一种果蔬防褐变抑制剂制造技术

本发明专利技术公开了一种果蔬防褐变抑制剂，其组成物及重量份为酸调节剂0.5～5份、抗氧化剂0.05～0.5份、β‑环糊精改性碳点0.1～1份、氯化钙0.1～1份、无水乙醇5～10份、去离子水85～90份；其中采用L‑半胱氨酸与柠檬酸为原料，经水热法一步合成硫氮掺杂碳点，硫氮掺杂碳点经NHS及EDC·HCl嫁接单(6‑氨基‑6‑去氧)‑β‑环糊精，制得β‑环糊精改性碳点；将果蔬防褐变抑制剂用于蔬菜、水果加工过程中，能有效的抑制了果蔬中的多酚氧化酶，保持冷藏货架期间果蔬的硬度、可溶性固形物含量、较低的质量损失率，延缓果实组织表面颜色变化和褐变的发生，延长了果蔬的货架期；且安全性高、对人体没有毒副作用。

【技术实现步骤摘要】
一种果蔬防褐变抑制剂
本专利技术属于果蔬加工
，具体是涉及一种果蔬防褐变抑制剂。
技术介绍
植物细胞内的酶作为呼吸的传递介质，不断保持酚和醌的动态平衡，当细胞遭受机械损伤后，O2大量侵入，导致醌类化合物的连续生成，造成酚和醌之间的失衡，醌的大量积累使得醌进行多聚化或与其他物质相结合生成黑褐色聚合物，发生褐变。与一般催化剂相比，生物酶的催化效率高、速率快。多酚氧化酶（PPO）是导致果蔬酶促褐变的主要酶类，果蔬在加工过程中，当其细胞膜的完整性受到破坏，即PPO酶与其底物多酚类物质的区域化分布状态遭到破坏时，PPO能利用氧气将多酚类物质催化氧化成醌类，醌再进行一系列脱水、缩合反应生成黑褐色聚合物，从而导致颜色发生变化。目前，加工果蔬主要采用热处理、酸碱度处理、抑制剂等方法来抑制褐变，还有高温瞬时处理和微波钝酶物理方法。为了提高安全性和品质，酸化剂、螯合剂和还原剂通常用于控制褐变，可食性涂料和天然添加剂也可用于保鲜；常用的褐变抑制剂包括柠檬酸、抗坏血酸、氯添加剂、钙添加剂、硫添加剂等。碳点（Carbondots）是一种新型纳米尺寸碳材料，由于具有独特的好的生物相容性、水容性、低毒性、光学稳定性、表面丰富的基团，包括羧基、羟基、氨基等受到极大关注。环糊精也被称作环聚葡萄糖，是直链淀粉在环糊精糖基转移酶的作用下生成的由若干D-吡喃葡萄糖单元环状排列而成的一组低聚糖的总称。环糊精能够络合底物或酶类的特定基团，从而影响催化反应的进程，环糊精具有疏水空腔和亲水的外壳，环糊精的疏水性空腔会与多酚氧化酶分子的疏水性基团或酶反应体系的疏水性产物相互结合，起到酶抑制作用。环糊精作为果蔬酶抑制剂的研究已有报道，但也存在酶抑制效果有限、酶抑制对象窄等困境。将碳点与环糊精结合构建功能化环糊精碳点，充分发挥碳点表面基团的还原性及对多酚氧化酶中的铜离子较强络合作用，同时发挥环糊精的酶抑制作用，达到现有技术不能达到的酶抑制效果，目前未见任何相关报道。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种果蔬防褐变抑制剂，作为用于蔬菜、水果加工过程的防褐变添加剂；其组成物及重量份为酸调节剂0.5～5份、抗氧化剂0.05～0.5份、β-环糊精改性碳点0.1～1份、氯化钙0.1～1份、无水乙醇5～10份、去离子水85～90份；本专利技术用L-半胱氨酸与柠檬酸为原料，经水热法一步合成硫氮掺杂碳点（N,S-CDs），N,S-CDs经N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）及1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐（EDC·HCl）嫁接单(6-氨基-6-去氧)-β-环糊精