一种稻谷复合防霉剂及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种稻谷复合防霉剂及其制备方法和应用 (Composite mildew inhibitor for paddy and preparation method and application thereof ) 是由 周红丽 李娜 吴卫国 刘博� 廖卢艳 周涛 甘平洋 朱凤霞 陈昌勇 陶伟明 于 2021-03-12 设计创作，主要内容包括：一种稻谷复合防霉剂及其制备方法和应用,所述稻谷复合防霉剂包括茶皂素提取物、双乙酸钠和/或花椒提取物和水。所述制备方法是将茶皂素提取物、双乙酸钠和/或花椒提取物,加入水中,搅拌均匀,即成。所述应用是将所述稻谷复合防霉剂,加入稻谷中,混合均匀,低温通风脱湿,即成。本发明稻谷复合防霉剂对稻谷中常见的霉菌均有较好的抑制效果,90d内,稻谷的带菌量均控制在10～4 CFU/g以内,抑制霉菌时间长,原料来源广泛,成本低；本发明方法工艺简单,成本低,适宜于工业化生产。(A rice composite mildew preventive and a preparation method and application thereof are disclosed, wherein the rice composite mildew preventive comprises a tea saponin extract, sodium diacetate and/or a pepper extract and water. The preparation method comprises adding tea saponin extract, sodium diacetate and/or fructus Zanthoxyli extract into water, and stirring. The application is that the rice composite mildew preventive is added into rice and evenly mixed, and is ventilated and dehumidified at low temperature, thus obtaining the rice composite mildew preventive. The rice composite mildew inhibitor has good inhibition effect on common mildew in rice, and the bacteria carrying amount of the rice is controlled to be 10 within 90 days 4 Within CFU/g, the mould inhibition time is long, the raw material source is wide, and the cost is low; the method has simple process and low cost, and is suitable for industrial production.)
技术领域
本发明涉及一种防霉剂及其制备方法和应用，具体涉及一种稻谷复合防霉剂及其制备方法和应用。
背景技术
我国是农业大国，稻谷是我国主要粮食之一，关于稻谷的安全储藏问题，至关重要。稻谷储藏期间，由于受到储藏条件的影响，易发生微生物特别是霉菌活动而发生霉变，给储藏安全构成威胁。据联合国粮农组织FAO统计，全球大多数发展中国家每年由于霉菌和储粮害虫造成的粮食产后损失至少在10～15%左右，南方的稻谷，尤其是晚稻，在收获时大多为阴雨天气，气温低，收获水分普遍较高，每年约有10%的晚稻霉烂变质。
何荣等研究发现，黑曲霉（Aspergillus niger）、黄曲霉（Aspergillus flavus）以及产黄青霉（Penicillium chrysogenum）最易导致稻谷结块，此外，结块稻谷的出糙率、整精米粒率较低，并且不完善粒率明显增加。实际应用中，产毒霉菌通常会污染储存的谷物和谷物产品，同时，产生有毒的次生代谢物，这些毒素对身体的组织、器官会产生严重的损伤，具有致癌、致畸作用，而细菌、真菌和病毒是导致食源性疾病的主要原因。
