桉叶精油微胶囊的制备及其在荔枝、樱桃番茄保鲜中的应用研究

摘要

桉叶精油（Eucalyptus essential oils, EEO）来源天然、成本低廉、安全，具有广谱抑菌性，在果蔬保鲜中具有良好的应用前景。但液态的桉叶精油存在不稳定、易挥发、不溶于水、高浓度下具有腐蚀性等问题，不便贮藏与使用。因此，本文以β-环糊精（β-cyclodextrin,β-CD）为壁材，采用包合法制备桉叶精油微胶囊，系统地优化其制备工艺，深入探讨β-CD包埋对桉叶精油抑菌性能及成分的影响，对桉叶精油微胶囊的结构、性能进行测试分析，最后研究桉叶精油微胶囊用作抑菌保鲜剂或制备成抑菌保鲜膜后对荔枝、樱桃番茄的保鲜效果，以期为利用桉叶精油资源、开发天然安全的果蔬抑菌保鲜剂及果蔬抑菌保鲜包装材料提供依据。主要研究内容与结果如下：
　　（1）精油微胶囊包埋油含量测定方法的比较研究。精油微胶囊包埋油含量测定方法中常用的干燥失重法、挥发油测定法和紫外分光光度法的相对标准偏差（relative standard deviation, RSD）不超过5%，加标回收率在90%~120%之间，均具有良好的精密度和准确度。干燥失重法实验误差较大，测定结果高于其它两种方法，适用样品量大的检测。紫外分光光度法影响因素较多，操作复杂，成本较高，但检测速度快。挥发油测定法操作简便、成本低，但耗时较长，且需保证能从微胶囊中蒸馏出0.1 mL以上的精油才适合选用此法。
　　（2）β-CD包埋对桉叶精油微胶抑菌性能及成分的影响。桉叶精油包埋前后对供试细菌、酵母菌和霉菌均有一定的抑制作用。包埋后的桉叶精油对供试菌的抑菌活性稍有下降，气相最低抑菌浓度（minimum inhibitory concentration, MIC）不变，仅对酿酒酵母和桔青霉的气相最低杀菌浓度（minimum bactericidal concentration, MBC）稍有上升。气相色谱-质谱联用测试结果表明，桉叶精油包埋前后均以萜烯类和醇类化合物为主，主要成分中的蒎烯、伞花烯、柠檬烯、松油烯、崁烯和桉叶素等在包埋前后相对含量变化不大。包埋过程并未对桉叶精油的抑菌性能及成分造成明显影响。
　　（3）正交设计联用响应面法优化桉叶精油微胶囊制备工艺。正交和Plackett-Burman（PB）实验结果均表明，壁芯比、包埋温度和包埋时间是影响桉叶精油微胶囊包埋效果的主要因素，乙醇与精油比、水与β-CD比为次要因素。通过联用正交实验和响应面实验，最终确定桉叶精油微胶囊的最佳制备工艺为：包埋温度46℃、包埋时间108 min、壁芯比9.59、乙醇与精油比20:1、水与β-CD比10:1。在此条件下制得的桉叶精油微胶囊包埋率和包埋得率分别为71.17%、86.30%。
　　（4）桉叶精油微胶囊结构表征及缓释性能研究。扫描电镜图显示桉叶精油微胶囊呈平行四边形，排列有序、致密，表面光洁平整。激光散射粒度分布分析仪测得桉叶精油微胶囊的粒径主要分布在5~45μm之间，呈正态分布，平均径18.6μm。傅里叶红外光谱图峰形和峰位变化证明桉叶精油微胶囊的成功制备。热重和差示扫描量热曲线表明桉叶精油微胶囊在120℃之前的热失重较为平缓，微胶囊化可明显提高桉叶精油的热稳定性，延缓桉叶精油的挥发。环境温湿度的提高对桉叶精油微胶囊的释放有促进作用，其释放过程介于扩散限制和一级动力学之间，与 Avrami’s公式拟合较好。
　　（5）桉叶精油微胶囊在荔枝、樱桃番茄保鲜中的应用研究。桉叶精油微胶囊应用于荔枝6℃低温和樱桃番茄常温贮藏保鲜实验结果均表明，桉叶精油微胶囊可延缓果实感官品质的下降，减缓维生素C（vitamin C, VC）的氧化和可滴定酸（titratable acidity, TA）、可溶性固形物（total soluble solides, TSS）等的消耗，较好的保持果实的营养品质，与空白对照组相比可延长荔枝保鲜期5d、樱桃番茄保鲜期2d。
　　（6）桉叶精油微胶囊抑菌保鲜膜的制备及其在荔枝、樱桃番茄保鲜中的应用研究。桉叶精油微胶囊可作为抑菌保鲜剂用于制备抑菌保鲜膜。用占成膜液中去离子水质量0.6%的桉叶精油微胶囊制备的魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan, KGM）抑菌保鲜膜性能最佳。将其应用于荔枝6℃低温、樱桃番茄常温保鲜中，可减缓果实水分向外界的蒸腾，抑制呼吸，减缓 VC的氧化和 TA、TSS等的消耗，降低失重率，维持果实的感官品质，与空白对照组相比可延长两种水果的保鲜期2d。

目录

声明

缩略词及中英文对照表

1.1 植物精油

1.2 桉叶精油

1.3 精油微胶囊

1.4 荔枝、樱桃番茄保鲜现状

1.5 精油微胶囊在果蔬保鲜中的研究现状

1.6 研究目的及意义

1.7 研究内容及技术路线

2.1 引言

2.2 材料与仪器

2.3 实验方法

2.4 结果与讨论

2.5 本章小结

3.1 引言

3.2 材料与仪器

3.3 实验方法

3.4 结果与讨论

3.5 本章小结

4.1 引言

4.2 材料与仪器

4.3 实验方法

4.4 结果与讨论

4.5 本章小结

5.1 引言

5.2 材料与仪器

5.3 实验方法

5.4 结果与讨论

5.5 本章小结

6.1 引言

6.2 材料与仪器

6.3 实验方法

6.4 结果与讨论

6.5 本章小结

第7章 桉叶精油微胶囊抑菌保鲜膜的制备及其在荔枝、樱桃番茄保鲜中的应用研究

7.1 引言

7.2 材料与仪器

7.3 实验方法

7.4 结果与讨论

7.5 本章小结

8.1 结论

8.2 创新点

8.3 展望

致谢

参考文献

附录