（β-CD），制备新型酶抑制剂β-环糊精改性碳点（β-CD-N,S-CDs）；所述β-环糊精改性碳点的制备方法如下：（1）硫氮掺杂碳点的制备取0.4～1重量份L-半胱氨酸及1～3重量份柠檬酸置于5～10重量份去离子水中，超声溶解后，水浴蒸发至干；将其转移至聚四氟乙烯内衬水热反应釜中，200℃下恒温加热3～5h，反应完成后自然冷却至室温，将黑色浆溶于100～150重量份去离子水中，用浓度1mol/L的氢氧化钠溶液调至中性，将所得溶液在10000r/min下离心10～15min，0.22μm滤膜过滤，最后用截留分子量为3000～3500Da的透析袋透析处理24h，得到水溶性硫氮掺杂碳点；（2）β-环糊精改性碳点的制备将0.05重量份1-乙基-3-(3-(二甲氨基)丙基)碳二亚胺盐酸盐及0.06重量份N-羟基硫代琥珀酰亚胺加入到步骤（1）制备的25～30重量份硫氮掺杂碳点中，室温反应30～40min；然后加入0.2～0.5重量份的单(6-氨基-6-去氧)-β-环糊精，室温搅拌反应12～15h后，将反应液过3000～3500Da透析膜透析24h，移出未反应的NHS、EDC·HCl、β-CD及其他副产物，制得β-环糊精改性碳点。所述酸调节剂为抗坏血酸、柠檬酸中一种或任意比两种。所述抗氧化剂为没食子酸丙酯、特丁基对苯二酚中的一种。将本专利技术酶抑制剂用于蔬菜、水果加工过程的防褐变添加剂，有效的抑制了果蔬中的多酚氧化酶，保持冷藏货架期间果蔬的硬度、可溶性固形物含量、较低的质量损失率，延缓果实组织表面颜色变化和褐变的发生，延长了果蔬的货架期。本专利技术果蔬防褐变酶抑制剂具有安全性高、对人体没有毒副作用、用量低、效果好等特点。上述果蔬防褐变抑制剂用于蔬菜、水果加工过程的防褐变抑制剂，其使用的质量浓度为1～10%，使用方法为浸泡或涂抹方式。相对于现有技术，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术制备的β-环糊精改性碳点具有多种能用于防褐变、起到酶抑制作用的基团，表现在一是硫氮掺杂碳点表面具有的羟基（-OH）、胺基（-NH2）、巯基（-SH）的还原性及对多酚氧化酶中的铜离子具有较强络合作用；二是β-环糊精的疏水性空腔会与多酚氧化酶分子的疏水性基团或酶反应体系的疏水性产物相互结合，起到酶抑制作用，同时又是辅助抗氧化剂；三是对多种不同类型的蔬菜及水果加工的酶抑制防褐变效果都表现优异的效果，体现了产品的广谱防褐变效果；2、本专利技术制备的果蔬防褐变抑制剂包括了酸调节剂、抗氧化剂、钙添加剂及利用本专利技术制备的β-环糊精改性碳点，与单一或报道的防褐变抑制剂相比，显著降低了果蔬加工过程中失重率和褐变度，减缓还原糖的上升速率，减少了可溶性固形物的损耗，有效抑制了多酚氧化酶及苯丙氨酸解氨酶活性，较好地保持了果蔬的品质，延缓了果蔬加工带来的褐变；3、本专利技术制备的果蔬防褐变抑制剂具有安全性高、对人体没有毒副作用，用量低，效果好等特点。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但实施例并不是对本专利技术技术方案的限定，所有基于本专利技术所作出的变化或等同替换均应属于本专利技术的保护范围。