CN109258645A

CN109258645A - 一种含甜菜碱的抗菌保鲜凝胶及其制备方法

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Publication number: CN109258645A
Application number: CN201811152107.2A
Authority: CN
Inventors: 马琳; 马兴群; 韩强; 毛秀立
Original assignee: SHANDONG SUNWIN BIOTECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANDONG SUNWIN BIOTECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2018-09-29
Filing date: 2018-09-29
Publication date: 2019-01-25
Anticipated expiration: 2038-09-29
Also published as: CN109258645B

Abstract

本发明涉及一种含甜菜碱的抗菌保鲜凝胶，由含甜菜碱及抗氧化剂的凝胶基质A溶液与胶质底液混合配制制备得到，其中所述胶质底液含有包含牛至油、肉桂酸的凝胶基质B，以及适量比例的海藻糖、葡甘聚糖、羧甲基纤维素、黄原胶等组分。本发明抗菌保鲜凝胶适用于新鲜水果以及肉类的抗菌保鲜，能抑制水果的呼吸代谢强度及霉变，从而显著提高常温或低温下贮藏品的品质，有效延长贮藏期限。

Description

一种含甜菜碱的抗菌保鲜凝胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种抗菌保鲜凝胶，特别是涉及一种含甜菜碱及其他抗菌组分的水性凝胶及其制备方法，属于抗菌保鲜领域。

背景技术

随着生活水平的逐渐提高，人们对各种水果的需求量逐渐加大，由于季节和产地的原因，对水果的保鲜贮存和运输要求也越来越高。尤其是对于高温条件下易腐败的新鲜水果的运输和储存，现有的保鲜膜技术已经不能满足需求。

例如，草莓、葡萄、枇杷等高水分含量的易腐败娇嫩水果，在贮藏和运输期间主要存在问题是腐烂和局部褐变。其中霉变腐烂是由于在常温下各种引发霉变的真菌或细菌感染所致，即使采取冷链运输方式，其中的霉菌例如灰霉菌仍会大量繁殖，从而在常温条件下仍会快速导致霉烂腐败。另外，若水果长期处于低温失水状态，容易引起果皮皱缩、果粒脱落(例如葡萄、提子)等。因此，现有技术中为了达到水果保鲜目的，通常采用化学类抗生素、亚硫酸钠、焦亚硫酸类化合物或二氧化硫等化学药剂处理新摘的水果，这种化学药剂处理通常会使得果实色泽改变、褪色，以及药物吸收或残留。而吸收或残留的药物通常对人体健康是不利的，因此具有较差的食用安全性。

目前，为了达到绿色保鲜的目的，已有现有技术采用天然生物提取物进行保鲜。

例如，CN107969489公开了一种植物提取物保鲜剂，所述保鲜剂包括提取物清液及野生藤婆茶提取物，其中，所述提取物清液由柚子3-8％，杨梅树叶15％，金银花3-6％，菊花3-6％，含羞草1-5％，白酒1-3％，以及水67-88％制备而成；所述野生藤婆茶提取物的重量占所述提取物清液总重量的9-20％。

实验证明，多种植物提取物具有一定的抗菌保鲜作用。例如花椒精油可有效抑制青霉菌、黑根霉菌、黑曲霉菌的生长，因此可延长水果贮藏期。肉桂醛对葡萄的灰霉病有显著的抑制效果，可延长葡萄保藏期。但是，直接喷涂植物提取物容易带来刺激性气味，严重影响了水果本身的清香气味，带来较差的嗅觉体验。

另外一种保鲜难题是超市或摊贩常见的鲜切水果保存。鲜切水果又称现切水果或半加工水果，其通常经过新鲜水果去皮、切分、包装盒分装等处理以得到便于携带和即食的水果制品。分装水果虽然具有食用方便、易于携带等优点，但是由于去皮、果肉暴露于外界环境等因素，营养组分代谢加快，氧化速度加快，其品质变质速率远远高于正常水果，导致价值大大降低。而现有的鲜切水果通常在装盒后仅仅简单采用保鲜膜或保鲜袋密封或冷藏储存，只能有限地延缓变质速度和细菌感染速度，而且冷藏保存导致了高成本、高能耗。因此，对于鲜切水果的品质保护，缺乏进一步的有效抗菌保鲜处理。

