阅读说明：本技术 一种果蔬用蛋白防腐涂层及其制备方法 (Protein anticorrosive coating for fruits and vegetables and preparation method thereof ) 是由 卜云飞 王耀彬 顾娅馨 张芸榕 费嘉雯 于 2020-12-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种果蔬用蛋白防腐涂层及其制备方法,该防腐涂层包括质量比为20～25：6～8：1～2：6～8的蛋清、甘油、蛋黄、抗氧化剂和纤维素纳米晶；该防腐涂层的制备方法包括以下步骤：(1)制备纤维素纳米晶；(2)取鸡蛋清分散到水中,加入甘油搅拌,然后将混合液pH值调整到10～12,继续搅拌至混合液均匀；(3)将抗氧化剂分散在水中后加入步骤(2)中的混合液中继续搅拌；(4)将纤维素纳米晶分散在水中后加入步骤(3)中的混合液中搅拌至均匀,然后冷却至室温。该涂层能够抑制微生物生长,同时降低微环境中的O-2和CO-2,能够保持水果的新鲜度良好的机械性能、保鲜性和抗菌性,形成的薄膜具有良好的机械性能,并且对人体无毒无害,易清洗,制备简单。(The invention discloses a protein anticorrosive coating for fruits and vegetables and a preparation method thereof, wherein the anticorrosive coating comprises the following components in mass ratio of 20-25: 6-8: 1-2: 6-8 of egg white, glycerol, egg yolk, an antioxidant and cellulose nanocrystals; the preparation method of the anticorrosive coating comprises the following steps: (1) preparing cellulose nanocrystals; (2) dispersing egg white into water, adding glycerol, stirring, adjusting the pH value of the mixed solution to 10-12, and continuously stirring until the mixed solution is uniform; (3) dispersing an antioxidant in water, adding the antioxidant into the mixed solution obtained in the step (2), and continuously stirring; (4) and (4) dispersing the cellulose nanocrystals in water, adding the dispersed cellulose nanocrystals into the mixed solution obtained in the step (3), stirring the mixture until the mixture is uniform, and then cooling the mixture to room temperature. The coating can inhibit the growth of microorganisms and simultaneously reduce O in the microenvironment 2 And CO 2 Machine capable of keeping good freshness of fruitsThe formed film has good mechanical property, is nontoxic and harmless to human bodies, is easy to clean and is simple to prepare.)

一种果蔬用蛋白防腐涂层及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种防腐涂层及其制备方法，更具体地，涉及一种果蔬用蛋白防腐涂层及其制备方法。

背景技术

据统计，全球生产的三分之一的易腐粮食由于运输时间过长、保鲜技术较低等原因造成大量的浪费。这一问题在水果和蔬菜等新鲜农产品中尤为突出，每年约有40％至50％的农作果物因腐烂问题被直接丢弃，影响这些农产品质量和采后寿命的主要因素是失水或脱水、质地恶化、呼吸和衰老过程以及微生物生长。通过控制这些因素，开发成本效益高且绿色解决方案来延长农产品保存期减少浪费至关重要。目前市面上防止水果腐烂的方法单一，主要有物理防腐和化学防腐两种。物理防腐是通过一些物理方法来延长水果的寿命，如真空保鲜法、冷藏保鲜法，前者由于对容器材料的耐压能力要求特别高，对技术的要求严格，投资大且成本高，后者一定局限性，对于热带水果而言，在较低温度下容易被冻伤，且冷藏法需要特殊的设备，经济消耗高；而化学防腐常通过添加食品防腐剂或制造防腐涂膜的方法来保鲜，食品防腐剂和防腐涂膜都具有一定毒副作用。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种无毒副作用、成本低的果蔬用蛋白防腐涂层，本发明的另一目的是提供该蛋白防腐涂层的制备方法。

技术方案：本发明所述的果蔬用蛋白防腐涂层，包括质量比为10～30：6～8：2～3：1～2：6～8的蛋清、甘油、可食用疏水剂、抗氧化剂和纤维素纳米晶。

其中，可食用疏水剂为蛋黄，蛋黄中富含脂肪酸，能够降低甘油亲水性，避免其吸水膨胀；抗氧化剂为纯度不小于99.5％的姜黄素、茶多酚或大蒜素，能够抵抗外界细菌、真菌及其他微生物进入水果，还能够降低微环境中的氧气含量，有助于水果保鲜。

