CN114041500A - 一种抑制果蔬采后病害的可食用性保鲜涂膜液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及果蔬贮藏保鲜技术领域，特别涉及一种抑制果蔬采后病害的可食用性保鲜涂膜液及其制备方法。本发明对涂膜液进行射频低温等离子体改性处理后得到可食用性保鲜涂膜液。本发明的可食用性保鲜涂膜液抑制了果蔬采后病害，提高了果蔬贮藏性，延长了货架期和贮藏期，既克服了基础涂膜液在抑菌、杀菌方面的不足，较好地解决了果蔬在贮藏期间易受到病原菌侵染而发生腐烂、霉变的问题，又避免了使用化学保鲜剂存在药残的安全性问题，为果蔬采后病害的防治提供了一种安全环保绿色的处理技术。

Description

一种抑制果蔬采后病害的可食用性保鲜涂膜液及其制备方法

技术领域

本发明涉及果蔬贮藏保鲜技术领域，特别涉及一种抑制果蔬采后病害的可食用性保鲜涂膜液及其制备方法。

背景技术

低温等离子体处理是一种应用广泛的新技术，其通过电子从电场中得到能量，彼此碰撞获得能量而被激发、电离活化，从而引起一系列复杂的物理化学反应。因等离子体内富含的大量活性粒子如离子、电子、激发态的原子和分子及自由基等，从而为等离子体技术的广泛应用提供了条件。

明胶是以动物的皮、骨为原料，通过分类、洗浸、脱脂、中和、水解、过滤、浓缩、凝胶、烘干、粉碎等十几道工序制成，为一种无味、半透明、坚硬的薄片、颗粒或粉末。明胶的主要组成为氨基酸组成相同而分子量分布很宽的多肽分子混合物，分子量一般在几万至十几万。明胶既具有酸性，又具有碱性，是一种两性物质，明胶的胶团是带电的，在电场作用下，它将向两极中的某一极移动。明胶分子结构上有大量的羟基，另外还有许多羧基和氨基，这使得明胶具有极强的亲水性。其易溶于温水，冷却形成凝胶，溶点在24-28℃之间，明胶含有丙氨酸、甘氨酸、脯氨酸及羟脯氨酸等人体所需的18种氨基酸，具有良好的生物相容性、生物降解性、无毒性，是一种天然的氨基酸补充剂。

羧甲基纤维素钠是一种天然多糖衍生物，作为添加剂在食品工业应用非常广，并被用于食品的涂膜保鲜。羧甲基纤维素钠易成膜，具有阻隔水分、油脂及流质的迁移，防止气体如氧及二氧化碳的逸散保持食品结构和保留风味物质、以及在鲜活果蔬表面形成低氧高二氧化碳的微气调环境等功效。

果蔬富含大量的营养物质，含水量极高，其在采摘、运输、贮藏过程中易受病虫害、微生物侵袭，发生腐烂、霉变，降低其品质。采后的果蔬由于呼吸作用和微生物病害，往往货架期极短，大大限制了其采后的销售，限制了产业发展，造成了巨大的经济损失。

目前涂膜保鲜是一种较好地抑制果蔬采后病害的保鲜方法，涂膜可以减少果蔬水分散失、抵御微生物侵染，但大多数涂膜液中添加了化学保鲜剂才能达到抑制果蔬采后病害的作用，经此处理的果蔬具有化学药剂残留，消费者对此存在健康隐患和环保安全的担忧。因此，利用物理方法低温等离子体技术结合如明胶、羧甲基纤维素钠等天然成膜物质，研究具有良好机械性能、可抑制果蔬采后病害、稳定安全、环保无毒、可食用的涂膜液成为了果蔬涂膜保鲜新方法。

