本發(fā)明屬于蔬果保鮮，具體涉及一種復(fù)合氣凝膠微粒果蠟及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、蔬果在采收貯藏過程中易受到溫度、濕度及微生物等因素的影響而造成腐敗。因此，蔬果的保鮮是相當(dāng)重要的，現(xiàn)有的果蠟處理技術(shù)是果實(shí)采后貯藏的重要保藏手段，然而果蠟過高的氣體阻隔性（二氧化碳，氧氣透過率約為8.6×10-14?kg·m-1·s-1·pa-1，8.3×10-15?kg·m-1·s-1·pa-1）導(dǎo)致果實(shí)無氧呼吸加劇，產(chǎn)生乙醛、乙醇等異味成分，破壞果實(shí)原有風(fēng)味；現(xiàn)有通過增加包裝透氣性的手段來進(jìn)行果蔬采用的貯藏，該手段主要是引入微孔陣列，然而，該方法只能在預(yù)先制備的薄膜上加工微孔，不適用于直接在果實(shí)表面原位成型的果蠟，并且，現(xiàn)有的具有微孔陣列（孔徑大小8-30μm）的高透氣性包裝提供了果實(shí)與外界環(huán)境接觸的通道，具有微生物侵染的風(fēng)險(xiǎn)。

2、現(xiàn)有公開的用于蔬果保鮮的技術(shù)主要有：1）一種可食性的鮮食水果涂膜保鮮劑及其制備方法和應(yīng)用，cn112535207a。該發(fā)明提供了一種可食性的鮮食水果涂膜保鮮劑及其制備方法和應(yīng)用，將以小燭樹蠟、巴西棕櫚蠟、花生油為主要材料、輔以油酸、月桂酸、氨水和水，以熱乳化的方法制備可食用的果實(shí)蠟質(zhì)涂層，具有保持果實(shí)表觀形貌、保水保鮮的作用。然而，該發(fā)明采用較多的蠟質(zhì)材料，致密的蠟質(zhì)涂層會(huì)導(dǎo)致果實(shí)氣孔堵塞，導(dǎo)致果實(shí)無氧呼吸加劇，導(dǎo)致異味成分積累。2）一種果蔬專用保鮮呼吸膜及其制備方法，cn114854075a。該發(fā)明以聚丙烯、茂金屬聚丙烯、高熔體強(qiáng)度聚丙烯為主要原料制備，吹塑成型干燥后，結(jié)合涂布工藝防霧抗菌膜。為提高氣體透過性，需要在防霧抗菌膜表面進(jìn)行激光打孔。額外的打孔步驟為保鮮膜制備增加了額外工序，增加操作難度的同時(shí)，無法遷移到保鮮涂層的應(yīng)用中。此外，微孔陣列為微生物侵染提供了通道，增加了微生物侵染的風(fēng)險(xiǎn)。3）一種帶有納米果膠涂層的透氣保鮮膜，cn114097873a。該發(fā)明公開了一種帶有納米果膠涂層的多層透氣保鮮膜，依次設(shè)有底膜、納米氣泡涂層、滅菌涂層、吸附涂層，各層協(xié)同作用，在保鮮應(yīng)用中通過納米氣泡進(jìn)行氣調(diào)，應(yīng)用二氧化鈦進(jìn)行滅菌以及氣體調(diào)控，延長果蔬的保鮮期。盡管該發(fā)明提供了透氣且抗菌的保鮮膜方案，但屬于不可食用的多層膜，其制備流程復(fù)雜。采用了二氧化鈦?zhàn)鳛榭咕镔|(zhì)，該原料具有食用危害性，帶來潛在的食品安全風(fēng)險(xiǎn)。4）一種中藥保鮮果蠟，cn101836673a。該發(fā)明用蟲膠、水、馬來松香改性樹脂為主要原料，特別地加入了殺菌中藥提取物以增加果蠟的殺菌效果。中藥提取物采用了金銀花、厚樸、黃芩、連翹等中藥的水提取液，具有較好的保鮮效果。雖然中藥提取物帶來良好的殺菌效果，但屬于化學(xué)方式抗菌，伴隨著源于藥材的異常風(fēng)味，存在降低消費(fèi)者接受度的風(fēng)險(xiǎn)。5）《acs?nano》2021，15，8742-8752中，采用了殼聚糖、聚乳酸以相分離的方式制作中空微球，在加入蟲膠膜中提供氣體透過性。文中采用了相分離過程制備多孔微球，然而制備的多孔微球具有有限的粒徑（中值粒徑為38μm）。此外，文中制備的多孔微球具有較低的孔徑尺寸（平均孔徑為3.6nm），與氣體分子直徑（約0.3nm）較為接近，導(dǎo)致較少的氣體交換通道。對于這些缺陷，本發(fā)明分別采用了二重乳化法調(diào)整粒徑分布，并采用了溶脹法在凝膠狀態(tài)下調(diào)整聚合物網(wǎng)絡(luò)分布，進(jìn)而調(diào)整氣凝膠微粒的孔隙尺寸。另一方面，文中采用了四氫呋喃作為加工助劑，其具有明確的生理毒性，不適用于可食用包裝的生產(chǎn)加工。而本發(fā)明的氣凝膠加工過程中使用的試劑均具有高度生物相容性，適用于可食用包裝的生產(chǎn)。此外，該現(xiàn)有技術(shù)的方法未對保鮮應(yīng)用中的無氧呼吸指標(biāo)進(jìn)行表征，未能準(zhǔn)確提供文中方案對果實(shí)無氧呼吸的改善作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)提供一種復(fù)合氣凝膠微粒果蠟及其制備方法、應(yīng)用的技術(shù)方案。

