張浩

（合肥學(xué)院，安徽合肥230000）

分析殼聚糖衍生物膜在水果保鮮中的作用

張浩

（合肥學(xué)院，安徽合肥230000）

水果保鮮是在水果采摘后至上架期間維持水果正常色澤、口感、營(yíng)養(yǎng)，保持水果商品價(jià)值的重要手段和措施.殼聚糖衍生物由于其良好的成膜性、保濕性、抑菌性，能夠有效地保持水果新鮮度，在當(dāng)前果蔬保鮮領(lǐng)域內(nèi)受到了人們更多的關(guān)注.本文介紹了殼聚糖及其衍生物，闡述了殼聚糖衍生物膜在水果保鮮中的作用機(jī)理，并對(duì)殼聚糖保鮮劑在水果保鮮中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單的敘述，論述了其對(duì)水果保鮮的作用和意義.

殼聚糖；衍生物；農(nóng)產(chǎn)品；生物膜；保鮮

水果中含有豐富的維生素、膳食纖維等人體日常所必需的營(yíng)養(yǎng)，是人類良好的保健食品，但作為一種鮮活的農(nóng)產(chǎn)品，水果有淡旺季之分且由于含水量高、組織柔嫩，在采摘后容易腐爛變質(zhì)，不新鮮的水果不但會(huì)導(dǎo)致其所含有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失，腐爛變質(zhì)后還含有對(duì)人體有害的物質(zhì)，尤其近年來(lái)隨著農(nóng)產(chǎn)品種植栽培技術(shù)的發(fā)展，水果市場(chǎng)更加豐富，大量的水果在采摘后的保鮮也更加重要.當(dāng)前水果保鮮采用的方法主要有低溫貯藏、防腐保鮮劑處理及氣調(diào)貯藏、輻射保鮮等，但這些方法在保鮮效果、對(duì)人體健康與環(huán)境的影響及經(jīng)濟(jì)性等方面存在著或多或少的不足，實(shí)際應(yīng)用的效果不佳，因此，尋找有效的水果保鮮技術(shù)，提高水果貯藏保鮮水平有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義.涂膜保鮮技術(shù)是當(dāng)前食品保鮮領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)之一，它是通過(guò)在果蔬表面涂上一層以天然糖類、蛋白質(zhì)、油脂等為原料的高分子液態(tài)可食用膜，利用其干燥后形成的均勻的膜來(lái)隔離果蔬與空氣，阻止果蔬的呼吸作用，從而改善果蔬的新鮮飽滿程度，減少細(xì)菌浸染引起的腐爛，達(dá)到果蔬保鮮的目的，目前水果保鮮的可食用膜主要有多糖膜、蛋白膜、脂質(zhì)膜和復(fù)合膜，其中多糖膜中殼聚糖衍生物膜由于其成膜率高、抗菌性強(qiáng)、果蔬保鮮效果好等優(yōu)點(diǎn)，受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注.

1 殼聚糖及其衍生物

殼聚糖（Chitosan，CTS）又稱為殼多糖、脫乙?；讱に亍⒖扇苄约讱べ|(zhì)、殼糖胺、幾丁聚糖等，化學(xué)名稱為2-氨基-β-1,4-葡聚糖，是由甲殼素（Chitin）經(jīng)脫乙酰作用的產(chǎn)物，也是目前生物界中發(fā)現(xiàn)的唯一的天然堿性多糖.甲殼素又名幾丁質(zhì)、殼多糖、聚乙酰氨基葡萄糖等，是廣泛存在于蝦、蟹等甲殼類及蜘蛛類等節(jié)足動(dòng)物外科或翅膀中用于維持和保護(hù)甲殼動(dòng)物和微生物軀體的線性氨基多糖，在真菌、藻類等微生物的細(xì)胞壁中也有存在，是自然界中存在廣泛的資源，一般來(lái)說(shuō)，甲殼素脫去N-乙酰氨基酸55%以上即可成為殼聚糖，按照N-乙酰氨基酸脫去程度的不同分別有低脫乙酰度殼聚糖、中脫乙酰度殼聚糖和高脫乙酰度殼聚糖，不同N-脫乙酰度的殼聚糖在實(shí)際工作中根據(jù)具體的需要有著不同的應(yīng)用.

