CN111328870A

CN111328870A - 一种新型果蔬灭菌保鲜的方法

Info

Publication number: CN111328870A
Application number: CN202010298267.9A
Authority: CN
Inventors: 黄志民; 黄纪民; 李秉正
Original assignee: Guangxi Academy of Sciences
Current assignee: Guangxi Academy of Sciences
Priority date: 2020-04-16
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2020-06-26
Anticipated expiration: 2040-04-16
Also published as: CN111328870B

Abstract

本发明提供一种新型果蔬灭菌保鲜的方法，首先在密闭的空间内设置有180～200nm和248～260nm波长的紫外灯，他们分别作用于空间内空气和果蔬等物品。首先启用180～200nm波长的紫外灯将空气中的氧转化成臭氧，同时通过二氧化钛灭菌催化溶液，利用光催化反应产生活性自由基，通过风机循环风使臭氧和活性自由基共同作用，达到空间内紫光线照射不到的死角，对果蔬进行第一次灭菌。完成后关闭该紫外灯；启动248～260nm的紫外灯，一方面进一步照射到果蔬表面进行灭菌，另一方面将灭菌后剩余的臭氧等还原成氧气，避免臭氧对环境的破坏。本发明的方法对果蔬灭菌彻底无死角、灭菌效率高、灭菌时间短，剩余臭氧还原速度快，使得整个过程效率高，环保安全可靠性高。

Description

一种新型果蔬灭菌保鲜的方法

技术领域

本发明属于农产品保鲜技术领域，特别涉及一种果蔬灭菌保鲜的方法。

背景技术

果蔬生产都有特定的季节性和地域性，而果蔬采收后产生旺盛的呼吸和蒸发等种种生理代谢活动，从而分解消耗能量和有机养分，并释放出呼吸热，合果蔬变质、变味、萎蔫和腐烂。因此，做好蔬果的贮藏保鲜工作，有效地延长新鲜蔬菜的贮藏期，保证旺季不烂，淡季不断，使市场周年均衡供应。不仅可以改善人们的生活水平，还可以增加果蔬生产经营者的收入。随着社会发展，人们对食品安全意识以及环境保护意识的提高，传统的果蔬保鲜已经无法满足人们的要求。传统的果蔬保鲜方法包括冷藏保鲜、气调贮藏保鲜、涂膜保鲜和防腐保鲜剂保鲜。虽然这些果蔬保鲜方法可以对果蔬起到较好的保鲜效果，但有些方法使用的药剂或保鲜膜对环境造成污染，药剂不能回收利用导致成本高。因此，寻求绿色安全的果蔬保鲜方法具有重要意义。

发明专利CN201210206299.7，一种水果蔬菜清洗保鲜方法，其特征在于使用净化水、活性炭、降解酶、紫外线灭菌灯、臭氧发生器达到灭菌、消毒、去农药残留、去杂物保鲜的效果。以上材料没有二次污染，无毒负作用；为了充分发挥其作用，清洗容器是长条形，两端是外半圆球形，卧式并沿长条方向做直线往复运动，运动的频率可调的；完成以下步骤：第一以净化水加降解酶做洗液；第二以净化水加食醋做洗液，用紫外线灭菌灯和臭氧发生器进行灭菌消毒实现各种水果蔬菜的彻底清洗。但是该发明照射时间长，臭氧还原速度慢，包装需要额外使用活性炭，提高了成本。

发明内容

针对现有技术采用紫外线和臭氧进行果蔬灭菌保鲜存在的灭菌时间长，额外通入臭氧导致其还原速度慢，取出果蔬所含臭氧对人体有害的缺陷，本发明提供一种新型果蔬灭菌保鲜的方法，大大提高紫外和臭氧灭菌的效率，降低臭氧和紫外对人体的危害。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种新型果蔬灭菌保鲜的方法，包括以下步骤：

