CN109042873A

CN109042873A - 基于香叶醇的大米防霉保鲜的方法

Info

Publication number: CN109042873A
Application number: CN201810947697.1A
Authority: CN
Inventors: 周文文; 邵烨林; 汤曦
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2018-08-20
Filing date: 2018-08-20
Publication date: 2018-12-21

Abstract

本发明公开了一种基于香叶醇的大米防霉保鲜的方法。本发明提供的香叶醇熏蒸剂使用方法如下：对封闭仓储环境进行清洁和消毒，放入干燥清洁的包装大米或稻谷，在敞口容器中加入市面购买的香叶醇试剂(浓度≥99％)，香叶醇用量根据仓储环境体积确定，建议储粮空间体积的0.005％～0.05％(v/v)，在仓储空间的不同位置投放。容器与大米分开放置。仓储环境密封，低湿度，温度10～35℃，避光。采用本发明的香叶醇熏蒸防霉方法能有效延缓大米霉变，延长大米贮藏期限。

Description

基于香叶醇的大米防霉保鲜的方法

技术领域

本发明提供了一种采用香叶醇熏蒸技术应用于大米防霉保鲜的方法，涉及微生物学和食品化学分析技术领域。

背景技术

粮食是人类赖以生存的宝贵资源，更是一个国家的经济命脉。但粮食容易被黄曲霉(Aspergillus flavus，AF)、赭曲霉(Aspergillus ochraceus，OT)等真菌侵害而引起霉烂和变质。谷物通常是干燥的，不适宜细菌的生长。有氧的条件则是害虫和霉菌在储藏谷物生态系统中生长的必要条件。粮食霉变的原因主要是微生物感染，而以黄曲霉尤为严重。黄曲霉是可以适应低湿环境的仓储霉菌，同时有着很强的侵入作物的能力和产生毒素的特性。此外，赭曲霉在温带和热带地区也是致粮食霉变的主要腐败菌，并产生赭曲霉毒素。

粮食的保藏一般采用化学防腐剂和控制保藏环境的方法来实现。目前食品工业使用的防腐剂多是化学合成的有机酸及其盐以及一些抗氧化剂。化学防腐剂虽然抗霉效果显著，但是因其组分单一，长期使用能使生物产生抗药性，使其失去防霉作用；其次，尽管采用限量使用，但每种化学防霉剂都有一定安全指标和期限，使用时间过长或过量均能对人和家畜产生积累性毒害，也会污染环境。

香叶醇(Geraniol)，又名牻牛儿醇，分子式C₁₀H₁₈O，属无环单萜类化合物，为挥发性成分，天然存在于香叶油、香茅油、玫瑰草油、玫瑰油、广藿香油等200多种精油中，有些精油可同时对十多种细菌和霉菌产生强抑制作用。有文献报道，利比亚广藿香精油对黄曲霉有较好的抑制效果，其体外最小抑菌浓度(MIC)为0.05％(v/v)。这些抗微生物精油能对微生物造成结构和功能损害，精油优先从水相分配到细胞质膜的脂双层中，并且通过破坏细胞的膜渗透性和渗透平衡杀死微生物细胞。

目前已有将具抑菌活性的植物精油应用于水果、蔬菜等农作物保鲜的相关应用，但未见关于将香叶醇用于抑制黄曲霉和赭曲霉，并将其作为粮食贮藏防霉剂应用于大米的研究报道。除了具有抑菌活性，香叶醇还通过清除自由基表现出强抗氧化活性，并且由于其为天然植物提取物成分，具有高安全性，在《GB 2760-2014食品安全国家标准食品添加剂使用标准》“允许使用的食品用合成香料名单”中。香叶醇具有较好的挥发性，有作为熏蒸型防霉剂用于大米储藏保鲜的应用价值。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种基于香叶醇的大米防霉保鲜的方法。

