一种大米存储用保鲜剂及其制备工艺的制作方法

1.本发明属于大米储藏技术领域，具体地，涉及一种大米存储用保鲜剂及其制备工艺。


背景技术：

2.大米保鲜历来是粮食保管中的一大难题，尤其在高温高湿季节，容易滋生霉菌，发生霉变和品质劣变，这主要是大米营养体长时间暴露在高温高湿的空气中，受霉菌等污染和自身所含脂肪酸氧化等原因造成。且这些变化使得大米的色香味、营养价值和食用品质下降，发生陈化。此外，一些微生物尤其是霉菌易于在大米中生长，分解大米中的营养成分；同时还会产生许多中间产物甚至是毒素。因此，大米的保鲜贮藏问题备受人们的关注。
3.在中国专利cn201810116903.4中公开了一种普鲁兰多糖基大米保鲜剂的制备方法，在该专利中公开了以普鲁兰多糖为成膜基质，在该发明中利用了普鲁兰多糖良好的成膜性和阻氧性，以及抗坏血酸的抗氧化性，来达到对大米保鲜的作用。但是，普鲁兰多糖膜具有脆性、亲水性、缺乏抗菌性，大米表层涂有普鲁兰多糖膜时在潮湿环境下易吸水，难以保持本身的干燥性，且抗坏血酸在水中可氧化分解，造成吸潮后保鲜剂的抗氧化性能大打折扣，另一方面，因不具有抗菌性，无法防止大米受霉菌污染变质。因此，该发明提供的大米保鲜剂在潮湿环境下，如我国南方高温高湿地区或东部地区的梅雨季节时，很难起到对大米的保鲜作用。
4.因此，本发明提供了一种大米储存用保鲜剂及其制备工艺。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种大米存储用保鲜剂及其制备工艺。
6.本发明要解决的技术问题：普通普鲁兰多糖基大米保鲜剂在潮湿环境下易吸水受潮，易霉变的技术问题。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
8.一种大米储存用保鲜剂，包括以下重量份的原料：40
‑
80份改性普鲁兰多糖、15
‑
25份木薯淀粉、3.5
‑
10.5份生姜提取物、1.5
‑
5.5份辣椒提取物、3
‑
8份成膜助剂、0.3
‑
1.2份绿茶提取物。
9.进一步地，所述成膜助剂为甘油、丁二醇中的一种。
10.进一步地，所述改性普鲁兰多糖通过以下步骤制成：
11.步骤a、将生育酚和琥珀酸酐溶于无水吡啶中，室温下反应48h，将反应液滴入ph为12的盐酸溶液中，析出白色絮状沉淀，0℃冷藏过夜，再抽滤，去离子水水洗3次，用乙醇重结晶，真空干燥，获得中间体1，利用酚羟基和酸酐反应，其中，生育酚、琥珀酸酐、无水吡啶的用量比为0.005mol：0.02
‑
0.03mol：20
‑
50ml，反应式如下所示；
[0012][0013]
步骤b、将普鲁兰多糖溶于去离子水中，室温下避光条件下，加入高碘酸钠溶液，搅拌反应6h，将反应产物装入透析袋用去离子水透析3天，截留分子量为10000
‑
12000的产物，得氧化普鲁兰多糖，利用高碘酸钠氧化普鲁兰多糖分子上的羟基，其中，普鲁兰多糖、去离子水、高碘酸钠溶液的用量比为10g：50
‑
100ml：10g，其中，高碘酸钠溶液中高碘酸钠的浓度为0.05mol/l，其反应式如下所示；
[0014][0015]
步骤c、将氧化普鲁兰多糖溶于去离子水中，搅拌状态下，滴加乙二胺，室温反应4h，加入氰基硼氢化钠溶液，室温下反应24h，将反应产物装入透析袋用去离子水透析2天，截留分子量为11000
‑
14000的产物，获得中间体2，利用乙二胺中的氨基和氧化普鲁兰多糖中的醛基反应，并在氰基硼氢化钠的存在下胺化，其中，氧化普鲁兰多糖、去离子水、乙二胺、氰基硼氢化钠溶液的用量比为0.001mol：10
