Mikä on paras suhde, kun PVP:tä ja kitiiniä käytetään yhdessä säilytykseen?

PVP:n (polyvinyyli-pyrrolidoni) ja kitiinin optimaalinen suhde edellyttää dynaamista säätöä hedelmän tai vihanneksen tyypin, kitiinin molekyylipainon ja sovellusprosessin mukaan. Ydinperiaate on maksimoida säilytystehokkuutta "fysikaalisen kalvoitumisen synergiavaikutuksen + antimikrobisen synergian" kautta ". Seuraava analyysi keskittyy perussuhdealueeseen , vaikuttavat tekijät , ja käytännön sovellussuositusten , yhdessä esimerkkien ja säätöstrategioiden kanssa.

1. Perussuhdealue: PVP:n ja kitiinin synergistinen vaikutusalue

Tutkimusten ja kokeellisen vahvistuksen mukaan tehokas yhdistelyalue PVP:lle ja kitiinille on yleensä:

• PVP-konsentraatio : 0,05 % ~ 0,2 % (massasta tilavuuteen, sama alla)
• Kitosanipitoisuus : 0,5 % ~ 2 %
  Tämä alue voi yhtä aikaisesti täyttää "kalvon tiheyden" ja "ilmanläpäisevyyden tasapainon" vaatimukset sekä elintarvikekelpoisuuden turvallisuusvaatimukset. Esimerkiksi:
• Persikoiden säilyttäminen : 0,1 % PVP + 1,5 % kitosaniyhdiste, 15 päivän varastoinnin jälkeen vilausaste laski 5 %: iin (12 % pelkän PVP-ryhmässä ja 25 % käsittelemättömässä ryhmässä), ja kovuuden säilyvyys nousi 15 %;
• Mansikoiden säilyttäminen : 0,1 % PVP + 1 % kitosaniyhdiste, 7 päivän varastoinnin jälkeen homehtumisaste oli vain 8 % (18 % pelkän PVP-ryhmässä), eikä mansikoiden pinta tuntunut tahmealta.

2. Keskeiset vaikuttavat tekijät: suhteen dynaamisen säädön perusta

1. Hedelmien ja vihersiementen kuorien ominaisuudet ja varastointivakaus

• Paksu kuori, pitkäikäiset hedelmät ja vihannekset (omenat, sitrushedelmät) :
  Korkeampi kitosaanipitoisuus (1,5–2 %) yhdistettynä matalampaan PVP-pitoisuuteen (0,05–0,1 %) voidaan käyttää sairauksien torjumiseen hyödyntämällä kitosaanin vahvoja antimikrobeisia ominaisuuksia. Esimerkiksi sitrushedelmien käsittely 0,1 %:lla PVP:tä ja 2 %:lla kitosaania vähensi penitsillimötin esiintymistä 60 %.
• Ohutkuoriset, herkät hedelmät ja vihannekset (mansikat, persikat) :
  Vähennystä kitosaanipitoisuus (0,5–1 %) ja korotettu PVP-pitoisuus (0,1–0,2 %) estääkseen liiallisen kalvon paksuuntumista ja huokosten tukkimista. Esimerkiksi mansikoita käsiteltiin 0,1 %:lla PVP:tä ja 0,8 %:lla kitosaania, jolloin painon menetys oli vain 6 % 10 päivän säilytyksen jälkeen (kitosaanilla yksinään 10 %), eikä havaittu anaerobisen hengityksen tuoksua.