A1：将果蔬用清水清洗干净，得到预处理果蔬；在含有氧气的密闭操作室中安装4个180～200nm波长的紫外灯和2个248～260nm波长的紫外灯，在在180～200nm波长的紫外灯周围安装石英隔网，并在石英隔网上喷涂灭菌催化溶液形成活性自由基催化膜。

A2：将预处理的果蔬在密闭操作室中首先使用180～200nm波长的紫外灯，一方面作用于空气产生臭氧，另一方面作用于自由基催化膜产生活性自由基，每个紫外灯的功率为10～200W，辐射强度为170～340μw/cm²，打开风机使臭氧和活性自由基扩散，对预处理果蔬处理5～10min，所述风机的空气流量为0.03～0.24m3/s，使操作室中臭氧浓度达到0.5～0.8mg/L，通过紫外线、臭氧和活性自由基对果蔬进行一次灭菌，得到一次处理果蔬。

A3：关闭180～200nm波长的紫外灯，对一次灭菌果蔬的表面使用248～260nm波长的紫外灯作用5～7min，所述的紫外灯功率为30～300W，辐射强度为200～350μw/cm²，使操作室内臭氧还原至浓度为0mg/L，通过紫外线和紫外线激发的活性自由基对活性果蔬进行二次灭菌，得到二次处理果蔬。

A4：关闭紫外灯，静置1～3min，待操作室内活性自由基总摩尔浓度为0mol/L时，取出二次处理的果蔬，真空包装即得到灭菌后的果蔬。

所述的灭菌催化溶液的制备方法，包括以下步骤：

B1：按质量份数比，将5～10份质量浓度为10%～30%的环氧大豆油丙烯酸酯和2～4份质量浓度为4%～6%的光引发剂溶解在乙酸乙酯中，得到光反应溶液；所述的光引发剂为Irgacure 819。

B2：将3～4份光反应溶液和1.5～2.5份改性玉米淀粉加入到100份蒸馏水中，混合均匀，然后加入0.5～1.5份甘油和0.05～0.1份纳米二氧化钛粉末，混合均匀后调节pH至8.0，磁力搅拌30～60min，得到灭菌催化溶液。

本发明的果蔬灭菌保鲜方法，首先启用180～200nm波长的紫外灯，一方面作用于空气中的氧气转化成臭氧，另一方面照射由光触媒材料二氧化钛制备而成自由基催化膜，生成具有极强氧化能力的活性自由基，包括氢氧离子（·OH）和负氧离子（·O2-），通过风机循环风使臭氧、氢氧离子（·OH）和负氧离子（·O2-）能达到紫外光不能照射到的死角对果蔬进行全面灭菌，再利用248～260nm波长的紫外线作用于果蔬进行进一步灭菌，并通过248～260nm波长的紫外线将剩余臭氧还原成氧气，将残余的臭氧完全氧化清除，使得整个过程安全环保。

在180～200nm波长的紫外灯周围设置石英隔网，并在隔网上喷涂灭菌催化溶液，一是利用二氧化钛吸收紫外线光子能量，产生光生电子(e)与光生空穴催化活性自由基产生，进一步对果蔬进行灭菌，纳米二氧化钛被紫外光照射后发生光催化反应产生具有灭菌作用的活性自由基（包括氧负离子·O^2-、·OH等），活性自由基灭菌迅速，可以在短时间内将病毒、细菌和有害化合物进行灭杀或分解，同时还能将果蔬呼吸产生的乙烯气体分解成二氧化碳和水，减缓果蔬病变腐败，从而进一步使果蔬得到保鲜；生成的水被纳米二氧化钛进一步氧化为氧化能力更强的·OH，加快对有害化合物的分解，从而提高了整个灭菌过程的效率，缩短灭菌时间。二是180～200nm波长的紫外灯作用于空气产生的臭氧可以有效抑制光空穴和光生电子复合，使光生空穴能有效吸附水分子、有机物、氧等发生氧化还原反应，使表面的OH^-和H₂O氧化为氧化能力更强的氢氧离子（·OH），提高光催化效率；光生电子(e)与表面的氧分子反应生成负氧离子（O₂ ^-），负氧离子（O₂ ^-）再进一步与 H⁺作用生成 H₂O·，再通过一系列反应最终生成具有强氧化能力的氢氧离子（·OH）降解病毒和细菌。