由于新收的稻谷本身带有来自田间、土壤等环境的霉菌，稻谷水分含量高时，随着储粮温度升高，稻谷中的霉菌会大量生长繁殖，稻谷更易发生霉变。我国目前对粮食常规防霉储藏主要采取自然晾晒、热风机械通风干燥与磷化氢环流熏蒸等方法。但是，传统的晾晒干燥方法效率较低，且需要投入大量的人力，占用大量的晾晒空间；磷化氢环流熏蒸易产生虫霉抗药性及残留性问题，对仓房气密性要求也较高。
CN103039604A公开了一种复合型天然植物提取物稻谷防霉剂及其制备方法，是以藤茶提取物49.50～50.00%，茶叶提取物25.10～25.50%，桑叶提取物24.50～25.00%，陈皮精油0.15～0.20%，丁香精油0.20～0.25%复配制成，该防霉剂可以通过单独使用或通过与稻谷储藏过程中的干燥、控温、控湿和防虫等仓储措施结合一起控制稻谷霉变。但是，由于精油易挥发，与植物提取物混合之后，复配药剂药效难以长久保证，且植物精油的使用成本较高，精油的浓度稀释需要用到有机溶剂，可能会对人体造成影响。
CN109105487A公开了一种稻谷贮藏用防霉剂，是以活性炭35～40份、竹粉20～25份、活性沸石15～20份、荷埂10～15份、构树皮8～12份、银杏叶6～10份、薰衣草4～8份、马鞭草3～6份、野菊花2～4份复配制成，不仅能够保持稻谷的透气性，抑制霉变和病菌的产生，且能够保护稻谷生命力不受影响，保持籽粒的特征，有效延长稻谷储藏期。但是，由于该复配药剂中所需植物提取物种类较多，对不同的植物需求量较大，不适合工业化生产。
CN111869729A公开了一种用于稻谷的复合植物防霉剂及其制备方法，是以山苍子100～120份、补骨脂100～120份、蛇床子100～120份、无患子200～250份、蒸馏水600～750份复配制成的防霉药剂，从天然植物中提取有效抑菌成分，在抗菌防腐的同时，可增加稻谷的香味。但是，该复配药剂中中药材原料需求量较大，且在实际应用中，各原料用于中药的药效或优于其用于稻谷中的抑菌作用，若工业化生产，也易造成与中草药之间对于原料的“争抢”状态。
因此，亟需找到一种对霉菌的抑制效果好，抑制霉菌时间长，原料来源广泛，成本低，工艺简单，适宜于工业化生产的的稻谷复合防霉剂及其制备方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种对霉菌的抑制效果好，抑制霉菌时间长，原料来源广泛，成本低的稻谷复合防霉剂。
本发明进一步要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种工艺简单，成本低，适宜于工业化生产的稻谷复合防霉剂的制备方法和应用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种稻谷复合防霉剂，包括茶皂素提取物、双乙酸钠和/或花椒提取物和水。茶皂素提取物是一类比较复杂的甙类化合物，其味苦而辛辣，有强溶血作用，并具有杀虫、杀菌、刺激植物增长等生物活性，无毒，能自动降解，对农药明显增效；双乙酸钠防霉防腐效果优于苯甲酸盐类，不改变食品特性；花椒提取物的化学成分较为复杂，其生理活性主要集中在挥发油、生物碱、酰胺这三类物质上面，它们对食品中腐败菌及致病菌具有抑制作用。综合来看，上述三种组分在复配后，主要是通过有效地渗透入霉菌的细胞壁而干扰酶的相互作用，抑制了霉菌的产生，从而达到高效防霉、防腐等功能。在检测过程中，两组分/三组分复配药剂的作用效果优于单一组分。茶皂素提取物主要对细胞膜和细胞壁均有破坏作用，从而达到抑菌效果；双乙酸钠的抗菌作用来源于乙酸，主要是单分子乙酸，它含有40%的游离乙酸，不离解的乙酸比离子化的乙酸更能有效地渗透霉菌组织的细胞壁，干扰细胞间酶的相互作用，可使细胞内蛋白质变性，从而起到抗菌的作用；花椒提取物的抑菌抑制作用主要表现在对数生长期，是通过影响霉菌细胞膜的通透性达到抑菌效果；两组分/三组分复配药剂中，不同药剂之间可实现药效互补，从而实现抑菌效果最优化。将茶皂素提取物、双乙酸钠和/或花椒提取物进行复配，所需原料种类较少，抑菌效果显著，且原材料均易获得，有效的降低了复配药剂的成本，且保证了复配药剂的药效持久性。
