一种生物源果蔬保鲜剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于食品保鲜技术领域，具体涉及一种生物源果蔬保鲜剂及其制备方法和 应用。
【背景技术】
[0002] 我国是世界最大的水果和蔬菜生产国，但果蔬在采摘后仍然具有较为旺盛的呼吸 代谢，需要消耗自身的营养物质及能量，会导致其风味发生改变，另外，采摘的鲜活农产品 长附着有微生物，可能会侵染农产品，导致鲜活农产品的腐败变质，据统计，蔬菜水果腐烂 变质大约有90%是由于病原菌的侵入危害造成的，只有10%左右是由于老熟干枯死亡导致 的。受季节性、区域性、易腐性的限制及保鲜技术的落后，果蔬生产总量远不能满足消费需 求；另一方面，果蔬产品在自然条件下的贮运销售等采后流通过程中损耗高达20%_35%，年 损失1800亿元人民币，造成巨大经济损失，提高贮藏或保鲜技术以延长、保持果蔬品质，对 果蔬产业的长远健康发展具有十分重要的意义。
[0003] 近几年，我国果蔬贮藏保鲜技术有了快速发展，如低温贮藏、气调贮藏、减压贮藏、 辐射贮藏、化学防腐保鲜、基因工程保鲜技术等，但这些技术在实际应用过程中还存在很多 问题，常造成果蔬产品质量的下降，乃至引起食品安全问题。具体的，不同果蔬对低温、压力 的耐受度有一定范围，采用低温或减压贮藏时，范围控制不当会破坏果蔬营养成分和外观 品质，影响果蔬食用安全；气调贮藏中气体成分比例的不同不仅会破坏果蔬的感官性，加速 果蔬的营养物质流失，使果蔬失去原有风味，还会促进一些厌氧性致病菌在果实上生长繁 殖，威胁果蔬产品质及食用安全；辐射的剂量范围是影响果蔬营养和品质的重要因素，新鲜 果蔬的辐射处理要选用相对低的剂量，否则会使果蔬变软并损失大量营养成分，严重时还 会产生毒性；通过基因修饰、基因沉默、基因表达调节等措施可延缓其后熟，但是否会改变 果蔬品质，以及食用转基因果蔬的安全性目前尚无定论，存在食用风险；另常用的保鲜方法 即是使用化学防腐，常用的化学合成保鲜剂如多菌灵、托布津、噻菌特、联苯二氧化氯、邻苯 酚钠、联苯等，大多数都是杀菌剂，通过抑制或杀灭病原菌，达到防腐效果，然而抗真菌剂的 长期、大量使用，会导致采后病原菌产生抗药性，也会在农产品及环境中产生残留而不易分 解，对人体和环境存在着极大的安全隐患，还极大地限制了我国果蔬在国际市场上的销售。
[0004] 随着生物源农药的安全、环保特性已深入人心，在农药市场中所占份额越来越重， 从天然生物中寻找广谱高效低毒的果蔬防腐剂成为果蔬贮藏保鲜领域研究的热点，生物保 鲜剂大多直接来源于生物体自身的组成成分，相比于化学保鲜剂，有以下优点：（1)诱导抗 菌性，可表现出诱导抗菌性而抵御作用于多种病原菌；（2)拮抗性，微生物活体菌体拮抗作 用而抑制果蔬上病原菌的寄生与增殖；（3)高效及多效性；（4)天然性及相对安全性，既不 会影响食品的食用特性和营养价值，也不会造成二次污染。目前用于食品及生鲜农产品的 生物源防腐保鲜剂主要有NISIN、细菌素，如：枯草芽胞杆菌、酵母等，然而用于生鲜农产品 防腐保鲜的微生物菌剂及其代谢产物，一方面，种类甚少，选择性小，另一方面，人们多是采 用农药的研究开发手段得到，对其生产工艺及制剂加工技术的优化、制剂对生鲜农产品的 新鲜程度及营养、对附着微生物的抑制等还缺乏深入研究，应用受到限制。
