米糠蠟涂膜保鮮劑的工藝優(yōu)化及其對(duì)金桔保鮮效果的研究

【摘要】以米糠蠟為主要原料，進(jìn)行米糠蠟涂膜保鮮劑的工藝條件優(yōu)化并研究其對(duì)金桔的保鮮效果。試驗(yàn)以金桔好果率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗(yàn)，探究米糠蠟涂膜劑的最佳工藝，并探究米糠蠟涂膜保鮮劑對(duì)金桔的保鮮效果。結(jié)果表明，米糠蠟涂膜保鮮劑的最佳生產(chǎn)工藝為：阿拉伯膠固定添加量s%，米糠蠟添加量25%，蔗糖酯添加量2.5%，乳化時(shí)間為40min，加熱溫度為90℃。此條件下得到的米糠蠟涂膜保鮮劑能降低金桔的呼吸速度，減少金桔儲(chǔ)存時(shí)水分流失，有效的防止微生物在金桔表面的繁殖和侵害，有較強(qiáng)的保鮮作用。

【關(guān)鍵詞】米糠蠟 金桔 保鮮 工藝優(yōu)化

隨著人們的生活水平的提高，同時(shí)對(duì)果蔬鮮度及食用安全性的要求也越來(lái)越高，因此常溫下果蔬涂膜保鮮、加工，在廣闊的市場(chǎng)前景下更具有社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力。米糠蠟是一種高級(jí)酯類混合物，熔點(diǎn)較高，常溫下在油中呈懸浮狀。米糠蠟是谷物加工的副產(chǎn)品，在制油過程中同油脂分離出米糠蠟使油品質(zhì)有了很大的改善，同時(shí)分離出的米糠蠟具有多方面的的價(jià)值。目前國(guó)外米糠蠟作為食品及藥品的被膜劑，而國(guó)內(nèi)米糠蠟在應(yīng)用方面鮮見報(bào)道。進(jìn)口巴西棕?cái)R蠟價(jià)格昂貴，難以滿足市場(chǎng)需求，同時(shí)米糠蠟性質(zhì)與巴西棕櫚蠟非常接近，可以代替巴西棕櫚蠟，故采用價(jià)廉易得的米糠蠟來(lái)代替進(jìn)口巴西棕櫚蠟，來(lái)制備水果保鮮涂膜劑具有良好的發(fā)展前景。脂肪酸蔗糖聚醋是一種常見乳化劑，它具有一定的抗菌性，可用作水果、蔬菜等應(yīng)用的保鮮涂膜劑的乳化劑，在果蔬表面涂膜可有效地抑制水分蒸發(fā)的現(xiàn)象，通過調(diào)整果蔬內(nèi)水分蒸發(fā)、氣體交換，抑制微生物入侵和調(diào)節(jié)呼吸，達(dá)到良好地保鮮效果。果蔬涂膜保鮮技術(shù)的研究向著安全無(wú)毒，綠色環(huán)保，實(shí)用性能好等特點(diǎn)，米糠蠟涂膜保鮮具有投資小、成本低的優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景。利用米糠蠟涂膜保鮮劑減少果蔬的損耗是較為有效的策略。

本研究以米糠蠟為原料，脂肪酸蔗糖聚醋、阿拉伯膠等為主要添加劑，篩選優(yōu)化米糠蠟涂膜保鮮劑生產(chǎn)工藝，并在蕓香科水果金桔的驗(yàn)證其保鮮效果，為米糠蠟涂膜保鮮劑的開發(fā)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

金桔（Rutaceae）購(gòu)于廣西柳州，10月中下旬采摘，大小均一，果況良好，無(wú)壞果，無(wú)病蟲害或腐爛;精制米糠蠟：河北滄州雙蜂蠟業(yè)科技有限公司提供。

阿拉伯膠（食用級(jí)），脂肪酸蔗糖聚酯（SE，食用級(jí)），草酸，2，6-二氯藍(lán)靛酚，抗壞血酸，以及常用的試劑（以上試驗(yàn)試劑除特殊標(biāo)注外純度均為分析純）

1.2 儀器與設(shè)備

MP200A型分析天平杭州雙杰股份有限公司;HH-6型恒溫水浴鍋常州市凱航儀器有限公司;WBL2531H型家用多功能榨汁機(jī)美的集團(tuán)股份有限公司;等。

