壳聚糖涂膜保鲜油麦菜的研究.docx

壳聚糖涂膜保鲜油麦菜的研究哈尔滨学院本科毕业论文，设计，、乙 —前言随着果蔬保鲜行业的发展，市场上出现越来越多的保鲜方法壳聚糖涂膜保鲜作为新兴技术，为保鲜行业打开了新的大门壳聚糖是经FDA认可的食品添加剂,具有天然高分子的相容性相比较于合成的塑料薄膜，具有可食性的壳聚糖保鲜膜更具有发展潜力尽管其在保鲜膜的机械强度方面有其短板，但是在透气性和杀菌性方面具备其特有的长处我们可以用壳聚糖与不同的溶解[1] 剂进行调和，改善其性能，使其取长补短，更好的应用于涂膜保鲜行业可以想到以壳聚糖为基体地复合性保鲜膜将成为可食性保鲜膜重点研究项目，并且得到广泛的应用在中国大多数叶菜类是以未经贮藏与处理地毛菜形式出售，据数据统计有 30, 到 40, 的蔬菜由于储运不当或销售不及时腐烂变质，造成浪费对于我们国家目前的蔬菜市场产业化管理，也需要相应的贮存运输保鲜技术油麦菜作为典型的绿叶菜，由于细长的叶片表面积比较大，采摘之后蒸腾和呼吸作用仍然进行着，所以在常温运输过程中容易菜体发蔫，变色，甚我们对于油麦菜类的保藏至变质腐烂，非常影响蔬菜品质与质量而目前对于方法主要是低温冷藏技术进行保鲜近年来也有采用气调贮藏的方法，但是这种方法对于储存运输的气密性要求很高，需要另加气调装置，从而又增加了贮[2] 藏成本。

本实验是以油麦菜为研究对象，采用可食性壳聚糖复合保鲜剂涂膜方式对油麦菜进行保鲜研究，旨在寻找一条新的油麦菜保鲜途径1哈尔滨学院本科毕业论文，设计，第一章 绪 论1.1 壳聚糖及其功能作用1.1.1 壳聚糖简介壳聚糖(chitosan),化学名为聚葡萄糖胺，，是广泛存在于甲壳类动物如虾和蟹骨中的甲壳素脱掉乙酰基甲，形成的携带有阳离子的多糖自1859年以来，法国第一次得到壳聚糖后，这种安全的天然聚合物其血液相容性和微生物降解性能得到了各行各业广泛关注，并在食品和药品、生化和生物医学工程和许多其[3]他领域得到应用，其研究也已经取得了显著的进展临床研究方面也利用壳聚糖降血脂、降血糖功能进行医用治疗图1-1壳聚糖呈粉末状壳聚糖是可食无毒，安全无味，不被中性溶液和强酸溶液溶解的，而在弱有机 酸的环境中可能发生溶胀溶解利用壳聚糖溶解剂将壳聚糖溶解进行涂膜，所形成 的薄膜其抗菌性能能够延缓果蔬腐烂并保持其品质，达到保鲜果蔬和延长货架期的 效果1.1.2 壳聚糖的功能及应用2哈尔滨学院本科毕业论文，设计，图1-2壳聚糖化学结构式由于壳聚糖具有易于被修改和良好的化学反应特点，所以对其研究在这方面比 较努力，也取得了可喜的实验研究结果。

通过各种方法改变壳聚糖羟基取代位置， 可以增加其亲和力，这对壳聚糖的应用在今后的发展提供了一个很好也可以用于固定化的研究价值研制出的多孔壳聚糖珠，有助于重金属螯合，[4,12]方面通过各种改造修饰，扩大了壳聚糖的功能性壳聚糖在许多方面都有其应用1）抗菌剂：壳聚糖及其衍生物具有良好的抗菌 活性，能够抑制某些细菌和病毒生长现在认为其抑菌机制可能有三个：第一，壳聚糖的阳离子聚合物，容易与真菌细胞表面携带的负电荷组发生反应，使致病菌细 胞膜的渗透性和流动性被改变；第二，壳聚糖可以干扰细胞遗传基因的复制和转录 ； 第三，壳聚糖能够干扰致病菌正常生理作用机制壳聚糖能诱导致病菌细胞蛋白， 干扰代谢和扰乱信号传递来实现目标的抗菌2）保鲜剂：水果和蔬菜保存的目的主 要是让水果和蔬菜收获后以延长货架期，维持正常的外观、水果和蔬菜的质量、口 味和营养，提高其商品价值用壳聚糖涂层对水果和蔬菜进行保护，涂膜层的渗透 性和阻水性可以使各种不同的气体分子进出细胞阻力增加，从而形成一种微空气调 环境，使水果和蔬菜降低组织中氧含量而二氧化碳含量增加，有效地抑制了蒸发损 耗和水果和蔬菜的呼吸，从而延缓水果和蔬菜细胞结构老化，延长果蔬储存期。

