CN111838307A - 一种果蔬保鲜剂及其制备方法和应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种果蔬保鲜剂及其制备方法和应用，制备方法包括如下步骤：选用木质原料，进行烘干处理得到干燥的木质原料；对干燥的木质原料进行粉碎处理，得到粉碎的木质原料；将粉碎的木质原料在漂白剂的碱性水溶液中进行旋转研磨，得到木质纤维悬浊液；将木质纤维悬浊液加入氧化剂溶液中，进行超声处理得到木质微纤维悬浊液；将木质微纤维悬浊液过滤，之后清洗干燥得到果蔬保鲜剂。本发明果蔬保鲜剂是一种绿色可食用性材料，纤维尺寸在3～1000nm之间，具有较高的纳米效应，能够有效控制果蔬表面水分散失，在果蔬表面具有高效的保鲜功效，不仅适用于大批量的果蔬保鲜，也同样适用与家庭少量果蔬保鲜，保鲜方法简单。

Description

一种果蔬保鲜剂及其制备方法和应用方法

技术领域

本发明涉及果蔬保鲜剂技术领域，具体涉及一种果蔬保鲜剂及其制备方法和应用方法。

背景技术

随着社会的全面发展，健康问题越来越受到关注。果蔬产品在人们日常生活中对于调节人类营养平衡和保持人体健康起到重要作用，因此果蔬的持续供应成为了社会重要的基础保障，而果蔬的保鲜储存是果蔬产品链中重要的一环。如何经济高效的实现果蔬保鲜就是需要重点攻克的难题。

保鲜过程本质上是控制果蔬等产品表面的水分散失和降低其细胞活性来实现保鲜效果。传统的果蔬保鲜方式包括冷藏保鲜，化学试剂类保鲜剂，塑料保鲜膜保鲜等手段。对于大规模的果蔬保鲜必须建设专用的冷库，这通常适用在长时间储存，投入过大且常常需要借助外加化学保鲜试剂。化学保鲜试剂的使用有显著的效果但是化学试剂极易渗入到果蔬内部，可食用的化学试剂种类非常少，且即使可以食用但渗入到果蔬内部，这就会导致果蔬的品质有所下降进而影响其食用口味等也会直接导致其价格受损。塑料保鲜膜等使用具有高效无渗透的塑料，但塑料不可降解且对于大面积保鲜使用时浪费严重，通常多用于家庭少量果蔬的临时使用。因此，现有保鲜方式都有具体特定的使用范围和不可避免的缺陷，因此亟待开发一种高效无渗入的果蔬保鲜剂。

木质纤维素材料是自然界中最丰富的天然可再生资源之一，广泛存在于可再生生物质材料中。尽管木质纤维素材料已得到广泛应用，但其功能相对单一，限制了其高值化利用，并且大量木质纤维素材料未得到充分利用而废弃，造成大量浪费。

发明内容

本发明针对上述问题发明了一种利用木质废料生产的果蔬保鲜剂用于果蔬的保鲜使用，不仅可以用于大量的果蔬保鲜，而且也适用于在家里的少量果蔬的保鲜，此外使用木质废料作为原料也是廉价和可持续的，同时该微纳材料用量少且效果明显，有望成为新一代的果蔬保鲜剂。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

第一方面，本发明提供了一种果蔬保鲜剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1：选用木质原料，进行烘干处理得到干燥的木质原料；

步骤S2：对干燥的木质原料进行粉碎处理，得到粉碎的木质原料；

步骤S3：将粉碎的木质原料在漂白剂的碱性水溶液中进行旋转研磨，得到木质纤维悬浊液；

步骤S4：将木质纤维悬浊液加入氧化剂溶液中，进行超声处理得到木质微纳材料分散液；

步骤S5：将木质微纳材料分散液过滤，之后清洗干燥得到果蔬保鲜剂。

在上述方案中，步骤S1的木质原料可以是苹果树、梨树、李子树、枣树、杏树等常见果树的掉落的树枝、树叶或果蒂等木质废料，也可以是杨树、杉树、松树、樟树等常见树种的树枝树叶，或者木材家具厂等生产的废弃木屑中的一种或者几种的混合物，成本很低；