目前代替冷藏和保鲜膜的保鲜技术主要为涂膜保鲜技术。涂膜保鲜是指利用多糖等无毒无味组分将其喷涂在果实表面上阻止外界微生物的技术。在常温下，水果离枝后保持着旺盛的生命活动及呼吸作用，通常采用速冻保鲜、低温冷藏保鲜、气调保鲜等降低呼吸作用，但是从低温贮藏条件下转移至常温条件时温度的变化会破坏低温保持的品质，导致水果急速下降。虽然涂膜处理保鲜可以有效降低果蔬的呼吸强度的同时还能减少水分的散失，但是涂膜往往难以清洗，尤其是涂膜干燥后需要大量的水才能洗涤除去。

例如，CN106720246公开了用于高温下水果保鲜的保鲜剂，所述保鲜剂为由水和3，5-二硝基水杨酸组成的溶液，其特征是，所述溶液中3，5-二硝基水杨酸的浓度为1.5mmol/L～1.75mmol/L。该保鲜剂在高温下对圣女果等水果具有一定的保鲜作用，可以降低水果的水分散失，有效减缓腐烂程度，维持果实品质和营养。

CN106070567公开了一种水果保鲜剂，其特征在于，由下列重量份的原料制成：苯甲酸丙酯6-10份、薄荷醇邻氨基苯甲酸酯0.4-0.8份、阿魏酸乙基己酯0.4-0.8份、聚甘油-2-四异硬脂酸酯1.4-1.8份、甲醚聚二甲基硅氧烷1-2份、三硬脂酸甘油酯2-3份、椰油酰胺丙基甜菜碱2-3份、2,4-二氨基苯酚5-10份、三乙醇胺1-2份、松油醇2-3份、硫酸钠12-24份、肉豆蔻酸10-20份、柠檬酸2-4份、胡椒碱4-8份、白藜芦醇3-5份、硫酸铵4-6份、硫代硫酸钠6-10份、磷酸二氢钠2-4份、N-乙酰-L-酪氨酸3-5份、乙二醇褐煤酸酯4-8份、椰油酰基氨基酸类钠2-4份、羊毛脂4-8份、蒸馏水120-150份。按配方比例称取各种原料，按常规方法制备成涂抹剂。该方法采用了大量的水不溶性组分，虽然可有效抑制水果水分流失，但是带来了大量的化学残留，不易清洗，仅适合外果壳较厚的水果，而且该保鲜剂组分复杂，制造流程繁琐，成本较高。

通常，生物涂膜保鲜技术采用壳聚糖作为涂膜剂主要组分。壳聚糖是由几丁质脱乙酰化得来的多糖聚合物，工业上产量巨大，成本低廉。由于壳聚糖具有天然的抗菌性能，在体内也可以被酶水解成小分子从而代谢排出，具有无毒特点。但是，因为壳聚糖自身分子间和分子内强烈的氢键作用，使得壳聚糖不溶于水以及大部分有机溶剂，溶解性差。尽管如此，由于壳聚糖具有良好的成膜性及生物相容性，可在水果表面形成一层半透膜，抑制水果的呼吸作用，减缓物质代谢和色变，是一种较理想的生物保鲜剂。但是，天然壳聚糖的抗氧化性能较弱，需要复配其他组分例如抗氧化性较强的前花青素等增强其保鲜效果。一般地，选择可食用组分(如多糖、纤维素及其衍生物等)通过不同分子间相互作用而形成可食性降解膜。

值得一提的是，尽管壳聚糖或其聚合物等涂膜液具有较好的保鲜效果以及生物降解功能，但是由于其在制备过程中不可避免地使用化学试剂导致含有一定的化学试剂残留，且由于涂膜后不易被水清洗除去，容易被人体不期望地摄入食用。尤其是对于鲜切水果，由于无法去皮，其涂膜液更是大量地甚至全部被人体摄入食用，然而，显然地这种涂膜液对人体是无益的，是消费者不期望摄入的工业品组分。

