本发明属于防腐技术领域，涉及一种天然防腐剂，特别涉及一种薄荷油水溶性固体防腐剂。
背景技术：
保质保鲜是食品在生产、运输、销售过程中的重要问题。为保证食品在较长时间段内的可使用性，需要在食品中添加防腐剂。目前，市售食品中添加的防腐剂主要为人工防腐剂，例如苯甲酸钠、山梨酸钾等，其具有一定的防腐效果，但同时具有以下缺点：人工防腐剂的抑菌范围狭隘，有一定的产品ph限制；另外，长期食用人工防腐剂可能会对身体产生慢性伤害。
多种天然植物中存在抑菌防腐的有效成分，其中薄荷油具有广谱抑菌效应，对多种微生物生长起到抑制作用。但是薄荷油极易挥发，几乎不溶于水，分散性较差，成品不稳定，难以添加入食品中。
技术实现要素：
针对上述的缺陷和需求，本发明提出了一种薄荷油水溶性固体防腐剂及其制备与应用，其目的在于解决薄荷油的稳定性问题。
为实现上述目的，本发明提出了一种薄荷油水溶性固体防腐剂，是包合物，所述包合物包括薄荷油和包合剂为原料制备而成，所述薄荷油与所述包合剂的质量比为1：1-1：20，所述包合剂是环糊精和环糊精衍生物的复配包合剂。
进一步地，所述薄荷油与所述包合剂的质量比为1：8-1：10。
进一步地，所述环糊精和所述环糊精衍生物的质量比为1：1-10：1，所述环糊精是α-cd、β-cd及γ-cd中的一种或两种以上复配而成，所述环糊精衍生物是g-βcyd、2g-βcyd、2-hp-βcyd、dm-βcyd及2-ahp-βcyd中的一种或两种以上复配而成。
更进一步地，所述包合剂由所述β-cd与所述g-βcyd复配而成，所述β-cd与所述g-βcyd的质量比为7：3-8：2。
一种薄荷油水溶性固体防腐剂的制备方法，其特征在于，采用饱和水溶液法： 环糊精与环糊精衍生物复配成包合剂溶液，将薄荷油和无水乙醇的混合溶液缓慢滴入所述包合剂溶液中至饱和，经后处理得到固体包合物，所述薄荷油和所述无水乙醇的体积比是1：1-1：10。
进一步地，所述饱和水溶液法包括如下步骤：
(1)将环糊精和环糊精衍生物溶于水中，搅拌并加热溶解，即得复配包合剂溶液；
(2)冷却步骤(1)所述的复配包合剂溶液，当降温至起始包合温度t1＝40-50℃时，开始缓慢滴入薄荷油和无水乙醇的混合溶液，同时继续降温至保温包合温度t2＝30-40℃，保温1-2h，即得包合物饱和溶液；
(3)冷却放置步骤(2)所述的包合物饱和溶液，依次经抽滤、洗涤、干燥处理得到固体包合物。
更进一步地，步骤(2)所述起始包合温度t1是45℃，所述保温包合温度t2是35℃。
更进一步地，步骤(2)所述薄荷油和无水乙醇的体积比是1：3-1：4。
一种所述的薄荷油水溶性固体防腐剂的应用，其特征在于，应用于食品。
本发明的有益效果在于：本发明提出的一种薄荷油水溶性固体防腐剂，是薄荷油包合物，其包合剂通过环糊精β-cd和环糊精衍生物g-βcyd复配而成。g-βcyd具有亲水基团，可增加包合剂的水溶性；β-cd分解后产生的葡萄糖较少，有益于糖尿病人等食品消费群体。
本发明提出的一种薄荷油水溶性固体防腐剂的制备方法，薄荷油先按一定比例与无水乙醇混合，再进行包合，可促进薄荷油与包合剂进行包合；分别控制起始包合温度和保温包合温度，可有效防止薄荷油中部分有效成分的挥发，同时保障包合完全。
本发明提出的一种薄荷油水溶性固体防腐剂可食用，具有抑菌效果，且稳定性好，可添加于食品中。
具体实施方式
实施例1薄荷油水溶性固体防腐剂的制备
本实施例提出的一种薄荷油水溶性固体防腐剂，是薄荷油包合物，包合剂是 β-cd和g-βcyd的复配包合剂，薄荷油、β-cd和g-βcyd的质量比为1：7：3。
可选的，薄荷油、β-cd和g-βcyd的质量比还可以为1：14：6。
可选的，薄荷油、β-cd和g-βcyd的质量比还可以为1：0.7：0.3。
