丁香精油复合抗菌膜的制备及其在黄桃保鲜中的应用

来源 :中南林业科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:teer197841
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黄桃又称黄肉桃,属于蔷薇科桃属,因其果肉松脆、味道鲜美和具有丰富的营养价值而受到许多消费者的青睐。然而黄桃在常温条件下不耐贮藏,保鲜期一般在5-7 d,如何延长黄桃的保鲜期已成为我国黄桃产业发展的关键。本文以炎陵锦绣黄桃为试验材料,对室温下导致其腐败的菌株进行分离鉴定,确定黄桃主要腐败菌。并从四种植物精油中筛选对黄桃腐败菌抑制效果较好的植物精油,将其添加到壳聚糖-聚乙烯醇共混膜中,采用单因素试验和响应面设计优化共混膜的制备工艺,得到最佳共混膜对黄桃进行保鲜试验,探究其对黄桃保鲜的效果,为延长黄桃保鲜期提供科学依据和理论支撑。研究结果主要有:(1)黄桃主要腐败菌的分离鉴定及四种植物精油对其抑制效果从腐败黄桃上分离、纯化致腐菌种,共筛选出7种霉菌,经回接验证试验发现其中3株具有致腐能力,采用形态学鉴定和rDNA-ITS序列分析以及系统发育树构建,确定黄桃腐败菌为三线镰刀菌(Fusarium tricinctum)、色二孢(Diplodia seriata)和尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)。通过体外抑菌试验探究四种植物精油对三线镰刀菌、色二孢和尖孢镰刀菌的抑菌效果,结果表明丁香精油>山苍子精油>万年柏精油>桉叶精油。同时对四种精油的抑菌能力进一步研究,其中抑菌作用最强的丁香精油对三线镰刀菌、色二孢、尖孢镰刀菌最小抑菌浓度(MIC)分别为 1.25、1.25、0.625 μL/mL;最小杀菌浓度(MBC)分别为 1.25、2.50、1.25 μL/mL。(2)丁香精油-壳聚糖-聚乙烯醇抗菌膜的制备及性能研究以壳聚糖和聚乙烯醇为主要成膜基材、丁香精油为抑菌活性物质、甘油为增塑剂制备丁香精油-壳聚糖-聚乙烯醇抗菌膜。通过单因素试验探究壳聚糖、聚乙烯醇、甘油和丁香精油的添加量对复合膜机械性能、水蒸气透过率、耐水性的影响,并在单因素试验结果的基础上以复合膜拉伸强度和断裂伸长率为考察指标,采用响应面优化法确定得到最佳的优化参数:壳聚糖添加量为1.56%,聚乙烯醇添加量为10.9%,甘油添加量为1.56%,丁香精油添加量为0.81%,此时软件预测的拉伸强度为25.68 MPa,断裂伸长率为292.95%。在该条件下重复试验三次,得到的复合膜的拉伸强度为25.72±0.15 MPa,断裂伸长率为295.12±4.5%。通过傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和热重分析(TGA)对复合膜的结构、微观形态和热稳定性方面进行研究,并探究了复合膜中丁香精油在不同食品模拟物中的释放情况。研究结果表明,复合丁香精油后未发生化学反应,丁香精油加入复合膜仅发生了物理交联的氢键作用。适当浓度的丁香精油可增强膜的致密性,具有良好的相容性。丁香精油添加量为0.5%时,复合膜热稳定性增加,但是随着丁香精油添加量继续增加会导致热稳定性降低。释放率实验结果表明复合膜中丁香精油在不同食品模拟物中释放速率有较大差异,在50%乙醇中释放速率最快,95%乙醇中释放速率最慢。(3)丁香精油-壳聚糖-聚乙烯醇抗菌膜在黄桃保鲜中的应用在最佳成膜工艺条件下制备丁香精油-壳聚糖-聚乙烯醇抗菌膜,将其应用于黄桃保鲜。研究了在室温(温度23℃-26℃,湿度70%-80%)及冷藏条件下(温度4℃-5℃,湿度60%-70%)不同处理组黄桃的外观、腐烂指数、失重率、硬度、可溶性固形物、呼吸强度、可滴定酸和丙二醛指标的变化情况。结果显示,丁香精油抗菌膜包装的黄桃整体保鲜效果优于壳聚糖-聚乙烯醇共混膜包装组和未包装的空白组,显著减缓了其失重率、硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量的下降速率,延缓了呼吸强度和丙二醛含量的上升速率。丁香精油抗菌膜包装组的黄桃在室温条件下贮藏11d时,失重率为11.65%,硬度为1.56 N,可滴定酸含量为0.14%,可溶性固形物含量为11.46%,丙二醛含量为1.24 μmoL/g;而在冷藏条件下贮藏26 d时,其失重率为3.83%,硬度为1.73 N,可滴定酸含量为0.16%,可溶性固形物含量为10.93%,丙二醛含量为1.01 μmoL/g。与空白对照组相比,经丁香精油抗菌膜包装后可使黄桃在室温条件下的贮藏时间延长3-4 d,在冷藏条件下的贮藏时间可延长5-10 d。
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