CN108812880A - 一种具有抑活灭菌功能的果蔬保鲜剂 - Google Patents

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王丽红
陈晓明
李静
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Abstract

本发明公开了一种具有抑活灭菌功能的果蔬保鲜剂，该保鲜剂是由具有层链状结构的硅铝酸盐凹凸棒石黏土经结构调变和有机改性后得到的固体粉末，具体制备步骤为：将凹凸棒纯化‑活化‑洗涤‑结构调变‑表面湿润性调变‑干燥‑磨粉‑封装。本发明所述保鲜剂能有效延缓果蔬衰老，且无毒和具有强灭菌、去毒功效，保鲜成本低、工艺简单，适用于呼吸跃变型果蔬保鲜。

Description

一种具有抑活灭菌功能的果蔬保鲜剂
技术领域
本发明属于园艺产品后处理技术领域，具体涉及一种具有抑活灭菌功能的果蔬保鲜剂。
背景技术
我国果蔬产业发展日益繁荣，人们对果蔬消费的要求也已经从单纯的追求数量的温饱型，正在逐步过渡到对品质、安全、健康有更高要求的小康型。虽然物流业发展迅速，但水果、蔬菜在贮藏、转运和销售过程中由于自身的后熟作用和携带的病菌还是易发生变色、变软、糖化、失水、甚至腐败等情况，导致园艺产品存储期缩短、品质下降，商品价值大打折扣，损失严重。除了培育优良品种外，做好果蔬贮运保鲜工作就是在种植业和采后加工业之间架起桥梁，保证旺季不烂，淡季不断，调节市场周年均衡供应，减少果蔬损失，保护劳动成果。
目前保鲜技术主要有物理法（冷藏和气调贮藏）、化学法（杀菌剂、防腐剂）、生物法、物理-化学法，单独采用冷藏和气调贮藏等物理方法防控采后果蔬衰老和病害，其效果不能让人满意，加之我国冷藏设施落后，果蔬采后处理较简单。而采用化学杀菌剂、防腐剂延缓果蔬采后衰老和防治病害也有很大局限性，这些化学产品多属有机、毒性物质，其残留物常有三致隐患（致癌、致畸、致突变），且越来越多的化学品已被禁止在采后果蔬上使用。物理-化学简单组合法也存在许多不足和缺点。因此，绿色、无毒果蔬后处理保鲜剂的研发，将显著减轻病菌残留，提高果蔬品质，减少采后贮运损失，保证食用安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有抑活灭菌功能的果蔬保鲜剂，该保鲜剂适用于呼吸跃变型果蔬，且具有抑活灭菌功能，解决目前保鲜剂功能单一、成本较高和适应范围小的问题。
一种具有抑活灭菌功能的果蔬保鲜剂，其特征在于该保鲜剂是由具有层链状结构的硅铝酸盐凹凸棒石黏土经结构调变和有机改性后得到的固体粉末，具体制备步骤为：
1）纯化-活化-洗涤：采用机械法纯化凹凸棒石黏土，再用4～6 mol/L盐酸溶液在70℃条件下酸化1.5小时后抽滤，然后将得到的酸化凹凸棒石黏土加入活化溶液，在70～90 ℃搅拌条件下活化处理20～24小时；活化结束后抽滤、用蒸馏水洗涤固体物至淋出水为中性；
2）结构调变：在60～70 ℃、8～12 MPa条件下，将活化的凹凸棒石黏土与分散液混合后均质化；
3）表面湿润性调变：在65～75℃、pH=3～5的条件下以无水乙醇为介质，加入有机改性剂反应2.5～3.5小时，将凹凸棒表面由亲水性调变为疏水性；
4）干燥-磨粉-封装：将步骤3）得到的固体在120～150 ℃干燥7～10小时，然后磨成粉末，封装在无纺布或透气薄膜袋中并封口。
所述活化溶液为乙二酸和丙烯酸的混合水溶液，其中乙二酸、丙烯酸和水的质量比为0.8～1.2:1～2:20～30，加入量为凹凸棒石黏土质量的1.8～2.2倍。
所述分散液以水和乙醇为介质，以三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、聚乙二醇为分散剂。
所述分散液中三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、聚乙二醇、乙醇和水的质量比为6～10:8～12:12～18: 35～55:100，加入量为凹凸棒质量的1.5～2倍。
所述有机改性剂为正辛基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲基溴化铵中的至少两种，加入量为30～40 mmol/100g凹凸棒石黏土。
所述正辛基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲基溴化铵、无水乙醇的质量比为1～8:0～10:20～30:100。
步骤4）中所述干燥-磨粉后得到的固体粒径为70～100 μm，用有机极性分子吸附法测试其比表面积为500～600 m2/g。
本发明所述凹凸棒为天然非金属矿，其本身就具有很强灭菌、除臭、去毒、杀虫能力，且无毒，利用其特性，将其与有机物结合，制备成具备无机、有机双重性质的有机-无机复合材料。