生成的负氧离子（O2-）有益于身体健康，进一步提高了果蔬灭菌后环境的安全性。

果蔬灭菌照射剂量在1000～100000μW·s/cm2，可以杀灭一般细菌繁殖体和病毒，辐射强度为100～2000μw/cm2的180～200nm波长的紫外灯不仅可以转化大量的臭氧，同时能在短时间内对果蔬进行灭菌，提高灭菌效率；辐射强度为200～3500μw/cm²的180～200nm波长紫外灯不仅用于还原臭氧还要进行果蔬灭菌，因此辐射强度要稍高，提高臭氧还原效率和灭菌效率。

臭氧浓度过高也会导致果蔬细胞膜通透性变差，营养物质流失，浓度过低的臭氧又无法对果蔬进行全面的灭菌，本发明根据实验得出，臭氧浓度保持在0.5～0.8mg/L最佳，不仅可以保持高效率全面果蔬灭菌，也便于后续臭氧彻底分解。风机的空气流量应使得臭氧能快速扩散至果蔬表面，但也不能过快导致臭氧不能进行彻底灭菌，本发明通过实验得出空气流量在0.03～0.24m³/s时最佳。

本发明的灭菌催化溶液采用改性玉米淀粉和环氧大豆油丙烯酸酯为材料，添加纳米二氧化钛和光引发剂制备而成。改性玉米淀粉和环氧大豆油丙烯酸酯交联，提高了灭菌催化溶液的附着力，使灭菌催化溶液能更好的附着在石英隔网表面从而不会在短时间内掉落；添加光引发剂可以使灭菌催化溶液在紫外光照射时固化成膜，便于后期清理。石英制备的隔网对紫外光的透光率强，可以使紫外光很好的作用于灭菌催化溶液和果蔬表面。

本发明的紫外灯电路通过设置于操作室外的微电脑时控开关进行控，可以设定紫外灯管的开启时间点和开启时长，设定时间可在1分钟到1小时之间，从而可以使在设定开启时间点和开启时长后人员能够安全离开，避免人员直接接触紫外线和臭氧，保证了安全性。

环氧大豆油丙烯酸酯具有广泛的官能度分布，每个分子具有多个功能位点，可以对电子束进行固化，本发明利用环氧大豆油丙烯酸酯的上述特点，与纳米二氧化钛聚合，使纳米二氧化钛在被紫外光照射发生光催化反应时，生成的电子被环氧大豆油丙烯酸酯约束，使电子和空穴不能复合，从而提高二氧化钛的光催化活性，使得二氧化钛在光催化反应下生成活性更高的活性自由基（包括氧负离子·O^2-、·OH等），使灭菌更加彻底，有害有机物分解更完全，同时利用电子的活跃性使灭菌更加全面。

作为本发明的进一步改进，所述的石英隔网厚度为2～5mm，网径大小为1～2cm。

作为本发明的进一步改进，所述的自由基催化膜涂膜厚度为1～2mm。

紫外光透过石英隔网，一部分用于灭菌催化溶液的光催化反应，一部分用于照射果蔬进行灭菌和还原空气中残留的臭氧，因此要求隔网透光率要高，才能使紫外光的辐射效率高，从而提高光催化反应产生活性自由基的效率、紫外灭菌效率和臭氧还原效率，所以石英隔网的厚度设置在2～5mm。为了灭菌催化溶液光催化反应产生的活性自由能均匀扩散用于还原空气中残留的臭氧，同时灭菌催化溶液能更好的附着于石英隔网上，石英隔网的网径大小设置在1～2cm。灭菌催化溶液喷涂形成的活性自由基催化膜影响活性自由基的扩散和紫外光的透过率，因此涂膜不能太厚；涂膜过薄，活性自由基浓度不够，同时膜附着力不足，因此设置涂膜厚度为1～2mm最佳。

