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一种火龙果中药复合涂膜保鲜剂及其制备方法和应用与流程

花匠小妙招
2024-12-31 14:03

本发明涉及生鲜水果绿色防腐保鲜技术领域，具体涉及一种火龙果的中药复合涂膜保鲜剂及其制备方法和应用。

背景技术：

火龙果是仙人掌科(cactaceae)量天尺属(hylocereus)，属典型的热带植物。火龙果果实富含维生素、甜菜苷，水溶性膳食纤维等，具有降血脂、抗肿瘤、养颜减肥、抗氧化和防衰老等功效，因而深受广大消费者喜爱，具有十分广阔的市场前景。但是，火龙果采后常温贮藏极易失水皱缩，更容易遭潜伏病菌侵染，导致腐烂变质，多数只能在产地附近销售，不便向外地运输和销售。其中，层生镰刀菌(f.proliferatum)和平头炭疽菌(c.fructicola)是引起采后火龙果果实腐烂的主要病原菌，它们侵染性强、危害大，严重影响果实品质和商品价值，造成重大经济损失。因此，研究开发有效的火龙果保鲜技术，延缓其衰老进程，保持贮藏品质，延长保鲜期，对减少采后物流损失、增加经济效益具有重要的意义。

目前，采后火龙果果实贮藏主要依靠低温保鲜和化学防腐。低温环境可有效抑制微生物活动，减少腐烂，但是，火龙果对低温比较敏感，贮藏温度过低可导致冷害发生，不仅影响果实的外观和品质，而且当受冷害的果实从低温移到常温后，因自身生理紊乱，导致果实腐烂更快。此外，化学防腐剂的过度使用已经带来很多问题，如食品安全隐患，病原菌的抗药性和生态环境的破坏等。随着人们对食品安全和环境保护的日益重视，天然、经济、安全的防腐保鲜方法的开发和应用已引起人们的广泛关注。

近些年来，研究发现一些中草药具有很好的抗菌效果，且毒副作用小，已被人们广泛应用于医药行业。由于中草药对人体无毒害，对环境无污染，并且具有使用浓度低，处理方法简便等优点，是果蔬保鲜技术很有潜力的发展方向。我国具有丰富的天然植物中草药资源，为研制安全、有效的天然保鲜剂提供了良好的基础。本发明旨在明确几种中草药提取物对火龙果采后致腐真菌的抑制作用，为天然防腐剂的进一步研究和开发提供依据。

技术实现要素：

鉴于现有火龙果采后病害防治方法存在的缺点和不足，本发明将中药提取物的杀菌性、魔芋葡甘聚糖的成膜性、抗坏血酸和植酸的抗氧化性以及甘油结合起来制备一种复合涂膜保鲜剂，其能够有效抑制引发火龙果采后腐烂的主要病原菌镰刀菌和炭疽菌，降低腐烂率、失水率，延长货架寿命。

为实现本发明的发明目的，本发明的目的之一是提供一种火龙果中药复合涂膜保鲜剂，该保鲜剂由中药提取物和辅料按比例混合制备而成，其特征在于，所述中药提取物是以土荆皮、百部和蛇床子为原料制得的混合提取物，所述辅料包括魔芋葡甘聚糖、抗坏血酸、植酸和甘油。

在一些优选方式中，所述中药提取物是由土荆皮、百部和蛇床子按照重量百分比2:1:1经乙醇提取制备而得。

在一些优选方式中，所述辅料由以下重量份数的组分组成：魔芋葡甘聚糖0.5～1.5份，抗坏血酸0.5～2.0份，植酸0.1～0.2份，甘油1～2份。

在一些优选方式中，所述保鲜剂中的中药提取物的重量份数为10～40份。

所述的火龙果中药复合涂膜保鲜剂的制备方法按照以下步骤进行：

(1)中药提取物的制备：将土荆皮、百部、蛇床子三味中药按比例混合后粉碎至超细粉；按照料液比1:10加入50～60％的乙醇溶液，室温超声浸提，过滤，滤液经冷冻干燥得到中药提取物；

