CN111802449A - 香蕉保鲜剂及其制备方法和纸箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种香蕉保鲜剂及其制备方法。本发明的香蕉保鲜剂的制备方法包括使基于重量以1:10‑30的比例将氯化钛盐酸溶液缓慢加入沸石分散液中，搅拌反应，收集得到沸石沉淀；将由膨润土40‑55重量份、蛋白土15‑20重量份、沸石沉淀25‑40重量份组成的组合物置于高锰酸钾溶液中浸泡30‑60分钟，浸泡后离心过滤得到固体，将固体与5‑15重量份氧化钙混合在400‑800℃烘干1‑5小时，然后与20‑30重量份硅微粉混合。本发明在保鲜的同时具有更高的杀菌抑制效果，从而特别适合于香蕉的运输保藏。
Description
技术领域
本发明涉及水果保鲜领域，具体地涉及香蕉保鲜剂及其制备方法和纸箱。
背景技术
香蕉是热带和亚热带的常绿草本植物，生长及收获快，全年各月份都有果实成熟，以8-10月间为佳，香蕉富含碳水化合物、蛋白质、矿物质、维生素等营养物质。香蕉是一种止烦渴、润肺肠、通血脉、填精髓、降血压等作用的健康食品。香蕉为跃变型果实，盛夏、高温多湿采下的香蕉易黄熟甚至腐败，为使香蕉采后保持较长时间不失去经济价值，进行香蕉保鲜研究有着重要意义。
目前香蕉保鲜方法有很多，有些是利用低温环境，有些利用化学药剂，有些则通过气调和辐射保鲜等，其中化学药剂的防腐保鲜技术比较简单且成本低。
目前市场上用于防腐保鲜的化学药剂或者偏重于保鲜，或者偏重于防腐，很难做到两者兼顾。
发明内容
针对现有技术中的至少部分技术问题，本发明提供一种香蕉保鲜剂的制备方法，本发明制备的保鲜剂在保鲜的同时能够大大提升杀菌抑菌效果。具体地，本发明包括以下内容。
本发明的第一方面，提供一种香蕉保鲜剂的制备方法，其包括以下步骤：
(1)使基于重量以1:10-30的比例将氯化钛盐酸溶液缓慢加入沸石分散液中，搅拌反应，收集得到沸石沉淀；
(2)将由膨润土40-55重量份、蛋白土15-20重量份、沸石沉淀25-40重量份组成的组合物置于高锰酸钾溶液中浸泡30-60分钟，浸泡后离心过滤得到固体，将固体与5-15重量份氧化钙混合在400-800℃烘干1-5小时，然后与20-30重量份硅微粉混合。
根据本发明所述的香蕉保鲜剂的制备方法，优选地，步骤(1)中，沸石分散液的浓度基于重量为0.1-1.0％。
根据本发明所述的香蕉保鲜剂的制备方法，优选地，所述沸石选自天然丝光沸石、斜发沸石和辉沸石中的至少一种。
根据本发明所述的香蕉保鲜剂的制备方法，优选地，所述膨润土为钠基膨润土，其为由两层硅氧四面体和一层铝氧八面体构成的层状晶体结构黏土矿物，层间含有可交换的碱金属与碱土金属离子。
根据本发明所述的香蕉保鲜剂的制备方法，优选地，所述膨润土中蒙脱石含量大于80％，粒度200目筛余≤3％，水分含量≤5％。
根据本发明所述的香蕉保鲜剂的制备方法，优选地，所述硅微粉由选自天然粉石英、石英石和硅石组成的组中的至少一种原料加工而成的粉末。
根据本发明所述的香蕉保鲜剂的制备方法，优选地，所述硅微粉中SiO2含量＞98％，粒度325目筛余≤3％，水分含量≤0.25％。
根据本发明所述的香蕉保鲜剂的制备方法，优选地，所述硅微粉为载银硅微粉。
根据本发明所述的香蕉保鲜剂的制备方法，优选地，所述蛋白土中非晶质SiO2含量＞80％，粒度325目筛余≤3％，水分含量≤1.0％。
根据本发明所述的香蕉保鲜剂的制备方法，优选地，高锰酸钾在溶液中的浓度为50-65g/L。
本发明的第二方面，提供一种香蕉保鲜剂，其通过本发明所述的方法制备得到。
本发明的第三方面，提供一种纸箱，所述纸箱内设置或包含第二方面所述的香蕉保鲜剂。
