一種生物源果蔬保鮮劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于食品保鮮技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生物源果蔬保鮮劑及其制備方法和 應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)是世界最大的水果和蔬菜生產(chǎn)國(guó)，但果蔬在采摘后仍然具有較為旺盛的呼吸 代謝，需要消耗自身的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及能量，會(huì)導(dǎo)致其風(fēng)味發(fā)生改變，另外，采摘的鮮活農(nóng)產(chǎn)品 長(zhǎng)附著有微生物，可能會(huì)侵染農(nóng)產(chǎn)品，導(dǎo)致鮮活農(nóng)產(chǎn)品的腐敗變質(zhì)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，蔬菜水果腐爛 變質(zhì)大約有90%是由于病原菌的侵入危害造成的，只有10%左右是由于老熟干枯死亡導(dǎo)致 的。受季節(jié)性、區(qū)域性、易腐性的限制及保鮮技術(shù)的落后，果蔬生產(chǎn)總量遠(yuǎn)不能滿足消費(fèi)需 求；另一方面，果蔬產(chǎn)品在自然條件下的貯運(yùn)銷售等采后流通過(guò)程中損耗高達(dá)20%_35%，年 損失1800億元人民幣，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，提高貯藏或保鮮技術(shù)以延長(zhǎng)、保持果蔬品質(zhì)，對(duì) 果蔬產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)健康發(fā)展具有十分重要的意義。
[0003] 近幾年，我國(guó)果蔬貯藏保鮮技術(shù)有了快速發(fā)展，如低溫貯藏、氣調(diào)貯藏、減壓貯藏、 輻射貯藏、化學(xué)防腐保鮮、基因工程保鮮技術(shù)等，但這些技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中還存在很多 問(wèn)題，常造成果蔬產(chǎn)品質(zhì)量的下降，乃至引起食品安全問(wèn)題。具體的，不同果蔬對(duì)低溫、壓力 的耐受度有一定范圍，采用低溫或減壓貯藏時(shí)，范圍控制不當(dāng)會(huì)破壞果蔬營(yíng)養(yǎng)成分和外觀 品質(zhì)，影響果蔬食用安全；氣調(diào)貯藏中氣體成分比例的不同不僅會(huì)破壞果蔬的感官性，加速 果蔬的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失，使果蔬失去原有風(fēng)味，還會(huì)促進(jìn)一些厭氧性致病菌在果實(shí)上生長(zhǎng)繁 殖，威脅果蔬產(chǎn)品質(zhì)及食用安全；輻射的劑量范圍是影響果蔬營(yíng)養(yǎng)和品質(zhì)的重要因素，新鮮 果蔬的輻射處理要選用相對(duì)低的劑量，否則會(huì)使果蔬變軟并損失大量營(yíng)養(yǎng)成分，嚴(yán)重時(shí)還 會(huì)產(chǎn)生毒性；通過(guò)基因修飾、基因沉默、基因表達(dá)調(diào)節(jié)等措施可延緩其后熟，但是否會(huì)改變 果蔬品質(zhì)，以及食用轉(zhuǎn)基因果蔬的安全性目前尚無(wú)定論，存在食用風(fēng)險(xiǎn)；另常用的保鮮方法 即是使用化學(xué)防腐，常用的化學(xué)合成保鮮劑如多菌靈、托布津、噻菌特、聯(lián)苯二氧化氯、鄰苯 酚鈉、聯(lián)苯等，大多數(shù)都是殺菌劑，通過(guò)抑制或殺滅病原菌，達(dá)到防腐效果，然而抗真菌劑的 長(zhǎng)期、大量使用，會(huì)導(dǎo)致采后病原菌產(chǎn)生抗藥性，也會(huì)在農(nóng)產(chǎn)品及環(huán)境中產(chǎn)生殘留而不易分 解，對(duì)人體和環(huán)境存在著極大的安全隱患，還極大地限制了我國(guó)果蔬在國(guó)際市場(chǎng)上的銷售。