(2)保鲜剂的制备：将魔芋葡甘聚糖溶解得到水溶胶，按照重量份数将中药提取物、抗坏血酸、植酸、甘油加入水溶胶中，混合均匀，即得。

另一方面，本发明提供一种所述的保鲜剂处理火龙果的方法，通过该处理方法，可以有效减低火龙果果实腐烂率，延长贮藏期，显著提高火龙果品质。

在一些优选方式中，应用所述保鲜剂处理火龙果的方法为：将中药提取物和辅料按比例混合制成保鲜剂，浸泡新鲜火龙果，浸泡时长为1～5min，取出风干至火龙果表面无水渍，即可进行包装或储存。

此外，本发明所述的中药组合物具有制备抑制火龙果上的层生镰刀菌或平头炭疽菌的试剂的用途，作为优选，该中药组合物由土荆皮、百部和蛇床子按照重量百分比2:1:1经乙醇提取制备而得。

本发明的有益效果是：

(1)本发明针对引起火龙果发病腐烂的病原菌进行抑菌试验，根据抑菌试验筛选出具有防腐抗菌功能的天然物质，与魔芋葡甘聚糖等辅料进行有机组合。本发明研制出的保鲜剂配伍合理，上述配伍和制备方法使本发明的保鲜剂的各组分之间相互协作，进而极大程度地发挥各组分的有效成分及其之间的协同增效作用，所制得的保鲜剂不仅保鲜效果好，而且所用原料均为绿色天然原料，安全无毒。本发明的保鲜剂，能使火龙果在低温贮藏24天时好果率达到83.8％，常温贮藏20天时好果率达到71.2％。并且通过在果实表面形成薄膜，防止火龙果的生理衰老，以及保持果皮良好色泽。

(2)本发明所制得的保鲜剂使用方便，无需大型设备投入，生产成本低，具有较好的应用前景和经济效益。

本发明所述保鲜剂的原料具有如下所述的功能：

1、土荆皮、百部、蛇床子

土荆皮、百部、蛇床子具有一定的抑菌作用，能对多种真菌、细菌起到抑制作用，并且百部还具有降低呼吸的作用。一般情况下，土荆皮、百部、蛇床子三者配伍常用来制备用于治疗皮肤病等的药剂，本发明发现土荆皮、百部、蛇床子对引起火龙果腐败变质的主要病原菌层生镰刀菌和平头炭疽菌具有较强的抑制作用，三者配伍能够显著缓解火龙果腐烂，显示出了协同保鲜效果。

2、魔芋葡甘聚糖

魔芋葡甘聚糖具有良好的保水性、凝胶性和成膜性，能在果实表面形成一层薄膜，对o2、co2等具有一定的选择渗透作用，可防止水分蒸发，降低果实呼吸强度，减少营养物质的损耗，而且具有抑制病菌和霉菌的功能。本发明通过将中药提取物与魔芋葡甘聚糖结合，使得所制备的保鲜剂可在火龙果表明形成半透明薄膜，通过对气体有选择性的透过作用，能使火龙果中的二氧化碳、乙烯排除，又允许少量氧气进入果内，减少了火龙果的生理衰老。

3、抗坏血酸和植酸

抗坏血酸是一种抗氧化剂，具有缓解组织衰老、减轻细胞膜损伤和保护果实色泽的作用。植酸是存在于植物种子中的一种有机酸，不仅可以维持果实微弱的生理作用，达到理想的透水、透气性能，而且可以显著提高果蔬抗氧化性能，有效防止褐变，提高果实光泽。

4、甘油

甘油富含羟基，可与水分子形成氢键，使膜的吸湿性能提高，降低膜的脆性，赋予膜更好的柔性。火龙果果体较大，在摩擦或碰撞中容易导致成膜层脱落，添加甘油能有效改善魔芋葡甘聚糖的成膜特性。