采用饱和水溶液法按照上述配比制备薄荷油水溶性固体防腐剂，具体步骤为：分别称取β-cd和g-βcyd，加入去离子水，搅拌并加热至60℃溶解，得到复配包合剂溶液；冷却复配包合剂溶液，当温度降低至起始包合温度t1＝45℃时，开始缓慢滴入体积比为1：4的薄荷油和无水乙醇的混合溶液，待温度降低至保温包合温度t2＝35℃时，薄荷油和无水乙醇的混合溶液全部滴加完，保温2h，得到包合物饱和溶液；将饱和溶液置于冰箱中冷却24h，析出包合物；抽滤含有包合物的固液混合物，得到固体包合物，然后依次用无水乙醇和去离子水洗涤；将洗涤后包合物干燥12h。
包合率(％)＝(包合物中薄荷油含量(ml)×包合物重量(g))/薄荷油和包合剂的总重量(g)×100％，其中，包合物中薄荷油含量是利用紫外分光光度法测定包合物吸光度，从而计算其含量。计算得出本实施例的包合率为15.41％。
实施例2薄荷油水溶性固体防腐剂的制备
本实施例提出的一种薄荷油水溶性固体防腐剂，是薄荷油包合物，包合剂是β-cd和g-βcyd的复配包合剂，薄荷油、β-cd和g-βcyd的质量比为1.2：8：2。
可选的，薄荷油、β-cd和g-βcyd的质量比还可以为1.25：16：4。
可选的，薄荷油、β-cd和g-βcyd的质量比还可以为1：4：1。
采用饱和水溶液法按照上述配比制备薄荷油水溶性固体防腐剂，具体步骤为：分别称取β-cd和g-βcyd，加入去离子水，搅拌并加热至65℃溶解，得到复配包合剂溶液；冷却复配包合剂溶液，当温度降低至起始包合温度t1＝50℃时，开始缓慢滴入体积比为1：6的薄荷油和无水乙醇的混合溶液，待温度降低至保温包合温度t2＝40℃时，薄荷油和无水乙醇的混合溶液全部滴加完，保温2h，得到包合物饱和溶液；将饱和溶液置于冰箱中冷却12h，析出包合物；抽滤含有包合物的固液混合物，得到固体包合物，然后依次用无水乙醇和去离子水洗涤；将 洗涤后包合物干燥10h。
计算得出本实施例的包合率为15.13％。
实施例3薄荷油水溶性固体防腐剂的制备
本实施例提出的一种薄荷油水溶性固体防腐剂，是薄荷油包合物，包合剂是β-cd和g-βcyd的复配包合剂，薄荷油、β-cd和g-βcyd的质量比为1：6：2。
可选的，薄荷油、β-cd和g-βcyd的质量比还可以为1：13：5。
可选的，薄荷油、β-cd和g-βcyd的质量比还可以为1：2：1。
采用饱和水溶液法按照上述配比制备薄荷油水溶性固体防腐剂，具体步骤为：分别称取β-cd和g-βcyd，加入去离子水，搅拌并加热至60℃溶解，得到复配包合剂溶液；冷却复配包合剂溶液，当温度降低至起始包合温度t1＝40℃时，开始缓慢滴入体积比为1：8的薄荷油和无水乙醇的混合溶液，待温度降低至保温包合温度t2＝30℃时，薄荷油和无水乙醇的混合溶液全部滴加完，保温1h，得到包合物饱和溶液；将饱和溶液置于冰箱中冷却18h，析出包合物；抽滤含有包合物的固液混合物，得到固体包合物，然后依次用无水乙醇和去离子水洗涤；将洗涤后包合物干燥18h。
计算得出本实施例的包合率为8.58％。
实施例4薄荷油水溶性固体防腐剂的制备
本实施例提出的一种薄荷油水溶性固体防腐剂，是薄荷油包合物，包合剂是γ-cd和dm-βcyd的复配包合剂，薄荷油、γ-cd和dm-βcyd的质量比为1：7：3。
可选的，薄荷油、γ-cd和2-ahp-βcyd的质量比还可以为1：7：3。
可选的，薄荷油、γ-cd和2-hp-βcyd的质量比还可以为1：7：3。
采用饱和水溶液法按照上述配比制备薄荷油水溶性固体防腐剂，具体步骤为：分别称取γ-cd和dm-βcyd，加入去离子水，搅拌并加热至55℃溶解，得到复配包合剂溶液；冷却复配包合剂溶液，当温度降低至起始包合温度t1＝47℃时，开始缓慢滴入体积比为1：10的薄荷油和无水乙醇的混合溶液，待温度降低 至保温包合温度t2＝37℃时，薄荷油和无水乙醇的混合溶液全部滴加完，保温2h，得到包合物饱和溶液；将饱和溶液置于冰箱中冷却24h，析出包合物；抽滤含有包合物的固液混合物，得到固体包合物，然后依次用无水乙醇和去离子水洗涤；将洗涤后包合物干燥12h。
