專利名稱：納米硅基氧化物(SiOx)保鮮果蠟及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及果蔬采后處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米硅基氧化物(SiOx)保鮮果蠟及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
果蠟也稱水果被膜劑。被覆于水果表面，起防腐、保鮮、保質(zhì)、抑制水分蒸發(fā)、防止微生物侵襲、增加水果表面光潔度和亮度、延長儲藏期和貨架期等作用。
我國是世界水果生產(chǎn)第一大國，年產(chǎn)量7000余萬噸。其中蘋果總產(chǎn)量2100萬噸，約占世4界總產(chǎn)量的40％，位居世界第一；柑橘1200萬噸，位居世界第三。據(jù)統(tǒng)計2002年蘋果海關(guān)出口29.8萬噸，創(chuàng)匯9656萬美元。出口量僅占國內(nèi)總產(chǎn)量的1.4％，占世界蘋果年貿(mào)易量600萬噸的4.9％、貿(mào)易額30億美元的3.2％，出口量和價格明顯偏低。其主要原因是采后商品化處理技術(shù)落后，打蠟率低，嚴(yán)重影響著我國水果產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢的發(fā)揮。
水果采后涂蠟上光是現(xiàn)代果品生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，也是實現(xiàn)果品采后增值的有效手段。自1995年以來，國際市場上銷售的蘋果、柑橘類都必須經(jīng)過打蠟處理。世界發(fā)達(dá)國家水果采后處理打蠟率達(dá)到了80％～90％，我國不足5％，制約因素是果蠟和打蠟設(shè)備。20世紀(jì)90年代后期，我國引進(jìn)50多條打蠟生產(chǎn)線，但果蠟完全依賴進(jìn)口。
在國內(nèi)有關(guān)現(xiàn)代果蠟的研究，20世紀(jì)80、90年代較為活躍，有兩大研究分支，一種是以聚乙烯液態(tài)膜為代表的低分子化學(xué)蠟；另一種是以“甲殼素”為代表的高分子天然蠟。這兩種蠟存在的不足其一是處理果品后色澤、亮度欠佳，改善水果感官質(zhì)量的功能較差；其二是劑型要么過于粘稠，要么太稀，不適合在進(jìn)口國際通用打蠟設(shè)備上使用，未能得到普及推廣。
近年來，由于受FAO/WHO和各國食品衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)的限制及世界范圍內(nèi)人們對食品綠色化的消費需求，天然成膜材料就成為制備果蠟的主要原料。美、日、澳及西班牙等果蠟研究的前沿國家的研究熱點，主要集中在天然蠟成膜材料性能、亮度和功能化等方面的研究，成膜材料性能和應(yīng)用研究相對成熟。美國戴科公司(DECCO)是這一領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)，專業(yè)生產(chǎn)各種專用果蠟，并配有成套的處理設(shè)備。戴科公司的果亮256#、仙亮402F果蠟為棕色油狀液體，主要成分為水與有機溶劑混溶的高級脂肪酸(棕櫚蠟)，產(chǎn)品細(xì)膩，快干，光潔度高，適合大規(guī)模機械化果品處理。但是，功能化研究在國際上仍然沒有實現(xiàn)重大突破，對CO2和O2調(diào)控與水分保持的矛盾仍然不能較好解決。
本發(fā)明的研究是以美國戴科公司果亮256#、仙亮402F果蠟為對照，選用從中藥材中提取的天然蠟質(zhì)作為成膜劑，與多孔SiOx納米材料共復(fù)合，研制出的適合機械噴涂、具有“單果氣調(diào)”功能的可食性果蠟，在劑型、透明性、快干性、成膜性、果面光潔度等方面都達(dá)到對照的效果，在氣調(diào)保鮮、持久性方面有所突破。
有關(guān)納米材料復(fù)合改性有機涂料或蠟質(zhì)材料的研究，或者是利用硅橡膠膜生產(chǎn)硅窗氣調(diào)袋(帳)用于果蔬氣調(diào)貯藏(MA)，國內(nèi)外均有報道。但將多孔納米SiOx材料應(yīng)用于果蠟成膜材料的改性和功能化研究，賦予果蠟氣調(diào)功能，達(dá)到硅窗氣調(diào)袋(帳)和普通果蠟的雙重效果。實現(xiàn)“單果涂膜氣調(diào)保鮮”，其概念和應(yīng)用研究，國內(nèi)外未見報道。
