一种柑橘采后缓释型防腐保鲜剂及用途的制作方法

本发明涉及水果保鲜技术领域，更具体涉及一种柑橘采后缓释型防腐保鲜剂，同时还涉及一种柑橘采后缓释型防腐保鲜剂的用途，它适用于控制采后柑橘在贮运销售过程中的腐烂变质，有效的延长了柑橘果实的保鲜期。

背景技术：

柑橘是世界第一大果蔬，果实营养丰富，不仅富含糖类物质，还含有柠檬酸等有机酸和维生素，柑橘鲜果供应期长，非常受消费者欢迎。但柑橘贮藏过程中极易遭受由意大利青霉(p.italicum)和指状青霉(p.piditatum)侵染引起的柑橘青霉病而腐烂变质，给柑橘产业带来重大损失。因此，柑橘贮藏过程中青霉病的有效控制对于柑橘采后寿命的延长具有重要意义。

目前柑橘采后侵染性病害防治的主要方法有物理防治、化学防治和生物防治三种，物理防治受设备、技术和成本等条件制约未能广泛采用，化学防治是主要目前常见的柑橘采后病害的防治方法，但随着化学杀菌剂的大量应用，化学杀菌剂对人体毒性、病菌抗药性和环境污染等问题日渐突出，不符合人们对绿色安全食品的需求，因此，开发适合柑橘安全贮运的新型、安全、高效防腐保鲜剂或方法替代现有的化学杀菌剂已显得十分迫切。

β-蒎烯(pinene)具有极强挥发性，安全无毒，且其来源广泛，对病原微生物均表现出良好抑菌作用，存在于多种天然植物精油中，是方便、高效、环境友好型熏蒸防腐保鲜剂的理想材料。目前相关研究主要集中在抑菌活性和作用机制初步评价上，对于β-蒎烯精油的抗菌实际应用研究较少，因此本发明以β-蒎烯精油为原料，利用β-蒎烯的抑菌活性，制备β-蒎烯缓释制剂，减缓β-蒎烯的挥发性，开发出一种能够有效抑制柑橘采后货架期的防腐保鲜方法。

技术实现要素：

本发明的目的旨在避免目前柑橘保鲜使用化学杀菌剂的缺陷，是在于提供了一种柑橘采后缓释型防腐保鲜剂，配方合理，操作简便，安全、高效，有效的防止了采后柑橘青霉菌的发生。

本发明的另一个目的是在于提供了一种缓释型防腐保鲜剂在柑橘采摘后中的应用，保持了柑橘果实的品质，达到了延长果实的保鲜期。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

本发明的防腐保鲜方法是以β-蒎烯为材料，通过吸附法制备成β-蒎烯缓释制剂，以一定浓度的缓释制剂装于茶叶过滤袋中，放置于装有柑橘的包装袋中，以熏蒸的方式处理货架期的柑橘果实，结合低温贮藏技术，是一种安全、高效的柑橘防腐保鲜方法。

一种柑橘采后缓释型防腐保鲜剂，所述的保鲜剂由微粉硅胶与β-蒎烯组成，微粉硅胶与β-蒎烯的质量比为1:0.8-1:10，充分混合加入烧杯中，在冰水浴条件下磁力搅拌14－16min使其充分混合，得到均匀颗粒状态粉末，即为缓释型防腐保鲜剂。