作为本发明的进一步改进，所述的180～200nm波长的紫外灯，优选功率为20～100W，辐射强度为200μw/cm²；所述的248～260nm波长的紫外灯，优选功率为80～150W，辐射强度为350μw/cm²。

180～200nm波长的紫外灯作用用于将空气转化为臭氧，功率太高产生的臭氧过多，不利于后续臭氧完全还原，功率也不能太低导致臭氧量少不能完全多果蔬进行灭菌；248～260nm波长的紫外灯主要用于还原残留的臭氧和对果蔬进一步灭菌，因此功率要大，才能同时完全还原臭氧已经对果蔬进行灭菌。

作为本发明的进一步改进，所述步骤A2产生的活性自由基总摩尔浓度为10～100μmol/L。

通过光触媒材料二氧化钛制备而成自由基催化膜进行光催化反应，生成具有极强氧化能力的活性自由基，包括氢氧离子（·OH）和负氧离子（·O2-），两者对病毒、细菌、有害化合物都具有很强的灭杀、分解能力，同时负氧离子（·O2-）是一种对人体健康非常有益的物质，可以进一步提高果蔬灭菌后环境的安全性；为了达到灭菌效果，提高臭氧还原后环境安全性的目的，光催化反应产生的活性自由基总摩尔浓度不能过低，经过测定，活性自由基总摩尔浓度为10～100μmol/L时既能达到灭菌效果，同时也对人体最有益。

作为本发明的进一步改进，所述的改性玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：

C1：按质量分数比，称量25份干燥的玉米淀粉，加入37.5份碱性氯化钠溶液，充分搅拌至玉米淀粉完全溶解，得到混合溶液。

所述的碱性氯化钠溶液为将质量比为0.3～0.9份氢氧化钠和1.5份氯化钠溶解在50份水中而得。

C2：将混合溶液在30～50℃的恒温水浴中搅拌加入1～2份环氧氯丙烷碱性溶液，反应6～8h，得到反应液。

C3：将反应液用1mol/L的盐酸溶液调节pH至6.5～7.0，在4000r/min下离心5min，取下层沉淀物在55℃下干燥6h，得到改性玉米淀粉。

利用环氧氯丙烷改性玉米淀粉，加强淀粉分子之间键与键的结合作用，提高成膜的透光性，从而使灭菌催化溶液在紫外固化成膜后，仍能透过更多的紫外光，使膜内的纳米二氧化钛的光催化反应更加完全，提高灭菌效率和分解臭氧的效率。

作为本发明的进一步改进，所述的180～200nm波长的紫外灯设置于待灭菌果蔬的四周，距离待灭菌果蔬15～20cm，产生的臭氧浓度超过0.8mg/L时关闭。

180～200nm波长的紫外灯用于照射空气产生臭氧，臭氧浓度过高也会导致果蔬细胞膜通透性变差，营养物质流失，因此保持在0.8mg/L以下最佳，也便于后续臭氧分解更加彻底。

作为本发明的进一步改进，所述的248～260nm波长的紫外灯设置于待灭菌果蔬的上部和下部，距离待灭菌果蔬10～15cm，用于对果蔬表面进行灭菌和分解臭氧。

作为本发明的进一步改进，所述的预处理果蔬放置于石英玻璃板上进行紫外照射处理。

石英玻璃强度高，耐腐蚀，同时紫外光透过率高，托运果蔬的同时不影响紫外光的照射。

作为本发明的进一步改进，所述的紫外灯为LED紫外灯。

LED紫外灯具有体积小的特点，适用于各式外形结构、各种材质的大批量产品流水化作业的包装前工艺，可以配套作为成套紫外线灭菌设备的光源、成套的室内空气灭菌机的紫外线光源；适用于家用、公共场所等室内空气灭菌消毒；应用于消毒柜、微波炉等各种家用电器。本发明的紫外灯其核心光源优选采用基于氮化铝镓或氮化镓制备而成的发光二极管。基于氮化铝镓或氮化镓的发光二极管有着长寿命、低电压、波长可调、环保、方向性好、迅速切换、耐震耐潮、轻便灵活等众多优点，用其来作为LED紫外灯的发光芯片可以提高光提取效率和光输出功率。

