殼聚糖在國(guó)內(nèi)外食品中的發(fā)展現(xiàn)狀及其應(yīng)用前景.doc

殼聚糖在國(guó)內(nèi)外食品中的發(fā)展現(xiàn)狀及其應(yīng)用前景馬正然 江南大學(xué)食品學(xué)院食科0804班 0103080404摘要: 殼聚糖是一種可被生物體降解而對(duì)人體無毒的物質(zhì)，不僅在食品領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，在飼料行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、以及環(huán)境保護(hù)等許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。本文主要概述了殼聚糖在國(guó)內(nèi)外食品中的發(fā)展現(xiàn)狀，并介紹了殼聚糖的性質(zhì)、在食品中的應(yīng)用及其化學(xué)改性，闡明了殼聚糖在食品開發(fā)方面的廣闊前景。關(guān)鍵詞： 殼聚糖，添加劑，改性，復(fù)合納米粒子Chitosan in the development situation of food at home and abroad and its application prospectsMa Zhengran ; Class 0804, School of Food of Science and Technology, Jiangnan University; 0103080404 Abstract: Chitosan is a biodegradable and non-toxic substances on the human body. Its not only widely used in food industry, but also in feed industry, pharmaceutical industry, environmental protection and many other areas. This article is mainly about chitosan in the development situation of food at home and abroad,and describes the nature of chitosan, the application in food industry and chemical modification of chitosan and set out the broad development prospects of chitosan.Key words：chitosan; additives; modification; composite nanoparticles 引言 殼聚糖是自然界中唯一帶正電荷、陽離子的膳食纖維，被稱為挽救人類健康的神奇“電粉”。作為天然的可再生資源，殼聚糖具有廣譜抗菌性、吸附性、成膜性、保濕性、生物可降解性、生物可相容性、無毒性以及極好的螯合能力，且能加速傷口愈合。大量應(yīng)用實(shí)例證明，殼聚糖對(duì)人體的各項(xiàng)生理功能具有良好的調(diào)節(jié)作用，并顯示出許多生命特征，如改善代謝內(nèi)分泌功能，調(diào)節(jié)免疫功能；改善消化機(jī)能，降低膽固醇；調(diào)節(jié)人體酸堿平衡吸附，排除體內(nèi)有害重金屬；活化細(xì)胞，增強(qiáng)人體生命活力，延緩衰老等。近年來，隨著食品工業(yè)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)殼聚糖的關(guān)注和重視也不斷加強(qiáng)。本文主要論述殼聚糖在國(guó)內(nèi)外食品工業(yè)中的各種研究應(yīng)用及其發(fā)展前景。