3）抗氧化剂：肉类中含有大量的不饱和脂肪酸和它的化合物，这些物质的氧化会导致 肉腐败变质，不能够长期储存通过研究氧化稳定性的影响壳聚糖处理后的牛肉氧化稳定性的影响结果表明，添加1.0%的壳聚糖的牛肉冷藏3天，牛肉中硫代巴比妥酸3哈尔滨学院本科毕业论文，设计，下降了 70%据报道，壳聚糖(NOCC,N,O竣甲基脱乙酰基壳多糖)，能够非常有效的抑制肉质氧化，而冷藏的肉类风味九天后基本上保持不变 (4) 健康食品添加剂 : 壳聚糖是很难被胃肠消化吸收的，人体摄入体内后，他能够与甘油三酯，脂肪酸和胆固醇及其他脂类化合物发生反应，生产物不能通过胃酸水解，也不能通过消化系统吸收，阻碍身体吸收这种物质，使其被直接排出体外因此, 壳聚糖可以降脂，减少食物热量，作为健康食品添加剂实验研究表明，壳聚糖不仅具有清新甜味和消除脂肪肝，降低胆固醇，增强免疫力，还具有改善食品保水性的作用，可以成为特殊人群的健康食品添加剂 (5) 果汁澄清剂 : 通常在果汁含有大量的果胶、纤维素和带负电的聚戊糖等物质，将导致果汁在其存储过程中出现混浊而在加入壳聚糖后，壳聚糖可以吸附絮凝负电荷，取得明显的澄清效果经过处理地澄清果汁其状态稳定，能够长期的存放而不产生浑浊。

研究结果表明，壳聚糖对于果汁也是一种良好的净化剂，不论葡萄汁有没有经过果胶酶的处理，果汁的澄清效果都是非常显著的据报道，壳聚糖与聚苯酚化合物有很好的亲和力加入壳聚糖的葡萄酒，由于壳聚糖与聚酚类化合物在密切合作，可以使酒的颜色从最初的淡黄色变为深金黄色，从而大大提高葡萄酒质量和品质此外，壳聚糖还能够应用于水的澄清剂和酶固[4,5,9] 定化剂等领域1.1.3 壳聚糖涂膜保鲜机制和抗菌机制壳聚糖涂膜的保鲜机制 : 壳聚糖薄膜作为一种半透膜, 可以控制气体交换并减少水分损失，所以可以保持采摘蔬菜组织稳定性，抑制微生物生长在水果和蔬菜表面上形成的选择性保护膜可以增加气体分子进出细胞阻力，形成一种微空气调环境，水果和蔬菜细胞内有一个高二氧化碳浓度，低氧气浓度的环境，实现类似的气调包装状态，达到保鲜效果壳聚糖有较高的亲水性和持水性，壳聚糖溶液涂膜水果和蔬菜，可使细胞组织水分不散失，有效的延迟细胞死亡，保持果蔬新鲜度壳聚糖溶液涂膜应用到新鲜水果和蔬菜类的操作，可[2,6] 以显著延长其货架期壳聚糖涂膜的抗菌机制 : 壳聚糖的抗菌性作用机理主要有以下两个因素 : 一种是壳聚糖能够吸附在致病菌细胞的表面，从而形成一层高分子薄膜，此薄膜可以阻止营养物质在细胞间的运输，从而达到抑菌和杀菌的作用 ; 另一种是由于壳聚糖可以渗入到细菌细胞内，干扰细胞正常的生理活动，从而杀灭致病4哈尔滨学院本科毕业论文，设计，[10,12] 菌，达到抗菌作用。

研究表明，壳聚糖黏度适宜，一定地范围内，分子量越大，脱乙酰程度越高，其抗菌性也会越强1.2 壳聚糖涂膜保鲜国内外研究现状1.2.1 国内壳聚糖涂膜保鲜研究现状在国内，研究学者对于壳聚糖的研究和应用始于 20 世纪 60 年代，但是应用于果蔬保鲜方面只是在最近几年很长一段时间，我国主要是将化学防腐剂用于水果和蔬菜保存，因为技术水平落后，每年果蔬收获后损失率达到25%以上所以新型无毒高效、可食用、可降解的壳聚糖保鲜剂成为学者研究项目和开发热点据报道，国外已经利用壳聚糖的成膜性、吸湿性和抗菌性，将其用于储存水果蔬菜和花卉等研究用谷氨酸作为溶解剂，制成浓度为2.0%的壳聚糖保鲜剂进行实验，将其涂抹在苹果上，储存在阴凉的地方，这个方法可以存储苹果四到五个月实验分析其可溶性固形物，硬度都高于空白对照组，苹果皮颜色基本没有变化，并且具有光泽，没有褶皱，完整保鲜率高达98%采用新鲜草莓进行涂膜保鲜实验，用不同浓度的壳聚糖溶液进行涂膜研究表明在室温下保存效果最好的草莓涂膜剂是1.25%壳聚糖复合剂壳聚糖复合膜能使草莓储存在室温下五天, ，完整保鲜率高达85.2%除此以外，我国的研究学者还对壳聚糖成膜特性进行了深入的研究探索，目前已经成功的研发出关于壳聚糖的果蔬保鲜剂并投入生产，试验结果表明，其保鲜效果要好于英国研究的森伯[7-10] 尔保鲜剂。

