殼聚糖及其衍生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用

□ 龍 尾 湯衛(wèi)華 呂春暉 劉鑫龍 苑 鵬 天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院

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殼聚糖及其衍生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用

□ 龍 尾 湯衛(wèi)華 呂春暉 劉鑫龍 苑 鵬 天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院

殼聚糖是一種天然多糖，具有無毒害、無副作用、可生物降解等優(yōu)良特性，近年來在食品工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。本文簡單介紹了殼聚糖及其衍生物的主要性質(zhì)，研究了殼聚糖及其衍生物在食品工業(yè)中的具體應(yīng)用。

殼聚糖是天然多糖中唯一的堿性多糖，具有良好的成膜成絲性、吸濕性、透氣性、滲透性和生物可降解性等獨(dú)特性質(zhì)。殼聚糖及其衍生物利用自身優(yōu)良性質(zhì)可以代替許多有毒害食品添加劑，并且殼聚糖本身還具有預(yù)防疾病和保健作用。因此，從20世紀(jì)90年代開始，殼聚糖及其衍生物就被廣泛應(yīng)用到食品工業(yè)中，并且產(chǎn)生了一系列衍生物，以各種不同的形式得到了應(yīng)用。殼聚糖及其衍生物的廣泛應(yīng)用是基于其優(yōu)良性質(zhì)，深入了解其性質(zhì)并掌握其應(yīng)用方法，有利于探索出更多應(yīng)用領(lǐng)域，提高殼聚糖應(yīng)用價值。

殼聚糖概述

成分

殼聚糖（Chitosan）是甲殼素N-脫乙?；漠a(chǎn)物，是由β-1，4-2-氨基-2-脫氧-吡喃葡萄糖和β-1，4-2-乙酰氨基-2-脫氧-吡喃葡萄糖單元構(gòu)成的雜多糖。甲殼素也叫幾丁質(zhì)，是一種分布極為廣泛的多糖資源，主要存在于蝦、蟹等甲殼類動物的外殼及真菌細(xì)胞壁中。殼聚糖是目前發(fā)現(xiàn)的唯一攜帶陽離子的自然多糖，即所謂的堿性多糖，具有許多其他多糖沒有的優(yōu)良性質(zhì)。

性質(zhì)

殼聚糖的性質(zhì)主要可以從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)兩個方面來分析。從物理性質(zhì)來說，殼聚糖是一種白色、半透明、略帶珍珠光澤的無定型固體，根據(jù)材料和制備方式的不同，殼聚糖的分子質(zhì)量從幾十萬到幾百萬不等，且不溶于水。從化學(xué)性質(zhì)來看，由于殼聚糖是一種堿性多糖，它不溶于堿液，也不能溶于稀硫酸、稀磷酸，可以溶于稀鹽酸、稀硝酸等無機(jī)酸和大多數(shù)有機(jī)酸。在酸液中溶解時，殼聚糖內(nèi)部結(jié)構(gòu)會逐漸發(fā)生變化，主鏈逐漸溶解，這個過程會使溶液黏度逐漸降低。殼聚糖的分子結(jié)構(gòu)中含有較多羥基與氨基結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)使得殼聚糖易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，從而改變一些化學(xué)和物理性質(zhì)，產(chǎn)生可以應(yīng)用的衍生物。在殼聚糖的應(yīng)用中，主要利用的化學(xué)反應(yīng)有羥甲基化反應(yīng)、?；磻?yīng)、醚化反應(yīng)、N-烷基化反應(yīng)、接枝共聚反應(yīng)、酯化反應(yīng)、交聯(lián)反應(yīng)、氧化-還原反應(yīng)及絡(luò)合反應(yīng)等。通過這些反應(yīng)產(chǎn)生的一系列衍生物，都具有無毒害、無副作用、無污染等優(yōu)良性質(zhì)。優(yōu)良的物理及化學(xué)性質(zhì)使得殼聚糖在食品、紡織、造紙、醫(yī)藥、環(huán)保及化工等領(lǐng)域都得到比較廣泛的應(yīng)用，在其他領(lǐng)域也具有廣闊應(yīng)用前景。

