本发明属于抑菌材料的技术领域，具体涉及一种以柚子皮囊和籽为原料的抑菌剂及其制备方法。
背景技术：
中国的柚子的品种资源和栽培面积距世界之首，年产量居世界前列，柚子包含有柚子皮囊、果肉和籽，柚子皮囊还包括外果皮和白囊层，柚子皮囊含有许多有价值的成分，例如含有许多萜类化合物、醇类、犬类、酮类、酸类以及非挥发性组分等，其中以萜类化合物占主要成分，其含量达75～90％，而萜类化合物中，以柠檬烯为主，之后是月桂烯、萜品烯、罗勒烯、α-蒎烯和β-蒎烯等，而生活中，大多数柚子皮囊作为废弃物难以降解，将其丢弃会造成资源的浪费以及垃圾存放空间的浪费。
大多数水果蔬菜采摘之后若不及时采取抑菌、保鲜等措施，容易引起果蔬腐败变质等现象，而引起腐败变质的原因主要由果蔬自身组织生理条件或衰老、病原微生物易侵染或者机械损伤三大原因。其中，病原微生物主要包括链格孢属、灰葡萄属、炭疽菌属、青霉病、拟茎点霉属、小核菌属、以及假单胞菌细菌等，而水果为食用品，是人们会长期食用的食物之一，因此做好水果的抑菌防腐工作于人们的生活息息相关。
现有技术中，多采用刺激作用较强的化学试剂作为杀菌抑菌的材料，这些化学试剂的使用不仅可能影响果蔬的品质，还会影响种植环境。
技术实现要素：
针对以上问题，本发明的目的在于提供一种以柚子皮囊和籽为原料的抑菌剂及其制备方法，开发一种充分利用柚子皮囊和籽中的抑菌抗菌成分，以及抗氧化成分，制备一种具有可生物降解的抑菌剂。
本发明的技术内容如下：
本发明提供了一种以柚子皮囊和籽为原料的抑菌剂，所述抑菌剂的组成原料包括柚子皮囊以及籽、生物酶、乳化剂以及活性炭粉末；所述柚子皮囊包括柚子的外层油性皮以及内部的白囊层；
所述生物酶包括淀粉酶和糖化酶，所述淀粉酶包括α-淀粉酶或β-淀粉酶，经过生物酶改性的柚子皮囊柚皮滤渣具有一定的疏水性，避免给微生物病菌造成舒适易生存的环境，淀粉酶和糖化酶联合作用水解柚子皮囊柚皮滤渣中的淀粉类物质为可溶性的糖，降低其亲水性；
所述乳化剂包括鲸蜡硬脂醇、聚甘油脂肪酯、蔗糖酯、大豆磷脂、蛋黄磷脂的一种或以上，采用食品级的乳化剂，促进与柚子皮囊和籽中的提取成分的进一步融合，且可作为一种成分稳定剂，更有利于发挥抑菌以及抗氧化的作用，且有利于环境的绿色健康；
所述活性炭粉末为包括竹叶和颗粒活性炭混合研磨制得，，其混合比例为(1～2)：(2～1)，该活性炭粉末作为一种多孔颗粒载体负载抑菌成分，提高稳定性；
所述颗粒活性炭包括椰壳颗粒活性炭或者果壳颗粒活性炭。
本发明还提供了一种以柚子皮囊和籽为原料的抑菌剂的制备方法，所述制备方法包括：将柚子皮囊以及籽进行预处理得到柚皮滤渣和柚皮提取液，将柚皮滤渣与生物酶混合酶解得到改性柚皮滤渣，将柚皮提取液与乳化剂混合乳化得到乳化液，最后将改性柚皮滤渣、乳化液混合，一边搅拌一边加入活性炭粉末，即得抑菌剂；
所述预处理的操作为，将柚子皮囊以及籽混合并粉碎，加入75～80％的乙醇溶液，并加热至70～75℃蒸馏提取，过滤得到柚皮滤渣和柚皮提取液；
所述柚子皮囊以及籽混合并粉碎得到的物料与乙醇溶液的混合比例为1：(6～8)；
所述柚皮滤渣和生物酶的混合比例为1：(0.4～0.8)；
所述乳化的反应温度为60～70℃。
本发明的有益效果如下：
本发明的以柚子皮囊和籽为原料的抑菌剂，采用柚子皮囊以及籽作为核心的抑菌原料，采用生物酶改性柚子皮，增强柚子皮的疏水性，提高抑菌作用；采用乳化剂对柚子的抑菌成分进行乳化，使得抑菌成分可以形成一个比较稳定的环境，从而促进抑菌抗菌的作用，同时提高抗氧化性；采用活性炭粉末为抑菌成分发挥作用提供一个载体，且其具有生物可降解性以及可回收利用的特点；
