1、福建農林大學本科生課程論文授課時間 2015 2016年度 第2學期論文題 目：殼聚糖涂膜在鮮切果蔬保鮮中的應用劉鋆本科生姓名:號:3135816108業、年2013級食品科學與工程食品貯藏保鮮（課程論文）林河通教授、林藝芬講師殼聚糖涂膜在鮮切果蔬保鮮中的應用摘要 鮮切果蔬是指新鮮果蔬原料經預處理、清洗、切分、保鮮、包裝和貯藏等多道工序制成的 不影響其鮮活狀態的一種制品。它具有天然、營養、食用方便等特點，符合當下快節奏的生活方 式，廣受人們喜愛。但是由于切分造成的機械損傷，鮮切產品易出現一些不利保鮮的生理生化反 應。殼聚糖是一種來源廣泛的生物大分子材料，安全、無毒、并具有良好的成膜性和生物相容

2、性,將殼聚糖涂膜應用于鮮切果蔬的保鮮，能夠起到抑菌、抗氧化、防褐變等作用，從而達到保鮮目 的，延緩商品品質下降，保持商品價值。關鍵詞殼聚糖涂膜鮮切果蔬作用機理保鮮App lication of Chitosan Coating in P reservation of Fresh-cutFruits and VegetablesAbstract Fresh-cut fruits and vegetables is a kind of p roduct made of fresh fruits and vegetables, which are pro cessed, clea ned, cut,

3、 fresh, p ackaged and stored without affect its fresh ness。 It ' s Natural, nu triti onal and convenient to eat. I n today's fast -p aced life of it has become a trend. Because of the mecha ni cal damage caused by the segme ntati on, the fresh-cut p roducts are prone to some adverse p hysiol

4、ogical and biochemical react ions. Chitosa n is a source of a wide range of biological macromolecular materials.It's safe , non-toxic and has good film formi ng prop erties and bioco mp atibility. App lied to the p reservati on of fresh cut fruits and vegetables,the chitosa n coat ing could be a

5、n timicrobial, be an tioxida nt and anti brow ning effect, so as to achieve purpo ses of p reservati on , slow the decli ne in the quality of goods and maintain the value of the goods.Key words chitosa n coat ing, fresh-cut fruit and vegetable, action mecha ni sm,p reservati on目錄0 引言1殼聚糖涂膜保鮮機理1.11.2

6、1.3氣調與保濕 抑菌 防褐變 食品添加劑的載體1.4殼聚糖涂膜在鮮切果蔬保鮮中的應用2.12.2殼聚糖涂膜在鮮切水果中的應用2.1.1 鮮切蘋果 2.1.2 鮮切甜瓜 殼聚糖涂膜在鮮切蔬菜中的應用2.2.1 鮮切生姜 2.2.2 鮮切西蘭花 展望結語參考文獻 致謝 3 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 4 錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽。 4 4670引言保鮮，即運用物理、化學、生物等方法，為保持食品在生產、 貯運和銷售等環節中的新鮮度,延緩其質量的下降，以利于使用消費所采用的工藝過程的總稱。為此而采用的手段即為保鮮技術和工藝；相應的以保質保鮮為主要功能的包裝稱為保鮮包裝。1鮮切果

7、蔬是指新鮮果蔬原料經預處理、清洗、切分、保鮮、包裝和貯藏等多道工序制成的不影響其鮮活狀態的一種制品。2鮮切果蔬因其天然、營養、食用方便等特點，符合當下快節奏的生活方式，廣受人們喜愛。但是 鮮切果蔬不易貯存，果蔬經切分因含切口及受傷組織，會引發系列不利貯藏的生理生化反應，如加快呼吸作用、加速傷乙烯產生、加劇酶促褐變與非酶褐變和切分表面木質化等。3鮮切果蔬所處的貯藏環境不能保證無菌，隨著果樹逐漸衰老，抗病性下降,易引發微生物的二次侵染,造成果蔬的大量腐爛變質。解決鮮切果蔬的保鮮問題，具有極大的研究價值。殼聚糖(chitosan)是由甲殼素（chitin ）經脫乙酰基反應所得的產物,化學名稱為聚葡萄