作为优选，所述的微粉硅胶与β-蒎烯的质量比为1：2.7。

一种缓释型防腐保鲜剂在柑橘采摘后中的应用，其方法是：

a、取微粉硅胶与β-蒎烯按质量比1:2.7混合，在冰水浴条件下磁力搅拌14－16min使其混合，得到均匀颗粒状态粉末，放入茶叶过滤袋中；

b、按照缓释型防腐保鲜剂与贮藏柑橘的包装袋质量体积比为100-200mg:1l放置保鲜剂，进行柑橘贮藏。

本发明的柑橘防腐保鲜方法与现有化学防腐保鲜法和物理保鲜法相比，具有以下优点和效果：

a、利用β-蒎烯对柑橘青霉病的抑菌作用；

b、该保鲜剂在常温下缓慢释放10天以上，既有持效性，又能起到保鲜效果；

c、该保鲜方法能有效抑制柑橘采后青霉病的发生，减少了柑橘采后腐烂率27％，并对柑橘的食用品质无显著影响。

附图说明

图1为一种缓释制剂不同浓度释放评价示意图。

分别以不同浓度的缓释制剂，评价其对意大利青霉菌的抑菌效果，筛选出浓度4.8mg/ml为最低抑菌浓度。

图2为一种缓释制剂常温下不同时间释放测定示意图。

分别以最低抑菌浓度的缓释制剂评价其在一周内环境中释放后的抑菌效果，得出最低抑菌浓度的缓释制剂对意大利青霉菌的抑制效果可以维持一周以上。

图3为一种缓释制剂的定量动态释放示意图。

以顶空气相色谱对最低抑菌浓度的缓释制剂隔天做定量释放实验，释放速率表明缓释制剂能够持续释放，维持时间10天以上。

图4为一种β-蒎烯对柑橘的诱导抗病性诱导时间的确定示意图。

分别在处理后不同时间段接种意大利青霉菌孢子悬浮液，发现随着处理时间的延长，β-蒎烯的防病效果呈现先上升后下降的趋势，处理后48h对果实抗柑橘青霉病的诱导效果最佳。

图5为一种β-蒎烯对人工接种柑橘的防病效果示意图。

用不同浓度的β-蒎烯处理的挑战接种柑橘，贮藏5天后，结果表明100ul/lβ-蒎烯熏蒸处理对果实青霉病的抑制率最高。

图6为一种缓释制剂对人工接种柑橘的防病效果示意图。

用不同质量浓度的缓释制剂处理的挑战接种柑橘，贮藏5天后，结果表明200mg/l缓释制剂熏蒸处理对柑橘青霉病的抑制率最高。

图7为一种β-蒎烯和缓释制剂对柑橘自然储藏腐烂率的影响示意图。

用最佳β-蒎烯熏蒸浓度100ul/l和缓释制剂浓度200mg/l处理自然发病柑橘，均能够抑制果实青霉病的发生。

具体实施方式

实施例1：

一种柑橘采后缓释型防腐保鲜剂，所述的保鲜剂由微粉硅胶与β-蒎烯组成，微粉硅胶与β-蒎烯的质量比为1:0.8-1:10，充分混合加入烧杯中，在冰水浴条件下磁力搅拌15min使其充分混合，得到均匀颗粒状态粉末，即为缓释型防腐保鲜剂。

所述的微粉硅胶，0.5g或1g

所述的β-蒎烯，0.8g或1.6g或3.2g或5g

实施例2：

一种缓释型防腐保鲜剂在柑橘采摘后中的应用，其步骤是：

(1)以三种不同吸附剂，多孔淀粉、微粉硅胶、活性炭常温(15－25℃，以下相同)下分别吸附β-蒎烯精油，计算每克吸附剂对β-蒎烯的最大吸附量；或

多孔淀粉又名微孔淀粉，是一种新型的变性淀粉，它是具有生淀粉酶活力的酶在低于糊化温度下作用于生淀粉而形成的多孔性蜂窝状产物。微孔淀粉表面布满直径为1μm左右的小孔，小孔由表面向中心深入，孔的容积占颗粒体积的50％左右。将天然生淀粉经过水解外理以后，在其颗料表面形成小孔，并一直延伸到颗粒内部，是一种类似马蜂窝状的中空颗粒，可以盛装各种物质于其中，具有良好的吸附性。多孔淀粉是一直在自然界中存在的物质，上世纪七、八十年代，学者们在动物粪便、淀粉发酵生产酒精、葡萄糖等的剩余物中存在成孔状的淀粉颗粒。1998年日本的长谷川信弘首次提出了较为明确的多孔淀粉的定义-对生淀粉具有水解活力的酶在低于糊化温度下降解各种淀粉得到的水解产物称为有孔淀粉。也是一种具有高科技含量的新型有机吸附剂和包埋材料，广泛用于医药、农药、印刷、日用化工、化妆品和食品行业。