‑
50ml：0.001mol：2g，氰基硼氢化钠溶液中氰基硼氢化钠与去离子水的用量比为0.03
‑
0.05g：2ml，反应式如下所示；
[0016][0017]
步骤c、将中间体2溶于无水二甲基亚砜中，获得溶液a，将中间体1、4
‑
二甲基吡啶和1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐溶于无水二甲基亚砜中，室温搅拌反应1h，获得溶液b；然后将溶液b滴入溶液a中，滴加速度为1滴/秒，反应48h，用无水乙醇沉淀，过滤，干燥，获得改性普鲁兰多糖，利用中间体1中的羧基和中间体1中的氨基反应，实现对普鲁兰多糖的疏水改性，其中，溶液a中中间体2与无水二甲基亚砜的用量比为0.001mol：10
‑
30ml，溶液b中中间体1、4
‑
二甲基吡啶、1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐、无水二甲基亚砜的用量比为0.001mol：0.0012mol：0.0012mol：10
‑
30ml，中间体2与中间体1的摩尔比为1：1
‑
1.2，反应式如下所示。
[0018][0019]
进一步地，所述生姜提取物通过以下步骤制成：
[0020]
将生姜洗净烘干、切片，然后将干姜片用粉碎机进行粉碎，得干姜粉；然后按照料液比1：20
‑
30加入质量分数为80％的乙醇浸提，浸提条件为57℃水浴，搅拌提取3h，冷却至室温离心，抽滤，浓缩，获得生姜提取物。
[0021]
进一步地，所述辣椒提取物通过以下步骤制成：
[0022]
将辣椒粉过50目筛，然后按照料液比为1：6加入质量分数为80％的乙醇，在55℃、搅拌状态下水浴锅浸提4h，离心，过滤，浓缩，干燥至恒重，获得辣椒提取物。
[0023]
进一步地，所述绿茶提取物通过以下步骤制成：
[0024]
将干绿茶粉碎成粉末，过50目筛，然后加入质量分数60
‑
80％的乙醇溶液中，75℃下超声60min，然后浸提2h，冷却至室温离心，抽滤，浓缩，获得绿茶提取物。
[0025]
一种大米储存用保鲜剂的制备工艺，包括以下步骤：
[0026]
将改性普鲁兰多糖和木薯淀粉加入磷酸缓冲液中，固形物浓度为15wt％
‑
18wt％，室温下溶胀20
‑
40min，搅拌状态下加入生姜提取物、辣椒提取物、成膜助剂、绿茶提取物，再加入乙醇，使得固形物浓度为7wt％
‑
12wt％，室温下搅拌至全部溶解，溶液呈现澄清透明状，最后真空脱气15
‑
25min，获得一种大米储存用保鲜剂。
[0027]
本发明的有益效果：
[0028]
本发明利用了氨基和羧基的反应将生育酚接枝到普鲁兰多糖的分子链上，以利用生育酚的疏水结构，减小普鲁兰多糖的吸湿性，减小该保鲜剂在潮湿条件下的吸湿性，且生育酚具有一定的抗氧化性，使得改性普鲁兰多糖具有一定的抗氧化性，避免该保鲜剂在潮湿条件下的霉变，此外，本发明还在普鲁兰多糖膜基材中，引入了木薯淀粉，利用木薯淀粉的支链结构，将其引入膜基材中，可增加成膜的机械性能和阻隔性能，从而提高了该保鲜剂在潮湿条件下的保鲜能力；
[0029]
本发明在保鲜剂中引入了生姜提取物、辣椒提取物和绿茶提取物，利用了生物源提取物作为添加物，以增加保鲜剂的抗菌、抗氧化、保鲜能力。
[0030]
综上所述，本发明提供的一种大米保鲜剂在潮湿条件下吸湿性小，且具有优异的抗菌、抗氧化的能力。
具体实施方式
[0031]
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]
