一种基于γ-氨基丁酸的抗冷保鲜剂及其制备方法与应用与流程

本发明属于保鲜技术领域，具体涉及一种基于γ-氨基丁酸结合海藻酸钠的抗冷保鲜剂及其在果实保鲜中的应用。

背景技术：

果实采收后仍然是一个活体，进行着旺盛的生命活动。低温能够抑制果实的呼吸代谢，同时降低微生物的活动，进而延缓其衰老进程，延长其货架期，因此低温贮藏是最有效的果实采后贮藏保鲜技术之一。然而，对于香蕉、百香果、芒果等冷敏型水果来说，不适宜的低温易造成其生理代谢紊乱和细胞膜结构损伤，从而产生冷害症状。该症状通常在果实从低温转移至常温后才会显现出来，因而不易被及时发现并加以控制。冷害会导致果实食用品质严重劣变，甚至不能正常成熟，从而限制低温贮运在冷敏型果实中的应用。随着冷链运输的广泛应用，探索冷敏性果实在低温贮藏时冷害的防控方法具有重要意义。

目前，控制冷藏果实冷害的方法包括物理方法、化学方法以及生物方法三大类。物理方法主要包括热处理、冷激、超高压、辐照、冰温贮藏、低温胁迫等。这类方法效果较好，但是存在投资大、能耗高、不利于大规模推广使用等缺点。生物方法主要指的是利用拮抗菌、天然提取物质以及转基因技术对果蔬冷害进行控制，具有不够成熟、成本较高等缺点，而不易被接受。化学方法是国内普遍采用的一种处理手段，具有成本低、操作简便等优点。化学保鲜剂种类繁多，一甲基环丙烯、茉莉酸甲醋、甜菜碱等能够很好地规避传统的化学保鲜剂所造成的健康危害和环境污染。然而，上述果实冷害调控技术对于冷敏型果实而言，效果仍有待提高。

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyricacid，gaba)是一种以自由态广泛存在于动植物和微生物中的四碳非蛋白质氨基酸，作为一种新型食品功能性因子已被批准在食品中使用，而且美国环境保护署(epa)也已经确认这种物质在植物或果实上使用时对环境和人体健康无任何毒副作用。因此，gaba的研究和开发已成为一个新的热点。近年来已有少量关于gaba调控果实采后品质方面的报道。研究表明gaba处理具有延缓果实采后成熟衰老进程，诱导提高果实的抗病性，降低果实褐变和冷害发生等效应。中国发明授权专利《一种莲雾专用保鲜剂》(zl201310486815.0)和《一种莲雾的保鲜方法》(zl201310486816.5)公开的莲雾保鲜剂由壳聚糖、gaba、枇杷叶提取液、乳酸钙、食品级甘油组成，其中gaba的含量为2-5g/l。中国发明授权专利《一种樱桃专用保鲜剂》(zl201310498239.1)公开了一种樱桃专用保鲜剂，主要成分为壳聚糖、gaba、金银花、菊花和石榴皮，该保鲜剂其中gaba的含量为3-5g/l。中国发明申请专利《水蜜桃低温贮藏保鲜方法及γ-氨基丁酸在水蜜桃保鲜中的应用》(cn103300141a)公开了一种水蜜桃低温贮藏保鲜方法，该方法是将水蜜桃果实在1-10mm的gaba溶液中浸泡5-30min，可显著抑制桃果实的冷害发生，保持果实采后的品质。中国发明授权专利《一种含功能性氨基酸的草莓防腐保鲜剂》(zl201310076524.4)公开的草莓保鲜剂由gaba、精氨酸、抗坏血酸、氯化钙、乙酸、壳聚糖组成，其中gaba的含量为0.2-0.5g/l。中国发明申请专利《一种草莓果实保鲜液和草莓果实保鲜盒及其使用方法》(cn104222264a)公开的草莓果实保鲜液由草莓叶消化液、氯化钙、抗坏血酸、柠檬酸、蔗糖、精氨酸、gaba、脯氨酸和水组成，其中gaba的含量为0.1-0.2g/l。中国发明申请专利《一种鲜切山药保鲜剂》(cn105104505a)公开了由gaba、乳酸钙、醋酸锌、大蒜提取液、枇杷叶提取液组成的鲜切山药保鲜剂，gaba的最高含量为1g/l。中国发明申请专利《一种杏子的生物保鲜方法》(cn105454412a)公开的杏子保鲜液由亚精胺、橄榄叶提取物、gaba、精氨酸、抗坏血酸、氯化钙和壳聚糖组成，其中gaba含量为1-2g/l。中国发明授权专利《基于γ-氨基丁酸结合生防酵母的生物保鲜液及其用途》(zl201410085393.0)，公开了一种利用γ-氨基丁酸结合生防酵母控制梨果实青霉病害的防治方法，gaba的使用浓度为90-110μg/l。该方法是先将gaba溶液喷洒在梨果实表面，常温诱导22-26小时后，然后在得到的诱导处理后的梨果实表面喷洒同等体积的罗伦隐球酵母或红冬孢酵母细胞悬浮液，提高生防酵母的拮抗活性，达到防治梨果实青霉病的效果。

