殼聚糖在熱帶水果貯藏保鮮中的應用研究進展

朱莉，李遠頌

殼聚糖在熱帶水果貯藏保鮮中的應用研究進展

朱莉1，*李遠頌2

（1.海南大學材料與化工學院，海南?？?70228；2.海南大學研究生處，海南?？?70228）

殼聚糖是廣泛存在于自然界中的唯一堿性多糖，具有廣譜抗菌性、良好成膜性、抗氧化活性和安全可食性等優點，可作為天然高效的保鮮材料，應用于果蔬保鮮領域。通過介紹殼聚糖的保鮮特性，綜述了殼聚糖在5種熱帶水果貯藏保鮮中的應用研究進展，并對其應用前景和研究發展方向進行了展望，旨在為殼聚糖在熱帶水果貯藏保鮮中的研究和應用提供參考。

殼聚糖；熱帶水果；貯藏保鮮；進展

熱帶水果為生長在熱帶地區的水果，我國的海南省全部處于熱帶地區。熱帶水果營養豐富、香味俱佳，具有較高的營養價值和多種保健功效，深受消費者的喜愛。但是，由于熱帶水果的生長環境溫度高、濕度大，在其采后貯藏和運輸過程中易受多種微生物的感染而腐爛。另外，多數熱帶水果均為呼吸躍變型果實，在貯藏期間仍進行著比較旺盛的呼吸，如不采取有效的防腐保鮮措施，將會嚴重降低熱帶水果的食用品質和商品價值，從而造成較大的經濟損失。

殼聚糖是甲殼素經過一定程度脫乙酰基后所得的產物，因此又稱脫乙酰甲殼素。它來源廣泛，在地球上資源豐富，含量僅次于纖維素。殼聚糖具有調節免疫力、調節血脂、降低血壓和血糖、抗腫瘤、提高胰島素利用率等生理功能[1]，以及廣譜抗菌性、良好成膜性、抗氧化性、微生物降解性和安全可食性等[2-3]，研究人員已將其作為天然高效的保鮮材料，應用于果蔬保鮮等領域的研究。在介紹殼聚糖與果蔬貯藏保鮮密切相關特性的基礎上，對其在熱帶水果貯藏保鮮中的應用研究進行綜述，旨在為殼聚糖在熱帶水果貯藏保鮮中的研究和應用提供參考。

1 殼聚糖的保鮮特性

1.1 廣譜抗菌性

殼聚糖具有廣譜抗菌性，對真菌、革蘭氏陽性菌和陰性菌都有抑制作用。殼聚糖的抗菌性能與殼聚糖溶液的濃度、殼聚糖的脫乙酰度、殼聚糖的分子量、金屬離子的濃度及環境中的pH值等有著密切聯系[4]。梁澤鑫等人[5]研究表明，殼聚糖對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌等常見的致病菌均具有較強的殺菌效果。

1.2 良好成膜性

殼聚糖具有良好成膜性。殼聚糖膜的柔順性、通透性、抗拉強度等性質受殼聚糖內在結構因素和外界成膜條件的影響，內在結構因素包括殼聚糖的相對分子質量、脫乙酰化度和交聯度等，外界成膜條件包括成膜時的pH值、增塑劑的濃度和類型、膜的存放時間和其他高分子材料等[6]。果蔬經浸泡或噴涂晾干后，在其表面形成一層無色透明的薄膜，可調節果蔬采收后的生理代謝、降低呼吸速率、抑制表面蒸騰作用、減少水分損失，并對微生物產生抑制作用，減少了致病菌的侵染，提高果蔬的耐貯性[7]。

1.3 抗氧化活性

殼聚糖表現出優異的抗氧化活性。劉歡等人[8]研究表明，殼聚糖的抗氧化活性強于其衍生物，且隨著濃度的增加而顯著增強，因為殼聚糖能提供較多的氫離子，結合DPPH·等自由基的能力較強。殼聚糖中的基團-OH和-NH2具有較強的還原性，是殼聚糖抗氧化活性的主要來源[9]，其與貯藏過程中產生的自由基等氧化物質發生氧化還原作用。

1.4 安全可食性

殼聚糖是一種來自于甲殼素的無毒聚合物。殼聚糖的理化性質和生物學特性證明其可應作于食品配方中，因其具有乳化、抗微生物、抗氧化和膠凝特性，可以改善營養、衛生和（或）感官特性，同時也起了功能纖維的作用，這使得它特別適合于作為食用涂料的配方，用于保持果蔬的品質和保質期[10]。美國FDA已批準殼聚糖為安全的食品添加劑，我國標準GB 2760—2011和GB 2760—2014中均將殼聚糖列入食品添加劑使用。

