件下其半衰期约为65天，经PVDC膜密封包装，可延长其货架期至1-2年，而且运输及使用极为方便，可用于食品、药材、皮革制品、粮食和饲料的防霉。

Description

一种莳萝子挥发油芳香防霉剂及其制备方法和用途

技术领域：

本发明涉及防霉剂技术领域，特别涉及一种莳萝子挥发油芳香防霉剂及其制备方法和用途。

背景技术：

挥发油是存在于植物中的一类具有特殊气味(大多数为香味)、分子量较小、可随水蒸气蒸馏出来而又与水不相混溶的挥发性油状成分的总称。挥发油是植物次生代谢产物之一，具有一定的芳香气味。在植物界分布很广，大多集中在菊科、芸香科、樟科、唇形科、桃金娘科、姜科、杜鹃科、毛茛科、胡椒科、八角科、木犀科、蔷薇科、金栗兰科、马兜铃科、木兰科等。挥发油作为一种天然抗菌物质，从部分植物的果实、叶、种子、花中可以提取。目前已知的植物挥发油有大约3000种，其中约300种已开发成产品广泛应用于制药、食品、农业、化妆品等工业中。我国挥发油的植物资源为世界第三位，因此，开发利用这些资源是不无裨益的。

莳萝（Anethum graveolens L）为伞形科（Umbelliferae）莳萝属（Anethum）一或二年生草本植物。莳萝用作药用植物的历史可追溯到2000多年前，在食品工业中，莳萝被广泛的用作调味剂。在国外，莳萝分布于中亚、欧洲等地，而在我国，各地均有栽培或野生，主要分布在新疆、安徽、江苏等地。莳萝作为药用植物历史悠久，历代本草，多有著录。其干燥成熟果实亦为常用的维吾尔族药，称为：西比提，色日克等。莳萝在临床上主要用于治疗消化系统疾病，如：胃痛、消化不良、口臭及肠胃气胀，并有安神、镇静的疗效，亦可用于治疗小儿打嗝，对哺乳期妇女有催乳的作用。现代药理学研究表明莳萝子挥发油具有抗菌、驱虫、抗氧化、催乳、调节女性生育周期及降血脂等药理活性。

真菌污染给人类生活的诸多方面带来了严重的危害。其中，以黄曲霉为代表的一系列霉菌，不仅仅可对人体进行直接地侵染而导致全身系统性疾病，而且可以侵染食品、皮革制品、粮食、饲料、及药材等，导致其营养及药用成份的改变，使其变质而失去原有的经济价值，从而造成严重的经济损失。

霉菌是真菌中不形成大的子实体的全部丝状菌类, 常寄生在动植物体上进行繁殖生长。由于大气中存在着许多真菌孢子, 当落于食品、药材、皮革制品、粮食及饲料等表面后, 在适当的温度和湿度下即萌发为菌丝, 从而分泌出酶来溶蚀上述物质的组织, 以致它们变质霉烂, 功效、营养成分发生变化。

常用的化学防霉剂往往是选择性地针对霉菌生物代谢的某一环节产生抑制作用，由此极易造成微生物抗性的形成和发展。许多研究证明了大部分霉菌对现有的化学防霉剂已经产生了抗性。而且，化学防霉剂的大量使用已给全球带来了严重的生态环境污染问题，同时其残留毒性也已成为食品安全的严重隐患，这使得国内外一直以来都在寻求理想的产品和方法来控制食品、药材、皮革制品、粮食及饲料的霉变。因此，开发安全、高效、经济的天然防霉剂来取代化学防霉剂应该具有很大的潜力，该技术创新和产品开发的方向不仅是国外发展的主流，也必定成为我国相关产业未来发展的重点。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供了一种莳萝子挥发油芳香防霉剂及其制备方法和用途。

