一种鲜切花保鲜剂及其制备方法和用途

1.本发明属于花卉保鲜技术领域，具体涉及一种鲜切花保鲜剂及其制备方法和用途。


背景技术：

2.随着生活水平的提高，人们对生活质量的要求越来越高，对鲜花的需求也日益增加。在鲜花的保鲜过程中，要尽可能维持鲜花花期，保持其形态。
3.目前鲜花保鲜的方法有瓶插液保鲜剂，冷藏保鲜和气调保鲜。保鲜剂可在瓶插过程中为鲜花提供养分，但避免鲜花在运输过程中的损耗。冷藏保鲜是将鲜花贮藏于低温环境中，对环境要求高，且过高或过低的温度都会对鲜花造成损伤，不同种类花卉对温度的要求也有明显差异。气调保鲜通过控制鲜切花存储环境co2与o2含量，降低花卉呼吸速率，减缓鲜切花保鲜过程中养分与能量的消耗，从而延长鲜切花瓶插寿命，同样对环境要求高，费用较高。冷藏保鲜和气调保鲜都是适用于运输过程的保鲜方法，不适用于日常瓶插。
4.香水莲花是睡莲科睡莲属热带大型睡莲，是一种多年生宿根水生花卉，其色彩艳丽，味道清新自然，具有很高的观赏价值。但香水莲花的瓶插寿命短，且花瓣极易掉落，摘后只有2-3d的观赏期，严重限制了其在鲜切花市场上的发展。
5.涂膜保鲜是将高分子液态膜均匀涂在鲜花表面，待其干燥后会附着在鲜花表面形成一层透亮的膜，这种膜可以减少鲜花与空气直接接触，避免鲜花水分蒸发，降低呼吸作用与营养物质的消耗，还能减少因病原菌侵染造成的鲜花腐烂等现象。涂膜保鲜剂对切花的涂膜保鲜研究较少，鲜花涂膜后，可利用涂膜剂的粘合效果增加花瓣的稳定性，延长观赏时间。
6.综上所述，开发一种适用于鲜切花运输过程与瓶插保鲜的涂膜剂。


技术实现要素：

7.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种鲜切花保鲜剂及其制备方法和用途，以期减缓香水莲花采后花瓣易脱落、失水、萎蔫情况并保持莲花开花时的花茎长度。
8.为实现上述目的，本发明具体采用如下技术方案。
9.本发明的第一方面保护一种鲜切花保鲜剂，包括如下重量份的原料：有机酸
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0.2～3份壳聚糖
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0.1～0.5份聚赖氨酸
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0.1～0.5份。
10.本发明的鲜切花保鲜剂由壳聚糖与聚赖氨酸复合组成，两者具有协同增效的作用。丙二醛(mda)是膜脂过氧化作用产物，与单独采用壳聚糖涂膜处理相比，壳聚糖复合聚赖氨酸处理增加了缓解了mda的过量累积，避免膜透性增加，提高了细胞膜稳定性，维持鲜切花较强的抗氧化能力，从而防止鲜切花衰败，更好地维持鲜切花的花径大小，更好地提高
了鲜切花的瓶插寿命。
11.在某些实施方式中，所述有机酸的重量份可以为0.2～1.0份，也可以为0.5～1.5份，也可以为1.2～2.5份，也可以为2.2～3份。在某个优选的实施方式中，为1.0份。
12.在某些实施方式中，所述壳聚糖的重量份可以为0.1～0.22份，也可以为0.20～0.30份，也可以为0.25～0.41份，也可以为0.32～0.5份。在某个优选的实施方式中，为0.25份。
13.在某些实施方式中，所述聚赖氨酸的重量份0.1～0.22份，也可以为0.20～0.30份，也可以为0.25～0.41份，也可以为0.32～0.5份。在某个优选的实施方式中，为0.25份。
14.在某些实施方式中，所述有机酸选自乙酸、柠檬酸、水杨酸、山梨酸和抗坏血酸中的一种或多种。本技术中有机酸能降低溶液ph，在抑制微生物生长的同时阻止花茎维管束堵塞，促进花枝吸水。
15.优选地，所述有机酸选自乙酸。本发明中乙酸与壳聚糖和聚赖氨酸配伍对mda含量、抗氧化酶和体内外抗氧化性能的效果更加显著，优于其他有机酸。