殼聚糖及其衍生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用

殼聚糖作為一種天然多糖，應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域是食品工業(yè)，在飲料沉淀、食品保鮮等方面都有非常廣泛的應(yīng)用。

在飲料中的應(yīng)用

食品企業(yè)在制造飲料的過程中，尤其是在制造果汁這類雜物較多的飲料中，都希望能夠找到一種更有效率的果汁澄清劑，于是殼聚糖作為一種高性能果汁澄清劑被應(yīng)用在這方面。殼聚糖分子中含有氨基和羥基活性基團(tuán)，這種活性基因可以和果膠、蛋白質(zhì)、單寧類多酚等陰離子物質(zhì)結(jié)合，并產(chǎn)生凝聚沉淀現(xiàn)象，能夠有效清理果汁中的沉淀物，使果汁變得更加澄清。外國學(xué)者Dominguez就曾以西番蓮果汁飲料作為實(shí)驗(yàn)材料，來探究幾種不同方式的果汁沉淀技術(shù)的效果。他將果汁分成三份，分別采用了酶法、普通離心法與加絮凝劑殼聚糖后再離心的方法對每一份果汁進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用添加殼聚糖再離心處理方法的果汁澄清度較高，并且果汁黏稠度得到有效降低。殼聚糖澄清效果好，且成本低廉，是一種十分理想的天然飲料澄清劑。

在果蔬保鮮方面的應(yīng)用

在食品工業(yè)生產(chǎn)中，果蔬保鮮一直是一個重要話題，許多科學(xué)家和研究者實(shí)驗(yàn)了各種具有保鮮功能的天然材料，其中殼聚糖及其衍生物被證明具有很好的蔬果保鮮作用。殼聚糖具有較好的成膜性和抗菌性，用殼聚糖對新鮮果蔬進(jìn)行涂膜處理能夠有效抑制果蔬中酶的活動，并可以有效抑制果蔬褐變，對保持果蔬新鮮度、延長保鮮期有著非常好的效果。研究者們通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，殼聚糖及其衍生物可以有效降低果實(shí)呼吸強(qiáng)度，并且抑制果蔬產(chǎn)生乙烯，從而延緩果實(shí)完全成熟時間。這種方法無毒害、無副作用，并且可以有效保持果蔬產(chǎn)品的色彩、光澤度、硬度等，具有非常高的應(yīng)用價值。

在肉類制品保鮮方面的應(yīng)用

利用殼聚糖與綠茶提取物制備出了一種可食用的復(fù)合包裝薄膜，即CGT薄膜。這種薄膜在肉類保鮮方面具有較為廣泛的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)表明，采用殼聚糖衍生物CGT薄膜進(jìn)行包裝的肉類制品與普通保鮮膜包裝的肉類制品在同等條件下放置同樣的時間之后，使用CGT薄膜包裝的肉類樣品的色澤、質(zhì)地、硫代巴比妥酸值、微生物增長等指標(biāo)變化很小，保持較好的新鮮狀態(tài)，如果結(jié)合冷藏條件進(jìn)行保存，可以達(dá)到更好的保存效果，能夠有效延長肉類產(chǎn)品的貨架期。CGT薄膜在肉類防腐方面有非常出色的效果，可以有效降低微生物、菌類的繁衍速度，延長肉類食品的保質(zhì)期。

結(jié)語

殼聚糖具有優(yōu)良的物理和化學(xué)性質(zhì)，無毒害、無副作用，是一種天然堿性多糖，并且易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生具有不同性質(zhì)的衍生物。殼聚糖及其衍生物在飲料沉淀、果蔬和肉類食品保鮮中都有非常廣泛的應(yīng)用，并且應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大。殼聚糖原料分布廣泛、易制備、成本低廉、應(yīng)用效果好，在食品工業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。