壳聚糖在果蔬保鲜上的应用与研究进展.doc

壳聚糖在果蔬保鲜上的 应用与研究进展综述 摘要：从整体角度度壳聚糖进行综述，包括：其来源，制程，分子特征，物化特性，保鲜机理，保鲜效果，存在的问题，目前研究热点，发展方向。 关键词：壳聚糖，果蔬保鲜，进展，综述 壳聚糖(chitosan)具有良好的保湿性、润湿性、防止产生静电,且无毒副作用,易于生物降解,有良好的生物相容性。壳聚糖具有良好的成膜特性和强的抗菌保鲜防腐能力。作为高效、无毒、无味、成本较低的天然保鲜剂,壳聚糖越来越受到人们的关注。 来源及制程 1.1来源 壳聚糖或称，几丁胺糖，脱乙酰甲壳素、可溶性甲壳素、聚氨基葡萄糖，化学名称是聚（1，4－苷）－2氨基－β－D－葡萄糖,是由几丁质(Chitin)加工而成。几丁质来源丰富，是自然界第二大纤维来源。包括动物界的虾、蟹、昆虫外壳、鱿鱼软骨、微生物界的酵母菌及真菌细胞壁等.由于甲壳素之用途广泛，过去学术界及工业界对各种天然来源的甲壳素均曾试制。包括:发酵抗生素后之菌渣、缥丝后之蚕蛹，甚至于蝇蛆等，其着眼点是原料之成本低，才有可行性.目前工业界之主要习惯使用之基本原料为蟹壳及虾壳，因其来源可与水产加工厂配合，收集之成本较低.以挪威为例，其Haugesund渔港人口不过50000人，但其虾壳年产量即超过7000t。均在其方圆20公里之内，一般虾壳中之几丁质约占其重量之30%。其余则分别为蛋白质及碳酸钙各占半数。 几丁质之英文名称来源自希腊文，原意为“蜗牛之外衣”。最早由法国教授伯拉寇诺(HennBraconnot)于18n年于洋菇中发现，并于1823年由C以ier氏发展出一系列用途，定名为几丁质(Chitin)。至于甲壳素(Cllitosan)则为罗杰教授(Prof.CRouget)于1859所发现且定名。自1930至1940年之间，因其特殊化学性质引发工业界兴趣，竟有50篇专利提出申请，至今美国已有超过200篇之专利。 1.2 制程 甲壳素之制造方法大致为: 虽然其然来源虽号称仅次于纤维素，每年可达l万亿t.但实际容易取得之工业化来源仅为虾蟹等水产加工厂之副产品。全世界每年不过75)洲洲)t而已。故形成此工业发展之隐优.欲再上一层楼，有必要开发不同来源。 分子特征 几丁质之基本分子结构是乙酞葡萄糖胺(A优tylglucosa~)的聚合物。与纯葡萄糖聚合物的纤维素不同之处为其胺基乙酞根，将相邻之聚合链结合后不溶于水.其化学名称为:Poly一(l一叼一2一a姗而do一2一dcoxy一(一D一glucose，详如图 甲壳素之基本分子结构与几丁质类似，不同之处为其胺基上的乙酞根，经加工去除，是其聚合分子链带正电。甲壳素之正电荷可说是其各种生物效应之基础。因其本身聚合分子结构类似皮肤表层，又带有正电荷，可与病菌表面鞭毛及套膜吸附凝集，抑制其繁殖。甲壳素之脱乙酞度也影响其成膜之能力。较高脱乙酞度者，水溶液干燥后较易形成膜。(1) 3. 物化特性 壳聚糖的外观是白色或淡黄色半透明片状固体，略有珍珠光泽。壳聚糖在密闭干燥容器中保存，在常温下三年内不变质；吸湿或遇水引起分解反应；温度升高会加速分解反应；在干燥状态下，高温也会引起分解反应，但分解速度缓慢。在100℃的盐酸溶液中完全水解为胺基葡糖，而在比较温和的条件下则水解为胺基葡糖、壳二糖、壳三糖等低分子量多糖。壳聚糖的主要质量指标是粘度，目前国内外根据产品粘度不同分为3大类：①高粘度壳聚糖：1％壳聚糖溶于1％醋酸水溶液中，粘度大于1000cP；②中等粘度壳聚糖：1％壳聚糖溶于1％醋酸水溶液中，粘度在100～200cP；③低粘度壳聚糖：2％壳聚糖溶于2％醋酸水溶液中，粘度为20～50 cP，不同粘度的产品有不同的用途。壳聚糖可溶于大多数稀酸，如盐酸、醋酸、乳酸、苯甲酸、甲酸等酸溶液中。这是壳聚糖最主要、最有用的性质之一。不溶于水及碱溶液中，也不溶于硫酸和磷酸。因此在应用时应选择合适的酸使其溶解。在pH为5-6时其活性最大，精制品无色无味，溶液存放期间发生降解，因此要现配现用。且具有良好的的成膜性，膜的厚度易调解，可反复溶解和成膜。 4. 保鲜机理 4.1 膜机理 将壳聚糖涂到果蔬表面后，可在果蔬表面形成一层膜，此膜具有半透性，对氧气二氧化碳乙烯 具有一定的选择渗透作用，并且还要有一定的保水性。一方面阻止外界的空气进入膜层内，从而抑制果蔬原料的呼吸作用；另一方面能使呼吸产生的二氧化碳外逸，防止出现无氧发酵。 果蔬被膜保鲜的机理是通过果蔬表面的膜调节体内的氧气和二氧化碳浓度，使其呼吸作用减弱，达到保鲜的目的。同时，壳聚糖的成膜性也阻碍了病原菌与寄主组织或细胞的直接接触，减少了病原菌的有效侵入。膜层厚度是影响保鲜效果的主要因素。不同粘度的壳聚糖均存在一个最适宜的浓度。低于最适浓度，保鲜剂的粘度过小，在果蔬表面形成的壳聚糖膜层很薄，对果蔬体内与空气的气