1.2 殼聚糖的抗氧化性及成膜性

殼聚糖的抗氧化性主要是通過其結(jié)構(gòu)上存在的羥基和氨基很強(qiáng)的還原性來實(shí)現(xiàn)的。在食品貯藏過程中，羥基和氨基可以與H2O2和自由基發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而達(dá)到抗氧化和清除自由基的作用。殼聚糖的抗氧化性與其分子量有關(guān)，分子量越大的殼聚糖其抗氧化性越強(qiáng)，因?yàn)檩^短的分子鏈中不會(huì)形成分子內(nèi)的氫鍵，從而產(chǎn)生更多的活化羥基和氨基來增強(qiáng)它的抗氧化性。殼聚糖的氨基葡萄糖殘基上的C3-OH可以與相鄰分子鏈上的糖苷鍵或糖苷基吡喃環(huán)上的氧原子形成氫鍵，此外，C2-NH2和C6-OH也可形成氫鍵，大量氫鍵的存在使得殼聚糖具有很好的成膜性，在食品保鮮上能起到防止氧氣的滲透及食品水分流失等作用。

2 殼聚糖與生物保鮮劑復(fù)合保鮮機(jī)理與應(yīng)用

2.1 殼聚糖與植物源保鮮劑復(fù)合保鮮

植物源保鮮劑是指從植物中天然提取，分離得到的生物保鮮劑。植物保鮮劑的主要作用物質(zhì)主要分為黃酮類化合物、多酚類化合物、植物精油、中草藥提取物等。

2.1.1 黃酮類化合物

黃酮類化合物可以通過破壞細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的完整性來達(dá)到抑菌效果。Li等發(fā)現(xiàn)用1%殼聚糖和0.3%山楂黃酮處理比目魚片后，魚片在冷藏過程中由于殼聚糖以及黃酮化合物的抑菌性能抑制細(xì)菌滋長，可保持魚的部分優(yōu)良品質(zhì)，延長魚的貨架期4-6 d。由于水產(chǎn)類動(dòng)物富含脂肪，在貯藏過程易產(chǎn)生脂質(zhì)氧化導(dǎo)致產(chǎn)品變質(zhì)。黃酮類化合物極強(qiáng)的抗氧化性可與殼聚糖的抗氧化性產(chǎn)生協(xié)同作用有效抑制脂質(zhì)氧化的發(fā)生。王健等在研究殼聚糖/淡竹葉提取物復(fù)合膜的DPPH自由基清除率時(shí)發(fā)現(xiàn)，與純殼聚糖膜的12.14%相比，殼聚糖/淡竹葉提取物復(fù)合膜能提高到42.25%。因此殼聚糖與黃酮類化合物進(jìn)行復(fù)配可以明顯增強(qiáng)保鮮效能。但如何消除黃酮類化合物固有的淡黃色及特殊氣味對(duì)產(chǎn)品感官帶來的負(fù)面影響仍需進(jìn)一步研究。

2.1.2 多酚類

多酚類化合物是植物特有的次級(jí)代謝產(chǎn)物，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)中特殊的酚羥基基團(tuán)可以提供氫供體與多種活性氧反應(yīng)達(dá)到清除自由基的目的。Alves等將香芹酚加入到殼聚糖溶液中，對(duì)鮭魚塊進(jìn)行涂膜保鮮，在4℃下冷藏14 d后，與未添加香芹酚的對(duì)照組相比，混合膜可有效保持樣品光度值接近新鮮鮭魚光度值。Wong等人用沒食子酸和殼聚糖制備聚乙烯薄膜用于羅非魚的保鮮，新鮮度結(jié)果表明，其抗氧化能力明顯優(yōu)于對(duì)照組，它能有效抑制微生物的生長并延緩揮發(fā)性鹽基氮的上升，延長貨架期7-8 d。各類多酚如沒食子酸、兒茶素、茶多酚等在與殼聚糖的復(fù)合保鮮時(shí)能有效提高保鮮的抗氧化性及抑菌性的效果。但目前對(duì)于植物多酚抑菌機(jī)理尚未完全明確，大多停留在它對(duì)細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，其與殼聚糖相互作用如何影響保鮮效果還未明確，需更進(jìn)一步研究。

