1.2殼聚糖抗氧化和成膜性能。
甲殼素的抗氧化能力主要是通過其羥基和氨基上存在的高度還原性來實現(xiàn)的。羥基和氨基可與H2O2及H2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而起到抗氧化清除自由基的作用。甲殼素的抗氧化性能與其分子量有關(guān)，分子量越大的殼聚糖抗氧化能力越強(qiáng)，因為較短的分子鏈中不會形成分子內(nèi)的氫鍵，因此產(chǎn)生更多的羥基和氨基，以提高其抗氧化性。甲殼素的氨基葡萄糖殘基上的C3-OH可以與鄰接分子鏈上的糖苷鍵或吡喃環(huán)上的氧原子形成氫鍵，另外C2-NH2和C6-OH也能形成氫鍵，大量氫鍵的存在使殼聚糖具有很好的成膜性，在食品保鮮上能起到防止氧氣滲透作用，從而使殼聚糖具有很好的成膜性，在食品保鮮上能起到防止氧氣滲透作用。
2殼聚糖與生物保鮮劑復(fù)合保存的機(jī)理及應(yīng)用。
2.1殼聚糖與植物源保鮮劑復(fù)合保鮮。
植物性保鮮劑是從植物中天然提取、分離得到的生物保鮮劑。目前植物保鮮劑中的作用物質(zhì)主要有黃酮類、多酚類化合物、植物精油、中藥提取液等。
2.1.1黃酮類成分。
類黃酮能通過破壞細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的完整性而達(dá)到抑菌作用。Li等研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)1%的殼聚糖和0.3%山楂黃酮處理比目魚片冷藏時，由于殼聚糖和總黃酮的抑菌性能抑制了細(xì)菌的滋長，可使比目魚的保鮮期延長4-6d。因水生動物富含脂肪，在保存過程中容易發(fā)生脂質(zhì)氧化而導(dǎo)致產(chǎn)品變質(zhì)。類黃酮抗氧化能力強(qiáng)，能與殼聚糖的抗氧化協(xié)同作用，有效地抑制脂質(zhì)氧化的發(fā)生。在對殼聚糖/淡竹葉提取物復(fù)合膜進(jìn)行DPPH自由基清除率進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，殼聚糖/淡竹葉提取物復(fù)合膜的DPPH自由基清除率比12.14%提高到42.25%。說明殼聚糖與黃酮配合使用能顯著提高其保鮮效果。但是，如何消除類黃酮類化合物中所含的淡黃和特殊氣味對產(chǎn)品感官的負(fù)面影響，還有待進(jìn)一步研究。
2.1.2多酚。
多酚類化合物是植物特有的次生代謝產(chǎn)物，由于其特殊的酚羥基能夠為氫供體提供氫源，與多種活性氧反應(yīng)，從而達(dá)到清除自由基的目的。Alves等將香芹酚加入殼聚糖溶液，涂膜保存三文魚塊，4℃冷藏14天后，與未添加香芹酚的對照組比較，能有效地保持樣品光度值接近新鮮三文魚光度值。Wong等人用沒食子酸和殼聚糖制備聚乙烯膜，對羅非魚進(jìn)行保鮮處理，結(jié)果表明，其抗氧化能力明顯優(yōu)于對照組，它能有效抑制微生物的生長，延緩揮發(fā)性鹽基氮的上升速度，延長貨架期7-8d。不同種類的酚類如沒食子酸、兒茶素、茶多酚與殼聚糖復(fù)合保鮮，能有效地提高其抗氧化、抑菌效果。但是，目前對植物多酚的抑制機(jī)制并不完全清楚，大多停留在對細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響上，與殼聚糖相互作用如何影響保鮮效果尚不清楚，有待于進(jìn)一步研究。
2.1.3植物精油
植物油中含有高濃度的醛類，酯類化合物具有廣譜抗菌活性，能有效抑制微生物生長。結(jié)果表明，植物精油的加入可以降低膜的水蒸氣透過率，從而提高殼聚糖膜對水、CO2、O2等的阻隔能力。Liu等研究了完全脫乙?；臍ぞ厶桥c丁香精油、曲酸復(fù)合保存凡納濱對蝦，結(jié)果表明，在15d冷藏貨架期內(nèi)，該生物保鮮劑對蝦的總需氧菌落總數(shù)、總揮發(fā)性氮含量、pH的增加有明顯抑制作用；Ruchir等向殼聚糖膜添加杏仁精油形成的復(fù)合膜在抑菌性提高的同時，其抗水、抗水蒸氣透過性、拉伸強(qiáng)度等都有顯著抑制作用；Breden等在研究殼聚糖涂膜與丁香精油對冷凍淡水魚魚片保鮮的協(xié)同作用時發(fā)現(xiàn)，殼聚糖良好的成膜性可在魚片表面形成復(fù)合薄膜，并在復(fù)配期15天內(nèi)對蝦進(jìn)行保鮮處理，結(jié)果表明，該生物保鮮劑對蝦殼聚糖膜中添加了杏仁精油形成的復(fù)合膜，總揮發(fā)性氮含量、總揮發(fā)性氮含量、pH的增加有明顯抑制作用；Ruchir等在殼聚糖膜中添加杏仁精油形成的復(fù)合膜在抗水、抗水蒸氣透過性、拉伸強(qiáng)度等方面均有顯著抑制作用；Breden等在研究殼聚糖涂膜與丁香精結(jié)果表明，在殼聚糖與植物精油的復(fù)合保鮮中，活性基團(tuán)的增加可以有效地提高其保鮮效果，提高保鮮效果。