本发明所述凹凸棒由于棒晶大多以鸟巢状或柴垛状聚集，结构紧密，孔道被碳酸盐等杂质堵塞，比表面积小，吸附活性点少。因此，本发明采用领域内熟知的酸化法疏通凹凸棒孔道和清除杂质，增加活性点位，在此基础上再利用有机酸增加其表面羰基密度，插层在凹凸棒石黏土层间，使层间距扩大，为步骤2）解离提供基础。
本发明所述步骤2）采用无机盐和聚合物将凹凸棒石棒晶进行解离，将天然的晶束分散开，以提高其表面积，增加吸附能力。
本发明所述步骤3）通过置换金属阳离子方式，利用有机物改性凹凸棒石黏土，将其表面构筑成性能优异的超疏水性表面，增强吸附有机物的能力。此改性既保证了保鲜剂表面活性点不会被水占据而导致对乙烯、醛类等小分子有机物的吸附失效，又有效解决了保鲜剂吸水与果蔬需水间对水的竞争问题。
本发明所述保鲜剂通过控制储运环境中的乙烯含量达到降低果蔬呼吸强度和抑制活性酶活性的作用，从而延缓果蔬衰老进程，实现保鲜目的。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
具有抑活灭菌功能的保鲜剂不但能延缓果蔬衰老进程，本身无毒，而且具有灭菌、去毒功效，功能多样化，保鲜成本低，保鲜效果良好的优点。
具体实施方式
实施例1
称取500克凹凸棒石黏土矿原料，用机械法纯化，纯化后加入5 mol/L盐酸溶液500 ml，在70 ℃酸化1.5小时后抽滤。称取200克酸化凹凸棒石黏土，加入360克水，启动搅拌和加热，然后加入14.4克乙二酸和25.9克丙烯酸，控制搅拌速度为400～450 rpm，温度为80 ℃，活化处理20小时，活化结束后将反应液转移入砂心漏斗抽滤，并用蒸馏水洗涤固体物至淋出水为中性。
预先将8克三聚磷酸钠，10克六偏磷酸钠，17克聚乙二醇，50克乙醇，100克水混合均匀，然后将活化后的凹凸棒石黏土加入并搅拌均匀得到悬浮液。设定均质仪参数为：温度60 ℃，压力10 Mpa，将悬浮液注入均质仪，在出口接收均质后的悬浮液，在砂芯漏斗中用蒸馏水洗涤并抽滤三次。
在双口瓶中加入200克无水乙醇，启动机械搅拌并用水浴加热至70 ℃，然后依次加入5.8克正辛基三乙氧基硅烷，4.4克γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，13.7克十六烷基三甲基溴化铵，调节pH=4～5之间，最后加入200克分散后的凹凸棒石黏土，反应3小时。反应结束后抽滤，固体在130 ℃干燥8小时后在球磨机中磨成粒径在70～100 μm范围内的颗粒，测试其比表面积为556.7 m2/g。
实施例2
按实施例1方法进行纯化和酸化凹凸棒石黏土。称取200克酸化凹凸棒，加入365克水，启动搅拌和加热，然后加入17.5克乙二酸和17.5克丙烯酸，控制搅拌速度为400～450 rpm，温度为90 ℃，活化处理24小时，活化结束后将反应液转移入砂心漏斗抽滤，并用蒸馏水洗涤固体物至淋出水为中性。
预先将9克三聚磷酸钠，8克六偏磷酸钠，15克聚乙二醇，40克乙醇，100克水混合为溶液，然后将活化后的凹凸棒加入并搅拌均匀得到悬浮液。设定均质仪参数为：温度70 ℃，压力11 Mpa，将悬浮液注入均质仪，在出口接收均质后的悬浮液，在砂芯漏斗中用蒸馏水洗涤并抽滤三次。
在双口瓶中加入200克无水乙醇，启动机械搅拌并用水浴加热至75 ℃，然后依次加入6.5克正辛基三乙氧基硅烷，15.2克γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，12.2克十六烷基三甲基溴化铵，调节pH=3～4之间，最后加入200克分散后的凹凸棒，反应2.5小时。反应结束后抽滤，固体在150 ℃干燥10小时后在球磨机中磨成粒径在70～100 μm范围内的颗粒，测试其比表面积为517.5 m2/g。
实施例3
按实施例1方法进行纯化和酸化凹凸棒。称取200克酸化凹凸棒，加入373.3克水，启动搅拌和加热，然后加入12.5克乙二酸和13.8克丙烯酸，控制搅拌速度为400～450 rpm，温度为70 ℃，活化处理24小时，活化结束后将反应液转移入砂心漏斗抽滤，并用蒸馏水洗涤固体物至淋出水为中性。
预先将6克三聚磷酸钠，11克六偏磷酸钠，12克聚乙二醇，60克乙醇，100克水混合均匀，然后将活化后的凹凸棒加入并搅拌均匀得到悬浮液。设定均质仪参数为：温度60 ℃，压力12 Mpa，将悬浮液注入均质仪，在出口接收均质后的悬浮液，在砂芯漏斗中用蒸馏水洗涤并抽滤三次。
在双口瓶中加入200克无水乙醇，启动机械搅拌并用水浴加热至65 ℃，然后依次加入16.6克正辛基三乙氧基硅烷，22.8克十六烷基三甲基溴化铵，调节pH=4～4.5之间，最后加入200克分散后的凹凸棒，反应3.5小时。反应结束后抽滤，固体在120 ℃干燥9小时后在球磨机中磨成粒径在70～100 μm范围内的颗粒，测试其比表面积为585.6 m2/g。

