壳聚糖对水果保鲜作用的研究进展

胡溪育

（漳州科技职业学院，福建 漳浦 363200）

壳聚糖（chitosan,CTS）是由甲壳素脱去乙酰基后所得到的产物，乙酰度和平均分子量是壳聚糖的两项主要性能指标［1］。研究发现，壳聚糖具有增强免疫机能、预防疾病、抑制老化、促进疾病痊愈及调节人体的生理机能这五大功能。因此,在1991年被欧美学术界誉为除蛋白质、糖类、脂肪、无机盐和维生素之外的第六生命要素［2］。甲壳素性质独特、资源丰富、安全无毒。由于具有很好的生物相容性、可降解性，壳聚糖有着十分广阔的应用前景，在食品、医学、环保、饲料、化妆品等领域应用广泛［3，4，5］，具有不可替代的地位，尤其在医药、保健食品和化妆品方面更显示其优势。我国拥有广阔的海岸线，达30 000多km，甲壳素资源丰富，加强对甲壳素及其衍生物的研发力度，不仅有利于食品保鲜行业的发展，而且也会带来巨大经济社会效益。

1 壳聚糖对水果的保鲜作用

1.1 保鲜机理

壳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层无色透明薄膜而实现对水果的贮藏保鲜。壳聚糖具有较好的保湿吸湿性能，且增加了果皮厚度并堵塞一部分皮孔，减缓了果蔬蒸腾作用，有效地抑制了水果贮藏保鲜中的水分损失，使水果保持良好的新鲜度［6］。另外，壳聚糖形成的膜对CO2和O2的透过率都比较小，其中CO2透过率较O2差，由于果蔬呼吸作用会消耗O2，释放CO2，故在膜内CO2浓度较高，导致呼吸强度减弱，从而抑制了果蔬的呼吸强度，减少果蔬内呼吸基质的消耗和物质转化，从而使果蔬维持较高的干物质含量［7］。

壳聚糖具有广谱抗菌性，较低分子量的壳聚糖可通过渗入病菌体内，与致病菌细胞壁初生组织结合，进而抑制细胞壁的发育，或带正电的壳聚糖通过与病原菌细胞核中带负电荷的DNA作用，抑制病原菌的DNA复制及RNA转录。高分子量壳聚糖由于其具有成膜性质，容易覆盖在病原菌表面形成一层致密的膜，封闭了病原菌物质代谢的通道，从而抑制病原菌的生长繁殖［8］。此外，壳聚糖可通过诱导植物提高包括几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶和过氧化物酶（POD）在内的生物酶活性，经系列反应途径产生植保素、木质素等物质，从而加厚细胞壁，以阻碍病菌进入植物组织［9］。

1.2 对水果保鲜应用研究

用适宜浓度的壳聚糖溶液对采前或采后果蔬进行涂膜处理，可以有效防止其在贮藏期间的失水皱缩，减缓果蔬变色和营养成分的代谢，并有利于维持果实的硬度，进而延长果蔬保藏期。

梁翠娥等［10］采用0.5%、1.0%、1.5%的壳聚糖溶液处理鲜切菠萝，表明壳聚糖能够明显抑制鲜切菠萝贮藏期间细菌的生长、繁殖。刘晓蓉等［11］用不同浓度的壳聚糖涂膜处理贡梨，发现都能够减少水分、VC、有机酸和总糖的损耗，延缓贡梨在贮藏期间的品质降低，延长贡梨的保质期。谌素华等［12］用1.5%壳聚糖、0.10%防腐剂、pH为5.45的涂膜配方处理芒果后，有效抑制了芒果的呼吸作用，推迟呼吸高峰期的出现，达到延长保质期的目的。而且使芒果在贮藏期增强了对外界病原菌的抵抗能力，贮藏18d后芒果的腐烂指数仍为0，好果率为100%，可见该涂膜配方具有良好的保鲜效果。此外，由于水果在运输过程中容易发生碰撞而产生机械损伤，而壳聚糖膜有一定抗机械损伤性能，主要表现为抗拉伸强度，故其对水果具有一定的防震保护功能［13］。

2 改性壳聚糖的保鲜特点

随着人们对壳聚糖研究的不断加深，以及壳聚糖保鲜水果存在的不足，如壳聚糖不溶于水，仅溶于稀酸，使应用受到很大限制。存在透水率高的缺点，在水果表面涂膜时，果实易失水蔫萎，难以满足室温下水果保鲜的要求［14］。人们对壳聚糖进行了改性以寻求其更好的保鲜效果。改性壳聚糖主要分为两种方式：第一种是对其分子结构进行改性，研究表明对壳聚糖进行修饰，其溶解性和保湿性等性能有所提高。第二种方式是从利用壳聚糖单一试剂涂膜转向壳聚糖复合涂膜液进行保鲜，如采用壳聚糖及其衍生物并辅以其他助剂制成涂膜保鲜剂进行保鲜，效果良好［15，16，17，18］。

改性壳聚糖膜的抗拉强度、吸湿性、水溶性、耐磨性等性能明显提高，可以给果蔬一个较适宜的环境，能更显著抑制果蔬呼吸作用、蒸腾作用、物质转化代谢和变色等生理生化过程，进而延迟果蔬生理衰老，延长贮藏期［19］。目前改性壳聚糖用于水果保鲜备受关注。

3 问题与展望

我国海岸线广阔、长达30 000km，海域大，壳聚糖资源丰富。它具有安全、无毒、成膜简单、可食用、易降解等特点，保鲜性能优越，随着人们对化学保鲜剂毒性的担心，保健意识的增强，壳聚糖具有很大的发展潜力。但目前壳聚糖在水果保鲜剂上的应用中还存在一些问题：其一，单一的壳聚糖用于水果保鲜，不同的处理条件，所得壳聚糖的性质不尽相同,因而保鲜效果不一。其二，壳聚糖在H+浓度为1～100 nm ol/L的稀酸中具有较好的溶解性，但在这个酸度范围内，有的水果的组织成分可能会与该酸发生作用，因而影响壳聚糖的保鲜效果。此外，壳聚糖在保鲜过程中黏度不太高，质量不稳定。随着人们对食品安全的要求越来越高，壳聚糖作为天然无毒的保鲜剂，在果蔬贮藏保鲜具有广阔的发展空间。加强对壳聚糖的研发力度，不仅有利于食品保鲜行业的发展，而且也会带来巨大经济社会效益。

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