本发明的保鲜剂通过降低水果保藏环境中的C2H4、CO2等不利因子，延长了水果成熟过程，同时无机载体的杀菌作用，防止细菌、霉菌的生长，进一步提高的保藏时间，可使香蕉的保鲜期接近50天。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为具体公开了该范围的上限和下限以及它们之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。除非另有说明，否则“％”为基于重量的百分数。
本发明的香蕉保鲜剂特别适合于在包装纸箱内运输途中的保藏。纸箱保藏时对于水果而言形成相对密闭环境，此时由水果产生的不利气体成分，特别是乙烯等，会大大加速水果的成熟和腐烂速度。为此本申请的纸箱内需要设置保鲜剂。
本发明中，保藏时使温度一般保持于11-15℃，优选11-13℃。温度越高或越低均不利于水果的长期保藏或运输。可使用已知方式进行温度控制。例如设置冰块的方式等。
本发明保藏时的相对湿度控制为58-95％，优选60-80％，更优选70-80％。可通过例如在纸箱内设置吸水层的方法来控制相对湿度至所需的程度。在优选地方案中，可通过在纸箱内设置冰层来同时控制低温和的相对湿度。
为了控制相对湿度，优选通过塑料层来形成相对密封的空间，本发明的保鲜剂能够降低密封空间内对于保鲜不利的气体成分，特别是乙烯、二氧化碳等。
本发明的保鲜剂以膨润土40-60重量份、硅微粉20-30重量份、蛋白土10-20重量份、沸石5-15重量份等的组合物为载体物质。载体物质中吸收有高锰酸钾。优选地，高锰酸钾吸收于膨润土、蛋白土和沸石组成的组合物中。高锰酸钾有利于不利气体成分如乙烯和二氧化碳的吸收。
本发明中，膨润土、硅微粉、蛋白土和沸石组成的无机矿物本身具有抑菌效果，为了增强杀菌能力，优选使用负载银颗粒的硅微粉。本发明发现硅微粉与负载的银颗粒的结合强度特别适用向周围环境释放特定浓度的银离子。在该特定浓度下能够有效的杀菌，同时还不会使释放量过大，影响保鲜剂的耐久性。沸石虽然也能够负载银颗粒，则是其与银颗粒的结合强度相对较低，虽然能够释放在周围得到较高浓度的银离子，但是由于释放量过大，特别是在湿度较大的环境下，释放量更大，可释放的银子很快被消耗。
本发明中，作为保鲜剂载体的膨润土为主要成分，在所有无机成分中其含量最大。一般而言，膨润土的含量为40-60重量份，优选45-55重量份，更优选50-55重量份。膨润土含量越大，则倾向于粘性变大不利于保鲜。如果膨润土含量越小，则不利于成型。优选地，膨润土为钠基膨润土，其为由两层硅氧四面体和一层铝氧八面体构成的层状晶体结构黏土矿物。更优选地，膨润土的层状晶体的层间含有可交换的碱金属与碱土金属离子。还优选地，本发明的膨润土中蒙脱石含量大于80％，优选大于85％，更优选大于90％。膨润土的粒度200目筛余≤3％，水分含量≤5％。
本发明中，硅微粉的用量一般为20-30重量份，优选25-30重量份，更优选28-30重量份。本发明的硅微粉优选由选自天然粉石英、石英石和硅石组成的组中的至少一种原料加工而成的粉末。硅微粉中SiO2含量一般需要大于98％。硅微粉可以对材料中的膨润土等粘结性组分起分散作用。
优选地，硅微粉承载金属如银、铜或锌的硅微粉。承载金属后的硅微粉能够大大增强果蔬保鲜材料的杀菌效果。本发明通过使银等金属承载于硅微粉的表面，增大了银的表面积，使银的释放浓度达到杀菌浓度，而银的用量大大降低。粒度大小影响银的释放速度。优选地，硅微粉的粒度要求为325目筛余≤3％。
在示例性实施方案中，通过下述方法使硅微粉承载金属：用4％～10％的氢氟酸水溶液浸泡硅微粉2-10分钟，优选2-5分钟，然后在硫酸铜溶液中于60-80℃浸泡30-40分钟；接下来放置在240-340℃烘箱中40分钟至50分钟；然后将硅微粉在含有银离子的溶液，例如硝酸银的酒石酸溶液中加温至60-80℃，加入柠檬酸，放置50-80分钟；随后将硅微粉在含硝酸银的乙醇溶液中浸渍4-5h，并在400-800℃下依次通过N2和H2气流，还原20-110分钟，即得到承载金属银的硅微粉。
