Hva er den beste blandingen når PVP og kitosan brukes sammen til konservering?

Den optimale forholdet mellom PVP (polyvinylpyrrolidon) og kitosan krever dynamisk justering basert på type frukt eller grønnsak, kitosans molekylvekt og applikasjonsprosess. Hovedprinsippet er å maksimere bevaringseffekten gjennom "fysisk filmdannende komplementaritet + antimikrobiell synergisme ." Følgende analyse fokuserer på det grunnleggende forholdsområdet , ein av faktorane , og praktiske anbefalinger for bruk , sammen med spesifikke eksempler og justeringsstrategier.

1. Grunnleggende forholdsområde: synergistisk effektområde for PVP og kitosan

Ifølge forskning og eksperimentell verifisering er det effektive sammensatte området for PVP og kitosan vanligvis:

• PVP-konsentrasjon : 0,05 %~0,2 % (masse-til-volum-forhold, det samme nedenfor)
• Kitosankonsentrasjon : 0,5 %~2 %
  Dette området kan samtidig oppfylle kravene til «film tetthet» og «luftgjennomtrengelighet balanse» og oppfylle kravene til matvaresikkerhet. For eksempel:
• Pærespeservasjon : 0,1 % PVP + 1,5 % kitsan sammensatt, etter 15 dagers lagring sank råtesgraden til 5 % (12 % for gruppen med bare PVP og 25 % for den ubehandlede gruppen), og fasthetsbeholdningsgraden økte med 15 %;
• Jordbærspeservasjon : 0,1 % PVP + 1 % kitsan sammensatt, muggsoppfrekvensen etter 7 dagers lagring var bare 8 % (18 % for gruppen med bare PVP), og jordbæroverflaten føltes ikke klissete.

2. Viktige påvirkningsfaktorer: den sentrale grunnlaget for dynamisk justering av forholdet

1. Egenskaper hos hud på frukt og grønnsaker og lagringsstabilitet

• Tyrskinnede, langholdbare frukter og grønnsaker (epler, sitrus) :
  En høyere konsentrasjon av kitosan (1,5–2 %) kombinert med en lavere konsentrasjon av PVP (0,05–0,1 %) kan brukes til å forbedre sykdomsbeskyttelse ved å utnytte kitosans sterke antimikrobielle egenskaper. For eksempel reduserte behandling av sitrus med 0,1 % PVP + 2 % kitosan forekomsten av penicillium-sopp med 60 %.
• Tynnskinnede, skjøre frukter og grønnsaker (jordbær, fersken) :
  Redusere senk kitosankonsentrasjonen (0,5–1 %) og øk PVP-konsentrasjonen (0,1–0,2 %) for å hindre at for tykk film blokkerer porer. For eksempel opplevde jordbær behandlet med 0,1 % PVP + 0,8 % kitosan kun et vekttap på 6 % etter 10 dagers lagring (i sammenligning med 10 % for kitosan alene), uten lukt av anaerob respirasjon.

2. Kitosans molekylvekt og løselighetsegenskaper

• Kitosan med lav molekylvekt (<100 000 Da) :
  Dette materialet har god vannløselighet, men svake filmdannende egenskaper. Derfor, konsentrasjonen bør økes til 1,5–2 % , og kombineres med 0,1–0,2 % PVP for å forbedre filmens slagstyrke. For eksempel kan en kombinasjon av kito-san med lav molekylvekt (50 000 Da) og 0,15 % PVP danne en jevn, gjennomsiktig komposittfilm egnet til konservering av grønnsaker.
• Kito-san med høy molekylvekt (>100 000 Da) :
  Den har utmerkede filmdannende egenskaper, men krever oppløsning i syre (for eksempel 1 % eddiksyre). Ved sammensetning kan konsentrasjonen reduseres til 0,5–1 % , og 0,05–0,1 % PVP kan stabilisere filmstrukturen. For eksempel kan kito-san med høy molekylvekt (200 000 Da) kombinert med 0,1 % PVP oppnå en filmtykkelse på 2–3 μm, egnet for tomatbevarelse.

3. Anvendelsesprosess og miljøforhold

• Innstupingsmetode :
  Kitosankonsentrasjon bør holdes mellom 0,5 % og 1,5 % (for å unngå lengre nedkoking som kan føre til en tykk film), PVP-konsentrasjon mellom 0,05 % og 0,1 %, og nedkoketid bør være 5 til 8 minutter. For eksempel beholder agurker som er nedkokt i 0,1 % PVP + 1 % kitosan i 5 minutter 85 % av sin sprøhet etter 10 dagers lagring.
• Spruting :
  Kan brukes. Ved nøyaktig kontroll av sprayetrykket (0,2–0,3 MPa) kan en ultra-tynn sammensatt film på 1–2 μm dannes. for eksempel, etter at druer ble sprøytet med 0,05 % PVP + 1,5 % kitosan, ble kornfallraten redusert med 40 % etter 20 dagers lagring.
• Høye temperaturer og fuktige miljøer :
  Redusere kitosankonsentrasjonen til 0,5 %–1 % og øk PVP-konsentrasjonen til 0,1–0,2 % for å forbedre membranens luftgjennomtrengelighet. For eksempel kan litchi lagret ved romtemperatur om sommeren redusere skallbruning med 30 % etter behandling med 0,15 % PVP + 1 % kitosan.