发明内容

本发明旨在提供一种抑制果蔬采后病害的可食用性保鲜涂膜液及其制备方法，该涂膜液可以显著抑制采后果蔬病害的发生和加重，显著延长果蔬采后货架期，且无化学药剂残留。

为了实现上述目的，本发明具体采用如下技术方案：

一种抑制果蔬采后病害的可食用性保鲜涂膜液，对涂膜液进行射频低温等离子体改性处理后得到可食用性保鲜涂膜液。

优选的，所述射频低温等离子体改性处理的功率为500w-1000w，处理时间为30s-10min。

优选的，所述涂膜液包括明胶、羧甲基纤维素钠、食用甘油、蒸馏水，所述明胶、羧甲基纤维素钠、蒸馏水质量比为0.9-1.0：0.1-0.2：50，所述食用甘油的质量占涂膜液总质量的0.3％-0.8％。

前述所述的抑制果蔬采后病害的可食用性保鲜涂膜液的制备方法，包括如下步骤：

(1)将明胶加入蒸馏水中加热搅拌溶解得到明胶溶液；将羧甲基纤维素钠加入蒸馏水中加热搅拌溶解得到羧甲基纤维钠溶液；

(2)将明胶溶液、羧甲甲纤维素钠溶液混合，加热搅拌得到混合溶液；

(3)在步骤(2)所得混合溶液中加入食用甘油，加热搅拌，得到涂膜液；

(4)将步骤(3)所得混合涂膜液进行射频低温等离子体改性处理，得到可食性涂膜液。

优选的，所述步骤(1)明胶溶解的加热温度为50-70℃；羧甲基纤维素钠溶解的加热温度为40-60℃；所述步骤(2)加热温度为40-60℃；所述步骤(3)加热温度为30-50℃。

优选的，所述步骤(1)～步骤(3)搅拌的速率为800-1200r/min，所述步骤(1)和步骤(3)加热搅拌的时间为20-40min；所述步骤(2)加热搅拌的时间为50-70min。

有益效果

本发明所用的成膜剂原料水溶性好、天然无毒害、可食用，成膜性优良；

本发明制备的可食性涂膜液可在果蔬表面形成均匀薄膜，减弱呼吸作用、预防和抑制采后病害、降低失重率和腐烂率、保持果蔬亮度，延长果蔬的货架期，天然无毒，绿色安全健康。

本发明的制备方法工艺简单，操作便利，适合工厂大规模应用。

本发明提供了涂膜液的最佳成膜条件，保证成膜优良的同时，进一步保证了果蔬保藏过程中的抑菌效果，保证了果蔬在长时间保存中的失重率、硬度、可溶性固形物、腐烂率、呼吸强度、感官等指标。

附图说明

图1是不同处理组的灰葡萄孢菌落生长情况图。

图2是不同处理组的胶孢炭疽菌菌落生长情况图。

图3是培养基加入不同膜液培养的灰葡萄孢、胶孢炭疽菌培养期间菌落直径。

图4是不同处理的蓝莓常温货架期外观变化图。

图5是不同处理的蓝莓果实常温货架期失重率、硬度、可溶性固形物、腐烂率、呼吸强度、感官评分变化图。

图6是不同处理的青皮核桃常温货架期间外观变化图。

图7是不同处理的青皮核桃常温货架期间失重率、硬度、可溶性固形物、腐烂率、呼吸强度、感官评分变化图。

图8是不同处理的嘎啦苹果常温货架期间外观变化图。

图9是不同处理的嘎啦苹果常温货架期间失重率、腐烂指数、呼吸强度变化图。

图10是不同处理的蓝莓低温贮藏期间外观变化图。

图11是不同处理的蓝莓低温贮藏期间失重率、腐烂率、硬度、可溶性固形物、呼吸强度、感官评分变化图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

下面结合实施例对本发明进行详细说明，以方便本领域技术人员理解本发明。

下述实施例中的常温指的是24℃～25℃。

实施例1一种抑制果蔬采后病害的可食用性保鲜涂膜液的制备

(1)按明胶和蒸馏水的质量比为0.9-1.0:25在50-70℃条件下以800-1200r/min转速搅拌20-40min，得到明胶溶液；

羧甲基纤维素钠和蒸馏水的质量比0.1-0.2:25加入蒸馏水，在40-60℃条件下以800-1200r/min转速搅拌20-40min至完全溶解，得到羧甲基纤维素钠溶液；

