丁香精油微胶囊工艺优化及其对水果采后保鲜效果的研究.pdf

第 卷 第期 年月上 海 应 用 技 术 学 院 学 报（自 然 科 学 版）（）收稿日期：基金项目：上海应用技术学院人才引进基金资助项目（）作者简介：孙旭（），男，本科生 ：通讯联系人：王一非，：文章编号：（）：丁 香 精 油 微 胶 囊 工 艺 优 化 及 其 对水果采后保鲜效果的研究孙旭，陈连连，刘勇斌，王一非（上海应用技术学院 香料香精技术与工程学院，上海 ）摘要：通过正交试验对壳聚糖植物精油微胶囊的制作工艺进行了优化，并观察了丁香精油微胶囊处理樱桃番茄和葡萄在储藏期间品质的变化规律 试验结果表明，通过正交试验法研究精油浓度、浓度、醋酸壳聚糖质量比等因素对微胶囊粒径的影响，确定粒径较小的微胶囊工艺条件为：精油浓度 ，浓度 ，醋酸壳聚糖质量比为 体内试验结果显示，微胶囊溶液对樱桃番茄自然腐烂的抑制效果最好，后仅为；微胶囊溶液对葡萄自然腐烂的抑制效果最好，后仅为 丁香植物精油微胶囊在储藏期间对樱桃番茄和葡萄的感官及其品质指标影响较小关键词：水果；植物精油；微胶囊；粒径；品质中图分类号：文献标志码：，（，）：，：；果蔬采后病害导致的巨大损失已成为全球性的问题，在发达国家约有 的新鲜果品由于采后病害造成腐烂损失 而在缺乏冷链设备的发展中国家，腐烂损失率达 近年由致腐微生物引起的人类疾病发生率逐渐增加 霉菌通过各种途径侵袭，导致食物中毒事件等频繁发生国内外利用天然植物提取物来防治果蔬采后病害的研究日益增多，其中植物精油已成为世界各国的研究热点 从传统食用的中药和香辛料中提取出的精油，安全性较高 研究表明，丁香油对果蔬采后腐败微生物，如葡萄的主要致病菌灰霉、链格孢、枣青霉、桃灰霉具有较强的抑制效应 但是植物精油的主要成分为脂类物质，不易溶于水，限制了其在果蔬保鲜上的应用微胶囊技术是利用天然或合成的高分子成膜材料把分散均匀的固体微粒、液体或气体包覆形成微小固体颗粒 微胶囊具有保护活性物质，减少外界不良因素（如光、热、氧气等）与芯材反应；减少芯材向外界环境的蒸发或转移；改变物料的物理性状，方便运输和处理；控制芯材的释放；修饰、掩盖芯材的不良风味、色泽；延长产品货架期并减少组分的营养损失等众多优点复合凝聚法是常用的微胶囊制备方法之一本文通过正交法优化复合凝聚法制备丁香油微胶囊工艺，对其粒径进行了表征，并研究了精油微胶囊对樱桃番茄和葡萄的采后防腐保鲜效果，为开发水溶性天然水果保鲜剂提供新的思路材料与方法 实验材料 水果樱桃番茄（红色）和葡萄（绿色）均在商品成熟期采摘并选择大小均匀、无机械损伤及感染的果实 丁香精油丁香精油（上海东氏香精香料有限公司），棕色玻璃瓶冷藏保存 仪器 型激光粒径仪（马尔文仪器有限 公 司）；型 冰 箱（海 尔 集 团）；型色差计（上海精密科学仪器有限公司）；型搅拌机（飞 利浦 家庭电 器 有 限公 司）；型手持式折光仪（成都青羊联合化学仪器成都部）；型手持式硬度计（乐清市艾德堡仪器有限公司）；型电子天平（上海精科实业有限公司）方法 丁香精油微胶囊制作工艺优化影响 微 胶 囊 制 备 的 主 要 因 素 有 精 油 浓 度、和醋酸壳聚糖质量比，参考叶琳的方法，以此三者为考察因素，各因素均设个水平进行实验研究 正交试验方案设计见表表正交试验设计方案 水平因素精油浓度 浓度醋酸壳聚糖 丁香精油微胶囊粒径和分散指数（）的测定方法采用 激 光 粒 径 仪 测 定 微 胶 囊 样 液 的 粒 径（单位：），同时读取 