2 殼聚糖在熱帶水果貯藏保鮮中的應用

2.1 殼聚糖在香蕉貯藏保鮮中的應用

錢月男等人[11]研究了香蕉在保鮮膜包裝、殼聚糖涂膜、保鮮膜包裝+殼聚糖涂膜等情況下的貯藏性能，測定貯藏期間香蕉的硬度、失質量率、可滴定酸含量和可溶性固形物含量，結果表明殼聚糖涂膜+保鮮膜包裝的保鮮效果較好，更有利于香蕉的貯藏。在此情況下，香蕉的可溶性固形物含量和失質量率均較低、可滴定酸含量和硬度均較高；質量分數為1%的殼聚糖溶液對香蕉保鮮的效果最好。

蘇布道等人[12]用荸薺皮提取液、殼聚糖保鮮液、荸薺皮+殼聚糖復合提取液分別對香蕉進行浸泡涂膜處理，通過測定貯藏期間香蕉的失質量率、腐爛率、呼吸強度、VC、可滴定酸及可溶性固形物含量等，發現荸薺皮+殼聚糖復合提取液對香蕉的保鮮效果最好。海金萍等人[13]用不同酸度、不同濃度的殼聚糖作為涂膜保鮮劑，研究其對香蕉的保鮮效果，得出較適宜的保鮮配方為2.50%殼聚糖，0.75%乙酸，2.00%丙二醇，2.00%甘油，92.75%水。

2.2 殼聚糖在芒果貯藏保鮮中的應用

范方方等人[14]自制膨潤土-殼聚糖-PVA復合保鮮膜，通過測定貯藏期間桂七香芒的腐爛指數、失質量率、呼吸強度、可滴定酸的含量等指標，研究復合保鮮膜對桂七香芒的保鮮效果，并與市售的PE保鮮膜進行保鮮效果對比。結果表明，自制保鮮膜可抑制果實的呼吸作用，有效降低芒果的失質量率和腐爛指數，延長芒果的貯藏期，且保鮮效果好于市售PE保鮮膜。

徐方旭等人[15]通過研究1-甲基環丙烯、殼聚糖及二者復合處理對采后芒果果實貯藏期間的失質量率、硬度、呼吸強度、丙二醛含量、過氧化物酶活性、可溶性固形物質量分數等影響，發現各處理組均能保持芒果的貯藏品質，其中復合處理的效果更顯著。王香愛等人[16]用殼聚糖季銨鹽對芒果果實進行涂膜保鮮處理，觀察發現殼聚糖季銨鹽涂膜液能有效減緩果實的水分散失和可溶性固形物含量的降低速度，延長芒果的保質期。

2.3 殼聚糖在荔枝貯藏保鮮中的應用

莫芳[17]課題組以香草醛為交聯劑，以殼聚糖為緩釋載體，用乳化交聯法制備具有緩釋效能的富馬酸二甲酯-交聯殼聚糖微球，并用微球涂膜處理荔枝，與未涂膜的對照組相比，常溫下荔枝的保鮮期可延長4 d。黃廣君等人[18]用自制的水溶性殼聚糖水楊酸鹽（CTS-SA）作為涂膜劑，對荔枝進行涂膜處理，發現CTS-SA對荔枝有較好的保鮮作用，且作用效果顯著優于單一的殼聚糖。

李昌寶等人[19]利用殼聚糖的良好成膜性能，與抑菌劑（雙乙酸鈉、納他霉素）和抗氧化劑（抗壞血酸、茶多酚）進行復配，制備荔枝涂膜保鮮劑，并與冷藏條件（4±1℃）結合用于荔枝保鮮研究，得出最佳配方為殼聚糖10 g/L，納他霉素0.2 g/L，茶多酚10 g/L，檸檬酸19.2 g/L。荔枝經該復合保鮮劑涂膜，保鮮期得以延長，冷藏至第18天時仍未發生腐敗現象。

2.4 殼聚糖在楊桃貯藏保鮮中的應用

任文彬等人[20]利用殼聚糖和抗壞血酸復合處理鮮切的楊桃，研究楊桃在貯藏期間的生理和生化變化，得出在試驗溫度條件下，6 g/L抗壞血酸+15.0 g/L殼聚糖的復合處理對鮮切楊桃的保鮮效果較好。王穎等人[21]用不同濃度的殼聚糖和CaCl2對楊桃進行復合涂膜處理，研究其對楊桃的保鮮效果，得出楊桃保鮮的最佳涂膜處理組合為1.5%殼聚糖+1.0%CaCl2。

