CN109479953A - 一种用于生菜保鲜的抗菌乳液及制备生菜保鲜膜的方法 - Google Patents

一种用于生菜保鲜的抗菌乳液及制备生菜保鲜膜的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于生菜保鲜的抗菌乳液及制备生菜保鲜膜的方法。将植物精油，碳量子点，助乳化剂，乳化剂和蒸馏水按特定顺序和工艺混合后制成微乳液。本发明首次将碳量子点技术引入蔬菜保鲜领域，充分利用碳量子点和抗菌植物精油的特性，得到一种分散性好、成膜稳定、抑菌能力强的抗菌乳液。将该抗菌乳液与蜂胶液复配，涂覆在包装薄膜上用于仓储过程中的生菜保鲜，能较好地抑制鲜切生菜的呼吸强度、微生物生长及多酚氧化酶的活性，减少贮藏期内VC的损失，维持生菜良好的感官品质。鲜切生菜包覆该保鲜膜后在4℃条件下低温贮藏，货架期可延长至10～15天。

Description

一种用于生菜保鲜的抗菌乳液及制备生菜保鲜膜的方法
技术领域
本发明属于蔬菜保鲜技术领域，具体是涉及一种能显著提升鲜切生菜保鲜期的抗菌乳液。同时，本发明还涉及应用所述抗菌乳液制备生菜保鲜膜的方法。
背景技术
生菜(var.ramosa Hort.)叶用莴苣的俗称，又称鹅仔菜、唛仔菜、莴仔菜，属菊科莴苣属。为一年生或二年生草本作物，叶长倒卵形，密集成甘蓝状叶球，可生食，脆嫩爽口，略甜。生菜原产欧洲地中海沿岸，由野生种驯化而来。古希腊人、罗马人最早食用。生菜传入中国的历史较悠久，东南沿海，特别是大城市近郊、两广地区栽培较多。近年来，栽培面积迅速扩大，生菜也由宾馆、饭店进入寻常百姓的餐桌。
生菜营养丰富，是一种低热量、高营养的蔬菜。然而新鲜生菜经采收后，由于旺盛的呼吸作用和蒸腾作用，易失水、萎蔫、褐变，同时，由于生菜极富脆性且含水量高，在收获、运输及贮存过程中，易受损伤，更加速其品质的下降。鲜切生菜作为一种简单加工蔬菜，人为切割造成的机械损伤更加促进了生菜品质的下降速度，因此更需要有效地保鲜技术来延长其货架期。
现有的生菜保鲜技术主要有三类，基于物理的保鲜技术：如真空预冷、包装膜保鲜、低温保鲜等；基于化学的保鲜技术：如消毒剂清洗、化学保鲜剂等；基于生物的保鲜技术，如生物杀菌剂保鲜等。其中，包装膜保鲜技术是采用适宜的包装材料对采后生菜进行必要的包装处理，来调节其生理代谢，防止受外界微生物或有害物质的侵染，以达到保持生菜新鲜品质，延长货架寿命的目的。包装材料主要有塑料薄膜、微孔薄膜、纳米复合包装材料等。现有技术中也有在薄膜表面涂覆抗菌涂层的记载，例如，邓雯瑾等在《食品与发酵工业》上发表“百里香精油抗菌涂层包装对鲜切生菜货架期内理化品质及微生物的影响”，公开了将百里香精油乳化液涂覆到制备好的PVA包装膜上，干燥成膜，当与4℃的低温贮藏结合时，可将鲜切生菜的货架期延长至5天。抗菌涂层包装能使抗菌剂从载体缓慢释放，从而始终保持包装内部所需要的抑菌环境。但此类技术目前普遍存在的问题是，由于抗菌乳液的分散性较差，使得最终抗菌涂层的成膜性达不到要求；涂层稳定性差，导致包装薄膜上涂层易脱落、产品的保鲜效果不一等缺点，因此实际应用效果并不理想。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于生菜保鲜的抗菌乳液，以及利用该抗菌乳液进一步制备得到的生菜保鲜膜。以克服现有产品保鲜期短、乳液分散性差、涂层不稳定的缺陷，显著提升鲜切生菜的货架期。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现。