新產(chǎn)品與美國果蠟相比涂蠟果品的水分損失、硬度、含糖量方面在1～2月內(nèi)沒有明顯差別。但是，在室溫開放條件下貯藏三個月以上，其腐爛指數(shù)低于涂覆美國果蠟的果品，而售價僅為美國果蠟的2/3左右。
經(jīng)甘肅省科技查新檢索咨詢中心查新認(rèn)為有關(guān)果蠟或涂膜保鮮劑的研制和應(yīng)用，國內(nèi)外均有文獻(xiàn)報道，配方組成各不相同；采用納米材料和其它組分合成果蠟的研究，國外已有文獻(xiàn)報道，國內(nèi)未見報道；本發(fā)明選用我國傳統(tǒng)中藥材作為果蠟的成膜劑，配方中加入納米硅基氧化物(SiOx)，研制出納米SiOx氣調(diào)保鮮果蠟，國內(nèi)外未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠增加果蠟的氣調(diào)性、抑制水分散失、增強蠟?zāi)こ志眯浴⒎鲜称肪G色安全要求和機械化打蠟的納米硅基氧化物(SiOx)保鮮果蠟及其加工方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種納米硅基氧化物(SiOx)保鮮果蠟，其原料百分比含量組成如下原蠟組分10～25％；水55～80％；乙醇或異丙醇5～18％；丙二醇或丙三醇0.2～3％、吐溫0.2～2％；納米硅基氧化物(SiOx)0.05～1％、硅烷偶聯(lián)劑0.001～0.02％、水溶性硅油或二甲基硅油0.1～2％；酸堿調(diào)節(jié)劑0.5～3％。
上述原蠟組分，其中蜂蠟10～30％，蟲膠35～65％，棕櫚酸或棕櫚蠟20～35％。
上述納米硅基氧化物(SiOx)的粒徑為5～100nm。
上述硅烷偶聯(lián)劑選用KH-550、KH-560。
上述酸堿調(diào)節(jié)劑選用一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或氫氧化胺(氨水)，單獨或混合使用。
一種上述納米硅基氧化物(SiOx)保鮮果蠟的生產(chǎn)方法，其步驟如下①果蠟基液的配制將原蠟組分加熱至95～120℃完全溶解后，加入水和乙醇或異丙醇，攪拌混合均勻，用酸堿調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值，將pH值控制在7.0～9.5，再加壓過濾、離心過濾或沉淀除雜，得到果蠟基液；②納米材料乳化分散將丙二醇或丙三醇及吐溫、硅烷偶聯(lián)劑、納米硅基氧化物(SiOx)、水溶性硅油或二甲基硅油混合后，用超聲波分子粉碎機、高剪切乳化機或膠體磨、高壓均質(zhì)機等乳化設(shè)備均質(zhì)乳化，得到納米硅基氧化物(SiOx)分散液；③混合及調(diào)整酸堿度將納米硅基氧化物(SiOx)分散液加入果蠟基液，根據(jù)需要再用酸堿調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值，將pH值控制在7.0～9.5之間，再次進(jìn)行乳化、均質(zhì)，即得納米果蠟成品。
本發(fā)明提供的納米硅基氧化物(SiOx)保鮮果蠟生產(chǎn)方法，得到的果蠟感官理化指標(biāo)如下表

安全毒理學(xué)、衛(wèi)生檢驗本發(fā)明所使用的原輔料及使用量均屬于《中華人民共和國食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB2760-86允許使用的種類和法定劑量。為了確保新產(chǎn)品食品的安全性，依照《中華人民共和國食品安全性毒理學(xué)評價程序和方法》GB15193.1-94的規(guī)定，于2001年10月25日送法定檢測單位——甘肅省醫(yī)學(xué)科學(xué)研究院檢驗，于2001年11月14日收到檢驗報告，檢驗結(jié)果為根據(jù)安全毒理學(xué)檢驗報告及GB15193.1-94《中華人民共和國食品安全性毒理學(xué)評價程序和方法》進(jìn)行評價，本發(fā)明提供的納米硅基氧化物(SiOx)保鮮果蠟作為RY-1果品、瓜籽被膜劑，小白鼠經(jīng)口急性毒性LD50大于10.00g/kg，按經(jīng)口急性分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價，受試動物屬無毒級。
