米糠蜡涂膜保鲜剂的工艺优化及其对金桔保鲜效果的研究

【摘要】以米糠蜡为主要原料，进行米糠蜡涂膜保鲜剂的工艺条件优化并研究其对金桔的保鲜效果。试验以金桔好果率为评价指标，在单因素试验基础上进行正交试验，探究米糠蜡涂膜剂的最佳工艺，并探究米糠蜡涂膜保鲜剂对金桔的保鲜效果。结果表明，米糠蜡涂膜保鲜剂的最佳生产工艺为：阿拉伯胶固定添加量s%，米糠蜡添加量25%，蔗糖酯添加量2.5%，乳化时间为40min，加热温度为90℃。此条件下得到的米糠蜡涂膜保鲜剂能降低金桔的呼吸速度，减少金桔储存时水分流失，有效的防止微生物在金桔表面的繁殖和侵害，有较强的保鲜作用。

【关键词】米糠蜡 金桔 保鲜 工艺优化

随着人们的生活水平的提高，同时对果蔬鲜度及食用安全性的要求也越来越高，因此常温下果蔬涂膜保鲜、加工，在广阔的市场前景下更具有社会竞争力。米糠蜡是一种高级酯类混合物，熔点较高，常温下在油中呈悬浮状。米糠蜡是谷物加工的副产品，在制油过程中同油脂分离出米糠蜡使油品质有了很大的改善，同时分离出的米糠蜡具有多方面的的价值。目前国外米糠蜡作为食品及药品的被膜剂，而国内米糠蜡在应用方面鲜见报道。进口巴西棕搁蜡价格昂贵，难以满足市场需求，同时米糠蜡性质与巴西棕榈蜡非常接近，可以代替巴西棕榈蜡，故采用价廉易得的米糠蜡来代替进口巴西棕榈蜡，来制备水果保鲜涂膜剂具有良好的发展前景。脂肪酸蔗糖聚醋是一种常见乳化剂，它具有一定的抗菌性，可用作水果、蔬菜等应用的保鲜涂膜剂的乳化剂，在果蔬表面涂膜可有效地抑制水分蒸发的现象，通过调整果蔬内水分蒸发、气体交换，抑制微生物入侵和调节呼吸，达到良好地保鲜效果。果蔬涂膜保鲜技术的研究向着安全无毒，绿色环保，实用性能好等特点，米糠蜡涂膜保鲜具有投资小、成本低的优点，具有广阔的市场发展前景。利用米糠蜡涂膜保鲜剂减少果蔬的损耗是较为有效的策略。

本研究以米糠蠟为原料，脂肪酸蔗糖聚醋、阿拉伯胶等为主要添加剂，筛选优化米糠蜡涂膜保鲜剂生产工艺，并在芸香科水果金桔的验证其保鲜效果，为米糠蜡涂膜保鲜剂的开发提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

金桔（Rutaceae）购于广西柳州，10月中下旬采摘，大小均一，果况良好，无坏果，无病虫害或腐烂;精制米糠蜡：河北沧州双蜂蜡业科技有限公司提供。

阿拉伯胶（食用级），脂肪酸蔗糖聚酯（SE，食用级），草酸，2，6-二氯蓝靛酚，抗坏血酸，以及常用的试剂（以上试验试剂除特殊标注外纯度均为分析纯）

1.2 仪器与设备

MP200A型分析天平杭州双杰股份有限公司;HH-6型恒温水浴锅常州市凯航仪器有限公司;WBL2531H型家用多功能榨汁机美的集团股份有限公司;等。

1.3 方法与工艺

1.3.1 米糠蜡涂膜剂制备工艺

取适量的精制米糠蜡水浴热熔，按比例加入脂肪酸蔗糖聚酯，阿拉伯胶等主配料，搅拌使米糠蜡与乳化剂充分混匀后加入90℃蒸馏水，使定容至100ml，继续搅拌，得均一稳定的乳状液体，即米糠蜡涂膜剂。工艺流程如下：

1.3.2 米糠蜡涂膜剂制备工艺优化

固定阿拉伯胶添加量为8%，以金桔好果率（常温条件下保存90天）为评价指标，设置单因素试验，研究各因素及其添加量对金桔保鲜效果的影响。根据单因素实验结果设计正交试验，确定米糠蜡涂膜剂最佳制备工艺。单因素试验设计如下：

（1）米糠蜡的添加量对金桔好果率的影响

脂肪酸蔗糖聚酯的添加量2%，阿拉伯胶为固定添加量8%，乳化时间为30min，加热温度为9090，米糠蜡的添加量为20%、25%、30%、35%、40%进行单因素试验。

（2）脂肪酸蔗糖聚酯添加量对金桔好果率影响

米糠蜡的添加量25%，阿拉伯胶为固定添加量8%，乳化时间为30min，加热温度为90℃，脂肪酸蔗糖聚酯的添加量为1%、1.596、2%、2.5%、3%进行单因素试验。

