一种果蔬速冻涂膜液及其制备方法与流程

本发明属于食品加工，具体涉及一种果蔬速冻涂膜液及其制备方法。

背景技术：

1、目前，延长蔬菜贮藏期常用的方法包括低温和气调贮藏。低温贮藏通过控制贮藏室的环境温度，降低蔬菜的新陈代谢活性，从而达到在一定时间范围内保持食品原料特性的目的。而气调保鲜技术则通过调节贮藏环境中的气体成分，降低氧气含量并升高二氧化碳含量，进而降低果蔬的呼吸速率、腐烂速率以及生理化学变化的速度，有效延长其保质期。尽管低温和气调贮藏技术在果蔬保鲜方面取得了显著效果，但它们的成本相对较高，而且有时难以满足所有果蔬的保鲜需求。

2、可食性涂膜保鲜技术采用天然食用物质如糖类、蛋白质、脂类和其他食用物质组成食用薄膜，通过包裹、涂布或微胶囊形式覆盖在食物表面或内表，形成保护层。这种技术不仅安全环保、成本低廉，而且操作简便。其保鲜机理主要包括减少食品与空气的接触、降低食品氧化及果蔬酶促褐变的速度、减少外界微生物对食品的污染、降低水分传递速度以及抑制果蔬的呼吸强度。然而，现有的可食性涂膜保鲜技术仍存在一定不足，添加防腐剂虽能提高品质但可能带来残留问题。

技术实现思路

1、基于上述问题，本发明的目的在于提供一种果蔬速冻涂膜液及其制备方法。

2、为了解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：一种果蔬速冻涂膜液由羧甲基壳聚糖、大蒜水提取物、改性纳米晶体纤维素、三聚磷酸钠、芦荟提取物、菠萝提取物、山梨醇组成。

3、一种果蔬速冻涂膜液的制备方法，包括如下步骤：

4、s1：改性纳米晶体纤维素的制备；

5、s2：芦荟和菠萝提取物的热处理；

6、s3：超声包衣制备涂膜液；

7、优选地，所述大蒜水提取物通过常规技术手段超声波辅助溶剂提取法，利用超声波辅助，以去离子水为溶剂提取活性成分，获得大蒜水提取物。

8、优选地，步骤s1中所述的改性纳米晶体纤维素的制备包括以下步骤：

9、a1：将棉纤维加入64wt%的硫酸溶液中，控制温度45℃，200～300rpm搅拌15min，静置12h，获得混合溶液；将混合溶液加入去离子水中稀释15倍，8000rpm离心3～5min，过滤，取沉淀，将沉淀加入去离子水中稀释15倍再次离心过滤取沉淀，重复三次后，置于1～10kda透析袋中洗涤，获得洗涤产物；

10、a2：将步骤a1中的洗涤产物加入旋转蒸发仪中，控制压力至2.5～5kpa，温度40～60℃，转速100～160rpm，冷凝器温度5～10℃，蒸发1～2h后，获得浓缩液；向浓缩液中加入0.1mol/l的氢氧化钠溶液调节ph至中性，在100hz频率下超声处理10min，获得纳米纤维素溶液；

11、a3：将3-氨丙基三乙氧基硅烷加入去离子水中，用0.2mol/l醋酸和0.1mol/l氢氧化钠溶液调节ph为6～6.9，200～300rpm搅拌10min，静置3h，获得3-氨丙基三乙氧基硅烷溶液；在30min内将3-氨丙基三乙氧基硅烷溶液缓慢加入步骤a2中制备的纳米纤维素溶液中，室温下500rpm搅拌6～10h，反应完成后，5000rpm离心10min，过滤，去离子水洗涤，50℃真空冷冻干燥12h，获得改性纳米晶体纤维素。

12、优选地，步骤a1中所述棉纤维与硫酸溶液用量之比为1g:10～30ml。

13、优选地，步骤a2中所述浓缩液重量百分比浓度为5～8%。

14、优选地，步骤a3中所述3-氨丙基三乙氧基硅烷与去离子水的用量之比为1g:20～50ml；3-氨丙基三乙氧基硅烷溶液体积用量为纳米纤维素溶液的5～15%。

15、优选地，步骤s2中所述的芦荟和菠萝提取物的热处理包括以下步骤：

16、b1：将新鲜芦荟叶经清洗后，去除外层皮，经研磨机研磨成浆状，获得芦荟浆；将芦荟浆溶解在30wt%浓度的乙醇溶液中，300rpm搅拌15min后，室温下静置12～24h，获得提取液；

17、b2：将步骤b1中制备的提取液加入c18反相柱，用浓度0.1wt%的甲酸水溶液与乙腈以1ml/min的速度进行梯度洗涤，初始乙腈比例为10%，在30min内逐渐增加至90%，单次纯化30min，纯化两次，混合两次纯化产物，40℃真空冷冻干燥24h，获得芦荟提取物；

