學(xué)校名稱

長沙理工大學(xué)

學(xué)生姓名

學(xué)  號(hào)

專      業(yè)

性 別

入 學(xué) 年 份

胡能

201433090222

化學(xué)工程與工藝

男

2014年9月

盧隆基

204133090220

化學(xué)工程與工藝

男

2014年9月

魏丁丁

201433090203

化學(xué)工程與工藝

女

2014年9月

王思陽

201533090111   

化學(xué)工程與工藝

女

2015年9月

指導(dǎo)教師

蔡紅革

職稱

副教授

項(xiàng)目所屬

一級(jí)學(xué)科

化學(xué)

項(xiàng)目科類(理科/文科)

理科

學(xué)生曾經(jīng)參與科研的情況

  胡能：氧化石墨烯-金屬納米傳感界面的制備及其應(yīng)用。曾參與第八屆湖南省大學(xué)生課外化學(xué)化工創(chuàng)新競賽并獲得二等獎(jiǎng)

王思陽：2015-2016科技立項(xiàng)：自來水的科學(xué)管理與利用。

盧隆基：微納米磷酸鹽生物玻璃的研制。

指導(dǎo)教師承擔(dān)科研課題情況

1、食品保鮮劑丙酸鈣的制備

2、埃索美拉唑鎂合成工藝研究

3、柑橘新型保鮮技術(shù)的開發(fā)研究。

項(xiàng)目研究和實(shí)驗(yàn)的目的、內(nèi)容和要解決的主要問題

研究目的

楊梅是湖南省的特色水果，具有“水果瑪瑙”的美譽(yù)，在我國水果中具有舉足輕重的地位。湖南靖州縣因獨(dú)特的地理、氣候條件，所產(chǎn)楊梅果大、色艷、味美，是全國楊梅主產(chǎn)區(qū)之一，被稱為“中國楊梅之鄉(xiāng)”。在湖南永州、邵陽等地興起了許多依據(jù)楊梅生長的工廠和企業(yè)，為當(dāng)?shù)匕傩諑砹司薮蠼?jīng)濟(jì)效益。^[1-3]然而楊梅作為時(shí)令水果，是一種采摘后非常容易腐壞的漿果類水果，其原因是楊梅果實(shí)成熟后自身產(chǎn)生的乙烯導(dǎo)致變味變質(zhì)，另外微生物（內(nèi)桔青霉、楊梅輪帚霉、綠色木霉、子囊菌等）侵染是楊梅果實(shí)變質(zhì)的主要原因，微生物的穩(wěn)定性和質(zhì)量參數(shù)（顏色，pH值，可溶性固形物和硬度）對(duì)果蔬保鮮有很大的影響^[4]。此外，楊梅果蠅在楊梅成熟采摘時(shí)也會(huì)對(duì)果實(shí)造成一定危害。以往的保鮮技術(shù)并不能長時(shí)間保證楊梅的新鮮，從而導(dǎo)致大量楊梅被浪費(fèi)，口感欠佳，直接影響楊梅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，存在存放運(yùn)輸?shù)戎T多問題，這將直接影響到經(jīng)濟(jì)價(jià)值，所以目前亟需解決保鮮難題。對(duì)于楊梅保鮮時(shí)限，防蟲防腐敗，以及保鮮后的口感品質(zhì)保證，是很多楊梅種植戶以及楊梅消費(fèi)者所期盼，也是綠色環(huán)保型保鮮劑所亟待解決的問題。為了配制綠色環(huán)保的新型保鮮劑-蔗糖酯，探索出最適合湖南靖州楊梅運(yùn)輸?shù)恼崽酋ヅ浞?，解決當(dāng)?shù)毓r(nóng)保鮮楊梅的窘境，幫助他們提高新鮮楊梅的銷售收入，宣傳推廣湖南靖州特色水果名氣及提高當(dāng)?shù)赝怃N，本創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)小組決定開展此項(xiàng)研究。