微粉硅胶即二氧化硅，别名白炭黑、硅胶、沉淀硅胶等。微粉硅胶是目前发达国家用作药品制剂的一种新型辅料，是一种高纯度、流动性很好的白色粉末，无臭无味，不溶于水及酸，而溶于氢氟酸及热碱溶液中；化学性质稳定，与绝大多数药物不发生反应。微粉硅胶有良好的流动性和吸湿性，常用作片剂的助流剂，以促进物料的流动性，特别是在粉末直接压片会经常使用；作助流剂的用量一般仅为0.15％～3％。微粉硅胶的比表面积大，可达100～350m²/g，特别适宜于油类和浸膏类等药物，与1-2倍的油混合仍呈粉末。其吸湿性能强，用量在l％以上时可加速片剂的崩解，有利于药物的吸收。我国较大的制药企业都已逐步采用二氧化硅作为药品制剂的辅料，这对提高药品的质量、性能起到了显著作用。为此国家科技部已将微粉硅胶的研发列为医药产业中重点扶持的项目。

活性炭是一种黑色多孔的固体炭质，由煤通过粉碎、成型或用均匀的煤粒经炭化、活化生产。主要成分为碳，并含少量氧、氢、硫、氮、氯等元素。普通活性炭的比表面积在500～1700m²/g间。具有很强的吸附性能，为用途极广的一种工业吸附剂。粉状活性炭以优质木炭为原料，经特殊生产工艺精制而成，有物理法、化学法两种。经水蒸气活化后，精制处理，粉碎而成。本品外观为黑色粉末状，在一般溶液下均不溶解。无臭无味，具有表面积大吸附力强、纯度高、滤速快、质量稳定，具有絮凝效应和助滤效应等特点。广泛适用于食品、医药、味精化工等产品的脱色、除杂精制，也可以用于水的净化处理。

(2)以100ul/lβ-蒎烯，滴加于塑料盒子中滤纸上，熏蒸处理柑橘果实，在0h、24h、48h、72h、96h的时间段接种意大利青霉菌孢子悬浮液；

(3)在柑橘果实腰部均匀造3个0.2cm×0.2cm的伤口，每个伤口分别接种1×10⁶spores/ml意大利青霉菌孢子悬浮液，以25ul/l、50ul/l、100ul/l、200ul/l、400ul/l浓度的β-蒎烯熏蒸果实；

(4)按微粉硅胶与β-蒎烯质量比1:2.7充分混合加入烧杯中，在冰水浴条件下磁力搅拌14～16min使其充分混合，得到均匀颗粒状态粉末，以50mg/l、100mg/l、200mg/l、400mg/l质量浓度的缓释制剂装袋，熏蒸柑橘果实；

(5)以100ul/l的β-蒎烯熏蒸柑橘果实4h后，装袋；按缓释制剂与贮藏柑橘包装袋的质量体积比200mg/l，将缓释制剂装于茶叶过滤袋中，放置于采后贮藏柑橘的包装袋中。

表1：

表2：

表3：

表4：

表5：

实验例3：

a、应用实施例缓释制剂对柑橘采后病原菌的抑菌试验

申请人取适量缓释制剂粉末，以三角形放置法放置于涂布有意大利青霉菌的pda培养基中，通过吸附缓释制剂不同浓度释放评价实验、吸附缓释制剂不同时间释放评价实验、吸附缓释制剂定量释放测定来初步筛选β-蒎烯缓释制剂的最佳配方。抑菌实验结果表明，4.8mg/ml的吸附缓释制剂能够能够显著抑制pda培养基上意大利青霉菌的生长；4.8mg/ml的吸附缓释制剂放置7天对意大利青霉菌的菌丝和孢子有明显的抑菌效果；4.8mg/ml的吸附缓释制剂累计11天释放完全。

(1)缓释制剂不同浓度释放评价

β-蒎烯缓释制剂不同浓度的释放评价如图1所示，可以看出，和对照组相比，培养48h后观察，从低浓度1.2mg/ml至高浓度9.6mg/ml，得知4.8mg/ml的β-蒎烯缓释制剂能够显著抑制pda培养基上意大利青霉菌孢子的生长。因此后续选择4.8mg/ml的β-蒎烯缓释制剂进行不同时间释放测定和定量释放测定。

(2)缓释制剂常温下不同时间释放测定

β-蒎烯缓释制剂常温下7天的释放测定如图2所示，可以看出，培养24h和48h观察，和对照组相比，4.8mg/ml的β-蒎烯缓释制剂一周内均能够显著抑制意大利青霉菌的菌丝和孢子生长

