壳聚糖与生物保鲜剂复合使用在水产品保鲜中的研究进展（二）

1.2 壳聚糖的抗氧化性及成膜性

壳聚糖的抗氧化性主要是通过其结构上存在的羟基和氨基很强的还原性来实现的。在食品贮藏过程中，羟基和氨基可以与H2O2和自由基发生氧化还原反应，从而达到抗氧化和清除自由基的作用。壳聚糖的抗氧化性与其分子量有关，分子量越大的壳聚糖其抗氧化性越强，因为较短的分子链中不会形成分子内的氢键，从而产生更多的活化羟基和氨基来增强它的抗氧化性。壳聚糖的氨基葡萄糖残基上的C3-OH可以与相邻分子链上的糖苷键或糖苷基吡喃环上的氧原子形成氢键，此外，C2-NH2和C6-OH也可形成氢键，大量氢键的存在使得壳聚糖具有很好的成膜性，在食品保鲜上能起到防止氧气的渗透及食品水分流失等作用。

2 壳聚糖与生物保鲜剂复合保鲜机理与应用

2.1 壳聚糖与植物源保鲜剂复合保鲜

植物源保鲜剂是指从植物中天然提取，分离得到的生物保鲜剂。植物保鲜剂的主要作用物质主要分为黄酮类化合物、多酚类化合物、植物精油、中草药提取物等。

2.1.1 黄酮类化合物

黄酮类化合物可以通过破坏细胞壁和细胞膜的完整性来达到抑菌效果。Li等发现用1%壳聚糖和0.3%山楂黄酮处理比目鱼片后，鱼片在冷藏过程中由于壳聚糖以及黄酮化合物的抑菌性能抑制细菌滋长，可保持鱼的部分优良品质，延长鱼的货架期4-6 d。由于水产类动物富含脂肪，在贮藏过程易产生脂质氧化导致产品变质。黄酮类化合物极强的抗氧化性可与壳聚糖的抗氧化性产生协同作用有效抑制脂质氧化的发生。王健等在研究壳聚糖/淡竹叶提取物复合膜的DPPH自由基清除率时发现，与纯壳聚糖膜的12.14%相比，壳聚糖/淡竹叶提取物复合膜能提高到42.25%。因此壳聚糖与黄酮类化合物进行复配可以明显增强保鲜效能。但如何消除黄酮类化合物固有的淡黄色及特殊气味对产品感官带来的负面影响仍需进一步研究。

2.1.2 多酚类

多酚类化合物是植物特有的次级代谢产物，因为其结构中特殊的酚羟基基团可以提供氢供体与多种活性氧反应达到清除自由基的目的。Alves等将香芹酚加入到壳聚糖溶液中，对鲑鱼块进行涂膜保鲜，在4℃下冷藏14 d后，与未添加香芹酚的对照组相比，混合膜可有效保持样品光度值接近新鲜鲑鱼光度值。Wong等人用没食子酸和壳聚糖制备聚乙烯薄膜用于罗非鱼的保鲜，新鲜度结果表明，其抗氧化能力明显优于对照组，它能有效抑制微生物的生长并延缓挥发性盐基氮的上升，延长货架期7-8 d。各类多酚如没食子酸、儿茶素、茶多酚等在与壳聚糖的复合保鲜时能有效提高保鲜的抗氧化性及抑菌性的效果。但目前对于植物多酚抑菌机理尚未完全明确，大多停留在它对细胞形态结构的影响，其与壳聚糖相互作用如何影响保鲜效果还未明确，需更进一步研究。

2.1.3 植物精油

植物精油中高浓度的醛类，酯类化合物具有广谱抑菌活性，能有效抑制微生物的生长。研究表明，植物精油的添加能降低膜的水蒸气透过性从而提升壳聚糖膜对水、CO2、O2等的阻隔性。Liu等将完全脱乙酰化的壳聚糖与丁香精油和曲酸复合对凡纳滨对虾进行保鲜，结果表明，在15 d的冷藏货架期期间，该生物保鲜剂对虾的总需氧菌落总数，总挥发性氮含量，pH的增加有明显的抑制作用；Ruchir等向壳聚糖膜中添加杏仁精油形成的复合膜在抑菌性提高的同时，抗水性、抗水蒸气透过性、拉伸强度等都有了显著提高；Breden等在研究壳聚糖涂膜与丁香精油对冷冻淡水鱼鱼片保鲜的协同作用时发现，壳聚糖良好的成膜性可在鱼片表面形成复合薄膜，且在复配过程中两物质抑菌性之间的协同作用能有效抑制可培养冷营养细菌的生长。在壳聚糖与植物精油的复合保鲜中，因为活性基团的增加能有效提高保鲜的各项生物活性，有效提升保鲜效率。

