牡丹江殼寡糖絮凝劑
發(fā)布時(shí)間：2023-12-18 01:39:30
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研究發(fā)現(xiàn)，甲殼類生物的生命抗病能力大大超越了脊椎類動(dòng)物，含有 甲殼素的昆蟲、魷魚、菌、龜貝類、蝦蟹類等動(dòng)物，能在極其惡劣的 環(huán)境下生存繁殖，且生命力旺盛。但人類和魚類等脊椎類動(dòng)物生存適 應(yīng)能力則較差，只要水質(zhì)稍有污染，氣候環(huán)境改變，生命就會(huì)受威脅。 甲殼類生物和脊椎類生物巨大的生存抗逆差異引起了科家們的濃厚 興趣。后經(jīng)研究證實(shí)，其抗逆差異在于這些動(dòng)物的體含有殼寡糖物質(zhì)。 殼寡糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)和植物中廣泛存在的纖維素非常相似，它是由多個(gè) 含氨基的糖分子而來的，而它又是從海洋特殊生物體的殼或骨骼中提 取的，所以稱其為動(dòng)物型纖維素。
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較多研究結(jié)果表明，低分子量殼聚糖是有效的生物源激發(fā)子，能夠誘導(dǎo)植物防御反應(yīng)并激活可提高作物對(duì)病害抗性的不同信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。目前關(guān)于植物對(duì)殼聚糖處理的響應(yīng)中研究最多的是木質(zhì)素、胼胝質(zhì)等化學(xué)和機(jī)械屏障的形成以及參與防御反應(yīng)有關(guān)物質(zhì)和酶的合成。在某些情況下，殼聚糖引起的過敏反應(yīng)（主要是受侵染部位），導(dǎo)致程序性細(xì)胞死亡。同時(shí)，這些過敏反應(yīng)還伴隨著植物防御機(jī)制的系統(tǒng)反應(yīng)，這些系統(tǒng)反應(yīng)主要包括在防御反應(yīng)中起積極作用的次生代謝物的合成與積累，如木質(zhì)素、胼胝質(zhì)、植保素、病程相關(guān)蛋白；參與防御反應(yīng)代謝途徑的關(guān)鍵酶活性的調(diào)節(jié)，如苯丙氨酸解氨酶、過氧化物酶和幾丁質(zhì)酶。
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可食性膜是指以天然可食性物質(zhì)（如多糖、蛋白質(zhì)等）為基材原料，通過不同分子間相互作用而形成的薄膜。與傳統(tǒng)的化學(xué)合成包裝材料相比，可食性薄膜具有可食性、生物相容性、可降解、安全無毒、無污染等優(yōu)點(diǎn)，在包裝領(lǐng)域具有廣闊前景。這些天然可食性物質(zhì)包括明膠、殼聚糖、淀粉、纖維素、果膠、海藻酸鈉等，它們具有高生物相容性、生物活性和可加工性。明膠（Gelatin）是動(dòng)物的皮、骨、韌帶等富含膠原蛋白的結(jié)締組織通過酸、堿或生物酶處理后制得的高分子蛋白多肽混合物，其含有18種氨基酸（其中有7種是人體的必需氨基酸），具有較高的營養(yǎng)價(jià)值。明膠價(jià)格低廉、來源廣泛，具有優(yōu)良的水溶性、成膜性、可食性和可降解性。明膠分子呈三螺旋結(jié)構(gòu)，在水中明膠分子可與水分子之間通過氫鍵結(jié)合形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，溶液蒸發(fā)后可以形成致密的薄膜，是良好的成膜基質(zhì)，已被普遍應(yīng)用于軟硬膠囊等食品領(lǐng)域。明膠膜也具有明顯的缺點(diǎn)，如力學(xué)性能較差、易腐敗變質(zhì)、易溶于水。明膠分子中羥基、氨基等官能團(tuán)的數(shù)目較多，可與其他材料復(fù)配以改善膜的性能和擴(kuò)大應(yīng)用范圍。