本发明的抑菌剂的制备方法简单易行，可重复性高，所的原料成本较低，且所制得抑菌剂可用于水果和蔬菜种植以及采摘后的抑菌好抗菌，还可用于日常生活中其它食物的抗菌，仅须把抑菌剂放在需要抗菌处的附近即可，对于南方天气的潮湿天气，在易潮湿发霉的地方亦可使用该抑菌剂，成本较低，可广泛应用。
具体实施方式
以下通过具体的实施案例对本发明作进一步详细的描述，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
若无特殊说明，本发明的所有原料和试剂均为常规市场的原料、试剂。
实施例1
一种以柚子皮囊和籽为原料的抑菌剂的制备方法：
1)预处理：将柚子皮囊与柚子果肉里的籽混合，并粉碎，用75％的乙醇溶液，料液比为1：6，加热至70℃蒸馏提取3h；
2)二次预处理：将上述预处理得到的柚皮滤渣，加入75％的乙醇溶液，料液比为1：5，加热至70℃蒸馏提取2h，进行二次提取；
3)将两次得到的滤渣和提取液分别混合得到柚皮滤渣和柚皮提取液，将柚皮提取液进一步加热浓缩；
4)改性柚皮滤渣制备：将柚皮滤渣用水洗涤之后，与糖化酶以1：0.4的比例混合，搅拌均匀后，密封静置2h；
5)乳化液制备：将柚皮提取液与乳化剂鲸蜡硬脂醇混合搅拌，加热至60℃，以300～400r/min的速度搅拌40分钟，并冷却至室温，得到乳化液；
6)抑菌剂制备：将改性柚皮滤渣以及乳化液混合搅拌，一边搅拌一边加入活性炭粉末，所述改性柚皮滤渣、乳化液以及活性炭粉末的混合比例为2：5：1，搅拌速度为250～300r/min，搅拌持续时间为1.5～2h，即得到抑菌剂。
上述活性炭粉末为竹叶和颗粒活性炭混合研磨制得，混合比例为1：1，所述颗粒活性炭为椰壳颗粒活性炭。
实施例2
一种以柚子皮囊和籽为原料的抑菌剂的制备方法：
1)预处理：将柚子皮囊与柚子果肉里的籽混合，并粉碎，加入80％的乙醇溶液，料液比为1：7，加热至73℃蒸馏提取3h；
2)二次预处理：将上述预处理得到的柚皮滤渣，加入80％的乙醇溶液，料液比为1：6，加热至73℃蒸馏提取2h，进行二次提取；
3)将两次得到的滤渣和提取液分别混合得到柚皮滤渣和柚皮提取液，将柚皮提取液进一步加热浓缩；
4)改性柚皮滤渣制备：将柚皮滤渣用水洗涤之后，与α-淀粉酶以1：0.6的比例混合，搅拌均匀后，密封静置2h；
5)乳化液制备：将柚皮提取液与乳化剂聚甘油脂肪酯、大豆磷脂混合搅拌，加热至65℃，以300～400r/min的速度搅拌50分钟，并冷却至室温，得到乳化液；
6)抑菌剂制备：将改性柚皮滤渣以及乳化液混合搅拌，一边搅拌一边加入活性炭粉末，所述改性柚皮滤渣、乳化液以及活性炭粉末的混合比例为2：6：1，搅拌速度为250～300r/min，搅拌持续时间为1.5～2h，即得到抑菌剂。
上述活性炭粉末为竹叶和颗粒活性炭混合研磨制得，混合比例为1：2，所述颗粒活性炭为果壳颗粒活性炭。
实施例3
一种以柚子皮囊和籽为原料的抑菌剂的制备方法：
1)预处理：将柚子皮囊与柚子果肉里的籽混合，并粉碎，用80％的乙醇溶液，料液比为1：8，加热至75℃蒸馏提取3h；
2)二次预处理：将上述预处理得到的柚皮滤渣，加入80％的乙醇溶液，料液比为1：7，加热至75℃蒸馏提取2h，进行二次提取；
3)将两次得到的滤渣和提取液分别混合得到柚皮滤渣和柚皮提取液，将柚皮提取液进一步加热浓缩；