优选地，所述稻谷复合防霉剂各原料的重量份为：茶皂素提取物0.1～0.5份，双乙酸钠0～0.05份，花椒提取物0～0.3份，水100份，其中，双乙酸钠和花椒提取物的用量不同时为0。所述各原料的重量份过多或过少均不利于保证较好的抑菌效果；植物提取物和双乙酸钠虽然在食品中使用均较为安全，但是均有用量限值，需要在使用中进行低量高效的匹配，以获得最佳的抑菌效果。
优选地，所述茶皂素提取物中的主要成分及质量百分含量为：皂苷34～36%。所述茶皂素提取物的主要成分皂苷对细胞膜和细胞壁均有破坏作用，可损坏细胞膜和细胞壁的完整性，改变细胞膜和细胞壁的透性，导致其阻隔性下降，从而使得胞内蛋白质大分子、维持电解质平衡的K+、间隙酶碱性磷酸酶等泄漏到细胞外，干扰了菌体细胞的正常生长繁殖，从而抑制微生物的生长，达到抑菌效果。
优选地，所述花椒提取物中的主要成分及质量百分含量为：柠檬烯24～26%，8-桉叶素20～23%，月桂烯10～13%。所述花椒提取物的抑制作用主要表现在微生物对数生长期，花椒提取物可通过影响细胞壁的结构，增加细菌细胞膜的通透性，使胞内电解质大量外渗，导致菌体最终死亡。对食品中腐败菌及致病菌亦具有抑制作用。
本发明进一步解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种稻谷复合防霉剂的制备方法，将茶皂素提取物、双乙酸钠和/或花椒提取物，加入水中，搅拌均匀，即成。
本发明更进一步解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种稻谷复合防霉剂的应用，将所述稻谷复合防霉剂，加入稻谷中，混合均匀，低温通风脱湿，即成。
优选地，所述稻谷复合防霉剂的用量相当于稻谷质量的1～3%。在所述用量下，对霉菌的抑制效果较优，且随着稻谷复合防霉剂用量的增加，防霉效果越好，但同时需要满足食品添加剂的限值要求。
优选地，所述低温通风脱湿的温度为0～25℃，脱湿至湿度为12～14%。脱湿的目的是去除防霉剂中的水分，避免引入霉变风险。在所述条件下进行脱湿，既不会破坏稻谷和防霉剂中的有效成分，又能尽快的使稻谷恢复初始含水状态。
本发明的有益效果如下：
（1）本发明稻谷复合防霉剂对稻谷中常见的霉菌均有较好的抑制效果，90d内，稻谷的带菌量均控制在104 CFU/g以内，抑制霉菌时间长，原料来源广泛，成本低；
（2）本发明方法工艺简单，成本低，适宜于工业化生产。
附图说明
图1是空白例、双乙酸钠与本发明稻谷复合防霉剂实施例1中霉菌I、J、L的抑菌圈对比图；
图2是空白例、双乙酸钠与本发明稻谷复合防霉剂实施例2中霉菌I、J、L的抑菌圈对比图；
图3是空白例、双乙酸钠与本发明稻谷复合防霉剂实施例3中霉菌I、J、L的抑菌圈对比图；
图4是空白例、双乙酸钠与本发明稻谷复合防霉剂实施例4中霉菌I、J、L的抑菌圈对比图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
本发明实施例所使用的茶皂素提取物（皂苷35.3%）购于湖南汉清生物技术有限公司，双乙酸钠购于连云港市通源生物科技有限公司，花椒提取物（柠檬烯25.1%，8-桉叶素21.79%，月桂烯11.99%）购于宁陕国圣生物科技有限公司；本发明实施例所使用的稻谷为早籼稻，购于湖南省常德市金牛粮仓某仓，入库年份为2018年；本发明实施例所使用的原料或添加剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。
一种稻谷复合防霉剂实施例1～4
一种稻谷复合防霉剂实施例1～4的组分及重量份如表1所示。
表1 一种稻谷复合防霉剂实施例1～4的组分及重量份表
注：表中“-”表示未添加。
一种稻谷复合防霉剂的制备方法实施例1
按照表1实施例1各原料重量份，将茶皂素提取物和双乙酸钠，加入水中，搅拌均匀，即成。
一种稻谷复合防霉剂的制备方法实施例2
按照表1实施例2各原料重量份，将茶皂素提取物和花椒提取物，加入水中，搅拌均匀，即成。