主要研究內(nèi)容

1）分析楊梅變質(zhì)的主要原因和預(yù)防變質(zhì)的解決途徑；

2）分析本項(xiàng)目產(chǎn)品蔗糖酯保鮮劑的實(shí)際作用原理和保鮮效果；
3）研究不同溫度、濕度區(qū)間影響下的蔗糖酯最適保鮮濃度、得到高效蔗糖酯保鮮配方的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，找到不同的因素對(duì)產(chǎn)品保鮮效果的影響；
4）配制最佳的蔗糖酯楊梅保鮮劑配方； 
5）對(duì)比市面上主要楊梅保鮮技術(shù)的優(yōu)劣。

要解決的主要問題

1）研究楊梅變質(zhì)的機(jī)理，探究楊梅防變質(zhì)的途徑；

2）通過正交實(shí)驗(yàn)，針對(duì)楊梅采摘后的濕度、溫度等環(huán)境影響調(diào)整該綠色安全高效的蔗糖酯保鮮劑各配方濃度配比，確定以蔗糖酯為基礎(chǔ)的新型保鮮劑配方；

3）確保保鮮劑易清洗，生食對(duì)人體無害；

4）將該保鮮劑應(yīng)用于各楊梅種植區(qū)，增長楊梅保持新鮮的時(shí)間，提高各方面經(jīng)濟(jì)效益。

國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)

楊梅是我國的特產(chǎn)水果，果實(shí)色澤鮮亮、酸甜多汁、營養(yǎng)豐富，深受消費(fèi)者喜愛。楊梅具有消食、御寒、消暑、止瀉、利尿、治痢疾以及生津止渴、清腸胃、除煩憤惡氣等多種藥用價(jià)值，有“果中瑪瑙”之譽(yù)，我國的醫(yī)學(xué)界對(duì)此有較高評(píng)價(jià)。

楊梅果實(shí)在常溫下較難貯藏，楊梅采收后極易變質(zhì)，素有“一日味變，二日色變，三日色味皆變”之說。楊梅在采摘與運(yùn)輸過程中很難保持其新鮮度，尤其成熟時(shí)節(jié)正值初夏氣溫較高，楊梅很容易變質(zhì)，不僅影響生食口感，導(dǎo)致其加工產(chǎn)品也存在相應(yīng)口感問題，并且變質(zhì)的楊梅大多數(shù)都是將其丟棄造成浪費(fèi)，在一定程度上降低果農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，大多數(shù)農(nóng)戶缺乏正確保鮮技術(shù)方法，僅僅采用噴灑清水或者采用泡沫箱隔溫等措施。這樣的保鮮方法顯然不能確保楊梅在長達(dá)七到八小時(shí)的運(yùn)輸后依舊新鮮。

目前市場上常用的楊梅長途運(yùn)輸保鮮方法是用低溫冷凍和冷藏，冷藏法主要采用泡沫箱加冰方法貯藏楊梅。試驗(yàn)結(jié)果表明，在一定條件下，楊梅果實(shí)可以貯藏 1-2 周。而冷凍法一般選用果實(shí)新鮮，硬度良好，無機(jī)械損傷，成熟度在九成左右的優(yōu)質(zhì)果，通過一系列冷凍處理后貯藏。采用速凍貯藏，保鮮可使楊梅果實(shí)保鮮期延至半年左右，通常以 1-2 月為宜，但解凍后楊梅品質(zhì)與口味嚴(yán)重下降^[5]，這將嚴(yán)重影響消費(fèi)者的購買欲望和身體健康。

