白城殼聚糖飼料添加劑
發(fā)布時(shí)間：2023-11-18 01:40:35
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殼聚糖（chitosan, CTS）是天然甲殼素的脫乙酰基產(chǎn)物，也是自然界中的天然堿性多糖。因其具有來源豐富，并無毒無害、可降解、可食用、良好的成膜特性，抗氧化性、不溶于水、和廣譜抗菌性等性征，且可溶于醋酸稀溶液，易在物體表面形成半透膜，近年來其在食品工業(yè)中的應(yīng)用成為了研究的熱點(diǎn)。但單一的殼聚糖作為食品涂膜保鮮劑時(shí)存在一些問題，如膜的機(jī)械強(qiáng)度較弱，且對(duì)一些微生物的抑制效果不佳，因而影響保鮮品的品質(zhì)。為了進(jìn)一步強(qiáng)化殼聚糖膜的抗菌能力及膜的整體性能，殼聚糖中經(jīng)常加入精油。植物精油是天然的混合物，是從芳香植物中提取出來，具有揮發(fā)性，無毒無害，且具有良好的抗菌性，部分精油還有抗氧化性，被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局認(rèn)定為“公認(rèn)安全類產(chǎn)品”。殼聚糖富含活性基團(tuán)，能有效包埋植物精油、提高抗菌性、發(fā)揮精油的緩釋作用，植物精油本身具有一定的刺激性，但通過殼聚糖包埋后，精油的刺激性氣味就會(huì)被掩蓋，從而降低精油的刺激性氣味對(duì)食品風(fēng)味產(chǎn)生的影響。另一方面，植物精油具有疏水性，可以增強(qiáng)植物精油和殼聚糖復(fù)合膜的防水性能，使保鮮效果更好。王建清等研究發(fā)現(xiàn)，30 μL/mL的肉桂精油與1%的酸溶性殼聚糖涂膜能延長(zhǎng)草莓的貨架壽命48 h以上，達(dá)到了保鮮效果。王磊明等研究發(fā)現(xiàn)，在低溫4°C下，0.8%肉桂精油+1.2%的殼聚糖處理藍(lán)莓效果最好，保鮮指標(biāo)的平均貢獻(xiàn)率為0.205。高文華等研究發(fā)現(xiàn)殼聚糖肉桂精油涂膜圣女果，其保鮮期延長(zhǎng)了14 d。楊震宇等研究發(fā)現(xiàn)，在低溫4°C下，1.5%殼聚糖+0.4%肉桂精油復(fù)合保鮮液處理對(duì)鮮切雪蓮果具有保鮮效果，貯藏6 d時(shí)，依舊新鮮。薛瓊等研究發(fā)現(xiàn)，以殼聚糖肉桂精油復(fù)合3∶1比例制備微膠囊處理對(duì)葡萄具有較好的保鮮效果。然而肉桂精油復(fù)合殼聚糖涂膜對(duì)番木瓜果實(shí)炭疽病的防治作用及其生理機(jī)制研究尚未見報(bào)道。因此本文以此為切入點(diǎn)，探究肉桂精油與可食性殼聚糖涂膜對(duì)番木瓜炭疽病的防治效果，同時(shí)對(duì)番木瓜果實(shí)的抗病生理特性展開研究，為我國(guó)番木瓜產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供理論依據(jù)和應(yīng)用參考。
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以殼聚糖為主要材料或配以適當(dāng)?shù)募垵{，按紙張的抄造方法制備各種特種紙，有的已 工業(yè)生產(chǎn)，如醫(yī)用功能材料、腸衣、抗菌食用紙和食品包裝紙。85％脫乙酰度的殼聚糖41.5 g,與水3 890 g ,醋酸59 g混合溶解，然后加入w（氫氧化鈉）= 20％的水溶液 98. 7g、 將所得的懸濁液通過造紙的方法抄造成紙，該殼聚糖紙?jiān)?0℃,60%相對(duì)濕度下具有 5.0kg/mm2的抗張強(qiáng)度。