本发明的有益效果：

1、本发明首先利用180～200nm波段的紫外光作用于空气中的氧转化成臭氧对果蔬表面的细菌、病毒进行灭杀，再通过248～260nm波段的紫外光作用对果蔬进行灭菌以及还原空气中残留的臭氧，相比于单独使用紫外线灭菌导致光照不到的地方灭菌不彻底，本发明臭氧通过风机循环风使臭氧能达到光不能照到的死角对果蔬全面灭菌，果蔬灭菌更加彻底，臭氧还原迅速，提高了整个工艺的效率。

2、本发明利用石英隔网上的灭菌催化溶液的光催化反应产生强氧化性的活性自由基，对空气中的有害病菌、病毒进行分解和灭杀，活性自由基作用迅速，负氧离子有益于健康，提高了整个灭菌过程的效率，提高了整个过程的安全性。

3、本发明的灭菌催化溶液中加入光引发剂，在紫外光照射后会固化成膜附着在适应隔网上，使得灭菌催化溶液不易掉落，同时便于后期清理。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种新型苹果灭菌保鲜的方法，包括以下步骤：

A1：将刚采摘的成熟的苹果用清水清洗干净，得到预处理苹果，在含有氧气的4×2×2m的密闭操作室中安装4个200nm波长、功率为80W、辐射强度为200μw/cm²的紫外灯和2个248nm波长、功率为120W、辐射强度为350μw/cm²的紫外灯，在200nm波长的紫外灯周围安装厚度为2mm、网径大小为1cm的石英隔网，并在石英隔网上喷涂灭菌催化溶液形成涂膜厚度为1mm的活性自由基催化膜。

A2：将预处理苹果放置于在密闭操作室的石英玻璃板上，首先启用200nm波长的LED紫外灯，一方面作用于空气产生臭氧，另一方面作用于自由基催化膜产生总摩尔浓度为10μmol/L的活性自由基，包括氢氧离子（·OH）和负氧离子（·O2-），打开风机使臭氧和活性自由基扩散，所述风机的空气流量为0.03m3/s，使操作室中臭氧浓度达到0.5mg/L，通过紫外线和臭氧对预处理苹果处理5min，得到一次处理苹果；所述的200nm波长的LED紫外灯设置于待灭菌苹果的四周，距离待灭菌苹果15cm。

A3：关闭200nm波长的LED紫外灯，对一次灭菌苹果再使用248nm波长的LED紫外灯处理5min，使操作室内臭氧还原至浓度为0mg/L，通过紫外线和紫外线激发的活性自由基对活性苹果进行二次灭菌，得到二次处理苹果。所述的248nm波长的LED紫外灯设置于待灭菌苹果的上部和下部，距离待灭菌苹果15cm。

A4：关闭LED紫外灯，取出二次处理的苹果，真空包装即可。

上述的LED紫外灯核心光源采用基于氮化镓制备而成的发光二极管。紫外灯电路通过设置于操作室外微电脑时控开关进行控制。

所述的灭菌催化溶液的制备方法，包括以下步骤：

B1：按质量份数比，将5份质量浓度为10%～30%的环氧大豆油丙烯酸酯和2份质量浓度为4%的光引发剂溶解在乙酸乙酯中，得到光反应溶液；所述的光引发剂为Irgacure 819；

B2：将3份光反应溶液和1.5份改性玉米淀粉加入到100份蒸馏水中，混合均匀，然后加入0.5份甘油和0.05份纳米二氧化钛粉末，混合均匀后调节pH至8.0，磁力搅拌30min，得到灭菌催化溶液。