步骤S2采用机械粉碎机或其他粉碎设备对木质原料进行粉碎；

步骤S3中通过旋转研磨处理粉碎的木质原料，旋转研磨有效地使木质原料的细胞壁中的木质纤维分离；同时木质纤维中部分木质素在碱性溶液中溶解分离使粗纤维更易解离为细纤维以及浅化纤维颜色，溶液中的漂白剂能够进一步使纤维颜色更浅；

步骤S4中超声处理木质纤维悬浊液使经过研磨的木质纤维进一步分解成亚微级木质纤维或纳米级木质纤维；此时氧化剂的存在能够一定量的除去木质素或者完全除去木质素进一步促进纤维的微纳化，而且进一步使木质微纳材料颜色变浅；如果完全去除木质素只剩纤维素的情况下，该材料作为保鲜剂使用时有更好的透光性不会影响果蔬原有的色泽；

步骤S5中清洗过程的目的在于完全去除果蔬保鲜剂中的外加化学试剂保证其绝对的绿色可食用性；进一步的干燥是为了果蔬保鲜剂使用过程中方便定量称量而获得特定浓度的水溶液。

在上述方案的基础上，还可以做如下改进：

在本发明的某一个实施例中，所述步骤S1中烘干处理方法为室温干燥或在30～90℃的烘箱内干燥。

在本发明的某一个实施例中，所述步骤S3中粉碎的木质原料在氢氧化钠和过硫酸钠的水溶液中进行旋转研磨。

通过采用上述方案，由于过硫酸钠在常温下分解放出氧气速率较低，因此其酸根的酸性较难体现，采用过硫酸钠作为漂白剂浅化纤维颜色，与碱性的氢氧化钠配合处理木质纤维内的部分木质素。

在本发明的某一个实施例中，所述木质原料、氢氧化钠、过硫酸钠和水的质量比为1：2～10：0.5～4：50～500。

在本发明的某一个实施例中，所述步骤S3中旋转研磨采用球磨机或角磨机研磨，所述旋转研磨的研磨时间不少于2h，研磨转速为1000～10000每分钟。

通过采用上述方案，限制研磨的时间和转速，使得木质原料的细胞壁中的木质纤维充分分离。

在本发明的某一个实施例中，所述步骤S4中氧化剂溶液为双氧水溶液，超声时间至少10分钟。

通过采用上述方案，双氧水作为强氧化剂在超声过程中继续除去木质纤维内的木质素。

在本发明的某一个实施例中，所述双氧水溶液的浓度为0.5～3mol/L，双氧水溶液与所述木质纤维悬浊液的体积比为1～50：0.5。

在本发明的某一个实施例中，所述步骤S5中的清洗为用去离子水反复冲洗至少三次，所述步骤S5中的干燥采用常温干燥、烘箱干燥、超临界干燥和冷冻干燥中的一种或多种方式。

第二方面，本发明提供了采用上述制备方法制备的果蔬保鲜剂。

第三方面，本发明提供了上述果蔬保鲜剂的应用方法，具体方法为将所述果蔬保鲜剂分散在水中形成为浓度为0.5～5g/L的微纳米胶体溶液，附着在果蔬表面，果蔬沥干后保鲜，所述分散方法为超声分散或均质机分散。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明利用水果种植中或木材加工过程中常见的木质废料作为原料，来源广并且价格低廉，使用木质废料不仅能避免了木质废料的处理费用，而且赋予了木质废料高价值利用，具有较好的经济价值；

(2)本发明制备的果蔬保鲜剂的纤维尺寸在3～1000nm之间，这包含了亚微米级和纳米级的纤维成本，具有较高的纳米效应，能够有效控制果蔬表面水分散失，在果蔬表面具有高效的保鲜功效；

(3)本发明制备的果蔬保鲜剂是一种可扩展的保鲜材料，不仅适用于大批量的果蔬保鲜，也同样适用与家庭少量果蔬保鲜，保鲜方法简单，并且可根据不同要求配比不同浓度的果蔬保鲜剂溶液以用于不同的果树产品；