殼聚糖最早是由法國(guó)Rouger在1859年發(fā)現(xiàn)，隨后又有少量的研究報(bào)道，到1909年，由Von Furth與Russo研究發(fā)現(xiàn)其能與酸生成結(jié)晶鹽類且能利用酸溶液從生物堿沉淀劑中沉淀出，并由Lowy確定了其基本組成及硫酸殼聚糖結(jié)晶形態(tài)后，對(duì)于殼聚糖的研究開始逐漸增多，到20世紀(jì)80年代，殼聚糖衍生物的液晶性也有陸續(xù)的研究報(bào)道，由于殼聚糖有著良好的生物官能性和相容性、微生物降解性、安全性等多種性能，目前，其在食品、醫(yī)藥、生物醫(yī)學(xué)、水處理等多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)都有著十分廣泛的應(yīng)用.

但由于殼聚糖大分子鏈上有著較高密度的氫鍵，其只能溶解于部分的有機(jī)酸，而不溶于水、堿溶液、稀硫酸、磷酸等，在應(yīng)用范圍上有著一定的限制，而殼聚糖中又含有大量的羥基和氨基，通過(guò)殼聚糖季銨化、烷基化、羧化、烷化、酯化等各種化學(xué)改性方法和水解、氧化、微輻射波等物理改性方法改善殼聚糖的物理性質(zhì)，制備出的殼聚糖衍生物可以增強(qiáng)膜的機(jī)械性和抑菌效果，極大地拓展殼聚糖的應(yīng)用范圍.

目前通過(guò)物理、化學(xué)及催化酶法制備出來(lái)的殼聚糖衍生物的種類繁多，其中常見的有羥丙基殼聚糖、羧甲基殼聚糖、N-乙酰化殼聚糖、N-羥乙基殼聚糖、苯基氰乙基殼聚糖、N-?；瘹ぞ厶堑榷喾N.

2 殼聚糖衍生物膜保鮮水果機(jī)理

改性殼聚糖也即是殼聚糖衍生物有著優(yōu)良的保濕型、成膜性和抑菌性，同時(shí)膜通透性可靈活調(diào)節(jié)，且膜對(duì)環(huán)境、人體無(wú)毒害作用，安全可食用，能顯著地抑制水果的呼吸作用、水分蒸發(fā)、物質(zhì)代謝等生理生化過(guò)程，延遲水果生理衰老，保持水果色澤，延長(zhǎng)水果的貯藏保鮮期，是當(dāng)前水果保鮮中有著顯著應(yīng)用價(jià)值和良好應(yīng)用前景的水果保鮮技術(shù)之一.

2.1 殼聚糖衍生物的保濕性

殼聚糖衍生物的分子鏈上帶有有親水基團(tuán)的羧基，且羧基的負(fù)電荷能擴(kuò)大分子鏈的伸展空間，親水基團(tuán)和高分子鏈較大的伸展性，使其對(duì)水分子有著極大的作用，有很強(qiáng)的保水性能，保濕性好，能夠減緩水果的水分蒸發(fā)，延遲水果萎蔫，從而減少貯藏過(guò)程中水果水分的流失，保持水果的新鮮.

2.2 殼聚糖衍生物的成膜性

水果貯藏過(guò)程中，水分的流失及氣體的運(yùn)輸?shù)榷际峭ㄟ^(guò)水果的角質(zhì)層、表皮細(xì)胞、氣孔等表皮系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行的，其中角質(zhì)層對(duì)水果中的水分有著保護(hù)的作用，角質(zhì)層越厚的水果在同等貯藏條件下水分的損失也越少，涂膜是在水果的表面人為地制造出一種具有隔阻性的膜，來(lái)減少水果表皮系統(tǒng)與空氣的接觸.殼聚糖衍生物有著良好的成膜性，能夠在水果表面形成一層均勻的薄膜，使水果內(nèi)部處于一個(gè)低氧氣（O2）高二氧化碳（CO2）的可自發(fā)氣調(diào)的環(huán)境，阻礙大氣中氧氣的滲入和二氧化碳的逸出，同時(shí)逸出乙烯氣體，從而抑制水果的呼吸強(qiáng)度，減緩水果熟化及貯藏過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)的流失.

