CN107410454A - 一种蔬果保鲜缓释材料及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蔬果保鲜缓释材料及其制备工艺，保鲜缓释材料由外而内包括多孔微球和1‑甲基环丙烯包结物，1‑甲基环丙烯包结物由β‑环糊精与包裹在β‑环糊精内部的1‑甲基环丙烯气体组成，将1‑甲基环丙烯气体包裹于β‑环糊精内，并进一步将β‑环糊精包裹于多孔微球中，得到的蔬果保鲜缓释材料可制备于包装材料上，β‑环糊精具有易吸水的性质，在使用时，果蔬呼吸作用产生的水蒸气使β‑环糊精吸水而将1‑甲基环丙烯气体缓释至包装材料内部，对蔬果起到保鲜作用。这种保鲜材料使用条件不苛刻，无需空间密闭，缓释效果良好，解决了传统保鲜材料中保鲜气体瞬间释放而无法在长途运输或长时间贮藏的情况下持续提供保鲜作用的问题。
Description
技术领域
本发明属于蔬果保鲜技术领域，涉及一种保鲜材料及其制备工艺，具体地说涉及一种蔬果保鲜缓释材料及其制备工艺。
背景技术
新鲜的水果蔬菜具有丰富的营养、鲜美的口味和色泽，是人们日常生活中不可缺少的副食品，是仅次于粮食的第二重要的农产品，同时也是食品工业的重要加工原料。我国是世界蔬菜水果生产大国，蔬菜水果在我国经济中占有重要地位。自上世纪90年代以来，我国水果产量和面积一直稳居世界前列，但是蔬菜水果水分含量高，储存时间过长容易产生热量导致腐烂，同时由于蔬菜水果的产地和用地之间的差异以及采收时间和食用时间的不同，以及现阶段我国对新鲜蔬果采收不当、采摘后商品化处理技术落后、储运条件有限、贮藏加工能力不足等原因导致在采收后的贮藏、运输、销售过程中，难免有大量产品腐烂变质，每年因水果的腐烂损耗率可达20-25％，而蔬菜的损耗率可达30％，造成很大的损失。
同时随着人民生活水平的不断提高，人们希望一年四季都可吃到新鲜可口的水果蔬菜，目前已研究开发出一些蔬果保鲜技术，但是已有的保鲜技术多较为落后，难以满足市场的需求。
在植物的生长中，乙烯是一种公认的催熟激素，可以促进农作物果实、花、叶片的成熟、衰老和脱落，为了延长蔬果的贮藏寿命并保持新鲜，需尽可能地抑制植物器官中内源乙烯的合成或阻止乙烯发挥作用显得十分重要。经研究发现，1-甲基环丙烯(1-MCP)可以不可逆地作用于植物器官内乙烯受体，从而阻断受体与乙烯的正常结合，抑制与植物或果实成熟相关的一系列生化反应，起到延缓果实成熟的作用。
现有1-甲基环丙烯保鲜材料多为粉剂形式，采用熏蒸方式使用，1-甲基环丙烯熏蒸时，需要将空间密闭，1-MCP保鲜剂瞬间释放，浓度很难控制，条件苛刻、难于操作，需要专业人士操作。
发明内容
为此，本发明正是要解决上述技术问题，从而提出一种可以缓释1-甲基环丙烯的蔬果保鲜材料及其制备工艺。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
本发明提供一种蔬果保鲜缓释材料，所述材料包括多孔微球和位于所述多孔微球内部的1-甲基环丙烯包结物，所述1-甲基环丙烯包结物由1-甲基环丙烯与β-环糊精组成，所述1-甲基环丙烯包裹于所述β-环糊精内部，所述多孔微球与包裹有1-甲基环丙烯的β-环糊精的质量比为1:5-1:7。
作为优选，所述多孔微球为多孔无机微球或多孔有机微球，所述多孔无机微球为多孔SiO2微球、多孔SrO2微球中的一种；所述多孔有机微球为多孔苯乙烯微球、多孔丙烯酸酯微球、多孔丙烯酰胺微球中的一种。
作为优选，所述1-甲基环丙烯包结物中，所述1-甲基环丙烯的负载量为2-4wt.％。
作为优选，所述多孔微球的粒径为2-4μm，所述多孔微球的孔径为30-60nm。
本发明还提供一种蔬果保鲜缓释材料的制备工艺，其包括如下步骤：
S1、制备1-甲基环丙烯包结物，将β-环糊精溶解均匀分散于乙醇溶液中，在氮气保护下将1-甲基环丙烯通入β-环糊精的分散液中，室温下搅拌2-5h；
S2、向步骤S1得到的混合溶液中加入多孔微球的乙醇分散液并将搅拌均匀，所述多孔微球与所述β-环糊精的加入质量比为1:5-1:7；
S3、将步骤S2得到的产物用乙醇离心洗涤并干燥，保存待用。