本发明采取的技术方案是：

一、一种莳萝子挥发油芳香防霉剂，其特征在于：所述的防霉剂中含有莳萝子挥发油，乳化剂。

作为优选方案：

1）所述防霉剂为固体防霉剂，其中含有胶凝材料，且外用PVDC膜密封包装；

2）所述胶凝材料为琼脂，琼脂在防霉剂中的浓度为1%-2%；

3）所述防霉剂中莳萝子挥发油和乳化剂的体积比为莳萝子挥发油/乳化剂=3/1～5/2；

4）所述乳化剂：①成分为Span 80与 Tween 80的混合物，其体积比为Span 80/ Tween 80=

16/9～17/8；②亲水亲油平衡值（HLB）为8.2～8.5；

5）所述防霉剂在开放条件下具有缓释作用。

二、一种莳萝子挥发油芳香防霉剂的制备方法，其特征在于：步骤如下；

a、制备莳萝子挥发油，备用；

b、将莳萝子挥发油，乳化剂，蒸馏水在50-60℃条件下搅拌至充分乳化，制得乳化液；

c、将琼脂热溶后自然降温至50-60℃，制得胶凝材料；

d、将步骤b所得乳化液缓慢加入到上步所得的胶凝材料中，边加边搅拌，直至混合均匀，自然冷却凝固，以PVDC膜密封包装，即得固体芳香防霉剂。

作为优选方案：

1）所述的莳萝子挥发油和乳化剂的体积比为莳萝子挥发油/乳化剂=3/1～5/2；

2）所述的莳萝子挥发油的浓度是由乳化剂、胶凝材料和蒸馏水调节的；

3）所述的乳化剂的成分为Span 80与 Tween 80的混合物，其体积比为Span 80/ Tween 80=16/9～17/8，乳化剂HLB为8.2～8.5；

4）所述的胶凝材料为琼脂，热溶后加入权利要求7步骤b所得的乳化液，且琼脂在防

霉剂中的浓度为1%-2%。

由于莳萝子挥发油易挥发的特性，采用乳化的方法将挥发油载入到胶凝材料中，制成芳香防霉剂，使其达到缓释的效果。采用正交试验，优化筛选产品配方，用统计方法分析实验结果，从而确定配方中各成分含量和比例。

外包装PVDC膜，即聚偏二氯乙烯薄膜，是一种无毒无味、安全可靠的高阻隔性包装材料。

在本发明中，通过食品、药材、皮革制品、粮食和饲料的防霉试验证实了莳萝子挥发油芳香防霉剂具有很好的防霉作用。研究结果表明，含不同浓度莳萝子挥发油的芳香防霉剂对樱桃西红柿、菊花和枸杞两种药材、皮革制品、大米及草鱼颗粒饲料的霉变具有显著的防治效果，随着挥发油浓度的增加，霉菌的污染程度明显下降，而未加任何防霉剂对照组的霉菌污染情况却相当严重。当挥发油浓度为12%时，对樱桃西红柿达到了最好的防霉效果；当挥发油浓度为30%时，能基本上控制中药材、皮革制品、粮食、饲料的霉菌污染。

总之，本发明的莳萝子挥发油芳香防霉剂采用的是纯天然植物制剂，资源丰富，制造工艺简单易行，成本低廉；所制备的莳萝子挥发油芳香防霉剂对环境友好，在开放条件下具有缓释作用，其半衰期约为65天，经PVDC膜密封包装，可延长其货架期至1-2年。而且运输及使用极为方便，可用于食品、药材、皮革制品、粮食和饲料的防霉。

具体实施方式

实施例1：莳萝子挥发油芳香防霉剂的制备

1、制备莳萝子挥发油

将干燥的莳萝子粉碎后过40目筛，称取一定重量，加入适量蒸馏水，蒸馏，每90～100ml馏出物用35～45g无水硫酸钠脱水，得到莳萝子挥发油。

2、莳萝子挥发油芳香防霉剂的制备

取莳萝子挥发油75单位，加入16单位Span 80，9单位Tween 80，290单位蒸馏水，在50℃-60℃条件下，用高速匀浆机搅拌2分钟，制成莳萝子挥发油乳化液，其HLB值为8.2；

将琼脂热溶后自然降温至50-60℃;将上述制取的莳萝子挥发油乳化液缓慢加入已热溶好的琼脂溶液中，根据需要的挥发油浓度调整蒸馏水的用量，使琼脂最终浓度控制在1%，搅拌混合至均匀后，自然冷却凝固，以PVDC膜密封包装，即得固体芳香防霉剂。

