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植物保鲜技术.pdf

花匠小妙招
2024-11-04 14:29

本发明属化学领域。是一种新的植物保存方法，其包括保存用药剂、保存工艺方法及产品。

植物在其生命过程中，有一个生长发育、成熟到死亡的生命周期。这个周期相当短，基本随一年的四季变化为其生命周期。相对于发育、成熟和死亡的每一个时期就更短。每种植物最有其物品特性、特征定表现在某一时期。这时期的植物最有欣赏价值和保存价值。将其在这时固定下来，就能延长其欣赏、保存时间。

从植物生理结构及特性研究发现，植物的细胞组织水分含量较多，草本植物及大部分木本植物的叶片和花，含水量都达70-90%，其不仅在植物体内起着运输养分维持植物新成代谢的作用，而且由其组成的细胞液充填于细胞中，使饱满的细胞构成叶片和花型。植物一旦失水，则由于细胞的萎缩而使叶片、花瓣收缩变形，干枯而死。其实，发生这种现象是由于构成细胞液的水沸点太低，容易蒸发散失。人们曾考虑将细胞液的主要构成物水换成沸点比较高的组分，保存细胞液而达到保存植物行态的目的。基于这个想法人们发现丙三醇是很好的高沸点且无毒副作用的替代物。丙三醇的沸点是290℃，与水无限混溶。且由动植物油水解而制成，与植物本身有亲和性不会发生排斥性和毒副性。许多采用此法进行保存植物的人认为是丙三醇取代了水分，最后留在植物体内的是丙三醇构成的细胞液。本发明认为最后留在植物体内构成细胞液的并不是单独的丙三醇而是丙三醇与水地混和物，它们由于互溶而形成一种二元共沸物，其由丙三醇的沸点高而使二元共沸物沸点比水提高，从而使细胞液的沸点提高不易蒸发散失。

其中，采用丙三醇作保存植物之用。本发明认为其仅起到填充植物细胞细胞液的作用，并不能完全起道保存植物的目的，特别是将植物在其某一生长时期的原型原貌地定型保存下来，光采用充填丙三醇是做不道的。并且，采用丙三醇作充填剂，让其在作为细胞液的组分之一以提高细胞液的沸点，本发明认为丙三醇与水形成的二元共沸物其有一个最佳配比。通过实验可得其组成比。本发明认为其最佳配比为30%-70%，低于此比例其共沸物沸点提高不大，水分仍易蒸发散失，只是散失时间比未填充丙三醇长一些。可达到一定延长植物枯萎时间的目地，经处理后的植物放置于室内可保存二至三个月，其保存效果并不是很理想。如将此配比提高超出此比例，则由于丙三醇含量太高，细胞液中油性组分占主导，细胞液显示出油性组分特征，使植物外观发生改变，也呈现油性特征，丧失植物原有形貌。虽也能起到保存植物目的，但并不能真正达到将植物原型原貌保存目的。因此，本发明采用的丙三醇与水比例为30%-70%。采用丙三醇作细胞液充填剂，以前人们认为靠植物自身的输送组织就能将丙三醇输送到植物细胞中，本发明认为这种方法并不可靠。对纤维性草本植物由于其输送组织旺盛发达，本身的构成主要就是输送组织发达的茎组织，叶片和花朵并不多，充填液比较容易随输送组织的输送到达整个植物体。但对输送组织不太发达的植物和植物输送组织不发达的部分如叶片、花瓣，充填液就很难被输送到其细胞组织中或很不充分，因为这种方法靠活植物自身的细胞新成代谢活动来吸收输送水分时将丙三醇带入细胞中的，所输送的水分是存在于丙三醇和水的混合液中，而植物体内的水分输送主要是靠植物叶片的蒸发作用和细胞间的渗透压差为动力，由于此时水存在于醇一水混合液中浓度降低，给植物吸收水分带来困难，植物叶片的蒸发作用与水分的吸收输送失去平衡，植物离茎较远的幼嫩部分由于得不到充分水分供应，将失水而枯萎。另外，得到水分的部分由于水分中的丙三醇不参加代谢作活动，实际参加代谢活动的水分也是减少，植物细胞代谢活动不充分加速了植物细胞的衰亡。当植物细胞死亡后，植物停止新成代谢活动，植物自身吸收水分的活动也将停止，填冲液的吸收也就不再进行。所以说，采用植物自身吸收填充液的方法，填充液并不能充分填充到整个植物体中。