海金萍等人[22]研究了不同組成和濃度的殼聚糖復合涂膜保鮮劑對楊桃的保鮮作用，結果表明殼聚糖復合涂膜對楊桃保鮮具有較好的效果，楊桃經復合涂膜處理后，貯藏期間所測的各項指標均好于對照組，復合涂膜保鮮劑的較適宜配方為2.5%殼聚糖，1.0%甘油，1.5%乙酸，0.3%單硬脂酸甘油酯，94.7%水。

2.5 殼聚糖在龍眼貯藏保鮮中的應用

林杰[23]發明了一種以納米殼聚糖為主的龍眼保鮮劑，其組分物質包括納米殼聚糖、山梨酸鉀、過氧化鈣、甲殼素、木質素、酸性溶液、硬脂酸和水等，殼聚糖為其主要組分物質。該發明主要是將殼聚糖制成納米形態，以顯著提高其在水中的分散度，并充分利用其量子效應以及巨大的表面和界面效應，使殼聚糖具有更好的吸濕性、保濕性和成膜性。該保鮮劑可使龍眼果殼的顏色和果肉的風味保持基本不變。

陳佳陽等人[24]以龍眼為試驗材料，研究了常溫下殼聚糖及其衍生物殼聚糖雙胍鹽酸鹽對龍眼涂膜處理的保鮮效果、對龍眼焦腐病菌和炭疽菌的抑制作用，測定貯藏過程中果實的爛果率以及細胞膜滲透率、失質量率、丙二醛、VC、可滴定酸、可溶性固形物含量的變化。對比發現，1.0%殼聚糖雙胍鹽酸鹽涂膜處理的保鮮效果好于其他幾種處理；殼聚糖雙胍鹽酸鹽的質量濃度在4.0mg/mL時對龍眼焦腐病菌可完全抑制，質量濃度大于1.0mg/mL時對龍眼炭疽菌有明顯抑制。

3 結語

殼聚糖用于果蔬貯藏保鮮具有很多優點。殼聚糖來源天然、安全無毒、綠色可降解，可改善化學保鮮劑給人類健康和生態環境帶來的負面影響。殼聚糖是一種可再生資源，在自然界中含量豐富、來源方便，與物理保鮮方法相比，可降低果蔬貯藏保鮮成本，提高經濟和社會效益。作為天然、高效、安全的保鮮材料，殼聚糖在果蔬保鮮領域頗具發展潛力，應用前景非常廣闊。

雖然殼聚糖用于果蔬保鮮能起到較好的保鮮效果，但仍然存在一些問題還有待進一步深入研究。對于不同的果蔬，其最佳保鮮配方濃度不同，且需要反復多次嘗試才能確定；另外，殼聚糖的保鮮效果還可能與殼聚糖的脫乙酰度、殼聚糖的相對分子量等有關。殼聚糖的化學改性以及新型殼聚糖復合膜的研制等，也是殼聚糖保鮮研究的發展方向。

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Research Progress of Chitosan in Storage and Freshness Preservation of Tropical Fruits

ZHU Li1，*LIYuansong2
（1.College ofMaterials and Chemical Engineering，Hai'nan University，Haikou，Hainan 570228，China；2.Postgraduate Department，Hainan University，Haikou，Hainan 570228，China）

Chitosan is the unique alkaline polysaccharide and exists extensively in the nature.It can be used as a natural and efficient preservativematerial in the freshness preservation of fruits and vegetables because of its broad-spectrum antibacterial，good film-forming，antioxidantactivity，safety and edibility，etc..In this paper,the preservation characteristics of chitosan are introduced，the progress on the application of chitosan in the storage and preservation of five tropical fruits is reviewed，and the application prospectand research direction of chitosan are given in the end.The purpose of this paper is to provide a reference for the research and application of chitosan on the storage and preservation of tropical fruits.

chitosan；tropical fruits；storage and freshness preservation；progress

TS255.3

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.06.042

1671-9646（2017）06b-0040-03

2017-05-08

海南省高等學校科學研究項目“殼聚糖植物精油復合果蔬保鮮乳劑的研制及其保鮮效果研究”（HNKY2014-13）。作者簡介：朱莉（1982—），女，碩士，實驗師，研究方向為天然產物化學。

*通訊作者：李遠頌（1979—），男，碩士，講師，研究方向為農產品貯藏與加工。