Mis on kõige parem suhe, kui PVP-d ja kitsiini kasutatakse koos säilitamiseks?

PVP (polüvinüülpyrrolidoon) ja kitsiini optimaalne suhe nõuab dünaamilist kohandamist sõltuvalt puu- või köögiviljaliigist, kitsiini molekulmassist ja rakendusprotsessist. Põhiline printsiip on säilituse tõhususe maksimeerimine „füüsilise filmi moodustamise täiendavuse + antibakteriaalse sünergia“ kaudu ." Järgnev analüüs keskendub põhisuhte vahemikule , mõjutavad tegurid , ja praktilised rakendussoovitused , koos konkreetsete näidetega ja kohandamisstrateegiatega.

1. Põhisuhe vahemik: PVP ja kitsiini sünergiaefekti vahemik

Uuringute ja eksperimentaalsete kinnituste kohaselt jääb PVP ja kitsiini tõhus segamisvahemik tavaliselt:

• PVP kontsentratsioon : 0,05%~0,2% (kaalu ja ruumala suhe, edaspidi sama)
• Kitosani kontsentratsioon : 0,5%~2%
  See vahemik võimaldab samaaegselt täita nõude "kile tihedus" ja "läbilaskvuse tasakaal", samuti vastata toiduohutuse nõuetele. Näiteks:
• Viiliploomide säilitamine : 0,1% PVP + 1,5% kitosani ühend, pärast 15-päevast hoidmist langetas mädanemise määr 5%-ni (ainult PVP rühmas 12% ja töötlemata rühmas 25%), kinnisuse säilitusmäär tõusis 15%;
• Müüdi säilitamine : 0,1% PVP + 1% kitosani ühend, 7-päevase hoidmise järel oli hallitusmäär vaid 8% (ainult PVP rühmas 18%), müüdi pind ei olnud libe

2. Peamised mõjutavad tegurid: suhte dünaamilise kohandamise alus

1. Puu- ja köögiviljade koori omadused ning säilivus

• Paksukojalised, pika säilivusajaga puu- ja köögiviljad (õunad, tsitrusviljad) :
  Kõrgem kitosani kontsentratsioon (1,5–2%) koos madalama PVP kontsentratsiooniga (0,05–0,1%) võib kasutada haiguste ennetamiseks, kasutades ära kitosani tugevaid antimikroobseid omadusi. Näiteks vähendas 0,1% PVP + 2% kitosaniga töötlemine tsitrusviljade penitsilliumini levikut 60%.
• Õhukojalised, rabedad puu- ja köögiviljad (madarosinad, viinamarjad) :
  Vähenda alanda kitosani kontsentratsiooni (0,5–1%) ja suurenda PVP kontsentratsiooni (0,1–0,2%) et vältida liialist filmikihi paksust ja poride ummistumist. Näiteks kogesid 0,1% PVP + 0,8% kitosaniga töödeldud madarosinad 10 päeva salvestamise järel kaotanud vaid 6% oma kaalust (võrreldes 10% kaotusega ainult kitosani kasutamisel), ilma anaeroobse hingamise lõhnata.

2. Kitosani molekulmass ja lahustuvusomadused

• Väikese molekulmassiga kitosan (<100 000 Da) :
  Sellel materjalil on hea veelahustuvus, kuid nõrged filmi moodustavad omadused. Seetõttu tuleks kontsentratsioon suurendada 1,5–2%-ni , ja kombineerida 0,1–0,2% PVP-ga, et parandada filmi tugevust. Näiteks madala molekulmassiga kitsiitsoniini (50 000 Da) ja 0,15% PVP kombinatsioon võib moodustada ühtlase, läbipaistva komposiitfilm, mis sobib lehtviljade säilitamiseks.
• Kõrge molekulmassiga kitsiitsoniin (>100 000 Da) :
  Tal on suurepärased filmi moodustavad omadused, kuid see vajab happe lahustamist (näiteks 1% äädikhape). Koostades võib kontsentratsiooni vähendada 0,5–1%-ni , ja 0,05–0,1% PVP aitab stabiilseks teha filmi struktuuri. Näiteks kõrge molekulmassiga kitsiitsoniin (200 000 Da), mis on kombineeritud 0,1% PVP-ga, saavutab 2–3 μm paksuse filmi, mis sobib tomatite säilitamiseks.

3. Rakendusprotsess ja keskkonnamõjud

• Loksumismeetod :
  Kitosani kontsentratsioon tuleb hoida vahemikus 0,5% kuni 1,5% (et vältida pikemat märimist, mis võib põhjustada paksu kile teket), PVP kontsentratsioon vahemikus 0,05% kuni 0,1% ja märimisaeg peaks olema 5 kuni 8 minutit. Näiteks porgandid, mis on märitud 5 minutit 0,1% PVP + 1% kitosani lahuses, säilitavad 85% oma krõbedusest pärast 10 päeva hoiustamist.
• Puhastamine :
  Võib kasutada kõrgemat kitosani kontsentratsiooni (1,5%-2%) ja madalamat PVP kontsentratsiooni (0,05%) võib kasutada. Täpse pulberdus-surve (0,2–0,3 MPa) reguleerimisel saab moodustada 1–2 μm paksuse ultravägahele komposiitkile. Näiteks pärast viinamarjade käsitlemist 0,05% PVP + 1,5% kitosani pulberdusel vähenes viljade lagunemine 20 päeva hoiustamise järel 40%.
• Kõrge temperatuur ja suur niiskus :
  Vähenda kitosani kontsentratsiooni 0,5%-1% ja suurendage PVP kontsentratsiooni vahemikku 0,1–0,2%, et parandada membraani õhuläbilasklikkust. Näiteks toatemperatuuril suvel säilitatud liitšid, mis on töödeldud 0,15% PVP + 1% kitsiitaniga, vähendavad koorimise pruunenemisindeksit 30%.

