本发明涉及一种香蕉-海带碳量子点保鲜剂制备及其延长复合豆浆货架期的应用，属于食品加工领域。
背景技术：
豆浆是以大豆为原料，经过预处理、磨浆、过滤、均质、杀菌等工序，调配制成的乳浊状液体制品，是传统的植物蛋白饮品之一。鲜豆浆中优质蛋白含量高、结构松散、游离度大，容易被人体所吸收利用，且它的氨基酸构成与人体所需非常接近，生物转化效率极高。除此之外，还含有人体健康所需的维生素与微量元素，以及大豆卵磷脂、类黄酮等多种生物活性物质，且不含胆固醇，对人的健康、生长与发育很有好处。随着国民生活水平的不断提高，人们对食品的营养价值也越来越重视，鲜豆浆也越来越受到广大消费者的青睐。
然而，豆浆中丰富的营养物质也为微生物的繁殖提供了优良的培养基。它在加工、贮运、销售过程中极易遭受各种细菌、芽孢菌的污染，造成豆浆品质的下降和货架期的缩短，给生产者带来严重的经济损失。若生产过程中无严格的灭菌处理，豆浆的保质期一般较短，常温下存贮(温度高于25℃)，鲜豆浆的保质期一般不超过24h，尤其在夏季，通常半天就会出现发酸、胀气、蛋白质凝结等变质腐败现象。冷藏条件(4℃)下，其保质期也不足3d(单长松等，)。控制微生物污染，延长保质期，稳定产品质量已成为豆浆大规模产业化的瓶颈之一。
复合豆浆是以大豆为主要原料，添加花生、黑豆、糯米、黑芝麻、荞麦、核桃、杏仁、腰果等，以改善豆浆的口感和营养均衡性。其中，花生含脂肪、糖类、维生素a、维生素b6、维生素e、维生素k，以及矿物质钙、磷、铁等营养成分。黑豆含有丰富的维生素、蛋黄素、黑色素及卵磷脂等物质。糯米营养丰富，为温补强壮食品，具有补中益气，健脾养胃之功效，对食欲不佳，腹胀腹泻有一定缓解作用。黑芝麻含有大量的脂肪和蛋白质，还含有糖类、维生素a、维生素e、卵磷脂、钙、铁、铬等营养成分，有健胃、保肝、促进红细胞生长的作用，同时可以增加体内黑色素，有利于头发生长。荞麦富含生物类黄酮、多肤、糖醇和d-手性肌醇等高活性药用成分，具有降糖、降脂、降胆固醇、抗氧化、抗衰老的功能。核桃中所含脂肪的主要成分是亚油酸甘油脂，食后能减少肠道对胆固醇的吸收。腰果含丰富的维生素a，是优良的抗氧化剂，还含有大量的蛋白酶抑制剂，能控制癌症病情。相比传统豆浆，复合豆浆由于营养更全面，口感更佳，越来越多的受到消费者及生产者的关注。孙明玉等()用大豆、花生和大米混合配料加工，得出一种最大固形物含量为3.42％的复合豆浆。一种复合豆浆及其制备方法(申请公布号：cn109892403a)公开了一种原料为黄豆、花生、枸杞、开心果、碧根果、腰果，小米的复合豆浆。然而该专利均是将所有原料烘干，磨成粉，粉末状的原料加水，放锅中煮，煮沸40分钟即可得豆浆。而本专利是将原料预处理后，加水浸泡，磨浆。
目前，工业生产中使用高温瞬时(htst)或超高温(uht)杀菌处理，可以大大延长豆浆的保质期。但是，过高的杀菌温度会对豆浆的营养物质造成不同程度的破坏，并且会对豆浆的风味产生一定程度的影响。在豆浆中添加防腐剂，货架期可以得到有效延长，目前，常用化学防腐剂苯甲酸、山梨酸等对豆制品进行保鲜，但它们可能对产品的口感产生不良的影响，且化学添加剂可能会对人体产生一定的毒副作用，仍然无法适应豆浆生产企业的安全保质要求。
