殼聚糖在食品工業的應用進展

□ 郭錦娜 嚴志明 福建農林大學食品科學學院

殼聚糖，又稱為聚葡萄糖胺（1-4）-2-氨基-β-D葡萄糖，是由甲殼素經過脫乙酰作用得到的產物，是一種高分子材料，呈白色或者灰白色[1]。殼聚糖是堿性氨基多糖，具有抗菌性，成膜性，生物相容性，而且還能夠被微生物降解[2]。

目前，殼聚糖在食品、生物、醫學、紡織、造紙、環保以及金屬回收等方面有著廣泛的應用[3]。這些應用包括作為抗菌劑、澄清劑、保鮮劑、抗氧化劑、食品包裝膜等。

1 殼聚糖的制備

殼聚糖的一般制備方法流程：原料→水洗→第一次酸浸（6%HCl，16h）→第一次堿煮（10%NaOH，1.5h）→第二次酸浸（4%HCl，12h）→第二次堿煮（8%NaOH，0.5h）→高錳酸鉀脫色→亞硫酸還原→甲殼素（水洗至中性）[4]，用高濃度的NaOH對甲殼素進行脫乙酰處理，烘干之后得到殼聚糖。人們已經注意到制備殼聚糖的一般方法有許多缺陷，Jozef等人[5]對Mucor rouxii的菌絲體合成殼聚糖的生物途徑進行了研究，該途徑可以避免殼聚糖中的乙酰基含量過高。

2 殼聚糖在食品工業的應用

2.1 抗菌劑

研究表明，殼聚糖具有良好的抑菌效果。在肉類保存過程中，加入殼聚糖可以抑制腐敗細菌（例如：枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、假單胞菌、金黃色葡萄球菌）的生長，進而降低脂質氧化減緩腐敗速度，使肉類保持良好的感官品質[6]。殼聚糖的抑菌作用與其分子量的大小有關，夏文水等人[7]發現相對分子質量低的殼聚糖比相對分子質量高的殼聚糖抑菌作用更強，并指出相對分子量為1500時，抑菌作用最強。

2.2 澄清劑

殼聚糖可以作為果汁、食醋、酒類等食品的澄清劑，在果汁生產中應用最多。趙彥華等人[8]進行了殼聚糖對桑果汁澄清效果的研究，實驗結果表明：溫度為45℃，果汁pH值 為4.5，殼聚糖濃度為0.6g/L時，澄清效果最好。

2.3 保鮮劑

殼聚糖具有良好的成膜性，因此被用作水果和蔬菜的涂膜保鮮劑。將殼聚糖涂在果蔬上，果蔬的水分流失速度減慢，呼吸強度降低，營養成分的流失速度放緩，因而果蔬能在較長時間范圍保持原有的感官品質。李述剛等人[9]研究了殼聚糖涂膜保鮮圓翠紅棗的效果，實驗結果表明：不同質量分數的殼聚糖涂膜對紅棗的保鮮效果不同，質量分數為1.5%時，營養損失最少，紅棗的腐爛率最低，延長了儲藏期。

2.4 食用包裝膜

通過乳液共混法，殼聚糖與丁香精油可以形成可食用活性復合膜[10]，這種膜具有低透水率、低透光率的特點，丁香精油的加入增強了這種膜的抑菌性，因此被用于食品的包裝過程，起到了延長食品的貯存時間和貨架期的作用。

2.5 食品工業廢水處理

殼聚糖可以作為食品工業廢水處理的絮凝劑[11]。食品工業廢水中會含有大量的蛋白質，這將導致水體的富營養化。殼聚糖有較強的絮凝作用，常被加入廢水中回收蛋白質，并將絮凝產物用于飼料加工。研究發現，殼聚糖與蛋白質濃度比為25∶1時，吸附效果最好，可達到90%以上[12]。

2.6 飲用水凈化

隨著生活水平的提高，人們對飲用水的質量要求也越來越高。傳統有機高分子作為絮凝劑處理飲用水對人體的健康產生了不良影響；然而，殼聚糖因其天然無毒[13]，殼聚糖分子中的氨基結合飲用水中鹵代物的能力較強，且有一定的滅菌作用，也因此被美國環保局批準作為飲用水的凈化劑。