以实验中例为证：（丙三醇-水液）

丙三醇-水草月季万年青

0--100 7天后开始枯萎同左同左

25-100 4天杆茎饱满嫩叶发枯嫩叶、枝顶端发枯

7天部分枝头枯萎嫩叶枯死嫩叶、枝顶端枯死

大部分饱满老叶有干瘪现象同左

14天后杆茎饱满基本和7天一样同左

60-100 4天嫩枝、老枝顶嫩叶发枯嫩叶、枝顶部发枯

部发枯

7天发枯部分枯死发枯部分枯死发枯部分枯死

老茎饱满枝杆底部老叶

饱满

枝杆顶部老叶同左

开始干瘪

14天后基本无变化枝杆顶部老叶

干瘪到一定程同左

度不再干枯

其余同7天

以上实验采用的草长20cm，月季、万年青杆径1cm长10cm。

通过实验数据，说明采用植物自身吸收填充剂的方法不可靠。以上实验采用的植物长度都不算长，可以推测如过选用植物更长，最后能到达植物顶部的填充液将更少。实验数据也说明填充剂基本充分填充到植物细胞中至少需要半个月。另外，如在填充剂中加入的保色剂，象甲醛（福尔马林）、亚硫酸等对植物都有杀死作用，植物将死的更快，靠植物自身吸收作用就更难充分吸收填充剂。

本发明采用的填充剂加入方法是逐级浸泡法。让植物由低浓度的填冲剂中逐步转移到高浓度的填充剂中，最后使植物细胞液的组分和填充液一致，从而达到将填充液加入植物细胞的目的。实验证明是用此方法能处理所有要保存的植物，效果很好。

本发明的原理基于植物细胞间物质传递是靠细胞间的渗透压差，物质由高浓度向低浓度转移，最终达到一个平衡。将植物浸入填充剂，植物细胞中物质组分有一个浓度，填充剂有一个浓度，两相之中的物质由于浓度差发生转移，物质由高浓度一侧转移到低浓度一侧，最后两相中物质浓度平衡，填充剂中的组分也就相应转移到了细胞液中，达到用填充剂填充细胞液的目的。

在填充过程中，考虑到填充剂中最后丙三醇的浓度要达到30-70%，而丙三醇本身是一个吸湿性相当强的醇，吸水能力很大，如将植物直接浸入高浓度的丙三醇-水液中，填充液中的丙三醇的浓度太高，丙三醇将夺吸植物中的水分，使得植物细胞失水，植物细胞干瘪植物发生变形。同时，由于细胞失水，细胞液组分发生改变，植物细胞与填充剂之间的物质转移将发生变化，最终的平衡是在细胞失水状态下的一种平衡。这时由于开始植物细胞失水引起的植物变形已无法改变，采用这种填充法填充的植物将是变形的。

本发明采用的填充方法是采用逐级浸泡法，首先将植物浸入低浓度丙三醇-水填充液中，让植物细胞中的细胞液与低浓度的填充液达到一个平衡，在细胞液中充填进一定浓度的丙三醇。再将植物转移到高浓度的填充液中，使细胞液与高浓度的填充液达到新平衡，最终使填充液中的丙三醇浓度达到所需浓度。这个填充过程中的丙三醇浓度控制，本发明是针对植物品种的不同采用不同的浓度配合，如对月季、万年青等木本植物，其细胞液含水量不是很高，从植物本身对外部填充液的承受能力，采用先在25%的填充液中浸泡10-15天，然后直接转移到60%的填充液中再浸泡15天，完成对植物细胞液的填充。本发明不受这个配比的限制，针对不同植物可采用不同浓度配合进行填充剂填充，本发明要求逐级浸泡法为权力。