纳米技术在农业、食品等领域有巨大发展前景，运用纳米形态学方法可以抑制许多细菌，包括致病菌的生物膜的产生，达到抑菌防腐的效果。碳量子点属于零维碳纳米材料，粒径小于10纳米，并且具有独特的形态、大小、表面功能基团和物理化学特性(阮志鹏等，)。随着碳量子点研究的增多，各种不同功能化的碳量子点被制得，并被越来越多地用于抗菌方面。水热法是目前碳量子点合成与研究较为热门的一种方法，它是直接加热有机分子前体的水溶液而获得碳量子点的方法(魏伟等，)。近年来，科研工作者更偏向于寻求自然可持续的有机生物原材料，如以土豆(徐静怡等，)、荔枝(chaudhary等，)、椰奶(roshni等，)等为原材料，均获得了高品质的碳量子点。张玉娟等()以香蕉为碳源，采用一步溶剂水热法合成得到了水溶性好、稳定性高的蓝色荧光碳量子点，用于检测水体中苦味酸。范凯等()以海带作为合成原料，通过水热法制备了水溶性较好的碳量子点，辅助壳聚糖制成纳米涂膜剂，用以延长黄瓜的保存期。然而在碳量子点合成过程中添加了乙二胺，不适合直接添加到饮品中。以上文献所述的研究与本发明相比，碳量子点的合成原料及用途均不同。这些碳量子点多数用于食品检测中或用于涂膜剂中，而本发明是将所制保鲜剂直接加入复合豆浆中。此外，本发明中的碳量子点保鲜剂以香蕉和海带为原料，协同制备碳量子点的方法还未见报道。
除上述专利，经检索与本专利密切相关的专利，具体分析如下：
黄雯波(专利公开号：cn101744347a)公布了一种用于豆浆的天然食品保鲜剂及其制备方法。其原料中含有芦荟、黄芩、丹参和黄姜。将该保鲜剂用于豆浆类的保鲜实验，结果显示，该发明的保鲜剂具有显著的保鲜效果，实现了对豆浆类的长期保存。然而，从结果可见，虽然制得的保鲜剂可以在一定程度上较少菌落总数，但其数值显著高于国家标准对植物蛋白饮料中菌落总数的要求。而本发明制得的纳米保鲜剂，在保证豆浆感官品质的同时，贮藏期内菌落总数符合国家标准的规定。
黄先刚(专利公开号：cn108902303a)公布了一种豆奶用保鲜剂及制备方法，豆奶用保鲜剂包括乳酸链球菌素、金银花提取物、甘草提取物、溶菌酶、洋槐花提取物、百里香酚、白砂糖、番茄红素、维生素c、黄氏多糖、蜂王浆。经捣碎、蒸馏、超声、离心，过滤出精华，得到所需保鲜剂。该方法采用的金银花提取物、甘草提取物、洋槐花提取物，均不属于常用的食品原料，不适合于工业化的生产。而本发明则是以香蕉为原材料，是一种安全的食品原料。
刘振龙(专利公开号cn10521a)公开了一种豆浆饮品冷杀菌延长保质期的方法，将豆浆经co2高压处理100～120min，压力条件为450～500mpa，温度条件为23～27℃，随后将处理后的豆浆进行无菌灌装。上述步骤杀死了豆浆中细菌总数的99.6％，残留活菌数小于2.2×10cfu/l，控制了饮品微生物的含量，室温下的保质期大大延长。然而由于co2高压处理的投资较高，处理量有限，因此在工厂中的应用尚少。
温书太(专利公开号cn102669289a)公开了一种不含防腐剂且具有较长保质期的豆浆的制备方法。该发明将分装后的豆浆进行两次105～110℃高温灭菌30-40min，达到所产豆浆在不添加防腐剂的条件下能够长期稳定保存的目的。然而该豆浆经过两次高温灭菌，势必会造成大量营养成分的损失。而本发明中，分装后的豆浆采用巴氏杀菌，可以有效缓解高温对营养成分的破坏。
赵大鹏(专利公开号cn107251950a)公开了及一种豆浆保质期延长方法，在黄豆浸泡期间，使用抑菌液代替清水浸泡，抑菌液由蒲公英、枸杞、金银花、胎菊按一定比例，加水并加热至75～85℃保温，浸泡60～90min后，再加水释后制得；在豆浆榨好后先过滤掉豆渣，再进行的熬煮，熬煮过程中，使用140℃，0.24mpa高温高压蒸煮2～3分钟；豆浆包装后进行巴氏灭菌。使用该发明得到的豆浆具有较长的保质期。然而，该发明中采用的蒲公英、枸杞、金银花、胎菊，均不属于常用的食品原料，不适合于工业化的生产。
陈奶连(cn109832336a)公开了一种主要原料为大豆、黑芝麻、板栗、小红虾、鱼骨粉、核桃的复合豆浆。所有原料预处理后，放入烤箱中烤酥，最后研磨成粉，装袋密封，即为成品，服用时，用开水冲泡。而本专利所发明的复合豆浆是鲜豆浆，装入瓶中密封保存，饮用方法更为便捷。