8、糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖，其化學結構是由大部分2-氨基-2-脫氧-D-吡喃葡萄糖和少量的2-乙酰氨基2脫氧-D-吡喃葡萄糖通過3 -1,4糖苷鍵連接起來的直鏈多糖（二元線性聚合物）是自然界中存在的眾多天然多糖中惟一豐富的堿性多糖。5甲殼素，國內亦稱作不溶性甲殼質,在自然界中有機物數量和含氮有機物均排名第二，自然界每年由生物合成的甲殼素有百億噸之多，是一種十分豐富的再生資源。但是往往被成噸地廢棄。6顯而易見，甲殼素是最沒有被物盡其用的天然資源之一，具有廣闊的發展前景。由于分子量低，殼聚糖水溶性大，生物相容性好，易被人體吸收利用且在體內不積累,無毒,還具有多種生物活性，包括抗氧化、抗

9、菌、抗腫瘤、抗炎止血、降低血壓、保護神經等。7再加上它的抑菌性能、成膜性以及阻氧性使它成為涂膜材料的極佳選擇。本文就近年來國內外有關殼聚糖涂膜對鮮切果蔬的保鮮及其作用機理進行綜述,旨在為鮮切果蔬保鮮技術提供科學依據。1殼聚糖涂膜保鮮機理食品常用的保鮮方法有氣調貯藏法，冷凍貯藏法、藥物處理法和涂膜法等。低溫貯藏的設備昂貴，導致成本過高；藥物處理法雖然應用普遍，但是容易造成有毒有害物質的殘留；而涂膜保鮮是一種時下新起的安全的食品保鮮法，尤其是基于天然高分子材料的殼聚糖保鮮材料近年來引起人們的廣泛重視。它針對鮮切果蔬產品的保鮮機理主要由以下幾點。81.1氣調與保濕9殼聚糖具有成膜性。殼聚糖大分子中含

10、有大量游離氨基(-NH 2)和羥基(-0H),易溶于酸性水溶液形成高粘度的膠體溶液，通過涂抹或浸泡，果蔬和食品表面將形成透明的殼聚糖薄膜。此膜對02、CQ、C2H4具有一定的選擇透過性。10【11鮮切果蔬的呼吸作用快，同時產生傷乙烯，不利于產品保鮮。經處理的果蔬外層形成了一層薄膜，從而形成了一個微氣調環境。果蔬組織內外的氣體交換變慢，導致果蔬對02的吸收減少,同時也阻礙了 CQ向外界擴散,12從而有效抑制了鮮切的呼吸代謝，延遲果蔬進入呼吸高峰期,減少了營養物質的消耗和乙烯的釋放，從而達到延緩衰老的效果，起到保鮮作用。131.2抑菌由于切割造成細胞破裂，一些營養物質流失，給微生物的生長提供了有利

11、的生存條件，增加了更多種類和數量的微生物對果蔬的污染機會易發生微生物浸染，內部組織受到微生物的浸染,重者造成食物中毒，并且切割還會降低果蔬組織自然抵抗微生物的能力。3因此，高菌數是鮮切果蔬常面臨的問題，微生物是導致切割果蔬腐敗變質的主要原因之一。14殼聚糖膜可有效抑制細菌對鮮切果蔬的感染，殺菌15，從而達到保鮮效果。抗菌的機理主要有以下幾點：首先，殼聚糖有大量帶正電荷的氨基，和微生物細胞膜表面帶負電的物質相互作用, 可導致細胞內營養物質發生流失，進而死亡；其次，當殼聚糖進入微生物體內，與微生物的脫氧 核糖核酸、核糖核酸等相結合，可造成微生物生理功能的紊亂，死亡；最后，由于殼聚糖在微生物表面形成

12、了一層致密的膜，阻止了微生物呼吸以及營養物質的轉運，從而對細菌、真菌等微生物起到了抑制生長繁殖的作用。161.3防褐變果蔬經過切割處理后，會產生機械傷害，將刺激并誘導切口表面的組織發生酶促褐變反應,其外觀色澤變化主要是發生了酶促褐導致鮮切產品的整體的感官品質下降而且貨架期明顯縮短。變，不僅影響外觀，還導致了營養的損失。 酶促褐變的三大關鍵因素是酶、酶作用的底物和氧氣。引起酶促褐變的關鍵酶有：多酚氧化酶(PPQ),過氧化物酶(PQD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、脂氧合酶(LQX)、抗壞血酸過氧化物酶(APX)、超氧化物歧化酶(SQD)和過氧化氫酶(CAT)等。17殼聚糖能有效降低 PPO PQD