实施例2：莳萝子挥发油芳香防霉剂的制备

1、制备莳萝子挥发油

2、取莳萝子挥发油62.5单位，加入17单位 Span 80，8单位 Tween 80，330单位蒸馏水，在50℃-60℃条件下，用高速匀浆机搅拌2分钟，制成莳萝子挥发油乳化液，其HLB值为8.5；

将琼脂热溶后自然降温至50-60℃;将上述制取的莳萝子挥发油乳化液缓慢加入已热溶好的琼脂溶液中，根据需要的挥发油浓度调整蒸馏水的用量，使琼脂最终浓度控制在2%，搅拌混合至均匀后，自然冷却凝固，以PVDC膜密封包装，即得固体芳香防霉剂。

实施例3：莳萝子挥发油芳香防霉剂稳定性测定

GC条件：安捷伦6890气象色谱仪，毛细管色谱柱，柱温100 ℃，程序升温：15 ℃/min升至280 ℃，保持5 min。进样口温度280 ℃，分流比25:1.

顶空进样条件：样品温度分别为50 ℃，60 ℃，70 ℃；进样针温度：100℃;传输线温度：120 ℃;气相循环时间：20 min；加热时间：分别为5 min，10 min，15 min，25 min，35 min；加压时间：0.2 min；抽样时间：0.2 min；进样时间：0.5 min。供试品配制完成后，在热溶液的情况下，精确移液5 ml于顶空进样瓶中。将顶空瓶置于冰水浴中冷却，使供试品凝固，待用。

1、在50 ℃，60 ℃，70 ℃条件下，分别加热样品5 min，10 min，15 min，25 min，35 min后，测其峰面积。

2、根据色谱仪得到的峰面积，用峰面积归一化法结合标准曲线，可以得出不同时间不同

温度的柠檬烯含量。

3、用甲醇作为溶剂，取柠檬烯标准品配制成浓度为100 μl/ml的柠檬烯甲醇溶液作为储

备液。取标准储备液配成柠檬烯含量分别为2.5，5，10，12.5，25，50 μl/ml (v/v)的标准系列溶液。取不同浓度的标准系列溶液，采用手动直接进样的方法进样分析，进样量为0.4 μl，色谱条件与顶空进样条件，并绘制出浓度——峰面积校正曲线。

4、根据柠檬烯浓度C，求得lg C值。

5、相同温度的lg C值对绝对温度T作图，可以求得分解速率k

6、以k对绝对温度的倒数1/T作图，求出回归方程

7、将T=298代入，即可求出室温的反应常数。K₂₅=0.00044662 h^-1。据此计算开放条件

下莳萝子挥发油芳香防霉剂的半衰期。

计算t_0.5=0.693/k25=1551.7 h，半衰期约为65天。这说明，莳萝子挥发油芳香防霉剂在开

放条件下具有缓释作用。

实施例 4：莳萝子挥发油芳香防霉剂用于人工接种和自然感染食品防霉试验

选择易发生霉变的食品樱桃西红柿为研究对象，在市场上随机购买同一批次的樱桃西红柿若干。人工接种组选取易造成食品腐败的腐败真菌4种：黄曲霉 Aspergillus flavus，米曲霉 Aspergillus oryzae，黑曲霉 Aspergillus niger，和链格孢 Alternaria alternata。将菌种培养5~7天后，用0.1%的吐温-20溶液冲洗孢子，将其制成10⁶/ml浓度的孢子悬浮液，然后将供试西红柿先后用70%乙醇消毒5 min，无菌水冲洗5 min，在无菌室风干，然后用打孔器在其表面打成4 mm直径、2 mm深的孔，接种10 μl上述配制好的悬浮液，每12个一组放置于容积为0.9 L聚苯乙烯盒中，取4 cm直径的滤纸放入相应规格的称量瓶中，分别滴入0.5 ml的无菌水以达到保湿效果（相对湿度为90~95%），每个盒子分别放入装有莳萝子挥发油芳香防霉剂的称量瓶（低、中、高三个处理组挥发油浓度分别为4%、8%、12%）中，设不加任何防霉剂的对照组，15 ℃下培养11天。