黄珊等(cn106744810a)发明公开了一种以香蕉皮为原料的水溶性碳量子点的制备方法。将前处理得到的香蕉皮，加入0.05～0.2g/ml聚乙二醇溶液中搅拌均匀，置于180℃下，反应12h，得棕色溶液。过滤、透析，60℃恒温条件下，经旋转蒸发得到水溶性碳量子点。与该制备方法相比，本发明合成过程中不添加聚乙二醇或其他任何化学物质，安全性高。
王晓娟等(cn106629659b)公布了一种以海藻为碳源的荧光碳量子点的制备方法和用途。将海藻清洗后和水一起粉碎，放入密封体系中进行高温水热反应并使海藻浆体碳化，随后对碳化产物进行后处理得到荧光碳量子点溶液。与之相比，本发明利用香蕉与海带协同制备碳量子点，香蕉的特殊风味可以掩盖海带在高温过程中产生的不良风味，更适合添加到食品中。
田林等(cn107764788a)公布了一种碳量子点的合成方法、碳量子点及检测fe3+的方法，该碳量子点以胡萝卜为碳源，利用水热合成制备了表面含有丰富官能团的碳量子点。该专利需要加入柠檬酸为分散剂，且胡萝卜需要进行前处理，并且该碳量子点的用途也与本发明明显不同。
技术实现要素：
本发明的目的是开发一种可以延长豆浆货架期的香蕉-海带碳量子点保鲜剂的制备方法。该法为以香蕉和海带为主要原料，经过捣碎，加水混合，剪切，加热，离心，过滤得到含有碳量子点的保鲜剂，将其添加到豆浆中，可以延长豆浆的货架期，同时不影响豆浆的感官品质。
本发明的技术方案：
一种香蕉-海带碳量子点保鲜剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料捣碎：以重量份计，将15～25份香蕉和15～25份海带捣碎；
(2)加水混合：加入90～190份的去离子水，与捣碎后的香蕉和海带混合均匀；
(3)剪切：将混合液采用剪切机剪切，制得香蕉-海带匀浆；
(4)加热：将香蕉-海带匀浆转移至聚四氟乙烯为内衬的水热反应釜中，在105～180℃下加热2～6h，进行水热反应；
(5)冷却：待水热反应结束后，将水热反应釜置于室温下冷却，冷却后打开水热反应釜，得褐色溶液；
(6)离心：将褐色溶液进行离心，弃去沉淀；
(7)过滤：将离心后的上清液采用滤膜过滤，得香蕉-海带碳量子点保鲜剂。
所述剪切机剪切的时间为3-5min。
所述离心的条件为：转速3000～6000rpm，离心10～20min。
所述滤膜的孔径为0.22μm～0.8μm。
制备得到的香蕉-海带碳量子点保鲜剂在延长复合豆浆货架期的应用，步骤如下：
(1)复合豆浆的制备：选用优质大豆、花生、黑豆、糯米、黑芝麻、荞麦、核桃、杏仁、腰果中的两种以上混合作为原料，原料预处理后，磨浆、添加辅料及香蕉-海带碳量子点保鲜剂，均质后杀菌；
(2)灌装：将灭菌后的豆浆热灌装于玻璃容器中；
(3)灭菌：对灌装好的豆浆进行杀菌，冷却至室温，得成品复合豆浆。原料、辅料、香蕉-海带碳量子点保鲜剂的添加比例关系为：10～15％原料、3～5％辅料、6～12％香蕉-海带碳量子点保鲜剂。所述辅料为：白砂糖、水溶性壳聚糖、大豆卵磷脂。
步骤(1)中，杀菌的条件为：121～137℃下杀菌7～15s；原料的预处理过程包括：浸泡、筛选、清洗；步骤(3)中，灭菌的条件为：85℃～95℃下灭菌20min～50min。
本发明的有益效果：采用本发明方法制备的香蕉-海带碳量子点保鲜剂，其纳米粒子直径在0.54～1.74nm之间，符合纳米抑菌剂的特征；加入此纳米保鲜剂的复合豆浆，感官特征无明显改变，在室温下贮藏，货架期可延长至4天。
附图说明
图1为纳米粒子粒径分布图。