为了克服上述缺点，现有技术也尝试将壳聚糖做成胶状的生物保鲜膜的形态，然而壳聚糖膜机械性能差，抗拉强度低，粘度大，成膜效果差且不易去除，实用性差。

因此，综上，化学保鲜剂或抗生素容易带来食品安全性的问题，而利用植物源天然抗菌物质进行涂膜保鲜容易带来刺激性气味和不期望的保鲜剂摄入，壳聚糖膜粘性大不易清洗。因此，现有技术缺乏一种可代替涂膜剂的食品用抗菌保鲜凝胶用于新鲜水果或肉类的抗菌保鲜。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术缺陷，提供一种具有优良机械性能和抗菌保鲜性能的可食用性凝胶制品及其适合工业化规模的制备方法，用于新鲜水果等产品的抗菌保鲜用途。

具体地，本发明旨在克服现有技术中保鲜凝胶制品的不良成膜性和组分、功能单一化，提供无需在水果上涂膜的保鲜凝胶制品，且具有优良的抗菌性和保鲜性能。另外，本发明还提供所述凝胶的适合工业化生产的简便制备方法。

本发明所述抗菌保鲜凝胶由含甜菜碱及可食用抗氧化剂的凝胶基质A溶液与胶质底液混合配制而成，制备方案主要包括如下步骤：

(1)制备含甜菜碱及可食用抗氧化剂的壳聚糖或壳聚糖衍生物溶液作为凝胶基质A溶液。

其中，所述的可食用抗氧化剂选自一种或多种食品级抗氧化剂，例如花青素或前花青素，优选前花青素。

(2)制备含适量牛至油、肉桂酸的糊化淀粉预混颗粒，作为凝胶基质B。

(3)称取一定比例的海藻糖、葡甘聚糖、羧甲基纤维素、黄原胶，以及上述预混牛至油、肉桂酸的基质B等组分，混合复配，去离子水溶解搅拌，加入适量成膜助剂，制备胶质底液。

其中，所述成膜助剂可以为本领域常用的无毒性成膜助剂，优选丙三醇(甘油)。

(4)将基质A溶液加入胶质底液中，加入适量柠檬酸或山梨酸，搅拌至混合均匀得到混合胶液。

(5)将混合胶液注入模具或聚四氟乙烯板中，定型，依次用碱性溶液和去离子水漂洗，干燥，得到含甜菜碱的抗菌保鲜凝胶。

具体地，本发明所述含甜菜碱的抗菌保鲜凝胶制备方法，各步骤具体过程如下。

S1：凝胶基质的制备

1)基质A溶液的配制：

将壳聚糖或者壳聚糖衍生物用1-2％的醋酸溶解后，加入蒸馏水配制壳聚糖质量分数为1-3％的壳聚糖溶液；加热升温至50-60℃，加入0.5-1倍壳聚糖质量的甜菜碱，以及0.1-0.3倍壳聚糖质量的前花青素，混合搅拌30-60min，将反应体系降至室温后，乳酸调节pH至7.0-7.5，得到基质A溶液。

优选地，所述壳聚糖为中低粘度壳聚糖，分子量小于30万Da，脱乙酰度为80-95％。

优选地，所述的壳聚糖衍生物为羧甲基壳聚糖或羟丙基壳聚糖。

虽然壳聚糖具有很好的抗菌性和生物相容性，但是壳聚糖凝胶粘度大，抗拉强度低易断裂，且凝胶在模具上不易脱模，因此壳聚糖组分在本发明中仅作为凝胶基质组分之一，需复配其他具有成膜性和持水性的组分提高凝胶的机械性能并降低凝胶粘度。

