肉桂精油缓释剂的开发及其在红薯保鲜中的应用_李晨迪.pdf

49 工艺技术 食品工业 2023 年第44卷第 2 期肉桂精油缓释剂的开发及其在红薯保鲜中的应用李晨迪1，范仪琳1，王晓飞1，张珊珊1，刘闪1，焦献中2*1.黄淮学院生物与食品工程学院（驻马店 463000）；2.西平西地红薯业有限公司（驻马店 463000）摘要红薯在长期储存过程中易腐败变质。通过寻找合适的红薯保鲜剂的缓释载体,延长红薯保鲜期,使保鲜剂持续维持保鲜浓度。试验考察有机载体、还原型和酸性3种缓释剂对肉桂精油的缓释效果,对红薯的失重率、感官评价、表面细菌和真菌总数、糖度进行测定,结果发现有机载体缓释剂中琼脂、硅胶、羧甲基纤维素钠的质量比为112时,保鲜效果明显,红薯货架期可延长15 d以上。关键词红薯;缓释保鲜剂;保鲜效果Development of Cinnamon Oil Slow Release Agent and Its Application in Sweet Potato PreservationLI Chendi1,FAN Yilin1,WANG Xiaofei1,ZHANG Shanshan1,LIU Shan1,JIAO Xianzhong2*1.College of Biology and Food Engineering,Huanghuai University(Zhumadian 463000);2.Xiping Xidi Sweet Potato Industry Co.,Ltd.(Zhumadian 463000)Abstract Sweet potato is easy to deteriorate due to corruption during long-term storage.The study was to find a suitable sustained-release agent of sweet potato preservative,to prolong the fresh-keeping period of sweet potato,and to maintain the fresh-keeping concentration of preservative.The slow-release effect of organic carrier,reduced type and acid slow-release agent on cinnamon essential oil,the weight loss rate,sensory evaluation,total number of surface bacteria and fungi and sugar degree of sweet potato were measured.It was found that when the mass ratio of agar,silica gel and sodium carboxymethylfibroin was 112,the fresh-keeping effect was obvious,and the shelf life of sweet potato could be extended by more than 15 d.Keywords sweet potato;slow release preservative;preservation effect*通信作者近年来红薯价格居高不下，提高了农民种植红薯的积极性。良好的贮藏不仅可以保持其品质，也可以维持批量销售和供应。而红薯在长期储存过程中易出现腐败的状况1。因此，红薯的储藏是一个受关注和迫切需要解决的问题。通常红薯在储藏过程中需要加入一定剂量的保鲜剂，从而降低腐败发生，因此保鲜剂的缓释对其整体的保鲜作用至关重要2。微胶囊技术、脂质体技术和多孔微球技术是最常用的三大缓释技术3。果蔬保鲜领域常用的缓释技术是微胶囊技术。