殼聚糖

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殼聚糖(chitosan)是由自然界廣泛存在的幾丁質(zhì)(chitin)經(jīng)過(guò)脫乙酰作用得到的，化學(xué)名稱為聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖，自1859年，法國(guó)人Rouget首先得到殼聚糖后，這種天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等優(yōu)良性能被各行各業(yè)廣泛關(guān)注，在醫(yī)藥、食品、化工、化妝品、水處理、金屬提取及回收、生化和生物醫(yī)學(xué)工程等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用研究取得了重大進(jìn)展。針對(duì)患者，殼聚糖降血脂、降血糖的作用已有研究報(bào)告。抗菌劑

　　殼聚糖及其衍生物有較好的抗菌活性，能抑制一些真菌、細(xì)菌、和病毒的生長(zhǎng)繁殖。目前認(rèn)為其可能的機(jī)制有三：一是由于殼聚糖的多聚陽(yáng)離子，易于真菌細(xì)胞表面帶負(fù)電荷的基團(tuán)作用，從而改變病原菌細(xì)胞膜的流動(dòng)性和通透性；二是干擾DNA的復(fù)制與轉(zhuǎn)錄；三是阻斷病原菌代謝。近年來(lái)，有許多研究者提出殼聚糖通過(guò)誘導(dǎo)病程相關(guān)蛋白，積累次生代謝產(chǎn)物和信號(hào)傳導(dǎo)等方式來(lái)達(dá)到抗菌的目的的觀點(diǎn)。 　　 

Papineau等認(rèn)為，由于殼聚糖分子的正電荷和細(xì)菌細(xì)胞膜上負(fù)電荷的相互作用，使細(xì)胞內(nèi)的蛋白酶和其他成分泄漏，從而達(dá)到抗菌、殺菌作用。他們研究發(fā)現(xiàn)，用量為0.12mg/ml的殼聚糖乳酸鹽對(duì)大腸肝菌的繁殖具有較好的抑制作用，而且殼聚糖谷氨酸鹽對(duì)酵母菌如釀酒酵母的繁衍也具有較好的抑制效果，并且，1mg/mL的殼聚糖乳酸鹽會(huì)使酵母菌在17min內(nèi)完全失去活性。Sudharshan等指出，由于殼聚糖可滲入細(xì)菌的核中并和DNA結(jié)合，抑制mRNA的合成，從而阻礙了mRNA與蛋白質(zhì)的合成，達(dá)到抗菌作用。他們研究了水溶性殼聚糖如殼聚糖乳酸鹽、殼聚糖谷氨酸鹽和殼聚糖氫化谷氨酸鹽對(duì)不同細(xì)菌培殖的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，殼聚糖乳酸鹽和殼聚糖谷氨酸鹽對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌都有較高的抗菌作用。Ghaoth等研究顯示，由B.Cinerea或R.Stolonifer等引起的草莓腐敗在涂了殼聚糖溶液后被顯著抑制，可延長(zhǎng)草莓的保鮮期。另外有研究報(bào)道不同分子量的殼聚糖的防腐效果不同，其中以20萬(wàn)和1萬(wàn)左右的殼聚糖為最佳。另外，目前大多數(shù)調(diào)味品中使用的防腐劑是苯甲酸及其鈉鹽，與之相比，在相同的貯藏條件下，殼聚糖抑菌效果更加，用量少，口感好，且無(wú)任何毒副作用，是一種理想的調(diào)味品防腐劑。楊繼生等人進(jìn)行了殼聚糖對(duì)醬油防腐效果的研究，結(jié)果表明，將0.1%殼聚糖添加到醬油中，對(duì)引起醬油變質(zhì)的酵母群有明顯的抑制作用，在夏季敞開條件下可存放30d，而不會(huì)變質(zhì)，且不影響口感、顏色、香味與成分。 

果蔬保鮮劑

　　果蔬保鮮的目的主要是保持果蔬在采摘后直到貨架期，能維持正常的品質(zhì)、品味、營(yíng)養(yǎng)成分和外觀，提高其商品價(jià)值。用殼聚糖進(jìn)行涂膜保鮮，其膜層具有通透性、阻水性，可以對(duì)各種氣體分子增加穿透阻力，形成了一種微氣調(diào)環(huán)境，是果蔬組織內(nèi)的二氧化碳含量增加，氧氣含量降低，抑制了果蔬的呼吸代謝和水分散失，減緩果蔬組織和結(jié)構(gòu)衰老，從而有效地延長(zhǎng)果蔬的采后壽命。 