本发明中，乳酸不仅具有pH调节剂和壳聚糖助溶剂的作用，还具有一定的保鲜效果，与凝胶其余组分具有协同增效效果。

2)基质B的制备：

将糊化淀粉配制成30-40wt％的糊化淀粉乳液，向淀粉乳液中加入适量乙醇溶解的牛至油、肉桂酸，其中淀粉干重与牛至油、肉桂酸的质量比为1:(0.1-0.2):(0.2-0.3)；50-60℃下充分搅拌10-30min使得牛至油、肉桂酸混合均匀并乳化充分，然后在搅拌下加入L-抗坏血酸至浓度为0.1-0.5wt％，随后浓缩蒸发至合适浓度并在喷雾干燥机中喷雾干燥，得到预混牛至油、肉桂酸的淀粉预混颗粒，即基质B。

其中，所述的糊化淀粉可以为任意来源的淀粉，例如选自玉米淀粉，优选糊化度在50％以上。

由于牛至油不溶于水，肉桂酸难溶于水，因此先将其用乙醇溶解后与淀粉乳混合，可形成均匀的水包油分子，被淀粉颗粒包裹后既可消除刺激性气味，也能在凝胶中充分均匀分散，避免了将其直接加入胶质液后采用通常的搅拌手段不能均匀分散的问题。同时，糊化淀粉也具有优良的成胶持水性能。

3)胶质底液的制备

按重量百分比计，称取海藻糖1-2wt％、葡甘聚糖1-1.5wt％、羧甲基纤维素0.5-2wt％、黄原胶1-2wt％，甘油0.1-0.2wt％以及上述预混牛至油、肉桂酸的基质B颗粒1-3wt％，余量为去离子水，将上述原料混合，调节pH至11，在10-20℃下搅拌溶胀，溶胀30-40min后，水浴加热至80-95℃并搅拌15-30min，直至混合均匀得到胶质底液。

其中，所述葡甘聚糖为商品化的魔芋葡甘聚糖。

可选地，所述的胶质底液组分黄原胶也可以替换为其他胶质组分，例如明胶、卡拉胶、阿拉伯胶等。

本发明中，优选地，选自可与葡甘聚糖具有协同增效作用的黄原胶作为胶质底液组分。

S2：混合复配

按一定质量比例缓缓将基质A溶液加入胶质底液中，加入过程中维持水浴温度并伴随持续搅拌，待基质A溶液完全与胶质液混合后向形成的混合液中补充柠檬酸或山梨酸调节pH至7-9，继续搅拌10-30min至混合均匀得到混合胶液。

其中，所述的胶质底液与基质A溶液质量用量为1:0.5-2，优选1:0.5-1.5。

S3：凝胶成型

将混合胶液注入模具或聚四氟乙烯板中，85-90℃下定型15-30min后去除模具，沸水蒸煮后在70-90℃下置于1-2％碳酸钠水溶液中漂洗10-15min，再用去离子水常温漂洗5-10min，然后于20-25℃干燥环境下(湿度小于30％)干燥2-6h，即得到所需形状的含甜菜碱的抗菌保鲜凝胶。

本发明中，所述模具可以为底部可填充一定厚度混合胶液的包装盒模具，也可以为特定形状例如半圆形、半椭圆形的模具。

其中，所述聚四氟乙烯板中成型的凝胶厚度可以根据实际情况选择的，例如可以为0.1-10mm，优选0.5-5mm。

另一个方面，本发明提供所述抗菌保鲜凝胶用于水果和肉类的抗菌保鲜用途，尤其适用于高含水量的易腐败水果常温或低温抗菌保鲜用途。

可选地，本发明所述的凝胶也可作为肉类被膜保鲜剂用于短期保鲜用途。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：

1)相比现有技术中的其他可食性降解膜，本发明的保鲜凝胶可以作为保鲜垫，也可以作为保鲜膜或密封膜，无需直接在水果上涂抹，安全环保，机械性能优良，且具有优良的抗菌效果和保鲜效果。凝胶保鲜既保证了水果本身正常的呼吸代谢，又抑制了腐败菌的生长和繁殖，且在水果上几乎无残留，尤其适用于低温和常温下鲜切水果以及肉类的保鲜。

2)本发明采用水性凝胶包裹的植物源抗菌剂、植物源抗氧化剂分子组分，除了具有优良的外界细菌、空气隔绝作用外，同时可以抑制内部水分流失。另外，水性凝胶的网格状结构有利于抗菌、抗氧化组分的缓释释放，对内部的水果具有保鲜、抗菌效果长的特点。