除非另有说明，本发明所采用的百分数均为重量百分数。
本发明的技术方案主要基于以下认识：
一定浓度的植物精油对病原菌和腐败微生物具有明显抑制作用，例如单核细胞增生李斯特菌、沙门氏菌、大肠杆菌、蜡状样芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌等。碳量子点(CQDs)为粒径在2-10nm的纳米材料，由于表面带有的-OH、-NH2、-COOH等极性基团使其与两亲表面活性剂作用产生强烈的相互作用，导致CQDs均匀分布在乳化体系的油水界面，能够增强乳液的分散性和涂层稳定性，同时CQDs还具有较好的抑菌作用。目前CQDs主要应用于光催化、检测探针、生物成像、LED及药物输送等领域。蜂胶具有优异的抗菌、消炎能力，对众多细菌、真菌、病毒都有很强的抑制和杀灭作用。现有技术中并未见有将它们组合后用于生菜保鲜的相关报道。
一种用于生菜保鲜的抗菌乳液，其特征在于，由下述重量份的原料制成：植物精油0.5～1份，碳量子点0.01～0.05份，助乳化剂3～5份，乳化剂0.5～1份和蒸馏水85～95份；所述的植物精油为柠檬精油、甜橙精油、肉桂油或山苍子油中的一种；所述的助乳化剂为无水乙醇、丙三醇或丙二醇中的一种；所述的乳化剂为吐温60、吐温80、司盘80或蔗糖酯中的一种；
采用下述方法制备得到：
(1)将所述重量份的植物精油与助乳化剂混合，升温至40℃～60℃，搅拌20～40min，记为油相；
(2)将所述重量份的碳量子点与蒸馏水混合，常温搅拌溶解，记为水相；
(3)将步骤(1)所得油相与步骤(2)所得水相混合，同时加入所述重量份的乳化剂，40℃～50℃下搅拌30～50min，使混合物充分溶解，乳化并均质，得到所需的用于生菜保鲜的抗菌乳液。
所述的碳量子点按以下方法制备得到：取0.2～0.5g磷酸脲、0.3～0.6g柠檬酸和875～1000μL乙二胺于25～50mL去离子水中溶解；将溶液转移至微波消解罐中，密封并置于微波消解仪中，程序升温设置为：反应温度在1min内升温至150℃，保持此温度不变反应30min，待冷却至室温后，得到的澄清透明溶液在10000rpm离心15～20min，取上清液于60℃真空干燥箱中干燥即得。
一种生菜保鲜膜的制备方法，其特征在于：取所述的生菜保鲜抗菌乳液用无菌水配制成浓度0.5～1％的稀释液，取蜂胶浸膏用75％乙醇配制成浓度0.05～0.1％的蜂胶液，将稀释液和蜂胶液等体积混合均匀，涂布于聚乙烯薄膜或聚乙烯醇包装膜上，自然晾干，即得所需的生菜保鲜膜。
所述的蜂胶浸膏按以下方法制备得到：将冷冻后的蜂胶粉碎过筛，然后将其与75％乙醇按料液质量体积比1:15～20混合，在40℃～45℃条件下浸提24h，并不断搅拌；再将浸提后的毛胶液在40℃～45℃条件下超声波处理15～20min，然后再进行抽滤，对得到的蜂胶液进行旋转蒸发，将旋转蒸发所得物放入干燥箱中干燥至恒重即得蜂胶浸膏，冷冻备用。
将洗净的鲜切生菜用本发明的生菜保鲜膜包覆，并置于4℃条件下贮藏，可将鲜切生菜的货架期延长至10～15天。
相对于现有技术，本发明具有以下优点：
1、本发明首次将碳量子点技术引入蔬菜保鲜领域。充分利用碳量子点的抑菌、杀菌特性，以及表面富含-OH、-COOH、-NH2等水溶性基团、能增强乳液分散性及涂层稳定性的特点，结合具有天然抗菌性能的植物精油，制备得到一种分散性好、成膜稳定、抑菌能力强的抗菌乳液。