近年來，隨著楊梅節(jié)的舉辦，世界各地開始對(duì)中國特產(chǎn)水果楊梅產(chǎn)生大量需求，與此同時(shí)中國有許多學(xué)者對(duì)于楊梅的保鮮劑及保鮮方法進(jìn)行了研究，一開始選擇傳統(tǒng)物質(zhì)為防腐劑，如苯甲酸鈉、山梨酸鉀、水楊酸等。但是如苯甲酸鈉和山梨酸鉀對(duì)楊梅保鮮效果不明顯，用0.1%水楊酸處理?xiàng)蠲?/span>2分鐘對(duì)防止楊梅腐爛有一定的作用。大多數(shù)的化學(xué)品防腐劑都會(huì)有小部分毒性成分殘留，隨著人們對(duì)食品質(zhì)量安全意識(shí)的提高，新型的天然保鮮劑開始出現(xiàn)在人們的視野。其中，主要以殼聚糖為主，常用的改性殼聚糖主要有殼聚糖/二甲基二丙烯氯化銨（CTS-DMDAAC）、金屬離子殼聚糖（CTS-Zn2＋/CTS -Ca2＋）、羧甲基殼聚糖（CMCTS）、殼聚糖/2，3－環(huán)氧丙基三甲基氯化銨（CTS-ETA）等的涂膜保鮮技術(shù)^[6]。但是殼聚糖涂膜技術(shù)存在著涂膜難以控制均勻的缺點(diǎn)，并且改性的殼聚糖膜存在一定的毒性。

對(duì)于國外，控制氣氛和氣調(diào)氣調(diào)包裝技術(shù)仍然是有效的工具^[7]。而一些新型防腐劑的研究，是關(guān)于最新型保鮮劑1-甲基環(huán)丙烯-α-環(huán)糊精和羧甲基β-環(huán)糊精的應(yīng)用^[8]。但是新型保鮮劑存在費(fèi)用昂貴，難制備等不利推廣應(yīng)用等因素。因此尋找一種綠色環(huán)保安全高效便宜的楊梅保鮮劑成為楊梅業(yè)亟待解決的問題。

本項(xiàng)目采用的蔗糖酯，具有潤濕、分散、懸浮、消泡或起泡、抗菌保鮮等作用，具有明顯的抗老化功能。聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織已在20世紀(jì)60年代和80年代分別批準(zhǔn)它作為食品乳化劑用于多種食品中。是一種人體內(nèi)可分解成蔗糖和脂肪酸而被機(jī)體利用，安全性高，對(duì)皮膚和粘膜無刺激性，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和日用化學(xué)品中。將水果、蔬菜浸入蔗糖酯溶液中，取出晾干，在水果表面可形成一層可食的薄膜，封閉水果的氣孔而減緩水果蔬菜的新陳代謝，保持它們的新鮮度^[9]。

本項(xiàng)目申請(qǐng)擬配制合成一種綠色環(huán)保高效的楊梅保鮮劑——蔗糖酯保鮮劑，并對(duì)其各種保鮮配方使用后楊梅保鮮效果，口感等進(jìn)行測試。從而楊梅高效安全保鮮市場上的空缺，為中國的楊梅產(chǎn)業(yè)，楊梅文化流傳海外做出貢獻(xiàn)。相信本項(xiàng)目組研究工作的完成，將為我國楊梅等水果的綠色環(huán)保安全高效的保鮮劑研發(fā)產(chǎn)生推動(dòng)促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊震峰. 楊梅果實(shí)抗氧化特性及保鮮技術(shù)研究[D].南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2007.

[2]曹榮淦. 靖州大力發(fā)展楊梅產(chǎn)業(yè)[J]. 湖南農(nóng)業(yè),2014,08:15.

[3] 張瑜,賀敏化. 靖州楊梅香飄天下[J]. 林業(yè)與生態(tài),2013,07:26-27.

[4]B. Salinas-Roca, R. Soliva-Fortuny, J. Welti-Chanes, O. Martín-Belloso. Combined effect of pulsed light, edible coating and malic acid dipping to improve fresh-cut mango safety and quality. Original Research ArticleFood Control, Volume 66, August 2016, Pages 190-197

[5] 陳蔚輝,余木麗,張福平,等.楊梅采后保鮮研究進(jìn)展[J].保鮮與加工, 2003(5).

