壳聚糖在热带水果贮藏保鲜中的应用研究进展

朱莉，李远颂

壳聚糖在热带水果贮藏保鲜中的应用研究进展

朱莉1，*李远颂2

（1.海南大学材料与化工学院，海南海口570228；2.海南大学研究生处，海南海口570228）

壳聚糖是广泛存在于自然界中的唯一碱性多糖，具有广谱抗菌性、良好成膜性、抗氧化活性和安全可食性等优点，可作为天然高效的保鲜材料，应用于果蔬保鲜领域。通过介绍壳聚糖的保鲜特性，综述了壳聚糖在5种热带水果贮藏保鲜中的应用研究进展，并对其应用前景和研究发展方向进行了展望，旨在为壳聚糖在热带水果贮藏保鲜中的研究和应用提供参考。

壳聚糖；热带水果；贮藏保鲜；进展

热带水果为生长在热带地区的水果，我国的海南省全部处于热带地区。热带水果营养丰富、香味俱佳，具有较高的营养价值和多种保健功效，深受消费者的喜爱。但是，由于热带水果的生长环境温度高、湿度大，在其采后贮藏和运输过程中易受多种微生物的感染而腐烂。另外，多数热带水果均为呼吸跃变型果实，在贮藏期间仍进行着比较旺盛的呼吸，如不采取有效的防腐保鲜措施，将会严重降低热带水果的食用品质和商品价值，从而造成较大的经济损失。

壳聚糖是甲壳素经过一定程度脱乙酰基后所得的产物，因此又称脱乙酰甲壳素。它来源广泛，在地球上资源丰富，含量仅次于纤维素。壳聚糖具有调节免疫力、调节血脂、降低血压和血糖、抗肿瘤、提高胰岛素利用率等生理功能[1]，以及广谱抗菌性、良好成膜性、抗氧化性、微生物降解性和安全可食性等[2-3]，研究人员已将其作为天然高效的保鲜材料，应用于果蔬保鲜等领域的研究。在介绍壳聚糖与果蔬贮藏保鲜密切相关特性的基础上，对其在热带水果贮藏保鲜中的应用研究进行综述，旨在为壳聚糖在热带水果贮藏保鲜中的研究和应用提供参考。

1 壳聚糖的保鲜特性

1.1 广谱抗菌性

壳聚糖具有广谱抗菌性，对真菌、革兰氏阳性菌和阴性菌都有抑制作用。壳聚糖的抗菌性能与壳聚糖溶液的浓度、壳聚糖的脱乙酰度、壳聚糖的分子量、金属离子的浓度及环境中的pH值等有着密切联系[4]。梁泽鑫等人[5]研究表明，壳聚糖对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌等常见的致病菌均具有较强的杀菌效果。

1.2 良好成膜性

壳聚糖具有良好成膜性。壳聚糖膜的柔顺性、通透性、抗拉强度等性质受壳聚糖内在结构因素和外界成膜条件的影响，内在结构因素包括壳聚糖的相对分子质量、脱乙酰化度和交联度等，外界成膜条件包括成膜时的pH值、增塑剂的浓度和类型、膜的存放时间和其他高分子材料等[6]。果蔬经浸泡或喷涂晾干后，在其表面形成一层无色透明的薄膜，可调节果蔬采收后的生理代谢、降低呼吸速率、抑制表面蒸腾作用、减少水分损失，并对微生物产生抑制作用，减少了致病菌的侵染，提高果蔬的耐贮性[7]。

1.3 抗氧化活性

壳聚糖表现出优异的抗氧化活性。刘欢等人[8]研究表明，壳聚糖的抗氧化活性强于其衍生物，且随着浓度的增加而显著增强，因为壳聚糖能提供较多的氢离子，结合DPPH·等自由基的能力较强。壳聚糖中的基团-OH和-NH2具有较强的还原性，是壳聚糖抗氧化活性的主要来源[9]，其与贮藏过程中产生的自由基等氧化物质发生氧化还原作用。

1.4 安全可食性

壳聚糖是一种来自于甲壳素的无毒聚合物。壳聚糖的理化性质和生物学特性证明其可应作于食品配方中，因其具有乳化、抗微生物、抗氧化和胶凝特性，可以改善营养、卫生和（或）感官特性，同时也起了功能纤维的作用，这使得它特别适合于作为食用涂料的配方，用于保持果蔬的品质和保质期[10]。美国FDA已批准壳聚糖为安全的食品添加剂，我国标准GB 2760—2011和GB 2760—2014中均将壳聚糖列入食品添加剂使用。

