殼聚糖對(duì)水果保鮮作用的研究進(jìn)展

胡溪育

（漳州科技職業(yè)學(xué)院，福建 漳浦 363200）

殼聚糖（chitosan,CTS）是由甲殼素脫去乙?；笏玫降漠a(chǎn)物，乙酰度和平均分子量是殼聚糖的兩項(xiàng)主要性能指標(biāo)［1］。研究發(fā)現(xiàn)，殼聚糖具有增強(qiáng)免疫機(jī)能、預(yù)防疾病、抑制老化、促進(jìn)疾病痊愈及調(diào)節(jié)人體的生理機(jī)能這五大功能。因此,在1991年被歐美學(xué)術(shù)界譽(yù)為除蛋白質(zhì)、糖類、脂肪、無機(jī)鹽和維生素之外的第六生命要素［2］。甲殼素性質(zhì)獨(dú)特、資源豐富、安全無毒。由于具有很好的生物相容性、可降解性，殼聚糖有著十分廣闊的應(yīng)用前景，在食品、醫(yī)學(xué)、環(huán)保、飼料、化妝品等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛［3，4，5］，具有不可替代的地位，尤其在醫(yī)藥、保健食品和化妝品方面更顯示其優(yōu)勢(shì)。我國(guó)擁有廣闊的海岸線，達(dá)30 000多km，甲殼素資源豐富，加強(qiáng)對(duì)甲殼素及其衍生物的研發(fā)力度，不僅有利于食品保鮮行業(yè)的發(fā)展，而且也會(huì)帶來巨大經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

1 殼聚糖對(duì)水果的保鮮作用

1.1 保鮮機(jī)理

殼聚糖溶于稀醋酸后涂膜在水果上具有良好的成膜性，可在水果表面形成一層無色透明薄膜而實(shí)現(xiàn)對(duì)水果的貯藏保鮮。殼聚糖具有較好的保濕吸濕性能，且增加了果皮厚度并堵塞一部分皮孔，減緩了果蔬蒸騰作用，有效地抑制了水果貯藏保鮮中的水分損失，使水果保持良好的新鮮度［6］。另外，殼聚糖形成的膜對(duì)CO2和O2的透過率都比較小，其中CO2透過率較O2差，由于果蔬呼吸作用會(huì)消耗O2，釋放CO2，故在膜內(nèi)CO2濃度較高，導(dǎo)致呼吸強(qiáng)度減弱，從而抑制了果蔬的呼吸強(qiáng)度，減少果蔬內(nèi)呼吸基質(zhì)的消耗和物質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而使果蔬維持較高的干物質(zhì)含量［7］。

殼聚糖具有廣譜抗菌性，較低分子量的殼聚糖可通過滲入病菌體內(nèi)，與致病菌細(xì)胞壁初生組織結(jié)合，進(jìn)而抑制細(xì)胞壁的發(fā)育，或帶正電的殼聚糖通過與病原菌細(xì)胞核中帶負(fù)電荷的DNA作用，抑制病原菌的DNA復(fù)制及RNA轉(zhuǎn)錄。高分子量殼聚糖由于其具有成膜性質(zhì)，容易覆蓋在病原菌表面形成一層致密的膜，封閉了病原菌物質(zhì)代謝的通道，從而抑制病原菌的生長(zhǎng)繁殖［8］。此外，殼聚糖可通過誘導(dǎo)植物提高包括幾丁質(zhì)酶、β-1,3-葡聚糖酶和過氧化物酶（POD）在內(nèi)的生物酶活性，經(jīng)系列反應(yīng)途徑產(chǎn)生植保素、木質(zhì)素等物質(zhì)，從而加厚細(xì)胞壁，以阻礙病菌進(jìn)入植物組織［9］。