微胶囊技术是壁材和芯材的结合，壁材为人工合成或者天然特殊材料，芯材为固、液、气3种形态的活性物质，芯材被壁材包埋处理，形成一种微型胶囊，同时芯材能通过溶出或扩散的方式缓慢释放到环境中，常用的缓释活性成分有乙醇、ClO2、SO2和植物精油类物质4。化学缓释剂的使用会引发药剂残留、环境污染及抗药性等问题。在21世纪倡导绿色地球、健康环保和走可持续发展道路的今天，开发高效无毒、低残留的天然缓释保鲜剂，对果蔬采后保鲜具有重要意义。试验将肉桂精油应用于红薯保鲜剂的研制中，并通过对3种缓释剂缓释能力的比较，以失重率、感官、表面细菌真菌总数和糖度为指标，研制一种新型生物抑菌红薯缓释保鲜剂，并应用于新鲜红薯，以期为红薯保鲜提供理论基础和方法，为肉桂精油在红薯等果蔬的保鲜推广应用提供依据，也为其他果蔬的保鲜技术提供参考。1材料与方法1.1试验材料1.1.1试材外皮无损伤、无病虫害的新鲜红薯。1.1.2试剂主要试验试剂见表1。表1主要实验试剂名称批号厂家硅胶010103上海化学试剂采购供应站经销羟乙基甲基纤维素 RH355931 晋州市富强化工有限公司羧甲基纤维素纳20191107郑州派尼化学试剂厂硅藻土20210104天津市大茂化学试剂厂柠檬酸20210125天津市恒兴化学试剂制造有限公司氯化钙20190301天津市大茂化学试剂厂碳酸氢钠20220307郑州派尼化学试剂厂无水碳酸钠20210104天津市恒兴化学试剂制造有限公司1.1.3仪器与设备主要试验仪器与设备见表2。食品工业 2023 年第44卷第 2 期 50 工艺技术表2主要试验仪器与设备名称型号厂家超净工作台SW-CJ-2FD苏洁净化设备有限公司恒温培养振荡器ZWY-240智诚分析仪器制造有限公司电子分析天平AR2140梅特勒托利仪器有限公司海尔冰箱BCD-603WSVD海尔电器有限公司阿贝折光仪202000123力辰科技有限公司1.2试验方法1.2.1新型缓释剂的试验设计1.2.1.1缓释保鲜剂成品分别在有机载体缓释剂、还原型缓释剂、酸性缓释剂中加入肉桂精油，混合均匀后装入到透气盒或袋中，得到新型生物抑菌技术的红薯缓释保鲜剂。1.2.1.2有机载体缓释剂的试验设计以有机载体缓释剂成分和添加比例作为变量，称取红薯质量（精确到0.1 g），装入保鲜盒内。每个保鲜盒装1种有机载体缓释保鲜剂。以不同有机物为变量，分为组A和B组，有机载体缓释剂成分及其配制比例如表3和表4所示。表3A组有机载体缓释剂活性物质质量比处理琼脂硅胶羧甲基纤维素钠A1112A2121A3111表4B组有机载体缓释剂活性物质质量比处理琼脂硅胶羟乙基甲基纤维素B1112B2121B31111.2.1.3还原型缓释剂的试验设计分别称取不同质量红薯（精确到0.1 g），以还原型缓释剂添加量和双吸剂还原铁的添加与否作为变量，装入保鲜盒或袋中，每个保鲜盒或袋中装入1包还原型缓释保鲜剂，分为C组和D组，设置不同添加量的还原型缓释剂，如表5和表6所示。表5C组还原型缓释剂活性物质质量 单位：g处理碳酸氢钠无水碳酸钠还原铁粉C1555C2101010C3151515表6D组还原型缓释剂活性物质质量 单位：g处理碳酸氢钠无水碳酸钠D155D21010D315151.2.1.4酸性缓释剂的试验设计分别称取不同质量的红薯（精确到0.1 g），以酸性缓释剂添加量和缓释剂载体不同为变量，装入保鲜袋中，每个保鲜袋中装入1种酸性缓释保鲜剂，根据吸附载体不同，分为E组和F组，酸性缓释剂成分及配制如表7和表8所示。表7E组酸性缓释剂活性物质质量 单位：g 处理硅胶柠檬酸氯化钙E10.93.62.4E21.24.83.2表8F组酸性缓释剂活性物质质量 单位：g处理硅藻土柠檬酸氯化钙F10.93.62.4F21.24.83.21.2.2指标测定1.2.2.1失重率失重率是衡量果蔬贮藏品质的重要指标。失重率变化越小，表明红薯在贮藏过程中营养成分和水分损失最小，保藏效果最好。