壳聚糖及其衍生物在食品工农业中的应用研究进展

壳聚糖及其衍生物在食品工农业中的应用研究进展

颜阿娜;李世迁

【摘要】壳聚糖作为一种天然碱性多糖，具有高附加值、可再生资源、抑菌、无毒、易成膜、可生物降解、螯合重金属等优点。文章综述了壳聚糖在食品工农业方面的应用研究进展情况，详细介绍了壳聚糖、改性壳聚糖和复合壳聚糖在果蔬保鲜、植物诱导、防止微生物生长、果汁澄清、添加剂和食品工业废水方面的应用性能，并对壳聚糖在食品中应用的未来发展进行展望。%As a natural edible alkalescent polysaccharide , chitosan had many advantages such as high value -added , a kind of renewable resources , antibacterial, non-toxic, easy to be filmed, biodegradable, and chelating heavy metal.The advance in research of chitosan and its derivative on food industry and agriculture

was summarized.The application of single chitosan , modified chitosan and composite in food preservation was overviewed.The plants, antibacterial antioxidant effect , clarified fruit juice , additives and the food industry wastewater treatment were introduced in detail , and the future development of fresh film of chitosan was prospected.

【期刊名称】《广州化工》

【年(卷),期】2014(000)018

【总页数】3页(P8-10)

【关键词】壳聚糖;应用;食品;工业;农业

【作者】颜阿娜;李世迁

【作者单位】福建师范大学福清分校生物与化学工程系，福建福州 350300;福建师范大学福清分校生物与化学工程系，福建福州 350300; 武汉大学资源与环境科学学院，生物质资源化学与环境生物技术湖北省重点实验室，湖北武汉 430079【正文语种】中文

【中图分类】Q53

壳聚糖在自然界广泛存在，是自然界中唯一碱性多糖、仅次于纤维素的第二大可利用再生资源［1］。它存在于虾蟹、微生物、昆虫、植物等［2］，尤其是在虾贝类的壳，含量十分丰富，高达20%～25%。法国科学家H.Braconnot 在1811 年从动物的甲壳中提取到了甲壳素，1859 年，法国人Rouget 用KOH 溶液蒸煮甲壳素至沸腾的方法提取壳聚糖。壳聚糖 (chitosan，CTS)，分子式为

(C6H11NO4)n，化学名称为(1，4)－2－氨基－2－脱氧－β－D－葡萄糖(poly－(1，4)－2－amino－2－deoxyβ－D－glucose)，其结构式如图1 所示。

壳聚糖是由甲壳素脱去部分乙酰基聚合而成，所以，也称脱乙酰甲壳素。壳聚糖是一种粉末或者片状固体，颜色为灰白或白色，半透明，无毒，无味可溶于水。

随着近几十年人类对大自然里的各种资源利用和开发，对于可再生资源的开发和利用越来越受到重视，由于壳聚糖的生物相容性好，无毒，而且具有可降解性等优良性能，被各行各业广泛关注，尤其是在食品、植物、医药、环境方面等诸多领域的应用研究取得了重大研究进展。为人类资源合理利用，减少环境污染，提高生产效率等做出了巨大贡献，本文着重介绍壳聚糖在食品工农业方面的研究进展。

图1 壳聚糖的化学结构

1 在食品农业中的应用

1.1 在果蔬保鲜的应用

由于壳聚糖具有一定的通透性，又兼有一定的生物学性能，是很好的成膜材料。在果蔬的表层涂膜一层经过处理后的壳聚糖液体，风干后形成一层薄膜。这层薄膜降低了果蔬的呼吸作用，延缓了果蔬成熟的速度，减少了果蔬水分蒸发，起到保湿的效果，使果蔬保持原有的风味。食品膜是可生物降解的，具有很大的研究意义，近年来，在于延长食品货架期方面得到广泛研究和利用［4］。壳聚糖的衍生物具有抗菌防腐作用，延缓了果蔬腐败变质。因此，壳聚糖用于果蔬的保鲜受到了很多人的青睐，很多学者采用壳聚糖及其衍生物对果蔬的保鲜进行研究。

在蔬菜方面:刘晓静等［5］采用乙酸溶解的CTS 涂膜保鲜剂对莲藕处理，通过不

同的CTS 浓度对莲藕的影响得出1.25%和1.5%的CTS 处理在抑制莲藕的维生素

C 和可溶性糖含量降低方面表现良好。研究发现，0.75%壳聚糖+4%氯化钙涂膜

雷竹笋，能有效降低雷竹笋的失重率和腐烂率，降低其呼吸速率，抑制其纤维素含量的增加［6］。在水果方面:壳聚糖季铵盐对草莓进行浸泡、风干处理，以可溶性固形物含量和失重率为指标，结果表明:浓度为2%壳聚糖季铵盐，在pH 为5.0，浸泡60 s，保鲜时间达6 d。其失重率仅为3%，含有5.2%的可溶性固形物［7］。近几年壳聚糖及其衍生物在青枣［8］、苹果［9］、葡萄［10］等水果的保鲜也

取得一定的效果。

1.2 在植物上的应用

近几年随着中国环境越来越恶化，许多植物一直受着化工原料中的重金属、土壤盐渍化、病虫害等影响，高盐抑制植物对其他元素的吸收和转运［11］，使植物正

常生长繁殖受到抑制植物的利用价值大大降低。为了解决这一问题，研究者们做了很多实验，其中有研究者利用壳聚糖及其衍生物，对植物进行处理，降低了植物受外界环境的影响。壳聚糖是植物抗病反应和诱导植物对非生物逆境反应的抗逆信号分子，能够诱导植物产生抗病和抗逆蛋白的产生，从而使植物在高盐、重金属、病虫害等环境能够正常生长繁殖。