甲壳素和壳聚糖

　及其衍生物的应用

药用高分子材料

－－０６０９２３

　　　甲壳素 (chitin) 又名几丁质 , 是自然界中含量仅次于纤维素的一种多糖 , 同时 ,也是地球上数量最大的含氮有机化合物。其在自然界中主要存在于节肢动物 (主要是甲壳纲如虾、蟹等 , 含甲壳素高达 58 %～ 85%) 、软体动物、环节动物、原生动物、腔肠动物、海藻及真菌等中 , 另外在动物的关节、蹄、足的坚硬部分 , 肌肉与骨结合处 , 以及低等植物中均发现有甲壳素的存在。　

　　壳聚糖是甲壳素脱去大部分乙酰基后的产物 , 是甲壳素最为重要的衍生物。近年来 ,国内外相关的研究日趋活跃 , 甲壳素和壳聚糖已被现代科学称之为继糖类、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等五大生命要素之后的第六生命要素。　　

　　甲壳素和壳聚糖经过改性之后生成的改性高分子具有无毒 , 可完全被生物降解、在自然界形成良性循环等诸多优点 , 显示了良好的应用前景。

１．抗菌防腐剂

２．抗氧化剂

３．被膜剂

４．稳定和凝固剂　

５．增稠剂

６．乳化剂

７．甜味剂

　１．抗菌防腐剂

　　壳聚糖及其衍生物有较好的抗菌活性。由于壳聚糖分子的正电荷和细菌细胞膜上负电荷的相互作用 , 使细胞内的蛋白酶和其他成分泄漏 , 从而达到抗菌、杀菌作用．

　２．抗氧化剂

　　肉类食品中由于含有高含量的不饱和脂类化合物易被氧化而使肉类食品腐败变质 ,从而缩短肉制品的贮存寿命和破坏肉制品的风味。相关人员研究了用壳聚糖处理的牛肉的氧化稳定性效果。结果发现 , 加入 1 %的壳聚糖 , 在 4 ℃下贮藏 3d ,牛肉中的硫化巴比土酸减少 70 %。

　　据报道 NO2羧甲基壳聚糖 (NOOC)及其乳酸盐 , 吡咯烷羧酸盐对抑制熟肉的氧化非常有效 , 冷藏 9d 后的熟肉风味几乎不变。这种抑制氧化作用是与肉中自由铁离子和壳聚糖有关的。当肉在热处理过程中 , 自由铁离子便从肉的血红蛋白中释放出来 , 并与壳聚糖螯合形成螯合物 , 从而抑制铁离子的催化活性．

　３．被膜剂

　　食用膜生态友好且可生物降解 , 用于延长货架期 , 提高新鲜、冷冻、制造食品的质量。这些外层膜可提供辅助的甚至是必需的方法来抑制食品的生理、形态和物化变化。高密度聚乙烯膜 (一种常见保护食品的包装材料 ) , 易使食品发酵 , 且由于储藏温度波动而导致水分凝聚 ,这些都促使霉菌生长。

　　　　用包装膜来延长货架期所涉及的机理有 : 抑制食品与周围环境的水分传递 , 抗微生物物质、抗氧化剂等的控制释放 , 降低氧分压从而降低新陈代谢率 ,控制呼吸率 , 对有些物质如脂肪、油脂的高不渗透性 , 温度控制 , 食品结构的加强 , 以及以微胶囊形成包裹风味成分和发酵剂。

　　

　　用交联剂 (如戊二醛、二价金属离子 ,聚电解质 , 甚至阴离子多糖 ) 都可以制备较硬的壳聚糖膜。含有抗微生物剂的壳聚糖和壳聚糖迭层膜 , 提供了一种活性包装 , 从膜中释放的防腐剂沉淀于食品表面 , 抑制微生物生长。壳聚糖膜的防腐性减少了分子间的静电作用并有助于分子内氢键的形成。由甲基纤维素、壳聚糖和防腐剂制得的包装膜具有抗微生物活性的功效。

4．稳定和凝固剂

　　将壳聚糖或它的有机酸水溶液用作蛋黄酱、调味酱、奶油或人造黄油的稳定剂 , 使这些食品具有较好的味道和较高的稳定性。　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５．增稠剂

　　　用不溶或低溶解性的多糖粉末提高凝胶状食品的硬度和弹性，例如以甲壳素改进以鸡蛋清制得的食品凝胶。

　　

６．乳化剂

　　将微晶甲壳素用作冰淇淋乳化剂 , 微晶甲壳素制备方法　　　如下 : 小片状甲壳素与 50 %浓硫酸以 1 10∶ ～ 15 的比例放入烧杯 , 搅拌数小时 , 滤液稀释数倍 , 用 NaOH 中和 , 室温静置 , 离心过滤 , 水洗沉淀物呈中性 , 干燥后粉碎得微晶甲壳素。

7 ．甜味剂　　低聚糖是近几年兴起的新的功能性甜味剂。甲壳素 / 壳聚糖的低聚糖不仅有非常爽口的甜味 , 而且与其它低聚糖类似 , 具有以下功能 : 能促进肠道有益菌的增殖 , 改善肠道微生态环境 ; 热量比蔗糖低许多 , 有明显的防发胖效果 ; 在消化道中不被吸收 , 几乎全部进入肠道 , 也不增加血中胰岛素水平 ,是一种“无糖”之糖。

　

　　

资料整理：　　　宋小燕　张娟

ＰＰＴ制作：　　张夏萍　黄希希

ＰＰＴ修改：　　朱海峰　薛文

演讲：　　　　　袁卡丽