CN112655758B - 一种土甘草提取物在制备果蔬保鲜剂中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明一种土甘草提取物在制备果蔬保鲜剂中的应用，具体为土甘草提取物在制备植物乙烯生物合成抑制剂方面的应用，更具体为土甘草提取物在制备果蔬保鲜剂中的应用，果蔬保鲜剂由以下重量百分比的组分组成：土甘草提取物：0.0015%～0.5%、助溶剂：0.00%～5%、辅料：0.00%～5%、稳定剂：0.00%～5%，余量为水；果蔬保鲜剂的使用方法为浸渍或喷淋；土甘草提取物可有效抑制植物乙烯生成酶的活性，进而减缓植物成熟进度，延长蔬菜水果的保鲜时间，可在蔬菜和水果表面形成保护膜，减少其呼吸作用，两者结合，可明显延长蔬菜和水果的保鲜时间。
Description
技术领域
本发明涉及果蔬保鲜技术领域，具体涉及一种土甘草提取物在制备果蔬保鲜剂中的应用。
背景技术
蔬菜水果是世界上需求量仅次于粮食的农产品。随着经济水平提高和科学技术进步，我国水果、蔬菜生产得到很大发展，产量逐年增加。果蔬贮藏保鲜是农业生产的延续，在保证产量的基础上，果蔬产品采后的营养品质和风味直接决定了产品的价格和销量。因此，采后保鲜是在水果蔬菜贮藏和运输中也是重要的环节之一。2009年，我国果蔬储藏量约占总产量的31.18%，而发达国家果蔬储藏量占总产量的70%-80%。此外，发达国家果蔬损失率低于5%，而我国因果蔬生产过程中因采收不当、贮藏技术和保鲜技术不当等原因造成果蔬损失率高达25%-30%，折算经济损失高达1300亿元。因此，采后保鲜的研究和调控手段的开发具有重要意义。
乙烯是作为植物内源激素，调节植物生长发育的许多过程，如种子萌发、果实成熟、抵抗病原入侵和胁迫等。其中，乙烯在果蔬生长发育和采后中起到了关键的调控作用。乙烯可以加速采后果蔬的成熟和衰老，使果蔬更易腐烂，是造成果蔬、花卉采后损失的重要原因之一。因此化学合成的乙烯调节剂是重要的果蔬和花卉保鲜剂成分。目前，市面上的乙烯调节剂主要包括氨氧乙基乙烯基甘氨酸 (AVG)、1-甲基环丙烯 (1-MCP)、硫代硫酸银（STS）等。然而，这些化学保鲜剂存在一定的缺陷，如成本高（AVG），毒性高（STS），使用环境要求高（1-MCP）等，严重制约了其在保鲜市场的推广与应用。
本发明利用广西壮药土甘草提取物对植物自身乙烯生物合成途径的抑制作用，显著降低植物采摘后体内乙烯的产生量，进而有效延长蔬菜和水果的保质期。在此基础上，针对不同蔬菜和水果，将土甘草提取物与可在食物中使用的膜材料、辅料和水混合制成稳定的混合液体，使用在蔬菜和水果的表面，形成良好的保护膜成，减少植物采摘后的呼吸和水分蒸发，减少外界环境污染，进一步增强了蔬菜和水果的保鲜效果。
土甘草是广西壮族传统常用药材，以豆科鱼藤属植物毛果鱼藤的藤茎为入药部位。又称藤子甘草、藤糖。生于山地，疏、密林中，海拔1200-1400米地区，主要分布在我国的广西、贵州、云南等地。它是壮族民间方药的常用品种，其味甘、苦，性平，具有利尿通淋、化痰止咳的功效，常用于治疗咳嗽、咽喉肿痛、肾炎、膀胱炎、尿道炎、脚气水肿。近年来，通过现代药理和毒理学研究，发现土甘草具有较好的抗风湿、抗炎、镇痛、止咳化痰、抗肿瘤、降糖等方面的疗效，且没有发现产生毒副作用，因此受到越来越多的企业和研究单位的重视。