食品包裝和接觸竹材的殼聚糖防腐研究（一）

發(fā)布時(shí)間：2020-12-17 20:05 編輯者：夏德婷

竹材常被用于食品包裝或食品接觸材料，然而其總會(huì)出現(xiàn)發(fā)霉情況。為研究殼聚糖對(duì)竹材的防腐效果，從發(fā)霉的竹材中分離真菌。采用不同質(zhì)量濃度殼聚糖對(duì)竹材進(jìn)行常溫、沸水、超聲浸泡處理，接種真菌，測(cè)定其菌落總數(shù)。測(cè)定不同溫度下，殼聚糖的黏度變化和對(duì)真菌的抑制作用。結(jié)果表明：殼聚糖浸泡處理可增加竹材的防腐性，結(jié)合熱浸泡處理可極大地提高殼聚糖對(duì)竹材的防腐性，當(dāng)采用5mg/mL殼聚糖，60℃浸泡24h處理竹材時(shí)，可以獲得很好的抑菌效果。

竹子資源在我國(guó)森林資源中占有重要地位。我國(guó)竹子種類繁多，占地面積廣，產(chǎn)出量大。竹材是一種可再生天然材料，質(zhì)量輕，成本低，已成為世界經(jīng)濟(jì)建設(shè)中重要的原材料。然而，竹材損毀的主要原因是自身腐朽，因此提高竹材的耐腐性對(duì)于竹制品市場(chǎng)非常重要。目前，竹材防腐劑主要是使用木材的防腐劑，其主要有銅鉻砷氧化物（Chromiumcopper Arsenic，CCA）和烷基銅銨化合物（Alkalinecopper Quaternary，ACQ）。CCA由銅、鉻、砷的化合物組成，其中砷元素以As₂O₅形式存在，固著在木材纖維上，不溶于水，抗流失性較好；ACQ主要是由氧化銅和季胺鹽組成，不含砷和鉻，近年來逐步代替CCA。另有研究者使用銅唑（CA）、殼聚糖金屬配位聚合物（CmC）等各種防腐保護(hù)劑，探究防腐劑對(duì)竹材的防腐能力、抗流失性的影響。然而，這些防腐劑也存在一定問題，例如：抗流失性差，成本高，性能不穩(wěn)定等。

現(xiàn)今生活中竹制品和木制品已逐步被塑料制品所取代，而塑料制品存在難降解，一次性使用等問題，給環(huán)境帶來了很大壓力，因此竹材用于食品包裝是不可或缺的。目前，有許多竹制品被應(yīng)用于食品包裝和運(yùn)輸中，例如：蔬菜運(yùn)輸包裝的竹筐，家庭食品貯放新鮮魚、肉、果蔬等臨時(shí)放置的竹籃，用于傳統(tǒng)米糕食品和腌制肉制品的包裝等。由于竹制品對(duì)防腐劑以及其它添加劑有特殊要求，因此大都不添加防腐劑，導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)霉現(xiàn)象。竹材中富含糖和淀粉，當(dāng)竹材用來包裝水分含量高的食品時(shí)，其容易吸收水分，導(dǎo)致食品在存放過程中會(huì)引起竹材自身的霉變，反而污染所包裝的食品，因此提高食品接觸竹材的防腐能力，有助于提高竹材市場(chǎng)的銷售。一般來說，食品添加劑都可以添加于食品包裝材料和食品接觸材料中，因此食品添加劑也可以應(yīng)用于竹材的防腐中。很多食品防腐劑由于分子質(zhì)量小，容易流失，在竹制品上難以達(dá)到有較持久的防腐效果。

殼聚糖是大分子天然物質(zhì)，也是食品防腐劑。高分子殼聚糖不溶于水，當(dāng)使用添加少量醋酸的水溶液溶解并調(diào)節(jié)pH值至中性后，高分子殼聚糖呈不溶于水的狀態(tài)，與竹制品中的纖維素等結(jié)合，不容易流失。殼聚糖主要來自蝦蟹外殼，是自然界產(chǎn)量豐富的有機(jī)物，也是一種可再生的天然高分子材料，具有良好的生物相容性及可降解性，并具有一定的抑菌效果。殼聚糖本身無毒、無害，可用于食品，其分子結(jié)構(gòu)與纖維很相近，在竹制品中有潛在的使用價(jià)值。本研究分離出引起竹材發(fā)霉的菌株，選取不同質(zhì)量濃度的高分子殼聚糖溶液，通過常溫、沸水、超聲浸泡滲入竹材，接種分離純化的真菌，做防腐效果試驗(yàn)。測(cè)定不同溫度處理后，高分子殼聚糖溶液黏度的變化，從而了解殼聚糖的降解情況。期望利用殼聚糖作為竹材防腐劑，應(yīng)用于未來的食品包裝和接觸材料中。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料及試劑

竹材，購(gòu)自浙江金華竹家園，切成3cm長(zhǎng)度。培養(yǎng)基：馬鈴薯葡萄糖瓊脂（PDA）：馬鈴薯浸出粉10.0g，葡萄糖20.0g，瓊脂13.0g，氯霉素0.1g，蒸餾水1000 mL；馬鈴薯葡萄糖水（PDB）：PDA培養(yǎng)基不加瓊脂。高分子殼聚糖（黏度50~800 mPa·s），國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2儀器及設(shè)備

DK-8D恒溫水浴鍋，上海滬南科學(xué)儀器聯(lián)營(yíng)廠；LRH-150-S恒溫恒濕培養(yǎng)箱，西安信恒檢測(cè)儀器有限公司；SHZ-82振蕩器，國(guó)華企業(yè)；YXQ-SG46-280S高壓滅菌鍋，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；0.6-0.7烏氏黏度計(jì)，杭州禾德化工儀器有限公司。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1發(fā)霉竹材中4種菌的分離

竹材放置在潮濕的環(huán)境下使其發(fā)霉，從病部取真菌于PDA培養(yǎng)基，30℃培養(yǎng)7 d，平板劃線分離純化3次后待用。

1.3.2殼聚糖質(zhì)量濃度和浸泡方法對(duì)竹材的防腐效果

配制質(zhì)量濃度分別為0，2，5，8，10 mg/mL的高分子殼聚糖（均含有0.5%冰乙酸）溶液，放入竹材后，分別在常溫（25±1）℃、沸水（100℃）及超聲（160 W，40℃）條件下浸泡。處理72 h后用無菌水沖洗表面10遍，放入已滅菌且底部放有無菌濾紙的培養(yǎng)皿中，加入20 mL無菌水，反接種于發(fā)霉竹材上的真菌（4種分離菌株等比例混合），30℃恒溫培養(yǎng)7 d，觀察真菌生長(zhǎng)情況，篩選出最佳處理方式和適宜的質(zhì)量濃度。未經(jīng)任何處理竹片作為對(duì)照1，用水按照上述處理作為對(duì)照2。測(cè)定每根竹材的菌落數(shù)。

1.3.3竹材不同溫度和時(shí)間處理對(duì)殼聚糖溶液黏度的影響

取5mg/mL殼聚糖溶液400 mL，加入600根竹材，分別置于常溫和40，60，80，100℃條件下水浴處理，于0，12，24，36，48，60，72 h取樣，用烏氏粘度計(jì)測(cè)定溶液黏度變化。另取5mg/mL殼聚糖溶液100 mL，不添加竹片，分別在常溫，40，60，80，100℃水浴處理72 h，測(cè)其黏度（mPa·s），為對(duì)照組。另設(shè)5組處理見表1。