3)本发明的凝胶共混组分及配比使得凝胶具有优良的机械性能和保鲜性能，抗撕裂强度高。尤其是密封水果时，内部的低氧环境可推迟水果衰老和腐烂，减缓呼吸强度和代谢活动，从而有效抑制高温下高水含量水果褐变的发生。

4)本发明的制备方法简单，无需精细的复杂设备或操作，适合工业化大规模生产。

具体实施方式

下面通过具体的制备例和实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

实施例1

(1)将脱乙酰度为85％的壳聚糖10g用2％的醋酸溶解后，加入蒸馏水配制壳聚糖质量分数为1％的壳聚糖溶液；加热升温至50℃后依次加入5g甜菜碱、1g前花青素，混合搅拌30min，将反应体系降至室温后乳酸调节pH至中性，得到基质A溶液约1L。

(2)将糊化度为53％的玉米淀粉12g配制成30wt％的糊化淀粉乳液，将1.5g牛至油、2.5g肉桂酸用10ml乙醇溶解后加入上述淀粉乳液中，升温至50℃下搅拌20min使得牛至油、肉桂酸混合均匀，然后在搅拌下加入L-抗坏血酸2g，随后浓缩蒸发至固形物55％左右，在喷雾干燥机中喷雾干燥得到预混牛至油、肉桂酸的淀粉预混颗粒约19.7g，从而得到基质B。

(3)在带有搅拌的水浴反应釜中，称取海藻糖10g、魔芋葡甘聚糖10g、羧甲基纤维素6g、黄原胶1g，甘油1g以及基质B颗粒15g，用去离子水溶解配制1L溶液，1M氢氧化钠溶液调pH至11，在10℃下搅拌溶胀30min后，水浴加热至90℃并搅拌30min，得到均匀的半透明状胶质底液。

(4)上述混合均匀的胶质底液在维持水浴温度和搅拌条件下，向其中缓缓加入0.5kg基质A溶液，待基质A溶液完全与胶质液混合后，向混合液中添加柠檬酸调节pH至7.5，继续搅拌15min，得到混合胶液。

(5)将混合胶液注入成胶厚度为1.5mm聚四氟乙烯平板模具中，85℃下定型30min后去除模具，沸水煮5min后置于90℃的1％碳酸钠水溶液中漂洗10min，再用去离子水常温漂洗5min，然后于20℃干燥环境下(湿度20％)干燥2h，即得到含甜菜碱的抗菌保鲜凝胶约1.35kg。

实施例2

(1)将脱乙酰度为90％的1kg壳聚糖用1％的醋酸恰好溶解后，加入蒸馏水配制壳聚糖质量分数为2％的壳聚糖溶液50kg；加热升温至60℃后依次加入0.8kg甜菜碱、0.2kg前花青素，混合搅拌30min，将反应体系降至室温，乳酸调节pH至中性，得到基质A溶液。

(2)将2kg糊化玉米淀粉配制成40wt％的糊化淀粉乳液，向淀粉乳液中加入1.2L乙醇溶解的牛至油0.4kg、肉桂酸0.6kg，60℃下充分搅拌30min使得牛至油、肉桂酸混合乳化充分，然后在搅拌下加入L-抗坏血酸0.3kg，搅拌均匀，浓缩蒸发回收乙醇溶剂，浓缩至合适的固体含量浓度后在喷雾干燥机中喷雾干燥，得到预混牛至油、肉桂酸的淀粉预混颗粒粉约3.5kg，即基质B。

(3)在带有搅拌的工业反应釜中，按照海藻糖2wt％、葡甘聚糖1.5wt％、羧甲基纤维素1wt％、黄原胶1.5wt％、甘油0.2wt％以及基质B颗粒1.5wt％的比例，余量为去离子水，将上述原料混合配制胶质溶液，用氢氧化钠调pH至11，在15℃下搅拌溶胀30min后，加热至85℃并搅拌30min，得到均匀的半透明状胶质底液约50.5kg。