一种稻谷复合防霉剂的制备方法实施例3、4
分别按照表1实施例3、4各原料重量份，将茶皂素提取物、双乙酸钠和花椒提取物，加入水中，搅拌均匀，即成。
为了评价本发明稻谷复合防霉剂实施例1～4的抑菌效果，分别将稻谷复合防霉剂实施例1～4、双乙酸钠（质量浓度为0.1%）和空白例进行抑菌对比实验。
（1）供试菌株：
A: Rhizopodiformis isolate HX-1；
B: Aspergillus oryzae isolate NL5；
C: Lichtheimia ramosa strain AUMC 7961；
D: Aspergillus niger isolate SZ8M-14；
F: Aspergillus fumigatus strain JXL-108Y-1；
I: Aspergillus flavus isolate L-4932013；
J: Rhizomucor pusillus strain CNM-CM 5124；
K: Aspergillus candidus strain HDN15-152；
L: Penicillium citrinum strain NSF4；
M: Aspergillus cristatus；
Q: Rhizomucor pusillus strain AUMC 7966。
以上菌株均为金牛粮仓稻谷在储存过程中经过三次取样后，分离纯化以及生物鉴定所得（2019年9月6日进行第一次取样，此后每两个月取样一次，共取样3次，取样方式为五点三层），分别以A、B、C、D、F、I、J、K、L、M、Q字母表示。
（2）抑菌试验：采用菌落生长速率法进行测定，将稻谷复合防霉剂实施例1～4和双乙酸钠水溶液（质量浓度为0.1%）分别倒入55个培养基（每种防霉剂各11个培养基）内并混匀；待培养基冷却至 50℃左右，倒入 90mm 平皿内，即制成防霉剂的培养基平板，同时做1个平行实验（空白例，不添加任何试剂）。将预先活化培养好的霉菌（霉菌A、B、C、D、F、I、J、K、L、M、Q）分别用接种环接入所制成混有不同防霉剂（实施例1～4、双乙酸钠）的平板中间，然后放置霉菌培养箱中进行培养10d（温度 28℃，相对湿度75%），测量各霉菌的菌落直径，结果如表2所示，其中，霉菌I、J、L的抑菌圈如图1～4所示。
表2 本发明稻谷复合防霉剂实施例1～4、双乙酸钠和空白例的抑菌圈直径对比表（单位/cm）
由表2可知，本发明稻谷复合防霉剂实施例1～4对霉菌A、B、C、I、J、K、L、M、Q的抑制效果都远远优于双乙酸钠，在本发明稻谷复合防霉剂实施例1～4中双乙酸钠用量较少甚至不用的情况下，对霉菌D、F的抑制效果也优于双乙酸钠或与其相当；说明本发明稻谷复合防霉剂实施例1～4对稻谷中常见的霉菌均有较好的抑制效果。
一种稻谷复合防霉剂的应用实施例1～4
分别将本发明稻谷复合防霉剂实施例1～4，分别以相当于稻谷质量的1%、2%、3%加入稻谷中，混合均匀，在20℃下，低温通风脱湿至湿度为13%，即成。
为了评价实际应用中，本发明稻谷复合防霉剂实施例1、4对霉菌的抑制效果，分别对稻谷复合防霉剂的应用实施例1、4进行模拟储藏，并在储藏过程中，以30天为周期分别进行带菌量检测，稻谷带菌量测定方法：霉菌总数的测定参照GB 4789.15-2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 霉菌和酵母计数》；同时，将双乙酸钠水溶液（质量浓度为0.1%）以相当于稻谷质量的1%、2%、3%加入稻谷中，在相同条件下进行测试；同时做1个平行实验（空白例，不添加任何防霉剂）；在相同储藏条件下，稻谷霉菌带菌量的对比如表3所示。
表3 本发明稻谷复合防霉剂应用实施例1、4，双乙酸钠和空白例的稻谷霉菌带菌量对比表
注：表中“-”表示未添加。
由表3可知，本发明稻谷复合防霉剂应用实施例1、4对稻谷霉菌均具有较好的抑制效果，90d内，稻谷的带菌量均控制在104 CFU/g以内，且随着储藏时间的延长，本发明稻谷复合防霉剂应用实施例1、4对霉菌的抑制效果相对于双乙酸钠越来越好。
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