一种鲜切块茎类蔬菜的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂及保鲜方法

技术领域

本发明属于保鲜剂技术领域，尤其涉及一种鲜切块茎类蔬菜的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂及保鲜方法。

背景技术

鲜切蔬菜是以新鲜蔬菜为原料，经过挑选整理、浸泡清洗、去皮切分、保鲜杀菌、包装贮藏等加工而成的新鲜蔬菜产品，具有天然、品质新鲜、食用方便、营养卫生等特点，是一种新式便利的新鲜蔬菜产品。随着社会节奏的加快，便利店、超市、酒店餐饮及智能餐厅、预制菜以及新兴鲜切果蔬配送网络平台等的发展，鲜切蔬菜行业得到飞速发展，这就对产品的新鲜度和安全性也提出了越来越高的要求。

然而，鲜切蔬菜尤其是鲜切块茎类蔬菜，例如莲藕、红薯、马铃薯、山药等，在经过去皮切分处理时易发生水分散失、愈伤呼吸、褐变等一系列问题，导致产品品质劣变和腐烂，易受病原菌侵染，致其食用安全性下降，保鲜期缩短，限制了产业发展。

目前，鲜切块茎类蔬菜常用的保鲜剂和保鲜方法主要是热烫、添加抗氧化剂如抗坏血酸、异抗坏血酸、半胱氨酸、亚硫酸盐或相关防腐剂等，主要是以添加亚硫酸盐为主，但是，亚硫酸盐可能会引起人的哮喘等过敏性反应，对人体健康是有害的，因而，部分地区已经严格限定了其在食品上的使用。专利CN112219894A公开了一种用于鲜切根茎类蔬菜的保鲜剂及保鲜方法，用葡萄糖、维生素C、钙盐及酸度调节剂来进行鲜切根茎类蔬菜的保鲜，这种保鲜剂主要是通过调节鲜切蔬菜的pH值来改变酶促褐变的酶作用条件，从而抑制鲜切根茎类蔬菜的褐变，但是对鲜切蔬菜的水分散失没有任何抑制作用。专利CN104542940A公开了一种鲜切根茎类蔬菜的保鲜方法，该方法是将鲜切根茎类蔬菜在二氢杨梅素溶液中浸泡后进行保鲜，其保鲜机理是利用二氢杨梅素具有清除自由基、抑制自由基反应链等抗氧化特性，从而来抑制香芋等鲜切根茎类蔬菜的褐变。但是，这两个专利均未涉及到对鲜切蔬菜呼吸代谢的影响，也不能抑制鲜切蔬菜水分的散失。

为此，本发明提出了一种鲜切块茎类蔬菜的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂及保鲜方法。

发明内容

为了克服现有鲜切块茎类蔬菜鲜少有通过调节蔬菜周围气氛微环境，抑制其呼吸代谢速率，减少水分散失的保鲜技术的不足，本发明提供了一种安全、无毒的用于鲜切块茎类蔬菜的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂及保鲜方法。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明的技术方案之一：

一种鲜切块茎类蔬菜的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂，包括水凝胶粒子、成膜基质和可食性增塑剂，所述水凝胶粒子在成膜基质中的质量添加量为0.01％～3.00％。

进一步地，所述成膜基质为质量浓度为0.2％～5％的壳聚糖溶液。

进一步地，所述可食性增塑剂包括明胶、丙三醇或聚乙二醇中的一种或多种。

进一步地，所述可食性增塑剂在成膜基质中的质量添加量为0.05％～3.00％。

进一步地，所述水凝胶粒子为安全、无毒的多孔特性水凝胶粒子，平均粒径为10～150μm，例如紫胶水凝胶，以紫胶水凝胶为例，其制备方法为：

将紫胶溶解于碳酸钠溶液中，之后加入聚乙二醇和葡萄糖酸内酯，在15～35℃下搅拌2～10min后，静置0.5～24h得到紫胶水凝胶，然后将所述紫胶水凝胶用去离子水浸泡24h，冷冻干燥后研磨，得到紫胶水凝胶粒子。其中，所述紫胶和聚乙二醇的质量比为1∶(0～0.5)，聚乙二醇为聚乙二醇200-20000。

本发明的保鲜剂在鲜切块茎类蔬菜表面形成一层以水凝胶粒子为调气“开关”的气调膜，其调气原理为：与致密的膜相比，CO

本发明的技术方案之二：

一种上述鲜切块茎类蔬菜的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂的制备方法，包括以下步骤：

将壳聚糖溶解于乙酸溶液中得到成膜基质，之后在搅拌条件下加入可食性增塑剂，然后加入水凝胶粒子，搅拌均匀得到所述鲜切块茎类蔬菜的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂。

本发明的技术方案之三：

一种鲜切块茎类蔬菜的保鲜方法，使用上述鲜切块茎类蔬菜的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂进行保鲜。