13、的活性，抑制褐變。巰基化后的殼聚糖具有還原性，降低了水1819果中兒茶酚(1,2-(HQ) 2C6H4)被氧化成醌的機會；而且殼聚糖在一定 pH下對銅、鐵和鎳等金屬離子有很強的螯合作用，降低了這些離子的活性，從而減緩食品褐變殼聚糖不僅具有抑制有害酶的作用，還有激發有益酶的功效。殼聚糖能使食品中超氧化歧化酶保持較高的活性， 有利于清除超氧陰離子自由基。520自由基可以使組織產生過氧化物，減少自由基可以減弱活性氧對果蔬的傷害，另一方面還能降低膜脂的過氧化作用，減少乙烯生成，保持2221果實的堅硬程度，保持果蔬的干物質含量。減少氧氣吸收，也可抑制合成花青素、降解葉綠素， 果蔬得以較長時間保持原有色澤

14、，從而保持果蔬良好的感官品質。1.4 食品添加劑的載體鮮切果蔬切口部分即其表面，極易受到微生物侵染，目前，對于鮮切產品的殺菌主要是使用 殺菌劑進行清洗，對其表面沒有針對性，易滲透到果蔬組織內部，降低表面殺菌的效果。殼聚糖涂膜可作為食品添加劑的載體在控制鮮切產品微生物增長和延長貨架期起到重要作, 阻止其擴散到產品內用。將殺菌劑添加入殼聚糖涂膜中，涂膜能將殺菌劑集中在鮮切果蔬表層 部, 結合上述殼聚糖涂膜的保鮮特性，可有效阻止各種微生物在產品表面生長繁殖，從而大大提 高抑菌效果。也可在涂膜中加入抗氧化劑達到延緩產品氧化酸敗、變色和品質下降的目的。也可根據需要在殼聚糖涂膜中添加食用色素、 營養強化劑

15、等食品添加劑 , 不僅能夠有效保持果蔬良好的感官質量、新鮮度，而且可提高產品的品質。132 殼聚糖涂膜在鮮切果蔬保鮮中的應用23國內外現已廣泛地將殼聚糖涂膜早在 20 世紀 80 年代，美國、加拿大、日本等國家就已經開始開展殼聚糖在西紅柿、草莓、 黃瓜、芒果等果蔬保鮮方面的研究，并取得了一定研究成果。應用于鮮切果蔬的保鮮。眾多研究結果表明，殼聚糖在鮮切產品表面形成薄膜后，顯著地抑制了 呼吸作用、傷乙烯產生和酶促褐變等不利于鮮切果蔬保鮮的生理生化過程，延緩了生理的衰老、 延長了貨架期。2.1 殼聚糖涂膜在鮮切水果中的應用水果類產品，因其本身色澤鮮艷，發生褐變等不良反應的體現極為明顯，尤其是蘋果等

16、廣受 人們喜愛卻極易氧化的水果。鮮切產品往往最終都會進入超市的冷柜貨架。 范林林等 24為研究殼聚糖涂膜對鮮切蘋果貯藏0.5%、1.0%、1.5%的殼聚糖浸泡品質的影響，將鮮切寒富蘋果（耐寒富士蘋果）分別用質量分數3min后瀝干，用0.11 mm厚度的PE保鮮膜包裝后置于 4 C冷庫中貯藏，每 2d測定與成熟衰老相關的生理生化指標。 結果表明, 適當質量分數的殼聚糖涂膜可保持了鮮切蘋果果塊的感官品質、 延緩了營養物質的下降、抑制了微生物的生長繁殖，抑制了褐變，達到護色效果；殼聚糖涂膜也 能較好地抑制多酚氧化酶活性, 提高過氧化物酶活性。 在研究的 3 種質量分數中, 1.0%殼聚糖處理對鮮切蘋