(3)缓释制剂的定量释放实验

β-蒎烯缓释制剂的定量释放实验通过安捷伦气象色谱仪来测定。动态释放曲线结果如图3所示，在常温条件下放置，200mg/l的缓释制剂的释放释放速率逐渐减慢，在第11天时能够基本释放完全，因此缓释制剂具有良好的缓释效果。

b、β-蒎烯及其缓释制剂在柑橘保鲜上的应用试验

按照实施例1制备β-蒎烯缓释制剂，以β-蒎烯缓释制剂、β-蒎烯精油纯品熏蒸装于保鲜袋的柑橘，另做不处理为空白对照。

(1)β-蒎烯对柑橘的诱导抗病性诱导时间的确定

以200ppmβ-蒎烯精油熏蒸健康柑橘果实，每隔不同时间段接种青霉菌孢子悬浮液，并装于保鲜袋，定期观察，统计菌斑直径并计算平均值。

β-蒎烯对柑橘的诱导抗病性诱导时间的测定如表2和图4所示，用200ppmβ-蒎烯精油处理柑橘果实，同时接种意大利青霉，对柑橘青霉病即有防病效果，随着处理时间的延长，β-蒎烯的的防病效果呈先上升后下降的趋势。结果如表2所示，在0-96h的时间段内，处理48h处理后接种的果实，病斑直径最小，仅为6.81mm，对柑橘青霉病的抑制率最高，为22.17％；随着处理时间的延长，病斑直径增大，抑制率降低，至96h，β-蒎烯精油对柑橘青霉病的抑制率仅为5.21％，防病效果减弱。因此用β-蒎烯熏蒸对柑橘青霉病的诱导效果最佳。

(2)β-蒎烯及其缓释制剂对人工接种柑橘的防病效果

先接种健康柑橘果实，然后分别以不同浓度β-蒎烯熏蒸和缓释制剂装袋，装于保鲜袋26℃贮藏，定期观察，统计菌斑直径并拍照。

β-蒎烯对人工接种柑橘的防病效果如表3和图5所示，经过β-蒎烯处理的挑战接种柑橘，贮藏5天后，发病率与对照有明显的差异。接种意大利青霉的对照组柑橘果实菌斑直径为15.36mm，经100ul/lβ-蒎烯熏蒸处理果实菌斑直径为9.22mm。同时，在贮藏过程中，对照果实病斑部位发病初期呈水渍状的圆形病斑，果皮软腐，病斑直径逐渐扩大；而经过β-蒎烯处理的柑橘果实的病斑直径明显较对照小，并且很快形成干疤，病斑不再扩大。缓释制剂对人工接种柑橘的防病效果如表4和图6所示，由表4所示，经过缓释制剂处理的柑橘，贮藏5天后，相对于对照组果实，经200mg/l缓释制剂处理的果实对意大利青霉的抑制率达到29.49％；由图6所示，贮藏15天后，缓释制剂能够缓慢释放并且对供试菌株有明显的抑制作用。由此可见，β-蒎烯熏蒸处理和缓释制剂产品对柑橘贮藏过程中常见的病害意大利青霉病有较好的抑制作用。

(3)β-蒎烯及其缓释制剂对柑橘自然储藏腐烂率的影响

以200mg/lβ-蒎烯缓释制剂和100ul/l的β-蒎烯精油纯品处理健康柑橘果实，放置包装袋内，统计其对柑橘自然储藏腐烂率的影响。

如表5所示，在自然贮藏条件下，柑橘果实在26℃，经过贮藏15天后，熏蒸组对照果实的腐烂率43.33％，100ul/l的β-蒎烯精油纯品柑橘果实的腐烂率为20％，而缓释制剂组对照果实的腐烂率40.00％，200mg/lβ-蒎烯缓释制剂处理的果实腐烂率仅为13.33％，因此，β-蒎烯缓释制剂和β-蒎烯精油纯品能降低在自然条件下贮藏的柑橘果实的腐烂率，具有一定的保鲜效果，但是缓释制剂具有良好的缓释作用，能够维持较长时间缓释作用。