具体实施方式
实施例1复合豆浆配方1的香蕉-海带碳量子点保鲜剂制备及其应用
取香蕉15g，海带15g，捣碎，转移至200ml烧杯中，用40ml去离子水清洗研钵，并将清洗后的液体一并转移至烧杯中，随后加入50ml去离子水，混匀；剪切机剪切3min，制得香蕉-海带匀浆；将匀浆转移至100ml聚四氟乙烯为内衬的水热反应釜中，置于烘箱中，105℃，加热5h；反应结束后，将反应釜从烘箱中取出，并于室温下冷却，冷却后，打开反应釜，得褐色产物；将所得褐色溶液转移至离心管中，5000rpm，离心20min，弃去沉淀；上清液用0.22μm滤膜过滤，得香蕉-海带碳量子点保鲜剂。复合豆浆配方1：大豆7.00％、黑豆4.00％、黑芝麻1.50％、腰果0.02％、杏仁0.02％、白砂糖3.50％、香蕉-海带碳量子点保鲜剂8％、纯净水75.96％。以上原料预处理后，磨浆、添加辅料及保鲜剂，均质，于137℃条件下杀菌7s；将灭菌后的豆浆热灌装于玻璃容器中；于90℃下，杀菌20min，随后冷却至室温，得成品豆浆。
实施例2复合豆浆配方2的香蕉-海带碳量子点保鲜剂制备及其应用
取香蕉15g，海带15g，捣碎，转移至200ml烧杯中，用40ml去离子水清洗研钵，并将清洗后的液体一并转移至烧杯中，随后加入50ml去离子水，混匀；剪切机剪切3min，制得香蕉-海带匀浆；将匀浆转移至100ml聚四氟乙烯为内衬的水热反应釜中，置于烘箱中，105℃，加热5h；反应结束后，将反应釜从烘箱中取出，并于室温下冷却，冷却后，打开反应釜，得褐色产物；将所得褐色溶液转移至离心管中，5000rpm，离心20min，弃去沉淀；上清液用0.22μm滤膜过滤，得香蕉-海带碳量子点保鲜剂。复合豆浆配方2：大豆7.00％、花生4.00％、糯米1.50％、荞麦0.40％、核桃0.02％、白砂糖3.50％、香蕉-海带碳量子点保鲜剂8％、纯净水75.58％。以上原料预处理后，磨浆、添加辅料及保鲜剂，均质，于137℃条件下杀菌7s；将灭菌后的豆浆热灌装于玻璃容器中；于90℃下，杀菌20min，随后冷却至室温，得成品豆浆。
实施例3复合豆浆配方3的香蕉-海带碳量子点保鲜剂制备及其应用
取香蕉15g，海带15g，捣碎，转移至200ml烧杯中，用40ml去离子水清洗研钵，并将清洗后的液体一并转移至烧杯中，随后加入50ml去离子水，混匀；剪切机剪切3min，制得香蕉-海带匀浆；将匀浆转移至100ml聚四氟乙烯为内衬的水热反应釜中，置于烘箱中，105℃，加热5h；反应结束后，将反应釜从烘箱中取出，并于室温下冷却，冷却后，打开反应釜，得褐色产物；将所得褐色溶液转移至离心管中，5000rpm，离心20min，弃去沉淀；上清液用0.22μm滤膜过滤，得香蕉-海带碳量子点保鲜剂。复合豆浆配方3：大豆7.00％、花生3.20％、黑豆0.80％、糯米0.80％、黑芝麻0.50％、荞麦0.20％、核桃0.01％、杏仁0.01％、腰果0.01％、白砂糖3.50％、香蕉-海带碳量子点保鲜剂8％、纯净水75.97％。以上原料预处理后，磨浆、添加辅料及保鲜剂，均质，于137℃条件下杀菌7s；将灭菌后的豆浆热灌装于玻璃容器中；于90℃下，杀菌20min，随后冷却至室温，得成品豆浆。
技术特征：
1.一种香蕉-海带碳量子点保鲜剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料捣碎：以重量份计，将15～25份香蕉和15～25份海带捣碎；
(2)加水混合：加入90～190份的去离子水，与捣碎后的香蕉和海带混合均匀；
(3)剪切：将混合液采用剪切机剪切，制得香蕉-海带匀浆；