海藻酸钠是从藻类中提取的一种天然性多糖类物质，能够形成可食用膜，具有高强度、隔离性好等特点。海藻酸钠能明显降低食物的呼吸作用及褐变反应，已经开始被广泛用于果蔬保鲜。中国授权发明专利《一种新鲜莲蓬的保鲜方法》(zl201510674982.7)公开了一种由柠檬酸、edta-2na、海藻酸钠组成的护色保鲜剂，其中海藻酸钠的质量百分比浓度为2.50～4.50％。中国授权发明专利《蓝莓保鲜用含硒涂膜剂》(zl201310455171.9)和《大樱桃保鲜用含硒涂膜剂》(zl201310455353.6)公开的保鲜剂均由壳聚糖、海藻酸钠、茶多酚、氯化钙、维生素、果糖、氯化钠、乙醇、醋酸和丝瓜水组成，其中海藻酸钠含量分别为0.05-0.25％和0.1-0.3％。中国发明申请专利《一种百香果保鲜剂及其应用》(cn108208147a)公开了一种百香果保鲜剂及其应用，该保鲜剂由海藻酸钠等十种物质复配而成，其中海藻酸钠的含量为2.4-3.5％。中国发明申请专利《一种百香果保鲜剂及其制备方法》(cn107361133a)公开了一种以改性海藻酸钠为主成分的保鲜剂，其含量达40％以上。中国发明申请专利《一种果蔬保鲜剂及其制备方法和应用》(cn108157494a)公开了一种由七种物质复配而成的果蔬保鲜剂及其制备方法和应用，其中海藻酸钠的含量为1-3％。中国发明申请专利《一种砂糖橘保鲜剂及其制备方法》(cn107801772a)公开了一种由五种植物提取物和三种成膜物质组成的保鲜剂，其中海藻酸钠的含量为5-10％。中国发明申请专利《一种龙眼的保鲜方法》(cn107494717a)公开了一种龙眼保鲜剂，该保鲜剂由两种改性海藻酸钠和几种植物精油组成。中国发明申请专利《一种水果运输保鲜剂》(cn106172725a)公开了一种由十三种物质组成的复合保鲜剂，其中海藻酸钠的含量仅为0.2-0.4％。中国发明申请专利《基于植物源提取剂的复合保鲜膜及其制备方法及应用》(cn106720282a)公开了一种基于植物源提取剂的复合保鲜膜，其特征在于，该保鲜膜是由植物叶片采用超声波提取的提取剂与海藻酸钠、柠檬酸、蔗糖酯复合溶液所组成，其中海藻酸钠的含量为0.4％。中国发明申请专利《基于海藻多糖的绿色可食用果蔬保鲜剂及其研制方法》(cn105918449a)公开了一种基于海藻多糖的绿色可食用果蔬保鲜剂，其特征在于，所述的果蔬保鲜剂主要由海藻酸钠、酰胺化促进剂和l#半胱氨酸经反应制成。中国发明申请专利《一种罗汉果保鲜剂及其保鲜方法》(cn107897357a)所述保鲜剂由六种植物提取物和四种成膜物质组成，其中海藻酸钠的浓度为2.5-4.0％。《一种草莓保鲜方法及保鲜剂》(cn108208150a)中国发明专利《一种双孢蘑菇的可食性复合涂膜保鲜剂及保鲜加工方法》(cn104054818a)公开了一种双孢蘑菇的可食性复合涂膜保鲜剂，其特征在于由海藻酸钠、抗坏血酸、甘油组成，其中海藻酸钠的含量为2-3％。综上所述，海藻酸钠通常作为成膜剂与抗氧化物质、防腐剂或者一些植物提取物复配制成保鲜剂，且目前已公开的含有海藻酸钠的保鲜剂多数成分比较复杂，关于含有海藻酸钠的果蔬抗冷保鲜剂则鲜有报道。

