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羧甲基甲壳素在蔬菜保鲜中的应用

(理学院应用化学系应用化学专业黎东钦)
(学号:1999141211)

内容提要:本文研究一种新型水溶性甲壳素衍生物—羧甲基甲壳素( O6CMCH)对番
茄、青皮尖椒和四季豆类蔬菜的保鲜性能。贮藏期间对番茄、青皮尖椒、四季豆的失重率、
还原糖含量和 Vc 含量进行了测定。研究结果表明:羧甲基甲壳素(O6CMCH)溶液在常温
下对上述蔬菜具有一定的保鲜作用;有助于提高其商品价值和加工品质;而且添加了防腐剂
和增塑剂的 2%O6CMCH 溶液的保鲜效果更显著。
关键词:甲壳素、番茄、青皮尖椒、四季豆、保鲜、涂膜。
教师点评:该毕业论文在查阅大量文献基础上研究了羧甲基甲壳素对番茄、青皮尖椒和
四季豆类蔬菜的涂膜保鲜,结果表明添加一定助剂的羧甲基甲壳素对上述蔬菜具有明显的保
鲜作用。论文应用正交试验方法分别得出最佳保鲜剂配方,并且对保鲜膜结构进行了扫描电
镜分析,该论文具有较高的应用价值及一定的理论价值。
该论文工作量大,数据充分翔实,表达合理,结论可靠,表现了黎东钦同学具有较强的实验
工作能力和较好的综合素质。(点评教师:刘波,副教授)

引言
甲壳素,又称甲壳质、几丁质,化学名称是(1,4)-2-乙酰基-2-脱氧-β-D 葡聚糖,
英文名 Chitin, 其在自然界每年的生产合成量仅次于纤维素,是地球的第二大可再生资源,
大量存在于海洋节肢动物之中,如虾蟹的外骨骼。结构式如下所示:

然而甲壳素在应用上却受到很大的限制,这是因为甲壳素存在α、β、γ三种多晶型物,
其中α型最丰富,也最稳定,不易熔化,不易溶解,同时也不易溶于一般有机溶剂。总而言
之,甲壳素不溶于水、稀酸、稀碱及大部分溶剂中,目前所知,甲壳素仅能溶解于少数溶剂,
如六氟异丙酮, 六氟异丙酮水合物、吡咯烷酮的氯化锂溶液,一些氯醇和浓酸等。但是将
甲壳素在碱性条件下加热,脱去 N-乙酰基后生成的壳聚糖,其溶解性能有较大程度的提高。
因此,目前的发展趋势是朝着改性甲壳素、甲壳素的衍生物方向发展。(1)
甲壳素在甲壳素酶类作用下或用其它化学方法可产生一系列甲壳素衍生物。甲壳素分子中
的羟基和氨基容易进行化学改性,引进多功能基团,这样不但改善其溶解性,而且可以改变
物化性质,从而赋予它们更多的特殊功效。其常用的改性是酰基化、醛亚胺化、硫酸酯化、
羟乙基化、羧甲基化等。(2)这里主要讨论水溶性羧甲基甲壳素(CMCH)。
甲壳素在碱性条件下可与氯乙酸反应,在 C6 的-OH 基中导入-CH2COOH 基,生成 O-
羧甲基甲壳素(CMCH),使其既能溶于水中,又能溶于碱中,成为水溶性电解质。
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羧甲基甲壳素(CMCH)的研制开发,为甲壳素的应用开拓了更广阔的前景,这主要是它
具有优良的性能(1):
1) 水溶性取代度大于 的羧甲基甲壳素易溶于水,取代度愈高,水溶性愈好,其溶液
的透明度也愈好。
2) 保湿性羧甲基甲壳素上的羧基及胺基是亲水基团,有较强的吸水性,%的羧甲基
甲壳素溶液的吸湿度与 20%的丙二醇溶液的粘度相当。含有少量的水溶性甲壳素就有
很高的保湿性,其性能与透明质酸相当。
3) 成膜性羧甲基甲壳素有较好的成膜性,其膜具有光泽,透明而柔韧,并有较好的透气
性。
4) 高分子性能对胶体有稳定作用,有增稠及凝胶的作用和气泡稳定作用。
5) 安全无毒性羧甲基甲壳素安全、无毒。
羧甲基甲壳素在保鲜方面的独特之处在于其符合现代保鲜储藏的要求,果蔬保鲜的目的
是为了尽可能在保持其鲜度指数的同时,延长物料的储存时间,主要是通过减少果蔬呼吸,
降低其营养消耗-因为采收后的果蔬仍作为一个有机生命体,仍然会进行呼吸、代谢作用。
目前生产中用的保鲜剂多为杀菌、抑制呼吸的化学物质,这类物质在达到保鲜目的的同时,
也给果品蔬菜带来一定程度的污染。因而,在目前这种趋势下,开发无污染的天然保鲜剂成
为研究的热点。而羧甲基甲壳素成膜性好,该膜能选择性的阻止 O2 的渗入,CO2 的排出等
作用,而使果蔬的微环境中含 CO2 多,O2 少,从而“绿色”地达到令人满意的保鲜效果。
同时由于甲壳素是真菌细胞的重要组成部分,因此羧甲基甲壳素可以对果蔬和食品起防腐和
抑制细菌生长的作用。
西红柿为茄科一~二年生植物,原产南美洲,台湾于荷兰人据台时引进作为观赏用,十
九世纪末,日人据台时引入栽培品种,再由农业试验机构推广栽培为高经济价值蔬果两用的
品种,其中小西红柿品种专供生食。(7)
小西红柿喜爱冷凉,阳光充足,干燥气候,开花成串,在植株由下往上开,果实由绿转
黄、淡红、鲜红、艳丽夺