(4)本发明制备的果蔬保鲜剂是一种绿色可食用性材料，喷涂在果蔬表面时不会污染和渗入果蔬内部，能够保证果蔬品质和食用品味。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

图1是本发明的实施例1的果蔬保鲜剂的扫描电子显微镜图。

图2是本发明的实施例1的果蔬保鲜剂的高倍率扫描电子显微镜图。

图3是本发明的实施例1的果蔬保鲜剂的透射电子显微镜图。

图4是本发明的效果例的保鲜效果对照实验数据图。

具体实施方式

以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明提供了一种果蔬保鲜剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1：选用木质原料，进行烘干处理得到干燥的木质原料；

步骤S2：对干燥的木质原料进行粉碎处理，得到粉碎的木质原料；

步骤S3：将粉碎的木质原料在漂白剂的碱性水溶液中进行旋转研磨，得到木质纤维悬浊液；

步骤S4：将木质纤维悬浊液加入氧化剂溶液中，进行超声处理得到木质微纳材料分散液；

步骤S5：将木质微纳材料分散液过滤，之后清洗干燥得到果蔬保鲜剂。

上述果蔬保鲜剂的制备方法，优选：

所述步骤S1中烘干处理方法为室温干燥或在30～90℃的烘箱内干燥。

所述步骤S3中粉碎的木质原料在氢氧化钠和过硫酸钠的水溶液中进行旋转研磨。

所述木质原料、氢氧化钠、过硫酸钠和水的质量比为1：2～10：0.5～4：50～500。

所述步骤S3中旋转研磨采用球磨机或角磨机研磨，所述旋转研磨的研磨时间不少于2h，研磨转速为1000～10000每分钟。

所述步骤S4中氧化剂溶液为双氧水溶液，超声时间至少10分钟。

所述双氧水溶液的浓度为0.5～3mol/L，双氧水溶液与所述木质纤维悬浊液的体积比为1～50：0.5。

所述步骤S5中的清洗为用去离子水反复冲洗至少三次，所述步骤S5中的干燥采用常温干燥、烘箱干燥、超临界干燥和冷冻干燥中的一种或多种方式。

本发明的果蔬保鲜剂的制备方法，步骤S1的木质原料可以是苹果树、梨树、李子树、枣树、杏树等常见果树的掉落的树枝、树叶或果蒂等木质废料，也可以是杨树、杉树、松树、樟树等常见树种的树枝树叶，或者木材家具厂等生产的废弃木屑中的一种或者几种的混合物，成本很低；

步骤S2采用机械粉碎机或其他粉碎设备对木质原料进行粉碎；

步骤S3中通过旋转研磨处理粉碎的木质原料，旋转研磨有效地使木质原料的细胞壁中的木质纤维分离；同时木质纤维中部分木质素在碱性溶液中溶解分离使粗纤维更易解离为细纤维以及浅化纤维颜色，溶液中的漂白剂能够进一步使纤维颜色更浅；

步骤S4中超声处理木质纤维悬浊液使经过研磨的木质纤维进一步分解成亚微级木质纤维或纳米级木质纤维；此时氧化剂的存在能够一定量的除去木质素或者完全除去木质素进一步促进纤维的微纳化，而且进一步使果蔬保鲜剂颜色变浅；如果完全去除木质素只剩纤维素的情况下，该材料作为保鲜剂使用时有更好的透光性不会影响果蔬原有的色泽；

步骤S5中清洗过程的目的在于完全去除果蔬保鲜剂中的外加化学试剂保证其绝对的绿色可食用性；进一步的干燥是为了果蔬保鲜剂使用过程中方便定量称量而获得特定浓度的水溶液。

本发明提供了采用上述制备方法制备的果蔬保鲜剂。

下面结合附图对本发明的较佳实施例作进一步详细说明：

实施例一：

本实施例公开了一种果蔬保鲜剂，由以下步骤制备：

(1)取苹果树修剪后废弃的树枝和树叶在烘箱中50℃烘干，之后对其粉粹处理获得粉碎的木质原料；

(2)将(1)获得的粉碎的木质原料加入氢氧化钠和过硫酸钠的水溶液中进行机械角磨机研磨，木质原料与氢氧化钠和过硫酸钠和水的比例为1:4:1:100，研磨时间为20h，研磨转速为2000转每分钟，研磨后得木质纤维悬浊液；