值，每个处理重复次，取平均值 丁香精油微胶囊对樱桃番茄和葡萄储藏期间质量指标的影响将樱桃番茄和葡萄分别浸入丁香精油微胶囊溶液（，），不含精油的空芯微胶囊（，）和无菌水（对照）中，后取出，置于塑料托盘中，晾干 用聚乙烯（）保鲜膜包装后，塑料托盘在 贮藏 在、后分别测定樱桃番茄和葡萄的腐烂指数、色差、硬度等品质指标并进行感官评定 每个处理样本数为 个樱桃番茄果实，个葡萄果实，各组处理均设个平行 测试方法如下所示：（）果实采后腐烂指数的计算 根据下列公式计算腐烂指数（其中腐烂等级为：表示没有腐烂；表示腐烂；表示腐烂；表示腐烂超过）腐烂指数（腐烂等级该等级数量）测定果实总个数 （）果实中可溶性固形物的测定 采用手持折光仪测定，每个处理取个果实，取平均值，各测次（）色差的测定采用 型色差计，每组选取 个果实，室温下测量樱桃番茄表面颜色 读取、值 色度（）；色相角 （）当且时，（）当且 时，代表明度，范围在（黑色）（白色），色度代表第期孙旭，等：丁香精油微胶囊工艺优化及其对水果采后保鲜效果的研究颜色的饱和度，变化从暗淡（数值低）到明亮（数值高）色相角（）定义为：代表红紫色，代表黄色，代表蓝绿，代表蓝色的一个色相环 每个果实表面颜色读取个值，取平均值（）硬度的测定 采用 手持硬度计进行测定（）感官评定 在果实贮藏结束后，每组分别取出个果实，在室温下进行感官品质测定，分别为感官品质描述和品质评分 感官品质描述和评分分别有个项目，分别为果形（分），果色（分），气味（分），手感（分）评分满分为 分，分别找 人进行感官评定，取其平均值 数据统计与分析运用 软件（，）进行分析，所有实验数据采用 进行邓肯氏差异分析方法分析（取）结果与讨论 丁香精油微胶囊工艺优化结果正交试验分析结果见表 因素（浓度）对微胶囊的粒径有较大影响，因素（精油浓度）和（醋酸壳聚糖）对粒径影响相对较小表（）正交试验表 （）编号 精油浓度 浓度醋酸壳聚糖 平均粒径 由表可得，影响因素大小为，最佳工艺为，即 工 艺（精 油 浓 度 为 ，浓度为 ，醋酸壳聚糖质量比为）的粒径最小，为 ，值，等 论 证 了 值 与 溶 液 均 匀 性 之 间 的 关 系 为表方差分析表 平方和自由度均方值值 注：（，），（，）值越小，溶液均匀性越好 工艺选为后续试验的配方 丁香精油微胶囊对樱桃番茄和葡萄自然腐烂的抑制效果经过丁香精油微胶囊溶液浸泡过的樱桃番茄和葡萄在贮藏期间的自然腐烂率见图 储藏时，经过 微胶囊溶液处理后的樱桃番茄自然腐烂率最低（仅为），其次为经 空芯微胶囊处理的樱桃番茄（腐烂率为）储藏后，经无菌水处理的对照组腐烂率明显增加，比时增加，达 空芯微胶囊和 微胶囊溶液处理的樱桃番茄腐烂率仍为最低，分别为、在储藏的期间，经 微胶囊溶液处理的樱桃番茄腐烂率增长最快，增长，但其腐烂率仍为组中最小（为），丁香精油浓度相似时，所产生的抑菌效果优于潘磊庆等 的结论，可能是壳聚糖与丁香精油可产生协同增效的抑菌性 由图（）可见，储藏 时，经 微胶囊溶液处理后的葡萄在储藏期间的腐烂率，在储藏期，空芯微胶囊溶液和微胶囊溶液浓度越高抑制腐烂的效果越好，且相同浓度时，经精油微胶囊溶液处理的葡萄效果优于空芯微胶囊 经 微胶囊溶液处理后的葡萄腐烂率增长最快（增长 ）通过图（）、（）对比可得，相同浓度的丁香精油微胶囊溶液在樱桃番茄与葡萄腐烂率等情况的影响上存在差异，说明不同水果的有效抑制剂浓度可能不同 该结论与李鹏霞 得到的结论相符 