4)改性柚皮滤渣制备：将柚皮滤渣用水洗涤之后，与β-淀粉酶以1：0.8的比例混合，搅拌均匀后，密封静置2h；
5)乳化液制备：将柚皮提取液与乳化剂(鲸蜡硬脂醇、聚甘油脂肪酯、蔗糖酯、大豆磷脂、蛋黄磷脂的一种或以上)混合搅拌，加热至70℃，以300～400r/min的速度搅拌60分钟，并冷却至室温，得到乳化液；
6)抑菌剂制备：将改性柚皮滤渣以及乳化液混合搅拌，一边搅拌一边加入活性炭粉末，所述改性柚皮滤渣、乳化液以及活性炭粉末的混合比例为3：7：1，搅拌速度为250～300r/min，搅拌持续时间为1.5～2h，即得到抑菌剂。
上述活性炭粉末为竹叶和颗粒活性炭混合研磨制得，混合比例为2：1，所述颗粒活性炭为果壳颗粒活性炭。
对比例1
以实施例1为对照，制备工艺中不采用酶制剂和活性炭的处理：
1)预处理：将柚子皮囊与柚子果肉里的籽混合，并粉碎，用75％的乙醇溶液，料液比为1：6，加热至70℃蒸馏提取3h；
2)二次预处理：将上述预处理得到的柚皮滤渣，加入75％的乙醇溶液，料液比为1：5，加热至70℃蒸馏提取2h，进行二次提取；
3)将两次得到的滤渣和提取液分别混合得到柚皮滤渣和柚皮提取液，将柚皮提取液进一步加热浓缩；
4)乳化液制备：将柚皮提取液与乳化剂鲸蜡硬脂醇混合搅拌，加热至60℃，以300～400r/min的速度搅拌40分钟，并冷却至室温，得到乳化液；
5)抑菌剂制备：将柚皮滤渣以及乳化液混合搅拌，所述柚皮滤渣、乳化液的混合比例为2：5，搅拌速度为250～300r/min，搅拌持续时间为1.5～2h，即得到抑菌剂。
对比例2
以实施例1为对照，制备工艺中不采用酶制剂进行处理：
1)预处理：将柚子皮囊与柚子果肉里的籽混合，并粉碎，用75％的乙醇溶液，料液比为1：6，加热至70℃蒸馏提取3h；
2)二次预处理：将上述预处理得到的柚皮滤渣，加入75％的乙醇溶液，料液比为1：5，加热至70℃蒸馏提取2h，进行二次提取；
3)将两次得到的滤渣和提取液分别混合得到柚皮滤渣和柚皮提取液，将柚皮提取液进一步加热浓缩；
4)乳化液制备：将柚皮提取液与乳化剂鲸蜡硬脂醇混合搅拌，加热至60℃，以300～400r/min的速度搅拌40分钟，并冷却至室温，得到乳化液；
5)抑菌剂制备：将柚皮滤渣以及乳化液混合搅拌，一边搅拌一边加入活性炭粉末，所述柚皮滤渣、乳化液以及活性炭粉末的混合比例为2：5：1，搅拌速度为250～300r/min，搅拌持续时间为1.5～2h，即得到抑菌剂。
对比例3
以实施例1为对照，制备工艺中不采用乳化剂进行处理：
1)预处理：将柚子皮囊与柚子果肉里的籽混合，并粉碎，用75％的乙醇溶液，料液比为1：6，加热至70℃蒸馏提取3h；
2)二次预处理：将上述预处理得到的柚皮滤渣，加入75％的乙醇溶液，料液比为1：5，加热至70℃蒸馏提取2h，进行二次提取；
3)将两次得到的滤渣和提取液分别混合得到柚皮滤渣和柚皮提取液，将柚皮提取液进一步加热浓缩；
4)改性柚皮滤渣制备：将柚皮滤渣用水洗涤之后，与糖化酶以1：0.4的比例混合，搅拌均匀后，密封静置2h；
5)抑菌剂制备：将改性柚皮滤渣以及柚皮提取液混合搅拌，一边搅拌一边加入活性炭粉末，所述改性柚皮滤渣、柚皮提取液以及活性炭粉末的混合比例为2：5：1，搅拌速度为250～300r/min，搅拌持续时间为1.5～2h，即得到抑菌剂。
对比例4
以实施例1为对照，制备工艺中不采用活性炭进行处理：