18、b3：将菠萝果肉切割成1cm3大小后，研磨成泥状，获得菠萝泥；将菠萝泥置于恒温水浴中，控制温度45～55℃，磷酸盐缓冲溶液控制ph为6.5～7，时间30～120min，获得处理菠萝泥；将处理菠萝泥加入3倍质量体积的去离子水中，200rpm搅拌2～4h，然后在-4℃下，12000rpm离心10～20min，收集上清液，30℃真空干燥24h，获得菠萝提取物；

19、b4：将步骤b2中制备的芦荟提取物和步骤b3中制备的菠萝提取物溶解在2倍质量体积的去离子水中，混合后放入水浴锅中，恒温52℃加热5～15min，反应完成后立即放入冰水浴中快速冷却至室温，30℃真空干燥24h，获得热处理产物。

20、优选地，步骤b1中所述芦荟浆与乙醇溶液的用量之比为1g:6～10ml。

21、优选地，步骤b2中所述提纯检测波长为220～260nm。

22、优选地，步骤s3中所述的超声包衣制备涂膜液包括以下步骤：

23、c1：将羧甲基壳聚糖溶解在去离子水中，获得羧甲基壳聚糖溶液；将步骤a3中制备的改性纳米晶体纤维素在5min内缓慢加入羧甲基壳聚糖溶液中，控制温度50℃，300rpm持续搅拌15～30min后，使用超声波细胞粉碎器在450w功率下，5s停止，5s工作，-4℃冰浴中处理5min；获得混合溶液a；

24、c2：向步骤c1中制备的混合溶液a加入三聚磷酸钠、山梨醇，450w超声波辅助处理5～15min后，加入步骤b4中制备的热处理产物和大蒜水提取物，200rpm搅拌10min，搅拌完成后，450w超声处理10min，获得涂膜液。

25、优选地，步骤c1中所述羧甲基壳聚糖与去离子水用量之比为1g:50～100ml；改性纳米晶体纤维素与羧甲基壳聚糖的质量用量之比为0.1～1:1。

26、优选地，步骤c2中所述羧甲基壳聚糖、三聚磷酸钠和山梨醇的质量用量之比为1:0.1～0.5:1～2；热处理产物、大蒜水提取物和羧甲基壳聚糖的质量用量之比为0.3～0.6:0.2～0.5:1。

27、本发明的有益效果如下：

28、本发明通过热处理工艺转变了芦荟和菠萝提取物中的抗氧化成分结构，释放出更多游离型抗氧化物，显著提升了其生物可利用性及抗氧化效力。这一进步不仅有效遏制了多酚氧化酶的活性和多酚物质的氧化，而且增强了芦荟与菠萝提取物中抗氧化成分的热稳定性。促进这些成分在果蔬表面形成的保护膜能在储存期间保持更加稳定，延长对褐变抑制效果的持续时间。芦荟提取物富含的芦荟大黄素、维生素c等多种抗氧化化合物能有效清除自由基，减轻多酚化合物的氧化。同时，菠萝提取物中的溴蛋白酶及其他抗氧化成分与芦荟提取物中的化合物协同作用，共同增强了抗氧化能力，有效减缓多酚类物质的氧化进程，进而有效抑制了褐变现象。溴蛋白酶通过破坏多酚氧化酶的活性来减少多酚类物质的氧化，而芦荟提取物中的抗氧化成分则通过中和引发多酚氧化酶激活的自由基，从而联合抑制了多酚氧化酶对果蔬褐变的促进作用。大蒜水提取物具有广谱的抗菌活性，可以有效抑制多种细菌和真菌的生长；芦荟和菠萝提取物经过热处理后，其抗菌成分也可能因结构变化而展现更好的抗菌效果。协同增效可以提供更全面的保护，减少果蔬表面微生物的污染和生长，延长果蔬的保鲜期。山梨醇作为天然的多元醇类化合物，能够降低水分的冰点，减少冷冻过程中的冰晶形成。

29、羧甲基壳聚糖作为一种水溶性高分子聚合物，具有良好的成膜性，能在果蔬表面形成一层均匀、透明的保护膜。这层保护膜可以有效隔离空气中的氧气和微生物，减缓果蔬呼吸速率，延缓老化和腐烂过程。改性纳米晶体纤维素作为纳米级的增强剂，均匀分散在羧甲基壳聚糖基质中，通过形成纳米级复合材料大幅提升涂膜的机械性能，有助于保持涂膜在低温下的完整性；此外，通过硅烷改性的纳米晶体纤维素，其疏水性可以有效阻挡水分穿透，保持果蔬表面干燥。羧甲基壳聚糖和改性纳米晶体纤维素的复合结构提供了良好的成膜性和透气性，有助于维持果蔬表面的适宜微环境，减少解冻后的水分损失和氧化损伤。羧甲基壳聚糖、改性纳米晶体纤维素和三聚磷酸钠都是来源于自然的或生物基材料，制备的涂膜液是环保的，且具有良好的生物可降解性，对环境友好，同时对人体无害。

30、本发明利用超声包衣法能够有效均匀分布芦荟和菠萝提取物中的抗氧化成分，最大化抗氧化和抗褐变效果。所有成分均来源于自然，通过超声波技术的精准控制，可以最大限度地减少添加剂用量，制备出环保、安全、可生物降解的食品级涂膜液。