(4)加热：将香蕉-海带匀浆转移至聚四氟乙烯为内衬的水热反应釜中，在105～180℃下加热2～6h，进行水热反应；
(5)冷却：待水热反应结束后，将水热反应釜置于室温下冷却，冷却后打开水热反应釜，得褐色溶液；
(6)离心：将褐色溶液进行离心，弃去沉淀；
(7)过滤：将离心后的上清液采用滤膜过滤，得香蕉-海带碳量子点保鲜剂。
2.根据权利要求1所述的一种香蕉-海带碳量子点保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述剪切机剪切的时间为3-5min。
3.根据权利要求1或2所述的一种香蕉-海带碳量子点保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述离心的条件为：转速3000～6000rpm，离心10～20min。
4.根据权利要求1或2所述的一种香蕉-海带碳量子点保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述滤膜的孔径为0.22μm～0.8μm。
5.根据权利要求3所述的一种香蕉-海带碳量子点保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述滤膜的孔径为0.22μm～0.8μm。
6.权利要求1-5任一所述制备方法得到的香蕉-海带碳量子点保鲜剂在延长复合豆浆货架期的应用，其特征在于，步骤如下：
(1)复合豆浆的制备：选用优质大豆、花生、黑豆、糯米、黑芝麻、荞麦、核桃、杏仁、腰果中的两种以上混合作为原料，原料预处理后，磨浆、添加辅料及香蕉-海带碳量子点保鲜剂，均质后杀菌；
(2)灌装：将灭菌后的豆浆热灌装于玻璃容器中；
(3)灭菌：对灌装好的豆浆进行杀菌，冷却至室温，得成品复合豆浆。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，原料、辅料、香蕉-海带碳量子点保鲜剂的添加比例关系为：10～15％原料、3～5％辅料、6～12％香蕉-海带碳量子点保鲜剂。
8.根据权利要求6或7所述的应用，其特征在于，所述辅料为：白砂糖、水溶性壳聚糖、大豆卵磷脂。
9.根据权利要求6或7所述的应用，其特征在于，步骤(1)中，杀菌的条件为：121～137℃下杀菌7～15s；原料的预处理过程包括：浸泡、筛选、清洗；步骤(3)中，灭菌的条件为：85℃～95℃下灭菌20min～50min。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，步骤(1)中，杀菌的条件为：121～137℃下杀菌7～15s；原料的预处理过程包括：浸泡、筛选、清洗；步骤(3)中，灭菌的条件为：85℃～95℃下灭菌20min～50min。
技术总结
本发明涉及一种香蕉‑海带碳量子点保鲜剂的制备方法及其延长复合豆浆货架期的应用，属于食品加工领域。本发明以香蕉、海带为主要原料，经过捣碎，加水混合，剪切，加热，离心，过滤得到含有碳量子点的保鲜剂。采用本发明方法制备的碳量子点，其纳米粒子直径在0.54～1.74nm之间，符合纳米抑菌剂的特征；加入此纳米保鲜剂的复合豆浆，感官特征无明显改变，在室温下贮藏，货架期可延长至4天。本发明是一种工艺流程简单，成本低廉，能耗低，适合于工业化生产的天然纳米保鲜剂的制备方法。
技术研发人员：张慜;赵琳琳;柏宝松;汪海祥;张健
受保护的技术使用者：江南大学;扬州冶春食品生产配送股份有限公司
技术研发日：.11.06
技术公布日：.01.17
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