3. Praktiske anbefalinger for bruk: fire trinn for å bestemme den optimale blandingen

1. Foreløpig eksperimentell screening av grunnleggende blandingsforhold

• Gradienttest : For målfrukter og grønnsaker ble tre grupper med blandingsforhold designet (for eksempel 0,1 % PVP + 1 % kitosan, 0,1 % PVP + 1,5 % kitosan, 0,15 % PVP + 1 % kitosan). Testindikatorene inkluderer:
  • Fysiske indikatorer : filmtykkelse (laser-tykkelsesmåler), filmtransparens (over 80 % gjennomsiktighet er utmerket);
  • Bevaringsindikatorer : vekttap (% <5 er utmerket), råtningsgrad (% <10 er utmerket), respirasjonsrate (redusert med mer enn 30 % er utmerket);
  • Sensoriske indikatorer : klissete følelse på overflaten (ingen følelse er utmerket), smak (uten lukt er utmerket).

2. Optimalisér oppløsningsprosessen og pH-kontroll

• Oppløsningsrekkefølge :
  løs først kitosan i 1 % eddiksyreløsning (rør i 30 minutter til det blir klart), deretter tilsettes PVP (må løses i deionisert vann på forhånd), og til slutt justeres pH til 5,5–6,5 med NaOH-løsning (nær nøytral for å unngå nedbrytning av PVP).
• Forbindelsens stabilitet :
  Hvis felling oppstår, tilsett 0,1–0,2 % glyserol (plastiseringsmiddel) eller 0,05 % sitronsyre (pH-buffer) for å forbedre løsningens stabilitet.

3. Tilpass lagringsmiljø og holdbarhetskrav

• Korttidsopplagring (<7 dager) :
  Høy kitosankonsentrasjon (1,5–2 %) + lav PVP-konsentrasjon (0,05 %) kan brukes til raskt å danne en antibakteriell film. For eksempel, når blåbær behandles med 0,05 % PVP + 1,5 % kitosan, er råtningsgraden bare 5 % etter 3 dagers lagring ved romtemperatur.
• Langtidsopplagring (>7 dager) :
  Det er nødvendig å balansere pustegjennomtrengelighet og antibakterielle egenskaper . Bruk 0,1 % PVP + 1 % kitosan og sett i kjøleskap (0–5 ℃). For eksempel, etter at epler er behandlet med denne blandingen, oppnår de en hardhetsbevaringsrate på 80 % etter 30 dagers lagring i kjøleskap.

4. Sikkerhetsverifikasjon og overholdningsbekreftelse

• Residuddeteksjon :
  Høytrykksvæskekromatografi (HPLC) ble brukt til å måle PVP-residuer (må være mindre enn 0,01 mg/kg), og den antibakterielle aktiviteten til kitosan ble verifisert ved hjelp av inhiberende sonetest (inhiberende sone mot Escherichia coli var større enn 15 mm, hvilket er utmerket).
• Reguleringstilpasning :
  Sørg for at kitosan er matkvalitet (grad av deasetylering > 85 %) og at sammensetningens konsentrasjon overholder maksimal bruksgrense for kitosan i "Standard for bruk av næringsmiddeltillsyn" (GB 2760) (vanligvis ≤2 %).

4. Typisk tilfelle: Referanse for optimal blanding for ulike frukter og grønnsaker

Oppsummer

Den optimale andelen av PVP og chitosan er ikke en fast verdi, men må justeres dynamisk rundt balansen mellom " antibakterielle egenskaper, filmformende egenskaper og pustegjennomslatelig het ". Kjerneestrategien er:

• Frukt og grønnsaker med tykk skall : fokus på chitosans antibakterielle egenskaper (1,5–2 %), kombinert med lav konsentrasjon av PVP (0,05–0,1 %);
• Frukt og grønnsaker med tynn skall : fokus på PVPs filmformende egenskaper (0,1–0,2 %), kombinert med middels til lav konsentrasjon chitosan (0,5–1 %);
• Kompleks miljø : Optimer membranytelse gjennom sammensettingsprosesser (som pH-justering og tilsetning av plastiseringsmidler), og bekreft sikkerhet og effektivitet gjennom forhåndsforsøk.

Gjennom de ovennevnte metodene kan holdbarheten til frukt og grønnsaker forlenges samtidig som mattrygghet og kvalitet ikke påvirkes.