实施例1：本果蔬防褐变抑制剂对鲜切马铃薯的防褐变贮藏品质影响（1）硫氮掺杂碳点的制备：取0.5重量份L-半胱氨酸及3重量份柠檬酸置于5重量份去离子水中，超声溶解后，水浴蒸发至干；将其转移至聚四氟乙烯内衬水热反应釜中，200℃下恒温加热3h，反应完成后自然冷却至室温，将黑色浆溶于100重量份去离子水中，用浓度1mol/L的氢氧化钠溶液调至中性，将所得溶液10000r/min下离心10min，0.22μm滤膜过滤，最后用截留分子量为3000Da的透析袋透析处理24h，得到水溶性硫氮掺杂碳点；（2）β-环糊精改性碳点的制备：将0.05重量份1-乙基-3-(3-(二甲氨基)丙基)碳二亚胺盐酸盐及0.06重量份N-羟基硫代琥珀酰亚胺加入到步骤（1）制备的25重量份硫氮掺杂碳点中，室温反应30min；然后加入0.2重量份的单(6-氨基-6-去氧)-β-环糊精，室温搅拌反应15h后，将反应液过3500Da透析膜透析24h，移出未反应的NHS、EDC·HCl、β-CD及其他副产物，制得β-环糊精改性碳点；（3）果蔬防褐变抑制剂制备将没食子酸丙酯0.05重量份溶于5重量份无水乙醇中，然后将其加入含有β-环糊精改性碳点1重量份、柠檬酸3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种果蔬防褐变抑制剂，其特征在于组成物及重量份为：酸调节剂0.5～5份、抗氧化剂0.05～0.5份、β-环糊精改性碳点0.1～1份、氯化钙0.1～1份、无水乙醇5～10份、去离子水85～90份；/n其中β-环糊精改性碳点的制备方法如下：/n（1）硫氮掺杂碳点的制备/n取0.4～1重量份L-半胱氨酸及 1～3重量份柠檬酸置于5～10重量份去离子水中，超声溶解后，水浴蒸发至干；将其转移至聚四氟乙烯内衬水热反应釜中，200℃下恒温加热3～5h，反应完成后自然冷却至室温，将黑色浆溶于100～150重量份去离子水中，用浓度1 mol /L的氢氧化钠溶液调至中性，将所得溶液在10000r/min下离心10～15 min，0.22μm滤膜过滤，最后用截留分子量为3000～3500Da的透析袋透析处理24h，得到水溶性硫氮掺杂碳点；/n（2）β-环糊精改性碳点的制备/n将0.05重量份1-乙基-3-(3-(二甲氨基)丙基)碳二亚胺盐酸盐及0.06重量份N-羟基硫代琥珀酰亚胺加入到步骤（1）制备的25～30重量份硫氮掺杂碳点中，室温反应30～40min；然后加入0.2～0.5重量份的单(6-氨基-6-去氧)- β-环糊精，室温搅拌反应12～15h后，将反应液过3000～3500Da透析膜透析24h，制得β-环糊精改性碳点。/n...

【技术特征摘要】
1.一种果蔬防褐变抑制剂，其特征在于组成物及重量份为：酸调节剂0.5～5份、抗氧化剂0.05～0.5份、β-环糊精改性碳点0.1～1份、氯化钙0.1～1份、无水乙醇5～10份、去离子水85～90份；
其中β-环糊精改性碳点的制备方法如下：
（1）硫氮掺杂碳点的制备
取0.4～1重量份L-半胱氨酸及1～3重量份柠檬酸置于5～10重量份去离子水中，超声溶解后，水浴蒸发至干；将其转移至聚四氟乙烯内衬水热反应釜中，200℃下恒温加热3～5h，反应完成后自然冷却至室温，将黑色浆溶于100～150重量份去离子水中，用浓度1mol/L的氢氧化钠溶液调至中性，将所得溶液在10000r/min下离心10～15min，0.22μm滤膜过滤，最后用截留分子量为3000～3500Da的透析袋透析处理24h，得到水溶性硫氮掺杂碳点；
（2）β-环糊精改性碳点的制备
将0.05重量份...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏，普红梅，杨亚玲，杨芳，于丽娟，候朝祥，李雪瑞，
申请(专利权)人：云南省农业科学院农产品加工研究所，
类型：发明
国别省市：云南;53