汕頭殼聚糖食品級
發(fā)布時間：2022-10-21 01:57:24
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甲殼素是一種多糖類生物高分子，在自然界中廣泛存在于低等生物菌類，藻類的細胞，節(jié)支動物蝦、蟹、昆蟲的外殼，軟體動物（如魷魚、烏賊）的內(nèi)殼和軟骨，高等植物的細胞壁等，甲殼素每年生命合成資源可達2000億噸，是地球上僅次于植物纖維的第二大生物資源，是人類取之不竭的生物資源。 甲殼素是自然界中唯獨“帶正電荷的天然活性產(chǎn)物”，被譽為除糖類、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)之外的“人體第六生命要素”，在人體的生理活動中起到專門重要的作用。廣泛用于食品、醫(yī)藥、化妝品、生物工程、造紙、化工、農(nóng)業(yè)、飼料、紡織、印染、卷煙、污水處理等領(lǐng)域。 自20世紀80年代以來，在全世界范疇內(nèi)掀起開發(fā)甲殼素、殼聚糖的研究熱潮后，世界各國都在加大甲殼素、殼聚糖的開發(fā)力度，日本更是走在各國的前列。在美國、韓國、印度、荷蘭、挪威、加拿大、波蘭、法國等都已能生產(chǎn)。自然界中每年生物合成的甲殼素約有10億噸左右，是僅次于纖維素的天然高分子化合物，也是地球上豐富的有機物之一。
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與末改性的殼聚糖相比，除了土述諸多作用外，陽離子殼聚糖與纖維素底物間存在著 更為強烈的離子鍵，在取代度大時，這種離子鍵往往會超過其它類型的力。實驗發(fā)現(xiàn)，這 種作用力隨殼聚糖的季銨化度的增加而增加，表現(xiàn)在對細小纖維粒子及半纖維素的最佳絮 凝濃度隨殼聚糖季銨鹽的電荷密度的增加而減少。絮凝后體系的粒子平均尺寸與表面電位 的關(guān)系表明N-(2-羥基-3-氯化三甲銨基）丙基殼聚糖是以“補訂機理作用的。 而對梭甲基殼聚糖來說，分子上有羧基存在，理應會與負電的漿料相互排斥，但由于 其分子間的其它力的作用（如氫鍵、范德華力），致使陰離子型的殼聚糖仍能被纖維素纖 維、細小粒子表面吸附，但這種吸附會導致纖維素細小顆粒表面電位的上升。因此，漿料 懸浮物經(jīng)離心處理后，上清液中的碳水化合物含量會升高，絮凝難發(fā)生。如果應用于酸性 體系中，羧甲基殼聚糖則會以A13+為橋梁，間接與纖維間發(fā)生作用，附著于纖維的表面上。 總之，殼聚糖類天然聚多糖濕部添加劑主要發(fā)生如下的作用過程：(1)聚糖添加劑分子 與漿料中的溶解性和膠體狀的碳水化合物間的混合；(2)聚糖添加劑分子與漿料中的溶解性 和膠體狀的碳水化合物間的復合或聚集；(3)復合的或游離的聚多糖添加劑在纖維素纖維和 細小纖維、填料表面上的吸附；(4)填料、細小纖維的聚集及其在纖維上的留著。