殼聚糖是自然界中唯一的一種堿性多糖，可以從蝦、蟹等殼中提取得到，具有抗菌性、負(fù)載性、成膜性等，富含羥基和氨基等高活性基團(tuán)，應(yīng)用廣泛。殼聚糖可與明膠基團(tuán)形成氫鍵達(dá)到均勻共混，從而改善明膠膜的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能。將兩者共混可以規(guī)避各自缺點(diǎn)，改善明膠-殼聚糖復(fù)合膜的綜合性能。殼聚糖分子鏈上分布大量的游離氨基，在酸性溶液中發(fā)生氨基質(zhì)子化，成為帶有正電荷的聚電解質(zhì)，從而溶于水，醋酸的濃度會(huì)影響其質(zhì)子化程度及溶解性；另一方面，殼聚糖由于縮醛結(jié)構(gòu)的存在，在高醋酸濃度中會(huì)發(fā)生降解，相對(duì)分子質(zhì)量降低，由此形成的殼聚糖溶液與明膠等物質(zhì)進(jìn)行復(fù)配后，制備得到的復(fù)合膜性質(zhì)也會(huì)有差異。目前研究者們主要集中于明膠與殼聚糖配比或者其他輔助劑（活性物質(zhì)、納米材料、塑化劑等）的優(yōu)化研究，而文中擬探究醋酸溶液的濃度對(duì)明膠-殼聚糖薄膜性質(zhì)的影響，以期優(yōu)化明膠-殼聚糖膜的阻隔性和力學(xué)性能，促進(jìn)其在食品包裝領(lǐng)域應(yīng)用價(jià)值，保護(hù)環(huán)境和節(jié)約有限的石油資源的同時(shí)，提高農(nóng)副產(chǎn)品的附加值。
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殼寡糖的應(yīng)用 4.日用化工領(lǐng)域 殼寡糖具有明顯的保濕，活化機(jī)體細(xì)胞，阻止皮膚粗糙和老化，抑制皮膚表面有害菌滋生、抑菌抗皮膚病和吸收紫外線功能等功效，可以應(yīng)用在保濕、抗皺、防曬等類型的護(hù)膚品中；殼寡糖還具保持頭發(fā)表面的成膜通透性，濕潤易梳理，并能抗靜電、防灰塵、止癢去頭屑，應(yīng)用于護(hù)發(fā)用品中。 5.生物獸藥領(lǐng)域 利用其抗菌作用，預(yù)防或治療由金黃色葡萄球菌、大腸埃希桿菌、放線桿菌、突變鏈球菌等細(xì)菌引起的動(dòng)物疾病；利用殼寡糖促進(jìn)傷口愈合的功能，可用于動(dòng)物外傷或 骨折的輔助治療；因?yàn)槠渚哂薪笛淖饔?，還可用于寵物肥胖癥的治療；由于羧甲基殼寡糖對(duì)鐵離子、鋅離子和鈣離子等均有良好的絡(luò)合能力，有望制成新的天然 補(bǔ)鐵劑、補(bǔ)鋅劑和補(bǔ)鈣劑。 6.飼料添加劑領(lǐng)域 殼寡糖無毒、無熱源、無變異，調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道內(nèi)微生物代謝活動(dòng)，有選擇地活化、增殖有益菌生長，降低膽固醇及血脂含量，提高免疫能力和瘦肉率等作為飼料、餌料添加劑，殼寡糖對(duì)提高畜、禽、水產(chǎn)動(dòng)物（魚、蝦、貝、參）的免疫力、抗病力及促生長等效果十分顯著。殼寡糖還具有阻礙病原菌生長繁殖的功能，能促進(jìn)蛋白質(zhì)合成、細(xì)胞活化，從而提高畜禽生產(chǎn)性能。 糖生物學(xué)是上世紀(jì)80年代末及90年代初興起的一門生命科學(xué)的前沿學(xué)科。糖生物工程是繼基因工程、蛋白質(zhì)工程之后，最引人注目的生物技術(shù)的新領(lǐng)域。糖生物工程的研究成果，已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品、化工、能源、環(huán)保等領(lǐng)域。
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殼聚糖（chitosan, CTS）是天然甲殼素的脫乙?；a(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。