附图说明

图1是本发明实施例2中三种中药提取物对接种致病菌的火龙果低温贮藏过程中腐烂率的影响。其中，(a)图表示接种层生镰刀菌的火龙果果实腐烂率，(b)图表示接种平头炭疽菌的火龙果果实腐烂率。

图2是本发明实施例3中三种中药提取物对火龙果低温贮藏过程中腐烂率的影响

图3是本发明实施例5中不同质量配比的中药复合涂膜保鲜剂对对火龙果低温贮藏的保鲜效果。其中，(a)图表示使用保鲜剂后对火龙果腐烂率的影响，(b)图表示使用保鲜剂后对火龙果失重率的影响，(c)图表示使用保鲜剂后对火龙果硬度的影响。

具体实施方式

下面结合实施例，更具体地说明本发明的内容。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。若无特别指明，实施例采用的方法为本领域通用技术。

实施例1：土荆皮、百部和蛇床子提取物对火龙果采后病原菌的抑制作用

(1)取优质干燥土荆皮、百部和蛇床子粉碎得300目的超细粉，按照料液比1:10(w/v)加入60％(v/v)的乙醇溶液，室温超声(功率300w)浸提1～3次，每次超声2～3h，浸提后过滤，合并滤液并冷冻干燥，分别得到土荆皮提取物、百部提取物和蛇床子提取物粉末备用。

(2)土荆皮、百部和蛇床子提取物对火龙果采后病原菌的抑制试验

供试菌种：层生镰刀菌和平头炭疽菌为本实验室保存菌种，分离自红肉火龙果。

抑菌效果实验：将土荆皮提取物、百部提取物和蛇床子提取物分别溶于蒸馏水中，并加入10％吐温-20充分乳化。待融化的pda培养基冷却到50℃左右，分别加入200μl的土荆皮提取液、百部提取液和蛇床子提取液，充分振荡混合后倒平板。以只添加相同量的10％吐温-20的培养基平板为对照。用无菌打孔器在培养7d的病原菌平板上打取直径为6mm菌块放在pda平板(直径90mm)中央。置于28℃生化培养箱中培养6d，观察抑菌效果。采用十字交叉法测量菌落直径并计算抑制率。每个浓度梯度3个平板，试验重复3次。抑制率计算公式为：抑制率(％)＝(对照组菌落直径-处理组菌落直径)/(对照组菌落直径)×100。

表1三种中药提取物对火龙果采后主要病原菌的抑制效果

上述结果显示，土荆皮提取物、百部提取物和蛇床子提取物对层生镰刀菌和平头炭疽菌均具有较强的抑制效果，其中土荆皮和百部的抑菌效果显著高于蛇床子。

实施例2：土荆皮、百部和蛇床子提取物的活体抑菌作用

(1)取实施例1所述三种中药提取物，分别溶于蒸馏水中，并加入10％吐温-20增溶，分别得到土荆皮提取液、百部提取液和蛇床子提取液。

(2)为了进一步研究三种中药提取液的活体抑菌效果，采用人工接种的方法检测三种中药提取物对火龙果果实致病菌的作用。将层生镰刀菌和平头炭疽菌用pda培养基活化后挑取菌丝，用无菌水制成菌悬液备用。采摘7～8成熟度的火龙果，挑选果形均匀、无病虫害、无机械伤的果实，用清水洗净，用50％酒精进行表面消毒，晾干后，分别用土荆皮提取液、百部提取液和蛇床子提取液浸泡5～10min，以用清水浸泡组为对照。取出晾干后，分别喷洒配制好的镰刀菌和炭疽菌孢子悬浮液(孢子浓度105cfu/ml)。将人工接种致病菌后的火龙果置于7℃贮藏，每隔4d观察火龙果腐烂情况，并计算腐烂率。