[0004] 隨著生物源農(nóng)藥的安全、環(huán)保特性已深入人心，在農(nóng)藥市場(chǎng)中所占份額越來(lái)越重， 從天然生物中尋找廣譜高效低毒的果蔬防腐劑成為果蔬貯藏保鮮領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，生物保 鮮劑大多直接來(lái)源于生物體自身的組成成分，相比于化學(xué)保鮮劑，有以下優(yōu)點(diǎn)：（1)誘導(dǎo)抗 菌性，可表現(xiàn)出誘導(dǎo)抗菌性而抵御作用于多種病原菌；（2)拮抗性，微生物活體菌體拮抗作 用而抑制果蔬上病原菌的寄生與增殖；（3)高效及多效性；（4)天然性及相對(duì)安全性，既不 會(huì)影響食品的食用特性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，也不會(huì)造成二次污染。目前用于食品及生鮮農(nóng)產(chǎn)品的 生物源防腐保鮮劑主要有NISIN、細(xì)菌素，如：枯草芽胞桿菌、酵母等，然而用于生鮮農(nóng)產(chǎn)品 防腐保鮮的微生物菌劑及其代謝產(chǎn)物，一方面，種類甚少，選擇性小，另一方面，人們多是采 用農(nóng)藥的研究開(kāi)發(fā)手段得到，對(duì)其生產(chǎn)工藝及制劑加工技術(shù)的優(yōu)化、制劑對(duì)生鮮農(nóng)產(chǎn)品的 新鮮程度及營(yíng)養(yǎng)、對(duì)附著微生物的抑制等還缺乏深入研究，應(yīng)用受到限制。
[0005] 可見(jiàn)，在果蔬產(chǎn)業(yè)中迫切需要新型的高效的防腐、保鮮、無(wú)公害產(chǎn)品及技術(shù)，以取 代和完善現(xiàn)有果蔬保鮮技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種生物源果蔬保鮮劑及其制備方法和應(yīng)用，采 用的技術(shù)方案是： 一種生物源果蔬保鮮劑，所述保鮮劑由包括以下的原料制備而成：3-8體積份數(shù)的NAC蛋白溶液、〇. 5-2質(zhì)量份數(shù)的蛋白質(zhì)載體、0. 05-2質(zhì)量份數(shù)的活性氧化鋁和0. 01-1質(zhì)量份 數(shù)的表面活性劑，所述NAC蛋白溶液中NAC蛋白的濃度為0. 5-3g/100mL。
[0007] 所述果蔬保鮮劑為粉劑、液體制劑或膏狀制劑。
[0008] 優(yōu)選的，所述蛋白質(zhì)載體為硅藻土、高嶺土、或滑石粉。
[0009] 優(yōu)選的，所述表面活性劑為農(nóng)用有機(jī)硅或十二烷基苯磺酸鈉。
[0010] 本發(fā)明還提供上述果蔬保鮮劑的制備方法，所述方法包括以下步驟： ① 菌體培養(yǎng)：挑取畢赤酵母菌菌體至固體PDA培養(yǎng)基上，28°C~37°C恒溫培養(yǎng)24h以 上，再挑取固體PDA培養(yǎng)基上的菌體接種到PDA液體培養(yǎng)基中，在180rpm~200rpm、37°C的 條件下振蕩培養(yǎng)24h以上，得畢赤酵母菌培養(yǎng)液； ② 將畢赤酵母菌培養(yǎng)液以10000rpm~13000rpm離心lOmin，棄上清，以pH值為6. 8的 磷酸鹽緩沖液分散沉淀得分散液，對(duì)分散液進(jìn)行細(xì)胞破碎，測(cè)定并調(diào)整蛋白濃度為〇. 5-3 g/100mL，得NAC蛋白溶液； ③ 按照NAC蛋白溶液體積：蛋白質(zhì)載體質(zhì)量：活性氧化鋁質(zhì)量：表面活性劑質(zhì)量為 3-8: 0. 5-2 :0. 05-2 :0. 01-1，向NAC蛋白溶液中加入蛋白質(zhì)載體、活性氧化鋁和表面活性 劑，混合均勻，得含NAC蛋白的果蔬保鮮劑。