1.2.2 国外壳聚糖涂膜保鲜研究现状在国外，加拿大和英国以及其他国家自 20 世纪 80 年代初期开始进行壳聚糖对于水果和蔬菜研究工作，并且取得了一定的研究成果加拿大研究人员将壳聚糖涂抹在水果表面形成一层薄膜这种薄膜可以调整氧气和二氧化碳的浓度，使得细胞内部达到低氧环境，从而达到冷藏保鲜的效果这种保鲜技术已获得加拿大政府颁发的生产许可证美国研究人员利用壳聚糖作为水果保鲜剂，淋撒在水果表面形成一层半透明的膜，此膜可以防止水分蒸发，保持水果的新鲜，储存期长达九个月壳聚糖的应用发展不仅可以保鲜水果如苹果、草莓，也可以保鲜蔬菜如辣椒、菠菜日本研究人员使用壳聚糖为主要成分开发一种新型的防腐剂，浸泡水果和蔬菜，可以在其表面形成一层薄膜，有效防止5哈尔滨学院本科毕业论文，设计，水果和蔬菜收获后腐烂变质与空白对照组相比，不仅水果和蔬菜保存时间延[8,11] 长了 2 到 3倍，而且色泽闪亮，质量更好，味道几乎不会改变英国研究人员研制出了一种新型壳聚糖保鲜剂，实验结果表明，新鲜期高于原始保鲜剂 3倍，应用于苹果常温储存保鲜，半年后其味道依然鲜美水润测试后证实，壳聚糖溶液涂膜可以显著延长水果储存期如今，在美国和日本，已经能够工业[11-13] 化大规模生产壳聚糖，并广泛应用于保鲜行业。

1. 3 壳聚糖涂膜保鲜油麦菜发展前景有关于研究壳聚糖保鲜膜，国内国外都取得了颇有成效的进展总结近年来的数据发现，壳聚糖涂膜蔬菜保鲜机制主要有以下几个方面:(1) 在蔬菜表面形成一层保护薄膜将壳聚糖溶液涂于蔬菜表面，能形成一层保护膜，使部分表皮气孔被阻塞，并且增加表面厚度减少水分蒸发损耗，使蔬菜持有充足水分，长期保持蔬菜品质 (2) 促进蔬菜生理活性通过壳聚糖涂膜处理，可以加速蔬菜表面伤口愈合，加强细胞新陈代谢，调节果实生理活性，增强蔬菜自我修复能力 (3) 延缓蔬菜的细胞衰老壳聚糖涂膜蔬菜，可以降低细胞内活性氧含量，延缓衰老和细胞死亡;经过试验测试，涂膜保鲜过程中蔬菜产生乙烯量被降低; 蔬菜的涂膜保鲜也可以减少在贮存过程中细胞组织生成丙二醛，有效地维持蔬菜细胞完整性 (4) 削弱蔬菜作用蔬菜表面形成了一层保护膜，能够调节氧气与二氧化碳含量，使呼吸作用被减弱，从而减缓果蔬细胞衰老和死亡，达到保鲜作用 (5) 减少细菌感染实验研究表明，壳聚糖具有抗菌性蔬菜用壳聚糖涂膜，形成一层透性良好的薄膜，能促进蔬菜组织木质化阻隔病原体，达到减少细菌感染的效果并且能够使蔬菜感染病毒后酶活性增加，加速分解入侵细菌细胞壁，启动自身的防御系统并生产抗病物质，达到对病原菌有[11-14] 抑制作用的效果，从而防腐抗菌保鲜蔬菜。

以上分析基本解释了壳聚糖涂膜保鲜的原理，但在某些方面现在仍然处在推测解释的阶段，对于进一步的验证完善，仍需要一定的科学实验方可确定在此阶段，壳聚糖分子由于具有天然无毒可食、高效易得、成本低的优势, 和吸附、成膜、可降解、杀菌等功能在果蔬涂膜保鲜方面得到了广泛的应用，在延长食品货架期方面受到了越来越多的关注哈尔滨学院本科毕业论文，设计，第二章 实验材料与实验设备2.1 实验材料2.1.1 原料表 2-1 实验材料名称 材料来源油麦菜 家得乐超市2.1.2 实验试剂 7哈。