Claims (7)

1.一种具有抑活灭菌功能的果蔬保鲜剂，其特征在于该保鲜剂是由具有层链状结构的硅铝酸盐凹凸棒石黏土经结构调变和有机改性后得到的固体粉末，具体制备步骤为：
1）纯化-活化-洗涤：采用机械法纯化凹凸棒，再用4～6 mol/L盐酸溶液在70℃条件下酸化1.5小时后抽滤，然后将得到的酸化凹凸棒加入活化溶液，在70～90 ℃搅拌条件下活化处理20～24小时；活化结束后抽滤、用蒸馏水洗涤固体物至淋出水为中性；
2）结构调变：在60～70 ℃、8～12 MPa条件下，将活化的凹凸棒与分散液混合后均质化；
3）表面湿润性调变：在65～75℃、pH=3～5的条件下以无水乙醇为介质，加入有机改性剂反应2.5～3.5小时，将凹凸棒表面由亲水性调变为疏水性；
4）干燥-磨粉-封装：将步骤3）得到的固体在120～150 ℃干燥7～10小时，然后磨成粉末，封装在无纺布或透气薄膜袋中并封口。
2.如权利要求1所述的果蔬保鲜剂，其特征在于所述活化溶液为乙二酸和丙烯酸的混合水溶液，其中乙二酸、丙烯酸和水的质量比为0.8～1.2:1～2:20～30，加入量为凹凸棒质量的1.8～2.2倍。
3.如权利要求1所述的果蔬保鲜剂，其特征在于所述分散液以水和乙醇为介质，以三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、聚乙二醇为分散剂。
4.如权利要求3所述的果蔬保鲜剂，其特征在于所述分散液中三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、聚乙二醇、乙醇和水的质量比为6～10:8～12:12～18: 35～55:100，加入量为凹凸棒质量的1.5～2倍。
5.如权利要求1所述的果蔬保鲜剂，其特征在于所述有机改性剂为正辛基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲基溴化铵中的至少两种，加入量为30～40 mmol/100g凹凸棒。
6.如权利要求5所述的果蔬保鲜剂，其特征在于所述正辛基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲基溴化铵、无水乙醇的质量比为1～8:0～10:20～30:100。
7.如权利要求1所述的果蔬保鲜剂，其特征在于步骤4）中所述干燥-磨粉后得到的固体粒径为70～100 μm，比表面积为500～600 m2/g。
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