本发明所述的果蔬用蛋白防腐涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备纤维素纳米晶；

(2)取鸡蛋清分散到水中，加入甘油搅拌，然后将混合液pH值调整到10～12，继续搅拌至混合液均匀；

(3)将抗氧化剂分散在水中后加入步骤(2)中的混合液中继续搅拌；

(4)将纤维素纳米晶分散在水中后加入步骤(3)中的混合液中搅拌至均匀，然后冷却至室温。

其中。步骤(1)包括以下步骤：

(11)取茶梗粉末置于索氏抽提器中，加入苯-醇溶液抽提6～8h，自然风干备用；

(12)取抽提后的茶梗粉末置于振荡水浴锅中，加入NaClO₂粉末和冰醋酸直到样品变白，洗涤至中性，冷冻干燥后备用；

(13)取步骤(12)中处理好的茶梗粉末置于KOH溶液中进行水浴处理，洗涤至中性，冷冻干燥后备用；

(14)取步骤(13)中处理好的茶梗粉末置于硫酸溶液中搅拌均匀后加入蒸馏水终止反应，透析至中性，得到CNC胶体，离心分离提纯样品，冷冻干燥得到纤维素纳米晶体。

其中，步骤(11)中苯-醇溶液为体积比1～2∶1的甲苯/乙醇混合溶液，抽提温度为90℃～95℃；步骤(12)中水浴温度为75～80℃，茶梗粉末和NaClO₂粉末、冰醋酸的使用量为4g：7～9g：1mL，NaClO₂粉末、冰醋酸分5～6次每隔1～2h加入反应液中，(13)中水浴温度为80～85℃，茶梗粉末和KOH溶液的使用量为4g：100～120mL，KOH溶液质量分数为8％～10％；步骤(14)中茶梗粉末在硫酸溶液中搅拌温度为45～50℃，茶梗粉末与硫酸溶液使用量为2g：30～40mL，硫酸溶液质量百分数为63％～68％。

其中，步骤(2)中蛋清和水体积使用量为1g：15～20mL，调整pH时使用氢氧化钠球团，搅拌温度为80～90℃，在鸡蛋和甘油的混合液中加入分散均匀的蛋黄溶液，以降低甘油的亲水性。

工作原理：蛋类蛋白质聚合物链的流动性和灵活性，经干燥形成有中等气体阻隔性的可食用膜为了阻隔气体，减弱水果在空气中的呼吸作用，甘油能够降低蛋白质链的分子间力，增加蛋白质聚合物链的流动性和灵活性，经甘油塑化后的蛋白膜能够覆盖形状不规则的物体，蛋黄中富含脂肪酸，是疏水物质，能够提高甘油的疏水性，防止其吸水膨胀，缓解材料对水分的敏感性，抗氧化剂具有抗菌、抗真菌和抗生物膜的特性，能够减少水果表面的微生物生长，同时也降低微环境中的O₂和CO₂，有助于保持水果的新鲜度，配方中分布均匀的纤维素纳米晶，能够实现对膜的机械加固，同时起到对气体和水分的隔绝作用，纳米复合材料制作的薄膜有良好的机械性能，经过单轴和双轴拉伸测试，证明该薄膜十分柔韧，适合于不同形状的果实，且在存储和运输过程能够维持其原有形态、保鲜性和抗菌性，且对人体无毒无害，易清洗。

有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：1、该涂层能够抑制微生物生长，同时降低微环境中的O₂和CO₂，能够保持水果的新鲜度良好的机械性能、保鲜性和抗菌性；2、该涂层形成的薄膜具有良好的机械性能；3、涂层对人体无毒无害，易清洗，制备简单。

具体实施方式

称取10g茶梗粉末，用滤纸包好置于索氏抽提器中，加入苯-醇溶液，甲苯/乙醇溶液体积比为2∶1，在95℃下抽提6h，自然风干备用；将4g抽提后的茶梗粉末置于75℃的振荡水浴锅中，每隔1h加入1.5g NaClO₂和1mL的冰醋酸，以除去木质素，重复5～6次直到试样变白，洗涤至中性，冷冻干燥后备用，将4g处理好的茶梗粉末置于100mL质量分数为8％的KOH溶液中，80℃水浴处理3h后，利用去离子水洗涤至中性，冷冻干燥后备用；将2g冷冻干燥的茶梗粉末于30mL含量为63％的硫酸溶液中，在45℃下磁力搅拌处理，反应125分钟后，加入500mL蒸馏水终止反应，透析至中性，得到CNC胶体，高速离心分离提纯样品，冷冻干燥得到纤维素纳晶体。

称取10g蛋清用磁力搅拌机分散到150mL去离子水中，加入3g甘油，共同搅拌15min，加入氢氧化钠球团调整溶液pH至10，在80℃下搅拌15min，加入质量为1.5g的蛋黄，继续搅拌5min，加入0.5g姜黄素粉溶液，将1.5g纤维素纳米晶粉末完全溶解后加入溶液，继续搅拌5min，冷却至室温，即得到涂层材料。使用时将果蔬完全浸入涂层材料中，然后悬挂1分钟，再次将果蔬放入涂层材料中浸渍，并于室温下自然晾干。经过实验，在20天内，无涂层的芒果质量减少量相对涂层后的芒果质量减少量增加约60％，且未经涂层处理的芒果表面由于失水严重皱缩，而经过涂层处理的芒果在20天内表面光滑；在相同的保存条件下，经过涂层处理的香蕉表面出现小黑点的时间相对未涂层的晚10天，能够多保存15天，且出现黑点的面积要小。可见，此涂层材料对水果有较好的保鲜作用。

将大肠杆菌接种在涂膜上，经过24h过夜孵育导致细菌滴度为零，而空白对照组显示出超过104倍的菌落形成细菌的浓度。由此可见，该薄膜能有效地抑制细菌在水果表面的生长。