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學(xué)校名稱

長沙理工大學(xué)

學(xué)生姓名

學(xué)  號

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

項目所屬

一級學(xué)科

化學(xué)

項目科類(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

王思陽：2015-2016科技立項：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。

項目研究和實驗的目的、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，在我國水果中具有舉足輕重的地位。湖南靖州縣因獨特的地理、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)濟效益。^[1-3]然而楊梅作為時令水果，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也會對果實造成一定危害。以往的保鮮技術(shù)并不能長時間保證楊梅的新鮮，從而導(dǎo)致大量楊梅被浪費，口感欠佳，直接影響楊梅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同時，存在存放運輸?shù)戎T多問題，這將直接影響到經(jīng)濟價值，所以目前亟需解決保鮮難題。對于楊梅保鮮時限，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輸?shù)恼崽酋ヅ浞剑鉀Q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)新實驗小組決定開展此項研究。

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）分析本項目產(chǎn)品蔗糖酯保鮮劑的實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驗結(jié)果，找到不同的因素對產(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)的機理，探究楊梅防變質(zhì)的途徑；

2）通過正交實驗，針對楊梅采摘后的濕度、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間，提高各方面經(jīng)濟效益。

國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)

楊梅是我國的特產(chǎn)水果，果實色澤鮮亮、酸甜多汁、營養(yǎng)豐富，深受消費者喜愛。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值，有“果中瑪瑙”之譽，我國的醫(yī)學(xué)界對此有較高評價。

楊梅果實在常溫下較難貯藏，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。楊梅在采摘與運輸過程中很難保持其新鮮度，尤其成熟時節(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，在一定程度上降低果農(nóng)的經(jīng)濟效益。同時，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七到八小時的運輸后依舊新鮮。

目前市場上常用的楊梅長途運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。試驗結(jié)果表明，在一定條件下，楊梅果實可以貯藏 1-2 周。而冷凍法一般選用果實新鮮，硬度良好，無機械損傷，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)與口味嚴重下降^[5]，這將嚴重影響消費者的購買欲望和身體健康。

近年來，隨著楊梅節(jié)的舉辦，世界各地開始對中國特產(chǎn)水果楊梅產(chǎn)生大量需求，與此同時中國有許多學(xué)者對于楊梅的保鮮劑及保鮮方法進行了研究，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楊梅保鮮效果不明顯，用0.1%水楊酸處理楊梅2分鐘對防止楊梅腐爛有一定的作用。大多數(shù)的化學(xué)品防腐劑都會有小部分毒性成分殘留，隨著人們對食品質(zhì)量安全意識的提高，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，并且改性的殼聚糖膜存在一定的毒性。

對于國外，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體利用，安全性高，對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]。

本項目申請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，并對其各種保鮮配方使用后楊梅保鮮效果，口感等進行測試。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。相信本項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)生推動促進作用。

參考文獻：

[1]楊震峰. 楊梅果實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)糊精對楊梅保鮮的研究[J].陜西科技大學(xué)學(xué)報，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)用研究進展[J]. 遼寧省化工研究院，大連，116023.2001.

本項目學(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。果蔬變質(zhì)機理研究。

盧隆基：微納米磷酸鹽生物玻璃的研制。負責(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例。國內(nèi)外果疏保鮮技術(shù)的應(yīng)用和對比。

魏丁丁：現(xiàn)已將蔗糖酯試用在去皮石榴籽上，試驗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以及使用效果。曾參與2015-2016科技立項：自來水的科學(xué)管理與利用。

項目的創(chuàng)新點和特色

本申請項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)濟效益，同時容易儲存，使用簡單，操作方便，具有很好的推廣意義。

項目的技術(shù)路線及預(yù)期成果

1.技術(shù)路線

<一>實驗原理

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體利用，且安全性高，它對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.本實驗采用正交實驗法，通過對楊梅腐敗的研究配制相應(yīng)的蔗糖酯配方。

<二>、實驗步驟

1）食品級的蔗糖酯的合成實驗室模擬

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，通過一系列正交實驗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，讓消費者吃到新鮮營養(yǎng)品質(zhì)有保障的楊梅。

2)申請對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.資料文獻調(diào)研，準(zhǔn)備實驗所需原材料

2.進行探索型實驗設(shè)計。找到最佳配方方案，并與市場上使用的楊梅保鮮放法對比。

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.撰寫項目報告，準(zhǔn)備項目結(jié)題驗收

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，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，避免微生物侵擾，從而達到楊梅保鮮的目的，具有很好的創(chuàng)新性。該項目符合綠色化學(xué)理念，有助于提高我省特色水果楊梅的地位和價值，加強地方經(jīng)濟建設(shè)。我支持該項目立項。

簽字：                   日期：