丁香精油微胶囊对樱桃番茄和葡萄贮藏期间颜色的影响 色彩 模型是由明度（）和有关 色彩的，个要素组成表示从洋红色至绿色的范围，表示从黄色至蓝色的范围 经丁香精油微胶囊溶液处理后的樱桃番茄和葡萄，在贮藏期间的颜色变化如图、所示 由图可见，樱桃番茄经 微胶囊溶液处理后，在恒温 下储藏上海应用技术学院学报（自然科学版）第 卷 为无菌水对照，为 空芯微胶囊溶液，为 微胶囊溶液，为 空芯微胶囊溶液，为 微胶囊溶液图丁香精油微胶囊防治樱桃番茄（）和葡萄（）储藏期间（）自然腐烂的效果 （）（）（）为无菌水对照，为 空芯微胶囊溶液，为 微胶囊溶液，为 空芯微胶囊溶液，为 微胶囊溶液图丁香精油微胶囊对樱桃番茄储藏期间、值变化的影响 ，为无菌水对照，为 空芯微胶囊溶液，为 微胶囊溶液，为 空芯微胶囊溶液，为 微胶囊溶液图丁香精油微胶囊对葡萄储藏期间、值变化的影响 ，、后，与其他各浓度组及对照组相比，其值明显偏大，分别为 和 储藏期间和对照组与各个浓度组之间无明显差异 由图可见，经 微胶囊溶液处理后的葡萄储藏后，值低于其他组，为 ；储藏时，空芯微胶囊溶液处理的葡萄值最高，为 经 微胶囊溶液处理的葡萄在储藏期间值最高 同时各处理组的值无明显差异 水果品质指标丁香精油微胶囊对樱桃番茄、葡萄储藏期间品质的影响如表、所示 由表可见，经微胶囊溶液和空芯微胶囊溶液处理过后的樱桃番茄的硬度均略高于对照组，其中经 空芯微胶囊溶液处理的樱桃番茄储藏期间的硬度略高于其他组别，分别为 、可溶性固形物和感觉评定的结果各浓度组与对照组相比无明显差异由表可见，葡萄经丁香精油微胶囊溶液和空芯微胶囊溶液处理后各浓度组硬度值和感官评定值均高于对照组，且处理液浓度相同时，空芯微胶囊处理的果实硬度高于精油微胶囊溶液处理经 微胶囊溶液处理葡萄的可溶性固形物含量均高于其他组别，说明丁香精油微胶囊对两种水果的品质和感官无负面影响第期孙旭，等：丁香精油微胶囊工艺优化及其对水果采后保鲜效果的研究表丁香精油微胶囊对储藏期间（）樱桃番茄的品质的影响 （）硬度 可溶性固形物感官评定对照 表丁香精油微胶囊对储藏期间（）葡萄的品质的影响 （）硬度 可溶性固形物感官评定对照 结语大量研究表明，植物精油具有较强的抑菌作用，为天然防腐保鲜剂的研发提供了新思路 结果表明，丁香精油微胶囊对水果储藏期间的自然腐烂具有一定的抑制作用，丁香精油微胶囊溶液对樱桃番茄腐烂的抑制效果较好，为；丁香精油微胶囊对葡萄糜烂的抑制效果较好，自然腐烂率为 不含精油的壳聚糖空芯胶囊也表现出一定的抑菌效果，与报道结果相近 经过微胶囊溶液处理过的果蔬的、值在储藏期间并无明显差异，说明丁香精油微胶囊溶液在果蔬变色方面无负面效果 综上所述，丁香精油微胶囊溶液具有很好的水溶性，较好的防腐保鲜效果，极具开发天然水果保鲜剂的潜力参考文献：，（）：刘洪波，史冬辉，张瑜植物精油抗菌活性研究进展 畜牧与饲料科学，（）：，（），：胡莉壳聚糖阿拉伯胶复凝聚制备鱼油微胶囊的研究青岛：中国海洋大学，：，（）：，（）：张晓鸣 复合凝聚反应制备茉莉香精微纳米胶囊及其机理研究 无锡：江南大学，：叶琳 超细微胶囊香精的制备技术研究 上海：上海海洋大学，：蔡楠，谢晶弱光照射及保鲜剂对芦笋冷藏品质的影响上海水产大学学报，（）：，（）：，（）：潘磊庆，朱娜，邵兴锋，等丁香精油对樱桃番茄保鲜作用的研究 食品工业科技，（）：李鹏霞两种植物精油对采后水果的保鲜作用研究咸阳：西北农林科技大学，：，（）：（编辑吕丹）上海应用技术学院学报（自然科学版）第 卷