1.3 方法與工藝

1.3.1 米糠蠟涂膜劑制備工藝

取適量的精制米糠蠟水浴熱熔，按比例加入脂肪酸蔗糖聚酯，阿拉伯膠等主配料，攪拌使米糠蠟與乳化劑充分混勻后加入90℃蒸餾水，使定容至100ml，繼續(xù)攪拌，得均一穩(wěn)定的乳狀液體，即米糠蠟涂膜劑。工藝流程如下：

1.3.2 米糠蠟涂膜劑制備工藝優(yōu)化

固定阿拉伯膠添加量為8%，以金桔好果率（常溫條件下保存90天）為評(píng)價(jià)指標(biāo)，設(shè)置單因素試驗(yàn)，研究各因素及其添加量對(duì)金桔保鮮效果的影響。根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，確定米糠蠟涂膜劑最佳制備工藝。單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：

（1）米糠蠟的添加量對(duì)金桔好果率的影響

脂肪酸蔗糖聚酯的添加量2%，阿拉伯膠為固定添加量8%，乳化時(shí)間為30min，加熱溫度為9090，米糠蠟的添加量為20%、25%、30%、35%、40%進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

（2）脂肪酸蔗糖聚酯添加量對(duì)金桔好果率影響

米糠蠟的添加量25%，阿拉伯膠為固定添加量8%，乳化時(shí)間為30min，加熱溫度為90℃，脂肪酸蔗糖聚酯的添加量為1%、1.596、2%、2.5%、3%進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

（3）乳化時(shí)間對(duì)金桔好果率的影響

來(lái)糠蠟的添加量25%、脂肪酸蔗糖聚酯的添加量2%、阿拉伯膠為固定添加量B%，加熱溫度90℃，乳化時(shí)間為20min、30min、40min、50min、60min進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

（4）加熱溫度對(duì)金桔好果率的影響

來(lái)糠蠟的添加量25%、脂肪酸蔗糖聚酯的添加量2%、阿拉伯膠為固定添加量8%，乳化時(shí)間為30min，加熱溫度分別為60℃、70℃、80℃、90℃、100℃進(jìn)行單因素試驗(yàn)，以好果率（常溫條件下90天）為評(píng)定指標(biāo)。

1.3.3 金桔的涂膜保鮮處理

經(jīng)過清洗挑選的金桔分為處理組和對(duì)照組，處理組進(jìn)行涂膜保鮮處理，對(duì)照組不做處理。處理組涂膜采用優(yōu)化后的最佳工藝制備的米糠蠟涂膜劑，手工浸涂，涂膜后自然晾干，觀察是否全部涂膜，金桔表面形成均勻的保護(hù)膜層。然后將處理組和對(duì)照組金桔分別裝入紙箱，常溫下（15-20℃）置于室內(nèi)貯藏110d，定期檢測(cè)好果率、失重率、維生素C等各項(xiàng)理化指標(biāo)[9]，探究涂膜處理對(duì)金桔保鮮的影響。

1.3.4 測(cè)定指標(biāo)

（1）好果率的測(cè)定

當(dāng)果皮表面出現(xiàn)大于1cm2的褐斑或腐斑時(shí)，視為腐爛果實(shí)。按照下式計(jì)算好果率：

（2） 失重率的測(cè)定

失重率采用稱重法測(cè)定。將分組后處理好的果實(shí)稱重，得到果實(shí)初始重量，記為原重，以后每次稱量得到的果實(shí)重量，失去的重量按下式計(jì)算：

（3）維生素C含量的測(cè)定

采用2，6-二氯靛酚法測(cè)定維生素C的含量，先進(jìn)行樣品處理取100g金桔，用10ml 2%的草酸溶液研磨成漿狀定容至50ml容量瓶中、過濾。接著對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液（5ml 1%的草酸+5ml 0.001mol/L抗壞血酸）、樣品、空白進(jìn)行滴定。

式中：W：樣品重量，V1：滴定抗壞血酸所耗用的染料毫升數(shù)V2：滴定空白耗用染料毫升數(shù)，A：稀釋倍數(shù)，T：1ml 2，6-D相當(dāng)于抗壞血酉麥的毫克數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.2.1 米糠蠟添加量對(duì)好果率的影響

通過圖2能看出在常溫下貯藏90天的條件下，米糠蠟添加量為20-30%時(shí)好果率逐漸上升，米糠蠟添加量為30%時(shí)好果率達(dá)到一個(gè)最高點(diǎn)，之后米糠蠟添加量增高好果率皇下降趨勢(shì)，可能與米糠蠟添加量過高引起金桔呼吸作用被抑制有關(guān)。

