一种壳聚糖-原花青素接枝共聚物及应用制造技术

本发明专利技术为一种壳聚糖‑原花青素接枝共聚物及应用。该共聚物由以下方法制得，包括如下步骤：将壳聚糖加入到乙酸溶液中溶解，得到壳聚糖溶液，然后加入含抗坏血酸的过氧化氢溶液，搅拌30～60 min后，加入原花青素，搅拌30～60 min后，静置24～48 h；再用氢氧化钠溶液将反应液的pH值调整为7.0～8.0，离心分离10～20 min，所得沉淀用无水乙醇洗涤后，冷冻干燥，得到壳聚糖‑原花青素接枝共聚物。本发明专利技术得到的壳聚糖‑原花青素接枝共聚物，具有抗氧化性能强、制备工艺简单、应用方便、无毒无害且对人体有益的优点，非常适合于鲜切水果的保鲜。

【技术实现步骤摘要】
一种壳聚糖-原花青素接枝共聚物及应用
本专利技术属于生物保鲜
，特别涉及一种壳聚糖-原花青素接枝共聚物的制备方法，以及将壳聚糖-原花青素接枝共聚物应用于鲜切水果的保鲜。
技术介绍
鲜切水果又称最少加工或半加工水果，是以新鲜水果为原料，在清洁环境下经清洗、去皮、切分、包装等处理得到的水果制品。鲜切水果既保持了原有水果新鲜、营养的特点，又具备了食用方便、利用率高等优点，还能在一定程度减少生活垃圾的产生，深受消费者喜爱。随着现代生活节奏的加快和消费者对天然、营养、快捷、环保食品需求的不断扩大，鲜切水果呈现出巨大的市场潜力。但是，在加工过程中，切分会对水果造成机械损伤从而引起一系列不利于贮藏的因素，如呼吸代谢加快、酶和底物区域化消失、各种酶促反应加剧、组织软化，出现褐变、营养物质流失等品质劣变现象。这些变化会导致鲜切水果品质下降，货架期缩短，大大降低其商品价值。因此，鲜切水果的加工、贮运及销售过程中必须采取一定的保鲜措施，以保障鲜切水果的品质，最大限度延长其货架期。壳聚糖(Chitosan，CS)是一种氨基多糖，具有良好的成膜性及生物相容性，在食品、农业、医药等领域均具有很好的应用。作为一种天然多糖，壳聚糖具有来源丰富、无毒、可生物降解等优点。壳聚糖可在水果表面形成一层半透膜，抑制水果的呼吸作用，减缓物质代谢和色变、衰老，是一种非常有潜力的生物保鲜剂。但是，天然壳聚糖的抗氧化性能较弱，作为生物保鲜剂，需要经过适当化学修饰以提高其抗氧化性能，增强其保鲜效果。原花青素(Proanthocyanidin，PA)是一种天然多酚，对人体具有诸多有益作用，作为食品添加剂和营养强化剂，广泛应于食品领域。特别是，原花青素是已知的最有效的清除自由基的抗氧化物之一。专利CN1486700A公开了一种原花青素与壳聚糖的复合物，并作为止血材料使用。从组成上看，虽然该复合物含有原花青素和壳聚糖两种物质，但它是原花青素和壳聚糖的简单混合，没有形成稳定的结合，故而该复合物是亚稳态的，原花青素会释放出来，减弱了原花青素与壳聚糖的协同效应。专利CN107141370A公开了一种制备接枝羟丙基壳寡糖原花青素冻干粉的方法，但该方法中使用了环氧氯丙烷制备羟丙基壳寡糖，如果将其用于鲜切水果的保鲜，则可能存在食品安全隐患。目前，还未见通过自由基接枝共聚的方法将原花青素接枝到壳聚糖上制备壳聚糖-原花青素接枝共聚物(CS-g-PA)的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对当前技术中存在的不足，提供一种壳聚糖-原花青素接枝共聚物的制备方法，并将壳聚糖-原花青素接枝共聚物作为生物保鲜剂应用于鲜切水果的保鲜。