1、 殼聚糖的簡(jiǎn)介 甲殼素是一種帶正電的堿性多糖，廣泛存在于蝦、蟹、昆蟲的甲殼，以及真菌（酵母、霉菌）的細(xì)胞壁和植物（如蘑菇）的細(xì)胞壁中，是自然界中僅次于纖維素的第二大天然高分子化合物，是存在于自然界中唯一能夠被生物降解的陽離子高分子材料。甲殼素經(jīng)濃堿處理，脫去分子中的乙?；?，轉(zhuǎn)化為可溶性的脫乙酰甲殼素，又稱殼聚糖（Chitosan），學(xué)名：幾丁聚糖。其化學(xué)結(jié)構(gòu)是由大部分氨基葡萄糖和少量的N一乙?；咸烟峭ㄟ^一1，4糖苷鍵連接起來的直鏈多糖。分子式為：（C6H11NO4）n 結(jié)構(gòu)：2、 殼聚糖在食品中的應(yīng)用2.1 抗菌劑殼聚糖及其衍生物具有較好的抗菌活性，能抑制一些真菌、細(xì)菌和病毒的生長(zhǎng)繁殖。如將殼聚寡糖添加到醬油中，對(duì)引起醬油變質(zhì)的酵母菌群有明顯的抑制作用；使用殼聚糖谷氨酸鹽作為食品防腐劑于蛋黃醬中，可以抑制腐敗菌的生長(zhǎng)；在香腸中使用殼聚糖代替亞硝酸鹽可以抑制腐敗菌的生長(zhǎng)。此外，殼聚糖的抗菌性還被應(yīng)用于面條中，以減少醋酸味；應(yīng)用于抗菌大米、沙丁魚和牛肉中，防止煮制后缺乏“煮熟風(fēng)味”等。2.2 果蔬保鮮劑果蔬保鮮的主要目的是保持果蔬在采摘后直到貨架期，能維持正常的品質(zhì)、品味、營(yíng)養(yǎng)成分和外觀，提高其商品價(jià)值。用殼聚糖進(jìn)行涂膜保鮮，其膜層具有通透性、阻水性，可以對(duì)各種氣體分子增加穿透阻力，形成了一種微氣調(diào)環(huán)境，使果蔬組織內(nèi)的二氧化碳含量增加，氧氣含量降低，抑制了果蔬的呼吸代謝和水分散失，減緩果蔬組織的結(jié)構(gòu)衰老，從而有效地延長(zhǎng)果蔬的采后壽命。研究結(jié)果證實(shí)，應(yīng)用殼聚糖保鮮膜可較好的控制蘋果、梨、草莓、葡萄等多種水果的腐爛變質(zhì)，可保持水果硬度，減少褐變，延長(zhǎng)貯存時(shí)間和貨架壽命。同時(shí)，殼聚糖涂膜的保鮮作用在黃瓜、豆角、番茄、胡蘿卜等多種蔬菜的保鮮實(shí)驗(yàn)中已得到證實(shí)；經(jīng)殼聚糖涂膜處理，可顯著降低蔬菜的呼吸強(qiáng)度、蒸騰失水、多酚氧化酶及過氧化物酶的活性，保持較低的膜透性，減少蔬菜腐爛發(fā)生，從而延長(zhǎng)貯藏期。2.3 抗氧化劑肉類食品中由于含有高含量的不飽和之類化合物易被氧化而使肉類食品腐敗變質(zhì)，從而縮短了肉制品的貯存壽命，破壞了肉制品的風(fēng)味。利用殼聚糖對(duì)肉類食品進(jìn)行涂膜處理，其成膜性、抗菌性、抗氧化性可有效地幫助肉類食品保鮮。2.4 飲料澄清劑果汁中含有大量的帶負(fù)電的果膠、纖維素、鞣質(zhì)和多聚戊糖等物質(zhì)，在存放期間會(huì)使果汁渾濁。殼聚糖由于其分子中存在著大量游離氨基酸，能與質(zhì)子結(jié)合形成陽離子高聚物，當(dāng)殼聚糖的正電荷與上述負(fù)電荷物質(zhì)吸附絮凝后，經(jīng)處理后的澄清果汁是一個(gè)穩(wěn)定的熱力學(xué)體系，所以能長(zhǎng)期存放，不產(chǎn)生渾濁。另外，殼聚糖在果汁乳和蔬菜乳中可除去部分有機(jī)酸；在與牛乳或豆乳等蛋白飲料混合時(shí)，可使乳類長(zhǎng)期保持穩(wěn)定，不產(chǎn)生凝聚沉淀。2.5 其他食品添加劑殼聚糖難被人體腸胃消化吸收，是一種有效的膳食纖維，與果膠、卡拉膠等可加工成高質(zhì)量的低熱能保健食品。殼聚糖加入各種保健食品中服用，對(duì)人體有降低膽固醇、提高機(jī)體免疫力、調(diào)節(jié)人體微量元素的功能，是一種理想的功能食品原料。目前，國(guó)外已研制出多種含殼聚糖的保健食品，多以膠囊或錠劑之形態(tài)，用以減肥。在生產(chǎn)焙烤食品中，加入適量的殼聚糖可與蛋白質(zhì)形成穩(wěn)定的乳液，然后焙烤可使面包柔軟可口、保濕性能好，焙烤食品體積增加，內(nèi)部蜂窩狀結(jié)構(gòu)均勻。