2 壳聚糖在热带水果贮藏保鲜中的应用

2.1 壳聚糖在香蕉贮藏保鲜中的应用

钱月男等人[11]研究了香蕉在保鲜膜包装、壳聚糖涂膜、保鲜膜包装+壳聚糖涂膜等情况下的贮藏性能，测定贮藏期间香蕉的硬度、失质量率、可滴定酸含量和可溶性固形物含量，结果表明壳聚糖涂膜+保鲜膜包装的保鲜效果较好，更有利于香蕉的贮藏。在此情况下，香蕉的可溶性固形物含量和失质量率均较低、可滴定酸含量和硬度均较高；质量分数为1%的壳聚糖溶液对香蕉保鲜的效果最好。

苏布道等人[12]用荸荠皮提取液、壳聚糖保鲜液、荸荠皮+壳聚糖复合提取液分别对香蕉进行浸泡涂膜处理，通过测定贮藏期间香蕉的失质量率、腐烂率、呼吸强度、VC、可滴定酸及可溶性固形物含量等，发现荸荠皮+壳聚糖复合提取液对香蕉的保鲜效果最好。海金萍等人[13]用不同酸度、不同浓度的壳聚糖作为涂膜保鲜剂，研究其对香蕉的保鲜效果，得出较适宜的保鲜配方为2.50%壳聚糖，0.75%乙酸，2.00%丙二醇，2.00%甘油，92.75%水。

2.2 壳聚糖在芒果贮藏保鲜中的应用

范方方等人[14]自制膨润土-壳聚糖-PVA复合保鲜膜，通过测定贮藏期间桂七香芒的腐烂指数、失质量率、呼吸强度、可滴定酸的含量等指标，研究复合保鲜膜对桂七香芒的保鲜效果，并与市售的PE保鲜膜进行保鲜效果对比。结果表明，自制保鲜膜可抑制果实的呼吸作用，有效降低芒果的失质量率和腐烂指数，延长芒果的贮藏期，且保鲜效果好于市售PE保鲜膜。

徐方旭等人[15]通过研究1-甲基环丙烯、壳聚糖及二者复合处理对采后芒果果实贮藏期间的失质量率、硬度、呼吸强度、丙二醛含量、过氧化物酶活性、可溶性固形物质量分数等影响，发现各处理组均能保持芒果的贮藏品质，其中复合处理的效果更显著。王香爱等人[16]用壳聚糖季铵盐对芒果果实进行涂膜保鲜处理，观察发现壳聚糖季铵盐涂膜液能有效减缓果实的水分散失和可溶性固形物含量的降低速度，延长芒果的保质期。

2.3 壳聚糖在荔枝贮藏保鲜中的应用

莫芳[17]课题组以香草醛为交联剂，以壳聚糖为缓释载体，用乳化交联法制备具有缓释效能的富马酸二甲酯-交联壳聚糖微球，并用微球涂膜处理荔枝，与未涂膜的对照组相比，常温下荔枝的保鲜期可延长4 d。黄广君等人[18]用自制的水溶性壳聚糖水杨酸盐（CTS-SA）作为涂膜剂，对荔枝进行涂膜处理，发现CTS-SA对荔枝有较好的保鲜作用，且作用效果显著优于单一的壳聚糖。

李昌宝等人[19]利用壳聚糖的良好成膜性能，与抑菌剂（双乙酸钠、纳他霉素）和抗氧化剂（抗坏血酸、茶多酚）进行复配，制备荔枝涂膜保鲜剂，并与冷藏条件（4±1℃）结合用于荔枝保鲜研究，得出最佳配方为壳聚糖10 g/L，纳他霉素0.2 g/L，茶多酚10 g/L，柠檬酸19.2 g/L。荔枝经该复合保鲜剂涂膜，保鲜期得以延长，冷藏至第18天时仍未发生腐败现象。

2.4 壳聚糖在杨桃贮藏保鲜中的应用

任文彬等人[20]利用壳聚糖和抗坏血酸复合处理鲜切的杨桃，研究杨桃在贮藏期间的生理和生化变化，得出在试验温度条件下，6 g/L抗坏血酸+15.0 g/L壳聚糖的复合处理对鲜切杨桃的保鲜效果较好。王颖等人[21]用不同浓度的壳聚糖和CaCl2对杨桃进行复合涂膜处理，研究其对杨桃的保鲜效果，得出杨桃保鲜的最佳涂膜处理组合为1.5%壳聚糖+1.0%CaCl2。