评价指标：测定其西红柿腐败真菌感染率。

实验数据以均数±标准差 (mean±SD) 表示，使用SPSS 13.0统计软件进行oneway-ANOVA检验。在人工接种实验中，所有浓度的挥发油均对四种真菌的生长有明显抑制作用，随着挥发油浓度的增加，樱桃西红柿的腐烂比率明显的减少(p<0.01)，而对照组几乎所有的樱桃西红柿菌被污染，在挥发油浓度为12%时，达到了最好了防霉的效果，对抑制四种真菌污染的平均抑制率分别达到了,88.9%，88.9%，94.4%和83.3%。在自然感染组实验中，处理组明显地降低了樱桃西红柿的污染比率(p<0.01)，当挥发油浓度为12%时，达到了最好了防腐的效果，与对照组相比抑制微生物污染的比率达到了86.1%。

实施例5：莳萝子挥发油芳香防霉剂对人工接种黄曲霉和黑曲霉的中药材防霉试验

用菊花和枸杞两种中药材，测定了莳萝子挥发油芳香防霉剂对人工接种黄曲霉和黑曲霉的中药材发霉的抑制作用。供试菊花和枸杞是于中药店购买的袋装杭菊和袋装枸杞。供试霉菌为黄曲霉和黑曲霉。

在抑制实验中，将两种中药材各称取3 g，置于同一个聚苯乙烯盒的两端，放在紫外灯下照射灭菌至少3 h，取出，尽量不使其混在一起。取已制备好的菌液（10⁶ 孢子/ml）约50 ml，倒入已消毒的烧杯中。再将两种药材分开浸泡于菌液中，使其浸润完全，约1 min取出，吹干菌液，放入聚苯乙烯盒中，同时设不加任何防霉剂的对照组。所有聚苯乙烯盒中都放置一个放入装有半瓶无菌水的称量瓶，控制湿度（相对湿度>95%）；其中一个作为对照组，另外几个均放入一个装有一定浓度莳萝子挥发油制剂的称量瓶作为处理组（低、中、高三个处理组挥发油浓度分别为10%、20%、30%）。用parafilm密封聚苯乙烯盒，放入28℃的培养箱中，然后每天观察、记录。

七天后，对实验结果进行分析。在黄曲霉实验组中，对照组药材已有大部分被黄曲霉包裹，低、中浓度组药材有少量菌丝生长，高浓度组药材仅见零星菌丝生长。取药材0.2 g于5 ml无菌水中浸泡，测其孢子液浓度，以此判断黄曲霉生长情况。加入10%和20%挥发油制剂组测得的孢子液浓度为对照组的一半和五分之二。当制剂中挥发油浓度达到30%时，测出的孢子液浓度为对照组的二十分之一，抑菌效果明显；在黑曲霉实验组中，对照组药材大部分被白色菌丝包裹，低、中浓度组药材仅有少量菌丝生长，高浓度组药材几乎未见菌丝生长。同样取药材0.2 g于5 ml无菌水中浸泡，测其孢子液浓度，以此判断黑曲霉生长情况。加入10%和20%制剂组测得的孢子液浓度为对照组的一半和十分之一。当制剂中油浓度达到30%后，测出的孢子液浓度为对照组的五十分之一，也表现出明显的抑菌效果。