17、果的保鮮效果最好，能在4 C冷庫12 d貯藏期中維持鮮切蘋果的較好品質。張偉娜等閃對鮮切蘋果的實驗表明，在0C下，殼聚糖濃度為1.63%,浸泡時間為90s，對鮮切蘋果有很好的保鮮效果，延緩了可滴定酸含量、褐變率和失重率等。在實際應用當中，殼聚糖 涂膜往往是與其他食品添加劑聯用的。 Carvalho 等26 將質量分數 2%的殼聚糖與 500mg/L 的反式肉桂醛聯用，處理了鮮切甜瓜，在4C保存了 20天。結果表明，甜瓜生物膜和細胞壁結構的完整性高。反式肉桂醛作為自由基清除劑和酶抑制劑，以殼聚糖涂膜作為載體，發揮良好作用，抑制 了甜瓜果塊的呼吸代謝, 延緩了衰老, 降低了細胞壁水解酶活性進而減少

18、了生物活性物質的損失。Irkin 等27 的研究表明，應用殼聚糖涂膜于鮮切蜜瓜，對青霉、鐮刀菌和體外寄生曲霉有抑制作 用，色澤比沒有處理的對照樣品好。2.2 殼聚糖涂膜在鮮切蔬菜中的應用王兆升等曲于研究中，將殼聚糖作為主劑配得的涂膜液在 4C下對鮮切生姜進行涂膜保鮮實驗。結果表明，殼聚糖涂膜有效減輕了鮮切生姜在貯藏過程中的褐變、質量損失，抑制可溶性總 糖及 Vc 的減少，抑制粗纖維的增加。利用透射電鏡觀察鮮切生姜的細胞超微結構，發現，經質 量分數 1.5%的殼聚糖涂膜處理后, 鮮切生姜的細胞質壁分離現象被延緩, 抑制了細胞壁的降解以 及細胞核、 質體、 線粒體的破壞和解體, 保護細胞結構的完整

19、性, 從而延長了鮮切生姜的貨架期, 保證商品價值。Mar ia V等29通過對鮮切西蘭花進行體內、體外實驗，確定了殼聚糖涂膜具有抗菌性能，并且富含生物活性化合物（bioactivecompounds, BQ 禾口精油(essential oils , EQ)。實驗結果表明，BC的富集提高了抗菌作用， 而且在殼聚糖涂膜的保護下， 西蘭花的感官特性被良好保持。研究還指出，殼聚糖涂膜豐富的BC和 EO不僅很好地控制了西蘭花本身已有的微生物,還能抑制大腸桿菌（ E.coli ）和單核細胞增生李斯特氏菌 （L. monocytogenes.） 的生長繁殖。3 展望殼聚糖涂膜的研究已經正在受到研究人員的重

20、視,成為食品保鮮中的重要研究課題,慢慢趨 于成熟。但是僅僅依靠殼聚糖涂膜自身發揮作用還遠遠不夠,不可忽視的一點是,它可作為食品Tahseen Kamalab 等 30 研究中將添加劑的良好載體。通過與其他抗菌成分或天然保鮮劑相結合,達到安全高效的保鮮效果是大勢 所趨。未來的研究決不能僅局限于提高殼聚糖涂膜本身的性能。一種新型的二氧化鈦分散在殼聚糖中, 形成一種納米復合劑, 通過一系列的實驗, 實驗結果表明, 二氧化鈦 / 殼聚糖納米復合物涂層對大腸桿菌表現出較高的抗菌性能。很明顯,殼聚糖可以與其 他食品添加劑相輔相成,更好地發揮保鮮作用。4 結語綜合以上的論述,可以看出,殼聚糖是一種來源十分廣

21、泛的大分子材料,與其他化學保鮮劑 相比具有安全無毒的優點,具有良好的成膜性、抗菌性和生物相容性,從而解決了果蔬經切分受 到機械傷后,一系列不良的生理生化反應,在鮮切果蔬的貯藏保鮮中達到氣調、抑制微生物生長 繁殖、防止鮮切果蔬發生氧化褐變以及酶促褐變等效果,能夠大大保證鮮切產品的商品價值。但 是在未來的發展中，要注意不能停滯于改善殼聚糖膜的自身性能，應注重殼聚糖涂膜與其他食品 添加劑相結合的相關研究，這是一個十分有價值的發展方向。參考文獻1 范奎,王振林,曹梅麗. 食品保鮮技術 J. 包裝工程 ,2004,05:130-133.2 羅海波,何雄,包永華 ,戴云云 ,郁志芳. 鮮切果蔬品質劣變影響

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