(3)将木质纤维悬浊液加入1mol/L的双氧水溶液中，双氧水与悬浊液的体积比为2：1，进行60分钟超声处理得到木质微纳材料分散液；

(4)将木质微纳材料分散液过滤，用去离子水反复冲洗至少3次去掉其中的化学试剂，之后通过常温干燥过程制得干燥的果蔬保鲜剂。

实施例二：

本实施例公开了一种果蔬保鲜剂，由以下步骤制备：

(1)取梨树修剪后废弃的树枝和树叶在烘箱中30℃烘干，之后对其粉粹处理获得粉碎的木质原料；

(2)将(1)获得的粉碎的木质原料加入氢氧化钠和过硫酸钠的水溶液中进行机械角磨机研磨，木质原料与氢氧化钠和过硫酸钠和水的比例为1:6:4:300，研磨时间为2h，研磨转速为10000转每分钟，研磨后得木质纤维悬浊液；

(3)将木质纤维悬浊液加入0.5mol/L的双氧水溶液中，双氧水与悬浊液的体积比为100：1，进行100分钟超声处理得到木质微纳材料分散液；

(4)将木质微纳材料分散液过滤，用去离子水反复冲洗至少3次去掉其中的化学试剂，之后通过在60℃干燥过程制得干燥的果蔬保鲜剂。

实施例三：

本实施例公开了一种果蔬保鲜剂，由以下步骤制备：

(1)取杉树修剪后废弃的树枝和树叶在烘箱中90℃烘干，之后对其粉粹处理获得粉碎的木质原料；

(2)将(1)获得的粉碎的木质原料加入氢氧化钠和过硫酸钠的水溶液中进行球磨机研磨，木质原料与氢氧化钠和过硫酸钠和水的比例为1:10:4:500，研磨时间为30h，研磨转速为1000转每分钟，研磨后得木质纤维悬浊液；

(3)将木质纤维悬浊液加入3mol/L的双氧水溶液中，双氧水与悬浊液的体积比为50：1，进行10分钟超声处理得到木质微纳材料分散液；

(4)将木质微纳材料分散液过滤，用去离子水反复冲洗至少3次去掉其中的化学试剂，之后通过超临界干燥过程制得干燥的果蔬保鲜剂。

实施例四：

本实施例公开了一种果蔬保鲜剂，由以下步骤制备：

(1)取废弃木屑修剪后废弃的树枝和树叶在烘箱中50℃烘干，之后对其粉粹处理获得粉碎的木质原料；

(2)将(1)获得的粉碎的木质原料加入氢氧化钠和过硫酸钠的水溶液中进行球磨机研磨，木质原料与氢氧化钠和过硫酸钠和水的比例为1:2:0.5:50，研磨时间为20h，研磨转速为4000转每分钟，研磨后得木质纤维悬浊液；

(3)将木质纤维悬浊液加入2mol/L的双氧水溶液中，双氧水与悬浊液的体积比为80：1，进行60分钟超声处理得到木质微纳材料分散液

(4)将木质微纳材料分散液过滤，用去离子水反复冲洗至少3次去掉其中的化学试剂，之后通过冷冻干燥过程制得干燥的果蔬保鲜剂。

实施例五：

对实施例1的果蔬保鲜剂进行表征分析，图1至3分别是实施例1的果蔬保鲜剂的扫描电子显微镜图、高倍率扫描电子显微镜图和透射电子显微镜图。由图中可以看出，实施例1的果蔬保鲜剂由亚微米级的木质纤维和纳米级的木质纤维组成，纤维尺寸在3～1000nm之间，具有较高的纳米效应。