同時經(jīng)甘肅省疾病預(yù)防控制中心對本發(fā)明提供的納米硅基氧化物(SiOx)保鮮果蠟的檢驗認(rèn)為該樣品檢驗項目均符合甘肅省潤源農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)公司暨甘肅省農(nóng)科院農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究中心企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(Q/RY115-2001)的要求。
本發(fā)明提供的納米硅基氧化物(SiOx)保鮮果蠟，其研制歷經(jīng)原果蠟試驗、保鮮果蠟試驗、納米硅基氧化物(SiOx)保鮮果蠟試驗、工藝優(yōu)化、毒理試驗、質(zhì)量檢驗及標(biāo)準(zhǔn)制訂等過程，始終把配方研究和工藝流程緊密結(jié)合，反復(fù)調(diào)整、循序漸進(jìn)、逐步優(yōu)化，現(xiàn)已得到較為成熟的果蠟產(chǎn)品，并已達(dá)到美國同類產(chǎn)品的理化指標(biāo)。本發(fā)明果蠟中加入具有氣調(diào)功能的納米硅基氧化物(SiOx)[主要指納米二氧化硅(SiO2)]，以及硅烷偶聯(lián)劑、水溶性硅油或二甲基硅油，在改善蠟?zāi)そY(jié)構(gòu)，實現(xiàn)氣體調(diào)控和增強蠟?zāi)こ志眯苑矫婢哂歇殑?chuàng)性；果蠟基液的原蠟組分選擇蜂蠟、蟲膠、棕櫚酸及棕櫚蠟，完全符合食品綠色安全要求；且因其技術(shù)含量高，上光色澤自然、無公害等優(yōu)勢，在市場中優(yōu)勢明顯，競爭力強，可以替代進(jìn)口彌補國內(nèi)空白。與同類美國戴科公司的果亮256#、仙亮402F作售價對比，美國果蠟噸售價5000多美元，折合人民幣約4.2萬元，而該產(chǎn)品以試驗過程中實際物料投入人工、水電汽折舊計算，噸售價約2.5萬元(僅為美國產(chǎn)品價格的60％)。加入WTO后，國產(chǎn)水果在國際、國內(nèi)市場競爭中面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，而本發(fā)明納米硅基氧化物保鮮果蠟的開發(fā)和應(yīng)用，對提高國產(chǎn)水果的國際市場競爭力及出口創(chuàng)匯等具有現(xiàn)實意義。
具體實施例方式
本發(fā)明提供的納米硅基氧化物(SiOx)保鮮果蠟，以生產(chǎn)100噸果蠟產(chǎn)品為例，其具體配方及生產(chǎn)方法如下實施例1原蠟組分10噸，其中蜂蠟2噸，蟲膠6噸，棕櫚酸2噸；水79.2噸；乙醇8噸；丙三醇0.6噸、吐溫0.5噸；粒徑為60nm納米硅基氧化物(SiOx)0.25噸、硅烷偶聯(lián)劑(KH-560)0.005噸、二甲基硅油0.1噸；酸堿調(diào)節(jié)劑選用一乙醇胺和氫氧化胺(氨水)混合使用，適量(約1.345噸)。
其生產(chǎn)方法如下①果蠟基液的配制將蜂蠟、蟲膠、棕櫚酸分別加熱95～120℃溶解或混合溶解后，加入乙醇和水，攪拌混合均勻，用由一乙醇胺和氫氧化胺(氨水)混合組成的酸堿調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值，將pH值控制在8左右，加壓過濾、離心過濾或沉淀除雜，得到果蠟基液；②納米材料乳化分散將丙三醇及吐溫、KH-560、納米硅基氧化物(SiOx)、二甲基硅油混合后，用超聲波分子粉碎機、高剪切乳化機或膠體磨、高壓均質(zhì)機等乳化設(shè)備均質(zhì)乳化，得到納米硅基氧化物(SiOx)分散液；③混合及調(diào)整酸堿度將納米硅基氧化物(SiOx)分散液加入果蠟基液，再用上述由一乙醇胺和氫氧化胺(氨水)混合組成的酸堿調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值，pH值8，再次進(jìn)行乳化、均質(zhì)，即得納米果蠟成品。
實施例2原蠟組分18噸，其中蜂蠟3噸，蟲膠10噸，棕櫚酸5噸；水63.6噸；乙醇13噸；丙二醇1.4噸、吐溫1.1噸；粒徑為60nm納米硅基氧化物(SiOx)0.4噸、硅烷偶聯(lián)劑(KH-550)0.012噸、二甲基硅油0.9噸；酸堿調(diào)節(jié)劑選用三乙醇胺和氫氧化胺(氨水)混合使用，適量(約1.588噸)。
生產(chǎn)步驟同實施例1。
