米糠蠟涂膜保鮮劑的工藝優化及其對金桔保鮮效果的研究

【摘要】以米糠蠟為主要原料，進行米糠蠟涂膜保鮮劑的工藝條件優化并研究其對金桔的保鮮效果。試驗以金桔好果率為評價指標，在單因素試驗基礎上進行正交試驗，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金桔的保鮮效果。結果表明，米糠蠟涂膜保鮮劑的最佳生產工藝為：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，減少金桔儲存時水分流失，有效的防止微生物在金桔表面的繁殖和侵害，有較強的保鮮作用。

【關鍵詞】米糠蠟 金桔 保鮮 工藝優化

隨著人們的生活水平的提高，同時對果蔬鮮度及食用安全性的要求也越來越高，因此常溫下果蔬涂膜保鮮、加工，在廣闊的市場前景下更具有社會競爭力。米糠蠟是一種高級酯類混合物，熔點較高，常溫下在油中呈懸浮狀。米糠蠟是谷物加工的副產品，在制油過程中同油脂分離出米糠蠟使油品質有了很大的改善，同時分離出的米糠蠟具有多方面的的價值。目前國外米糠蠟作為食品及藥品的被膜劑，而國內米糠蠟在應用方面鮮見報道。進口巴西棕擱蠟價格昂貴，難以滿足市場需求，同時米糠蠟性質與巴西棕櫚蠟非常接近，可以代替巴西棕櫚蠟，故采用價廉易得的米糠蠟來代替進口巴西棕櫚蠟，來制備水果保鮮涂膜劑具有良好的發展前景。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的現象，通過調整果蔬內水分蒸發、氣體交換，抑制微生物入侵和調節呼吸，達到良好地保鮮效果。果蔬涂膜保鮮技術的研究向著安全無毒，綠色環保，實用性能好等特點，米糠蠟涂膜保鮮具有投資小、成本低的優點，具有廣闊的市場發展前景。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，篩選優化米糠蠟涂膜保鮮劑生產工藝，并在蕓香科水果金桔的驗證其保鮮效果，為米糠蠟涂膜保鮮劑的開發提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

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

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

1.2 儀器與設備

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美的集團股份有限公司;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，繼續攪拌，得均一穩定的乳狀液體，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）為評價指標，設置單因素試驗，研究各因素及其添加量對金桔保鮮效果的影響。根據單因素實驗結果設計正交試驗，確定米糠蠟涂膜劑最佳制備工藝。單因素試驗設計如下：

（1）米糠蠟的添加量對金桔好果率的影響

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

（2）脂肪酸蔗糖聚酯添加量對金桔好果率影響

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%進行單因素試驗。

（3）乳化時間對金桔好果率的影響

來糠蠟的添加量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℃，乳化時間為20min、30min、40min、50min、60min進行單因素試驗。

（4）加熱溫度對金桔好果率的影響

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

1.3.3 金桔的涂膜保鮮處理

經過清洗挑選的金桔分為處理組和對照組，處理組進行涂膜保鮮處理，對照組不做處理。處理組涂膜采用優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膜層。然后將處理組和對照組金桔分別裝入紙箱，常溫下（15-20℃）置于室內貯藏110d，定期檢測好果率、失重率、維生素C等各項理化指標[9]，探究涂膜處理對金桔保鮮的影響。

1.3.4 測定指標

（1）好果率的測定

當果皮表面出現大于1cm2的褐斑或腐斑時，視為腐爛果實。按照下式計算好果率：

（2） 失重率的測定

失重率采用稱重法測定。將分組后處理好的果實稱重，得到果實初始重量，記為原重，以后每次稱量得到的果實重量，失去的重量按下式計算：

（3）維生素C含量的測定

采用2，6-二氯靛酚法測定維生素C的含量，先進行樣品處理取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。接著對標準溶液（5ml 1%的草酸+5ml 0.001mol/L抗壞血酸）、樣品、空白進行滴定。

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

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.2.1 米糠蠟添加量對好果率的影響

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%時好果率逐漸上升，米糠蠟添加量為30%時好果率達到一個最高點，之后米糠蠟添加量增高好果率皇下降趨勢，可能與米糠蠟添加量過高引起金桔呼吸作用被抑制有關。

2.1.2 脂肪酸蔗糖覺酯的添加量對好果率的影響

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%時達到一個最高點，添加量為301a時好果率開始下降。一定量脂肪酸蔗糖聚酯的加入對涂膜保鮮劑的保鮮作用有很大的影響，脂肪酸蔗糖聚酯對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，添加脂肪酸蔗糖聚酯的量過低會影響涂膜劑整體的成膜、乳化效果。而添加量添加量3010時好果率開始下降，此時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 乳化時間對好果率的影響