[0011] 進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供上述果蔬保鮮劑的應(yīng)用，應(yīng)用時(shí)加800-1200倍質(zhì)量的水 得稀釋液，直接噴霧至果蔬，然后晾干；或者將果蔬浸入稀釋液l_2min后取出晾干。
[0012] 上述技術(shù)方案中，本發(fā)明提供一種生物源果蔬保鮮劑，廣泛適用于蘋果、梨、桃、柑 橘、蒸枝、香蕉、芒果、草莓、葡萄、番前、辣椒、黃瓜、西瓜、香瓜等蔬菜水果的保鮮。當(dāng)蔬菜水 果采摘下來(lái)后，其生命力變?nèi)酰共∠x(chóng)害能力降低，易被病原菌侵入造成腐爛變質(zhì)。NAC植物 免疫蛋白，提取自畢赤酵母菌（/fe/mwiafts,保藏單位為中國(guó)微生物菌種保藏管理 委員會(huì)普通微生物中心，簡(jiǎn)稱CGMCC，保藏單位地址為：北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)， 中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，保藏編號(hào)為CGMCC2. 1838)，經(jīng)菌體培養(yǎng)、細(xì)胞破碎而得到，含 NAC蛋白的溶液中蛋白濃度的測(cè)定可借助考馬斯亮藍(lán)法，蛋白濃度的調(diào)整可借助稀釋或硫 酸銨沉淀、重新分散等方法，NAC蛋白，是植物免疫蛋白，可以提高植物的免疫力或抗病性， 當(dāng)NAC植物免疫蛋白噴霧或浸潤(rùn)處理蔬菜水果后，通過(guò)提高蔬菜和水果抗病性，抵抗弱寄 生菌的侵入；活性氧化鋁具有許多毛細(xì)孔道，比表面積大，具有高分散性和催化活性，本課 題組還發(fā)現(xiàn)活性氧化鋁具有抑制光學(xué)電子傳遞，抑制光合作用，殺菌的功效，表面活性劑具 有降低水的表面張力、增加藥液在靶標(biāo)生物上的擴(kuò)展面積和提高農(nóng)藥有效利用率的作用， 優(yōu)選采用有機(jī)硅表面活性劑，有機(jī)硅表面活性劑是一種高效、環(huán)保的非離子型有機(jī)硅表面 活性劑，其優(yōu)勢(shì)具體表現(xiàn)在以下方面：（1)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為〇. 1%即能夠使水的表面張力從 72. 4mN/m約降到21mN/m; (2)是一種超級(jí)鋪展劑，其鋪展能力是無(wú)硅類表面活性劑的40倍 以上，使得藥液基本上平鋪在生物靶標(biāo)上；（3)促進(jìn)藥液快速吸收，提高藥液的耐雨水沖刷 能力，氣孔是藥劑進(jìn)入植物體的主要途徑之一，有機(jī)硅表面活性劑能使藥液的表面張力低 于植物葉表面潤(rùn)濕臨界值(約25mN/m)，能促使藥液由氣孔直接滲透進(jìn)入表皮，增加農(nóng)藥的 使用可靠性，減少在雨季的噴霧次數(shù)；（4)提高農(nóng)藥的有效利用率，降低農(nóng)藥投放量，減少 環(huán)境污染，采用常規(guī)的助劑農(nóng)藥，只有20%~30%的藥液能夠留在作物的葉片上，利用率很 低，70%~80%的農(nóng)藥都流失到了土壤中，對(duì)環(huán)境危害嚴(yán)重。采用新型有機(jī)硅表面活性劑， 在保持同樣藥效的條件下，可減少農(nóng)藥使用量30%~50%，減少了農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染；（5) 節(jié)約施藥時(shí)的用水量，傳統(tǒng)的噴霧方法每公頃用水量大約是600~750kg;使用少量有機(jī)硅 助劑以后，可以降低到每公頃220~300kg;如果配合低容量噴霧技術(shù)，每公頃用水量還可 以降低到75~150kg; (6)毒性小、在泥土中會(huì)發(fā)生分解，在氧氣的作用下會(huì)進(jìn)一步氧化降 解成自然界存在的二氧化碳、水和硅酸，不產(chǎn)生生物積累，對(duì)環(huán)境安全，符合長(zhǎng)期環(huán)保要求。 