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關(guān)于殼聚糖對不同種類微生物（真菌、細菌和病毒）較高的直接抗微生物活性，人們進行了大量研究，結(jié)果表明殼聚糖是一種抗微生物物質(zhì)，可以殺死或抑制微生物的生長。殼聚糖的廣譜抗真菌活性已有大量相關(guān)研究報道，在離體條件下，殼聚糖可抑制眾多病原真菌的生長，如灰霉菌（Ｂｏｔｒｙｔｉｓｃｉｎｅｒｅａ）、鏈格孢菌（Ａｌｔｅｒｎａｒｉａａｌｔｅｒｎａｔａ）、赤葉枯刺盤孢菌（Ｃｏｌｌｅｔｏｔｒｉｃｈｕｍｇｌｅｏｓｐｏｒｏｉｄｅｓ）和匍莖根霉菌（Ｒｈｉｚｏｐｕｓｓｔｏｌｏｎｉｆｅｒ）。殼聚糖在病原真菌的不同發(fā)育階段（菌絲生長、產(chǎn)孢、孢子萌發(fā)）均可對病原真菌表現(xiàn)出抑制作用，同時也抑制真菌毒力因子的產(chǎn)生。此外，殼聚糖的抗真菌活性也在許多不同的植物－病原物系統(tǒng)中被證實，例如在梨中對蘋果鏈格孢菌和瓶霉屬病原菌（Ｐ．ｐｉｒｉｃｏｌａ）的抗性，在葡萄和草莓中對灰霉菌的抗性，在火龍果中對赤葉枯刺盤孢菌的抗性。在水稻中殼聚糖對匍莖根霉菌的抗性通過透射電鏡觀察和致病性試驗得到進一步證實。
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豬的腸道是營養(yǎng)物質(zhì)消化和吸收的重要場所，腸道發(fā)育良好和腸道內(nèi)有益微生物種群數(shù)量的提高暗示著豬對營養(yǎng)物質(zhì)能夠有一個較強的消化和吸收能力。袁華根等研究表明，飼糧中添加殼寡糖顯著提高了仔豬小腸絨毛高度以及小腸絨毛高度與隱窩深度的比值。魏亞浩等研究表明飼糧中添加殼寡糖復合物顯著提高了母豬以及仔豬糞便中雙歧桿菌和芽孢桿菌的數(shù)量。張鑫海等研究表明飼糧中添加殼寡糖顯著提高了仔豬的空腸隱窩深度和降低了盲腸中大腸桿菌的含量。
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殼聚糖（chitosan, CTS）是天然甲殼素的脫乙?；a(chǎn)物，也是自然界中的天然堿性多糖。因其具有來源豐富，并無毒無害、可降解、可食用、良好的成膜特性，抗氧化性、不溶于水、和廣譜抗菌性等性征，且可溶于醋酸稀溶液，易在物體表面形成半透膜，近年來其在食品工業(yè)中的應用成為了研究的熱點。但單一的殼聚糖作為食品涂膜保鮮劑時存在一些問題，如膜的機械強度較弱，且對一些微生物的抑制效果不佳，因而影響保鮮品的品質(zhì)。為了進一步強化殼聚糖膜的抗菌能力及膜的整體性能，殼聚糖中經(jīng)常加入精油。植物精油是天然的混合物，是從芳香植物中提取出來，具有揮發(fā)性，無毒無害，且具有良好的抗菌性，部分精油還有抗氧化性，被美國食品藥品監(jiān)督管理局認定為“公認安全類產(chǎn)品”。殼聚糖富含活性基團，能有效包埋植物精油、提高抗菌性、發(fā)揮精油的緩釋作用，植物精油本身具有一定的刺激性，但通過殼聚糖包埋后，精油的刺激性氣味就會被掩蓋，從而降低精油的刺激性氣味對食品風味產(chǎn)生的影響。另一方面，植物精油具有疏水性，可以增強植物精油和殼聚糖復合膜的防水性能，使保鮮效果更好。王建清等研究發(fā)現(xiàn)，30 μL/mL的肉桂精油與1%的酸溶性殼聚糖涂膜能延長草莓的貨架壽命48 h以上，達到了保鮮效果。王磊明等研究發(fā)現(xiàn)，在低溫4°C下，0.8%肉桂精油+1.2%的殼聚糖處理藍莓效果最好，保鮮指標的平均貢獻率為0.205。高文華等研究發(fā)現(xiàn)殼聚糖肉桂精油涂膜圣女果，其保鮮期延長了14 d。