以土甘草为主要原料的“桂龙药膏”已有30多年的市场销售应用历史，已成为单品种销售超过10亿元人民币的壮药成药品种。本发明申请人在研究土甘草的药效过程中，发现了它对植物乙烯生物合成途径的抑制作用，并在此基础上，通过进一步研究，提出了本发明。本发明保鲜剂来源于有多年安全使用记录的壮药，安全可靠，配制使用方便，有非常好的推广价值。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种保鲜效果好、安全无害、推广价值高的果蔬保鲜剂及土甘草提取物在制备果蔬保鲜剂中的应用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种土甘草提取物在制备乙烯生物合成抑制剂的应用。
优选的是，所述乙烯生物合成抑制剂在制备果蔬保鲜剂中的应用。
优选的是，所述土甘草提取物为壮药土甘草的乙酸乙酯、丙酮或乙醇提取物。
优选的是，所述土甘草提取物的制备方法为：1）以乙酸乙酯、丙酮或乙醇为溶剂，采用回流、浸渍或渗漉的工艺提取土甘草内的组分；2）去除溶剂，即得所述的土甘草提取物。
优选的是，所述果蔬保鲜剂由以下重量百分比的组分组成：土甘草提取物：0.0015%～0.5%、助溶剂：0.00%～5%、辅料：0.00%～5%、稳定剂：0.00%～5%，余量为水。
优选的是，所述助溶剂为乙醇或乙酸乙酯。
优选的是，所述辅料为蔗糖酯、羧甲基纤维素钠或壳聚糖。
优选的是，所述稳定剂为吐温80、阿拉伯胶、改性大豆卵磷脂中的一种或两种。
优选的是，所述果蔬保鲜剂的制备方法包括以下步骤：
（1）以乙酸乙酯、丙酮或乙醇为溶剂，制备得到土甘草提取物；
（2）按配方称取组成果蔬保鲜剂的各组分，混合均匀，即得稳定的乳剂型果蔬保鲜剂。
优选的是，所述果蔬保鲜剂的使用方法为浸渍或喷淋。
土甘草，它是壮族民间方药的常用品种，以豆科鱼藤属植物毛果鱼藤的藤茎为入药部位。又称藤子甘草、藤糖。其味甘、苦，性平，具有利尿通淋、化痰止咳的功效，常用于治疗咳嗽、咽喉肿痛、肾炎、膀胱炎、尿道炎、脚气水肿。近年来，通过现代药理和毒理学研究，发现土甘草具有较好的抗风湿、抗炎、镇痛、止咳化痰、抗肿瘤、降糖等方面的疗效，且没有发现产生毒副作用。
本发明一种土甘草提取物在制备果蔬保鲜剂中的应用，具体为土甘草提取物在制备果蔬保鲜剂中的应用，土甘草提取物可有效抑制植物乙烯生成酶的活性，进而减缓植物成熟进度，延长蔬菜水果的保鲜时间，可在蔬菜和水果表面形成保护膜，减少其呼吸作用，两者结合，可明显延长蔬菜和水果的保鲜时间。
附图说明
图1为土甘草提取物对拟南芥根长的影响结果的照片；
图2为土甘草提取物对拟南芥根长的影响结果图；
图3为土甘草提取物抑制拟南芥催化外源ACC生成乙烯的评价结果图；
图4为土甘草提取物抑制乙烯合成酶ACO2的活性评价结果图。
具体实施方式
下面的实施例可以帮助本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不可以以任何方式限制本发明。
本发明一种土甘草提取物在制备果蔬保鲜剂中的应用，果蔬保鲜剂所使用的助溶剂、辅料、稳定剂均在食品生产许可品种明细表中，均是允许在食物中添加的物质；果蔬保鲜剂所使用的水为煮沸的饮用水或纯化水。