实施例6：莳萝子挥发油芳香防霉剂对人工接种黄曲霉和黑曲霉的皮革防霉试验

选取皮革作为供试材料，测定了莳萝子挥发油芳香防霉剂对人工接种黄曲霉和黑曲霉的皮革防霉效果，供试皮革购自当地商场。供试霉菌为黄曲霉和黑曲霉。

将购置的皮革裁成合适大小在紫外灯下照射1小时，经翻转后再次照射1小时。将照射完的皮革用事先配制好的菌液（浓度约为10⁶ 孢子/ml）喷雾接种，尽量使其均匀，吹干，放入体积为0.9 L的聚苯乙烯盒中，同时设不喷加任何防霉剂的对照组。所有聚苯乙烯盒中都放置一个放入装有半瓶无菌水的称量瓶，控制湿度（相对湿度>95%）；其中一个作为对照组，另外几个均放入一个装有一定浓度莳萝子挥发油制剂的称量瓶作为处理组（低、中、高三个处理组挥发油浓度分别为10%、20%、30%）。用parafilm密封聚苯乙烯盒，放入28℃的培养箱中，然后每天观察、记录。

九天后，对实验结果进行分析。在黄曲霉实验组中，对照组皮革已出现大量霉点，低、中浓度组皮革仅有少量霉点，高浓度组皮革几乎没有霉点出现。用无菌水冲洗供试皮革的霉点，测其孢子液浓度，以此判断黄曲霉生长情况。加入10%和20%挥发油制剂组测得的孢子液浓度为对照组的五分之一和二十分之一。当制剂中挥发油浓度达到30%后，测出的孢子液浓度为对照组的百分之一，抑菌效果明显；在黑曲霉实验组中，低、中浓度组的皮革仅有零星霉点，高浓度组几乎没有霉点出现。用无菌水冲洗供试皮革的霉点，测其孢子液浓度，以此判断黑曲霉生长情况。加入10%和20%挥发油制剂组测得的孢子液浓度为对照组的十分之一和百分之一。当制剂中挥发油浓度达到30%后，测出的孢子液浓度为对照组的千分之一，抑菌效果更加明显。

实施例7：莳萝子挥发油芳香防霉剂对人工接种黄曲霉和黑曲霉的粮食防霉试验

选取普通大米为研究对象，测定了莳萝子挥发油芳香防霉剂对人工接种黄曲霉和黑曲霉大米的防霉效果。供试大米购自当地超市。供试霉菌为黄曲霉和黑曲霉。

将购置的大米在紫外灯下照射1小时。分别取30 g大米浸泡于事先配制好的菌液（浓度约为10⁶ 孢子/ml）中，使其浸润完全，约1 min后取出，吹干菌液，放入体积为0.9 L的聚苯乙烯盒中，同时设不加任何防霉剂的对照组。所有聚苯乙烯盒中都放置一个放入装有半瓶无菌水的称量瓶，控制湿度（相对湿度>95%）；其中一个作为对照组，另外几个均放入一个装有一定浓度莳萝子挥发油制剂的称量瓶作为处理组（低、中、高三个处理组挥发油浓度分别为10%、20%、30%）。用parafilm密封聚苯乙烯盒，放入28℃的培养箱中，然后每天观察、记录。

七天后，对实验结果进行分析。在黄曲霉实验组中，对照组大米已出现大量菌丝和孢子，低、中浓度组大米仅有零星菌丝，高浓度组有极少发现菌丝。用无菌水冲洗供试大米，测其孢子液浓度，以此判断黄曲霉生长情况。加入10%和20%挥发油制剂组测得的孢子液浓度为对照组的五分之一和十分之一。当制剂中挥发油浓度达到30%后，测出的孢子液浓度为对照组的五十分之一，抑菌效果相当明显；在黑曲霉实验组中，低、中浓度组大米中偶见少部分菌丝，高浓度组几乎没发现菌丝。用无菌水冲洗供试大米，测其孢子液浓度，以此判断黑曲霉生长情况。加入10%和20%挥发油制剂组测得的孢子液浓度为对照组的十分之一和五十分之一。当制剂中挥发油浓度达到30%后，测出的孢子液浓度为对照组的千分之一，抑制效果非常明显。

实施例8：莳萝子挥发油芳香防霉剂对人工接种黄曲霉和黑曲霉的饲料防霉试验

选取草鱼颗粒饲料为研究对象，测定了莳萝子挥发油芳香防霉剂对人工接种黄曲霉和黑曲霉的草鱼颗粒饲料的防霉效果，供试草鱼颗粒饲料按基础配方自行配制，未加任何防霉剂。供试霉菌为黄曲霉和黑曲霉。