16.在某些实施方式中，所述壳聚糖由甲壳素脱n-乙酰基形成的天然产物，分子式是(c6h
11
no4)n，单元体的分子量为：161.2g/mol。
17.在某些实施方式中，所述聚赖氨酸选自α
–
聚赖氨酸(apl)和/或ε
–
聚赖氨酸(epl)。
18.在某些实施方式中，所述聚赖氨酸的重均分子量为3500～70000da。
19.优选地，所述聚赖氨酸为ε
–
聚赖氨酸(epl)，所述聚赖氨酸的分子量为10000～70000da。
20.在某些实施方式中，所述鲜切花保鲜剂还包括水。
21.优选地，以有机酸、壳聚糖、聚赖氨酸和水的总体积为基准计，所述乙酸的浓度为0.5～1.5v/v%。
22.更优选地，所述乙酸的浓度可以为0.5～0.9v/v%，也可以为0.8～1.2v/v%，也可以为1.0～1.5v/v%。在某个优选的实施方式中，为1.0v/v%。
23.优选地，以有机酸、壳聚糖、聚赖氨酸和水的总体积为基准计，所述壳聚糖的浓度为0.1～0.5w/v%。
24.更优选地，所述壳聚糖的浓度可以为0.1～0.28 w/v %，也可以为0.15～0.38 w/v %，也可以为0.35～0.5 w/v %。在某个优选的实施方式中，为0.25 w/v %。
25.优选地，以有机酸、壳聚糖、聚赖氨酸和水的总体积为基准计，所述聚赖氨酸的浓度为0.1～0.5w/v%。
26.更优选地，所述聚赖氨酸的浓度可以为0.1～0.28 w/v%，也可以为0.15～0.38 w/v %，也可以为0.35～0.5 w/v %。在某个优选的实施方式中，为0.25 w/v %。
27.本发明的第二方面保护如上文所述的鲜切花保鲜剂的制备方法，包括如下步骤：将乙酸、壳聚糖、聚赖氨酸和水混合，得到所述的鲜切花保鲜剂。
28.在某些实施方式中，先将乙酸和水混合，再加入壳聚糖混合，然后加入聚赖氨酸混合。
29.本发明的第三方面保护如上文所述的鲜切花保鲜剂在鲜切花保鲜中的用途。
30.在某些实施方式中，包括如下至少一项中的用途：1）提高鲜切花的瓶插寿命；
2）提高鲜切花的氧化酶的酶活；3）降低鲜切花的丙二醛的含量；4）提高鲜切花的体内外抗氧化能力。
31.本发明的第四方面保护一种鲜切花保鲜的方法，将如上文所述的鲜切花保鲜剂喷涂于鲜花上。
32.在某些实施方式中，将所述的鲜切花保鲜剂置于雾化器中，喷涂于鲜切花的表面。使其形成一层均匀的保护膜。
33.本发明的第五方面保护如上文所述的鲜切花保鲜剂或如上文所述的制备方法或如上文所述的用途或如上文所述的方法，所述鲜切花选自莲花、绣球、月季和玫瑰一种或多种。
34.优选地，所述莲花为香水莲花。
35.本发明采用的壳聚糖原料来源广泛，天然无毒，具有良好的生物相容性、生物可降解性、成膜性和抑菌性，广泛应用于果蔬、肉制品、水产品等食品的涂膜保鲜，壳聚糖可食性涂膜可减少果蔬等食品水分的流失，可阻隔其与空气的接触，从而减少微生物侵染机会并抑制果蔬等的呼吸强度，延缓贮藏期的衰老与变质，提高其质量和稳定性。
36.ε-聚赖氨酸(ε-pl)是一种微生物源天然保鲜剂，对大多数革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌、真菌和病毒具有广谱抗菌活性，并具有安全无毒，生物降解性好，高温稳定等优点，对乳制品、肉制品、海产品和淀粉食品有良好的防腐效果，且制备过程简单、成本低、效果好。ε-聚赖氨酸与甘氨酸、nisin、纳他霉素及壳聚糖等有协同抑菌作用广泛应用于食品保鲜和医药抑菌产品，壳聚糖与ε-pl具有明显的协同抑菌作用，或在抗氧化性能上可互补。
37.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1）本发明的鲜切花保鲜剂由壳聚糖与聚赖氨酸复合组成，两者具有协同增效的作用。丙二醛(mda)是膜脂过氧化作用产物，与单独采用壳聚糖涂膜处理相比，壳聚糖复合聚赖氨酸处理增加了缓解了mda的过量累积，避免膜透性增加，提高了细胞膜稳定性，维持鲜切花较强的抗氧化能力，从而防止鲜切花衰败，更好地维持鲜切花的花径大小，更好地提高了鲜切花的瓶插寿命。