本发明一种土甘草提取物在制备果蔬保鲜剂中的应用，果蔬保鲜剂所使用的辅料是可以在蔬菜和水果表面形成良好保护膜且允许在食物中添加的物质，如食用蔗糖酯、羧甲基纤维素钠、壳聚糖等，但不局限于前述物质，可以根据保鲜时间的需要添加或不添加。
本发明一种土甘草提取物在制备果蔬保鲜剂中的应用，果蔬保鲜剂所使用的是可以使土甘草提取物及辅料可以均匀分散到水中且可以稳定分散一定时间的物质，如食用乳化剂、增溶剂中的一种或两种，具体可以是吐温80、阿拉伯胶、改性大豆卵磷脂等物质中的一种或两种，但不限于上述物质，可以根据保鲜对象蔬菜水果的性质添加或不添加。
本发明一种土甘草提取物在制备果蔬保鲜剂中的应用，土甘草提取物的制备方法为：以乙酸乙酯、丙酮、乙醇为溶剂，采用回流、浸渍、渗漉等方法对土甘草粗粉进行提取，提取溶液过滤，取滤液，充分去除溶剂，再于60℃以下，采用减压干燥、鼓风干燥或直接干燥等方法进一步去除残留的溶剂，即得所述的土甘草提取物。
本发明一种土甘草提取物在制备果蔬保鲜剂中的应用，果蔬保鲜剂的制备方法包括以下步骤：
（1）以乙酸乙酯、丙酮或乙醇为溶剂，制备得到土甘草提取物；
（2）按配方称取组成果蔬保鲜剂的各组分；
（3）先混合土甘草提取物、助溶剂，使用土甘草提取物完全溶解于助溶剂中，得到初混物；
（4）在初混物中加入辅料、稳定剂、水，混合均匀，即得稳定的乳剂型果蔬保鲜剂。
本发明一种土甘草提取物在制备果蔬保鲜剂中的应用，果蔬保鲜剂的使用方法为：通过浸渍、喷淋等方法在被保鲜蔬菜或水果的外表面上全面覆盖上果蔬保鲜剂，晾干或吹干即可。
实施例1西红柿类果实蔬菜保鲜剂
一种土甘草提取物在制备果蔬保鲜剂中的应用，所述果蔬保鲜剂由以下重量份比的组分组成：土甘草提取物：0.3份、助溶剂：3份、辅料：0.05%、稳定剂：0.5份，余量为水；
所述助溶剂为乙酸乙酯；所述辅料为羧甲基纤维素钠；所述稳定剂为吐温80。
所述果蔬保鲜剂的制备方法包括以下步骤：
（1）以乙酸乙酯、丙酮或乙醇为溶剂，制备得到土甘草提取物；
（2）按配方称取组成果蔬保鲜剂的各组分，混合均匀，即得稳定的乳剂型果蔬保鲜剂。
实施例2菠菜类叶子蔬菜保鲜剂
一种土甘草提取物在制备果蔬保鲜剂中的应用，所述果蔬保鲜剂由以下重量份比的组分组成：土甘草提取物：0.3份、助溶剂：10份、辅料：0.5份、稳定剂：0.5份，余量为水；
所述助溶剂为乙醇；所述辅料为羧甲基纤维素钠；所述稳定剂为吐温80。
所述果蔬保鲜剂的制备方法包括以下步骤：
（1）以乙酸乙酯、丙酮或乙醇为溶剂，制备得到土甘草提取物；
（2）按配方称取组成果蔬保鲜剂的各组分，混合均匀，即得稳定的乳剂型果蔬保鲜剂。
实施例3水果保鲜剂
一种土甘草提取物在制备果蔬保鲜剂中的应用，所述果蔬保鲜剂由以下重量份比的组分组成：土甘草提取物：0.3份、助溶剂：3份、辅料：1份、稳定剂：0.5份，余量为水；
所述助溶剂为二甲基亚砜；所述辅料为壳聚糖；所述稳定剂为吐温80。
所述果蔬保鲜剂的制备方法包括以下步骤：
（1）以乙酸乙酯、丙酮或乙醇为溶剂，制备得到土甘草提取物；
（2）按配方称取组成果蔬保鲜剂的各组分，混合均匀，即得稳定的乳剂型果蔬保鲜剂。
实验研究
1、果蔬保鲜剂对拟南芥乙烯信号突变体的作用