[0005] 可见，在果蔬产业中迫切需要新型的高效的防腐、保鲜、无公害产品及技术，以取 代和完善现有果蔬保鲜技术。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种生物源果蔬保鲜剂及其制备方法和应用，采 用的技术方案是： 一种生物源果蔬保鲜剂，所述保鲜剂由包括以下的原料制备而成：3-8体积份数的NAC蛋白溶液、〇. 5-2质量份数的蛋白质载体、0. 05-2质量份数的活性氧化铝和0. 01-1质量份 数的表面活性剂，所述NAC蛋白溶液中NAC蛋白的浓度为0. 5-3g/100mL。
[0007] 所述果蔬保鲜剂为粉剂、液体制剂或膏状制剂。
[0008] 优选的，所述蛋白质载体为硅藻土、高岭土、或滑石粉。
[0009] 优选的，所述表面活性剂为农用有机硅或十二烷基苯磺酸钠。
[0010] 本发明还提供上述果蔬保鲜剂的制备方法，所述方法包括以下步骤： ① 菌体培养：挑取毕赤酵母菌菌体至固体PDA培养基上，28°C~37°C恒温培养24h以 上，再挑取固体PDA培养基上的菌体接种到PDA液体培养基中，在180rpm~200rpm、37°C的 条件下振荡培养24h以上，得毕赤酵母菌培养液； ② 将毕赤酵母菌培养液以10000rpm~13000rpm离心lOmin，弃上清，以pH值为6. 8的 磷酸盐缓冲液分散沉淀得分散液，对分散液进行细胞破碎，测定并调整蛋白浓度为〇. 5-3 g/100mL，得NAC蛋白溶液； ③ 按照NAC蛋白溶液体积：蛋白质载体质量：活性氧化铝质量：表面活性剂质量为 3-8: 0. 5-2 :0. 05-2 :0. 01-1，向NAC蛋白溶液中加入蛋白质载体、活性氧化铝和表面活性 剂，混合均匀，得含NAC蛋白的果蔬保鲜剂。
[0011] 进一步的，本发明还提供上述果蔬保鲜剂的应用，应用时加800-1200倍质量的水 得稀释液，直接喷雾至果蔬，然后晾干；或者将果蔬浸入稀释液l_2min后取出晾干。
[0012] 上述技术方案中，本发明提供一种生物源果蔬保鲜剂，广泛适用于苹果、梨、桃、柑 橘、蒸枝、香蕉、芒果、草莓、葡萄、番前、辣椒、黄瓜、西瓜、香瓜等蔬菜水果的保鲜。当蔬菜水 果采摘下来后，其生命力变弱，抗病虫害能力降低，易被病原菌侵入造成腐烂变质。NAC植物 免疫蛋白，提取自毕赤酵母菌（/fe/mwiafts,保藏单位为中国微生物菌种保藏管理 委员会普通微生物中心，简称CGMCC，保藏单位地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号， 中国科学院微生物研究所，保藏编号为CGMCC2. 1838)，经菌体培养、细胞破碎而得到，含 NAC蛋白的溶液中蛋白浓度的测定可借助考马斯亮蓝法，蛋白浓度的调整可借助稀释或硫 酸铵沉淀、重新分散等方法，NAC蛋白，是植物免疫蛋白，可以提高植物的免疫力或抗病性， 当NAC植物免疫蛋白喷雾或浸润处理蔬菜水果后，通过提高蔬菜和水果抗病性，抵抗弱寄 生菌的侵入；活性氧化铝具有许多毛细孔道，比表面积大，具有高分散性和催化活性，本课 题组还发现活性氧化铝具有抑制光学电子传递，抑制光合作用，杀菌的功效，表面活性剂具 有降低水的表面张力、增加药液在靶标生物上的扩展面积和提高农药有效利用率的作用， 优选采用有机硅表面活性剂，有机硅表面活性剂是一种高效、环保的非离子型有机硅表面 活性剂，其优势具体表现在以下方面：（1)加入质量分数为〇. 1%即能够使水的表面张力从 72. 