本发明首先提出了将香叶醇作为熏蒸剂在大米防霉保鲜中的应用。

本发明的基于香叶醇的大米防霉保鲜的方法，包括如下步骤：

1)大米预处理步骤

仓储大米或未脱壳稻谷表面干燥，无水分残留后，以尼龙PE袋包装；

2)香叶醇熏蒸剂的制备

敞口容器经消毒后加入香叶醇，香叶醇加入体积为0.005％V～0.05％V；其中V为仓储环境的体积；

3)香叶醇熏蒸剂的施用

将敞口容器与被包装大米或稻谷分开放置，香叶醇试剂以自然挥发的方式熏蒸大米；

4)仓储环境保持密封，仓储温度10～35℃，避光。

优选的，所述的步骤1)中，仓储大米或未脱壳稻谷在包装前还包括消毒的步骤，消毒完毕后用纯净水清洗并低温烘干，至表面干燥，无水分残留后，以尼龙PE袋包装。

优选的，所述的消毒步骤为：先用0.3％次氯酸钠溶液浸泡消毒步骤用的容器，倒掉烘干；用0.1％的次氯酸钠溶液浸泡大米或未脱壳稻谷，体积为刚好漫过大米表面，浸泡完毕后，使用纯水冲洗，在烘箱里烘干，使大米表面无液滴。

优选的，所述的步骤4)中，当敞口容器中的香叶醇完全挥发，即敞口容器中无试剂剩余时，需要将仓储环境通风以除去残留的香叶醇熏蒸剂，通风结束后补加香叶醇熏蒸剂，再将仓储环境密封继续防霉保鲜。

进一步的，再次补加香叶醇熏蒸剂的体积为0.005％V～0.05％V；其中V为仓储环境的体积。

优选的，所述的步骤4)中；当需取出仓储大米或未脱壳稻谷时，需要将仓储环境通风以除去残留的香叶醇熏蒸剂，通风结束后再取出。

优选的，所述的步骤4)中仓储环境的相对湿度控制在35-85％。

优选的，所述香叶醇使用市面上可购买的香叶醇试剂，(如购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司的香叶醇试剂，色谱分析其纯度可达99％)。

本发明的优点是：

1.香叶醇试剂作为天然植物提取物，具有较高安全性，同时具有强抑菌性和抗氧化性，安全高效。

2.在使用熏蒸剂处理方面，将香叶醇与大米分开放置，使其以自然挥发的方式熏蒸大米，很好地利用了香叶醇的挥发性，避免直接接触也就减少了其对大米品质的不良影响；以熏蒸的方式应用具有操作快速简单、效率高、副作用小的优点。

附图说明

结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1香叶醇对接种黄曲霉和赭曲霉的大米中霉菌数影响；

图2香叶醇对接种黄曲霉和赭曲霉的大米脂肪酸值影响；

图3香叶醇对接种黄曲霉和赭曲霉的大米丙二醛含量影响。

具体实施方式

实施例1

将香叶醇作为熏蒸剂应用于东北大米的防霉保鲜

(一)将香叶醇作为熏蒸剂应用于东北大米的防霉保鲜

1.大米前处理：先用0.3％次氯酸钠溶液浸泡培养皿和放米的塑料盒10min，倒掉烘干。用0.1％的次氯酸钠溶液浸泡大米30s，体积为刚好漫过大米表面，使用纯水冲洗1次，塑料盒用保鲜膜封口，在烘箱里烘干15min左右，使大米表面水分达到近干的状态。

2.接种霉菌：在消毒后的玻璃培养皿种加入200μL 1×10⁴cfu/mL菌液。准确称量60g大米置于培养皿中，分布均匀。

3.熏蒸剂处理：基于香叶醇0.05％(v/v)的应用浓度，在小培养皿中加入香叶醇950μL，放在体积为1.9L的干燥器底部，盛有大米的培养皿放在隔板上，干燥器加盖密封。

4.储存：将干燥器放入气候箱中培养8天，湿度80％，温度30℃，无光照。

5.大米品质指标测定

1)大米霉菌总数测定：预先制作PDA培养基，灭菌，使用前融化，55℃保温。用天平称量5g大米置于小锥形瓶中(锥形瓶预先装有45mL纯水并灭菌)，振荡混匀5min，视情况对样品进行10倍浓度梯度稀释。在超净台内，取200μL菌液于培养皿中，再倒入PDA培养基15mL，稍晃动平板，混匀，静置。待平板内培养基凝固后，用封口膜封口，在霉菌培养箱中倒置培养，36～48小时后计数。