1.1 土甘草提取物的制备：土甘草药材粗粉加乙酸乙酯回流提取4次，每次加入量为药材粗粉量的8倍，每次回流1小时，提取液过滤去除杂质后，回收去除溶剂，60℃减压干燥到干燥失重低于0.5%，粉碎，即得土甘草提取物。
1.2 土甘草提取物保鲜剂的配制：称取适量土甘草提取物粉末溶于二甲基亚砜（DMSO）配制成含提取物1mg/ml，浓度的储备液，临用时加水（无菌纯水或煮沸后放冷的饮用水）稀释成1μg/ml。
1.3 实验材料
拟南芥材料包括野生型Col-0、乙烯过量合成突变体eto1-2和乙烯信号激活型突变体ctr1-1。培养基制备方法如下：2.2 g/L MS盐，5 g/L蔗糖， 4 g/L琼脂，用氢氧化钾调pH至 5.7，高压灭菌20 min。待培养基温度降至50℃以下分装至6孔培养皿中，每孔添加4 µL土甘草提取物储存液和4 mL 1/2 MS培养基，DMSO溶液作为空白对照。
1.4 实验具体操作方法
取适量数量拟南芥种子（Col-0，eto1-2、ctr1-1）分装于1.5 mL 离心管中，加入1mL 75% 乙醇消毒10 min，13000 r/min短离心使种子沉于管底。此后操作均在超净工作台中进行。用移液枪吸取弃上清，加入1 mL灭菌水，上下颠倒混匀，离心弃上清。重复灭菌水清洗三次，最后加入适量体积0.1% 琼脂悬浮种子避光放在4℃冰箱中吸胀3天。吸胀后的种子光照4-6小时后，在超净台内播种于含有土甘草提取物的固体培养基的六孔板中，包上三层锡箔纸避光放置于22℃培养箱中培养。4天后将拟南芥黄化苗移至黑色琼脂板后拍照，用ImageJ测量主根长度，实验结果如图1所示，依据表型判断土甘草提取物效果。乙烯含量测定实验的种子播种于西林瓶中含有乙烯前体ACC的培养基上，暗中密封培养4天后用ETD3000乙烯含量测定仪测定乙烯释放量。
1.5 实验结果及分析
实验结果如图2所示，土甘草提取物具有促进拟南芥乙烯突变体eto1-2根伸长的效果，而未促进ctr1-1的根伸长，这表明土甘草提取物抑制拟南芥乙烯组成型表型的作用靶点位于乙烯合成通路ACS（ACC合成酶，乙烯合成限速酶）下游和信号通路CTR1（组成型乙烯反应突变体，乙烯信号的负调控因子）上游。
进一步检测eto1-2和ctr1-1突变体乙烯生成量实验结果如图3所示，土甘草提取物显著抑制了拟南芥的乙烯合成。同时，土甘草提取物对Col-0的根无抑制作用，表明土甘草提取物对植株生长无毒副作用。
综上所述，本发明的土甘草提取物具有抑制植物乙烯生物合成的作用，同时对植物无毒副作用，可以应用于植物果实保鲜。
2、果蔬保鲜剂对植物乙烯合成酶的体外直接抑制作用
2.1 土甘草提取物的制备：土甘草药材粗粉加乙酸乙酯回流提取4次，每次加入量为药材粗粉量的8倍，每次回流1小时，提取液过滤去除杂质后，回收去除溶剂，60℃减压干燥到干燥失重低于0.5%，粉碎，即得土甘草提取物。
2.2 土甘草提取物保鲜剂的配制：称取适量土甘草提取物粉末溶于二甲基亚砜（DMSO）配制成含提取物1mg/ml，浓度的储备液，临用时加水（无菌纯水或煮沸后放冷的饮用水）稀释成1μg/ml。
2.3 实验材料和方法
用体外蛋白表达纯化方式获得乙烯合成酶ACO2，按下表1通过体外酶活反应检测土甘草提取物对ACO2催化底物ACC产生乙烯量的影响。
表1乙烯合成酶体外酶活测定体系