由圖4可知，乳化時間為40min時，好果率達到頂峰，過長或較短的乳化時間，好果率均受不同程度的影響。在乳化時間較短時，涂膜劑不能形成穩定的乳濁液狀態，成膜性收到影響。隨著乳化時間的加長好果率逐漸升高，在乳化時間為40min時大到最高。乳化時間超過40min時，隨著乳化時間不斷的升高，好果率會不斷下降。可能是乳化時間過長，導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 加熱溫度對好果率的影響

加熱溫度對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。

90℃時加熱溫度達到極值，原料混溶充分，制成的涂膜劑達到一個較好地穩定狀態。

加熱溫度超過90℃后，涂膜劑穩定狀態被破壞，其保鮮效果開始減弱。

2.2 正交試驗

根據不同因素配比，以好果率為評定指標，通過單因素實驗確定米糠蠟、脂肪酸蔗糖聚酯的添加量、乳化時間和加熱溫度，所選因素水平表1。

在已經確定米糠蠟用量、脂肪酸蔗糖聚酯用量、乳化時間及加熱溫度的情祝下采用L9（3⁴）正交表對原料用量進行設計，正交試驗的結果見表2。

由正交實驗結果表明（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%，乳化時間為40min，加熱溫度90℃。進行極差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>乳化時間C>加熱溫度D，脂肪酸蔗糖聚酯對涂膜劑保鮮效果的影響較大，即對好果率影響最大，其次是米糠蠟，乳化時間與加熱溫度對好果率的影響依次最小。此時制得的涂膜劑具有良好的保鮮效果，好果率為92%。

2.3 涂膜處理對金桔各指標的影響

2.3.1 涂膜處理對金桔好果率的影響

好果率是檢驗保鮮效果的重要指標。由圖6可知，對照組在前30天的儲藏期間好果率維持在100%，30天后開始有腐爛現象出現，好果率開始下降。在儲藏50-70d期間，金桔腐爛現象加劇，好果率呈明顯下降趨勢。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，此時只有些許腐爛的現象。金桔在常溫（15-20℃）貯藏期間，受多種微生物的侵害，對果實造成腐爛、變壞等現象使好果率也在不斷下降。貯藏時間相同，對照組金桔好果率維持時間較短，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金桔果實壽命，輔助抵御微生物對金桔的侵害，可以延長金桔保鮮時間。

2.3.2 涂膜處理對金桔失重率的影響

失重率是檢驗來糠蠟涂膜劑保鮮效果的一項重要指標。新鮮的金桔在常溫貯藏過程中（15-20℃）的呼吸作用、蒸騰作用會導致其失水，貯藏時間越長，失水越多，失重率越大。由7可知，涂膜組在貯藏15d后才出現失重率增高的現象，在30-70d時失水比例逐漸升高，這時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，失重率增大趨勢逐漸明顯。

對照組在貯藏30-70d時，失重率緩慢增高，水分不斷流失。在貯藏的第70-110d時，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照組失重率對比可以看出，來糠蠟涂膜可以很好地抑制水分流失、降低果實的呼吸速度。

對照組在貯藏過程中，在空氣中進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照組，說明米糠蠟涂膜保鮮劑有效地降低了金桔體內的水分流失，延長了金桔的壽命，達到良好的貯藏保鮮效果。

2.3.3 涂膜處理對維生素C的影響

由圖8可知，對照組的金桔維生素C含量在常溫（15-20℃）貯藏期間（0-50d）逐漸下降，而經過涂膜后的金桔在第10d內有一個維生素C升高的現象，可能與金桔果實后熟的影響。對照組一直呈現持續下降的趨勢。涂膜在第10天之后也呈現持續下降的趨勢。涂膜后的金桔呼吸強度降低，Vc這種營養物質消耗的比對照組慢。比較而言在整個貯藏期間涂膜組的維生素C流失比對照組更慢，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 結論

1）以金桔好果率為評價指標，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%，乳化時間為40min，加熱溫度為90℃。此時配制的米糠蠟涂抹保鮮劑能降低金桔的呼吸速度，減少金桔儲存時水分流失，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，考察米糠蠟涂膜劑對金桔保鮮效果，處理組結果明顯優于對照組，說明米糠蠟涂膜劑能有效的控制水分蒸發，能增加金桔的儲存期限，減少營養物質的流失。

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作者簡介：周子琪，（1995年），女，吉林農業科技學院食品工程學院2017級食品質量與安全專升本，研究方向：食品安全。