2)大米脂肪酸值测定：

糙米磨粉，过60目筛子，取糙米粉5g，置于离心管内。用移液管移取30mL95％乙醇于上述离心管中，加塞密封离心管，在20℃±5℃温度下搅拌1h。取下密封塞，在离心机上以2000g离心加速度离心5min。用移液管将20mL上清液转移至锥形瓶，加入5滴酚酞溶液。

采用微量滴定管，用NaOH乙醇溶液(0.05mol/L NaOH 95％乙醇溶液)滴定至淡粉红色，持续3s。用橙色滤色镜消除黄色干扰，更准确地观察指示剂颜色变化。用20mL 95％乙醇替代20mL上清液，进行空白试验测定。

按下式计算脂肪酸值A_Na，以mg/g表示(以NaOH计)：

式中：

c——NaOH乙醇溶液浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；

m——试样的质量，单位为克(g)；

V1——测定试样所用NaOH乙醇标准溶液的体积，单位为毫升(mL)；

V2——空白试验所用NaOH乙醇标准溶液的体积，单位为毫升(mL)；

ω——试样的水分含量，％；

6000——用NaOH表示的常数，即40×1.5×100。

测定结果精确到毫克(mg)。

3)大米丙二醛(MDA)含量测定

1g米加入4mL10％的三氯乙酸(TCA)和少量石英砂研磨，然后匀浆液在冷冻离心机4000g离心10min，取上清作为酶活性的指标样品并使用试剂盒(脂质氧化(MDA)检测试剂盒，S0131，碧云天)进行测试。

6.结果

1)大米霉菌数测定结果如图1所示，香叶醇对大米体内霉菌数的增长有明显的抑制作用。通过与对照组相比，前8天香叶醇均显著抑制了孢子数量的增加。接种黄曲霉和赭曲霉的大米，第8天时表面孢子量分别为932×10⁵个/g和739×10⁵个/g，而经香叶醇处理后表面孢子量分别为443×10⁵个/g和156×10⁵个/g，抑制率分别达52.5％和78.9％。说明香叶醇在0.05％浓度下可以持续稳定地控制大米霉菌数的增长，减少霉菌对大米的腐败作用。

2)大米脂肪酸含量测定结果如图2所示，香叶醇熏蒸剂对大米脂肪酸含量的升高有显著的抑制作用。接种黄曲霉和赭曲霉的对照组大米的脂肪酸值从第4天开始有明显的上升趋势，第8天分别达到3.23mg NaOH/g和2.69mg NaOH/g，之后增长速率随时间的延长变缓。而应用香叶醇熏蒸剂后，二者脂肪酸值分别降低为1.90mg NaOH/g和2.08mg NaOH/g，抑制率为41.5％和22.7％。可以发现香叶醇对大米有防霉保鲜效果，表现在抑制脂肪酸含量的升高。

3)大米中丙二醛含量测定结果如图3所示，随着储藏时间的延长，大米中丙二醛的含量均呈现持续增长的趋势，而香叶醇熏蒸剂的作用对于该趋势有抑制效果。接种黄曲霉和赭曲霉的对照组大米第8天的丙二醛含量分别为8.47μm/g和8.17μm/g，而香叶醇熏蒸剂处理下，二者丙二醛含量分别降低为4.14μm/g和2.12μm/g，抑制率为51.1％和74.1％。香叶醇在0.05％浓度下可以持续稳定地减缓丙二醛含量的升高，延缓大米的陈化变质速率，维持大米新鲜度。

实施例2

模拟粮仓环境下将香叶醇熏蒸剂应用于东北大米的防霉保鲜

1.大米预处理步骤

将10kg东北大米以尼龙PE袋包装，表面洁净干燥，无水分残留。

2.香叶醇熏蒸剂的准备

使用购买的香叶醇试剂(浓度≥99％)。

3.香叶醇熏蒸剂的施用

在一个经消毒的玻璃杯中加入香叶醇试剂，加入的量根据香叶醇熏蒸剂的使用浓度0.01％(v/v)和仓储环境体积V(V＝1m³)确定，即加入体积为0.1L的香叶醇试剂。