[6]龍柱，張榮，于艷麗.楊梅保鮮用改性殼聚糖膜性能研究[J].食品研究與開發(fā)，2007（8）：147-150.

[7]M.J. Sousa-Gallagher, A. Tank, R. Sousa. 14 – Emerging Technologies to Extend the Shelf Life and Stability of Fruits and Vegetables.The Stability and Shelf Life of Food (Second Edition), 2016, Pages 399-430

[8]王瑾，陳均志，孫根標(biāo)等.1-MCP-α- 環(huán)糊精和羧甲基β-環(huán)糊精對(duì)楊梅保鮮的研究[J].陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，28（2）：30-34.

[9] 劉小杰,何國慶,袁長貴等.蔗糖酯的合成工藝及其應(yīng)用研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2001,27(11):64-69.DOI:10.3321/j.issn:0253-990X.2001.11.016.

[10] 林秀杰，薛桂芬. 蔗糖酯的合成與應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 遼寧省化工研究院，大連，116023.2001.

本項(xiàng)目學(xué)生有關(guān)的研究積累和已取得的成績

胡  能：氧化石墨烯-金屬納米傳感界面的制備及其應(yīng)用。曾參與第八屆湖南省大學(xué)生課外化學(xué)化工創(chuàng)新競賽并獲得二等獎(jiǎng)。果蔬變質(zhì)機(jī)理研究。

盧隆基：微納米磷酸鹽生物玻璃的研制。負(fù)責(zé)蔗糖酯的合成方法的確定。查找了相關(guān)應(yīng)用在水果里面的天然植物提取液實(shí)例。國內(nèi)外果疏保鮮技術(shù)的應(yīng)用和對(duì)比。

魏丁?。含F(xiàn)已將蔗糖酯試用在去皮石榴籽上，試驗(yàn)了蔗糖酯的保鮮效果，為之后應(yīng)用在楊梅上做了前期準(zhǔn)備工作。

王思陽：楊梅營養(yǎng)的研究，調(diào)研了市面上各種楊梅保鮮劑的型號(hào)以及使用效果。曾參與2015-2016科技立項(xiàng)：自來水的科學(xué)管理與利用。

項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)和特色

本申請(qǐng)項(xiàng)目旨在配制一種綠色環(huán)保高效安全的楊梅保鮮劑，蔗糖酯制備原料易獲得，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定無毒，使用安全，符合綠色環(huán)保安全的理念。同時(shí)抗抑菌效果良好，能充分提高了我國的特色水果-楊梅的保鮮品質(zhì)，為楊梅果農(nóng)和消費(fèi)者之間創(chuàng)造出一條安全新鮮的直通車。

 此楊梅保鮮劑原料便宜易得，具備很好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)容易儲(chǔ)存，使用簡單，操作方便，具有很好的推廣意義。

項(xiàng)目的技術(shù)路線及預(yù)期成果

1.技術(shù)路線

<一>實(shí)驗(yàn)原理

1.蔗糖脂肪酸酯簡稱蔗糖酯，是一種性能優(yōu)良的非離子表面活性試劑。蔗糖酯以蔗糖為原料，在適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)體系中與脂肪酸進(jìn)行酯化反應(yīng)而生成。其外觀主要為白色至黃褐色的粉末狀、塊狀和無色至微黃色的樹脂狀。蔗糖酯的蔗糖部分為親水基，脂肪酸部分為親油基，無味，在體內(nèi)可被消化，以蔗糖和脂肪酸形式被吸收，同時(shí)很容易被微生物降解。蔗糖酯是一種醫(yī)藥輔劑，又是食品、日用化學(xué)品的一種添加劑，還具有表面活性，可使表面張力減小，具有潤濕性，可使油乳化^[10]。 

