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来源: 省农科院 | 发文机关: 海南省农业科学院 |
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近日,我院加工所联合三亚研究院、热科院南亚所、省食检中心等单位在《International Journal of Biological Macromolecules》(国际生物大分子,中科院一区TOP,IF: 8.025)在线发表题为“Preparation and Evaluation of a Novel Chlorine Dioxide Preservative Based on Citric Acid Grafted Carboxymethyl Chitosan”的高水平论文。该论文是加工所继2023年1月在中科院TOP期刊《Food Chemistry:X》《Molecules》发表研究成果后,再次在中科院一区TOP期刊发表新的研究成果。该论文第一作者为加工所吴广助理研究员,通讯作者为邓浩副研究员。
二氧化氯(ClO2)是世界卫生组织定义为A1安全等级的保鲜剂,在果蔬保鲜上广泛应用。但该气体需要现配现用,大大制约了其推广与应用。本文研制出一种能通过吸收空气中痕量水分,自动启动亚氯酸钠(NaClO2)与有机酸反应产生ClO2的保鲜剂。为了满足热带水果电商流通需求,让CIO2持续缓释,本文创新性地通过对柠檬酸(CA)进行化学结构修饰并接枝到羧甲基壳聚糖(CMC)上,CA通过氢键被CMC的复杂空间网络结构包裹,从而缓慢释放H+以控制反应速率。具体原理见图1。
图1. 一种新型ClO2缓释保鲜剂的制备及应用
该论文合成了一系列具有CA取代基的CMC-CA,并通过紫外-可见光谱、红外光谱和电位滴定等进行了结构鉴定。光谱结果表明成功地制备了CMC-CA#1-3。电位滴定结果表明,CMC-CA#1~3中接枝的CA的质量比分别为0.18:1、0.42:1和0.42:1。进一步对ClO2缓释保鲜剂的组成进行了优化,最佳配方为:NaClO2: CMC-CA#2:Na2SO4:淀粉=3:2:1:1。制备的新型ClO2缓释保鲜剂在5~25℃下的ClO2释放时间超过240小时。与对照组(0 g ClO2保鲜剂)相比,0.15~1.2 g ClO2保鲜剂处理的龙眼具有显著(p<0.05)高的L*和a*值,并且呼吸速率和菌落总数较小。贮藏17天后,0.3 g ClO2保鲜剂处理的龙眼的L*值最高,为47.47,呼吸速率最低,为34.42mg·kg-1·h-1,表现出最好的果皮颜色和果肉质量。本研究为龙眼的保鲜提供了一种安全、有效、简单的解决方案。
图2. CMC、CA、CMC-CA#1、CMC-CAC#2和CMC-CA#3的UV-Vis(A)和FI-TR(B)光谱。
该研究由海南省热带果蔬冷链研究重点实验室、海南省省属院所技术创新专项(FW20230002)、海南省重点研发计划(ZDYF2022XDNY188)、国家市场监管科技项目(2022MK104)和国家市场监管热带果蔬质量与安全重点实验室(KF-2022006)资助。农业农村部热带果蔬遗传资源评价利用重点实验室(部省共建)、海南省热带果树生物学重点实验室、国家市场监管重点实验室(热带果蔬质量与安全)等共同参与本研究。
论文链接: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.125024