4mN/m约降到21mN/m; (2)是一种超级铺展剂，其铺展能力是无硅类表面活性剂的40倍 以上，使得药液基本上平铺在生物靶标上；（3)促进药液快速吸收，提高药液的耐雨水冲刷 能力，气孔是药剂进入植物体的主要途径之一，有机硅表面活性剂能使药液的表面张力低 于植物叶表面润湿临界值(约25mN/m)，能促使药液由气孔直接渗透进入表皮，增加农药的 使用可靠性，减少在雨季的喷雾次数；（4)提高农药的有效利用率，降低农药投放量，减少 环境污染，采用常规的助剂农药，只有20%~30%的药液能够留在作物的叶片上，利用率很 低，70%~80%的农药都流失到了土壤中，对环境危害严重。采用新型有机硅表面活性剂， 在保持同样药效的条件下，可减少农药使用量30%~50%，减少了农药对环境的污染；（5) 节约施药时的用水量，传统的喷雾方法每公顷用水量大约是600~750kg;使用少量有机硅 助剂以后，可以降低到每公顷220~300kg;如果配合低容量喷雾技术，每公顷用水量还可 以降低到75~150kg; (6)毒性小、在泥土中会发生分解，在氧气的作用下会进一步氧化降 解成自然界存在的二氧化碳、水和硅酸，不产生生物积累，对环境安全，符合长期环保要求。 本发明的保鲜剂中NAC蛋白和活性氧化铝通过协同抗菌作用，使得保鲜效果有了显著的增 强。
[0013] 本发明的有益效果是：（1)在全球提倡绿色化学的今天，本发明的生物源果蔬保 鲜剂没有化学防腐剂保鲜剂所带来的健康危害、环境污染、农药残留及抗药性等问题，且有 贮藏条件易控制、对人体无毒无害、符合"高效、安全、经济、便利"的发展趋势；（2)，制备方 法简单，适用的果蔬品种多，加工制备及应用易于实现工业化，在果蔬贮藏上有很大的经济 价值和广阔的应用前景。
【附图说明】
[0014] 图1为红提处理后10天拍摄的照片； 图2A、2B分别为草莓以实施例1的保鲜剂稀释剂处理、清水处理后7天拍摄的照片； 图3A、3B分别为柑橘以实施例1的保鲜剂稀释剂处理、清水处理后14天拍摄的照片； 图4A、4B分别为葡萄以实施例1的保鲜剂稀释剂处理、清水处理后8天拍摄的照片； 图5A、5B分别为桃以实施例1的保鲜剂稀释剂处理、清水处理后8天拍摄的照片； 图6为西红柿处理后7天拍摄的照片； 图7A、7B分别为黄瓜以实施例1的保鲜剂稀释剂处理、未处理13天后的照片。
【具体实施方式】
[0015] 以下结合【具体实施方式】及附图对本发明进行详细说明，实施例中所使用的实验方 法如无特殊说明，均为常规方法；所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得 至 1J，所述体积份数以mL计，质量份数以g计。
[0016] 本发明以NAC蛋白液为主要组分，辅以活性氧化铝，并添加蛋白质载体和表面活 性剂制得一种生物源果蔬保鲜剂，其组成配伍示例见表1，其中所述的NAC蛋白液为毕赤酵 母菌CGMCC2. 1838破壁处理后的细胞破碎液，其NAC蛋白的含量控制在0. 5-3g/100mL，活 性氧化铝为纳米级，优选粒径为lym以下，蛋白质载体可选用硅藻土、高岭土、或滑石粉， 表面活性剂可选有机硅类或十二烷基苯磺酸钠。
[0017] 表1生物源果蔬保鲜剂原料组成配伍示例
[0018] 制备实施例 以实施例1为例说明本发明的生物源果蔬保鲜剂的制备方法： ①菌体培养：挑取毕赤酵母菌（/YcAia/krazefliafts)菌体(一小块即可）至固体PDA培 养基上，在28°C~37°C的恒温培养箱中培养24h以上，再在培养好的固体PDA培养基上的 挑取少量菌体接种到PDA液体培养基中(接种量一般控制在1环菌体接种至1L培养基中)， 在180rpm~200rpm、37°C的条件下振荡培养24h以上，得毕赤酵母菌培养液，此时，毕