本发明还提供了上述制备方法制备的果蔬保鲜剂在果蔬保鲜方面的应用方法。

下面通过效果例进一步详细说明：

效果例1：取实施例1的果蔬保鲜剂，通过超声机超声分散在去离子水溶液中形成1g/L的微纳米胶体溶液，均匀喷涂在苹果表面，将苹果沥干后在室内保存；

效果例2：取实施例2的果蔬保鲜剂，通过超声机超声分散在去离子水溶液中形成0.5g/L的微纳米胶体溶液，均匀喷涂在西红柿表面，将西红柿沥干后在室内保存；

效果例3：取实施例3的果蔬保鲜剂，通过均质机分散在去离子水溶液中形成5g/L的微纳米胶体溶液，将梨浸润在溶液内，之后将梨取出沥干后在室内保存；

效果例4：取实施例4的果蔬保鲜剂，通过均质机分散在去离子水溶液中形成3g/L的微纳米胶体溶液，将黄瓜浸润在溶液内，之后将黄瓜取出沥干后在室内保存；

对照例1：用去离子水均匀喷涂在苹果表面，将苹果沥干后在室内保存；

对照例2：用去离子水均匀喷涂在西红柿表面，将西红柿沥干后在室内保存；

对照例3：将梨浸润在去离子水中，之后将梨取出沥干后在室内保存；

对照例4：将黄瓜浸润在去离子水中，之后将黄瓜取出沥干后在室内保存；

将上述果蔬放置在同一环境下，同时保存，每隔一天通过水果硬度计测量并记录果蔬硬度，水果硬度计的具体型号为GY-4，共测量2周，得到图4数据。

如图4可以看出，效果例1的苹果14天后的硬度较对照例1的苹果14天后的硬度提高了29％。

效果例2的西红柿14天后的硬度较对照例2的西红柿14天后的硬度提高了75％。

效果例3的梨14天后的硬度较对照例3的梨14天后的硬度提高了36％。

效果例4的黄瓜14天后的硬度较对照例4的黄瓜14天后的硬度提高了50％。

因此，将实施例1至4的果蔬保鲜剂分散在去离子水中形成的微纳米胶体溶液喷涂或浸润在果蔬表面，能够有效减缓果蔬硬度降低，起到果蔬保鲜效果。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种果蔬保鲜剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：选用木质原料，进行烘干处理得到干燥的木质原料；

步骤S2：对干燥的木质原料进行粉碎处理，得到粉碎的木质原料；

步骤S3：将粉碎的木质原料在漂白剂的碱性水溶液中进行旋转研磨，得到木质纤维悬浊液；

步骤S4：将木质纤维悬浊液加入氧化剂溶液中，进行超声处理得到木质微纤维悬浊液；

步骤S5：将木质微纤维悬浊液过滤，之后清洗干燥得到果蔬保鲜剂。

2.根据权利要求1所述的果蔬保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中烘干处理方法为室温干燥或在30～90℃的烘箱内干燥。

3.根据权利要求1所述的果蔬保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中粉碎的木质原料在氢氧化钠和过硫酸钠的水溶液中进行旋转研磨。

4.根据权利要求3所述的果蔬保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述木质原料、氢氧化钠、过硫酸钠和水的质量比为1：2～10：0.5～4：50～500。

5.根据权利要求1所述的果蔬保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中旋转研磨采用球磨机或角磨机研磨，所述旋转研磨的研磨时间不少于2h，研磨转速为1000～10000每分钟。

6.根据权利要求1所述的果蔬保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中氧化剂溶液为双氧水溶液，超声时间至少10分钟。

7.根据权利要求6所述的果蔬保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述双氧水溶液的浓度为0.5～3mol/L，双氧水溶液与所述木质纤维悬浊液的体积比为1～50：0.5。

8.根据权利要求1所述的果蔬保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中的清洗为用去离子水反复冲洗至少三次，所述步骤S5中的干燥采用常温干燥、烘箱干燥、超临界干燥和冷冻干燥中的一种或多种方式。

9.如权利要求1至8任一项所述的果蔬保鲜剂的制备方法所制备的果蔬保鲜剂。

10.如权利要求9所述的果蔬保鲜剂的应用方法，其特征在于，将所述果蔬保鲜剂分散在水中形成为浓度为0.5～5g/L的微纳米胶体溶液，附着在果蔬表面，果蔬沥干后保鲜，所述分散方法为超声分散或均质机分散。

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