壳聚糖联合处理对新鲜果蔬的应用研究进展

摘 要：壳聚糖具有优良的成膜性和抑菌作用，是一种理想的安全的果蔬保鲜剂替代品，但是单一的使用壳聚糖处理具有其局限性。本文综述了近年来壳聚糖结合精油、生物防治剂、物理防治等协同用于果蔬采后贮藏、病害防治和果蔬品质维护方面的应用研究进展。

关键词：壳聚糖 果蔬 研究进展

中图分类号：TS255.3             文献标志码：A

Research Progress on Chitosan Application in Fruits and Vegetables Preservation

WANG Linliang

（Guangxi Subtropical Crops Research Institute，Nanning 530001，China）

Abstract： Chitosan with excellent film-forming properties and bacteriostasis is an ideal and safe preservative of fruits and vegetables. But single use of chitosan has limitations. This article reviews the researches on application of chitosan combining with essential oils， biological control and physical prevention in postharvest storage， disease control and overall quality maintenance of fruits and vegetables.

Key words： Chitosan; fruits and vegetable; research progress

大部分水果的損失都是由于微生物腐败造成的。生鲜农产品在采后和长期贮藏过程中，由于其生理生化特性发生了变化，采后病害的易感性和品质劣化程度均有所增加。这些变化可能会利于采后病原菌的发育和疾病的发生，是供应链损失的主要原因。因此，研发让果蔬采后贮藏的品质保鲜与病害防护的技术，将有助于减少这些采后损失。

在当前研究中，用于替代合成杀菌剂、控制新鲜农产品采后病害及延长其货架期的众多方法材料中，壳聚糖〔（1，4）-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖〕被证明是一种理想的包衣材料。壳聚糖既能抑制导致腐烂的真菌与食源性病原菌的生长，又能诱导宿主组织的抗性反应。壳聚糖涂层能够在水果和蔬菜表面形成半透膜，从而延缓呼吸速率，减缓重量损失，保持整体质量，延长货架期[1]。此外，该涂层还可作为其他功能性食品添加剂（如矿物质、维生素、其他药物营养保健化合物）的掺入基质，或者作为联合其他抗菌制剂（如抑菌精油、化学抑菌制剂、生物抑菌制剂等）使用[2]。这些食用添加剂可以增强果蔬的有益特性，或者能够改善壳聚糖的抗菌活性，防止果实品质的劣化。壳聚糖涂层已被美国食品和药物管理局批准为GRAS（一般公认安全）材质，其在生鲜农产品行业中应用对消费者和环境都是安全的。本文综述了近年来壳聚糖在果蔬保鲜应用的研究，为壳聚糖在果蔬采后贮藏的研究和应用提供参考。

1 壳聚糖在果蔬采后处理的应用

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。1 %壳聚糖的应用减少了甜樱桃采后病害[3]。壳聚糖和低聚壳聚糖处理降低链格孢菌和苹果轮纹病菌引起的发病率，抑制了25℃贮藏的梨果实的损伤扩展;壳聚糖和低聚壳聚糖的抗病作用具有浓度依赖性，并且随着贮藏时间的延长抗病作用减弱，实验证明在室温下储存5 d与刚开始储存时相比，最低浓度的壳聚糖对疾病的控制效果最低[4]。江英等[5]研究表明，壳聚糖涂膜保鲜梅杏后于 0 ℃低温贮藏，以浓度为 0.75 g/L 的壳聚糖溶液保鲜效果最佳，该处理组的梅杏在贮藏至 20 d 时，腐烂率比对照组低 20.40 %，果实中可溶性固形物含量始终高于对照组，且细胞膜结构保持较为完整。

2 壳聚糖与抑菌精油联合应用

壳聚糖涂层可作为载体，加入具有抗菌活性或抗真菌活性植物精油或提取物，这不仅可以有效改善复合膜的力学性能，还可以增加膜的抗菌性。孟金明等[6]以壳聚糖和乳清蛋白作为主要成膜基质，添加6 %木姜子精油，对采后枇杷进行涂膜处理，能明显抑制多酚氧化酶、过氧化物酶和苯丙氨酸解氨酶的活性，从而延长其货架期。

杨雅景等[7]制备的壳聚糖—肉桂醛抗菌复合保鲜剂，可明显抑制荔枝的黑根霉霉变。吴子龙等[8]采用浓度为1 %的壳聚糖与不同浓度的姜精油配制成保鲜液，对草莓进行涂膜处理，有效地保持草莓的感观品质，能够更好地延缓草莓贮藏品质的下降;其中，壳聚糖和0.10 %姜精油保鲜液处理草莓的贮藏品质最佳，而壳聚糖和0.20 %姜精油保鲜液处理的草莓贮藏品质较差，说明加入精油的含量也不是越高越好。另外还有关于丁香精油、黄皮精油、太行菊精油与壳聚糖进行复配的报道[9-11]。