从上述γ-氨基丁酸及海藻酸钠的应用来看，随其用途及配方不同，γ-氨基丁酸及海藻酸钠的用量存在一定的差别，缺乏一定的通用性和可借鉴性，而且现有技术中尚未见到将两者共同搭配使用的有关报道。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种基于γ-氨基丁酸结合海藻酸钠的抗冷保鲜剂，该保鲜剂针对冷敏型果实的保鲜需求设计而成，以达到延长冷敏果实贮藏期的应用目的。

本申请所采取的技术方案详述如下。

一种基于γ-氨基丁酸结合海藻酸钠的抗冷保鲜剂，其有效成分为γ-氨基丁酸、海藻酸钠。

其中，γ-氨基丁酸的浓度为100～500μg/ml，海藻酸钠浓度为0.01～0.015g/ml、黄原胶浓度为0.005g/ml、甘油浓度为0.005g/ml。

本发明还提供了上述的一种基于γ-氨基丁酸结合海藻酸钠的抗冷保鲜剂的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)海藻酸钠加水溶解成溶胶状；

(2)在海藻酸钠溶液中加入黄原胶共混；

(3)将γ-氨基丁酸加入到共混的海藻酸钠-黄原胶溶液中混合均匀；

(4)添加甘油搅拌均匀；

(5)加水补足至相应体积；

(6)将以上混合溶液超声处理后，真空静置，得到所述抗冷保鲜剂。

本发明还提供了上述的一种基于γ-氨基丁酸结合海藻酸钠的抗冷保鲜剂在冷敏果实中的应用，其中，所述的应用按下述方法操作：

(1)选取大小均匀、色泽一致、无病虫害、完整无损伤的新鲜果实；

(2)常温下，将果实完全浸泡于抗冷保鲜剂中5～10min后，捞出沥干果实表面的水分；

(3)待果实表面晾干后，适宜低温条件下贮藏。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明使用的γ-氨基丁酸是一种广泛存在于动植物体内的天然调节物质，具有镇静、抗焦虑、降压、增进脑活力、抗衰老、减轻疾病疼痛、预防肥胖等效果，有益于人体健康；海藻酸钠是从藻类中提取的一种天然性多糖类物质，能够形成可食用膜，具有高强度、隔离性好等特点；

实验表明，本发明中利用γ-氨基丁酸结合海藻酸钠所制备的抗冷保鲜剂，能有效减轻冷敏果实的冷害症状，提高果实的抗冷性能，延缓果实细胞膜通透性的增加和膜脂过氧化的进程，从而较好的保持果实的品质，延长果实的贮藏保鲜期；加上γ-氨基丁酸和海藻酸钠的天然来源特性，因而使得本发明中的保鲜剂具有安全无毒且保鲜效果佳的优点，不仅可避免化学保鲜剂的使用对人类和环境带来的潜在危害，而且可以增强果实的营养保健作用；