2、在以抗菌植物精油为油相、碳量子点为水相的体系中，应用微乳液作为载体运输工具，能够显著提高植物精油在水油两相中的溶解能力，为精油的商业化运用奠定了有利的基础。
3、所制备的蜂胶提取液具有良好的成膜性，能在果蔬表面形成一层非常理想的薄膜(仅几微米)。这层薄膜不仅可以阻碍果蔬内部与外界发生气体交换，而且可以减少病原微生物的侵染，能够抑制果蔬的呼吸强度，减少果蔬表面的水分蒸发，降低新陈代谢作用，延缓呼吸跃变期的出现，因而可以减少果蔬的营养物质消耗和品质的下降，推迟萎蔫，起到防腐保鲜的作用。
4、最终，将所制备的植物精油抗菌乳液与蜂胶提取液复配，涂覆在包装薄膜上，得到一种生菜保鲜膜。用于仓储过程中的生菜保鲜，能较好地抑制鲜切生菜的呼吸强度、微生物生长及多酚氧化酶的活性，减少贮藏期内VC的损失，维持生菜良好的感官品质。用该保鲜膜包覆的鲜切生菜在4℃条件下低温贮藏时，货架期可延长至10～15天。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，但实施例并不是对本发明技术方案的限定，所有基于本发明教导所作出的变化或等同替换均应属于本发明的保护范围。
实施例1：
1、碳量子点制备：取0.2-0.5g磷酸脲、0.3-0.6g柠檬酸和875-1000μL乙二胺于25-50mL去离子水中溶解。然后将上述溶液转移至微波消解罐中，密封并置于微波消解仪中。程序升温设置为：反应温度在1min内升温至150℃，保持此温度不变反应30min。待冷却至室温后，得到的澄清透明溶液在10000rpm离心15-20min。最后，上清液于60℃真空干燥箱中干燥，即得。
2、蜂胶浸膏制备：将冷冻后的蜂胶粉碎过筛，然后将其与75％乙醇溶液按料液比1:15-20混合，在40-45℃条件下浸提24h，并不断搅拌。再将浸提后的毛胶液在40-45℃条件下超声波处理15-20min，然后再进行抽滤，将得到的蜂胶液进行旋转蒸发，待溶液快干时进行收集，最后将旋转蒸发后得到的蜂胶溶液放入干燥箱中干燥至恒重即得蜂胶浸膏，冷冻备用。使用时，用75％乙醇进行配制。
3、植物精油抗菌涂层包装膜的制备方法：
(1)将1g柠檬精油、5mL无水乙醇混合，升温至40-60℃，混合搅拌20-40min，记为油相；
(2)将0.01g碳量子点、85mL蒸馏水混合，常温搅拌溶解，记为水相；
(3)步骤(2)制备的水相加入到步骤(1)制备的油相中，同时加入0.5g吐温60，40-50℃下搅拌30-50min，使混合物充分溶解，乳化并均质，得到植物精油抗菌乳液；
(4)取步骤(3)制备的生菜保鲜抗菌乳液用无菌水配制浓度0.7％的稀释液，将制备的蜂胶浸膏用75％乙醇配制成浓度0.05％的蜂胶液，将稀释液和蜂胶液等体积混合均匀，涂布于聚乙烯薄膜或聚乙烯醇包装膜上自然晾干，即得生菜保鲜膜样品1。
4、鲜切生菜保鲜效果应用：将洗净的鲜切生菜，分别用生菜保鲜膜样品和0.02mm厚普通食品PE保鲜膜进行包装，置于4℃贮藏，然后分别在0～10天时对鲜切生菜的理化指标、感官质量和微生物指标进行测定，评价保鲜效果。
实施例2：
1、碳量子点制备：同实施例1
2、蜂胶浸膏制备：同实施例1
3、植物精油抗菌涂层包装膜的制备方法：
(1)将0.5g甜橙精油、3mL丙三醇混合，升温至40-60℃，混合搅拌20-40min，记为油相；