所述的改性玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：

C1：按质量分数比，称量25份干燥的玉米淀粉，加入37.5份碱性氯化钠溶液，充分搅拌至玉米淀粉完全溶解，得到混合溶液。所述的碱性氯化钠溶液为将质量比为0.3份氢氧化钠和1.5份氯化钠溶解在50份水中而得。

C2：将混合溶液在30℃的恒温水浴中搅拌加入1份环氧氯丙烷碱性溶液，反应6h，得到反应液。

C3：将反应液用1mol/L的盐酸溶液调节pH至6.5，在4000r/min下离心5min，取下层沉淀物在55℃下干燥6h，得到改性玉米淀粉。

经检验，本实施例灭菌后的苹果表面有害菌为0cfu；相比于灭菌前，有机物损失量为1.2%（重量损失）；表面无褶皱或暗斑；灭菌后室内的臭氧含量为0.0001mg/L。

实施例2

一种新型白菜灭菌保鲜的方法，包括以下步骤：

A1：将刚采摘的白菜用清水清洗干净，得到预处理白菜；在含有氧气的6×4×3m的密闭操作室中安装4个180nm波长、功率为200W、辐射强度为170μw/cm²的紫外灯和2个260nm波长、功率为300W、辐射强度为200μw/cm²的紫外灯，在180nm波长的紫外灯周围安装厚度为5mm、网径大小为2cm的石英隔网，并在石英隔网上喷涂灭菌催化溶液形成涂膜厚度为2mm的活性自由基催化膜。

A2：将预处理白菜放置于密闭操作室的石英玻璃板上，首先启用180nm波长的LED紫外灯，一方面作用于空气产生臭氧，另一方面作用于自由基催化膜产生总摩尔浓度为100μmol/L的活性自由基，包括氢氧离子（·OH）和负氧离子（·O2-），打开风机使臭氧和活性自由基扩散，所述风机的空气流量为0.24m3/s，使操作室中臭氧浓度达到0.8mg/L，通过紫外线和臭氧对预处理白菜进行处理5min，得到一次灭菌白菜；所述的180nm波长的LED紫外灯设置于待灭菌白菜的四周，距离待灭菌白菜20cm。

A3：关闭180nm波长的紫外灯，对一次灭菌白菜的表面使用260nm波长的LED紫外灯处理7min，使操作室内臭氧还原至浓度为0mg/L，通过紫外线和紫外线激发的活性自由基对活性白菜进行二次灭菌，得到二次处理白菜。所述的260nm波长的LED紫外灯设置于待灭菌白菜的上部和下部，距离待灭菌白菜10cm。

A4：关闭LED紫外灯，取出二次处理的白菜，真空包装即可。

上述的LED紫外灯核心光源采用基于氮化铝镓制备而成的发光二极管。紫外灯电路通过设置于操作室外微电脑时控开关进行控制。

所述的灭菌催化溶液的制备方法，包括以下步骤：

B1：按质量份数比，将10份质量浓度为30%的环氧大豆油丙烯酸酯和4份质量浓度为6%的光引发剂溶解在乙酸乙酯中，得到光反应溶液；所述的光引发剂为Irgacure 819；

B2：将4份光反应溶液和2.5份改性玉米淀粉加入到100份蒸馏水中，混合均匀，然后加入1.5份甘油和0.1份纳米二氧化钛粉末，混合均匀后调节pH至8.0，磁力搅拌60min，得到灭菌催化溶液。