2.1.4 中草药提取物

中草药中的小分子有机物大多是疏水性，可干扰微生物细胞膜组织达到抑制微生物生长的作用，同时能降低水产品中酶的活性来达到保鲜效果。Wu等人研究壳聚糖与迷迭香提取物复合液对草鱼进行涂膜保鲜并研究储藏过程中蛋白质的变化发现复合液有较强的缓释特性和自由基清除力，能有效延缓蛋白质的氧化速度，保持草鱼的原有品质。Kenar等人用壳聚糖和鼠尾草茶提取物处理沙丁鱼，发现在储藏过程中微生物指标和化学指标比对照组低，并能延长沙丁鱼的货架期约20 d。目前将壳聚糖与中草药提取物复合保鲜时都将中草药提取物作为整体进行研究，加强对不同中草药提取液之间不同活性成分之间协同作用的研究可以进一步促进该复合保鲜方法的发展。

壳聚糖在与植物源保鲜剂复合保鲜时，通过与各类植物源保鲜剂所具有的抗氧化性及抑菌性之间的协同作用，提高对水产品的保鲜效率。但由于植物源保鲜剂部分抑菌机理及抑菌成分尚不明确，影响了植物源保鲜剂种类的选择与复合添加量的确定。与其他生物保鲜剂相比，植物源保鲜剂来源广、成本低、效率高，具有很好的应用前景及应用空间。

2.2 壳聚糖与动物源保鲜剂复合保鲜

目前，主要的动物源保鲜剂有抗菌肽、蜂胶、鱼精蛋白等。其作为生物源保鲜剂最主要的原因是大多的动物源生物保鲜剂都具有一定的抗菌性，在与壳聚糖进行复合保鲜时能增强保鲜的抑菌效果，提升保鲜效果。

2.2.1 抗菌肽

抗菌肽是从昆虫，两栖类动物，哺乳动物中提取出的一类具有抗菌性的碱性多肽类化合物。抗菌肽的抑菌效果主要是因为它能与微生物细胞膜的脂质双层结合形成跨膜孔洞使细胞内容物流出致细胞死亡。宋宏霞等人研究了紫贻贝抗菌肽与壳聚糖的复合保鲜液对新鲜鲈鱼的保鲜效果，保鲜液处理后的鲈鱼K值在第六天达到65.8%，与对照组85.03%有显著下降，并且延缓了菌落总数和总挥发性盐基氮的上升。王盼等人在研究山羊乳源抗菌肽与壳聚糖的复合保鲜液对草鱼的保鲜效果时发现，复合液在草鱼表面形成一层膜，这层膜不仅可以减少微生物在鱼体表面的附着, 同时能够阻断氧气的交流, 降低微生物的新陈代谢的速度与速率, 以此抑制微生物的成长，延长草鱼的货架期4-6 d。王亚茹等向鱼肌浆蛋白-壳聚糖复合膜中添加抗菌肽后对真鲷鱼片进行保鲜，通过指标测定发现复合膜能明显抑制微生物的生长繁殖，延缓脂质和蛋白质的氧化速率，使真鲷鱼片在冷藏期间具有良好的感官特性，增加鱼片的货架期。抗菌肽抑菌性强，在复合保鲜过程中能提高复合保鲜的抑菌效果。但由于抗菌肽的提取成本很高, 产业化困难, 所以要把抗菌肽应用于食品保鲜的前景并不可观。

2.2.2 蜂胶

蜂胶是蜜蜂采集的植物树脂与其上颚腺、蜡腺等分泌物混合形成的具有黏性的固体胶状物，具有极强的抑菌，抗氧化，增强免疫力等功能。蜂胶中存在的大量黄酮类，醛类，酚类等活性物质可以破坏细菌细胞壁和细胞膜结构导致细菌死亡。齐凤生等用壳聚糖与蜂胶作复合保鲜剂对海湾扇贝柱进行保鲜，该保鲜剂能明显抑制冷藏过程中细菌的增长繁殖，减缓蛋白质的变性有效保持扇贝柱的感官品质，延长其货架期10 d。刘金昉等人研究了壳聚糖与蜂胶的复合保鲜液对南美白对虾的保鲜作用，结果表明该复合保鲜液能有效延缓鱼的腐败黑变效果，能使南美白对虾在﹣4 ℃冷藏货架期延长8-10 d。蜂胶作为一种天然产物，与化学保鲜剂相比, 蜂胶的抑菌时间要长出数倍，其广谱抑菌性使其在与壳聚糖复合保鲜方面有很好的应用前景。

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