实施例1：
[0033]
改性普鲁兰多糖通过以下步骤制成：
[0034]
步骤a、将生育酚和琥珀酸酐溶于无水吡啶中，室温下反应48h，将反应液滴入ph为12的盐酸溶液中，析出白色絮状沉淀，0℃冷藏过夜，再抽滤，去离子水水洗3次，用乙醇重结晶，真空干燥，获得中间体1，利用酚羟基和酸酐反应，其中，生育酚、琥珀酸酐、无水吡啶的用量比为0.005mol：0.02mol：20ml；
[0035]
步骤b、将普鲁兰多糖溶于去离子水中，室温下避光条件下，加入高碘酸钠溶液，搅拌反应6h，将反应产物装入透析袋用去离子水透析3天，截留分子量为10000的产物，得氧化普鲁兰多糖，利用高碘酸钠氧化普鲁兰多糖分子上的羟基，其中，普鲁兰多糖、去离子水、高碘酸钠溶液的用量比为10g：50ml：10g，其中，高碘酸钠溶液中高碘酸钠的浓度为0.05mol/l；
[0036]
步骤c、将氧化普鲁兰多糖溶于去离子水中，搅拌状态下，滴加乙二胺，室温反应4h，加入氰基硼氢化钠溶液，室温下反应24h，将反应产物装入透析袋用去离子水透析2天，截留分子量为11000的产物，获得中间体2，利用乙二胺中的氨基和氧化普鲁兰多糖中的醛基反应，并在氰基硼氢化钠的存在下胺化，其中，氧化普鲁兰多糖、去离子水、乙二胺、氰基硼氢化钠溶液的用量比为0.001mol：10ml：0.001mol：2g，氰基硼氢化钠溶液中氰基硼氢化钠与去离子水的用量比为0.03g：2ml；
[0037]
步骤c、将中间体2溶于无水二甲基亚砜中，获得溶液a，将中间体1、4
‑
二甲基吡啶和1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐溶于无水二甲基亚砜中，室温搅拌反应1h，获得溶液b；然后将溶液b滴入溶液a中，滴加速度为1滴/秒，反应48h，用无水乙醇沉淀，过滤，干燥，获得改性普鲁兰多糖，利用中间体1中的羧基和中间体1中的氨基反应，实现对普鲁兰多糖的疏水改性，其中，溶液a中中间体2与无水二甲基亚砜的用量比为0.001mol：10ml，溶液b中中间体1、4
‑
二甲基吡啶、1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐、无水二甲基亚砜的用量比为0.001mol：0.0012mol：0.0012mol：10ml，中间体2与中间体1的摩尔比为1：1。
[0038]
实施例2：
[0039]
改性普鲁兰多糖通过以下步骤制成：
[0040]
步骤a、将生育酚和琥珀酸酐溶于无水吡啶中，室温下反应48h，将反应液滴入ph为12的盐酸溶液中，析出白色絮状沉淀，0℃冷藏过夜，再抽滤，去离子水水洗3次，用乙醇重结晶，真空干燥，获得中间体1，利用酚羟基和酸酐反应，其中，生育酚、琥珀酸酐、无水吡啶的用量比为0.005mol：0.03mol：50ml；
[0041]
步骤b、将普鲁兰多糖溶于去离子水中，室温下避光条件下，加入高碘酸钠溶液，搅拌反应6h，将反应产物装入透析袋用去离子水透析3天，截留分子量为12000的产物，得氧化普鲁兰多糖，利用高碘酸钠氧化普鲁兰多糖分子上的羟基，其中，普鲁兰多糖、去离子水、高
碘酸钠溶液的用量比为10g：100ml：10g，其中，高碘酸钠溶液中高碘酸钠的浓度为0.05mol/l；
[0042]