(2)将步骤(1)所得明胶溶液、羧甲基纤维素钠溶液混合，以800-1200r/min转速于40-60℃继续加热磁力搅拌50-70min，混合均匀，得到混合明胶-羧甲基纤维素钠混合溶液，

(3)后加入质量为总膜液质量的0.3％-0.8％的食用甘油，继续于30-50℃加热磁力搅拌20-40min，磁力搅拌的转速为800-1200r/min，初步得到涂膜液；

(4)将涂膜液进行功率为500w-1000w，处理时间为30s-10min，每次处理量为200-500mL的射频低温等离子体处理，得到可食用性保鲜涂膜液。射频低温等离子体处理的具体操作为：以空气为工作气体，流速为22.5L/min，工作电流为0.024mA，电压为19kV，频率为20kHz。将等离子体射流装置的喷枪口位置固定于液面下方15mm，一次处理体积为200-500mL。处理环境温度为室温25℃。

在探索实验中曾修改上述制备步骤中的温度和搅拌速率，发现未使用上述搅拌温度和搅拌速率的实验中，成膜后的膜的水蒸气透过率，气体透过率，透光性性能指标明显不如上述限定条件做出的膜，进而应用到果蔬上影响果实呼吸等品质。

实施例2可食用性保鲜涂膜液对灰霉病菌、炭疽病菌抑制效果

灰霉病和炭疽病是农产品采前和采后的常见病害，给国内外农业生产造成巨大的经济损失，灰霉病由灰葡萄孢侵染引起，炭疽病多由胶孢炭疽菌侵染引起。将实施例1中制备得到的可食用性保鲜涂膜液用于对灰葡萄孢、胶孢炭疽菌的抑制效果探究，采用菌丝生长速率法进行探究。

分别将1mL实施例1的步骤(3)所得的未经等离子体处理的膜液、1mL的实施例1的步骤(4)所得的可食用性保鲜涂膜液、1mL的无菌水加入一次性培养皿中，然后分别倒入20mL PDA培养基，混合均匀待其冷却凝固后，用1mL枪头打孔，同时采用1mL枪头分别取灰葡萄孢、胶孢炭疽菌菌碟接在孔中，放于28℃培养箱中培养，每2天测定其菌落直径，采用十字交叉法，计算抑菌率。以无菌水组为对照组1，以未经等离子体处理的膜液组为对照组2，以可食用性保鲜涂膜液为处理组，针对灰葡萄孢和胶孢炭疽菌分别设置3个平行，3个重复。

抑菌率(％)＝(对照组1菌落直径-处理组菌落直径)/对照组1菌落直径x100％

实验结果如图1、图2、图3所示。

图1是两个对照组和处理组的灰葡萄孢菌落生长情况图，图中测量当天的三个培养基的左、中、右依次为“培养基中加入了无菌水的灰葡萄孢菌落”、“培养基中加入了未经等离子体处理涂膜液的灰葡萄孢菌落”、“培养基中加入了本发明可食用性保鲜涂膜液的灰葡萄孢菌落”的情况图，共查看了0天、2天、4天和6天的情况；

图2是两个对照组和处理组的胶孢炭疽菌菌落生长情况图，图中三个培养基的左、中、右依次为“培养基中加入了无菌水的胶孢炭疽菌菌落”、“培养基中加入了未经等离子体处理涂膜液的胶孢炭疽菌菌落”、“培养基中加入了本发明可食用性保鲜涂膜液的胶孢炭疽菌菌落”的情况图，共查看了0天、2天、4天和6天的情况；

图3是培养基加入不同膜液培养的灰葡萄孢、胶孢炭疽菌培养期间菌落直径，每个测量当天的柱状图从左到右依次为对照组1、对照组2和处理组；

从上图可以看出，实施例2中的灰葡萄孢、胶孢炭疽菌在6天的培养期间，各组在培养的前2天菌落的生长情况差异不大，在第2天以后可食用性保鲜涂膜液组的菌落生长速度显著低于对照组1和对照组2，表明了可食用性保鲜涂膜液显著抑制了灰葡萄孢和胶孢炭疽菌菌落的生长，对其有显著的抑制效果，抑菌率分别可以达到61.11％、72.68％。