进一步地，包括以下步骤：将鲜切块茎类蔬菜用所述水凝胶自发气调涂膜保鲜剂浸泡3min后沥干，置于4℃条件下冷藏。

更进一步地，将鲜切块茎类蔬菜用所述鲜切块茎类蔬菜的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂浸泡前，还可包括将鲜切块茎类蔬菜于45℃热水中热激的步骤。

进一步地，包括以下步骤：将鲜切块茎类蔬菜用所述鲜切块茎类蔬菜的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂浸泡3min后沥干，然后放入保鲜盒并用保鲜膜封住。

更进一步地，所述保鲜膜为将所述鲜切块茎类蔬菜的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂用溶液浇铸法制备得到。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

(1)本发明将疏松多孔的水凝胶加入成膜基质溶液中制备保鲜剂，将这种保鲜剂对莲藕等鲜切块茎类蔬菜进行涂膜，晾干后，保鲜剂会在鲜切块茎类蔬菜表面形成一层可食性薄膜，该薄膜以水凝胶粒子为调气“开关”，通过调节水凝胶粒子的添加量能够调控该薄膜的CO

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为鲜切莲藕用实施例1的保鲜剂处理与空白组处理放置9天后的照片；

图2为鲜切莲藕用实施例1的保鲜剂处理与空白组处理第1～9天的褐变度测定结果；

图3为鲜切莲藕用实施例1的保鲜剂处理与空白组处理第1～9天的失重率测定结果；

图4为鲜切莲藕用实施例2的保鲜剂处理与空白组处理放置9天后的照片；

图5为鲜切莲藕用实施例2的保鲜剂处理与空白组处理第1～9天的褐变度测定结果；

图6为鲜切莲藕用实施例2的保鲜剂处理与空白组处理第1～9天的失重率测定结果；

图7为鲜切莲藕用实施例3的保鲜剂处理与对照组处理放置11天后的照片；

图8为鲜切莲藕用实施例3的保鲜剂处理与对照组处理第11天的褐变度测定结果；

图9为鲜切莲藕用实施例3的保鲜剂处理与对照组处理第11天的失重率测定结果；

图10为鲜切红薯用实施例4的保鲜剂处理与空白组处理放置7天后的照片；

图11为鲜切红薯用实施例4的保鲜剂处理与空白组处理第7天的褐变度测定结果；

图12为鲜切红薯用实施例4的保鲜剂处理与空白组处理第7天的失重率测定结果；

图13为鲜切红薯用实施例5的保鲜剂处理与空白对照组处理放置7天后的照片；

图14为鲜切红薯用实施例5的保鲜剂处理与空白对照组处理第7天的褐变度测定结果；

图15为鲜切红薯用实施例5的保鲜剂处理与空白对照组处理第7天的失重率测定结果；

图16为鲜切莲藕用实施例6的保鲜剂处理与空白组处理放置9天后的照片；

图17为鲜切莲藕用实施例6的保鲜剂处理与空白组处理第9天的褐变度测定结果；

图18为鲜切莲藕用实施例6的保鲜剂处理与空白组处理第9天的失重率测定结果。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

本发明实施例中溶液浇铸法为本领域的常规技术手段。

本发明实施例所用各原料均为通过市售购买得到。

以下通过实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

实施例1

将11.20g紫胶溶解于72mL、0.1mol/L的碳酸钠溶液中，之后加入1.99g葡萄糖酸内酯，在25℃下搅拌7min后，静置6h得到紫胶水凝胶，然后将紫胶水凝胶用去离子水浸泡24h，取出后冷冻干燥、研磨、过筛，得到平均粒径为52μm的紫胶水凝胶粒子；

将壳聚糖溶解于乙酸溶液(乙酸溶液浓度为0.5％，w/v)中得到壳聚糖质量浓度为1％的成膜基质，之后搅拌条件下加入可食性增塑剂明胶和丙三醇，可食性增塑剂在成膜基质中的质量添加量为1.5％(0.75％(w/w)明胶和0.75％(w/w)丙三醇)，之后加入紫胶水凝胶粒子，紫胶水凝胶粒子在成膜基质中的质量添加量为0.1％，搅拌均匀得到鲜切块茎类蔬菜的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂。

将新鲜莲藕洗净、去皮、切片后，用实施例1制备得到的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂浸泡三分钟后装于筐中沥干，然后将置于筐中的鲜切莲藕放入冰箱4℃条件下冷藏，并设置空白组，区别之处仅在于未浸泡保鲜剂，放置9天后的照片如图1所示，测定两组第1～9天的褐变度，测定结果见图2，并测定两组第1～9天的失重率，测定结果见图3。