（3）乳化时间对金桔好果率的影响

来糠蜡的添加量25%、脂肪酸蔗糖聚酯的添加量2%、阿拉伯胶为固定添加量B%，加热温度90℃，乳化时间为20min、30min、40min、50min、60min进行单因素试验。

（4）加热温度对金桔好果率的影响

来糠蜡的添加量25%、脂肪酸蔗糖聚酯的添加量2%、阿拉伯胶为固定添加量8%，乳化时间为30min，加热温度分别为60℃、70℃、80℃、90℃、100℃进行单因素试验，以好果率（常温条件下90天）为评定指标。

1.3.3 金桔的涂膜保鲜处理

经过清洗挑选的金桔分为处理组和对照组，处理组进行涂膜保鲜处理，对照组不做处理。处理组涂膜采用优化后的最佳工艺制备的米糠蜡涂膜剂，手工浸涂，涂膜后自然晾干，观察是否全部涂膜，金桔表面形成均匀的保护膜层。然后将处理组和对照组金桔分别装入纸箱，常温下（15-20℃）置于室内贮藏110d，定期检测好果率、失重率、维生素C等各项理化指标[9]，探究涂膜处理对金桔保鲜的影响。

1.3.4 测定指标

（1）好果率的测定

当果皮表面出现大于1cm2的褐斑或腐斑时，视为腐烂果实。按照下式计算好果率：

（2） 失重率的测定

失重率采用称重法测定。将分组后处理好的果实称重，得到果实初始重量，记为原重，以后每次称量得到的果实重量，失去的重量按下式计算：

（3）维生素C含量的测定

采用2，6-二氯靛酚法测定维生素C的含量，先进行样品处理取100g金桔，用10ml 2%的草酸溶液研磨成浆状定容至50ml容量瓶中、过滤。接着对标准溶液（5ml 1%的草酸+5ml 0.001mol/L抗坏血酸）、样品、空白进行滴定。

式中：W：样品重量，V1：滴定抗坏血酸所耗用的染料毫升数V2：滴定空白耗用染料毫升数，A：稀释倍数，T：1ml 2，6-D相当于抗坏血酉麦的毫克数。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.2.1 米糠蜡添加量对好果率的影响

通过图2能看出在常温下贮藏90天的条件下，米糠蜡添加量为20-30%时好果率逐渐上升，米糠蜡添加量为30%时好果率达到一个最高点，之后米糠蜡添加量增高好果率皇下降趋势，可能与米糠蜡添加量过高引起金桔呼吸作用被抑制有关。

2.1.2 脂肪酸蔗糖觉酯的添加量对好果率的影响

通过图3可以看出随着脂肪酸蔗糖聚酯添加量的升高金桔好果率也不断升高，在添加量为2.5%时达到一个最高点，添加量为301a时好果率开始下降。一定量脂肪酸蔗糖聚酯的加入对涂膜保鲜剂的保鲜作用有很大的影响，脂肪酸蔗糖聚酯对于油和水有良好的乳化作用。在脂肪酸蔗糖聚酯添加量为1%时，添加脂肪酸蔗糖聚酯的量过低会影响涂膜剂整体的成膜、乳化效果。而添加量添加量3010时好果率开始下降，此时脂肪酸蔗糖聚酯添加量过多，使涂膜剂粘性过大而破坏成膜效果，影响涂膜剂的保鲜效果。

2.1.3 乳化时间对好果率的影响

由图4可知，乳化时间為40min时，好果率达到顶峰，过长或较短的乳化时间，好果率均受不同程度的影响。在乳化时间较短时，涂膜剂不能形成稳定的乳浊液状态，成膜性收到影响。随着乳化时间的加长好果率逐渐升高，在乳化时间为40min时大到最高。乳化时间超过40min时，随着乳化时间不断的升高，好果率会不断下降。可能是乳化时间过长，导致因乳化分散的颗粒重新聚集，涂膜剂的成膜效果减弱，影响涂膜剂的保鲜效果。

2.1.43.1.4 加热温度对好果率的影响

加热温度对涂膜剂的保鲜效果有很大影响。如图5，加热温度为60℃由于温度过低米糠蜡的熔融不充分，涂膜剂的成膜效果差。随加热温度逐渐升高，米糠蜡充分地溶与水中，好果率呈上升趋势。