2.1.2 脂肪酸蔗糖覺酯的添加量對(duì)好果率的影響

通過圖3可以看出隨著脂肪酸蔗糖聚酯添加量的升高金桔好果率也不斷升高，在添加量為2.5%時(shí)達(dá)到一個(gè)最高點(diǎn)，添加量為301a時(shí)好果率開始下降。一定量脂肪酸蔗糖聚酯的加入對(duì)涂膜保鮮劑的保鮮作用有很大的影響，脂肪酸蔗糖聚酯對(duì)于油和水有良好的乳化作用。在脂肪酸蔗糖聚酯添加量為1%時(shí)，添加脂肪酸蔗糖聚酯的量過低會(huì)影響涂膜劑整體的成膜、乳化效果。而添加量添加量3010時(shí)好果率開始下降，此時(shí)脂肪酸蔗糖聚酯添加量過多，使涂膜劑粘性過大而破壞成膜效果，影響涂膜劑的保鮮效果。

2.1.3 乳化時(shí)間對(duì)好果率的影響

由圖4可知，乳化時(shí)間為40min時(shí)，好果率達(dá)到頂峰，過長(zhǎng)或較短的乳化時(shí)間，好果率均受不同程度的影響。在乳化時(shí)間較短時(shí)，涂膜劑不能形成穩(wěn)定的乳濁液狀態(tài)，成膜性收到影響。隨著乳化時(shí)間的加長(zhǎng)好果率逐漸升高，在乳化時(shí)間為40min時(shí)大到最高。乳化時(shí)間超過40min時(shí)，隨著乳化時(shí)間不斷的升高，好果率會(huì)不斷下降?？赡苁侨榛瘯r(shí)間過長(zhǎng)，導(dǎo)致因乳化分散的顆粒重新聚集，涂膜劑的成膜效果減弱，影響涂膜劑的保鮮效果。

2.1.43.1.4 加熱溫度對(duì)好果率的影響

加熱溫度對(duì)涂膜劑的保鮮效果有很大影響。如圖5，加熱溫度為60℃由于溫度過低米糠蠟的熔融不充分，涂膜劑的成膜效果差。隨加熱溫度逐漸升高，米糠蠟充分地溶與水中，好果率呈上升趨勢(shì)。

90℃時(shí)加熱溫度達(dá)到極值，原料混溶充分，制成的涂膜劑達(dá)到一個(gè)較好地穩(wěn)定狀態(tài)。

加熱溫度超過90℃后，涂膜劑穩(wěn)定狀態(tài)被破壞，其保鮮效果開始減弱。

2.2 正交試驗(yàn)

根據(jù)不同因素配比，以好果率為評(píng)定指標(biāo)，通過單因素實(shí)驗(yàn)確定米糠蠟、脂肪酸蔗糖聚酯的添加量、乳化時(shí)間和加熱溫度，所選因素水平表1。

在已經(jīng)確定米糠蠟用量、脂肪酸蔗糖聚酯用量、乳化時(shí)間及加熱溫度的情祝下采用L9（3⁴）正交表對(duì)原料用量進(jìn)行設(shè)計(jì)，正交試驗(yàn)的結(jié)果見表2。

由正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明（表3-6），米糠蠟涂膜劑制備最佳工藝配方為A₁B₂C₂D₂，即米糠蠟的添加量為25%，脂肪酸蔗糖聚酯添加量為2.5%，乳化時(shí)間為40min，加熱溫度90℃。進(jìn)行極差R分析，各影響因素主次順序，即脂肪酸蔗糖聚酯添加量B>米糠蠟添加量A>乳化時(shí)間C>加熱溫度D，脂肪酸蔗糖聚酯對(duì)涂膜劑保鮮效果的影響較大，即對(duì)好果率影響最大，其次是米糠蠟，乳化時(shí)間與加熱溫度對(duì)好果率的影響依次最小。此時(shí)制得的涂膜劑具有良好的保鮮效果，好果率為92%。