将玻璃杯与包装大米分开放置，使香叶醇试剂以自然挥发的方式熏蒸大米。

4.大米在香叶醇熏蒸剂施用下的储存条件，及香叶醇熏蒸剂的更换或补加

仓储环境密封，湿度50％，温度20℃，避光，储存60天。

当香叶醇试剂完全挥发，即敞口容器中无试剂剩余时，将仓储环境通风以除去残留的香叶醇熏蒸剂，通风结束后补加香叶醇熏蒸剂，体积仍为0.1L，再将仓储环境密封。

5.大米品质指标检测

每隔10天抽样检测大米品质指标。

对比例

模拟粮仓环境下不添加熏蒸剂的东北大米霉变情况

1.大米预处理步骤

2.仓储环境

模拟的粮仓环境体积V＝1m³，放入大米后不添加任何熏蒸剂，仓储环境密封，湿度50％，温度20℃，避光，储存60天。

3.大米品质指标检测

每隔10天抽样检测大米品质指标。

例2和对比例大米的霉变腐败程度对比

例2为经香叶醇熏蒸剂处理的大米，在60天时间内表面霉菌数无明显增加，而脂肪酸值和丙二醛含量均有一定程度的升高。大米外观无明显变化。

对比例为不经熏蒸剂处理的大米，其在30天左右大米表面霉菌数开始有显著上升的趋势，脂肪酸值从储存20天开始表现出持续的升高，并在60天时腐败最为严重，丙二醛含量也有明显的上升。大米呈现出色泽变暗、质地变软的特征。

对比发现香叶醇熏蒸的大米在储藏的60天内几乎未发生霉变，霉变指标即霉菌数没有明显升高，香叶醇熏蒸剂的大米防霉效果显著。而陈化指标脂肪酸值和丙二醛含量虽有上升，但低于对比例大米，说明香叶醇熏蒸剂对大米具有很好的防腐保鲜作用。

Claims

1.香叶醇作为熏蒸剂在大米防霉保鲜中的应用。

2.一种基于香叶醇的大米防霉保鲜的方法，其特征在于包括如下步骤：

1)大米预处理步骤

2)香叶醇熏蒸剂的制备

3)香叶醇熏蒸剂的施用

4)仓储环境保持密封，仓储温度10～35℃，避光。

3.根据权利要求2所述的基于香叶醇的大米防霉保鲜的方法，其特征在于所述的步骤1)中，仓储大米或未脱壳稻谷在包装前还包括消毒的步骤，消毒完毕后用纯净水清洗并低温烘干，至表面干燥，无水分残留后，以尼龙PE袋包装。

4.根据权利要求3所述的基于香叶醇的大米防霉保鲜的方法，其特征在于所述的消毒步骤为：先用0.3％次氯酸钠溶液浸泡消毒步骤用的容器，倒掉烘干；用0.1％的次氯酸钠溶液浸泡大米或未脱壳稻谷，体积为刚好漫过大米表面，浸泡完毕后，使用纯水冲洗，在烘箱里烘干，使大米表面无液滴。

5.根据权利要求2所述的基于香叶醇的大米防霉保鲜的方法，其特征在于所述的步骤4)中，当敞口容器中的香叶醇完全挥发，即敞口容器中无试剂剩余时，需要将仓储环境通风以除去残留的香叶醇熏蒸剂，通风结束后补加香叶醇熏蒸剂，再将仓储环境密封继续防霉保鲜。

6.根据权利要求5所述的基于香叶醇的大米防霉保鲜的方法，其特征在于再次补加香叶醇熏蒸剂的体积为0.005％V～0.05％V；其中V为仓储环境的体积。

7.根据权利要求1所述的基于香叶醇的大米防霉保鲜的方法，其特征在于所述的步骤4)中；当需取出仓储大米或未脱壳稻谷时，需要将仓储环境通风以除去残留的香叶醇熏蒸剂，通风结束后再取出。

8.根据权利要求2所述的基于香叶醇的大米防霉保鲜的方法，其特征在于所述的步骤4)中仓储环境的相对湿度控制在35-85％。