1)预处理：将柚子皮囊与柚子果肉里的籽混合，并粉碎，用75％的乙醇溶液，料液比为1：6，加热至70℃蒸馏提取3h；
2)二次预处理：将上述预处理得到的柚皮滤渣，加入75％的乙醇溶液，料液比为1：5，加热至70℃蒸馏提取2h，进行二次提取；
3)将两次得到的滤渣和提取液分别混合得到柚皮滤渣和柚皮提取液，将柚皮提取液进一步加热浓缩；
4)改性柚皮滤渣制备：将柚皮滤渣用水洗涤之后，与糖化酶以1：0.4的比例混合，搅拌均匀后，密封静置2h；
5)乳化液制备：将柚皮提取液与乳化剂鲸蜡硬脂醇混合搅拌，加热至60℃，以300～400r/min的速度搅拌40分钟，并冷却至室温，得到乳化液；
6)抑菌剂制备：将改性柚皮滤渣以及乳化液混合搅拌，所述改性柚皮滤渣、乳化液的混合比例为2：5，搅拌速度为250～300r/min，搅拌持续时间为1.5～2h，即得到抑菌剂。
对比例5
以实施例1为对照，步骤4)的酶制剂改为纤维素酶，其它条件以及步骤不变。
对比例6
以实施例1为对照，步骤4)的酶制剂改为果胶酶，其它条件以及步骤不变。
对比例7
以实施例1为对照，步骤4)的酶制剂改为蛋白酶，其它条件以及步骤不变。
试验例
将实施例1～3以及对比例1～7所制得的抑菌剂用于对大肠杆菌、酵母菌、金黄色葡萄球菌、青霉菌以及链格孢菌的抑制作用进行实验并检测。
(1)实施例1对大肠杆菌的实验
取1ml大肠杆菌的培养悬浮液(浓度1×108cfu/ml)至培养皿中，倒入3ml的已灭菌的lb培养基，转动培养皿使得培养基与菌液混合均匀，静置凝成平板，将实施例1制得的抑菌剂配置成浓度为(0.10％或者0.25％)的溶液，用无菌镊子夹起一片滤纸放入抑菌剂溶液中浸透，把滤纸放在平板中凝好的培养基的中心，用镊子稍用力按一下，使得滤纸与培养基充分紧贴，做3组，在室温下培养6h后分别观察，用直尺测量抑菌圈的大小，计算抑菌率，取平均值。
实施例1的抑菌剂对其它酵母菌、金黄色葡萄球菌青霉菌以及链格孢菌的抑制实验的操作步骤同上；
实施例2～3以及对比例1～7的所制得的抑菌剂对大肠杆菌、酵母菌、金黄色葡萄球菌、青霉菌以及链格孢菌的抑制实验的操作步骤同上，在此不作重复赘述。
将实施例1～3以及对比例1～7所制得的抑菌剂(浓度为0.10％或者0.25％)对大肠杆菌、酵母菌、金黄色葡萄球菌、青霉菌以及链格孢菌的抑制率记录如下：
表1抑菌剂对微生物细菌的抑制率
由表1可知，本发明的实施例1～3制得的抑菌剂对大肠杆菌、酵母菌、金黄色葡萄球菌、青霉菌以及链格孢菌均具有比较明显的抑菌作用；
对于对比例1，其抑制剂的制备过程中不采用酶制剂以及活性炭的处理，由表1数据可见，其对各菌群的抑制率均低于实施例1所制备的抑制剂的，表明缺少了酶制剂和活性炭的作用会影响抑菌剂的抑菌效果；
对于对比例2～4，所述抑制剂的制备过程分别减少酶制剂、或乳化剂、或活性炭的使用步骤，从表1的结果看来，对菌种的抑菌效果不及实施例1抑菌剂的抑菌效果；
对于对比例5～7，所述抑制剂的制备过程中通过改变酶制剂的选择观察其对抑菌剂的抑菌效果的改变，由表1可见，采用纤维素酶或者果胶酶或者蛋白酶作为酶制剂，其制备的抑菌剂的抑菌效果不如实施例1的抑菌剂，同理，实施例2～3的抑菌效果跟实施例1的效果相同，所述酶制剂(糖化酶、α-淀粉酶或β-淀粉酶)的效果均优于其它常用酶制剂；
综上可得，本发明的抑菌剂所采用的的原料以及制备工艺能够取得优异的抑菌效果，且所采用的原料制得的抑菌剂具有易降解性，对环境较友好。