实施例3可食用性保鲜涂膜液对蓝莓常温货架期品质的影响

将实施例1中制备的可食用性保鲜涂膜液用于蓝莓的常温涂膜保鲜作为处理组，同时，以不做处理的蓝莓为对照组1，以采用不经等离子体处理的涂膜液涂膜的蓝莓为对照组2。采用浸涂法对蓝莓进行涂膜处理，将蓝莓浸入膜液中，捞出沥干，室温通风处晾干，待其表面成膜干燥后，装入PET塑料盒中，外套一层保鲜袋，于24-25℃室温环境下进行贮藏。每2天取样测定相应指标，结果如图4、图5所示。

图4是采用不同处理膜液的蓝莓常温货架期外观图，图中左、中、右3列分别为“未经处理的蓝莓果实”、“涂覆了未经等离子体处理的膜液的蓝莓果实”、“涂覆了实施例1中的涂膜液的蓝莓果实”；

图5是不同处理的蓝莓果实常温货架期失重率、硬度、可溶性固形物、腐烂率、呼吸强度、感官评分变化图；

从上图可以看出，蓝莓在整个常温货架过程中，对照组1的亮度低于对照组2和处理组，处理组在整个贮藏过程中维持了可溶性固形物含量、硬度、感官评分，处理组经涂膜处理后，失重率、腐烂率、呼吸强度显著低于对照组1和对照组2，显著延长了常温货架期。

实施例4可食用性保鲜涂膜液对青皮核桃常温货架期品质的影响

将实施例1中制备的可食用性保鲜涂膜液用于青皮核桃的常温涂膜保鲜作为处理组，同时，以不做处理的青皮核桃为对照组1，以采用不经等离子体处理的涂膜液涂膜的青皮核桃为对照组2。采用浸涂法对青皮核桃进行涂膜处理，将青皮核桃浸入膜液中，捞出沥干，室温通风处晾干，待其表面成膜干燥后，装入网袋中，外套一层保鲜袋，于24-25℃室温环境下进行贮藏。每2天取样测定相应指标，结果如图6、图7所示。

图6是不同处理的青皮核桃常温货架期间外观图，图中左、中、右3列分别为“未经处理的青皮核桃样品”、“涂覆了未经等离子体处理的膜液的青皮核桃样品”、“涂覆了实施例1中的涂膜液的青皮核桃样品”；

图7是不同处理的青皮核桃常温货架期间失重率、硬度、可溶性固形物、腐烂率、呼吸强度、感官评分变化图；

从图中可以看出，实施例4中的青皮核桃在整个常温货架期间，对照1、对照组2在第2天出现了较明显的病斑，且随着贮藏时间的延长，病斑不断扩大，直至导致整果腐烂，而处理组果实在第6天才开始出现轻微病斑，并在整个贮藏期间病斑扩大缓慢，显著抑制了贮藏期间病害的发生和进一步加重，其失重率、腐烂指数、褐变指数、呼吸强度显著低于对照组1、对照组2，延长了青皮核桃常温货架期。

实施例5可食用性保鲜涂膜液对嘎啦苹果常温货架期品质的影响

将实施例1中制备的可食用性保鲜涂膜液用于嘎啦苹果的常温涂膜保鲜作为处理组，同时，以不做处理的嘎啦苹果为对照组1，以采用不经等离子体处理的涂膜液涂膜的嘎啦苹果为对照组2。采用浸涂法对嘎啦苹果进行涂膜处理，将嘎啦苹果果实浸入膜液中，捞出沥干，室温通风处晾干，待其表面成膜干燥后，装入保鲜袋，于24-25℃室温环境下进行贮藏。每3天取样测定相应指标，结果如图8、图9所示。

图8是不同处理的嘎啦苹果常温货架期间外观图，图中左、中、右3列分别为“未经处理的嘎啦苹果样品”、“涂覆了未经等离子体处理的膜液的嘎啦苹果样品”、“涂覆了实施例1中的涂膜液的嘎啦苹果样品”；