38.2）本发明的鲜切花保鲜剂喷涂于鲜切花后，体内外抗氧化性下降速率减缓，延缓了鲜切花的衰败，增加了鲜切花的观赏价值。
39.3）本发明的鲜切花保鲜剂的制作工艺简单，安全无害，并且配方简单、成本低，增加了鲜切花剂的经济观赏价值和实用价值，具有良好的开发应用潜力。
40.附图说明
41.图1显示为本发明的应用例中壳聚糖组、复合涂膜组和对照组的香水莲花的花径随时间变化的曲线图。
42.图2显示为本发明的应用例中壳聚糖组、复合涂膜组和对照组的香水莲花的水分平衡值变化的曲线图。
43.图3显示为本发明的应用例中壳聚糖组、复合涂膜组和对照组的香水莲花的mda含量变化的曲线图。
44.图4显示为本发明的应用例中壳聚糖组、复合涂膜组和对照组的香水莲花的cat酶活性影响的曲线图。
45.图5显示为本发明的应用例中壳聚糖组、复合涂膜组和对照组的香水莲花的pod酶活性影响的曲线图。
46.图6显示为本发明的应用例中壳聚糖组、复合涂膜组和对照组的香水莲花的sod酶活性影响的曲线图。
47.图7显示为本发明的应用例中壳聚糖组、复合涂膜组和对照组的香水莲花的体外抗氧化能力的曲线图。
48.图8显示为本发明的应用例中壳聚糖组、复合涂膜组和对照组的香水莲花的体内抗氧化能力的曲线图。
49.具体实施方式
50.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
51.在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
52.当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
53.实施例1本实施例中，制备并获得鲜切花保鲜剂，包括如下：鲜切花保鲜剂的配方：有机酸1份，壳聚糖0.25份，ε-聚赖氨酸0.25份。
54.将乙酸加入到去离子水中，搅拌均匀，配置成体积分数为1wt%乙酸水溶液。
55.称取2.5g壳聚糖加入到1l的1wt%乙酸水溶液中，充分搅拌，超声使其完全溶解，静置脱泡，配置成0.25wt%壳聚糖-乙酸溶液。
56.量取200 ml的0.25wt%壳聚糖-乙酸溶液，加入0.5g聚赖氨酸，均匀搅拌，充分溶解即得鲜切花保鲜剂。
57.实施例2本实施例中，制备并获得鲜切花保鲜剂，包括如下：鲜切花保鲜剂的配方：有机酸1.5份，壳聚糖0.3份，ε-聚赖氨酸0.3份。
58.将乙酸加入到去离子水中，搅拌均匀，配置成体积分数为1.5wt%乙酸水溶液。
59.称取3g壳聚糖加入到1l的1.5wt%乙酸水溶液中，充分搅拌，超声使其完全溶解，静置脱泡，配置成0.3wt%壳聚糖-乙酸溶液。
60.量取200 ml的0.3wt%壳聚糖-乙酸溶液，加入0.6 g聚赖氨酸，均匀搅拌，充分溶解即得鲜切花保鲜剂。
61.实施例3本实施例中，制备并获得鲜切花保鲜剂，包括如下：鲜切花保鲜剂的配方：有机酸1份，壳聚糖0.2份，ε-聚赖氨酸0.2份。
62.将乙酸加入到去离子水中，搅拌均匀，配置成体积分数为1wt%乙酸水溶液。
63.称取2g壳聚糖加入到1l的1wt%乙酸水溶液中，充分搅拌，超声使其完全溶解，静置脱泡，配置成0.2wt%壳聚糖-乙酸溶液。
64.量取200 ml的0.2wt%壳聚糖-乙酸溶液，加入0.4g聚赖氨酸，均匀搅拌，充分溶解即得鲜切花保鲜剂。
65.对比例1本对比例，与实施例1不同点在于，未添加聚赖氨酸，直接以实施例1得到的0.25wt%壳聚糖-乙酸溶液为鲜切花保鲜剂。
66.对比例2本对比例，与实施例1不同点在于，未添加壳聚糖,量取200 ml实施例1得到的1wt%乙酸水溶液，加入0.5g聚赖氨酸，均匀搅拌，充分溶解即得鲜切花保鲜剂。