所述的改性玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：

所述的碱性氯化钠溶液为将质量比为0.9份氢氧化钠和1.5份氯化钠溶解在50份水中而得。

C2：将混合溶液在50℃的恒温水浴中搅拌加入2份环氧氯丙烷碱性溶液，反应6～8h，得到反应液。

C3：将反应液用1mol/L的盐酸溶液调节pH至7.0，在4000r/min下离心5min，取下层沉淀物在55℃下干燥6h，得到改性玉米淀粉。

经检验，本实施例灭菌后的白菜表面有害菌为0cfu；相比于灭菌前，有机物损失量为1.6%（重量损失）；表面无褶皱或暗斑；灭菌后室内的臭氧含量为0mg/L。

实施例3

一种新型马铃薯灭菌保鲜的方法，包括以下步骤：

A1：将马铃薯用清水清洗干净，得到预处理马铃薯；在含有氧气的5×2×2m的密闭操作室中安装4个185nm波长、功率为10W，辐射强度为340μw/cm²的紫外灯和2个253.7nm波长、功率为30W，辐射强度为350μw/cm²的紫外灯，在185nm波长的紫外灯周围安装厚度为3mm、网径大小为2cm的石英隔网，并在石英隔网上喷涂灭菌催化溶液形成涂膜厚度为2mm的活性自由基催化膜。

A2：将预处理马铃薯放置于石英玻璃板上，首先启用185nm波长的LED紫外灯，一方面作用于空气产生臭氧，另一方面作用于自由基催化膜产生总摩尔浓度为80μmol/L的活性自由基，包括氢氧离子（·OH）和负氧离子（·O₂ ^-），打开风机使臭氧和活性自由基扩散，所述风机的空气流量为0.15m³/s，使操作室中臭氧浓度达到0.6mg/L，通过紫外线和臭氧对预处理马铃薯处理6min，得到一次灭菌马铃薯。所述的185nm波长的LED紫外灯设置于待灭菌马铃薯的四周，距离待灭菌马铃薯16cm。

A3：关闭185nm紫外灯，对一次灭菌马铃薯的表面使用253.7nm波长的LED紫外灯处理6min，使操作室内臭氧还原至浓度为0mg/L，通过紫外线和紫外线激发的活性自由基对活性果蔬进行二次灭菌，得到二次处理马铃薯。所述的253.7nm波长的LED紫外灯设置于待灭菌马铃薯的上部和下部，距离待灭菌马铃薯12cm。

A4：关闭LED紫外灯，取出二次处理的马铃薯，剥离马铃薯表面的胶膜，真空包装即得到灭菌后的马铃薯。

A5：将剥离的胶膜在85℃水浴中溶解成溶液，继续用于步骤S1浸泡清洗后的马铃薯，如此反复进行马铃薯灭菌即可。

所述的灭菌催化溶液的制备方法，包括以下步骤：

B1：按质量份数比，将7份质量浓度为15%的环氧大豆油丙烯酸酯和3份质量浓度为5%的光引发剂溶解在乙酸乙酯中，得到光反应溶液；所述的光引发剂为Irgacure 819。

B2：将3份光反应溶液和2份改性玉米淀粉加入到100份蒸馏水中，混合均匀，然后加入0.6份甘油和0.07份纳米二氧化钛粉末，混合均匀后调节pH至8.0，磁力搅拌40min，得到灭菌催化溶液。

所述的改性玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：

C1：按质量分数比，称量25份干燥的玉米淀粉，加入37.5份碱性氯化钠溶液，充分搅拌至玉米淀粉完全溶解，得到混合溶液。所述的碱性氯化钠溶液为将质量比为0.6份氢氧化钠和1.5份氯化钠溶解在50份水中而得。

C2：将混合溶液在35℃的恒温水浴中搅拌加入2份环氧氯丙烷碱性溶液，反应7h，得到反应液。

C3：将反应液用1mol/L的盐酸溶液调节pH至6.8，在4000r/min下离心5min，取下层沉淀物在55℃下干燥6h，得到改性玉米淀粉。

经检验，本实施例灭菌后的马铃薯表面有害菌为0cfu；相比于灭菌前，有机物损失量为0.1%（重量损失）；表面无褶皱或暗斑；灭菌后室内的臭氧含量为0.0002mg/L。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种新型果蔬灭菌保鲜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1：将果蔬用清水清洗干净，得到预处理果蔬；在含有氧气的密闭操作室中安装4个180～200nm波长的紫外灯和2个248～260nm波长的紫外灯，在180～200nm波长的紫外灯周围安装石英隔网，并在石英隔网上喷涂灭菌催化溶液形成活性自由基催化膜；