本發(fā)明的保鮮劑中NAC蛋白和活性氧化鋁通過(guò)協(xié)同抗菌作用，使得保鮮效果有了顯著的增 強(qiáng)。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是：（1)在全球提倡綠色化學(xué)的今天，本發(fā)明的生物源果蔬保 鮮劑沒(méi)有化學(xué)防腐劑保鮮劑所帶來(lái)的健康危害、環(huán)境污染、農(nóng)藥殘留及抗藥性等問(wèn)題，且有 貯藏條件易控制、對(duì)人體無(wú)毒無(wú)害、符合"高效、安全、經(jīng)濟(jì)、便利"的發(fā)展趨勢(shì)；（2)，制備方 法簡(jiǎn)單，適用的果蔬品種多，加工制備及應(yīng)用易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，在果蔬貯藏上有很大的經(jīng)濟(jì) 價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為紅提處理后10天拍攝的照片； 圖2A、2B分別為草莓以實(shí)施例1的保鮮劑稀釋劑處理、清水處理后7天拍攝的照片； 圖3A、3B分別為柑橘以實(shí)施例1的保鮮劑稀釋劑處理、清水處理后14天拍攝的照片； 圖4A、4B分別為葡萄以實(shí)施例1的保鮮劑稀釋劑處理、清水處理后8天拍攝的照片； 圖5A、5B分別為桃以實(shí)施例1的保鮮劑稀釋劑處理、清水處理后8天拍攝的照片； 圖6為西紅柿處理后7天拍攝的照片； 圖7A、7B分別為黃瓜以實(shí)施例1的保鮮劑稀釋劑處理、未處理13天后的照片。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 以下結(jié)合【具體實(shí)施方式】及附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方 法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法；所用的材料、試劑等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得 至 1J，所述體積份數(shù)以mL計(jì)，質(zhì)量份數(shù)以g計(jì)。
[0016] 本發(fā)明以NAC蛋白液為主要組分，輔以活性氧化鋁，并添加蛋白質(zhì)載體和表面活 性劑制得一種生物源果蔬保鮮劑，其組成配伍示例見(jiàn)表1，其中所述的NAC蛋白液為畢赤酵 母菌CGMCC2. 1838破壁處理后的細(xì)胞破碎液，其NAC蛋白的含量控制在0. 5-3g/100mL，活 性氧化鋁為納米級(jí)，優(yōu)選粒徑為lym以下，蛋白質(zhì)載體可選用硅藻土、高嶺土、或滑石粉， 表面活性劑可選有機(jī)硅類或十二烷基苯磺酸鈉。
[0017] 表1生物源果蔬保鮮劑原料組成配伍示例
[0018] 制備實(shí)施例 以實(shí)施例1為例說(shuō)明本發(fā)明的生物源果蔬保鮮劑的制備方法： ①菌體培養(yǎng)：挑取畢赤酵母菌（/YcAia/krazefliafts)菌體(一小塊即可）至固體PDA培 養(yǎng)基上，在28°C~37°C的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h以上，再在培養(yǎng)好的固體PDA培養(yǎng)基上的 挑取少量菌體接種到PDA液體培養(yǎng)基中(接種量一般控制在1環(huán)菌體接種至1L培養(yǎng)基中)， 在180rpm~200rpm、37°C的條件下振蕩培養(yǎng)24h以上，得畢赤酵母菌培養(yǎng)液，此時(shí)，畢