对红薯在第0，第3，第6，第9，第12和第15天进行称重，利用差重法按式（1）计算红薯失重率。失重率=（初始质量-测定质量）/初始质量 100%（1）1.2.2.2感官评价根据表9，对红薯进行感官评分，判定红薯的新鲜程度。评价标准见表9。每个样品重复3次，取平均值。表9红薯的感官评价标准评分/分硬度色泽气味810饱满坚硬果色鲜艳果味浓郁67饱满较硬果色稍淡果味稍淡45部分变软果色变暗没有果味23部分腐烂部分褐变具酸腐味01全部腐烂全部褐变较酸腐味1.2.2.3表面细菌和真菌总数使用无菌水冲洗样品红薯表面，稀释菌液，并将其表面的微生物分离接种至细菌培养皿和真菌培养皿中，进行涂布，培养48 h，观察菌落总数。1.2.2.4糖度测定称取10 g红薯样品，用无菌水稀释2倍，用阿贝折光仪测定其糖度5，重复3次，取平均值。1.2.3数据处理所有试验每组3个平行，并用Excel和Statistical Product and Service Solutions软件对试验数据进行统计学分析。2结果与分析2.1有机载体缓释剂对红薯储藏的影响2.1.1失重率由图1可知，随着红薯储藏时间的延长，其失重率整体逐渐增大。对照组失重率变化最大，第15 天时 51 工艺技术 食品工业 2023 年第44卷第 2 期失重率达到2.6%，其他处理组的失重速率变化较为平缓，在整个观察期失重率的变化范围较小。A1在后期表现出明显优势，并且逐渐平缓。表明A1组保鲜效果较于其余处理组保鲜效果最好。图1红薯储藏过程中有机载体缓释剂对其失重率的影响2.1.2感官评价硬度、色泽、气味和表面菌落分布情况等感官指标可以清楚反映红薯在储藏期间所处的生理阶段及商业价值，测定有机载体缓释剂对红薯储藏期间感官的影响。由图2可知，在常温下贮藏，对照组第6天其硬度和色泽开始发生变化，第15天总体评分为6分，达到价值流通的最低标准。其他6组处理组的效果明显高于对照组，其中A1组效果最佳，贮藏第15天其总体评分为7.75分。图2红薯储藏过程中有机载体缓释剂对其感官的影响2.2还原型缓释剂对红薯储藏的影响2.2.1失重率由图3可知，红薯失重率逐渐随着试验天数的增加而增大。其他组的失重速率较为平缓，C2组在后期表现出明显优势，第15天时失重率仅为0.85%。图3红薯储藏过程中还原型缓释剂对其失重率的影响2.2.2感官评价由图4可知，在红薯储藏期间还原型缓释剂相比于对照组效果较好，其中C2的感官评分高于其他组，且能有较好保持。图4红薯储藏过程中有还原型缓释剂对其感官的影响2.3酸型缓释剂对红薯储藏的影响2.3.1失重率由图5可知，在硅藻土与硅胶2种活性物中，硅藻土组的失重率变化较小，且F组中F1较于其他处理组最为平缓，表明F1组保鲜效果最好。图5红薯储藏过程中酸型缓释剂对其失重率的影响2.3.2感官评价由图6可知，在常温下储藏，对照组在15 d后感官评分为6分，达到流通价值的底线，其他试验组均高于6分，F1组的评分最高，为8分，红薯品质保持较好。图6红薯储藏过程中酸性缓释剂对其感官的影响2.4缓释剂对红薯表面细菌和真菌总数的影响通过平板计数法来测定在10-2浓度梯度时红薯表面菌落总数，结果如图7和图8所示。由图7可知，3种缓释剂对红薯储藏过程中细菌菌落表面总数的变化，第15天时试验组整体比对照组的菌落数较低，效果较明显的是A1、C2、F1这3组，且A1组的细菌菌落总数最少。表面菌落总数越少，表面红薯在储藏过程中品质越高，流通价值也越大。由图8可知，缓释剂对红薯储藏过程中真菌菌落总数较少的为A1、B1、C2和F1这4食品工业 2023 年第44卷第 2 期 52 工艺技术组，且A1组的真菌菌落总数明显底于其他几组，与对照组形成鲜明的对比。图73种缓释剂对红薯储藏过程中表面细菌菌落总数的影响图83种缓释剂对红薯储藏过程中表面真菌菌落总数的影响2.5缓释剂对红薯糖度的影响综合3种指标观察可知，红薯在储藏过程中保鲜效果较好的为A1、C2、F1这3组，为探究出最佳缓释剂，进一步测定这3组在储藏过程中的糖度，用阿贝折