本发明中，蛋白土的用量一般为10-20重量份，优选12-18重量份，更优选15-16重量份。优选地，本发明的蛋白土由细粒蛋白石构成的轻质页岩加工的粉末，主要矿物成分为非晶质二氧化硅，主要化学成分为SiO2，具有发达的纳米级微孔，介孔结构(平均孔径5～15nm)，比表面积较高(50～120m2/g)，孔体积较大(0.1～0.2cm3/g)，具有良好的吸放湿性能和吸附有毒害气体的性能。
本发明中，沸石的含量一般为5-15重量份，优选6-12重量份，更优选5-10重量份。优选地，沸石选自天然丝光沸石、斜发沸石和辉沸石中的至少一种，且孔径小于2nm，且孔道中含可交换碱金属和碱土金属离子。本发明中一般需要首先对沸石进行处理以增强了杀菌效果，特别是在与光照，例如紫外线辐射时大大增强杀菌效果。
本发明中，氧化钙的用量一般为5-15重量份，优选5-10重量份，更优选6-8重量份。上述用量有利于控制保鲜剂的酸碱性，进而保持银的稳定性，维持保鲜剂的持续杀菌效果。同时氧化钙还会吸收周围环境中的二氧化碳。
本发明中，沸石经处理后具有杀菌或抑菌效果。优选地，沸石通过使氯化钛盐酸溶液缓慢加入沸石分散液中，搅拌反应后，分离干燥得到。具体地，使氯化钛盐酸溶液缓慢加入沸石分散液中，搅拌反应，然后分离干燥得到活性沸石。氯化钛盐酸溶液是指将TiCl4缓慢添加至盐酸溶液后氯化钛分解后的溶液。一般而言，在制备氯化钛盐酸溶液时，不宜将氯化钛直接添加至盐酸中，而是将氯化钛首先缓慢添加到高浓度盐酸中，例如4-6mol/L的盐酸中，然后再将其添加至稀盐酸中，从而得到氯化钛盐酸溶液。氯酸钛盐酸溶液中钛离子的浓度可为0.5-1.0mol/L，优选0.6-0.9mol/L。步骤(1)中，沸石悬浮液的浓度基于重量一般为0.1-1.0％，优选0.2-0.5％，更优选0.3-0.4％。氯化钛盐酸溶液和沸石分散液的用量不特别限定，一般而言只要能使沸石与氯化钛的投料比(基于重量)为10-30:1即可。在沉淀老化后，需干燥。然后在高温炉中加热温度450-500℃焙烧2-2.5小时，即得沸石沉淀。
本发明的制备方法中，收集沸石沉淀时可通过简单的离心或过滤处理除去大部分水分即可用于步骤(2)。在步骤(2)，可将沸石沉淀与膨润土和蛋白土一起浸泡高锰酸钾溶液，优选饱和溶液。然后进行400-800℃高温处理。此处的高温处理是必要步骤。需要说明的是，不能使载银硅微粉与沸石沉淀、膨润土和蛋白土一起进行400-800℃的高温处理。
实施例1
称取高锰酸钾63.3g，溶解于1000ml水中，配制成饱和溶液。
在搅拌下将TiCl4滴加到6mol/L的HCl中使钛离子的浓度为0.82mol/L得到氯化钛溶液，在搅拌下将该溶液缓慢加入盐酸中使氯化钛充分水解。添加结束后继续搅拌10分钟左右。
取辉沸石在搅拌下分散到蒸馏水中，使其悬浮液的浓度为0.4％。
把配好的液体逐滴滴加到沸石分散液中至沸石与氯化钛的投料比为20:1；常温沉淀老化一定时间，离心分离，并用蒸馏水清洗，干燥3小时得到沸石沉淀。
将由膨润土50重量份、蛋白土20重量份、沸石沉淀30重量份组成的组合物置于高锰酸钾饱和溶液中浸泡40分钟，浸泡后离心过滤得到固体，将固体与10重量份氧化钙混合在450℃烘干3小时，然后与25重量份载银硅微粉混合即得保鲜剂1。
实施例2
除了将25重量份载银硅微粉替换为30重量份硅微粉以外，以与实施例1相同的方法制备香蕉保鲜剂2。
比较例
使用1kg沸石浸泡于饱和高锰酸钾溶液中60分钟，取出阴干。然后取1kg氧化钙粉碎与阴干后的沸石混合得到比较用保鲜剂。