(4)上述混合均匀的胶质底液在维持85℃温度和搅拌条件下，向其中缓缓加入上述步骤制得的基质A溶液50kg，待基质A溶液完全与胶质液混合后，向混合液中添加柠檬酸调节pH至7，继续搅拌15min，得到混合胶液。

(5)将上述混合胶液注入成胶厚度为2mm聚四氟乙烯平板模具中，85℃下定型30min后去除模具，沸水蒸煮5min后置于90℃的2％碳酸钠水溶液中漂洗10min，再用去离子水常温漂洗5min，然后于25℃干燥环境下(湿度25％)干燥2h，即得到含甜菜碱的抗菌保鲜凝胶约92.5kg。

对比实施例1

(1)取壳聚糖10g加入蒸馏水配制壳聚糖质量分数为1％的壳聚糖溶液；得到基质A溶液约1L。

(2)采取实施例1中的方法制备基质B。

(3)在带有搅拌的水浴反应釜中，称取海藻糖10g、羧甲基纤维素6g、卡拉胶1g，甘油1g以及基质B颗粒15g，用去离子水溶解配制1L溶液，在10℃下搅拌溶胀30min后，水浴加热至90℃并搅拌15min，得到胶质底液。

(4)上述混合均匀的胶质底液在维持水浴温度和搅拌条件下，向其中缓缓加入0.5kg基质A溶液，得到混合胶液。

(5)将混合胶液注入成胶厚度为1.5mm聚四氟乙烯平板模具中，定型30min后去除模具，冷却至室温，去离子水常温漂洗，然后于20℃干燥环境下(湿度20％)干燥2h，得到对比凝胶D1。

对比实施例2

(2)采用实施例1中的糊化淀粉作为基质B。

(3)在带有搅拌的水浴反应釜中，称取羧甲基纤维素6g、卡拉胶1g，以及基质B颗粒15g，用去离子水溶解配制成1L溶液，水浴加热至90℃并搅拌15min，得到胶质底液。

(4)上述混合均匀的胶质底液在维持水浴温度和搅拌条件下，向其中加入0.5kg基质A溶液，得到混合胶液。

(5)将混合胶液注入成胶厚度为1.5mm聚四氟乙烯平板模具中，定型30min后去除模具，冷却至室温，去离子水常温漂洗，然后于20℃干燥环境下(湿度20％)干燥2h，得到对比凝胶D2。

效果实施例1

凝胶表观及机械性能

各实施例和对比例制备的凝胶表观特征及断裂延伸率参数如下表1。其中，断裂延伸率采用膜领域常规的延展性物理测试仪进行测量(GB13022)，测量时将各实施例的凝胶裁切为8cm×2cm的条状，每组10个重复，取平均值。测量结果的计算公式为(Lm-L)/L×100％，Lm为凝胶膜断裂时的最大长度，L为膜的初始长度。

表1凝胶特征对比

凝胶的机械性质影响因素较多，例如，包括凝胶各组分，组分含量比例，混合条件，加热或冷却温度以及后处理等。本发明的制备工艺优化了保鲜凝胶的组分及配比，保证了在抗菌保鲜效果的基础上具有最佳的机械性能。

另外，实施例1-2制备的凝胶经过沸水煮45min后没有融化现象，能耐高温长时间蒸煮，具有较好的耐热性和热稳定性。

效果实施例2

抑菌效果试验

以常见的革兰氏阴性菌大肠杆菌和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌作为接种菌种测试凝胶的抗菌性能。具体地，将大肠杆菌和金黄色葡萄球菌配制成为10⁵/ml的复合菌液；将各实施例中的凝胶紫外灭菌后打孔器切成若干个直径8cm的圆片；取1μL菌液点种于各组的凝胶片上，每片凝胶均匀散布式点种8-10处，每组试验设7个重复组，结果取平均值；将接种后的凝胶置于无菌平皿中37℃恒温培养24h；24h后，观察菌落形成明显菌落圈(直径大于0.5mm)的比例；若菌落被抑制生长，则无明显菌落圈出现。