楊震宇等研究發(fā)現(xiàn)，在低溫4°C下，1.5%殼聚糖+0.4%肉桂精油復合保鮮液處理對鮮切雪蓮果具有保鮮效果，貯藏6 d時，依舊新鮮。薛瓊等研究發(fā)現(xiàn)，以殼聚糖肉桂精油復合3∶1比例制備微膠囊處理對葡萄具有較好的保鮮效果。然而肉桂精油復合殼聚糖涂膜對番木瓜果實炭疽病的防治作用及其生理機制研究尚未見報道。因此本文以此為切入點，探究肉桂精油與可食性殼聚糖涂膜對番木瓜炭疽病的防治效果，同時對番木瓜果實的抗病生理特性展開研究，為我國番木瓜產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供理論依據(jù)和應用參考。
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可食性膜是指以天然可食性物質(zhì)（如多糖、蛋白質(zhì)等）為基材原料，通過不同分子間相互作用而形成的薄膜。與傳統(tǒng)的化學合成包裝材料相比，可食性薄膜具有可食性、生物相容性、可降解、安全無毒、無污染等優(yōu)點，在包裝領(lǐng)域具有廣闊前景。這些天然可食性物質(zhì)包括明膠、殼聚糖、淀粉、纖維素、果膠、海藻酸鈉等，它們具有高生物相容性、生物活性和可加工性。明膠（Gelatin）是動物的皮、骨、韌帶等富含膠原蛋白的結(jié)締組織通過酸、堿或生物酶處理后制得的高分子蛋白多肽混合物，其含有18種氨基酸（其中有7種是人體的必需氨基酸），具有較高的營養(yǎng)價值。明膠價格低廉、來源廣泛，具有優(yōu)良的水溶性、成膜性、可食性和可降解性。明膠分子呈三螺旋結(jié)構(gòu)，在水中明膠分子可與水分子之間通過氫鍵結(jié)合形成網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，溶液蒸發(fā)后可以形成致密的薄膜，是良好的成膜基質(zhì)，已被普遍應用于軟硬膠囊等食品領(lǐng)域。明膠膜也具有明顯的缺點，如力學性能較差、易腐敗變質(zhì)、易溶于水。明膠分子中羥基、氨基等官能團的數(shù)目較多，可與其他材料復配以改善膜的性能和擴大應用范圍。殼聚糖是自然界中唯一的一種堿性多糖，可以從蝦、蟹等殼中提取得到，具有抗菌性、負載性、成膜性等，富含羥基和氨基等高活性基團，應用廣泛。殼聚糖可與明膠基團形成氫鍵達到均勻共混，從而改善明膠膜的力學性能、熱穩(wěn)定性能。將兩者共混可以規(guī)避各自缺點，改善明膠-殼聚糖復合膜的綜合性能。殼聚糖分子鏈上分布大量的游離氨基，在酸性溶液中發(fā)生氨基質(zhì)子化，成為帶有正電荷的聚電解質(zhì)，從而溶于水，醋酸的濃度會影響其質(zhì)子化程度及溶解性；另一方面，殼聚糖由于縮醛結(jié)構(gòu)的存在，在高醋酸濃度中會發(fā)生降解，相對分子質(zhì)量降低，由此形成的殼聚糖溶液與明膠等物質(zhì)進行復配后，制備得到的復合膜性質(zhì)也會有差異。目前研究者們主要集中于明膠與殼聚糖配比或者其他輔助劑（活性物質(zhì)、納米材料、塑化劑等）的優(yōu)化研究，而文中擬探究醋酸溶液的濃度對明膠-殼聚糖薄膜性質(zhì)的影響，以期優(yōu)化明膠-殼聚糖膜的阻隔性和力學性能，促進其在食品包裝領(lǐng)域應用價值，保護環(huán)境和節(jié)約有限的石油資源的同時，提高農(nóng)副產(chǎn)品的附加值。