(2)将0.05g碳量子点、95mL蒸馏水混合，常温搅拌溶解，记为水相；
(3)步骤(2)制备的水相加入到步骤(1)制备的油相中，同时加入1g吐温80，40-50℃下搅拌30-50min，使混合物充分溶解，乳化并均质，得到植物精油抗菌乳液；
(4)将步骤(3)制备的生菜保鲜抗菌乳液用无菌水配制浓度0.5％的稀释液，将制备的蜂胶浸膏用75％乙醇配制成浓度0.09％的蜂胶液，将稀释液和蜂胶液等体积混合均匀，涂布于聚乙烯薄膜或聚乙烯醇包装膜上自然晾干，即得生菜保鲜膜样品2。
4、鲜切生菜保鲜效果应用：同实施例1。
实施例3：
1、碳量子点制备：同实施例1
2、蜂胶浸膏制备：同实施例1
3、植物精油抗菌涂层包装膜的制备方法：
(1)将0.7g肉桂油、4mL丙二醇混合，升温至40-60℃，混合搅拌20-40min，记为油相；
(2)将0.05g碳量子点、90mL蒸馏水混合，常温搅拌溶解，记为水相；
(3)步骤(2)制备的水相加入到步骤(1)制备的油相中，同时加入0.7g司盘80，40-50℃下搅拌30-50min，使混合物充分溶解，乳化并均质，得到植物精油抗菌乳液；
(4)将步骤(3)制备的生菜保鲜抗菌乳液用无菌水配制浓度0.6％的稀释液，将制备的蜂胶浸膏用75％乙醇配制成浓度0.1％的蜂胶液，将稀释液和蜂胶液等体积混合均匀，涂布于聚乙烯薄膜或聚乙烯醇包装膜上，自然晾干，即得生菜保鲜膜样品3。
4、鲜切生菜保鲜效果应用：同实施例1。
实施例4：
1、碳量子点制备：同实施例1
2、蜂胶浸膏制备：同实施例1
3、植物精油抗菌涂层包装膜的制备方法：
(1)将1g山苍子油、5mL丙三醇混合，升温至40-60℃，混合搅拌20-40min，记为油相；
(2)将0.03g碳量子点、92mL蒸馏水混合，常温搅拌溶解，记为水相；
(3)步骤(2)制备的水相加入到步骤(1)制备的油相中，同时加入0.8g蔗糖酯，40-50℃下搅拌30-50min，使混合物充分溶解，乳化并均质，得到植物精油抗菌乳液；
(4)将步骤(3)制备的生菜保鲜抗菌乳液用无菌水配制浓度1％的稀释液，将制备的蜂胶浸膏用75％乙醇配制成浓度0.06％的蜂胶液，将稀释液和蜂胶液等体积混合均匀，涂布于聚乙烯薄膜或聚乙烯醇包装膜上自然晾干，即得生菜保鲜膜样品4。
4、鲜切生菜保鲜效果应用：同实施例1。
应用实施例
分别测试实施例1-4制备所得生菜保鲜膜样品和普通食品PE保鲜膜包装的鲜切生菜在贮藏温度4℃下，不同贮藏时间的失重率变化如表1，VC含量的变化如表2，叶绿素含量的变化如表3，呼吸强度的变化如表4，多酚氧化酶活性的变化如表5，细菌总数的影响如表6，生菜贮藏10d后的感官评价如表7。
表1不同包装膜对生菜失重率的影响(％)
由表1可知，本发明的生菜保鲜膜更有利于降低生菜水分散失。这是由于将蜂胶涂覆在PVA基膜表面后使薄膜的厚度增加，同时也增强了薄膜的致密性能和阻隔性能，抑制了包装内部水分的透过率，使包装内的湿度较高，减缓了生菜的水分流失，从而降低生菜的失重率，更好地保持了生菜鲜活的品质。
表2不同包装膜对生菜VC含量的影响(mg/100g)
由表2可见，PE保鲜膜组的VC含量均显著低于本发明的生菜保鲜膜，这是由于碳量子点及蜂胶的抗氧化作用。
表3不同包装膜对生菜叶绿素含量的影响(mg/g)
由表3可见，本发明的生菜保鲜膜对维持鲜切生菜叶绿素含量有显著的效果。
表4不同包装膜对生菜呼吸强度变化的影响CO2mg/(kg·h)