A2：将预处理的果蔬在密闭操作室中首先启用180～200nm波长的紫外灯，一方面作用于空气产生臭氧，另一方面作用于自由基催化膜产生活性自由基，每个紫外灯的功率为10～200W，辐射强度为170～340μw/cm²，打开风机使臭氧和活性自由基扩散，共同对预处理果蔬进行处理5～10min；所述风机的空气流量为0.03～0.24m³/s，使操作室中臭氧浓度达到0.5～0.8mg/L，通过紫外线、臭氧和活性自由基对果蔬进行一次灭菌，得到一次处理果蔬；

A3：关闭180～200nm波长的紫外灯，对一次灭菌果蔬的表面使用248～260nm波长的紫外灯作用5～7min，所述的紫外灯功率为30～300W，辐射强度为200～350μw/cm²，使操作室内臭氧还原至浓度为0mg/L，通过紫外线对果蔬进行二次灭菌，得到二次处理果蔬；

A4：关闭紫外灯，静置1～3min，待操作室内活性自由基总摩尔浓度为0mol/L时，取出二次处理的果蔬，真空包装即得到灭菌后的果蔬；

所述的灭菌催化溶液的制备方法，包括以下步骤：

B1：按质量份数比，将5～10份质量浓度为10%～30%的环氧大豆油丙烯酸酯和2～4份质量浓度为4%～6%的光引发剂溶解在乙酸乙酯中，得到光反应溶液；所述的光引发剂为Irgacure 819；

2.根据权利要求1所述的新型果蔬灭菌保鲜的方法，其特征在于：所述的石英隔网厚度为2～5mm，网径大小为1～2cm。

3.根据权利要求1或2所述的新型果蔬灭菌保鲜的方法，其特征在于：所述的自由基催化膜涂膜厚度为1～2mm。

4.根据权利要求3所述的新型果蔬灭菌保鲜的方法，其特征在于：所述的180～200nm波长的紫外灯，优选功率为20～100W，辐射强度为200μw/cm²；所述的248～260nm波长的紫外灯，优选功率为80～150W，辐射强度为350μw/cm²。

5.根据权利要求3所述的新型果蔬灭菌保鲜的方法，其特征在于：所述步骤A2产生的活性自由基总摩尔浓度为10～100μmol/L。

6.根据权利要求1～5任一所述的新型果蔬灭菌保鲜的方法，其特征在于：所述的改性玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：

C1：按质量分数比，称量25份干燥的玉米淀粉，加入37.5份碱性氯化钠溶液，充分搅拌至玉米淀粉完全溶解，得到混合溶液；

所述的碱性氯化钠溶液为将质量比为0.3～0.9份氢氧化钠和1.5份氯化钠溶解在50份水中而得；

C2：将混合溶液在30～50℃的恒温水浴中搅拌加入1～2份环氧氯丙烷碱性溶液，反应6～8h，得到反应液；

7.根据权利要求6所述的新型果蔬灭菌保鲜的方法，其特征在于：所述的180～200nm波长的紫外灯设置于待灭菌果蔬的四周，距离待灭菌果蔬15～20cm。

8.根据权利要求6所述的新型果蔬灭菌保鲜的方法，其特征在于：所述的248～260nm波长的紫外灯设置于待灭菌果蔬的上部和下部，距离待灭菌果蔬10～15cm。

9.根据权利要求6所述的新型果蔬灭菌保鲜的方法，其特征在于：所述的预处理果蔬放置于石英玻璃板上进行紫外照射处理。

10.根据权利要求1～9任一所述的新型果蔬灭菌保鲜的方法，其特征在于：所述的紫外灯为LED紫外灯。