| 实验编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 缓冲液 | + | + | + | + | + | + |
| 乙烯合成酶ACO2(0.4μM) | - | - | + | + | + | + |
| 乙烯合成酶底物ACC(100μM) | - | + | + | + | + | + |
| 土甘草提取物 | - | - | - | 50μg/mL | 500μg/mL | 5mg/mL |
2.4 结果
实验结果如图4所示，在保持ACO2和ACC浓度不变的前提下，随着土甘草提取物浓度逐渐升高，乙烯产生量逐渐降低，表明土甘草提取物可以直接抑制乙烯合成酶活性，并具有浓度依赖性。
由上述实验研究结果可知，本发明一种土甘草提取物在制备果蔬保鲜剂中的应用，土甘草提取物具有抑制植物乙烯生物合成的作用，同时对植物无毒副作用，可以应用于植物果实保鲜。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种土甘草提取物在制备植物乙烯生物合成抑制剂的应用，其特征在于：所述土甘草提取物用以抑制植物乙烯合成酶的活性；
所述土甘草提取物为壮药土甘草的乙酸乙酯提取物；所述土甘草提取物的制备方法为：土甘草药材粗粉加乙酸乙酯回流提取4次，每次加入量为药材粗粉量的8倍，每次回流1小时，提取液过滤去除杂质后，回收去除溶剂，60℃减压干燥到干燥失重低于0.5%，粉碎，即得所述土甘草提取物。
2.根据权利要求1所述的一种土甘草提取物在制备植物乙烯生物合成抑制剂的应用，其特征在于：所述植物乙烯生物合成抑制剂在制备果蔬保鲜剂中的应用。
3.根据权利要求2所述的一种土甘草提取物在制备植物乙烯生物合成抑制剂的应用，其特征在于：所述果蔬保鲜剂由以下重量百分比的组分组成：土甘草提取物：0.0015%～0.5%、助溶剂：0.00%～5%、辅料：0.00%～5%、稳定剂：0.00%～5%，余量为水。
4.根据权利要求3所述的一种土甘草提取物在制备植物乙烯生物合成抑制剂的应用，其特征在于：所述助溶剂为乙醇或乙酸乙酯。
5.根据权利要求3所述的一种土甘草提取物在制备植物乙烯生物合成抑制剂的应用，其特征在于：所述辅料为蔗糖酯、羧甲基纤维素钠或壳聚糖。
6.根据权利要求3所述的一种土甘草提取物在制备植物乙烯生物合成抑制剂的应用，其特征在于：所述稳定剂为吐温80、阿拉伯胶、改性大豆卵磷脂中的一种或两种。
7.根据权利要求3所述的一种土甘草提取物在制备植物乙烯生物合成抑制剂的应用，其特征在于：所述果蔬保鲜剂的制备方法包括以下步骤：
（1）土甘草药材粗粉加乙酸乙酯回流提取4次，每次加入量为药材粗粉量的8倍，每次回流1小时，提取液过滤去除杂质后，回收去除溶剂，60℃减压干燥到干燥失重低于0.5%，粉碎，制备得到土甘草提取物；
（2）按配方称取组成果蔬保鲜剂的各组分，混合均匀，即得稳定的乳剂型果蔬保鲜剂。
8.根据权利要求3所述的一种土甘草提取物在制备植物乙烯生物合成抑制剂的应用，其特征在于：所述果蔬保鲜剂的使用方法为浸渍或喷淋。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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