2.3 殼聚糖衍生物的抑菌性

殼聚糖衍生物有著廣譜抗菌性，其對(duì)金黃色葡萄球菌等葡萄球菌、沙門氏菌、大腸桿菌等致腐細(xì)菌及毛霉、青霉等霉菌均有一定的抑制作用，它能在菌體表面通過(guò)高分子鏈密集成膜，阻止菌體吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，抑制菌體生長(zhǎng)，直接抑制或殺滅致腐真菌；高脫乙酰度殼聚糖衍生物能夠激活3-葡聚糖酶、氧化物酶活性，誘導(dǎo)水果產(chǎn)生抵御反應(yīng)，增強(qiáng)水果自身的抗病性；其表面的氨基集團(tuán)能螯合金屬離子，影響微生物的生長(zhǎng)繁殖；殼聚糖衍生物中的氨離子能夠促使細(xì)菌細(xì)胞膜蛋白質(zhì)變性，破壞細(xì)菌細(xì)胞壁的完整性；低脫乙酰度殼聚糖衍生物還能深入到菌體的內(nèi)部，抑制菌體繁殖，通過(guò)抗菌性，殼聚糖衍生物膜能夠阻止致腐細(xì)菌、霉菌等微生物的生長(zhǎng)，降低水果貯藏時(shí)的腐爛率.

2.4 殼聚糖衍生物的通透性

由于殼聚糖衍生物的分子鏈端帶有羥基，這一獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)能夠使其在水果表面的成膜具有良好的通透性，在水果貯藏過(guò)程中能維持水果氣體交換微環(huán)境的良好，保持水果新鮮.

3 殼聚糖衍生物膜在水果保鮮中的應(yīng)用

利用殼聚糖衍生物涂膜技術(shù)來(lái)保持水果新鮮目前已有較多的研究報(bào)道，如王宇鴻等應(yīng)用殼聚糖1.5%保鮮劑，在常溫條件下保鮮番木瓜20天，研究表明其能降低番木瓜的腐爛率和失水率，抑制維生素C和總酸含量的下降；王利芬等采用殼聚糖1.5%保鮮劑在6℃下貯藏批把30天，研究發(fā)現(xiàn)其能降低果實(shí)的失重率，延緩可溶性固形物含量的下降，有效地抑制果實(shí)腐爛；Chien等采用殼聚糖1.0%保鮮劑在6℃下儲(chǔ)藏芒果7天，發(fā)現(xiàn)其能抑制水分的散失及感官品質(zhì)的下降，增加可溶性固形物、可滴定酸度及維生素C的含量，除此外，應(yīng)用殼聚糖衍生物涂膜保鮮的水果目前有報(bào)道的還有草莓、葡萄、楊梅、橘子、楊桃、木瓜、桃子、荔枝等多種水果，研究的結(jié)果均表明，采用殼聚糖衍生物膜法保鮮水果比常用的低溫貯藏、防腐保鮮劑等保鮮方法效果好，同時(shí)各試驗(yàn)研究對(duì)不同水果采用何種脫乙酰度殼聚糖、在何種狀態(tài)、溫度下的保鮮效果也均有一定的探討.

4 結(jié)語(yǔ)

利用殼聚糖衍生物對(duì)水果進(jìn)行保鮮，其形成的膜有良好的保濕性、抑菌性和通透性，能夠有效地抑制水果的水分流失和呼吸代謝，減緩水果組織的衰老，延長(zhǎng)水果采摘后的壽命，同時(shí)形成的膜可食用，對(duì)環(huán)境污染，能很好地保持水果的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展.但殼聚糖衍生物膜會(huì)影響到水果直接食用的口感，且不同水果保鮮的具體成膜厚度、浸泡時(shí)間等各種保鮮條件也各有不同，最優(yōu)的保鮮配方方案難以確定，同時(shí)保鮮的效果還有待更多的研究報(bào)道進(jìn)行驗(yàn)證，另外，在殼聚糖衍生物膜的安全性方面也還存在著一定的爭(zhēng)議，對(duì)其安全性的研究報(bào)道較少，還須進(jìn)一步的研究證明.

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