将上述保鲜剂送谱尼测试公司(Pony Testing International Group)进行测试。测试结果如表1所示。
表1
取香蕉若干，每5根一组，共分为4组，其中一组未使用任何保鲜剂处理，其余三组分别使用上述各种不同保鲜剂在15℃、85％相对湿度和阴凉处保藏。结果如表2所示。
表2
尽管本发明已经参考示例性实施方案进行了描述，但应理解本发明不限于公开的示例性实施方案。在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的示例性实施方案做多种调整或变化。权利要求的范围应基于最宽的解释以涵盖所有修改和等同结构与功能。
Claims (12)
1.一种香蕉保鲜剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)使基于重量以1:10-30的比例将氯化钛盐酸溶液缓慢加入沸石分散液中，搅拌反应，收集得到沸石沉淀；
(2)将由膨润土40-55重量份、蛋白土15-20重量份、沸石沉淀25-40重量份组成的组合物置于高锰酸钾溶液中浸泡30-60分钟，浸泡后离心过滤得到固体，将固体与5-15重量份氧化钙混合在400-800℃烘干1-5小时，然后与20-30重量份硅微粉混合。
2.根据权利要求1所述的香蕉保鲜剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，沸石分散液的浓度基于重量为0.1-1.0％。
3.根据权利要求1所述的香蕉保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述沸石选自天然丝光沸石、斜发沸石和辉沸石中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的香蕉保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述膨润土为钠基膨润土，其为由两层硅氧四面体和一层铝氧八面体构成的层状晶体结构黏土矿物，层间含有可交换的碱金属与碱土金属离子。
5.根据权利要求1所述的香蕉保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述膨润土中蒙脱石含量大于80％，粒度200目筛余≤3％，水分含量≤5％。
6.根据权利要求1所述的香蕉保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述硅微粉由选自天然粉石英、石英石和硅石组成的组中的至少一种原料加工而成的粉末。
7.根据权利要求1所述的香蕉保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述硅微粉中SiO2含量＞98％，粒度325目筛余≤3％，水分含量≤0.25％。
8.根据权利要求1所述的香蕉保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述硅微粉为载银硅微粉。
9.根据权利要求1所述的香蕉保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述蛋白土中非晶质SiO2含量＞80％，粒度325目筛余≤3％，水分含量≤1.0％。
10.根据权利要求1所述的香蕉保鲜剂的制备方法，其特征在于，高锰酸钾在溶液中的浓度为50-65g/L。
11.一种香蕉保鲜剂，其特征在于，通过根据权利要求1-8任一项所述的方法制备得到。
12.一种纸箱，其特征在于，所述纸箱内设置或包含根据权利要求9所述的香蕉保鲜剂。
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