将购置的草鱼颗粒饲料在紫外灯下照射2小时。将照射完的饲料用事先配制好的菌液（浓度约为10⁶ 孢子/ml）喷雾接种，尽量使其均匀，吹干，放入体积为0.9 L聚苯乙烯盒中，吹干，同时设不加任何防霉剂的对照组。所有聚苯乙烯盒中都放置一个放入装有半瓶无菌水的称量瓶，控制湿度（相对湿度>95%）；其中一个作为对照组，另外几个均放入一个装有一定浓度莳萝子挥发油制剂的称量瓶作为处理组（低、中、高三个处理组挥发油浓度分别为10%、20%、30%）。用parafilm密封聚苯乙烯盒，放入28℃的培养箱中，然后每天观察、记录。

七天后，对实验结果进行分析。在黄曲霉实验组中，对照组草鱼颗粒饲料已出现大量霉点和菌丝，低、中浓度组饲料仅有少部分霉点和菌丝，高浓度组菌丝极少。用无菌水冲洗供试草鱼颗粒饲料，测其孢子液浓度，以此判断黄曲霉生长情况。加入10%和20%挥发油制剂组测得的孢子液浓度为对照组的一半和五分之一。当制剂中挥发油浓度达到30%后，测出的孢子液浓度为对照组的二十分之一，抑菌效果很明显；在黑曲霉实验组中，低、中浓度组草鱼颗粒饲料仅见少部分霉点和菌丝，高浓度组几乎没有菌丝。用无菌水冲洗供试草鱼颗粒饲料，测其孢子液浓度，以此判断黑曲霉生长情况。加入10%和20%挥发油制剂组测得的孢子液浓度为对照组的三分之一和五分之一。当制剂中挥发油浓度达到30%后，测出的孢子液浓度为对照组的二十分之一，抑菌效果同样很明显。

Claims

1.一种莳萝子挥发油芳香防霉剂，其特征在于：所述的防霉剂中含有莳萝子挥发油，乳化剂。

2.如权利要求1所述的一种莳萝子挥发油芳香防霉剂，其特征在于：所述防霉剂为固体防霉剂，其中含有胶凝材料，且外用PVDC膜密封包装。

3.如权利要求1或2所述的一种莳萝子挥发油芳香防霉剂，其特征在于：所述胶凝材料为琼脂，琼脂在防霉剂中的浓度为1%-2%。

4.如权利要求1或2所述的一种莳萝子挥发油芳香防霉剂，其特征在于：所述防霉剂中莳萝子挥发油和乳化剂的体积比为莳萝子挥发油/乳化剂=3/1～5/2。

5.如权利要求1或2所述的一种莳萝子挥发油芳香防霉剂，其特征在于所述乳化剂：①成分为Span 80与 Tween 80的混合物，其体积比为Span 80/ Tween 80=16/9～17/8；②亲水亲油平衡值（HLB）为8.2～8.5。

6.如权利要求1或2所述的一种莳萝子挥发油芳香防霉剂，其特征在于：所述防霉剂在开放条件下具有缓释作用。

7.如权利要求1所述的一种莳萝子挥发油芳香防霉剂的制备方法，其特征在于：步骤如下；

a、制备莳萝子挥发油，备用；

b、将莳萝子挥发油、乳化剂、蒸馏水在50-60℃条件下搅拌至充分乳化，制得乳化液；

c、将琼脂热溶后自然降温至50～60℃，制得胶凝材料；

8.如权利要求7所述的一种莳萝子挥发油芳香防霉剂的制备方法，其特征在于：

3）所述的乳化剂的成分为Span 80与 Tween 80的混合物，其体积比为Span 80/ Tween 80=16/9～17/8，乳化剂的亲水亲油平衡值为8.2～8.5；

4）所述的胶凝材料为琼脂，热溶后加入权利要求7步骤b所得的乳化液，且琼脂在防霉剂中的浓度为1%-2%。

9.如权利要求1或2所述的莳萝子挥发油芳香防霉剂具有食品、药材、皮革制品、粮食和饲料的防霉用途。