2.1.3 植物精油

植物精油中高濃度的醛類，酯類化合物具有廣譜抑菌活性，能有效抑制微生物的生長。研究表明，植物精油的添加能降低膜的水蒸氣透過性從而提升殼聚糖膜對(duì)水、CO2、O2等的阻隔性。Liu等將完全脫乙酰化的殼聚糖與丁香精油和曲酸復(fù)合對(duì)凡納濱對(duì)蝦進(jìn)行保鮮，結(jié)果表明，在15 d的冷藏貨架期期間，該生物保鮮劑對(duì)蝦的總需氧菌落總數(shù)，總揮發(fā)性氮含量，pH的增加有明顯的抑制作用；Ruchir等向殼聚糖膜中添加杏仁精油形成的復(fù)合膜在抑菌性提高的同時(shí)，抗水性、抗水蒸氣透過性、拉伸強(qiáng)度等都有了顯著提高；Breden等在研究殼聚糖涂膜與丁香精油對(duì)冷凍淡水魚魚片保鮮的協(xié)同作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，殼聚糖良好的成膜性可在魚片表面形成復(fù)合薄膜，且在復(fù)配過程中兩物質(zhì)抑菌性之間的協(xié)同作用能有效抑制可培養(yǎng)冷營養(yǎng)細(xì)菌的生長。在殼聚糖與植物精油的復(fù)合保鮮中，因?yàn)榛钚曰鶊F(tuán)的增加能有效提高保鮮的各項(xiàng)生物活性，有效提升保鮮效率。

2.1.4 中草藥提取物

中草藥中的小分子有機(jī)物大多是疏水性，可干擾微生物細(xì)胞膜組織達(dá)到抑制微生物生長的作用，同時(shí)能降低水產(chǎn)品中酶的活性來達(dá)到保鮮效果。Wu等人研究殼聚糖與迷迭香提取物復(fù)合液對(duì)草魚進(jìn)行涂膜保鮮并研究儲(chǔ)藏過程中蛋白質(zhì)的變化發(fā)現(xiàn)復(fù)合液有較強(qiáng)的緩釋特性和自由基清除力，能有效延緩蛋白質(zhì)的氧化速度，保持草魚的原有品質(zhì)。Kenar等人用殼聚糖和鼠尾草茶提取物處理沙丁魚，發(fā)現(xiàn)在儲(chǔ)藏過程中微生物指標(biāo)和化學(xué)指標(biāo)比對(duì)照組低，并能延長沙丁魚的貨架期約20 d。目前將殼聚糖與中草藥提取物復(fù)合保鮮時(shí)都將中草藥提取物作為整體進(jìn)行研究，加強(qiáng)對(duì)不同中草藥提取液之間不同活性成分之間協(xié)同作用的研究可以進(jìn)一步促進(jìn)該復(fù)合保鮮方法的發(fā)展。

殼聚糖在與植物源保鮮劑復(fù)合保鮮時(shí)，通過與各類植物源保鮮劑所具有的抗氧化性及抑菌性之間的協(xié)同作用，提高對(duì)水產(chǎn)品的保鮮效率。但由于植物源保鮮劑部分抑菌機(jī)理及抑菌成分尚不明確，影響了植物源保鮮劑種類的選擇與復(fù)合添加量的確定。與其他生物保鮮劑相比，植物源保鮮劑來源廣、成本低、效率高，具有很好的應(yīng)用前景及應(yīng)用空間。