步骤c、将氧化普鲁兰多糖溶于去离子水中，搅拌状态下，滴加乙二胺，室温反应4h，加入氰基硼氢化钠溶液，室温下反应24h，将反应产物装入透析袋用去离子水透析2天，截留分子量为14000的产物，获得中间体2，利用乙二胺中的氨基和氧化普鲁兰多糖中的醛基反应，并在氰基硼氢化钠的存在下胺化，其中，氧化普鲁兰多糖、去离子水、乙二胺、氰基硼氢化钠溶液的用量比为0.001mol：50ml：0.001mol：2g，氰基硼氢化钠溶液中氰基硼氢化钠与去离子水的用量比为0.05g：2ml；
[0043]
步骤c、将中间体2溶于无水二甲基亚砜中，获得溶液a，将中间体1、4
‑
二甲基吡啶和1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐溶于无水二甲基亚砜中，室温搅拌反应1h，获得溶液b；然后将溶液b滴入溶液a中，滴加速度为1滴/秒，反应48h，用无水乙醇沉淀，过滤，干燥，获得改性普鲁兰多糖，利用中间体1中的羧基和中间体1中的氨基反应，实现对普鲁兰多糖的疏水改性，其中，溶液a中中间体2与无水二甲基亚砜的用量比为0.001mol：30ml，溶液b中中间体1、4
‑
二甲基吡啶、1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐、无水二甲基亚砜的用量比为0.001mol：0.0012mol：0.0012mol：30ml，中间体2与中间体1的摩尔比为1.2。
[0044]
实施例3：
[0045]
一种大米储存用保鲜剂，包括以下重量份的原料：40份实施例1制备的改性普鲁兰多糖、15份木薯淀粉、3.5份生姜提取物、1.5份辣椒提取物、3份成膜助剂、0.3份绿茶提取物；所述成膜助剂为甘油。
[0046]
所述生姜提取物通过以下步骤制成：
[0047]
将生姜洗净烘干、切片，然后将干姜片用粉碎机进行粉碎，得干姜粉；然后按照料液比1：20加入质量分数为80％的乙醇浸提，浸提条件为57℃水浴，搅拌提取3h，冷却至室温离心，抽滤，浓缩，获得生姜提取物。
[0048]
所述辣椒提取物通过以下步骤制成：
[0049]
将辣椒粉过50目筛，然后按照料液比为1：6加入质量分数为80％的乙醇，在55℃、搅拌状态下水浴锅浸提4h，离心，过滤，浓缩，干燥至恒重，获得辣椒提取物。
[0050]
所述绿茶提取物通过以下步骤制成：
[0051]
将干绿茶粉碎成粉末，过50目筛，然后加入质量分数60％的乙醇溶液中，75℃下超声60min，然后浸提2h，冷却至室温离心，抽滤，浓缩，获得绿茶提取物。
[0052]
该种大米储存用保鲜剂通过以下步骤制成：
[0053]
将改性普鲁兰多糖和木薯淀粉加入磷酸缓冲液中，固形物浓度为15wt％，室温下溶胀40min，搅拌状态下加入生姜提取物、辣椒提取物、成膜助剂、绿茶提取物，再加入乙醇，使得固形物浓度为7wt％，室温下搅拌至全部溶解，溶液呈现澄清透明状，最后真空脱气25min，获得一种大米储存用保鲜剂。
[0054]
实施例4：
[0055]
一种大米储存用保鲜剂，包括以下重量份的原料：60份实施例2制备的改性普鲁兰多糖、17份木薯淀粉、7份生姜提取物、3份辣椒提取物、6份成膜助剂、0.7份绿茶提取物；所述成膜助剂为丁二醇。
[0056]
所述生姜提取物通过以下步骤制成：参照实施例3中的步骤制备。
[0057]
所述辣椒提取物通过以下步骤制成：参照实施例3中的步骤制备。
[0058]
所述绿茶提取物通过以下步骤制成：参照实施例3中的步骤制备。
[0059]
该种大米储存用保鲜剂通过以下步骤制成：
[0060]