褐变度的测定方法如下：

将莲藕-20℃冷冻后用组织研磨仪打磨成匀浆，然后，取10g莲藕匀浆，定容至50mL容量瓶，过滤，取1mL加入10mL 50％乙醇，100rpm，25℃摇床上振荡60min，再次过滤，于410nm波长下进行测定，以10*A410表示褐变度。

失重率的测定方法如下：

利用分析天平定期称量被保鲜鲜切莲藕的质量，根据下式计算失重率：

式中，m

由图1～图3可以看出，空白组(未浸泡保鲜剂)莲藕褐变度明显上升，水分散失严重，失重率(即质量损失率)显著上升，莲藕明显变黑变干，而浸泡了本发明实施例1的保鲜剂组的莲藕失重率明显降低，第9天莲藕并未明显失水，褐变度值显著低于空白组，莲藕也未明显变黑。

实施例2

将11.20g紫胶溶解于72mL、0.1mol/L的碳酸钠溶液中，之后加入1.20g聚乙二醇200和1.99g葡萄糖酸内酯，在25℃下搅拌5min后，静置3h得到紫胶水凝胶，然后将紫胶水凝胶用去离子水浸泡24h，取出后冷冻干燥、研磨、过筛，得到平均粒径为52μm的紫胶水凝胶粒子；

将壳聚糖溶解于乙酸溶液(乙酸溶液浓度为0.5％，w/v)中得到壳聚糖质量浓度为1.5％的成膜基质，之后搅拌条件下加入可食性增塑剂明胶和丙三醇，可食性增塑剂在成膜基质中的质量添加量为1.00％(0.5％(w/w)明胶和0.5％(w/w)丙三醇)，之后加入紫胶水凝胶粒子，紫胶水凝胶粒子在成膜基质中的质量添加量为0.30％，搅拌均匀得到鲜切块茎类蔬菜的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂。

将新鲜莲藕洗净、去皮、切片后，于45℃热水中热激后用实施例2制备得到的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂浸泡三分钟后装于筐中沥干，然后将置于筐中的鲜切莲藕放入冰箱4℃条件下冷藏，并设置空白组，区别之处仅在于未浸泡保鲜剂，放置9天后的照片如图4所示，根据实施例1所述方法测定两组第1～9天的褐变度，测定结果见图5，并根据实施例1所述方法测定两组第1～9天的失重率，测定结果见图6。

由图4～图6可以看出，空白组(未浸泡保鲜剂)莲藕严重褐变，水分散失严重，莲藕明显变黑变干，而浸泡了本发明实施例2制备的保鲜剂组的莲藕第9天并未明显失水，褐变也得到了明显的抑制。

实施例3

将11.20g紫胶溶解于128mL、0.1mol/L的碳酸钠溶液中，之后加入3.36g聚乙二醇4000和1.99g葡萄糖酸内酯，在25℃下搅拌6min后，静置5h得到紫胶水凝胶，然后将紫胶水凝胶用去离子水浸泡24h，取出后冷冻干燥、研磨、过筛，得到平均粒径为52μm的紫胶水凝胶粒子；

将壳聚糖溶解于乙酸溶液(乙酸溶液浓度为0.5％，w/v)中得到壳聚糖质量浓度为0.5％的成膜基质，之后搅拌条件下加入可食性增塑剂明胶和丙三醇，可食性增塑剂在成膜基质中的质量添加量为1.25％(0.75％(w/w)明胶和0.5％(w/w)丙三醇)，之后加入紫胶水凝胶粒子，紫胶水凝胶粒子在成膜基质中的质量添加量为0.3％，搅拌均匀得到鲜切块茎类蔬菜的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂。

将新鲜莲藕洗净、去皮、切片后，用实施例3制备得到的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂浸泡三分钟后沥干，然后将切片莲藕放入保鲜盒中，保鲜盒用保鲜膜封住，保鲜膜为将上述自发气调保鲜剂用溶液浇铸法制备所得保鲜膜，再置于冰箱4℃条件下冷藏，并设置对照组，区别之处仅在于保鲜盒暴露于空气中，未使用保鲜膜封住，放置11天后的照片如图7所示，根据实施例1所述方法测定两组第11天的褐变度，测定结果见图8，并根据实施例1所述方法测定两组第11天的失重率，测定结果见图9。

由图7～图9可以看出，与对照组(即保鲜盒暴露于空气中)相比，保鲜剂/保鲜膜联用组(即保鲜盒用保鲜膜封住)的莲藕由于保鲜剂和保鲜膜的双重作用，褐变得到更明显的抑制，莲藕能更好地保持水分。可见，该保鲜剂与保鲜膜联合使用，能增强该保鲜剂的保鲜效果。

实施例4

将11.20g紫胶溶解于175mL、0.1mol/L的碳酸钠溶液中，之后加入5.60g聚乙二醇6000和1.99g葡萄糖酸内酯，在25℃下搅拌5min后，静置3h得到紫胶水凝胶，然后将紫胶水凝胶用去离子水浸泡24h，取出后冷冻干燥、研磨、过筛，得到平均粒径为50μm的紫胶水凝胶粒子；