本发明在对植物进行细胞液填充的同时，还进行了植物的本身颜色固定。这是本发明的一个关键。

在以往的植物保存方法中，往往都是从充填丙三醇以延长植物保存期或单纯固定植物的颜色考虑，也有从填充丙三醇同时加有机颜料给植物进行染色的方法。但目前为至还没有在填充细胞填充剂的同时固定植物原有颜色的方法。本发明就是从这个考虑出发进行植物保存的。

在对植物进行细胞液填充时，填充剂是丙三醇-水的混合液。丙三醇是一个多元醇，从醇的化学特性来说醇类物质是很好的极性溶剂，丙三醇也不例外。丙三醇在对植物细胞进行填充时，植物中的部分有机物同时也被其溶解，特别是植物中一些极性色素如叶绿素等被丙三醇溶解，植物中的叶绿素等极性色素被丙三醇溶解以后，植物只呈现一些不溶于极性溶剂的色素如类胡罗卜素的颜色。这些色素的颜色多呈乳白或黄色，这就是人们常说的植物的退色。所以，在采用有机颜料对植物进行染色的方法中还填加入丙二醇、乙二醇等有一定毒性的多元醇，加快植物的退色，以便于对植物的染色。

在普通的绿色植物植物中含有的色素，主要有叶绿素（绿），类胡罗卜素（红、黄），黄酮素（黄或无色），花青素（红、青、紫），维生素（黄）等。其中含叶绿素0.28%，类胡罗卜素0.02%，叶黄素0.03%。在植物的色素中叶绿素占绝对多数，起着决定植物颜色的作用。另一方面，从颜色的“色素”关系来看，按“黄、品、青”三色互补原则，植物的颜色决定于叶绿素和花青素。黄色的色素颜色只有在叶绿素、花青素等色素降解后才显现出其本色。否则，其只是作为一种互补色存在。所以，固定植物的颜色就的从固定植物中的叶绿素和花青素入手。

叶绿素属四吡咯衍生物。这类化合物是由四个吡咯环的α-碳原子通过次甲基（-CH=）相连而成的复杂共轭体系，这个环系也叫卟啉。

结构式如下：

卟啉是平面型，在四个吡咯环中间的空隙里以共价键和配位键与不同的金属元素结合，在叶绿素中结合的是镁，同时四个吡咯环的β-位还有不同的取代基。这类化合物分子中存在有共轭双键并形成闭合的共轭体系，因此具有特殊的吸光能力，呈现各种颜色，叶绿素呈绿色。

叶绿素本身是一个比较不稳定的化合物，只有在碱性条件下能稳定存在。

在酸性条件下，镁原子被两个氢原子所代替，生成褐色的脱镁液绿素a或褐色的脱镁叶绿素b，从而使原有绿色消失。叶绿素b脱镁反应如下：

叶绿体中含有叶绿素分解酶，当叶绿体受到破坏时，则表现出其活性，可使叶绿素分解成甲基叶绿素酸和叶绿醇。进一步脱镁生成脱镁甲基叶绿素酸。

叶绿素被分解为的脱镁叶绿素、脱镁叶绿素酸、叶绿素醇等进一步在酸、氧的作用下，氧化裂解为许多无色低分子的化合物。

以上叶绿素的降解过程，都和四吡咯环中的镁离子被脱掉有关，人们发现用其它金属离子取代镁离子形成的叶绿素盐将使叶绿素变得相当稳定。其中，最常用的为金属铜离子，在植物标本制作上常采用醋酸铜-醋酸液和硫酸铜稀溶液处理植物，形成假叶绿素来保存植物的颜色。这种方法一至为人们所采用。