2.2 殼聚糖與動(dòng)物源保鮮劑復(fù)合保鮮

目前，主要的動(dòng)物源保鮮劑有抗菌肽、蜂膠、魚精蛋白等。其作為生物源保鮮劑最主要的原因是大多的動(dòng)物源生物保鮮劑都具有一定的抗菌性，在與殼聚糖進(jìn)行復(fù)合保鮮時(shí)能增強(qiáng)保鮮的抑菌效果，提升保鮮效果。

2.2.1 抗菌肽

抗菌肽是從昆蟲，兩棲類動(dòng)物，哺乳動(dòng)物中提取出的一類具有抗菌性的堿性多肽類化合物?？咕牡囊志Ч饕且?yàn)樗芘c微生物細(xì)胞膜的脂質(zhì)雙層結(jié)合形成跨膜孔洞使細(xì)胞內(nèi)容物流出致細(xì)胞死亡。宋宏霞等人研究了紫貽貝抗菌肽與殼聚糖的復(fù)合保鮮液對(duì)新鮮鱸魚的保鮮效果，保鮮液處理后的鱸魚K值在第六天達(dá)到65.8%，與對(duì)照組85.03%有顯著下降，并且延緩了菌落總數(shù)和總揮發(fā)性鹽基氮的上升。王盼等人在研究山羊乳源抗菌肽與殼聚糖的復(fù)合保鮮液對(duì)草魚的保鮮效果時(shí)發(fā)現(xiàn)，復(fù)合液在草魚表面形成一層膜，這層膜不僅可以減少微生物在魚體表面的附著, 同時(shí)能夠阻斷氧氣的交流, 降低微生物的新陳代謝的速度與速率, 以此抑制微生物的成長，延長草魚的貨架期4-6 d。王亞茹等向魚肌漿蛋白-殼聚糖復(fù)合膜中添加抗菌肽后對(duì)真鯛魚片進(jìn)行保鮮，通過指標(biāo)測定發(fā)現(xiàn)復(fù)合膜能明顯抑制微生物的生長繁殖，延緩脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的氧化速率，使真鯛魚片在冷藏期間具有良好的感官特性，增加魚片的貨架期?？咕囊志詮?qiáng)，在復(fù)合保鮮過程中能提高復(fù)合保鮮的抑菌效果。但由于抗菌肽的提取成本很高, 產(chǎn)業(yè)化困難, 所以要把抗菌肽應(yīng)用于食品保鮮的前景并不可觀。

2.2.2 蜂膠

蜂膠是蜜蜂采集的植物樹脂與其上顎腺、蠟腺等分泌物混合形成的具有黏性的固體膠狀物，具有極強(qiáng)的抑菌，抗氧化，增強(qiáng)免疫力等功能。蜂膠中存在的大量黃酮類，醛類，酚類等活性物質(zhì)可以破壞細(xì)菌細(xì)胞壁和細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)導(dǎo)致細(xì)菌死亡。齊鳳生等用殼聚糖與蜂膠作復(fù)合保鮮劑對(duì)海灣扇貝柱進(jìn)行保鮮，該保鮮劑能明顯抑制冷藏過程中細(xì)菌的增長繁殖，減緩蛋白質(zhì)的變性有效保持扇貝柱的感官品質(zhì)，延長其貨架期10 d。劉金昉等人研究了殼聚糖與蜂膠的復(fù)合保鮮液對(duì)南美白對(duì)蝦的保鮮作用，結(jié)果表明該復(fù)合保鮮液能有效延緩魚的腐敗黑變效果，能使南美白對(duì)蝦在﹣4 ℃冷藏貨架期延長8-10 d。蜂膠作為一種天然產(chǎn)物，與化學(xué)保鮮劑相比, 蜂膠的抑菌時(shí)間要長出數(shù)倍，其廣譜抑菌性使其在與殼聚糖復(fù)合保鮮方面有很好的應(yīng)用前景。

相關(guān)鏈接：殼聚糖，黃酮，多酚