殼聚糖在食品領(lǐng)域的應(yīng)用研究進(jìn)展

□ 付 玲 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院

殼聚糖是一種多糖，具有天然陽離子。這種糖具有6大特性：第一大特性是生物相容性，第二大特性是抗菌性，第三大特性是生物降解性，第四大特性是安全性，第五大特性是成膜性，第六大特性是來源比較廣泛。由于它的眾多特性在很多領(lǐng)域都有所應(yīng)用，因此它得到了國內(nèi)外眾多學(xué)者的關(guān)注。本文主要研究的是殼聚糖在食品工業(yè)以及醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。

殼聚糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

甲殼素是一種自然界中的生物多糖，它的含量非常豐富。相較于纖維素來說，甲殼素稍微少一點(diǎn)，它主要要來源于以下幾類生物，蝦、蟹等的外殼，藻類細(xì)胞壁，菌類細(xì)胞壁。通常情況下，脫乙酰度達(dá)到50%的甲殼素，就可以被稱為殼聚糖。

殼聚糖，又名脫乙酰甲殼素，化學(xué)名稱為 B-（1，4）-2-氨基 -2-脫氧-D葡萄糖，是甲殼素經(jīng)脫乙酰作用的產(chǎn)物，是乙酰氨基葡萄糖以（1，4）糖苷鍵連接而成的直鏈多糖。相對于殼聚糖來說，甲殼素的溶解性弱一些，同時(shí)它的應(yīng)用范圍并不是非常廣泛；而殼聚糖的溶解性就相對好一些，它可以溶解在弱酸性水溶液中，這使它可以在溫和的條件下進(jìn)行加工，使其能夠應(yīng)用的領(lǐng)域比較寬泛。

在傳統(tǒng)食品工業(yè)中的應(yīng)用

目前，人們已經(jīng)將殼聚糖應(yīng)用在各種不同的領(lǐng)域中，人們研究最多的領(lǐng)域就是食品工業(yè)，殼聚糖之所以在食品工業(yè)中的應(yīng)用比較多與其自身所具有的優(yōu)良性質(zhì)有密切關(guān)系。

防腐保鮮劑

由于殼聚糖具有很強(qiáng)的抑菌性，這使它可以被應(yīng)用在食品工業(yè)中，因?yàn)閷⑺砑拥绞称分锌梢砸种剖称分形⑸锏纳L，避免食物失去原本的味道，它主要起到保鮮防腐的作用，簡單來說，它相當(dāng)于防腐劑。殼聚糖所具有的天然抗菌性并不是不可改變的，而是可以通過物理手段或者是化學(xué)手段改變，這也是很多研究人員比較關(guān)注它的原因。對于殼聚糖的作用機(jī)理，不同研究人員給出的結(jié)論是不同的，可謂仁者見仁智者見智。ZMa等認(rèn)為，盡管殼聚糖已經(jīng)在食品工業(yè)中廣泛應(yīng)用，這并不代表它的作用機(jī)理就很明確，還需要研究人員進(jìn)行深入研究。有研究認(rèn)為殼聚糖中的NH4+與帶負(fù)電的細(xì)菌細(xì)胞膜反應(yīng)，從而改變細(xì)胞膜通透性，導(dǎo)致細(xì)胞外的營養(yǎng)成分無法向細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸。也有研究表明，殼聚糖作為一種螯合劑，選擇性地螯合對微生物生長起關(guān)鍵作用的金屬離子，從而抑制微生物的生長和產(chǎn)毒。但苗利軍等人認(rèn)為以上殼聚糖的作用機(jī)理并不全面，他們提出了殼聚糖能夠發(fā)揮抑菌作用與其干擾DNA或誘導(dǎo)蛋白的產(chǎn)生有關(guān)。

可食用抗菌包裝

殼聚糖還具有一定的成膜性。殼聚糖的這一特性在食品工業(yè)中常常用于食品包裝，一些水果和魚類的抗菌涂層就是利用殼聚糖這一特性制成的，有了這一涂層，可以保護(hù)食品免被微生物入侵，從而保證食品的特性。除此之外，殼聚糖還可以被制作成可食用生物聚合膜，這種生物聚合膜的作用是提高食品質(zhì)量，因?yàn)檫@種生物聚合膜可以與各種各樣的抗微生物劑結(jié)合到一起，延長食品的保質(zhì)期，需要強(qiáng)調(diào)的是，這種生物聚合膜可以通過生物手段進(jìn)行降解，如果人們不想食用也不會(huì)污染環(huán)境。Munhuweyi等發(fā)現(xiàn)殼聚糖可有效控制采摘后的果蔬中的病原菌的生長，舉例來說，殼聚糖可以用于石榴涂層，它可以使石榴硬度、色澤的保留時(shí)間更長，不同濃度的殼聚糖涂層對食品的保存效果也不同。

殼聚糖在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用的不足

目前，殼聚糖在制備微膠囊方面的使用同樣很廣泛。一般情況下，以殼聚糖為壁材制備微膠囊并不單獨(dú)使用，大多時(shí)候是與其他壁材復(fù)合使用，主要的使用方法有2種：復(fù)凝聚法、噴霧干燥法。但這兩種方法在工業(yè)化生產(chǎn)中還存在一些問題，其中比較嚴(yán)重的問題是制備條件不太好控制，其次嚴(yán)重的問題是在操作上很復(fù)雜。盡管殼聚糖有著抗氧化特性，但殼聚糖膠囊對芯材的保護(hù)還存在很多明顯劣勢。舉例來說，殼聚糖的微膠囊化可以在一定程度上延長魚油的儲(chǔ)藏時(shí)間，但在制備微膠囊的過程中魚油可能發(fā)生氧化，這主要是由噴霧干燥過程中的高溫所導(dǎo)致，因此，在制備微膠囊時(shí)需要針對這種情況采取某項(xiàng)措施，最常用的措施有添加抗氧化劑、氮?dú)獾取Ｈ绻麣ぞ厶潜∧ね繉硬痪鶆颍⒛z囊的穩(wěn)定性會(huì)差很多，很可能在應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)破損，喪失保護(hù)作用。

結(jié)語

總而言之，殼聚糖具有很大的研究價(jià)值，目前已經(jīng)在很多領(lǐng)域有所應(yīng)用，在某些領(lǐng)域中的應(yīng)用逐漸成熟，同時(shí)在某些領(lǐng)域中的應(yīng)用還存在很多不足，不足的地方需要在后續(xù)的研究中改進(jìn)，相信在將來，人們會(huì)在殼聚糖的研究上取得一定成果。