本发明通过实验发现，用铜离子处理形成的叶绿素铜盐其颜色发褐，特别对月季的叶子用铜盐溶液处理后，月季的叶子基本全部发褐，并不能达到保存月季原有颜色的目的。所以用铜盐溶液来固定植物颜色是有局限性的，铜盐溶液并不能笼统地固定所有植物的叶绿素。

本发明对植物叶绿素的固定采用的是针对不同植物用不同的几种金属复配盐同时固定。将起配制成一定浓度的溶液掺入填充剂中，在填充细胞液的同时将细胞中的叶绿素也固定下来。

采用这种方法，由于固定周期长，考虑到丙三醇对叶绿素的溶解性，叶绿素自身的分解酶的分解氧化。本发明还采起了以下措施：

1、固定的前期降低丙三醇的浓度，以减少对叶绿素的溶解。这一点也符合填充剂逐级浸泡的原则。

2、加入甲醛稀溶液，杀死或抑制叶绿素酶的生长。

3、加入亚硫酸，抑制氧化酶的分解作用。

以保存月季配方为例：（本发明不受此限制）

丙三醇 25%-60% 乙醇 2% 甲醛 0.1-0.5% 铜离子 3-10% 锑离子 0.2-1% 钾离子 0.2-1% 钠离子 0.2-1% 锡离子 0.2-1% 亚硫酸 0.1% 水余量

用以上配方配制的填充、固定剂对月季进行细胞填充和颜色固定，经处理后月季枝杆叶片饱满，颜色保持翠绿色，具有植物原有柔韧性，基本和刚采摘下来进行保存时的植株原貌一样。其中没有高聚物封固的月季植株保存达一年以上都未发生变化，所以说，采用本发明保存的植物能达到将其“定型”保存的目的。

以上实例不限制本发明，本发明固定植物的颜色采用金属复合盐掺入填充剂中进行固色。针对不同植物采用相应金属盐复合作固色剂。

本发明经过以上填充、固色已能很好地将植物原型、原貌、原色定型地长期保存。本发明发现由于在保存过程中采用的是浸泡法，浸泡液中的填充剂含有丙三醇，前面已经提及丙三醇具有溶剂性，植物表面的蜡质层在浸泡过程中被丙三醇溶解，所以最后的植株表面缺乏光泽，还不够很完全地原样保存植物。本发明考虑在进行植物保存的最后工序中加一道上蜡过程。

植物表面的蜡质层是一层高分子量的饱和脂层，它在植物生活时，起到的是保护植物的内部组织不受外界伤害的作用。其实对于经过填充、固色的植株也存在这个问题，植株经处理加入填充剂和固色剂，由于填充剂的高沸点性和固色机的固色作用能大大减缓植物的降解性，延缓植物的衰亡腐败。但经处理过的植物离开浸泡液后，其所处的环境就发生了改变，植物内部的填充、固色剂通过细胞壁必然和外界有接触交换，最终将影响填充剂和固色剂对植物的保存。所以出于以上的考虑，采用高分子聚合物在最后对植物表面进行处理，一个作用将填充剂和固色剂封固在植物体内，另一个作用就是给植株表面上一层蜡层增加植株表面的光泽。高分子聚合物可采用不含氯和苯、不易吸湿、高温具有稳定性的任一聚和物。封固剂可采用浸渍、喷淋方法处理植物。

本发明如果在最后一道工艺中加入颜色在封固剂中，能得到不是天然色的彩色植物，这些植物除颜色不同外，具有原来植物的一切植物特性。经这种处理保存的植物是彩色的。其中在封固剂中加入的颜料可以是能均匀混入高分子封固剂且无毒副作用的任意颜色，一棵植株可用多种颜色的封固剂处理，得到彩色保鲜植物。

本发明采用填充、固色、封固几道工序处理植物后，能将植物原型、原貌、原色地保存下来。本发明是一种新的植物保鲜方法。