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1、壳聚糖涂膜保鲜技术的研究进展李慧慧(20090801118徐州工程学院)摘要:天然食品防腐剂壳聚糖具有易于生物降解,抗菌性强,安全无毒等优点。近年来,壳聚糖涂膜保鲜技术已成为保鲜领域的研究热点。笔者对壳聚糖涂膜及其复合涂膜在果蔬保鲜中的应用等方面进行了综述,并提出了现阶段壳聚糖保鲜技术研究与应用中存在的问题及其今后的研究发展方向。关键词:壳聚糖;涂膜保鲜;果蔬近几年,鲜切果蔬因其具有新鲜、食用方便、营养卫生、百分之百可食等多种优点,深受国内外消费者喜爱。应用可食性保鲜膜保鲜果蔬的研究越来越受到人们的关注,涂膜处理后的果蔬能有
2、效保持其品质,并可明显降低果蔬在贮藏期间的失重率﹑腐烂率﹑并且安全无毒﹑成膜﹑还可抑菌﹑可食用﹑可降解。壳聚糖(chitosan),又称脱乙酰甲壳素﹑甲壳胺,化学名称是1,4-2氨基2-9-D葡聚糖。壳聚糖作为甲壳素的脱乙酰化的产物,它是从虾蟹的甲壳中提取出来的一种氨基类多糖,壳聚糖不仅天然大量地存在于自然界中,而且无毒,可降解,是一种可再生的资源。壳聚糖具有许多优良的功能性质和潜在的应用价值,其中一个引人关注的特性就是成膜性壳聚糖以其氢键相互交联成网状结构,利用适当的溶剂,可制成透明的具有多孔结构的薄膜。2005年来,壳聚
3、糖作为一种优良膜材料,越来越受到人们的重视。由于壳聚糖安全无毒,易形成膜,其膜具有良好的黏附性通透性抗菌性保湿性和一定的弹韧性,且对氧气﹑二氧化碳﹑乙烯等气体具有选择渗透作用,是一种极具开发价值的保鲜剂,2006年已广泛应用于果蔬的保鲜研究证明,壳聚糖对蟠桃﹑杨梅﹑草莓﹑大豆﹑马铃薯﹑青椒等均具有良好的保鲜效果。本文综述了壳聚糖涂膜及其复合涂膜的应用。1壳聚糖的保鲜机理1.1果蔬腐变机理果蔬的腐败变质可分为生物败坏和非生物败坏两种形式。前者主要是由于果蔬贮藏中受细菌、霉菌、酵母等微生物的破坏而引起败坏,其中影响果蔬微生物繁殖
4、的因素有温度、湿度、适量氧气、化学稳定性等。其次,是由于其本身发生正常的老化过程所造成的。这类果蔬在贮藏过程中一直保持着新活状态,仍是有生命的有机体,还会进行水分蒸发及呼吸作用等复杂的生命活动,与果蔬的贮藏息息相关,决定着果蔬寿命。后者是由其本身固有的原因所致。果蔬不同成分和性质的化学物质,必然存在化学和物理变化的可能性,在外界因素影响下,可能引起各种变化。化学变化可导致褐变及酸败,物理变化同样致使变质。1.2壳聚糖的保鲜机理综合近年的资料认为,壳聚糖在果蔬保鲜的机理主要在如下方面:㈠形成保护膜质用壳聚糖涂布果蔬表面,可形成
5、一层保护膜,而且增加了果皮厚度,并堵塞部分皮孔,减少组织水分蒸散,保持果蔬水分,创造了一个良好稳定的湿度环境,由此可较长时间保持果蔬的原有品质。㈡促进生理活性经壳聚糖处理,可促进果蔬表面伤口的木栓化,增强HMP(磷酸己糖代谢途径),堵塞皮孔和伤口,从而调节生理功能,增加果蔬机体的自我保护能力。㈢延缓细胞衰老壳聚糖涂膜,可使机体组织活性氧形成减少,由此延缓细胞的衰老和死亡;经测试,涂膜处理后乙烯生成量减少了50%;涂膜处理还能降低贮藏过程中草莓果肉组织内丙二醛与花青素的增长速率,保持番茄组织中SOD(超氧化物歧化酶)与Vc(抗
6、坏血酸)的活力。㈣减弱呼吸速率壳聚糖涂布形成选择透气性保护膜,能限制果蔬组织对O2的吸收,但不影响CO2的通透,使呼吸速率减弱,由此减缓代谢速率,延长组织细胞的寿命,起到保鲜和保质的作用。㈤减少病菌侵染研究认为,壳聚糖具有一定的杀菌消毒的功效果蔬组织经壳聚糖处理后,形成良好通透性的高分子膜,而且会通过促进组织木质化,将病原菌隔离,使之无法侵犯机体,起到减少病菌侵染的作用;并且使被病菌侵染的组织中原本低量的壳质酶活性提高,以分解入侵病菌细胞壁上的几丁质,同时启动防御系统并产生抗病物质,对病原菌起到抑制作用,达到防腐保鲜的效果。
7、2壳聚糖保鲜技术在果蔬中应用进展2.1壳聚糖涂膜保鲜技术在果蔬中应用康若祎[1]等的研究结果表明,壳聚糖涂膜能够推迟水蜜桃采后呼吸高峰的到来时间,减少呼吸作用对果实糖分的损耗,有效保存水蜜桃的营养成分同时,在水蜜桃果实贮藏的中后期,能够降低活性水平,从而降低水蜜桃果实在贮藏中后期褐变的可能性。傅乐峰[2]等人研究表明,壳聚糖膜对CO2和O2具有较好的选择透气性能。用该保鲜剂对香梨进行保鲜试验,结果表明在常温下,保鲜液中醋酸浓度为0.5%,壳聚糖浓度为1.5%~2.0%即有比较好的保鲜效果。王娟慧[3]等人以0.5%、1.0%
8、、1.25%三个壳聚糖涂膜浓度中,以1.0%的涂膜效果最好;用1.0%的壳聚糖对大西洋进行涂膜,并置于0℃下冷藏,保鲜效果最好,货架期可以达到6d。张慧君[4]等人采用以壳聚糖为主要原料的涂膜保鲜剂对菠菜进行涂膜保鲜,在冷库条件下,分别以未涂膜空白对照组和不同浓度下的壳聚糖复合保鲜剂对菠菜