将改性普鲁兰多糖和木薯淀粉加入磷酸缓冲液中，固形物浓度为16wt％，室温下溶胀30min，搅拌状态下加入生姜提取物、辣椒提取物、成膜助剂、绿茶提取物，再加入乙醇，使得固形物浓度为10wt％，室温下搅拌至全部溶解，溶液呈现澄清透明状，最后真空脱气25min，获得一种大米储存用保鲜剂。
[0061]
实施例5：
[0062]
一种大米储存用保鲜剂，包括以下重量份的原料：80份实施1制备的改性普鲁兰多糖、25份木薯淀粉、10.5份生姜提取物、5.5份辣椒提取物8份成膜助剂、1.2份绿茶提取物；所述成膜助剂为甘油。
[0063]
所述生姜提取物通过以下步骤制成：参照实施例3中的步骤制备。
[0064]
所述辣椒提取物通过以下步骤制成：参照实施例3中的步骤制备。
[0065]
所述绿茶提取物通过以下步骤制成：参照实施例3中的步骤制备。
[0066]
该种大米储存用保鲜剂通过以下步骤制成：
[0067]
将改性普鲁兰多糖和木薯淀粉加入磷酸缓冲液中，固形物浓度为18wt％，室温下溶胀40min，搅拌状态下加入生姜提取物、辣椒提取物、成膜助剂、绿茶提取物，再加入乙醇，使得固形物浓度为12wt％，室温下搅拌至全部溶解，溶液呈现澄清透明状，最后真空脱气25min，获得一种大米储存用保鲜剂。
[0068]
对比例1：
[0069]
一种大米储存用保鲜剂，包括以下重量份的原料：40份普鲁兰多糖、15份木薯淀粉、3.5份生姜提取物、1.5份辣椒提取物、3份成膜助剂、0.3份绿茶提取物；所述成膜助剂为甘油。
[0070]
剩余部分与对实施例3相同。
[0071]
对比例2：
[0072]
一种大米储存用保鲜剂，包括以下重量份的原料：60份实施例2制备的改性普鲁兰多糖、7份生姜提取物、3份辣椒提取物、6份成膜助剂、0.7份绿茶提取物；所述成膜助剂为丁二醇。
[0073]
剩余部分与对实施例4相同。
[0074]
对比例3：
[0075]
一种大米储存用保鲜剂，包括以下重量份的原料：80份实施1制备的改性普鲁兰多糖、25份木薯淀粉；所述成膜助剂为甘油。
[0076]
剩余部分与对实施例5相同。
[0077]
实施例6：
[0078]
将实施例3
‑
5和对比例1
‑
3获得的大米保鲜剂在搅拌状态下喷洒于大米中，然后搅拌30℃干燥至恒重，将获得处理后的大米以及空白大米放置于温度30℃，湿度50％存放90天后，取样测量大米中脂肪酸含量，以及置于温度30℃，湿度80％存放40天后，取样测量大米霉斑率及气味，其中，霉斑率按照霉变大米的重量处理取样大米的重量，测试数据如下所
示。
[0079]
脂肪酸含量表面霉斑情况气味实施例331.78mgkoh/100g霉斑率1.02％无霉味实施例430.29mgkoh/100g霉斑率0.89％无霉味实施例532.17mgkoh/100g霉斑率0.81％无霉味对比例122.32mgkoh/100g霉斑率42.56％有霉味对比例226.86mgkoh/100g霉斑率8.89％无霉味对比例327.26mgkoh/100g霉斑率22.67％有霉味空白大米17.67mgkoh/100g霉斑率73.13％有浓重霉味
[0080]
从上述表中可以看出，实施例3
‑
5获得的保鲜剂对大米的抗陈化能力优于对比例1
‑
3获得的保鲜剂的对应性能；实施例3
‑
5获得的保鲜剂在潮湿条件下的保鲜能力要优于对比例1
‑
3获得的保鲜剂的保鲜能力。
[0081]
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0082]
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。