本发明涉及食品保鲜技术领域，具体涉及一种纳米微胶囊保鲜剂及其制备方法和应用。
背景技术：
微胶囊技术是指通过一定的加工工艺，将固态物质、液体甚至气体物质，利用天然或人工合成的高分子材料包埋在微小而密封的胶囊中，形成具有密封或半透性的囊膜结构。形成囊膜的高分子材料称为壁材，被包裹的固体物质、液体或气体称为芯材。微胶囊的大小和形状由于各制备条件的不同，而有所不同。通常情况下，微胶囊的粒径范围在1-1000μm内，壁材厚度一般为0.2-10μm。由于微胶囊结构特点，能改变芯材的物理性质提高其理化稳定性，使芯材避免受到外界环境的不良影响，减小芯材在贮藏过程中的损失，并且能控制芯材使其持续不断的缓慢释放；微胶囊还能掩盖芯材的不良气味，改善芯材的颜色，减低芯材的毒性。目前，微胶囊化技术被广泛应用于医学、药品、食品、化妆品、涂料、油墨等领域。
纳米胶囊是一种外观呈现球状，具有核壳结构的粒子。其壳结构的材料通常为能够在交联剂作用下形成聚合物大分子。在天然可降解纳米胶囊领域，海藻酸纳、壳聚糖和明胶等天然高分子材料是理想的壁材原料。本发明采用纳米sio2结合天然高分子材料为壁材。因为纳米sio2是一种具一定抗菌性和纳米特性的无味、无污染的非金属材料，sio2复合膜用于食品贮藏保鲜的机理是复合膜的硅氧键对co2和o2具有吸附、溶解、扩散和释放作用，可以调节膜内外co2和o2两种气体的交换量，在一定程度上抑制了果蔬的呼吸速率，类似气调包装，能显著提高食品的保鲜效率。
进一步，以纳米复合膜为壁材，以天然精油为芯材，制备成纳米微胶囊，不仅可解决精油中有效抑菌成分不稳定、易挥发等问题，还能有效保护精油成分中抑菌和抗氧化物质免受外界环境影响而发生变质；同时纳米胶囊具有粒径小、热稳定性好、缓释能力强等优点，且制备工艺简单易行，在食品保鲜领域具备广阔的应用前景。
生姜(zingiberofficinaleroscoe)在古代主要作为药物和调料被人们使用，生姜中的成分复杂且丰富，生姜精油作为生姜提取到的主要成分，具有很强的广谱抗菌能力，不止对沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、轮状镰刀霉菌等细菌和真菌有抑制作用，同时对害虫也有很强的抑制作用，生姜精油可以直接导致有害昆虫取食率、存活率和幼虫体重下降。同时，生姜精油还具有抗氧化、抗炎镇痛、抗肿瘤、调节免疫等功效。
综上所述，本发明提出一种以纳米sio2结合天然高分子材料做壁材，生姜精油做芯材，通过乳化交联法制备纳米微胶囊保鲜剂的思路。截至目前，尚未见相似内容的研究报道。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种纳米微胶囊保鲜剂。具体技术方案为：
一种纳米微胶囊保鲜剂，按质量份包括以下组分：生姜精油6～12份；魔芋胶2～4份；海藻酸钠10～20份；纳米sio23～6份。
进一步，一种纳米微胶囊保鲜剂，按质量份包括以下组分：生姜精油6份；魔芋胶3份；海藻酸钠10份；纳米sio23份。
进一步，纳米微胶囊的粒径范围为310-590nm。
优选的，纳米微胶囊的粒径范围为316.7-586.5nm。粒径是一个关键的技术参数，具体应用到新鲜食用菌的保鲜中，粒径过大不容易填满菌丝体，使保鲜效果大打折扣；粒径过小又会导致子实体表面存在很多充满水的空隙，导致样品易受微生物浸染而变质。
本发明制得的纳米微胶囊保鲜剂能够用于高压喷雾器涂膜使用。
本发明的目的之二在于提供一种纳米微胶囊保鲜剂的制备方法。具体技术方案为：
一种纳米微胶囊保鲜剂的制备方法，所述制备方法以纳米sio2-魔芋胶/海藻酸钠复合膜为壁材，以生姜精油为芯材，采用乳化交联法，包覆制备成纳米微胶囊保鲜剂。
进一步，所述制备方法具体包括如下步骤：
1)将上述质量份的纳米sio2溶于1l蒸馏水中，然后加入上述质量份的海藻酸钠、魔芋胶，将制得的溶液恒温水浴加热一段时间；搅拌溶液使其完全溶解，冷却并补足余量的水，制得复合壁材；
2)在制得的复合壁材中加入上述质量份的生姜精油及3～5g单甘酯，磁力搅拌一段时间再进行多次乳液高压均质，即得纳米精油微胶囊保鲜剂。
进一步，根据上述制备方法，步骤1)中恒温水浴的温度为60-80℃；加热时间为2min；优选的加温度为70℃。
进一步，根据上述制备方法，步骤2)中磁力搅拌为20min；乳液高压均质2-4次，均质压力35mpa；优选的均质次数为3次。
进一步，所述乳化交联法采用的多聚磷酸钠、aeo-9、十二烷基硫酸钠、单甘酯中的一种或几种；优选为单甘酯。
本发明的目的之三在于提供纳米微胶囊保鲜剂的应用。
上述纳米微胶囊保鲜剂在新鲜食用菌保鲜中的应用。