2. Kitosaanin molekyylipaino ja liukoisuusominaisuudet

• Alhainen molekyylipaino kitosaanille (<100 000 Da) :
  Tällä materiaalilla on hyvä vedenliukoisuus, mutta heikot kalvoitustykyt. Siksi konsentraatio tulisi kasvattaa 1,5–2 %:iin , ja yhdistää 0,1–0,2 %:n PVP:n kanssa kalvon sitkeyden parantamiseksi. Esimerkiksi alhaisen molekyylipainon kitsosanin (50 000 Da) ja 0,15 %:n PVP:n yhdistelmä voi muodostaa tasaisen, läpinäkyvän komposiittikalvon, joka soveltuu lehtivihersarkojen säilyttämiseen.
• Korkeamolekyylinen kitsosani (>100 000 Da) :
  Sillä on erinomaiset kalvoitumisominaisuudet, mutta se vaatii hapon liuottamista (esimerkiksi 1 %:a etikkahappoa). Yhdistettäessä konsentraatio voidaan vähentää 0,5–1 %:iin , ja 0,05–0,1 %:n PVP stabiloi kalvorakennetta. Esimerkiksi korkeamolekyylipainoinen kitsosani (200 000 Da), johon on yhdistetty 0,1 % PVP:tä, voi saavuttaa kalvon paksuuden 2–3 μm, mikä soveltuu tomaattien säilyttämiseen.

3. Käyttöprosessi ja ympäristöolosuhteet

• Kastelumenetelmä :
  Kitosanipitoisuuden tulisi olla hallittuna välillä 0,5 % ja 1,5 % (jotta vältetään pitkä kasteluaika, joka saattaa johtaa paksun kalvon muodostumiseen), PVP-pitoisuus välillä 0,05 % ja 0,1 %, ja kasteluaika tulisi olla 5–8 minuuttia. Esimerkiksi 0,1 %:n PVP:hen ja 1 %:n kitosaniin 5 minuuttia kastetut kurkut säilyttävät 85 %:a krikkuisuudestaan 10 päivän varastoinnin jälkeen.
• Suihkuminen :
  Voidaan käyttää korkeampaa kitosanipitoisuutta (1,5–2 %) ja alhaisempaa PVP-pitoisuutta (0,05 %) voidaan käyttää. Tarkasti säädetyllä suihkutuspaineella (0,2–0,3 MPa) voidaan muodostaa erittäin ohut komposiittikalvo, jonka paksuus on 1–2 μm. Esimerkiksi viinirypäleiden suihkuttaminen 0,05 %:lla PVP:llä ja 1,5 %:lla kitosania vähensi rypäleiden irtokkuutta 40 % 20 päivän varastoinnin jälkeen.
• Korkean lämpötilan ja korkean kosteuden ympäristöissä :
  Vähennystä kitosanipitoisuus tulisi säätää 0,5–1 %:iin ja lisää PVP-pitoisuutta 0,1–0,2 %:iin parantaaksesi kalvon ilmanläpäisevyyttä. Esimerkiksi kesällä huoneenlämmössä säilytetyissä kivursikoissa 0,15 %:n PVP:n ja 1 %:n kitiinin käsittelyn jälkeen kuoren rusettumisindeksi vähenee 30 %.

3. Käytännön sovellusohjeet: neljä askelta optimaalisen suhteen määrittämiseksi

1. Alustava kokeellinen perussuhteiden seulonta

• Gradienttitesti : Kohderyhmän hedelmille ja vihanneksille suunniteltiin kolme eri suhdekokonaisuutta (esim. 0,1 % PVP + 1 % kitiini, 0,1 % PVP + 1,5 % kitiini, 0,15 % PVP + 1 % kitiini). Testattavat indikaattorit sisältävät:
  • Fyysiset indikaattorit : kalvon paksuus (laser-paksuusmittari), kalvon läpinäkyvyys (läpäisy > 80 % on erinomainen);
  • Säilytysindikaattorit : painon menetys (<5 % on erinomainen), mätänevyyden määrä (<10 % on erinomainen), hengitysnopeus (yli 30 %:n väheneminen on erinomainen);
  • Aistinvaraiset indikaattorit : tahmea tunne ihoa vasten (ei tunnetta on erinomainen), maku (ilman hajua on erinomainen).