殼聚糖由于帶有氨基，可抑制酵母菌和乳酸菌的生長(zhǎng)，包裝食品可 延長(zhǎng)食品的保存期。用w（苯甲酸鈉）＝0.05％與w（殼聚糖乳酸）=0.3％溶液［w（乳酸） ＝0.5%］處理無紡濕紙巾，抗菌效果明顯。殼聚糖加入漿中生產(chǎn)絕緣紙，可提高其耐電壓 強(qiáng)度和介電損耗。復(fù)印紙產(chǎn)生靜電，會(huì)嚴(yán)重降低復(fù)印圖像的質(zhì)量，在復(fù)印紙的表面涂上殼 聚糖后，紙張的抗靜電性增加1萬(wàn)倍以上，復(fù)印質(zhì)量大幅度提高。 殼聚糖具有良好的成囊性能，能用作無碳復(fù)寫紙的制作中。將殼聚糖溶液與囊芯材經(jīng) 乳化劑乳化后凝聚、固膜，即能得到無碳復(fù)寫紙用微囊。這種以殼聚糖為壁材制備出的微 囊在使用性能上可達(dá)到或超過國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的水平。
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殼聚糖、殼寡糖的商業(yè)產(chǎn)品已遍布各個(gè)領(lǐng)域，主要涉及功能食品、醫(yī) 藥用品(人工皮膚、人工韌帶、人工血管、外科縫合線等)，殼聚糖在 人體保健方面的主要功能則是由殼寡糖體現(xiàn)的，殼寡糖的最終代產(chǎn)物 ——葡萄糖胺和乙酰葡萄糖胺的多糖體是人體細(xì)胞的必需物質(zhì)。如果 缺少該物質(zhì)，人體的自身免疫功能就會(huì)下降，導(dǎo)致高血壓、心腦血管 疾病、癌癥等現(xiàn)代疑難病。人在母體有著自我合成這兩種物質(zhì)的本能， 成年以后這種功能則消失，就必須從食物中攝取。
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關(guān)于殼聚糖對(duì)不同種類微生物（真菌、細(xì)菌和病毒）較高的直接抗微生物活性，人們進(jìn)行了大量研究，結(jié)果表明殼聚糖是一種抗微生物物質(zhì)，可以殺死或抑制微生物的生長(zhǎng)。殼聚糖的廣譜抗真菌活性已有大量相關(guān)研究報(bào)道，在離體條件下，殼聚糖可抑制眾多病原真菌的生長(zhǎng)，如灰霉菌（Ｂｏｔｒｙｔｉｓｃｉｎｅｒｅａ）、鏈格孢菌（Ａｌｔｅｒｎａｒｉａａｌｔｅｒｎａｔａ）、赤葉枯刺盤孢菌（Ｃｏｌｌｅｔｏｔｒｉｃｈｕｍｇｌｅｏｓｐｏｒｏｉｄｅｓ）和匍莖根霉菌（Ｒｈｉｚｏｐｕｓｓｔｏｌｏｎｉｆｅｒ）。殼聚糖在病原真菌的不同發(fā)育階段（菌絲生長(zhǎng)、產(chǎn)孢、孢子萌發(fā)）均可對(duì)病原真菌表現(xiàn)出抑制作用，同時(shí)也抑制真菌毒力因子的產(chǎn)生。此外，殼聚糖的抗真菌活性也在許多不同的植物－病原物系統(tǒng)中被證實(shí)，例如在梨中對(duì)蘋果鏈格孢菌和瓶霉屬病原菌（Ｐ．ｐｉｒｉｃｏｌａ）的抗性，在葡萄和草莓中對(duì)灰霉菌的抗性，在火龍果中對(duì)赤葉枯刺盤孢菌的抗性。在水稻中殼聚糖對(duì)匍莖根霉菌的抗性通過透射電鏡觀察和致病性試驗(yàn)得到進(jìn)一步證實(shí)。