2.1.4中藥提取物。
中藥中的小分子有機(jī)物多為疏水性，可干擾微生物細(xì)胞膜組織，從而達(dá)到抑制微生物生長的作用，同時降低水產(chǎn)品中酶的活性，達(dá)到保鮮效果。Wu等人研究了殼聚糖、迷迭香提取物復(fù)合液對草魚進(jìn)行涂膜保鮮處理，發(fā)現(xiàn)該復(fù)合物在貯藏過程中的蛋白質(zhì)變化表明，該復(fù)合物具有較強(qiáng)的緩釋性能和自由基清除能力，可以有效地延緩蛋白氧化速度，保持原有品質(zhì)。Kenar等人用殼聚糖和鼠尾草茶提取物對沙丁魚進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)在沙丁魚貯藏期間，微生物指標(biāo)和化學(xué)指標(biāo)均低于對照組，可將其貯存期延長20天左右。當(dāng)前，當(dāng)殼聚糖和中草藥提取物復(fù)合保鮮時，以中藥提取物為整體，加強(qiáng)不同草藥提取液間不同活性成分間協(xié)同作用的研究，可進(jìn)一步推動復(fù)合保鮮技術(shù)的發(fā)展。
在與植物源保鮮劑復(fù)合保鮮劑中，殼聚糖通過與各種植物源保鮮劑抗氧化性和抑菌性的協(xié)同作用，提高水產(chǎn)品的保鮮效率。但是，植物源保鮮劑的抑菌作用機(jī)制和抑菌成分還不明確，影響了植物源保鮮劑品種的選擇和復(fù)合添加量的確定。植物源保鮮劑來源廣、成本低、效果好，與其它生物保鮮劑相比，具有良好的應(yīng)用前景和應(yīng)用空間。
2.2殼聚糖與動物源保鮮劑復(fù)合保鮮。
動物源保鮮劑主要為抗菌肽、蜂膠、魚精蛋白等。大多數(shù)動物源生物保鮮劑都具有一定的抗菌性，與殼聚糖進(jìn)行復(fù)合保鮮，可以增強(qiáng)其保鮮效果，提高保鮮效果。
2.2.1抗菌肽。
抗菌肽是一類從昆蟲，兩棲動物，哺乳動物中提取出來的具有抗菌作用的堿性肽類化合物?？咕牡囊志饔弥饕怯捎谒芘c微生物細(xì)胞膜的脂質(zhì)雙層結(jié)合形成跨膜孔洞，使細(xì)胞內(nèi)流出而死亡。研究了紫貽貝抗菌肽與殼聚糖復(fù)合保鮮液對新鮮鱸魚的保鮮效果，結(jié)果表明：保鮮液處理鱸魚K值第六天達(dá)到65.8%，與對照組85.03%相比有明顯下降，并延緩了總菌落和總揮發(fā)性鹽基氮的升高。在研究山羊乳源抗菌肽與殼聚糖復(fù)合保鮮液對草魚的保鮮效果時，發(fā)現(xiàn)復(fù)合液在草魚表面形成一層薄膜，這種薄膜不僅能減少微生物在魚體表面的附著，而且能阻斷氧氣的交換，降低微生物的代謝速度與速率，從而抑制微生物的生長速度與速率，從而延長草魚的生長周期。將抗菌肽添加到魚肌漿蛋白-殼聚糖復(fù)合膜中，對真鯛魚片進(jìn)行保鮮處理，結(jié)果表明，復(fù)合膜能明顯抑制微生物的生長繁殖，延緩脂質(zhì)和蛋白質(zhì)氧化速率，使真鯛魚片在冷藏期間具有良好的感觀性能，提高其貨架期。在復(fù)合保鮮過程中，抗菌肽有很強(qiáng)的抑菌作用，提高復(fù)合保鮮效果。但是由于抗菌肽提取成本高，工業(yè)化生產(chǎn)難度大，在食品保鮮方面應(yīng)用抗菌肽的前景并不大。
2.2.2蜂膠
蜂膠原蛋白是蜜蜂采集的植物樹脂與其上顎腺、蠟腺等分泌物質(zhì)混合而成的粘稠膠狀物，具有很強(qiáng)的抑菌、抗氧化、增強(qiáng)免疫力等作用。蜂膠中黃酮類、醛類、酚類等活性物質(zhì)能破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致細(xì)菌死亡。用殼聚糖和蜂膠為復(fù)合保鮮劑，對海灣扇貝進(jìn)行保鮮處理，該保鮮劑能明顯抑制冷藏過程中細(xì)菌生長繁殖，減緩蛋白質(zhì)變性，有效地維持了扇貝柱的感官品質(zhì)，延長了其貨架期10d。研究結(jié)果表明，殼聚糖與蜂膠復(fù)合保鮮液對南美白對蝦的保鮮效果，復(fù)合保鮮液可有效延緩魚類腐黑效果，可使南美白對蝦在低溫下保持8-10d左右。作為一種天然產(chǎn)品，蜂膠與化學(xué)保鮮劑相比，蜂膠的抑菌時間要長幾倍以上，其廣譜抑菌性使其具有良好的復(fù)合保鮮效果。