3. Praktilised kasutussoovitused: neli sammu optimaalse suhte määramiseks

1. Esialgne eksperimentaalne põhisuhete skriinimine

• Gradienttest : Sihtviljade ja -köögiviljade puhul loodi kolm rühma suhteid (näiteks 0,1% PVP + 1% kitsiitan, 0,1% PVP + 1,5% kitsiitan, 0,15% PVP + 1% kitsiitan). Testi näitajad hõlmavad:
  • Visuaalsed näitajad : filmi paksus (laserpaksusmõõtja), filmi läbipaistvus (läätseläbipaistvus > 80% on eriline);
  • Säilitusnäitajad : kaalukaotuse määr (<5% on eriline), mädanemise määr (<10% on eriline), hingamissagedus (rohkem kui 30% vähenemine on eriline);
  • Sensoorsed näitajad : nahale kleepuv tunne (ilma tunneta on eriline), maitse (ilma lõhnata on eriline).

2. Optimeeri lahustumisprotsessi ja pH reguleerimist

• Lahustumise järjekord :
  esmalt lahustage kitsiitan 1% äädikhappelahuses (segage 30 minutit, kuni lahus muutub selgeks), seejärel lisage PVP (tuleb ettevalukalt lahustada deioniseeritud vees) ja lõpuks kasutage NaOH lahust, et reguleerida pH väärtust 5,5–6,5 (ligi neutraalne, et vältida PVP lagunemist).
• Ühendi stabiilsus :
  Kui tekib flokkulatsioon, lisage 0,1–0,2% glütserooli (plastifikaator) või 0,05% sidronhapet (pH puhver), et parandada lahuse stabiilsust.

3. Kohandumine säilituskeskkonnaga ja säilitusaegluste nõuetega

• Lühiajaline säilitamine (<7 päeva) :
  Kõrge kitsiitani kontsentratsioon (1,5–2%) + madal PVP kontsentratsioon (0,05%) võimaldab kiiresti moodustada antibakteriaalse kile. Näiteks pärast sinilille töötlemist 0,05% PVP + 1,5% kitsiitaniga on mädanemise määr toatemperatuuril 3 päeva pärast säilitamist vaid 5%.
• Pikaajaline säilitamine (>7 päeva) :
  On vajalik tasakaalustada hingatavust ja antibakteriaalseid omadusi . Kasutage 0,1% PVP + 1% kitsosanaan ja hoidke jahutatuna (0~5℃). Näiteks pärast õunte töötlemist selles suhtes jõuab kõvaksenemise säilituskiirus 30 päeva jahutamise järel 80%-ni.

4. Turvaverifitseerimine ja vastavuskinnitamine

• Jääkide tuvastamine :
  Kõrge eraldusvõimega vedelfase kromatograafia (HPLC) kasutati PVP jääkide tuvastamiseks (peab olema vähem kui 0,01 mg/kg), kitsosanaani antibakteriaalne toime kontrolliti inhibitsioonitsooni eksperimendiga (inhibitsioontsoon Escherichia colile oli suurem kui 15 mm, mis on suurepärane).
• Reguleerimisnormide vastavus :
  Veenduge, et kitsosanaan oleks toiduohutu (deatsetüleerimise aste > 85%) ja et segu kontsentratsioon vastaks kitsosanaani maksimaalsele kasutamisele standardis "Toidulisandite kasutamise nõuded" (GB 2760) (tavaliselt ≤2%).

4. Tüüpiline juhtum: soovitus erinevate puuviljade ja köögiviljade optimaalseks suhteks

Kokkuvõte

Optimaalne suhe pVP ja kitosani vahel ei ole fikseeritud väärtus, vaid seda tuleb dünaamiliselt kohandada tasakaalu ümber „ antimikroobsete omaduste, kiletekkeomaduste ja hingavuse“ osas. Põhistrateegia on:

• Paksukojalised puu- ja köögiviljad : keskenduda kitosani antimikroobsetele omadustele (1,5%~2%), kombineerides madala kontsentratsiooniga PVP-ga (0,05%~0,1%);
• Õhukesekojalised puu- ja köögiviljad : keskenduda PVP kiletekkeomadustele (0,1%-0,2%), kombineerides keskmise-kõrge kontsentratsiooniga kitosaniga (0,5%-1%);
• keeruline keskkond : Optimeerige membraani toimivust seguainete protsesside kaudu (näiteks pH korrigeerimine ja plastifikaatori lisamine) ning kontrollige ohutust ja tõhusust eelkatsete abil.

Ülaltoodud meetodite abil saab pikendada puu- ja köögiviljade säilivusaega, samal ajal tagades toiduohutuse ja -kvaliteedi.