壳聚糖在食品领域的应用研究进展

□ 付 玲 东北农业大学食品学院

壳聚糖是一种多糖，具有天然阳离子。这种糖具有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，第六大特性是来源比较广泛。由于它的众多特性在很多领域都有所应用，因此它得到了国内外众多学者的关注。本文主要研究的是壳聚糖在食品工业以及医学中的应用。

壳聚糖的结构和性质

甲壳素是一种自然界中的生物多糖，它的含量非常丰富。相较于纤维素来说，甲壳素稍微少一点，它主要要来源于以下几类生物，虾、蟹等的外壳，藻类细胞壁，菌类细胞壁。通常情况下，脱乙酰度达到50%的甲壳素，就可以被称为壳聚糖。

壳聚糖，又名脱乙酰甲壳素，化学名称为 B-（1，4）-2-氨基 -2-脱氧-D葡萄糖，是甲壳素经脱乙酰作用的产物，是乙酰氨基葡萄糖以（1，4）糖苷键连接而成的直链多糖。相对于壳聚糖来说，甲壳素的溶解性弱一些，同时它的应用范围并不是非常广泛；而壳聚糖的溶解性就相对好一些，它可以溶解在弱酸性水溶液中，这使它可以在温和的条件下进行加工，使其能够应用的领域比较宽泛。

在传统食品工业中的应用

目前，人们已经将壳聚糖应用在各种不同的领域中，人们研究最多的领域就是食品工业，壳聚糖之所以在食品工业中的应用比较多与其自身所具有的优良性质有密切关系。

防腐保鲜剂

由于壳聚糖具有很强的抑菌性，这使它可以被应用在食品工业中，因为将它添加到食品中可以抑制食品中微生物的生长，避免食物失去原本的味道，它主要起到保鲜防腐的作用，简单来说，它相当于防腐剂。壳聚糖所具有的天然抗菌性并不是不可改变的，而是可以通过物理手段或者是化学手段改变，这也是很多研究人员比较关注它的原因。对于壳聚糖的作用机理，不同研究人员给出的结论是不同的，可谓仁者见仁智者见智。ZMa等认为，尽管壳聚糖已经在食品工业中广泛应用，这并不代表它的作用机理就很明确，还需要研究人员进行深入研究。有研究认为壳聚糖中的NH4+与带负电的细菌细胞膜反应，从而改变细胞膜通透性，导致细胞外的营养成分无法向细胞内运输。也有研究表明，壳聚糖作为一种螯合剂，选择性地螯合对微生物生长起关键作用的金属离子，从而抑制微生物的生长和产毒。但苗利军等人认为以上壳聚糖的作用机理并不全面，他们提出了壳聚糖能够发挥抑菌作用与其干扰DNA或诱导蛋白的产生有关。

可食用抗菌包装

壳聚糖还具有一定的成膜性。壳聚糖的这一特性在食品工业中常常用于食品包装，一些水果和鱼类的抗菌涂层就是利用壳聚糖这一特性制成的，有了这一涂层，可以保护食品免被微生物入侵，从而保证食品的特性。除此之外，壳聚糖还可以被制作成可食用生物聚合膜，这种生物聚合膜的作用是提高食品质量，因为这种生物聚合膜可以与各种各样的抗微生物剂结合到一起，延长食品的保质期，需要强调的是，这种生物聚合膜可以通过生物手段进行降解，如果人们不想食用也不会污染环境。Munhuweyi等发现壳聚糖可有效控制采摘后的果蔬中的病原菌的生长，举例来说，壳聚糖可以用于石榴涂层，它可以使石榴硬度、色泽的保留时间更长，不同浓度的壳聚糖涂层对食品的保存效果也不同。

壳聚糖在医学中应用的不足

目前，壳聚糖在制备微胶囊方面的使用同样很广泛。一般情况下，以壳聚糖为壁材制备微胶囊并不单独使用，大多时候是与其他壁材复合使用，主要的使用方法有2种：复凝聚法、喷雾干燥法。但这两种方法在工业化生产中还存在一些问题，其中比较严重的问题是制备条件不太好控制，其次严重的问题是在操作上很复杂。尽管壳聚糖有着抗氧化特性，但壳聚糖胶囊对芯材的保护还存在很多明显劣势。举例来说，壳聚糖的微胶囊化可以在一定程度上延长鱼油的储藏时间，但在制备微胶囊的过程中鱼油可能发生氧化，这主要是由喷雾干燥过程中的高温所导致，因此，在制备微胶囊时需要针对这种情况采取某项措施，最常用的措施有添加抗氧化剂、氮气等。如果壳聚糖薄膜涂层不均匀，微胶囊的稳定性会差很多，很可能在应用时出现破损，丧失保护作用。

结语

总而言之，壳聚糖具有很大的研究价值，目前已经在很多领域有所应用，在某些领域中的应用逐渐成熟，同时在某些领域中的应用还存在很多不足，不足的地方需要在后续的研究中改进，相信在将来，人们会在壳聚糖的研究上取得一定成果。