(3)结果如图1所示，采用土荆皮提取液、百部提取液和蛇床子提取液处理后，显著降低了接种层生镰刀菌或平头炭疽菌的火龙果在贮藏过程中的腐烂率。接种镰刀菌的火龙果果实在贮藏至第24d时，对照组腐烂率为72.1％，蛇床子提取液处理组为32.1％，百部提取物提取液为21.7％，而土荆皮提取液处理组仅为12.6％。接种炭疽菌的火龙果果实在贮藏至第20d时，对照组腐烂率为64.3％，蛇床子提取液处理组为35.1％，百部提取液处理组为24.8％，而土荆皮提取液处理组仅为16.7％。

实施例3：土荆皮、百部和蛇床子提取物在火龙果低温贮藏中的保鲜效果

(1)取实施例1所述三种中药提取物，分别溶于蒸馏水中，并加入10％吐温-20增溶，分别得到土荆皮提取液、百部提取液和蛇床子提取液。

(2)按照重量百分比2:1:1，将土荆皮、百部、蛇床子三味中药混合后粉碎得300目超细粉。按照料液比1:10(w/v)加入50～60％(v/v)的乙醇溶液，室温超声(功率300w)浸提1～3次，每次超声2～3h，浸提后过滤，合并滤液经冷冻干燥得到混合中药提取物；将其溶于蒸馏水中，并加入10％吐温-20增溶，得到混合中药提取液。

(3)采摘7～8成熟度的火龙果，挑选果形均匀、无病虫害、无机械伤的果实。用清水洗净、晾干后，分别喷洒土荆皮、百部、蛇床子和混合中药提取液，取出晾干后，置于7℃贮藏。定期观察火龙果腐烂情况，计算其腐烂率。

(4)结果如图2所示，使用土荆皮提取液、百部提取液、蛇床子提取液和混合中药提取液处理后，均降低了火龙果低温贮藏过程中的腐烂率。贮藏24d后，对照果实的腐烂率达到42.1％，蛇床子提取液处理组为28.6％，百部提取液处理组为22.5％，土荆皮提取液处理组为15.6％，而混合提取物处理组仅为10.5％。可以看出，三种中药提取物均能够降低火龙果在低温贮藏时的腐烂率，延长保质期，三者配伍具有更好的防止腐烂效果，说明三者间可能具有协同作用。

实施例4：一种火龙果中药复合保鲜剂的制备及应用

(1)按照重量百分比2:1:1，将土荆皮、百部、蛇床子三味中药混合后粉碎得300目超细粉。按照料液比1:10(w/v)加入50～60％(v/v)的乙醇溶液，室温超声(功率300w)浸提1～3次，每次超声2～3h，浸提后过滤，合并滤液经冷冻干燥得到中药提取物的混合粉末备用。

(2)复合涂膜保鲜剂制备：按配方称取不同重量份数的保鲜剂原料，将魔芋葡甘聚糖加入蒸馏水中，60℃水浴加热搅拌2～3h得到水溶胶，将中药提取物、抗坏血酸、植酸加入水溶胶中，并加入甘油作为涂膜助剂，搅拌20～30min，使各组分溶解均匀，最后加水定容，即得到中药复合涂膜保鲜剂。保鲜剂重量份数配比如下：