2.3 涂膜處理對(duì)金桔各指標(biāo)的影響

2.3.1 涂膜處理對(duì)金桔好果率的影響

好果率是檢驗(yàn)保鮮效果的重要指標(biāo)。由圖6可知，對(duì)照組在前30天的儲(chǔ)藏期間好果率維持在100%，30天后開始有腐爛現(xiàn)象出現(xiàn)，好果率開始下降。在儲(chǔ)藏50-70d期間，金桔腐爛現(xiàn)象加劇，好果率呈明顯下降趨勢(shì)。而涂膜處理組在貯藏前70d，好果率一直保持100%，涂膜劑的作用發(fā)揮到最大。在70d后好果率才逐漸下降。在70-90d呈緩慢下降趨勢(shì)，此時(shí)只有些許腐爛的現(xiàn)象。金桔在常溫（15-20℃）貯藏期間，受多種微生物的侵害，對(duì)果實(shí)造成腐爛、變壞等現(xiàn)象使好果率也在不斷下降。貯藏時(shí)間相同，對(duì)照組金桔好果率維持時(shí)間較短，下降速度較快。米糠蠟涂膜后金桔的好果率得到很好地控制，保鮮效果非常明顯。米糠蠟涂膜劑能顯著延長(zhǎng)金桔果實(shí)壽命，輔助抵御微生物對(duì)金桔的侵害，可以延長(zhǎng)金桔保鮮時(shí)間。

2.3.2 涂膜處理對(duì)金桔失重率的影響

失重率是檢驗(yàn)來(lái)糠蠟涂膜劑保鮮效果的一項(xiàng)重要指標(biāo)。新鮮的金桔在常溫貯藏過程中（15-20℃）的呼吸作用、蒸騰作用會(huì)導(dǎo)致其失水，貯藏時(shí)間越長(zhǎng)，失水越多，失重率越大。由7可知，涂膜組在貯藏15d后才出現(xiàn)失重率增高的現(xiàn)象，在30-70d時(shí)失水比例逐漸升高，這時(shí)金桔的水分局部流失。在貯藏的第70-90d左右，涂膜后延緩呼吸作用、降低水分流失的效果明顯降低，失重率增大趨勢(shì)逐漸明顯。

對(duì)照組在貯藏30-70d時(shí)，失重率緩慢增高，水分不斷流失。在貯藏的第70-110d時(shí)，失重率一直呈飛速升高，水分流失較為迅速，金桔的表面可以明顯看出有些許褶皺。由上表中涂膜組與對(duì)照組失重率對(duì)比可以看出，來(lái)糠蠟涂膜可以很好地抑制水分流失、降低果實(shí)的呼吸速度。

對(duì)照組在貯藏過程中，在空氣中進(jìn)行呼吸作用地頻率高于涂膜后的金桔，在蒸騰作用下造成水分的不斷流失，失重率明顯上升。而涂膜組失重率一直低于對(duì)照組，說明米糠蠟涂膜保鮮劑有效地降低了金桔體內(nèi)的水分流失，延長(zhǎng)了金桔的壽命，達(dá)到良好的貯藏保鮮效果。

2.3.3 涂膜處理對(duì)維生素C的影響

由圖8可知，對(duì)照組的金桔維生素C含量在常溫（15-20℃）貯藏期間（0-50d）逐漸下降，而經(jīng)過涂膜后的金桔在第10d內(nèi)有一個(gè)維生素C升高的現(xiàn)象，可能與金桔果實(shí)后熟的影響。對(duì)照組一直呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢(shì)。涂膜在第10天之后也呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢(shì)。涂膜后的金桔呼吸強(qiáng)度降低，Vc這種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗的比對(duì)照組慢。比較而言在整個(gè)貯藏期間涂膜組的維生素C流失比對(duì)照組更慢，米糠蠟涂膜劑可以在一定程度上減緩金桔中維生素C的流失。

3 結(jié)論

1）以金桔好果率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，得到米糠蠟涂膜劑的最佳工藝：阿拉伯膠固定添加量8%，米糠蠟添加量25%，蔗糖酯添加量2.5%，乳化時(shí)間為40min，加熱溫度為90℃。此時(shí)配制的米糠蠟涂抹保鮮劑能降低金桔的呼吸速度，減少金桔儲(chǔ)存時(shí)水分流失，有效的防止微生物在金桔表面的繁殖和侵害，有較強(qiáng)的保鮮作用。

2）通過金桔的失重率、好果率、維生素C含量等指標(biāo)，考察米糠蠟涂膜劑對(duì)金桔保鮮效果，處理組結(jié)果明顯優(yōu)于對(duì)照組，說明米糠蠟涂膜劑能有效的控制水分蒸發(fā)，能增加金桔的儲(chǔ)存期限，減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失。

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作者簡(jiǎn)介：周子琪，（1995年），女，吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院食品工程學(xué)院2017級(jí)食品質(zhì)量與安全專升本，研究方向：食品安全。