作为优选，所述1-甲基环丙烯在通入所述β-环糊精之前经过洗气除杂的步骤：所述1甲基环丙烯在氮气带动下，依次通入稀盐酸、酚酞、乙醇胺和异丙醇的混合水溶液洗涤。
作为优选，所述步骤S1中所述的搅拌，搅拌速度为160-200rpm。
作为优选，所述步骤S2中所述搅拌过程的搅拌速度为140-180rpm，搅拌时间为1-4h。
作为优选，所述步骤S3中所述的离心洗涤，离心速度为9000-12000rpm，离心洗涤时间为2-5min，离心洗涤次数为3-5次。
作为优选，所述步骤S3中所述干燥过程的干燥温度为50-70℃，干燥时间为10-12h。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)本发明所述的蔬果保鲜缓释材料，由外而内包括多孔微球和1-甲基环丙烯包结物，其中1-甲基环丙烯包结物由β-环糊精与包裹在β-环糊精内部的1-甲基环丙烯气体组成，将1-甲基环丙烯气体包裹于β-环糊精内，并进一步将β-环糊精包裹于多孔微球中，得到蔬果保鲜缓释材料，多孔微球比表面积大，负载的1-甲基环丙烯包结物量大，使得保鲜成分含量高、保鲜效果优异。所述蔬果保鲜缓释材料可制备于包装盒、包装袋等包装材料上，由于β-环糊精具有易吸水的性质，在使用时，果蔬呼吸作用产生的水蒸气使得β-环糊精吸水而将1-甲基环丙烯气体缓释至包装材料内部，对蔬果起到保鲜作用。这种保鲜材料使用条件不苛刻，无需空间密闭，缓释效果良好，解决了传统保鲜材料中的保鲜气体瞬间释放而无法在长途运输或长时间贮藏的情况下持续提供保鲜作用的问题，提高了蔬果品质，满足了人们对新鲜蔬果的需求。
(2)本发明所述的蔬果保鲜缓释材料的制备工艺，制备过程简单易行，反应条件温和，制得保鲜材料缓释性能良好，且释放的1-甲基环丙烯保鲜材料浓度低，不会在果蔬上残留，满足国家对食品安全的要求，适于工业化批量生产。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例提供一种蔬果保鲜缓释材料，所述材料包括多孔微球和位于所述多孔微球内部的1-甲基环丙烯包结物，所述1-甲基环丙烯包结物由1-甲基环丙烯与β-环糊精组成，所述1-甲基环丙烯包裹于所述β-环糊精内部，所述多孔微球与包裹有1-甲基环丙烯的β-环糊精的质量比为1:5。所述多孔微球可以采用常规的多孔纳米微球或多孔微米微球，且所述多孔微球为多孔无机微球或有机微球中的一种，本实施例中，所述多孔微球采用粒径为2μm的多孔SiO2微球，所述多孔SiO2微球的孔道直径为30nm，在1-甲基环丙烯包结物中，1-甲基环丙烯的负载量为2wt.％(即1-甲基环丙烯占包结物的质量百分比为2wt.％)。
本实施例还提供一种蔬果保鲜缓释材料的制备工艺，所述制备工艺包括如下步骤：
S1、制备1-甲基环丙烯包结物，将4gβ-环糊精溶解均匀分散于乙醇溶液中，β-环糊精的乙醇分散液中，β-环糊精的浓度为8wt％，在氮气保护下将1-甲基环丙烯通入β-环糊精的分散液中，室温下在160rpm的搅拌速度下搅拌2h，所述1-甲基环丙烯在通入所述β-环糊精之前要经过除杂的工序，所述除杂的工序具体为：1-甲基环丙烯在氮气带动下，依次通入稀盐酸、酚酞、乙醇胺和异丙醇的混合水溶液中进行洗涤。
S2、向步骤S1得到的混合溶液中加入所述多孔SiO2微球的乙醇分散液并将其在140rpm的搅拌速度下搅拌4h至搅拌均匀，所述多孔SiO2微球的乙醇分散液中，所述多孔SiO2微球的浓度为10wt％所述多孔微球乙醇分散液中的多孔纳米微球与所述β-环糊精的加入质量比为1:5。
S3、将步骤S2得到的产物用乙醇离心洗涤并干燥，离心洗涤的过程中，离心机的转动速度为9000rpm，洗涤时间为5min,洗涤3次后，在50℃下干燥12h,得到蔬果保鲜缓释材料，保存待用。
实施例2
本实施例提供一种蔬果保鲜缓释材料，所述材料包括多孔微球和位于所述多孔微球内部的1-甲基环丙烯包结物，所述1-甲基环丙烯包结物由1-甲基环丙烯与β-环糊精组成，所述1-甲基环丙烯包裹于所述β-环糊精内部，所述多孔微球与包裹有1-甲基环丙烯的β-环糊精的质量比为1:7。所述多孔微球可以采用常规的多孔纳米微球或多孔微米微球，且所述多孔微球为多孔无机微球或有机微球中的一种，本实施例中，所述多孔微球采用粒径为4μm的多孔苯乙烯微球，所述多孔苯乙烯微球的孔道直径为60nm，在1-甲基环丙烯包结物中，1-甲基环丙烯的负载量为4wt.％。