海金萍等人[22]研究了不同组成和浓度的壳聚糖复合涂膜保鲜剂对杨桃的保鲜作用，结果表明壳聚糖复合涂膜对杨桃保鲜具有较好的效果，杨桃经复合涂膜处理后，贮藏期间所测的各项指标均好于对照组，复合涂膜保鲜剂的较适宜配方为2.5%壳聚糖，1.0%甘油，1.5%乙酸，0.3%单硬脂酸甘油酯，94.7%水。

2.5 壳聚糖在龙眼贮藏保鲜中的应用

林杰[23]发明了一种以纳米壳聚糖为主的龙眼保鲜剂，其组分物质包括纳米壳聚糖、山梨酸钾、过氧化钙、甲壳素、木质素、酸性溶液、硬脂酸和水等，壳聚糖为其主要组分物质。该发明主要是将壳聚糖制成纳米形态，以显著提高其在水中的分散度，并充分利用其量子效应以及巨大的表面和界面效应，使壳聚糖具有更好的吸湿性、保湿性和成膜性。该保鲜剂可使龙眼果壳的颜色和果肉的风味保持基本不变。

陈佳阳等人[24]以龙眼为试验材料，研究了常温下壳聚糖及其衍生物壳聚糖双胍盐酸盐对龙眼涂膜处理的保鲜效果、对龙眼焦腐病菌和炭疽菌的抑制作用，测定贮藏过程中果实的烂果率以及细胞膜渗透率、失质量率、丙二醛、VC、可滴定酸、可溶性固形物含量的变化。对比发现，1.0%壳聚糖双胍盐酸盐涂膜处理的保鲜效果好于其他几种处理；壳聚糖双胍盐酸盐的质量浓度在4.0mg/mL时对龙眼焦腐病菌可完全抑制，质量浓度大于1.0mg/mL时对龙眼炭疽菌有明显抑制。

3 结语

壳聚糖用于果蔬贮藏保鲜具有很多优点。壳聚糖来源天然、安全无毒、绿色可降解，可改善化学保鲜剂给人类健康和生态环境带来的负面影响。壳聚糖是一种可再生资源，在自然界中含量丰富、来源方便，与物理保鲜方法相比，可降低果蔬贮藏保鲜成本，提高经济和社会效益。作为天然、高效、安全的保鲜材料，壳聚糖在果蔬保鲜领域颇具发展潜力，应用前景非常广阔。

虽然壳聚糖用于果蔬保鲜能起到较好的保鲜效果，但仍然存在一些问题还有待进一步深入研究。对于不同的果蔬，其最佳保鲜配方浓度不同，且需要反复多次尝试才能确定；另外，壳聚糖的保鲜效果还可能与壳聚糖的脱乙酰度、壳聚糖的相对分子量等有关。壳聚糖的化学改性以及新型壳聚糖复合膜的研制等，也是壳聚糖保鲜研究的发展方向。

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Research Progress of Chitosan in Storage and Freshness Preservation of Tropical Fruits

ZHU Li1，*LIYuansong2
（1.College ofMaterials and Chemical Engineering，Hai'nan University，Haikou，Hainan 570228，China；2.Postgraduate Department，Hainan University，Haikou，Hainan 570228，China）

Chitosan is the unique alkaline polysaccharide and exists extensively in the nature.It can be used as a natural and efficient preservativematerial in the freshness preservation of fruits and vegetables because of its broad-spectrum antibacterial，good film-forming，antioxidantactivity，safety and edibility，etc..In this paper,the preservation characteristics of chitosan are introduced，the progress on the application of chitosan in the storage and preservation of five tropical fruits is reviewed，and the application prospectand research direction of chitosan are given in the end.The purpose of this paper is to provide a reference for the research and application of chitosan on the storage and preservation of tropical fruits.

chitosan；tropical fruits；storage and freshness preservation；progress

TS255.3

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.06.042

1671-9646（2017）06b-0040-03

2017-05-08

海南省高等学校科学研究项目“壳聚糖植物精油复合果蔬保鲜乳剂的研制及其保鲜效果研究”（HNKY2014-13）。作者简介：朱莉（1982—），女，硕士，实验师，研究方向为天然产物化学。

*通讯作者：李远颂（1979—），男，硕士，讲师，研究方向为农产品贮藏与加工。