由表4可见，本发明的生菜保鲜膜不仅降低了呼吸强度的最高峰，还延缓了最高峰出现的时间，有利于鲜切生菜的保鲜。
表5不同包装膜对生菜多酚氧化酶活性变化的影响U/(min·g)
由表5可见，由于本发明生菜保鲜膜的结构较PE保鲜膜更加紧密，能使贮藏期内包装袋中氧分压降低，从而减慢酚类物质合成速率，使得鲜切生菜贮藏期内多酚氧化酶活性较普通PE保鲜膜低，且在贮藏初期的抑制效果更加明显。
表6不同包装膜对生菜细菌总数的影响104CFU/g
由表6可见，随着贮藏时间的增加，各组中菌落总数均逐渐增高，但本发明的生菜保鲜膜组均显著低于PE保鲜膜，有较好的抑菌效果。
表7鲜切生菜在4℃环境下贮藏10d后的感官评价
由以上实验可知，本发明制备的生菜保鲜膜显著延长了鲜切生菜的货架期，且未对生菜的感官品质造成不良影响。在4℃条件下贮藏生菜未发生冷害，且能够抑制生菜品质的劣变，减缓营养物质的损失。通过各项理化指标、微生物指标及感官评价可以看出，用该保鲜膜包覆的鲜切生菜在4℃条件下低温贮藏时，货架期可延长至10～15天。

Claims (4)

1.一种用于生菜保鲜的抗菌乳液，其特征在于，由下述重量份的原料制成：植物精油0.5～1份，碳量子点0.01～0.05份，助乳化剂3～5份，乳化剂0.5～1份和蒸馏水85～95份；所述的植物精油为柠檬精油、甜橙精油、肉桂油或山苍子油中的一种；所述的助乳化剂为无水乙醇、丙三醇或丙二醇中的一种；所述的乳化剂为吐温60、吐温80、司盘80或蔗糖酯中的一种；
采用下述方法制备得到：
(1)将所述重量份的植物精油与助乳化剂混合，升温至40℃～60℃，搅拌20～40min，记为油相；
(2)将所述重量份的碳量子点与蒸馏水混合，常温搅拌溶解，记为水相；
(3)将步骤(1)所得油相与步骤(2)所得水相混合，同时加入所述重量份的乳化剂，40℃～50℃下搅拌30～50min，使混合物充分溶解，乳化并均质，得到所需的用于生菜保鲜的抗菌乳液。
2.根据权利要求1所述的用于生菜保鲜的抗菌乳液，其特征在于：所述的碳量子点按以下方法制备得到：取0.2～0.5g磷酸脲、0.3～0.6g柠檬酸和875～1000μL乙二胺于25～50mL去离子水中溶解；将溶液转移至微波消解罐中，密封并置于微波消解仪中，程序升温设置为：反应温度在1min内升温至150℃，保持此温度不变反应30min，待冷却至室温后，得到的澄清透明溶液在10000rpm离心15～20min，取上清液于60℃真空干燥箱中干燥即得。
3.一种生菜保鲜膜的制备方法，其特征在于：取权利要求1所述的生菜保鲜抗菌乳液用无菌水配制成浓度0.5～1％的稀释液，取蜂胶浸膏用75％乙醇配制成浓度0.05～0.1％的蜂胶液，将稀释液和蜂胶液按等体积混合均匀，涂布于聚乙烯薄膜或聚乙烯醇包装膜上，自然晾干，即得所需的生菜保鲜膜。
4.根据权利要求3所述的生菜保鲜膜制备方法，其特征在于：所述的蜂胶浸膏按以下方法制备得到：将冷冻后的蜂胶粉碎过筛，然后将其与75％乙醇按料液质量体积比1:15～20混合，在40℃～45℃条件下浸提24h，并不断搅拌；再将浸提后的毛胶液在40℃～45℃条件下超声波处理15～20min，然后进行抽滤，对得到的蜂胶液进行旋转蒸发，将旋转蒸发所得物放入干燥箱中干燥至恒重即得蜂胶浸膏，冷冻备用。
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