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與末改性的殼聚糖相比，除了土述諸多作用外，陽(yáng)離子殼聚糖與纖維素底物間存在著 更為強(qiáng)烈的離子鍵，在取代度大時(shí)，這種離子鍵往往會(huì)超過其它類型的力。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這 種作用力隨殼聚糖的季銨化度的增加而增加，表現(xiàn)在對(duì)細(xì)小纖維粒子及半纖維素的最佳絮 凝濃度隨殼聚糖季銨鹽的電荷密度的增加而減少。絮凝后體系的粒子平均尺寸與表面電位 的關(guān)系表明N-(2-羥基-3-氯化三甲銨基）丙基殼聚糖是以“補(bǔ)訂機(jī)理作用的。 而對(duì)梭甲基殼聚糖來說，分子上有羧基存在，理應(yīng)會(huì)與負(fù)電的漿料相互排斥，但由于 其分子間的其它力的作用（如氫鍵、范德華力），致使陰離子型的殼聚糖仍能被纖維素纖 維、細(xì)小粒子表面吸附，但這種吸附會(huì)導(dǎo)致纖維素細(xì)小顆粒表面電位的上升。因此，漿料 懸浮物經(jīng)離心處理后，上清液中的碳水化合物含量會(huì)升高，絮凝難發(fā)生。如果應(yīng)用于酸性 體系中，羧甲基殼聚糖則會(huì)以A13+為橋梁，間接與纖維間發(fā)生作用，附著于纖維的表面上。 總之，殼聚糖類天然聚多糖濕部添加劑主要發(fā)生如下的作用過程：(1)聚糖添加劑分子 與漿料中的溶解性和膠體狀的碳水化合物間的混合；(2)聚糖添加劑分子與漿料中的溶解性 和膠體狀的碳水化合物間的復(fù)合或聚集；(3)復(fù)合的或游離的聚多糖添加劑在纖維素纖維和 細(xì)小纖維、填料表面上的吸附；(4)填料、細(xì)小纖維的聚集及其在纖維上的留著。
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隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，紙及紙制品的需求發(fā)生了明顯的改變，特種紙、加工紙、高檔紙供不應(yīng)求，國(guó)家花費(fèi)大量的外匯進(jìn)口這類產(chǎn)品。為了改變這種狀況，行之有效的方案之一是研制、開發(fā)相應(yīng)的造紙化學(xué)品。當(dāng)前廣泛使用的造紙濕部助劑主要有合成高分子和天然高分子，前者雖然具有許多優(yōu)勢(shì)，如成本低、性能獨(dú)特等，但基本上均為石油下游產(chǎn)品，而現(xiàn)存的石油資源短則數(shù)十年、長(zhǎng)則一百年左右將會(huì)枯竭；而且這類合成高聚物絕大多數(shù)都不能生物降解，有的甚至有毒性，對(duì)生物、生態(tài)有不利的影響。顯然，科學(xué)的發(fā)展觀直接影響新型造紙助劑的開發(fā)領(lǐng)域。天然高聚物以其可再生、無毒、生 物相容、環(huán)境友好、來源豐富，性能優(yōu)良等特性，日趨受到人們的青睞，正逐步取代合成 聚合物。工業(yè)上常使用的天然高聚物主要有淀粉及其改性物、纖維素及其改性物、瓜爾膠及其改性物、蛋白質(zhì)及改性物，但普遍存在著用量大、效果欠佳等不足，如淀粉作內(nèi)部添加劑在紙張上留著性能差、易產(chǎn)生沉積等。而分子結(jié)構(gòu)與纖維素極其相似、易改性的殼聚糖則早已被造紙化學(xué)品研究人員中的有識(shí)之士所關(guān)注。 近年來，國(guó)內(nèi)外對(duì)甲殼素及其衍生物在造紙業(yè)中的開發(fā)利用的研究非常活躍；其中， 日本的研究最廣泛，包括紙張施膠、增強(qiáng)、助留助濾、整飾和造紙廢水處理，以及以殼聚 糖為主要組分抄造特種紙等，申請(qǐng)了大量的專利，并有許多成熟的工業(yè)產(chǎn)品問世。我國(guó)近 期也有一些機(jī)構(gòu)從事該項(xiàng)研究工作，主要集中在增強(qiáng)、助留助濾、特種紙上，發(fā)展勢(shì)頭良好。