本专利技术采用过氧化氢-抗坏血酸为引发体系，通过自由基接枝共聚的方法制备得到的壳聚糖-原花青素接枝共聚物，具有抗氧化性能强、制备工艺简单、应用方便、无毒无害且对人体有益的优点，非常适合于鲜切水果的保鲜。本专利技术的技术方案为：一种壳聚糖-原花青素接枝共聚物，该共聚物由以下方法制得，包括如下步骤：将壳聚糖加入到乙酸溶液中溶解，得到壳聚糖溶液，然后加入含抗坏血酸的过氧化氢溶液，搅拌30～60min后，加入原花青素，搅拌30～60min后，静置24～48h；再用氢氧化钠溶液将反应液的pH值调整为7.0～8.0，离心分离10～20min，所得沉淀用无水乙醇洗涤后，冷冻干燥，得到壳聚糖-原花青素接枝共聚物；其中，乙酸溶液的浓度为0.2～0.4mol/L；壳聚糖溶液中壳聚糖浓度为10～20g/L；含抗坏血酸的过氧化氢溶液中抗坏血酸的浓度为0.3～0.6mol/L，过氧化氢的浓度为1～3mol/L；体积比含抗坏血酸的过氧化氢溶液∶壳聚糖溶液＝1～3∶50；质量比原花青素∶壳聚糖＝0.2～0.8∶1。所述的离心分离的转速为6000～10000rpm。所述的氢氧化钠溶液的浓度为1～5mol/L。所述的壳聚糖-原花青素接枝共聚物的应用，作为生物保鲜剂应用于鲜切水果的保鲜。具体包括如下步骤：将壳聚糖-原花青素接枝共聚物溶解于浓度为0.1～0.2mol/L的乙酸溶液中，配制成浓度为5～10g共聚物/L的保鲜涂膜液；将新鲜水果清洗、去皮、切分，得到鲜切水果；接着，将鲜切水果在保鲜涂膜液中浸泡5～10min，沥干，置于保鲜盒中4～8℃贮藏。所述的水果优选为菠萝或猕猴桃。本专利技术的有益效果为：1)本专利技术的壳聚糖-原花青素接枝共聚物的抗氧化性能比壳聚糖有很大的提高，测试浓度下，壳聚糖-原花青素接枝共聚物对DPPH和ABTS自由基的最大清除率分别达到91.67％和98.77％，远高于壳聚糖的9.5％和4.1％。2)本专利技术的壳聚糖-原花青素接枝共聚物对鲜切水果的保鲜效果优于壳聚糖，可有效减缓鲜切水果在贮藏中水分、总抗氧化能力、总酚、固含量和维生素C的损失。贮藏6天后，对照组鲜切菠萝的失重率为12.8％，壳聚糖处理组的失重率为8.0％，而壳聚糖-原花青素接枝共聚物处理组鲜切菠萝的失重率只有7.1％。对照组鲜切菠萝的维生素C损失率高达62.0％，壳聚糖处理组为54.2％，而壳聚糖-原花青素接枝共聚物处理组只有40.5％。同样的趋势也出现在其他几个参数以及鲜切猕猴桃的保鲜中。3)本专利技术的壳聚糖-原花青素接枝共聚物的原料为天然产物，制备工艺简单，无毒无害，在鲜切水果保鲜领域具有较大的应用价值。附图说明图1：实施例2中的壳聚糖-原花青素接枝共聚物的傅立叶红外光谱。图2：实施例2中的壳聚糖-原花青素接枝共聚物的核磁共振氢谱。图3：实施例3中的壳聚糖-原花青素接枝共聚物对DPPH自由基的清除率。图4：实施例4中的壳聚糖-原花青素接枝共聚物对ABTS自由基的清除率。具体实施方式下面的实施例将对本专利技术提供的方法予以进一步的说明。实施例1：壳聚糖-原花青素接枝共聚物的制备方法：将1g壳聚糖溶解在50mL浓度为0.2mol/L的乙酸溶液中，然后加入3mL含抗坏血酸的过氧化氢溶液(抗坏血酸的浓度为0.3mol/L，过氧化氢的浓度为3mol/L)，搅拌60min后，加入0.2g原花青素，搅拌30min后，使反应液在室温下静置48h。