實施例3原蠟組分24噸，其中蜂蠟7噸，蟲膠9噸，棕櫚蠟8噸；水55噸；異丙醇14噸；丙三醇2噸、吐溫1.5噸；粒徑為60nm納米硅基氧化物(SiOx)0.75噸、硅烷偶聯(lián)劑(KH-560)0.02噸、水溶性硅油1.1噸；酸堿調(diào)節(jié)劑選用二乙醇胺和氫氧化胺(氨水)混合使用，適量(約1.63噸)。
生產(chǎn)步驟同實施例1。
權(quán)利要求
1.一種納米硅基氧化物(SiOx)保鮮果蠟，其特征在于原料百分含量組成如下原蠟組分10～25％；水55～80％；乙醇或異丙醇5～18％；丙二醇或丙三醇0.2～3％、吐溫0.2～2％；納米硅基氧化物(SiOx)0.05～1％、硅烷偶聯(lián)劑0.001～0.02％、水溶性硅油或二甲基硅油0.1～2％；酸堿調(diào)節(jié)劑0.5～3％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米硅基氧化物(SiOx)保鮮果蠟，其特征在于上述原蠟組分，其中蜂蠟10～30％，蟲膠35～65％，棕櫚酸或棕櫚蠟20～35％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米硅基氧化物(SiOx)保鮮果蠟，其特征在于上述納米硅基氧化物(SiOx)的粒徑為5～100nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米硅基氧化物(SiOx)保鮮果蠟，其特征在于上述硅烷偶聯(lián)劑選用KH-550、KH-560。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米硅基氧化物(SiOx)保鮮果蠟，其特征在于上述酸堿調(diào)節(jié)劑選用一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或氫氧化胺(氨水)，單獨或混合使用。
6.一種如權(quán)利要求1所述納米硅基氧化物(SiOx)保鮮果蠟的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟如下①果蠟基液的配制將原蠟組分加熱至95～120℃完全溶解后，加入水和乙醇或異丙醇，攪拌混合均勻，用酸堿調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值，將pH值控制在7.0～9.5，再加壓過濾、離心過濾或沉淀除雜，得到果蠟基液；②納米材料乳化分散將丙二醇或丙三醇及吐溫、硅烷偶聯(lián)劑、納米硅基氧化物(SiOx)、水溶性硅油或二甲基硅油混合后，用超聲波分子粉碎機、高剪切乳化機或膠體磨、高壓均質(zhì)機等乳化設(shè)備均質(zhì)乳化，得到納米硅基氧化物(SiOx)分散液；③混合及調(diào)整酸堿度將納米硅基氧化物(SiOx)分散液加入果蠟基液，根據(jù)需要再用酸堿調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值，將pH值控制在7.0～9.5之間，再次進(jìn)行乳化、均質(zhì)，即得納米果蠟成品。
全文摘要
一種納米硅基氧化物(SiOx)保鮮果蠟及其生產(chǎn)方法，原料配方百分含量為原蠟組分10～25％；水55～80％；乙醇或異丙醇5－18％；丙二醇或丙三醇0.2～3％、吐溫0.2～2％；納米硅基氧化物0.05～1％、硅烷偶聯(lián)劑0.001～0.02％、水溶性硅油或二甲基硅油0.1～2％；酸堿調(diào)節(jié)劑0.5～3％。步驟為將原蠟組分溶解后，與水和乙醇或異丙醇混合均勻，pH7.0～9.5，過濾除雜，得果蠟基液；將丙二醇或丙三醇及吐溫、硅烷偶聯(lián)劑、納米硅基氧化物、水溶性硅油或二甲基硅油混合均質(zhì)乳化，得納米硅基氧化物分散液；將其混合pH7.0～9.5，再進(jìn)行均質(zhì)乳化即得成品。本發(fā)明增加了果蠟的氣調(diào)性、抑制水分散失、增強蠟?zāi)こ志眯?、符合食品綠色安全和機械化打蠟要求。
文檔編號A23B7/16GK1718008SQ200510042969
公開日2006年1月11日 申請日期2005年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月14日
發(fā)明者張永茂, 頡敏華, 劉剛, 劉元壽 申請人:甘肅省潤源農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)公司