在冷飲食品中加入微晶殼聚糖做乳化劑可使組織細(xì)膩、冰晶均勻細(xì)小、泡沫豐富、風(fēng)味獨(dú)特、口感好。3、 殼聚糖的化學(xué)改性 在殼聚糖的分子中含有-OH和-NH2兩類基團(tuán)，可以對(duì)殼聚糖進(jìn)行化學(xué)改性，而得到殼聚糖衍生物，使殼聚糖的許多物化性質(zhì)都可以得到改善。3.1 酯化反應(yīng)殼聚糖能被各種酸和酸的衍生物酯化，得到無機(jī)酸酯和有機(jī)酸酯。如：殼聚糖與硫酸直接反應(yīng)可得到硫酸酯，具有較好的抗凝活性；把P2O5加入到殼聚糖的甲碳酸溶液中反應(yīng)制得其磷酸酯，此衍生物有較好的水溶性和耐熱性，有較強(qiáng)的吸附重金屬離子的能力。3.2 羧基化反應(yīng)羧基化反應(yīng)是指用氯代烷酸或者乙醛酸在殼聚糖中引入羧烷基基團(tuán)。羧基化產(chǎn)物可用作保濕劑，應(yīng)用于化妝品中，其性能與透明質(zhì)酸相當(dāng)；也可作為一種良性絮凝劑，其絮凝效果優(yōu)于聚丙烯胺；它還是一種很好的食品保鮮膜材料，能阻隔大氣中氧的透入，防止二氧化碳的透出，且乙烯能夠很好地逸出，有效對(duì)食品進(jìn)行保鮮處理。3.3 制備殼聚糖復(fù)合納米粒子殼聚糖通過靜電作用可以吸附到由Fe2+和Fe3+共沉淀所制備的Fe3O4納米粒子上，形成磁性Fe3O4-CS復(fù)合納米粒子。據(jù)報(bào)道，這種復(fù)合粒子已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到酶親和力隔離、蛋白質(zhì)分離、細(xì)胞分離、酶的固定化等多種領(lǐng)域。同時(shí)，氨基基團(tuán)的存在使殼聚糖成為通過戊二醛技術(shù)固定酶的一種很好的選擇。研究表明，磁性Fe3O4-CS復(fù)合納米粒子可以作為 -半乳糖苷酶固定過程中的有效載體；經(jīng)此法固定的酶具有較長(zhǎng)的貯藏期，并且PH、熱穩(wěn)定性都比一般的可溶性酶要好。此外，經(jīng)殼聚糖納米粒子固定的中性脂肪酶的熱穩(wěn)定性、操作和存儲(chǔ)穩(wěn)定性也得到明顯的改善。因此，殼聚糖納米顆粒被用于保護(hù)普通中性脂肪酶的活性，并可將其活性提高13.7%。中性脂肪酶能夠?qū)⒅舅獬筛视秃椭舅幔鞘称?、醫(yī)藥等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的一種酶。經(jīng)過殼聚糖納米粒子固定后的脂肪酶，其水解脂肪的效率明顯提高，從而降低了生產(chǎn)成本。3.4 其他反應(yīng)殼聚糖經(jīng)過醚化、N-烷基化、?；然瘜W(xué)修飾改性，可得到多種衍生物。這些衍生物在日用品、農(nóng)業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保和紡織業(yè)等領(lǐng)域都得到了研究與應(yīng)用。殼聚糖的發(fā)展前景隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)殼聚糖的研究與開發(fā)，特別是應(yīng)用研究和應(yīng)用領(lǐng)域的逐步深入，可以看出其發(fā)展前景的廣闊。雖然我國(guó)的殼聚糖資源豐富，但在研究以及應(yīng)用領(lǐng)域與國(guó)外相比還有很多的不足，沒有形成一定的生產(chǎn)規(guī)模。因此，我們應(yīng)積極開展殼聚糖的應(yīng)用研究與研究成果的推廣，充分利用資源，合理的開發(fā)與利用。同時(shí)，以新方法（如自昆蟲提取，以遺傳工程方式改良美軍或酵母菌種等）生產(chǎn)殼聚糖也將成為殼聚糖應(yīng)用研究的重要方向。參考文獻(xiàn)1 Chenliang Pan, Bing Hu, Wei Li. 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