用5mol/L的氢氧化钠溶液将反应液的pH值调整为8.0。反应液在6000rpm下离心20min，所得沉淀用无水乙醇洗涤后，冷冻干燥，得到壳聚糖-原花青素接枝共聚物。壳聚糖-原花青素接枝共聚物中原花青素的接枝率：壳聚糖-原花青素接枝共聚物溶于0.1mol/L的乙酸溶液中，制得浓度为1mg/mL的样品溶液，取0.5mL样品溶液加入2.5mL的0.2mol/L的福林酚溶液，充分混匀后避光反应5min，然后加入2mL浓度为0.7mol/L的碳酸钠溶液，震荡30s后避光反应2h，在760nm下测量其吸光值。根据原花青素标准曲线计算壳聚糖-原花青素接枝共聚物中原花青素的含量，结果表示为每克壳聚糖-原花青素接枝共聚物中原花青素的毫克数(mgPA/gCS-g-PA)。经计算，制备得到的壳聚糖-原花青素接枝共聚物中原花青素的接枝率为128.12mgPA/gCS-g-PA。实施例2：壳聚糖-原花青素接枝共聚物的制备方法：将1g壳聚糖溶解在100mL浓度为0.4mol/L的乙酸溶液中，然后加入2mL含抗坏血酸的过氧化氢溶液(抗坏血酸浓度为0.6mol/L，过氧化氢浓度为1mol/L)，搅拌30min后，加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种壳聚糖‑原花青素接枝共聚物，其特征为该共聚物由以下方法制得，包括如下步骤：将壳聚糖加入到乙酸溶液中溶解，得到壳聚糖溶液，然后加入含抗坏血酸的过氧化氢溶液，搅拌30～60 min后，加入原花青素，搅拌30～60 min后，静置24～48 h；再用氢氧化钠溶液将反应液的pH值调整为7.0～8.0，离心分离10～20 min，所得沉淀用无水乙醇洗涤后，冷冻干燥，得到壳聚糖‑原花青素接枝共聚物；其中，乙酸溶液的浓度为0.2～0.4 mol/L；壳聚糖溶液中壳聚糖浓度为10～20 g/L；含抗坏血酸的过氧化氢溶液中抗坏血酸的浓度为0.3～0.6 mol/L，过氧化氢的浓度为1～3 mol/L；体积比含抗坏血酸的过氧化氢溶液∶壳聚糖溶液=1～3∶50；质量比原花青素∶壳聚糖=0.2～0.8∶1。

【技术特征摘要】
1.一种壳聚糖-原花青素接枝共聚物，其特征为该共聚物由以下方法制得，包括如下步骤：将壳聚糖加入到乙酸溶液中溶解，得到壳聚糖溶液，然后加入含抗坏血酸的过氧化氢溶液，搅拌30～60min后，加入原花青素，搅拌30～60min后，静置24～48h；再用氢氧化钠溶液将反应液的pH值调整为7.0～8.0，离心分离10～20min，所得沉淀用无水乙醇洗涤后，冷冻干燥，得到壳聚糖-原花青素接枝共聚物；其中，乙酸溶液的浓度为0.2～0.4mol/L；壳聚糖溶液中壳聚糖浓度为10～20g/L；含抗坏血酸的过氧化氢溶液中抗坏血酸的浓度为0.3～0.6mol/L，过氧化氢的浓度为1～3mol/L；体积比含抗坏血酸的过氧化氢溶液∶壳聚糖溶液=1～3∶50；质量比原花青素∶壳聚糖=0.2～0.8∶1。2.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：荆迎军，黄江浩，禹雪晴，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12