2.7 食品添加劑

殼聚糖可用作食品的增稠劑、乳化劑或穩定劑，它的加入并不會改變食品的原有風味，例如：在制作面包過程中加入殼聚糖，面包變得松軟可口，其保濕性能也會提高[14]。殼聚糖還用在花生醬、芝麻醬以及果醬的生產過程中，起到了增稠/穩定的效果。

2.8 食品檢測

殼聚糖具有高的比表面積，可以用于食品檢測過程中目標檢測物的富集；殼聚糖的孔隙率大，在食品檢測中可以負載更多的受體物質，提高化學傳感器的靈敏度。邵科峰[15]等人建立了一種基于石墨烯-殼聚糖修飾電極的電化學免疫傳感器，可以用來檢測奶粉中是否含有三聚氰胺。

2.9 保健食品

保健食品是食品的一個種類，具有一般食品的共性，能調節人體的機能，適于特定人群食用，但不能治療疾病。殼聚糖是一種可以食用的動物性纖維，可以被人體內的酶消化。殼聚糖能夠阻止膽固醇轉變為類甾醇，使膽固醇隨著糞便排出，從而降低了人體肝臟中的膽固醇水平。殼聚糖能乳化膳食脂肪，乳化后的脂肪會隨糞便排出，起到減肥的作用。殼聚糖也有降低人體血脂的作用，可以作為保健食品。

2.1 0 食品脫酸

在果汁、蔬菜汁中含有一定量的有機酸，殼聚糖可以與汁液中的有機酸反應生成中性鹽。唐峰等人[16]，在實驗中測得羅漢果汁pH值為4.1，加入殼聚糖后的羅漢果汁pH值變為6.0以上，得到了接近中性的果汁，去除了果汁中的酸澀味，提高了果汁的品質。

3 結語

殼聚糖作為一種來源豐富、應用廣泛的可再生資源，在食品工業中發揮著重要的作用。我國對殼聚糖的應用進行了大量的研究，雖然取得了豐碩的成果，但是在這一方面依然落后于發達國家。在食品工業方面，我們應該進一步研究殼聚糖的理化性質，擴展殼聚糖的應用范圍；同時，我們要在現有的應用上進行深層次的開發，更加科學地去使用殼聚糖。

[1]吳敬瑞,于亞蘭,趙薇,等.殼聚糖納米纖維的制備及其在生物醫學領域的應用[J].廣東化工,2017(14):135.

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[3]張凱.甲殼素及殼聚糖的應用[J].應用化工,2004(33):6-8.

[4]李艷歡.殼聚糖的生物活性及其在保健食品中的研究進展[J].食品研究與開發,2009(4):186-189,192.

[5]Jozef S, NAAQ. Mycelia of Mucor rouxii as a source of chitin and chitosan[J].Food Chemistry,1997(4):605-610.

[6]Darmadji,M Izumimoto.Izumimoto, Effect of chitosan in meat preservation. Meat Science,1994(2):243-254.

[7]夏文水.殼聚糖的生理活性及其在保健食品中的應用[J].中國食品學報,2003(1):77-81.

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[9]李述剛,陳冬梅,劉華英,等.殼聚糖涂膜保鮮圓脆紅棗[J].食品科學,2011(2):280-284.

[10]鄭科旺,余曉華,黃明軍,等.可食性殼聚糖包裝膜的制備及性能[J].江蘇農業科學, 2017(21):232-235.

[11]陳揚.殼聚糖的制備工藝及作為吸附劑在水處理中的應用[J].西北紡織工學院學報,1999(3):294-298.

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[14]簡慧蘭.甲殼素_殼聚糖的制備及其在食品工業中的應用[J].南通職業大學學報,2003(1):56-58.

[15]邵科峰,陳昌云,顏妍,等.基于石墨烯-殼聚糖修飾電極的免疫傳感器檢測三聚氰胺[J].食品科學,2013(16):221-225.

[16]唐峰,何成新,曾健智,等.羅漢果汁的殼聚糖脫酸工藝研究[J].廣西輕工業,1999(3): 26-28.