保鲜剂a：0.5份魔芋葡甘聚糖，0.5份抗坏血酸，0.1份植酸，1份甘油，水加至100。

保鲜剂b：10份中草药提取物，0.5份魔芋葡甘聚糖，0.5份抗坏血酸，0.1份植酸，1份甘油，水加至100。

保鲜剂c：20份中草药提取物，1.5份魔芋葡甘聚糖，2.0份抗坏血酸，0.2份植酸，2份甘油，水加至100。

保鲜剂d：30份中草药提取物，1.5份魔芋葡甘聚糖，2.0份抗坏血酸，0.2份植酸，2份甘油，水加至100。

保鲜剂e：40份中草药提取物，1.0份魔芋葡甘聚糖，1.5份抗坏血酸，0.1份植酸，1.5份甘油，水加至100。

实施例5：低温贮藏时中药复合保鲜剂的保鲜效果

(1)处理方法：挑选成熟度一致、果形均匀、无病虫害、无机械伤的火龙果果实，将其随机分为6组。将火龙果果实分别放入实施例4制备的不同质量配比的保鲜液中，浸泡1～5min后捞出吹干，以不做任何处理组为对照。处理后的果实放置在7℃下贮藏，观察果实腐烂率，并测定其失重率和硬度。失重率(％)＝(m1-m2))/m1×100，式中：m1为新鲜火龙果的质量(g)；m2为贮藏nd后火龙果的质量(g)。

(2)如图3a所示，贮藏12d和24d时，保鲜剂b、保鲜剂c、保鲜剂d和保鲜剂e处理组火龙果腐烂率均显著低于对照，其中保鲜剂a无明显的抑制腐烂的效果，但与一定量的中药提取物配伍后的复合保鲜剂显示出了明显的防腐烂效果，这说明本发明提供的中药复合涂膜保鲜剂可显著降低火龙果在贮藏过程中的病害发生，减少火龙果腐烂，且与中药提取物的浓度呈正相关，保鲜剂e的效果最好。贮藏24d时，对照组腐烂率约为33.4％，而保鲜剂e处理组腐烂率约为16.2％。如图3b所示，各组失重率都随着贮藏天数的增加而上升，但保鲜剂处理组失重率的上升趋势都明显缓于对照组，这是由于保鲜剂涂膜形成的屏障降低了水分的蒸发。如图3c所示，在贮藏期间，各组火龙果的硬度都随着贮藏天数的增加而降低，在贮藏前期各组直接没有看出明显区别，但在贮藏18d后，各保鲜剂处理组的硬度均明显高于对照组，说明中药复合涂膜保鲜剂可以减缓火龙果在贮藏后期的软化，但是浓度之间的差异并不明显。

实施例6：常温贮藏时中药复合保鲜剂的保鲜效果

(1)处理方法：挑选成熟度一致、果形均匀、无病虫害、无机械伤的火龙果果实，将其随机分为6组。将火龙果果实分别放入实施例4制备的不同质量配比的保鲜液中，浸泡1～5min后捞出吹干，以不做任何处理组为对照。处理后的果实放置在常温下贮藏(温度25℃)，观察果实腐烂率，并测定其失重率和硬度。

(2)一般，火龙果常温货架期很短，贮藏5～7天，鳞片出现失水萎蔫、褐变现象，贮藏7天以上鳞片基部和果脐开始腐烂。实验结果呈现出与低温贮藏时相似的趋势，保鲜剂b、保鲜剂c、保鲜剂d和保鲜剂e处理组均能明显降低火龙果贮藏腐烂发生率，减缓火龙果在贮藏后期的失水和软化。贮藏20d时，对照组腐烂率约为83.5％，而保鲜剂e处理组腐烂率约为28.8％。

为进一步对比本发明所述的保鲜剂的保鲜效果，分别用保鲜剂e和市面上常用水果保鲜剂(商业购买)处理火龙果，观察常温贮藏20天火龙果的感官品质，保鲜方法参照本发明所述的方法，其中，处理组为使用本发明所述的保鲜剂，对比组1为使用商业购买保鲜剂，对比组2为没有采取保鲜处理，具体情况见下表：

表2火龙果保鲜处理感官品质情况表

综上所述，本发明所述的中药复合涂膜保鲜剂具有良好保鲜效果，能大大降低火龙果低温、常温贮藏过程中的腐烂率和失水率，保持火龙果较好的感官品质，其中保鲜剂e的保鲜效果最佳。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。