1.2 對(duì)水果保鮮應(yīng)用研究

用適宜濃度的殼聚糖溶液對(duì)采前或采后果蔬進(jìn)行涂膜處理，可以有效防止其在貯藏期間的失水皺縮，減緩果蔬變色和營(yíng)養(yǎng)成分的代謝，并有利于維持果實(shí)的硬度，進(jìn)而延長(zhǎng)果蔬保藏期。

梁翠娥等［10］采用0.5%、1.0%、1.5%的殼聚糖溶液處理鮮切菠蘿，表明殼聚糖能夠明顯抑制鮮切菠蘿貯藏期間細(xì)菌的生長(zhǎng)、繁殖。劉曉蓉等［11］用不同濃度的殼聚糖涂膜處理貢梨，發(fā)現(xiàn)都能夠減少水分、VC、有機(jī)酸和總糖的損耗，延緩貢梨在貯藏期間的品質(zhì)降低，延長(zhǎng)貢梨的保質(zhì)期。諶素華等［12］用1.5%殼聚糖、0.10%防腐劑、pH為5.45的涂膜配方處理芒果后，有效抑制了芒果的呼吸作用，推遲呼吸高峰期的出現(xiàn)，達(dá)到延長(zhǎng)保質(zhì)期的目的。而且使芒果在貯藏期增強(qiáng)了對(duì)外界病原菌的抵抗能力，貯藏18d后芒果的腐爛指數(shù)仍為0，好果率為100%，可見該涂膜配方具有良好的保鮮效果。此外，由于水果在運(yùn)輸過程中容易發(fā)生碰撞而產(chǎn)生機(jī)械損傷，而殼聚糖膜有一定抗機(jī)械損傷性能，主要表現(xiàn)為抗拉伸強(qiáng)度，故其對(duì)水果具有一定的防震保護(hù)功能［13］。

2 改性殼聚糖的保鮮特點(diǎn)

隨著人們對(duì)殼聚糖研究的不斷加深，以及殼聚糖保鮮水果存在的不足，如殼聚糖不溶于水，僅溶于稀酸，使應(yīng)用受到很大限制。存在透水率高的缺點(diǎn)，在水果表面涂膜時(shí)，果實(shí)易失水蔫萎，難以滿足室溫下水果保鮮的要求［14］。人們對(duì)殼聚糖進(jìn)行了改性以尋求其更好的保鮮效果。改性殼聚糖主要分為兩種方式：第一種是對(duì)其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行改性，研究表明對(duì)殼聚糖進(jìn)行修飾，其溶解性和保濕性等性能有所提高。第二種方式是從利用殼聚糖單一試劑涂膜轉(zhuǎn)向殼聚糖復(fù)合涂膜液進(jìn)行保鮮，如采用殼聚糖及其衍生物并輔以其他助劑制成涂膜保鮮劑進(jìn)行保鮮，效果良好［15，16，17，18］。

改性殼聚糖膜的抗拉強(qiáng)度、吸濕性、水溶性、耐磨性等性能明顯提高，可以給果蔬一個(gè)較適宜的環(huán)境，能更顯著抑制果蔬呼吸作用、蒸騰作用、物質(zhì)轉(zhuǎn)化代謝和變色等生理生化過程，進(jìn)而延遲果蔬生理衰老，延長(zhǎng)貯藏期［19］。目前改性殼聚糖用于水果保鮮備受關(guān)注。