2、本发明所述保鲜剂制备方法简单，操作简单、使用便捷，较好的符合当前保鲜剂设计、研发方向，因而具有较好地实用价值和商业化推广应用前景。

附图说明

图1为采用实施例1及对比例方法处理后的香蕉果皮的相对导电率；

图2为采用实施例2及对比例方法处理后的百香果果皮的相对导电率；

图3为采用实施例1及对比例方法处理后的香蕉果皮的丙二醛含量；

图4为采用实施例2及对比例方法处理后的百香果果皮的丙二醛含量；

图5为采用实施例1及对比例方法处理后的香蕉果实的冷害指数；

图6为采用实施例2及对比例方法处理后的百香果果实的冷害指数。

具体实施方式

下面结合实施例对本申请做进一步地解释说明，在介绍具体实施例前，就下述实施例中部分物料情况简要介绍如下。

实验物料：

食品级γ-氨基丁酸，纯度98％。

青香蕉，购自桂林市雁山镇农贸市场；

百香果，七成熟，购自桂林市灌阳县东阳村，采收后直接运至实验室进行处理。

实施例1

本实施例所提供的基于γ-氨基丁酸结合海藻酸钠的抗冷保鲜剂，其配方如下：

γ-氨基丁酸500μg/ml，海藻酸钠浓度为0.01g/ml、黄原胶0.005g/ml、甘油0.005g/ml。

抗冷保鲜剂的制备：首先将海藻酸钠加水溶解成溶胶状，然后依次加入黄原胶、γ-氨基丁酸、甘油混合均匀，加水定容后进行超声处理，最后真空静置，得到所述抗冷保鲜剂。

抗冷保鲜剂的使用方法：将香蕉果实在上述抗冷保鲜剂中浸泡10min后取出，沥干果实表面水分后，装入衬有保鲜膜的塑料筐中，4±1℃条件下贮藏。

实施例2

本实施例所提供的基于γ-氨基丁酸结合海藻酸钠的抗冷保鲜剂，其配方如下：

γ-氨基丁酸300μg/ml、海藻酸钠0.015g/ml、黄原胶0.005g/ml、甘油0.005g/ml。

抗冷保鲜剂的制备方法同实施例1

抗冷保鲜剂的使用方法：将百香果果实在上述抗冷保鲜剂中浸泡5min后取出，沥干果实表面水分后，装入衬有保鲜膜的塑料筐中，4±1℃条件下贮藏。

对比例

将实施例中的抗冷保鲜剂改为清水，其余操作均与实施例相同。

测试：

果实贮藏期间定期取样，然后分为两部分，一部分用来测定果皮细胞膜通透性和膜脂过氧化，一部分果实转入常温条件贮藏一天后调查冷害发生情况。

1.果皮细胞膜透性：相对电导率法。

测试结果见图1和图2，图1为采用实施例1及对比例方法处理后的香蕉果皮的相对导电率；图2为采用实施例2及对比例方法处理后的百香果果皮的相对导电率。

2.脂质过氧化的测定：采用丙二醛含量变化来评价果皮脂质过氧化的程度。

测试结果见图3和图4，图3为采用实施例1及对比例方法处理后的香蕉果皮的丙二醛含量；图4为采用实施例2及对比例方法处理后的百香果果皮的丙二醛含量。

3.冷害发生率和冷害指数：根据冷害分级标准调查不同贮藏期的果实的冷害发生情况，然后根据如下公式计算果皮的冷害指数。

冷害指数＝σ(冷害级数×对应冷害级数的果实数)/(果实总数×4)×100％

果实冷害分级标准

测试结果见图5和图6，图5为采用实施例1及对比例方法处理后的香蕉果实的冷害指数；图6为采用实施例2及对比例方法处理后的百香果果实的冷害指数。