90℃时加热温度达到极值，原料混溶充分，制成的涂膜剂达到一个较好地稳定状态。

加热温度超过90℃后，涂膜剂稳定状态被破坏，其保鲜效果开始减弱。

2.2 正交试验

根据不同因素配比，以好果率为评定指标，通过单因素实验确定米糠蜡、脂肪酸蔗糖聚酯的添加量、乳化时间和加热温度，所选因素水平表1。

在已经确定米糠蜡用量、脂肪酸蔗糖聚酯用量、乳化时间及加热温度的情祝下采用L9（3⁴）正交表对原料用量进行设计，正交试验的结果见表2。

由正交实验结果表明（表3-6），米糠蜡涂膜剂制备最佳工艺配方为A₁B₂C₂D₂，即米糠蜡的添加量为25%，脂肪酸蔗糖聚酯添加量为2.5%，乳化时间为40min，加热温度90℃。进行极差R分析，各影响因素主次顺序，即脂肪酸蔗糖聚酯添加量B>米糠蜡添加量A>乳化时间C>加热温度D，脂肪酸蔗糖聚酯对涂膜剂保鲜效果的影响较大，即对好果率影响最大，其次是米糠蜡，乳化时间与加热温度对好果率的影响依次最小。此时制得的涂膜剂具有良好的保鲜效果，好果率为92%。

2.3 涂膜处理对金桔各指标的影响

2.3.1 涂膜处理对金桔好果率的影响

好果率是检验保鲜效果的重要指标。由图6可知，对照组在前30天的储藏期间好果率维持在100%，30天后开始有腐烂现象出现，好果率开始下降。在储藏50-70d期间，金桔腐烂现象加剧，好果率呈明显下降趋势。而涂膜处理组在贮藏前70d，好果率一直保持100%，涂膜剂的作用发挥到最大。在70d后好果率才逐渐下降。在70-90d呈缓慢下降趋势，此时只有些许腐烂的现象。金桔在常温（15-20℃）贮藏期间，受多种微生物的侵害，对果实造成腐烂、变坏等现象使好果率也在不断下降。贮藏时间相同，对照组金桔好果率维持时间较短，下降速度较快。米糠蜡涂膜后金桔的好果率得到很好地控制，保鲜效果非常明显。米糠蜡涂膜剂能显著延长金桔果实寿命，辅助抵御微生物对金桔的侵害，可以延长金桔保鲜时间。

2.3.2 涂膜处理对金桔失重率的影响

失重率是检验来糠蜡涂膜剂保鲜效果的一项重要指标。新鲜的金桔在常温贮藏过程中（15-20℃）的呼吸作用、蒸腾作用会导致其失水，贮藏时间越长，失水越多，失重率越大。由7可知，涂膜组在贮藏15d后才出现失重率增高的现象，在30-70d时失水比例逐渐升高，这时金桔的水分局部流失。在贮藏的第70-90d左右，涂膜后延缓呼吸作用、降低水分流失的效果明显降低，失重率增大趋势逐渐明显。

对照组在贮藏30-70d时，失重率缓慢增高，水分不断流失。在贮藏的第70-110d时，失重率一直呈飞速升高，水分流失较为迅速，金桔的表面可以明显看出有些许褶皱。由上表中涂膜组与对照组失重率对比可以看出，来糠蜡涂膜可以很好地抑制水分流失、降低果实的呼吸速度。

对照组在贮藏过程中，在空气中进行呼吸作用地频率高于涂膜后的金桔，在蒸腾作用下造成水分的不断流失，失重率明显上升。而涂膜组失重率一直低于对照组，说明米糠蜡涂膜保鲜剂有效地降低了金桔体内的水分流失，延长了金桔的寿命，达到良好的贮藏保鲜效果。

2.3.3 涂膜处理对维生素C的影响

由图8可知，对照组的金桔维生素C含量在常温（15-20℃）贮藏期间（0-50d）逐渐下降，而经过涂膜后的金桔在第10d内有一个维生素C升高的现象，可能与金桔果实后熟的影响。对照组一直呈现持续下降的趋势。涂膜在第10天之后也呈现持续下降的趋势。涂膜后的金桔呼吸强度降低，Vc这种营养物质消耗的比对照组慢。比较而言在整个贮藏期间涂膜组的维生素C流失比对照组更慢，米糠蜡涂膜剂可以在一定程度上减缓金桔中维生素C的流失。

3 结论

1）以金桔好果率为评价指标，得到米糠蜡涂膜剂的最佳工艺：阿拉伯胶固定添加量8%，米糠蜡添加量25%，蔗糖酯添加量2.5%，乳化时间为40min，加热温度为90℃。此时配制的米糠蜡涂抹保鲜剂能降低金桔的呼吸速度，减少金桔储存时水分流失，有效的防止微生物在金桔表面的繁殖和侵害，有较强的保鲜作用。

2）通过金桔的失重率、好果率、维生素C含量等指标，考察米糠蜡涂膜剂对金桔保鲜效果，处理组结果明显优于对照组，说明米糠蜡涂膜剂能有效的控制水分蒸发，能增加金桔的储存期限，减少营养物质的流失。

参考文献：

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作者简介：周子琪，（1995年），女，吉林农业科技学院食品工程学院2017级食品质量与安全专升本，研究方向：食品安全。