67.应用例本应用例中，以香水莲花为研究对象，分别采用实施例1和对比例1得到的保鲜剂进行保鲜研究。
[0068] 1、实验方法1.1分组分选取生长情况相似，新鲜开放的香水莲花32支，每组8支。
[0069]
复合涂膜组：将实施例1得到的保鲜剂置于雾化器中，利用雾化器将保鲜剂涂于香水莲花的表面，使其形成一层均匀的保护膜，然后插入等量去离子水中于室内常温下保存，每日更换去离子水使液面高度维持不变。
[0070]
壳聚糖涂膜组：将对比例1得到的保鲜剂置于雾化器中，喷涂于香水莲花表面，其他均同复合涂膜组。
[0071]
聚赖氨酸涂膜组：将对比例2得到的保鲜剂置于雾化器中，喷涂于香水莲花表面，其他均同复合涂膜组。
[0072]
空白组：将保鲜剂替换为去离子水，其他均同复合涂膜组。
[0073]
各个处理组的样品分别于0、2、4和6d取出后进行各指标测定。通过测定香水莲花的瓶插寿命、花径、水分平衡值、mda含量、酶活性、体内外抗氧化能力变化情况来判断香水莲花保鲜效果。
[0074] 1.2指标测定方法1）瓶插寿命：以花瓣颜色，花瓣向背，严重失水萎蔫，丧失观赏价值作为插花寿命终结的标志。
[0075]
2）花径：采用十字测量法，用游标卡尺于每天16∶00左右测量每枝花的最大花径，重复两次，取其平均值。每个重复有半数失去观赏价值时不再测定其花径。
[0076]
3）水分平衡值的测定：每日上午十点测定莲花的失水量与吸水量，计算水分平衡值。
[0077]
花枝失水量(g)=(当天瓶质量+当天溶液质量+当天花枝质量)-(后一天瓶质量+后一天溶液质量+后一天花枝质量)；花枝吸水量(g)=(当天瓶质量+当天溶液质量)-(后一天瓶质量+后一天溶液质量)水分平衡值(g)=吸水量-失水量4）mda含量测定：参照上海生工试剂盒进行测定。
[0078]
5）酶活性测定：cat、pod、sod酶活性参照试剂盒进行测定。
[0079]
6）体内外抗氧化能力测定：体外抗氧化包括abts自由基清除能力测定和dpph自由基清除能力测定i. abts自由基清除能力测定称取一定质量的不同瓶插天数莲花水提物，分别配置成不同浓度(0.1-2.5 mg/ml)样品液，和阳性对照 vc 分别配制成 5.0、1.0、0.5、0.1、0.01、0.001 mmol/ml的溶液，各取50μl，添加到 96 孔细胞培养板的各孔中，再分别取150 μl abts+溶液，添加到96孔细胞培养板的每个孔中。在室温下孵育6 min后，检测734 nm处的吸光度（a），计算清除率和ic50值。
[0080]
清除率＝[a0－(a1－a2)]/a0a0、a1和a2分别代表空白溶液的 abts+溶液的a、测试样品与 abts+混合溶液的a和测试样品的a。
[0081]
ii. dpph自由基清除能力测定称取一定质量的不同瓶插天数莲花水提物，分别配置成不同浓度(0.1-2.5 mg/ml)样品液，和阳性对照 vc 分别配制成10.0、5.0、1.0、0.5、0.1、0.01、0.001 mmol/ml 的溶液。各取50 μl，添加到 96 孔细胞培养板的每个孔中，再分别取130 μl dpph 溶液，添加到 96 孔细胞培养板的每个孔中。在室温黑暗处放置 30 min，检测 517 nm 处的吸光值，清除率计算方法同abts+自由基清除活性方法。
[0082]
基于秀丽隐杆线虫的体内抗氧化能力测定：将n2野生型秀丽隐杆线虫同步化后，暴露于0.1 mg/ml的不同瓶插天数莲花水提物中，秀丽隐杆线虫超氧化物歧化酶(sod)、过氧化氢酶(cat)、谷胱甘肽(gsh)活性的测定分别严格按照南京建成生物工程研究所生产试剂盒说明书要求进行。
[0083] 2、研究结果2.1 保鲜剂对香水莲花的花径研究分别在0d、2d、4d和6d测量香水莲花的的最大花径。
[0084]
图1为不同处理组对香水莲花的花径影响的曲线图。
[0085]