一种生姜精油、魔芋胶、海藻酸钠、纳米sio2组合物在制备微胶囊保鲜剂中的应用，所述保鲜剂按质量份计含有生姜精油6～12份，魔芋胶2～4份；海藻酸钠10～20份；纳米sio23～6份；优选的，所述保鲜剂按质量份计含有生姜精油6份；魔芋胶3份；海藻酸钠10份；纳米sio23份。
本发明的有益效果：
1)本发明提供了一种经复合改性的纳米微胶囊保鲜剂，其具有一般传统复合保鲜剂不具备的优良性质，如良好的成膜性、水分阻隔性、透气性、广谱抗菌性、安全性等；同时，生姜精油经包覆制成缓释型的天然精油纳米胶囊粒径小、热稳定性好、缓释能力强，很好的解决了精油中有效抑菌成分不稳定、易挥发、对保鲜对象品质有影响等问题，并且延长了复合保鲜剂的保鲜时效。
2)本发明的制备工艺简单，操作方便，制得的保鲜剂成膜性好且安全高效，适合工业化推广应用。
3)本发明的保鲜剂成分天然、健康、安全，对人体和环境友好，尤其生姜精油、魔芋胶、海藻酸钠等天然成分，不仅具有良好的抗菌保鲜功效，对人体还具有一定的保健作用，符合当前消费者对健康的迫切需求。
具体实施方式
以下将对本发明的优选实施例进行详细描述。优选实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，所举实施例是为了更好地对本发明的内容进行说明，但并不是本发明的内容仅限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述发明内容对实施方案进行非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
纳米微囊保鲜剂的配方及制备(1)
1.将3g纳米sio2溶于1l蒸馏水中，然后加入10g海藻酸钠、2g魔芋胶、将配置好的溶液放于恒温水浴锅中，70℃恒温水浴20min，搅拌使其完全溶解，冷却后，补足余量的水，制得复合壁材。
2.往制得的复合壁材中加入6g的生姜精油及3g单甘酯，磁力搅拌20min，将乳液高压均质3次，均质压力35mpa，均质后即得纳米精油微胶囊保鲜剂。
实施例2
纳米微囊保鲜剂的配方及制备(2)
1.将6g纳米sio2溶于1l蒸馏水中，然后加入20g海藻酸钠、4g魔芋胶、将配置好的溶液放于恒温水浴锅中，70℃恒温水浴20min，搅拌使其完全溶解，冷却后，补足余量的水，制得复合壁材。
2.往制得的复合壁材中加入12g的生姜精油及5g单甘酯，磁力搅拌20min，将乳液高压均质3次，均质压力35mpa，均质后即得纳米精油微胶囊保鲜剂。
实施例3
纳米微囊保鲜剂的配方及制备(3)
1.将4g纳米sio2溶于1l蒸馏水中，然后加入15g海藻酸钠、3g魔芋胶、将配置好的溶液放于恒温水浴锅中，70℃恒温水浴20min，搅拌使其完全溶解，冷却后，补足余量的水，制得复合壁材。
2.往制得的复合壁材中加入8g的生姜精油及4g单甘酯，磁力搅拌20min，将乳液高压均质3次，均质压力35mpa，均质后即得纳米精油微胶囊保鲜剂。
实施例4
纳米微胶囊粒径及包埋率测量(1)
1.制备
将3g纳米sio2溶于1l蒸馏水中，然后加入10g海藻酸钠、2g魔芋胶、将配置好的溶液放于恒温水浴锅中，70℃恒温水浴20min，搅拌使其完全溶解，冷却后，补足余量的水，制得复合壁材。加入6g的生姜精油及3g单甘酯，磁力搅拌20min，将乳液高压均质3次，均质压力35mpa，均质后即得纳米精油微胶囊保鲜剂。
2.测量粒径
用粒径分析仪(bt-9300s，百特)对上述制得的微胶囊进行粒径扫描，计算平均粒径。
3.包埋率评价
包埋率是评价微胶囊制成率的重要指标。由于生姜精油是混合物，如对其中一种物质进行测定进而对生姜精油定量计算，缺乏严谨性，因此采用吸光度值法绘制生姜精油标准曲线，测定生姜精油的含量。具体如下：
称取上述保鲜液与一定量的无水乙醇混合，摇匀后超声1h，离心。取上层清液进行吸光度值的测定，代入生姜精油标准曲线即可求得被包合的生姜精油含量。包埋率用以下公式计算：
结果：上述所得的纳米精油涂膜保鲜剂平均粒径为516.8nm，包埋率为49％。
实施例5
纳米微胶囊粒径及包埋率测量(2)
1.用本发明的制备方法制备纳米精油微胶囊保鲜剂，其中，纳米sio26g、海藻酸钠20g、魔芋胶4g、生姜精油8g。
2.用上述方法测量平均粒径。
3.用上述方法评价包埋率。
结果：上述所得的纳米精油涂膜保鲜剂平均粒径为387.4nm，包埋率为63％。
实施例6
对比实施例1
1.用本发明的制备方法制备纳米精油微胶囊保鲜剂，其中，纳米sio210g、海藻酸钠8g、魔芋胶15g、生姜精油30g。
2.用上述方法测量平均粒径。
3.用上述方法评价包埋率。
结果：上述所得的纳米精油涂膜保鲜剂平均粒径为297.5nm，包埋率为13％。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。