2、本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明第一方面提供了一種復(fù)合氣凝膠微粒果蠟的制備方法，該復(fù)合氣凝膠微粒果蠟通過將纖維素氣凝膠微粒加入到巴西棕櫚基果蠟涂層材料中混合均勻得到，所述纖維素氣凝膠微粒為具有納米級孔隙結(jié)構(gòu)的纖維素氣凝膠微粒。通過將纖維素氣凝膠微粒加入蠟質(zhì)涂層中，引入具有氣體透過性的微孔結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)透氣性增加。該方法實(shí)現(xiàn)了一步法使得透氣孔隙在涂層上的原位形成。

4、進(jìn)一步，所述纖維素氣凝膠微粒的添加量為巴西棕櫚基果蠟涂層材料總質(zhì)量的0.1-1.00?wt%。

5、進(jìn)一步，所述纖維素氣凝膠微粒通過以下步驟得到：

6、1）將微晶纖維素溶脹處理后進(jìn)行溶解處理；

7、2）將步驟1）的溶液與液態(tài)石蠟混合進(jìn)行均質(zhì)處理；

8、3）另取液態(tài)石蠟進(jìn)行乳化處理，再與步驟2）得到的產(chǎn)物混合后進(jìn)行二次乳化處理；

9、4）將步驟3）得到的乳化產(chǎn)物進(jìn)行分離處理；

10、5）將步驟4）得到的分離產(chǎn)物依次進(jìn)行洗滌處理、溶脹處理、冷凍和冷凍干燥處理，得到纖維素氣凝膠微粒。

11、該纖維素氣凝膠微粒制備在纖維素氣凝膠微粒制備過程的溶劑移除步驟前，加入了凝膠恒溫溶脹步驟，獲得較高的孔隙直徑。

12、該方法制得的纖維素氣凝膠微粒引入的微孔孔徑小于微生物的尺寸，能保證透氣性的同時(shí)，物理隔絕微生物的侵染。該方法不需要抗菌成分的添加，避免了抗菌物質(zhì)帶來的異常風(fēng)味和食用危害性的問題。

13、進(jìn)一步，所述步驟1）中將微晶纖維素在4℃水中溶脹24小時(shí)后，再在含6-10wt%naoh和8-12%尿素的溶液中于-3℃環(huán)境下溶解。

14、進(jìn)一步，所述步驟2）中將步驟1）得到的溶液與液態(tài)石蠟按1:10體積比混合，以1000?rpm均質(zhì)處理10分鐘。

15、進(jìn)一步，所述步驟3）中另取液態(tài)石蠟加入0.5?vol%吐溫80和8?m乙酸，用均質(zhì)機(jī)以1000rpm進(jìn)行第一次乳化；第一次乳化10分鐘后與步驟2）得到的產(chǎn)物混合，用機(jī)械攪拌槳以900rpm進(jìn)行第二次乳化2小時(shí)。

16、進(jìn)一步，所述步驟4）中步驟3）得到的乳化產(chǎn)物中加入1:1的乙醇水溶液分離產(chǎn)物。

17、進(jìn)一步，所述步驟5）將步驟4）得到的分離產(chǎn)物用去離子水洗滌6次后，在恒溫25℃條件下用去離子水中溶脹24-108h，經(jīng)液氮冷凍和48小時(shí)冷凍干燥制得纖維素氣凝膠微粒。

18、本發(fā)明第二方面提供了通過上述任一制備方法制得的復(fù)合氣凝膠微粒果蠟。

19、本發(fā)明第三方面提供了上述復(fù)合氣凝膠微粒果蠟在果蔬保鮮中的應(yīng)用。

20、本發(fā)明的第四方面提供了上述復(fù)合氣凝膠微粒果蠟在灰霉菌阻隔中的應(yīng)用。

21、進(jìn)一步，上述的應(yīng)用具體方法為將果蔬產(chǎn)品完全浸泡在復(fù)合氣凝膠微粒果蠟中，取出后室溫下干燥即可，具體可以采用浸泡30s，干燥15min。

22、本發(fā)明制得的纖維素氣凝膠微粒的中值粒徑在106.04μm，具有多孔結(jié)構(gòu)，比表面積達(dá)到19.50cm2/g，平均孔隙直徑達(dá)到19.76nm；嵌入纖維素氣凝膠微粒的復(fù)合果蠟的二氧化碳透過率提升2.31倍，氧氣透過率提升2.47倍；且對果蠟原本的機(jī)械性能沒有顯著的影響。纖維素氣凝膠微粒嵌入前，果蠟涂層的斷裂強(qiáng)度為2.31±0.21mpa，斷裂伸長率為1.46±0.19%。嵌入纖維素氣凝膠微粒后，復(fù)合果蠟的斷裂強(qiáng)度為1.53±0.37mpa，斷裂伸長率為0.99±0.15%。

23、該發(fā)明方法制得的復(fù)合氣凝膠微粒果蠟?zāi)鼙３謱颐咕淖韪粜阅?，即添加纖維素氣凝膠微球后的復(fù)合果蠟，仍具有與傳統(tǒng)果蠟涂層的灰霉菌阻隔性，還能直接在果實(shí)表面原位形成透氣孔，避免了二次打孔的工序，具有廣泛的實(shí)用場景。