将壳聚糖溶解于乙酸溶液(乙酸溶液浓度为0.5％，w/v)中得到壳聚糖质量浓度为1.5％的成膜基质，之后搅拌条件下加入可食性增塑剂明胶和丙三醇，可食性增塑剂在成膜基质中的质量添加量为1.0％(0.5％(w/w)明胶和0.5％(w/w)丙三醇)，之后加入紫胶水凝胶粒子，紫胶水凝胶粒子在成膜基质中的质量添加量为0.1％，搅拌均匀得到鲜切块茎类蔬菜的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂。

将新鲜红薯洗净、去皮、切片后，用实施例4制备得到的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂浸泡三分钟后沥干，置于冰箱4℃条件下冷藏，并设置空白组，区别之处仅在于未浸泡保鲜剂，放置7天后的照片如图10所示，根据实施例1所述方法测定两组第7天的褐变度，测定结果见图11，并根据实施例1所述方法测定两组第7天的失重率，测定结果见图12。

由图10～图12可以看出，空白组(无保鲜剂)失水严重，红薯干瘪变硬，表面褐变明显，用本发明实施例4制备的保鲜剂浸泡的红薯水分保持较好，表面褐变不明显，新鲜度明显好于空白组。

实施例5

将11.20g紫胶溶解于64mL、0.1mol/L的碳酸钠溶液中，之后加入5.10g聚乙二醇20000和1.99g葡萄糖酸内酯，在15℃下搅拌10min后，静置0.5h得到紫胶水凝胶，然后将紫胶水凝胶用去离子水浸泡24h，取出后冷冻干燥、研磨、过筛，得到平均粒径为10μm的紫胶水凝胶粒子；

将壳聚糖溶解于乙酸溶液(乙酸溶液浓度为0.5％，w/v)中得到壳聚糖质量浓度为0.2％的成膜基质，之后搅拌条件下加入可食性增塑剂明胶和丙三醇，可食性增塑剂在成膜基质中的质量添加量为0.05％(0.05％(w/w)明胶)，之后加入紫胶水凝胶粒子，紫胶水凝胶粒子在成膜基质中的质量添加量为0.01％，搅拌均匀得到鲜切块茎类蔬菜的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂。

将新鲜红薯洗净、去皮、切片后，于45℃热水中热激后，用实施例5制备得到的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂浸泡三分钟后沥干，置于冰箱4℃条件下冷藏，并设置空白对照组，区别之处仅在于未浸泡保鲜剂，放置7天后的照片如图13所示，根据实施例1所述方法测定两组第7天的褐变度，测定结果见图14，并根据实施例1所述方法测定两组第7天的失重率，测定结果见图15。

由图13～图15可以看出，空白对照组(无保鲜剂)明显失水，红薯干瘪变硬，表面褐变明显，用本发明实施例5制备的保鲜剂浸泡的红薯水分保持较好，表面褐变较轻，能较好地新鲜度。

实施例6

将11.20g紫胶溶解于100mL、0.1mol/L的碳酸钠溶液中，之后加入5.1g聚乙二醇10000和1.99g葡萄糖酸内酯，在35℃下搅拌2min后，静置24h得到紫胶水凝胶，然后将紫胶水凝胶用去离子水浸泡24h，取出后冷冻干燥、研磨、过筛，得到平均粒径为150μm的紫胶水凝胶粒子；

将壳聚糖溶解于乙酸溶液(乙酸溶液浓度为1.5％，w/v)中得到壳聚糖质量浓度为5.0％的成膜基质，之后搅拌条件下加入可食性增塑剂明胶和丙三醇，可食性增塑剂在成膜基质中的质量添加量为3.00％(0.50％(w/w)明胶和2.50％(w/w)丙三醇)，之后加入紫胶水凝胶粒子，紫胶水凝胶粒子在成膜基质中的质量添加量为3.00％，搅拌均匀得到鲜切块茎类蔬菜的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂。

将新鲜莲藕洗净、去皮、切片后，用实施例6制备得到的水凝胶自发气调涂膜保鲜剂浸泡三分钟后沥干，置于冰箱4℃条件下冷藏，并设置空白组，区别之处仅在于未浸泡保鲜剂，放置9天后的照片如图16所示，根据实施例1所述方法测定两组第9天的褐变度，测定结果见图17，并根据实施例1所述方法测定两组第9天的失重率，测定结果见图18。

由图16～图18可以看出，空白组(无保鲜剂)莲藕失水干瘪，明显褐变，而浸泡了本发明实施例6制备的保鲜剂组的莲藕第9天水分散失较少，未明显干瘪褐变，更好地保持了新鲜度。

以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。