2.本發(fā)明采用蔗糖酯為主要成分保鮮劑，在楊梅表面覆蓋一層蔗糖酯配方溶液，晾干，在水果表面可以形成一層可食用的薄膜，封閉水果的部分氣孔而減緩水果蔬菜的呼吸作用和蒸騰作用，抑制其新陳代謝，保持其新鮮度。并且，蔗糖酯等配方成分對(duì)容易引起楊梅腐敗的葡萄座腔菌等霉菌具有廣泛的抑制作用。蔗糖酯能夠在楊梅表面的酸堿度下穩(wěn)定存在，在人體內(nèi)也可分解成蔗糖和脂肪酸而被機(jī)體利用，且安全性高，它對(duì)皮膚和粘膜無刺激性，故廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和日用化學(xué)品中。

3.本實(shí)驗(yàn)采用正交實(shí)驗(yàn)法，通過對(duì)楊梅腐敗的研究配制相應(yīng)的蔗糖酯配方。

<二>、實(shí)驗(yàn)步驟

1）食品級(jí)的蔗糖酯的合成實(shí)驗(yàn)室模擬

由蔗糖和脂肪酸（硬脂酸、油酸、棕櫚酸、肉豆蔻酸、月桂酸等）合成蔗糖酯。合成方法：采用水溶劑法，以蔗糖和脂肪酸酯為原料，以水為溶劑合成蔗糖酯，將蔗糖、脂肪酸鈉和水混合形成均勻的溶液，升高溫度至170℃，壓力為7 k Pa左右，同時(shí)加入適量催化劑和脂肪酸鈉，減壓脫水和部分原料（防止脂肪酸酯進(jìn)行脫水和酯交換）。

2）分別用不同的蔗糖酯，通過一系列正交實(shí)驗(yàn)比較得出不同蔗糖酯處理后的常溫條件下的楊梅的保鮮效果。

3）在已選擇的最佳蔗糖酯下，利用部分輔助試劑（如肉桂酸等）其他的一些綠色食品級(jí)添加劑，配制出最佳的蔗糖酯高效楊梅保鮮劑配方。

4)模擬市場運(yùn)輸下的楊梅環(huán)境，找出保鮮效果最好的配方及其具體使用方法。

2.預(yù)期成果

1）配制出高效蔗糖酯楊梅保鮮劑，從而提高楊梅銷售品質(zhì)，彌補(bǔ)市場上綠色環(huán)保高效安全的楊梅保鮮劑，為當(dāng)?shù)貤蠲饭r(nóng)增收，讓消費(fèi)者吃到新鮮營養(yǎng)品質(zhì)有保障的楊梅。

2)申請(qǐng)對(duì)蔗糖酯楊梅保鮮劑配方的國家發(fā)明專利。

年度目標(biāo)和工作內(nèi)容（分年度寫）

2017.03-2017.09

1.資料文獻(xiàn)調(diào)研，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需原材料

2.進(jìn)行探索型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。找到最佳配方方案，并與市場上使用的楊梅保鮮放法對(duì)比。

2017.10-2018.03

１.完成蔗糖酯綠色環(huán)保安全高效保鮮配方的配制及研究

２.撰寫項(xiàng)目報(bào)告，準(zhǔn)備項(xiàng)目結(jié)題驗(yàn)收

指導(dǎo)教師意見

楊梅是湖南省的特色水果，具有“水果瑪瑙”的美譽(yù)，但卻存在非常容易腐壞變質(zhì)的不足，本課題從查找變質(zhì)的原因入手，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)防腐方案，利用綠色環(huán)保的蔗糖酯溶液能吸收楊梅呼吸氧化產(chǎn)生的二氧化碳和乙烯，避免微生物侵?jǐn)_，從而達(dá)到楊梅保鮮的目的，具有很好的創(chuàng)新性。該項(xiàng)目符合綠色化學(xué)理念，有助于提高我省特色水果楊梅的地位和價(jià)值，加強(qiáng)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)。我支持該項(xiàng)目立項(xiàng)。

簽字：                   日期：