本实施例还提供一种蔬果保鲜缓释材料的制备工艺，所述制备工艺包括如下步骤：
S1、制备1-甲基环丙烯包结物，将4gβ-环糊精溶解均匀分散于乙醇溶液中，β-环糊精的乙醇分散液中，β-环糊精的浓度为10wt％，在氮气保护下将1-甲基环丙烯通入β-环糊精的分散液中，室温下在200rpm的搅拌速度下搅拌2h，所述1-甲基环丙烯在通入所述β-环糊精之前要经过除杂的工序，所述除杂的工序具体为：1-甲基环丙烯在氮气带动下，依次通入稀盐酸、酚酞、乙醇胺和异丙醇的混合水溶液中进行洗涤。
S2、向步骤S1得到的混合溶液中加入所述多孔苯乙烯微球的乙醇分散液并将其在180rpm的搅拌速度下搅拌1h至搅拌均匀，所述多孔苯乙烯微球的乙醇分散液中，所述多孔苯乙烯微球的浓度为10wt％，所述多孔微球乙醇分散液中的多孔纳米微球与所述β-环糊精的加入质量比为1:7。
S3、将步骤S2得到的产物用乙醇离心洗涤并干燥，离心洗涤的过程中，离心机的转动速度为12000rpm，洗涤时间为2min,洗涤5次后，在70℃下干燥10h,得到蔬果保鲜缓释材料，保存待用。
实施例3
本实施例提供一种蔬果保鲜缓释材料，所述材料包括多孔微球和位于所述多孔微球内部的1-甲基环丙烯包结物，所述1-甲基环丙烯包结物由1-甲基环丙烯与β-环糊精组成，所述1-甲基环丙烯包裹于所述β-环糊精内部，所述多孔微球与包裹有1-甲基环丙烯的β-环糊精的质量比为1:6。所述多孔微球可以采用常规的多孔纳米微球或多孔微米微球，且所述多孔微球为多孔无机微球或有机微球中的一种，本实施例中，所述多孔微球采用粒径为3μm的多孔丙烯酰胺微球，所述多孔丙烯酰胺微球的孔道直径为40nm，在1-甲基环丙烯包结物中，1-甲基环丙烯的负载量为3wt.％。
本实施例还提供一种蔬果保鲜缓释材料的制备工艺，所述制备工艺包括如下步骤：
S1、制备1-甲基环丙烯包结物，将4gβ-环糊精溶解均匀分散于乙醇溶液中，β-环糊精的乙醇分散液中，β-环糊精的浓度为12wt％，在氮气保护下将1-甲基环丙烯通入β-环糊精的分散液中，室温下在180rpm的搅拌速度下搅拌4h，所述1-甲基环丙烯在通入所述β-环糊精之前要经过除杂的工序，所述除杂的工序具体为：1-甲基环丙烯在氮气带动下，依次通入稀盐酸、酚酞、乙醇胺和异丙醇的混合水溶液中进行洗涤。
S2、向步骤S1得到的混合溶液中加入1g所述多孔丙烯酰胺微球的乙醇分散液并将其在160rpm的搅拌速度下搅拌2h至搅拌均匀，所述多孔丙烯酰胺微球的乙醇分散液中，所述多孔丙烯酰胺微球的浓度为10wt％，所述多孔微球乙醇分散液中的多孔纳米微球与所述β-环糊精的加入质量比为1:6；
S3、将步骤S2得到的产物用乙醇离心洗涤并干燥，离心洗涤的过程中，离心机的转动速度为10000rpm，洗涤时间为3min,洗涤4次后，在60℃下干燥12h,得到蔬果保鲜缓释材料，保存待用。
实验例
采用气象色谱法检测实施例3所述的蔬果保鲜缓释材料中1-甲基环丙烯在不同空气湿度下的释放速率。
测试仪器采用岛津GC-2010plus气相色谱仪，配备(FID)氢火焰离子化检测器(日本岛津公司)，色谱柱:RTX-Stabliwax(0.25mm*0.25μm*30m)。进样器温度：150℃；检测器温度：150℃；柱温：50℃(恒温10min)；载气：氮气：分流比：10；柱流速：1.5mL/min；进样量：8μL。
采用纯异丁烯标准气体作为1-甲基环丙烯的标准物来定性,以测得的不同浓度异丁烯标准气体色谱峰面积值和浓度值作标准工作曲线来进行定量；通过采集在不同湿度空气中在气密采样袋里的样品释放1-甲基环丙烯的顶部气体色谱浓度和时间作速率曲线来进行释放速率测试。
分别测试空气湿度为60％、74％时蔬果保鲜材料中的1-甲基环丙烯在5天、8天、15天、18天和25天后释放量和释放量百分比，结果如表1所示。
表1