3 壳聚糖与化学抑菌剂联合使用

马国军等[12]研究了以壳聚糖为主要原料的 3 种保鲜剂：自制壳聚糖保鲜剂（2 %壳聚糖溶液+0.5 %壬基酚聚氧乙烯醚）、双林、鲜倍得（浓度均为 2 %），分别对芒果进行涂膜处理。结果显示，壳聚糖+助剂保鲜液对芒果青色的保持最为显著，鲜倍保鲜液能最大程度上维持 VC 含量，双林保鲜液的防腐效果最明显，但在维持可溶性糖含量方面的效果甚微。李昌宝等[13]研究发现10 g/L壳聚糖与0.2 g/L纳他霉素、10 g/L茶多酚、19.2 g/L柠檬酸复合可有效抑制冷藏（4℃±1）过程中荔枝的腐败，保护荔枝表皮颜色，同时可较好地抑制荔枝PPO、POD活性的上升，以及可溶性固形物含量的下降，对保持荔枝感官品质也有积极作用。

4 壳聚糖与生物防治联合应用

微生物源天然抗菌剂抑菌范围广，稳定性强等特点，与壳聚糖协同作用可增强抑菌效果。田理刚[14]等研究了膜醭毕赤酵母和壳聚糖复合处理对柑橘果实采后炭疽病的防治效果，以及在接种炭疽菌的情况下诱导柑橘果实抗病性的机制，结果表明：1×108 cells/mL的膜醭毕赤酵母和0.1 g/L的壳聚糖单独处理均能够有效抑制柑橘果实炭疽病的发病率，而复合处理的防治效果更好。Martinez-Castellanos等[15]在热带水果中，单独与2 %壳聚糖联合应用植物乳杆菌，可以保持红毛丹果实的品质特征。同样，0.2 %糖壳聚糖与假丝酵母菌联合应用对柑桔和柠檬青霉病引起的苹果灰霉、蓝霉和绿霉的控制作用比单独使用酵母或糖壳聚糖更有效[16]。

壳聚糖还可与微生物抗菌素联合使用，如与乳酸链球菌素、ε- 聚赖氨酸等协同抑菌，既不会改变人体肠道内正常菌群，也不會产生其他抗菌素所出现的抗性问题，更不会与其他抗菌素出现交叉抗性[17]。

5 壳聚糖与果蔬采后物理防治在保鲜中的应用

壳聚糖可与果蔬采后保鲜的物理防治手段相结合，如紫外线照射、低温处理、热固化等。Shao等[18]研究了1 %壳聚糖涂覆苹果前后38℃热处理4 d的效果，对人工接种的苹果在贮藏期间进行蓝霉和灰霉的完全控制，壳聚糖包衣后热处理提高了贮藏果实的品质。王静等[19]发现55℃热水浸泡3 min+2 %壳聚糖涂膜处理“西州蜜25号”、“西州蜜25号”哈密瓜，可明显降低腐烂率，抑制呼吸强度上升，减少乙烯释放量，提高过氧化物酶（POD）、苯丙胺酸解氨酶（PAL）、β-1，3-葡聚糖酶（GLU）、几丁质酶（CHT）的活性，对保护膜的稳定性效果较好。

6 壳聚糖与生物热解液联合应用

生物质是指一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有机物质。生物质热解液是由生物质热解油的水溶性部分经过提取、精制得到的水溶性液体，其含有较多的酸类、胺类、酮类及酚类等物质。将壳聚糖与生物质热解液联用，可提高壳聚糖对果蔬采后腐烂病的防治效果。付长雪等[20]生物质热解液和壳聚糖对辣椒炭疽病菌的抑菌实验，发现两者以不同比例混合使用时对辣椒炭疽病菌的抑制具有增效作用，且生物质热解液和壳聚糖EC50溶液按1∶1比例混合时共毒因子最大。夏新童等[21]用生物质热解液与壳聚糖复合可较好地抑制圣女果PG和PPO活性的增长并减缓POD活性的下降速率，同时可减缓可溶性果胶和过氧化氢含量的增长并延缓酚类物质含量的下降，说明生物质热解液与壳聚糖复合涂被液处理有利于圣女果的贮藏与保鲜。

7 展望

壳聚糖经证明是一种可行的果蔬保鲜剂替代品。复合可食用涂膜可以用适合的材料来提供果蔬产品所需的保护屏障，同时这些材料还能作为特定功能添加剂的载体，如抗氧化剂和抗菌素等，可以避免病原体或食源性微生物在水果和蔬菜产品表面的生长[22]。壳聚糖与矿物质、维生素或其他营养物质的组合，可以增强产品的营养价值，且不会降低其口感的可接受度。这种新一代的可食涂层允许添加抗氧化剂、维生素、营养保健品和天然抗菌剂，甚至可以控制其[23-24]。虽然关于壳聚糖在果蔬采后腐烂防治方面的有效性已有大量资料，但它在大规模试验中的应用以及在商品化农业实践中的整合仍进一步研究的重点。此外，有关壳聚糖抗真菌和抗菌活性的几个机制目前仍不清楚，其确切作用机制还有待进一步研究。

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基金項目：广西创新驱动发展专项资金项目;广西科技重大专项（桂科AA17204038-1）。

作者简介：王淋靓（1988-），工程师，主要从事农产品加工与贮藏，E-mail：wanglinliang@sina.cn。

收稿日期：2020-04-19