图9是不同处理的嘎啦苹果常温货架期间失重率、腐烂指数、呼吸强度、变化图。

不同处理嘎啦苹果常温贮藏0、15天的硬度、可溶性固形物、可滴定酸含量如下表所示：

从图8、图9和表1可以看出，实施例5中的嘎啦苹果在整个常温货架期间，对照1、对照组2在第3天出现了较明显的病斑，且随着贮藏时间的延长，病斑不断扩大，直至导致整果腐烂，而处理组果实在第6天才开始出现轻微病斑，并在整个贮藏期间病斑扩大缓慢，显著抑制了贮藏期间病害的发生和进一步加重，且处理组的失重率、腐烂指数、褐变指数、呼吸强度显著低于对照组1、对照组2，延长了嘎啦苹果常温货架期。

实施例6：可食用性保鲜涂膜液对蓝莓低温贮藏货架期品质的影响

将实施例1中制备的可食用性保鲜涂膜液用于蓝莓的低温贮藏涂膜保鲜作为处理组，同时，以不做处理的蓝莓为对照组1，以采用不经等离子体处理的涂膜液涂膜的蓝莓为对照组2。采用浸涂法对蓝莓进行涂膜处理，将蓝莓浸入膜液中，捞出沥干，室温通风处晾干，待其表面成膜干燥后，装入PET塑料盒中，外套一层保鲜袋，于0-3℃低温环境下进行贮藏。每7天取样测定相应指标，结果如图10、图11所示。

图10是不同处理的蓝莓低温贮藏期间外观图，图中左、中、右3列分别为“未经处理的蓝莓样品”、“涂覆了未经等离子体处理的膜液的蓝莓样品”、“涂覆了实施例1中的涂膜液的蓝莓样品”；

图11是不同处理的蓝莓低温贮藏期间失重率、腐烂率、硬度、可溶性固形物、呼吸强度、感官评分变化图。

从上图可以看出，实施例6中的蓝莓在整个低温贮藏过程中，对照组1的亮度低于对照组2和处理组，处理组在整个贮藏过程中维持了可溶性固形物含量、硬度、感官评分，处理组经涂膜处理后，失重率、腐烂率、呼吸强度显著低于对照组1和2，显著延长了低温货架期。

虽然，本文中已经用一般性说明、具体实施方式及实施例，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 (6)

1.一种抑制果蔬采后病害的可食用性保鲜涂膜液，其特征在于，对涂膜液进行射频低温等离子体改性处理后得到可食用性保鲜涂膜液。

2.根据权利要求1所述的可食用性保鲜涂膜液，其特征在于，所述射频低温等离子体改性处理的功率为500w-1000w，处理时间为30s-10min。

3.根据权利要求1～2任一项所述的可食用性保鲜涂膜液，其特征在于，所述涂膜液包括明胶、羧甲基纤维素钠、食用甘油、蒸馏水，所述明胶、羧甲基纤维素钠、蒸馏水质量比为0.9-1.0：0.1-0.2：50，所述食用甘油的质量占涂膜液总质量的0.3％-0.8％。

4.权利要求3所述的可食用性保鲜涂膜液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将明胶加入蒸馏水中加热搅拌溶解得到明胶溶液；将羧甲基纤维素钠加入蒸馏水中加热搅拌溶解得到羧甲基纤维素钠溶液；

(2)将明胶溶液、羧甲甲纤维素钠溶液混合，加热搅拌得到混合溶液；

(3)在步骤(2)所得混合溶液中加入食用甘油，加热搅拌，得到涂膜液；

(4)将步骤(3)所得混合涂膜液进行射频低温等离子体改性处理，得到可食用性保鲜涂膜液。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)明胶溶解的加热温度为50-70℃；羧甲基纤维素钠溶解的加热温度为40-60℃；所述步骤(2)加热温度为40-60℃；所述步骤(3)加热温度为30-50℃。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)～步骤(3)搅拌的速率为800-1200r/min，所述步骤(1)和步骤(3)加热搅拌的时间为20-40min；所述步骤(2)加热搅拌的时间为50-70min。

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