2. Optimoi liukenemisprosessi ja pH:n säätö

• Liukenemisjärjestys :
  liuota ensin kitosani 1 %:n etikkahappoliuokseen (sekoita 30 minuuttia, kunnes liuos on selkeä), lisää sitten PVP (joka on liuotettava deionisoituun veteen etukäteen) ja lopuksi säädä pH:ta NaOH-liuoksella arvoon 5,5–6,5 (melkein neutraali, jotta vältetään PVP:n hajoaminen).
• Yhdisteen stabiilius :
  Jos tapahtuu flokulaatiota, lisää 0,1–0,2 % glyserolia (pehmitinaine) tai 0,05 % sitruunahappoa (pH-puskuri) parantaaksesi liuoksen stabiilisuutta.

3. Mukautuminen varastointiympäristöön ja säilyvyysvaatimuksiin

• Lyhyen aikavälin varastointi (<7 päivää) :
  Korkea kitosanipitoisuus (1,5–2 %) + alhainen PVP-pitoisuus (0,05 %) voidaan käyttää nopeasti muodostamaan antibakteerinen kalvo. Esimerkiksi, kun mustikkoihin kohdistetaan 0,05 %:n PVP- ja 1,5 %:n kitosanikäsittelyä, mätänevyys on vain 5 % huoneenlämmössä säilytettynä kolmen päivän ajan.
• Pitkän aikavälin varastointi (>7 päivää) :
  On välttämätöntä tasapainottaa hengittävyys ja antibakteeriset ominaisuudet . Käytä 0,1 % PVP:tä + 1 % kitosania ja säilytä jääkaapissa (0–5 ℃). Esimerkiksi kun omenat käsitellään tällä suhteella, kovuuden säilyvyys saavuttaa 80 %:n jäädytyksen jälkeen 30 päivän kuluttua.

4. Turvallisuustarkistus ja yhdenmukaisuuden vahvistaminen

• Jäämien havaitseminen :
  Korkean suorituskyvyn nestekromatografiaa (HPLC) käytettiin PVP-jäämien havaitsemiseen (jäämien pitoisuus piti olla alle 0,01 mg/kg), ja kitosanin antibakteerinen aktiivisuus varmistettiin estovyöhyketestillä (estovyöhyke Escherichia colia vastaan oli yli 15 mm, mikä on erinomainen).
• Sääntelyjen noudattaminen :
  Varmista, että kitosani on elintarvikeluokkaa (deasetylointiaste > 85 %) ja että yhdisteen pitoisuus noudattaa kitosanin enimmäiskäyttömäärää standardissa "Erikoisaineiden käyttöstandardi" (GB 2760) (yleensä ≤2 %).

4. Tyypillinen tapaus: Viite optimaaliselle suhteelle eri hedelmille ja vihanneksille

Tiivistä.

Optimaalinen suhde pVP:n ja kitiinin välillä ei ole kiinteä arvo, vaan sitä on säädettyvän dynaamisesti tasapainon ympärillä: " bakteereita tappavat ominaisuudet, kalvoitumisominaisuudet ja hengittävyys". Ydinstrategia on:

• Karkeankuoriset hedelmät ja vihannekset : keskitytään kitiinin bakteereita tappaviin ominaisuuksiin (1,5–2 %), yhdistettynä alhaiseen PVP-pitoisuuteen (0,05–0,1 %);
• Ohutkuoriset hedelmät ja vihannekset : keskitytään PVP:n kalvoitumisominaisuuksiin (0,1–0,2 %), yhdistettynä keski- tai alhaiseen kitiinipitoisuuteen (0,5–1 %);
• Monimutkainen ympäristö : Optimoi kalvon suorituskykyä sekoitusprosessien kautta (kuten pH:n säätö ja pehmittimen lisääminen) ja varmista turvallisuus ja tehokkuus esikokeilla.

Yllä mainittujen menetelmien avulla hedelmien ja vihannesten säilyvyys voidaan pidentää samalla, kun varmistetaan, että elintarviketurvallisuus ja -laatu eivät heikkene.