3 問題與展望

我國(guó)海岸線廣闊、長(zhǎng)達(dá)30 000km，海域大，殼聚糖資源豐富。它具有安全、無毒、成膜簡(jiǎn)單、可食用、易降解等特點(diǎn)，保鮮性能優(yōu)越，隨著人們對(duì)化學(xué)保鮮劑毒性的擔(dān)心，保健意識(shí)的增強(qiáng)，殼聚糖具有很大的發(fā)展?jié)摿?。但目前殼聚糖在水果保鮮劑上的應(yīng)用中還存在一些問題：其一，單一的殼聚糖用于水果保鮮，不同的處理?xiàng)l件，所得殼聚糖的性質(zhì)不盡相同,因而保鮮效果不一。其二，殼聚糖在H+濃度為1～100 nm ol/L的稀酸中具有較好的溶解性，但在這個(gè)酸度范圍內(nèi)，有的水果的組織成分可能會(huì)與該酸發(fā)生作用，因而影響殼聚糖的保鮮效果。此外，殼聚糖在保鮮過程中黏度不太高，質(zhì)量不穩(wěn)定。隨著人們對(duì)食品安全的要求越來越高，殼聚糖作為天然無毒的保鮮劑，在果蔬貯藏保鮮具有廣闊的發(fā)展空間。加強(qiáng)對(duì)殼聚糖的研發(fā)力度，不僅有利于食品保鮮行業(yè)的發(fā)展，而且也會(huì)帶來巨大經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

［1］林炎平.殼聚糖的性質(zhì)、生產(chǎn)及應(yīng)用［J］.化學(xué)工程師,1998,（68）：33-35.

［2］楊新超，趙祥穎，劉建軍.殼聚糖的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用［J］.食品與藥品,2005,7（8）：60-62.

［3］李牧.殼聚糖的性質(zhì)及應(yīng)用研究［J］.科技信息導(dǎo)報(bào),2007,（20）：52-53.

［4］莊旭品，李治，劉曉非，等.殼聚糖/纖維素抗菌纖維的研究與展望［J］.化工進(jìn)展,2002,21（5）：310-313.

［5］孫華林.殼聚糖及NAG在食品工業(yè)中的應(yīng)用前景［J］.化工文摘,2002,（6）：57.

［6］袁志，王明力.殼聚糖在果蔬貯藏保鮮中的應(yīng)用研究［J］.貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37（7）：145-147.

［7］鄒良棟.殼聚糖涂膜常溫保鮮果蔬的研究［J］.中國(guó)果品研究,1997,（2）：19-21.

［8］劉崢顥，吳廣臣，王庭欣.殼聚糖保鮮食品的機(jī)理及其應(yīng)用的研究［J］.食品科學(xué),2005，26（8）：533-536.

［9］吳友根，陳金印.殼聚糖與果蔬保鮮生理生化效應(yīng)的研究進(jìn)展［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2002，30（6）：865-868.

［10］梁翠娥，夏杏洲，梁婉妮.殼聚糖處理對(duì)鮮切菠蘿防腐保鮮效果初探［J］.食品研究與開發(fā)，2007，28（5）：134-136.

［11］劉曉蓉，周靜麗，鄭妙.殼聚糖涂膜對(duì)貢梨保鮮效果的研究［J］.食品研究與開發(fā)，2008，29（10）：132-134.

［12］諶素華，王維民，夏杏洲.殼聚糖涂膜保鮮對(duì)芒果保鮮效果的研究［J］.食品科技，2007，（3）：236-238.

［13］田春美.殼聚糖保鮮膜的研究現(xiàn)狀［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工，2008，（10）：19-21.

［14］王明力，沈丹，王文平，等.改性殼聚糖保鮮涂膜透水率的研究［J］.食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2007，26（5）：10-13.

［15］黃興，黃筱琴.改性殼聚糖的研制［J］.科技資訊，2007，（8）：10.

［16］王明力，趙德剛，陳汝才，等.納米SiOx/單甘脂對(duì)殼聚糖保鮮涂膜改性的研究［J］.食品科學(xué)，2007，28（3）：96-99.

［17］龍柱，張榮，于艷麗.殼聚糖衍生物膜性能對(duì)水果保鮮作用的影響［J］.食品科技，2007，（8）：241-244.

［18］徐曉玲，梅安待，羅自生，等.殼聚糖添加納米碳酸鈣助劑涂膜對(duì)枇杷品質(zhì)的影響［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2008，34（4）：142-145.

［19］龍柱，張榮，于艷麗.楊梅保鮮用改性殼聚糖膜性能研究［J］.食品研究與開發(fā)，2007，28（8）：147-149.