实验结果表明：实施例1-2组凝胶表面形成明显菌落圈的比例分别为14.6％、10.8％；对比实施例1-2形成明显菌落圈的比例分别为23.6％、62.5％，且对比实施例2组形成的菌落直径(基本在1mm以上)明显大于实施例组的菌落直径，由此可见，实施例1-2的实验组凝胶均有显著的抑菌作用。

效果实施例3

以果皮薄的不耐贮枇杷品种软条白沙为试验水果，实验分5组，每组三个重复，结果取平均值。各实验组(实施例1，实施例2，对比实施例1(D1)，对比实施例2(D2)共四组)分别对应使用相应的保鲜凝胶。试验方法为：取新摘的带枝无霉斑优质枇杷果，分别用各实施例及各对比实施例中的凝胶包裹密封后装入保鲜盒中(每个保鲜盒装30-40颗枇杷果实)，空白对照组的果实不经包裹处理直接装入保鲜盒中。所有组的果实在恒温恒湿环境中(恒温恒湿箱中湿度45％，温度24℃)中保持120h，测量贮藏前后生理生化指标，并计算如下指数变化率。

(1)失重率。称量枇杷贮藏前后的重量，计算其失重率(％)。

(2)褐变率。计算贮藏后发生表皮褐变(果皮表面至少产生一个明显的霉变褐斑)的果实数量，计算褐变率(％)。

(3)脱枝率。脱枝的果实粒数与总的果实粒数之比。

(4)呼吸强度上升率。测定贮藏后果实的呼吸强度相对贮藏前呼吸强度增加的倍率(即(贮藏后呼吸强度-贮藏前呼吸强度)/贮藏前呼吸强度，百分数表示)，其中呼吸强度可采用本领域任意的常规测定方法，本实施例采用静置法(具体参见《植物生理学实验学实验技术》，郝建军，北京：化学工业出版社，2007：68-72)。呼吸强度是常用于衡量水果呼吸作用强弱的指标，影响新鲜水果贮藏寿命及品质，水果品质与呼吸强度成比例关系，呼吸作用越旺盛，品质下降越快，贮藏寿命越短。

(5)可溶性固形物损失率。取贮藏后果肉进行切碎研磨，纱布过滤，搅拌混匀，然后取滤液滴于手持折光仪上读数(结果即为可溶性固形物的含量)，计算与初始贮藏前的可溶性固形物的含量差异即可得到可溶性固形物损失率。

(6)还原糖损失率的测定。还原糖含量采用3,5-二硝基水杨酸法测定(具体参见《植物生理学实验指导》，张志良，北京：高等教育出版社，1996，164-170)。

贮藏前后各指标变化见下表3-4。

表3枇杷贮藏前后表观指标变化

表4枇杷贮藏前后生理指标变化

由上表3可见，贮藏后空白对照组失重率显著高于实验组，同时，实验组脱枝率和病菌导致的褐变率也显著优于对比组和空白组，说明本发明凝胶对水果具有良好的抗菌保鲜效果，且其效果显著优于空白组和对比组。

对于枇杷生理指标参数呼吸强度，实验组具有较低的呼吸强度上升率，证明本发明凝胶具有优良的气调性，能够维持水果周围低氧和高二氧化碳的气体氛围。凝胶可以降低水果呼吸强度，将呼吸强度维持在最低水平但又能维持果实的正常生命活动，从而达到延长贮藏寿命的目的。可溶性固形物的损失反映了枇杷果肉营养物质的变化，影响着水果的品质，本发明通过抑制呼吸代谢强度使得果肉的营养成分得到保存，营养流失较少。而还原糖作为果实离枝后代谢活动的呼吸底物，在贮藏过程中作为维持果实的正常生理活动的能量来源。还原糖的损失幅度越小，证明保鲜效果越好。本发明实验组凝胶相对对比组与空白对照组相比，具有更小的还原糖损失率，证明在常温下保鲜凝胶对水果代谢活动的抑制效果更加优良，能够达到较低的水果风味和营养损失的目的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种含甜菜碱的抗菌保鲜凝胶，其特征在于，由含甜菜碱及抗氧化剂的凝胶基质A溶液与胶质底液混合配制制备得到，其中所述胶质底液含有包含牛至油、肉桂酸的凝胶基质B，以及适量比例的海藻糖、葡甘聚糖、羧甲基纤维素、黄原胶等组分。