陳天等用殼聚糖常溫保鮮獼猴桃的研究結(jié)果表明，在室溫下，采用殼聚糖水溶液保鮮的獼猴桃，貯藏壽命可以達(dá)到70-80d，而對(duì)照處理只有10-13d。王剛等研究表明，獼猴桃涂膜保鮮時(shí)，殼聚糖的分子量對(duì)保鮮效果也有影響，其中粘度在100-300cp的殼聚糖比粘度在1000cp以上的效果好。 　　殼聚糖對(duì)番茄的保鮮研究結(jié)果顯示，殼聚糖能顯著減緩番茄的轉(zhuǎn)色，同時(shí)也能有利于保持果實(shí)的硬度。殼聚糖濃度越高，保鮮效果越好。殼聚糖用于蘋果保鮮的研究表明，涂膜能阻礙貯藏間維生素C的下降，降低蘋果的呼吸強(qiáng)度和減少采后蘋果的膜脂過(guò)氧化等。樂思培等用2%改性的殼聚糖涂膜于柑橘、蘋果表面，結(jié)果柑橘在30℃下貯藏一周沒出現(xiàn)明顯的斑痕，另一半則正好相反。陳安和的研究，經(jīng)1%的殼聚糖溶液處理的草莓貯藏一段時(shí)間后，超氧化物岐化酶和維生素C含量仍舊保持較高的水平。 

抗氧化劑

　　肉類食品中由于含有高含量的不飽和脂類化合物易被氧化而使肉類食品腐敗變質(zhì)，從而縮短肉制品的貯存壽命和破壞肉制品的風(fēng)味。Darmadji和Izumimoto研究了用殼聚糖處理過(guò)的牛肉的氧化穩(wěn)定性效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，加入1%的殼聚糖，在4℃下貯藏3天，牛肉中的硫代巴比土酸減少70%。Shahidi報(bào)道，N,O-羧甲基殼聚糖(NOOC)及其乳酸鹽，吡咯烷羧酸鹽對(duì)抑制熟肉的氧化非常有效，冷藏9天后的熟肉風(fēng)味幾乎不變。他指出，NOOC及前面提到的殼聚糖衍生物在(500-3000)×10-6之間的抑制氧化效果分別為69.9%、43.4%和66.3%。這種抑制氧化作用機(jī)理是與肉中自由鐵離子和殼聚糖有關(guān)的。當(dāng)肉在熱處理過(guò)程中，自由鐵離子便從肉的血紅蛋白中釋放出來(lái)，并與殼聚糖螯合形成螯合物，從而抑制鐵離子的催化活性。 

保健食品添加劑

　　殼聚糖難被人體胃腸消化吸收，當(dāng)人把它們攝入體內(nèi)后，它們可與相當(dāng)于自身質(zhì)量許多倍的甘油三酯、脂肪酸、膽汁酸和膽固醇等脂類化合物生成絡(luò)合物，該絡(luò)合物不被胃酸水解，不被消化系統(tǒng)吸收，從而阻礙人體吸收這類物質(zhì)，使之穿腸而過(guò)排出體外。因此，殼聚糖類可以降脂，減少食品熱量，可用作保健食品添加劑。Agullo等研究表明，殼二、三聚糖不僅具有非常爽口的甜味和調(diào)解血壓、消除脂肪肝、降低膽固醇和增強(qiáng)免疫力的功能，而且還具有提高食品的保水性及水分調(diào)節(jié)作用，可作為糖尿病和肥胖病的保健食品添加劑。 

果汁的澄清劑

　　果汁中含有大量帶負(fù)電荷的果膠、纖維素、鞣質(zhì)和多聚戊糖等物質(zhì)，在存放期間會(huì)使果汁渾濁。當(dāng)殼聚糖的正電荷和上述負(fù)電荷物質(zhì)吸附絮凝后，經(jīng)處理后的澄清果汁是一個(gè)穩(wěn)定的熱力學(xué)體系，所以能長(zhǎng)期存放，不產(chǎn)生渾濁。研究表明，殼聚糖對(duì)葡萄柚果汁也是一種好的凈化劑，不論葡萄柚果汁有沒有用果膠酶處理，殼聚糖的澄清效果都非常顯著。Spagna等報(bào)道，由于殼聚糖對(duì)聚苯酚類化合物如兒茶酸、肉桂酸等具有較好的親合性。當(dāng)在純葡萄酒中加入殼聚糖時(shí)，由于殼聚糖與聚酚類化合物的親合作用，使葡萄酒由最初的淡黃色變?yōu)樯罱瘘S色，大大提高了葡萄酒的質(zhì)量。Rwan等在葡萄果汁中加入0.1-0.15g/mL的殼聚糖，則葡萄果汁中檸檬酸、酒石酸、L-蘋果酸、草酸和抗壞血酸的含量分別減少56.6%、41.2%、38.8%、36.8%和6.5%，從而使果汁中酸的總含量減少52.6%，果汁得到較好地凈化。 　　此外，殼聚糖還可以用作水的澄清劑和酶固定化劑等領(lǐng)域。