由图1可知，对照组的香水莲花的下降较快，状态最差，观赏价值低；壳聚糖涂膜的和聚赖氨酸涂膜在一定程度上提高了香水莲花的形态；复合涂膜组的香水莲花的花径在2d、4d和6d的花径相对比较稳定，未明显下降，复合涂膜的香水莲花状态最佳，观赏价值最高。
[0086]
2.2保鲜剂对香水莲花的水分平衡值研究图2为不同处理组对香水莲花的水分平衡值的曲线图。
[0087]
由图2可知，对照组、壳聚糖涂膜、聚赖氨酸涂膜和复合涂膜组在0-2d的水分平衡值均为正值，但是随着时间推移，对照组和壳聚糖涂膜在第4d的水分平衡值降低至负值，而复合涂膜组在第6d天才降低至负值。
[0088]
水分平衡值是直接反映香水莲花切花对水分的利用情况，复合涂膜处理改善了切花体内的水分状况，从而延缓花瓣因失水而导致的凋萎过程。
[0089]
2.3保鲜剂对香水莲花的mda含量研究图3为不同处理组对香水莲花的mda含量的曲线图。
[0090]
丙二醛(mda)作为膜脂过氧化作用产物，其表现与细胞膜透性是一致的。在衰老过程中由于活性氧的清除系统紊乱，导致mda过量累积，使得膜透性增加。
[0091]
由图3可知，空白组mda增长量和增长速率均高于各处理组，且复合涂膜组的增长量低于其他涂膜组。说明复合涂膜组能够较好地清除mda累计，保持细胞膜的通透性，增加细胞膜的稳定性，减缓衰老。
[0092]
2.4保鲜剂对香水莲花的酶活性研究过氧化氢酶(cat)、过氧化物酶(pod)、超氧化物歧化酶(sod)是植物体内重要的保护酶，可以有效清除体内自由基并维持机体的正常运转，在鲜花采后的贮藏保鲜中扮演重要角色。
[0093]
图4为不同处理组对香水莲花的过氧化氢酶(cat)的曲线图。
[0094]
图5为不同处理组对香水莲花的过氧化物酶(pod)的曲线图。
[0095]
图6为不同处理组对香水莲花的超氧化物歧化酶(sod)的曲线图。
[0096]
由图4、5和6可知，切花刚被采摘时，因为应激反应，可能产生较多的cat、pod和sod，随后有一个下降过程，随着瓶插时间增长，衰老开始，cat、pod和sod又逐渐升高以抵御衰老至衰老后期，植物生理机能全方位下降，cat、pod和sod活性又逐渐下降。而本技术的保鲜剂组，cat、pod、sod三种酶均处于较高的活性水平，且效果强于单一的涂膜处理，说明本技术的保鲜剂能提高鲜花花瓣的抗氧化酶活性，提高鲜花品质和寿命，从而延缓花朵衰老。
[0097]
2.5保鲜剂对香水莲花的体内外抗氧化能力研究图7为不同处理组对香水莲花的dpph的ic
50
的曲线图。
[0098]
图8为不同处理组对香水莲花的abts的ic
50
的曲线图。
[0099]
表1 香水莲花体外抗氧化能力比较
由图7、图8和表1综合可知，复合涂膜组的香水莲花体内外抗氧化能力下降速率均小于壳聚糖涂膜、聚赖氨酸组与空白组，复合涂膜组对香水莲花的抗氧化能力影响最低，说明本技术的保鲜剂能提高鲜切花的抗氧化能力，降低氧化损失，这可能与ε-聚赖氨酸的稳定性有关。
[0100]
2.5保鲜剂对香水莲花的瓶插寿命研究香水莲花的瓶插寿命为从切花瓶插当日起至花瓣严重萎蔫、干枯皱缩、褪色、弯头等结束的天数(指标下同)。
[0101]
表2 香水莲花寿命从表2可知，空白组与壳聚糖涂膜组、聚赖氨酸组的香水莲花的瓶插寿命无显著差别，而复合涂膜显著提高了香水莲花的瓶插寿命，此外，能实现促进花朵开放、延缓衰老，抑制花瓣脱落的效果。
[0102]
综上所述，壳聚糖/聚赖氨酸复合涂膜液作为一种绿色、高效、安全的保鲜技术延长了鲜切花的瓶插时间、提高了观赏价值，且涂膜后的鲜切花体内外抗氧化性下降速率减缓，说明的壳聚糖/聚赖氨酸复合涂膜不仅能延长鲜切花的保鲜时间，还能延缓其抗氧化能力的下降，增加了鲜切花的经济观赏价值和实用价值。
[0103]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。