上述数据表明，空气湿度越大，蔬果保鲜缓释材料中1-甲基环丙烯的释放速率越高，说明1-甲基环丙烯的载体—环糊精具有超强的吸水性，空气中水分含量大的时候，载体释放的1-甲基环丙烯的量就大，而1-甲基环丙烯与受体的亲和性较大于乙烯10倍，而且作用浓度比乙烯低的多，1-甲基环丙烯还可以通过反馈调节而影响乙烯的生物合成。因此虽然1-甲基环丙烯日均释放量0.12μg左右，对于乙烯高度敏感型的切花或者盆栽，如香石竹、百合、六出花等，能延长花期，对于乙烯释放量大的蔬果，如木瓜、苹果、梨、香蕉等，能延长货期和保持香气、并能起到一定保鲜作用。如使用了该保鲜材料贮存的西红柿，贮藏时间可延长10天左右；经保鲜材料处理后的苹果、梨，保鲜期可由原来的3-5个月延长至8-9个月，处理后的百合花保鲜期可延长至少2天。使用该新型保鲜材料，为乙烯高度敏感型的花卉、水果、蔬果等能有效并长时间保存，能逐步缓慢释放保鲜剂，进一步抑制新产生的乙烯，是一种高效、绿色、方便的新型保鲜剂。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种蔬果保鲜缓释材料，其特征在于，所述材料包括多孔微球和位于所述多孔微球内部的1-甲基环丙烯包结物，所述1-甲基环丙烯包结物由1-甲基环丙烯与β-环糊精组成，所述1-甲基环丙烯包裹于所述β-环糊精内部，所述多孔微球与包裹有1-甲基环丙烯的β-环糊精的质量比为1:5-1:7。
2.根据权利要求1所述的蔬果保鲜缓释材料，其特征在于，所述多孔微球为多孔无机微球或多孔有机微球，所述多孔无机微球为多孔SiO2微球、多孔SrO2微球中的一种；所述多孔有机微球为多孔苯乙烯微球、多孔丙烯酸酯微球、多孔丙烯酰胺微球中的一种。
3.根据权利要求2所述的蔬果保鲜缓释材料，其特征在于，所述1-甲基环丙烯包结物中，所述1-甲基环丙烯的负载量为2-4wt.％。
4.根据权利要求3所述的蔬果保鲜缓释材料，其特征在于，所述多孔微球的粒径为2-4μm，所述多孔微球的孔径为30-60nm。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的蔬果保鲜缓释材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、制备1-甲基环丙烯包结物，将β-环糊精溶解均匀分散于乙醇溶液中，在氮气保护下将1-甲基环丙烯通入β-环糊精的分散液中，室温下搅拌2-5h；
S2、向步骤S1得到的混合溶液中加入多孔微球的乙醇分散液并将其搅拌均匀，所述多孔微球与所述β-环糊精的加入质量比为1:5-1:7；
S3、将步骤S2得到的产物用乙醇离心洗涤并干燥，保存待用。
6.根据权利要求5所述的蔬果保鲜缓释材料的制备工艺，其特征在于，所述1-甲基环丙烯在通入所述β-环糊精之前经过洗气除杂的步骤：所述1甲基环丙烯在氮气带动下，依次通入稀盐酸、酚酞、乙醇胺和异丙醇的混合水溶液洗涤。
7.根据权利要求6所述的蔬果保鲜缓释材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤S1中所述的搅拌，搅拌速度为160-200rpm。
8.根据权利要求7所述的蔬果保鲜缓释材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤S2中所述搅拌过程的搅拌速度为140-180rpm，搅拌时间为1-4h。
9.根据权利要求8所述的蔬果保鲜缓释材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤S3中所述的离心洗涤，离心速度为9000-12000rpm，离心洗涤时间为2-5min，离心洗涤次数为3-5次。
10.根据权利要求9所述的蔬果保鲜缓释材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤S3中所述干燥过程的干燥温度为50-70℃，干燥时间为10-12h。
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