计算得出本实施例的包合率为14.46％。
实施例5薄荷油水溶性固体防腐剂的制备
本实施例提出的一种薄荷油水溶性固体防腐剂，是薄荷油包合物，包合剂是α-cd和2g-βcyd的复配包合剂，薄荷油、α-cd和2g-βcyd的质量比为1.2：8：2。
可选的，薄荷油、α-cd和dm-βcyd的质量比还可以为1.2：8：2。
可选的，薄荷油、α-cd和2-hp-βcyd的质量比还可以为1.2：8：2。
采用饱和水溶液法按照上述配比制备薄荷油水溶性固体防腐剂，具体步骤为：分别称取β-cd和g-βcyd，加入去离子水，搅拌并加热至70℃溶解，得到复配包合剂溶液；冷却复配包合剂溶液，当温度降低至起始包合温度t1＝47℃时，开始缓慢滴入体积比为1：2的薄荷油和无水乙醇的混合溶液，待温度降低至保温包合温度t2＝33℃时，薄荷油和无水乙醇的混合溶液全部滴加完，保温1.5h，得到包合物饱和溶液；将饱和溶液置于冰箱中冷却18h，析出包合物；抽滤含有包合物的固液混合物，得到固体包合物，然后依次用无水乙醇和去离子水洗涤；将洗涤后包合物干燥10h。
计算得出本实施例的包合率为9.42％。
实施例6薄荷油水溶性固体防腐剂的制备
本实施例提出的一种薄荷油水溶性固体防腐剂，是薄荷油包合物，包合剂是β-cd、g-βcyd和dm-βcyd的复配包合剂，薄荷油、β-cd、g-βcyd和dm-βcyd的质量比为1：6：1：1。
可选的，薄荷油、β-cd、2-hp-βcyd和2-ahp-βcyd的质量比还可以为1：6：1：1。
可选的，薄荷油、β-cd、γ-cd和g-βcyd的质量比还可以为1：6：1：1。
采用饱和水溶液法按照上述配比制备薄荷油水溶性固体防腐剂，具体步骤为：分别称取β-cd和g-βcyd，加入去离子水，搅拌并加热至50℃溶解，得到复配包合剂溶液；冷却复配包合剂溶液，当温度降低至起始包合温度t1＝43℃时，开始缓慢滴入体积比为1：8的薄荷油和无水乙醇的混合溶液，待温度降低至保温包合温度t2＝37℃时，薄荷油和无水乙醇的混合溶液全部滴加完，保温1h，得到包合物饱和溶液；将饱和溶液置于冰箱中冷却18h，析出包合物；抽滤含有包合物的固液混合物，得到固体包合物，然后依次用无水乙醇和去离子水洗涤；将洗涤后包合物干燥18h。
计算得出本实施例的包合率为10.42％。
实施例7薄荷油水溶性固体防腐剂的食品直接涂抹抑菌实验
本实施例中的抑菌食品是新鲜草莓，薄荷油水溶性固体防腐剂中薄荷油、β-cd和g-βcyd的质量比为1：7：3。
实验过程为：取新鲜草莓样品，纵向切开，在样品的切剖面直接涂抹薄荷油水溶性固体防腐剂，然后将样品置于37℃恒温密封环境中，保存72h，观察样品表面的生菌面积。防腐剂的涂抹量，不同时间、不同样品表面生菌面积见表1。
表1食品直接涂抹法抑菌实验表
结果表明，涂抹防腐剂的草莓样品的表面生菌面积很小，未涂抹防腐剂的草莓样品表面生长出大量的霉菌，因此薄荷油水溶性固体防腐剂具有良好的抑菌效果。
实施例8薄荷油水溶性固体防腐剂的滤纸片法抑菌实验
本实施例采用的实验菌种是m1、m5、y89、y99、b184及b186，抑菌剂是薄荷油水溶性固体防腐剂和苯甲酸钠，薄荷油水溶性固体防腐剂中薄荷油、β-cd和g-βcyd的质量比为1.2：8：2。
吸取50ul含活化菌种的tsb液体培养基至tsa培养基中均匀涂布，置于30℃的培养箱中5min，干燥培养基表面，用无菌镊子将滤纸片贴在培养基表面，滤纸片中含有浓度为0.1％的抑菌剂，轻压滤纸片使之接触良好，将培养基置于30℃的培养箱中24h，观察抑菌圈大小并测定其直径，结果见表2。
表2滤纸片法抑菌实验表
结果表明，在相同条件下，相较于人工防腐剂-苯甲酸钠，薄荷油水溶性固体防腐剂的抑菌效果更好。