2.一种制备如权利要求1所述抗菌保鲜凝胶的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制备含甜菜碱及可食用抗氧化剂的壳聚糖或壳聚糖衍生物溶液作为凝胶基质A溶液；

(2)制备含适量牛至油、肉桂酸的糊化淀粉预混颗粒，作为凝胶基质B；

(3)称取一定比例的海藻糖、葡甘聚糖、羧甲基纤维素、黄原胶，以及上述基质B组分，混合复配，去离子水溶解搅拌，加入适量成膜助剂，制备胶质底液；

(4)将基质A溶液加入胶质底液中，加入适量柠檬酸或山梨酸，搅拌至混合均匀得到混合胶液；

(5)将混合胶液注入模具中，定型，蒸煮后依次用碱性溶液和去离子水漂洗，干燥，得到含甜菜碱的抗菌保鲜凝胶。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的可食用抗氧化剂为花青素或前花青素。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述成膜助剂为丙三醇。

5.如权利要求2-4所述的制备方法，其特征在于，各步骤具体制备过程如下：

S1：凝胶基质的制备

1)基质A溶液的配制：将壳聚糖或者壳聚糖衍生物用1-2％的醋酸溶解后，加入蒸馏水配制壳聚糖质量分数为1-3％的壳聚糖溶液；加热升温至50-60℃，加入0.5-1倍壳聚糖质量的甜菜碱，以及0.1-0.3倍壳聚糖质量的抗氧化剂，混合搅拌30-60min，将反应体系降至室温后，乳酸调节pH至7.0-7.5，得到基质A溶液；

2)基质B的制备：将糊化淀粉配制成30-40wt％的糊化淀粉乳液，向淀粉乳液中加入适量乙醇溶解的牛至油、肉桂酸，50-60℃下充分搅拌10-30min使得牛至油、肉桂酸混合均匀并乳化充分，然后在搅拌下加入L-抗坏血酸至浓度为0.1-0.5wt％，随后浓缩蒸发至合适浓度并喷雾干燥，得到预混牛至油、肉桂酸的淀粉预混颗粒，从而得到基质B；

3)胶质底液的制备：按比例称取海藻糖、葡甘聚糖、羧甲基纤维素、黄原胶、甘油以及基质B颗粒，用去离子水配制溶液，调节pH至11，在10-20℃下搅拌溶胀，溶胀30-40min后，水浴加热至80-95℃并搅拌15-30min，直至混合均匀得到胶质底液；

S2：混合复配

按一定比例将基质A溶液加入胶质底液中，待基质A溶液完全与胶质液混合后向形成的混合液中补充柠檬酸或山梨酸调节pH至7-9，继续搅拌10-30min混合均匀得到混合胶液；

S3：凝胶成型

将混合胶液在85-90℃下定型15-30min后去除模具，沸水蒸煮后在70-90℃下置于1-2％碳酸钠水溶液中漂洗10-15min，再用去离子水常温漂洗5-10min，20-25℃干燥环境下干燥2-6h，即得到含甜菜碱的抗菌保鲜凝胶。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖为中低粘度壳聚糖，脱乙酰度为80-95％。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述基质B制备步骤中淀粉干重与牛至油、肉桂酸的质量比为1:(0.1-0.2):(0.2-0.3)；所述的糊化淀粉糊化度在50％以上。

8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述胶质底液制备各原料用量比例为：海藻糖1-2wt％、葡甘聚糖1-1.5wt％、羧甲基纤维素0.5-2wt％、黄原胶1-2wt％，甘油0.1-0.2wt％以及上述预混牛至油、肉桂酸的基质B颗粒1-3wt％，余量为去离子水。

9.如权利要求5-8所述的制备方法，其特征在于，所述的胶质底液与基质A溶液混合质量比为1:0.5-2，优选1:0.5-1.5。

10.权利要求5-8所制备的凝胶用于水果和肉类的抗菌保鲜用途。