付云霄;张桂;赵国
【摘 要】壳聚糖可由海洋生物虾、蟹的外壳中提取甲壳素经过脱乙酰基得到,是迄今为止发现的唯一的阳离子动物纤维和碱性多糖.作为天然澄清剂,壳聚糖属于阳性,能与果汁中属阴性的胶体物质产生静电作用,对胶体物质有很强的凝集力,因此可以使混浊的果汁变的澄清. 【期刊名称】《食品工程》
【年(卷),期】2011(000)001
【总页数】3页(P15-17)
【关键词】壳聚糖;理化性质;果汁澄清
【作 者】付云霄;张桂;赵国
【作者单位】河北科技大学,石家庄,050018;河北科技大学,石家庄,050018;河北科技大学,石家庄,050018
油路分配器【正文语种】中 文
【中图分类】TS255.44
氨基葡萄糖通过糖苷键连接就形成了天然高分子聚合物壳聚糖，其跟纤维素有类似的结构，属线形多糖类，是甲壳素最主要的衍生物。甲壳素经脱乙酰作用产生壳聚糖。甲壳素是N-乙酰基-D-葡萄糖胺通过β-1，4糖苷键连接的直链氨基多聚糖，他的化学名是聚（1，4） -2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖，也称作聚（N-乙酰基-D-葡糖胺）。甲壳素可在碱性条件下水解，脱去部分乙酰基，转变成为壳聚糖，化学名称为聚（1，4）-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖，相对分子质量高达100万以上，易结晶，极性很强。
甲壳素和壳聚糖并不是单一的化学实体，来源和制备过程不同，他们的成分也会不一样。其分子结构如图1所示。图1中，当x＞50%时，为甲壳素；当R为-H，y＞50%时，为壳聚糖。
甲壳素经脱乙酰的产物就是壳聚糖，相对分子质量的范围是1.0×105～1.0×106，一般其脱乙酰度为80%～95%。纯净的壳聚糖为灰白或者白、半透明片状固体，略带有珍珠光
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泽。其主要特性有：可以溶于稀酸（pH＜6） 或某些有机酸，但不溶于水和碱溶液，这是因为游离氨基质子化可促进溶解。当溶于稀酸时，溶液呈黏稠状，壳聚糖的β-1，4糖苷键在稀酸中会慢慢水解，转化成相对分子量较低的壳聚糖。壳聚糖溶解性与其相对分子量、黏度、脱乙酰度有关。脱乙酰度越低，相对分子量越大，黏度就越大；相对分子量越小，越易溶于水；在溶液中壳聚糖是带正电荷的多聚电解质，吸附性很强。
壳聚糖在自然界中的储量非常丰富，广泛存在于虾、蟹和昆虫的外壳以及藻类、菌类的细胞壁之中，是年产量仅次于纤维素的第二大天然高分子。虾和蟹外壳的主要成分有CaCO3、蛋白质和甲壳素（约占质量的20%）。制备壳聚糖的过程实际上就是虾蟹壳脱钙、去除蛋白质、脱和脱乙酰的过程。目前国内外用于制备壳聚糖的方法包括酸碱法、酶法、氧化降解法以及机械加工法。
工业中常用制备壳聚糖的工艺流程为：甲壳→脱钙→脱蛋白质→脱→甲壳素→脱乙酰基→壳聚糖。
表面曝气机先将虾蟹壳洗净干燥后，用质量分数5%的HCL溶液室温下浸泡数小时直到不冒泡为止，其目的是脱除CaCO3，使其中的CaCO3转化为CaCL2随溶液排出，再经过水洗、干燥、粉
碎。然后用质量分数10%NaOH溶液浸泡，100 ℃煮沸分解蛋白质，经多次处理后便得到脱蛋白粗壳质。再用质量分数1%KMNO4溶液浸泡，氧化脱，水洗后，再加入质量分数1%草酸溶液，于70 ℃保温30 min，去除过量的KMnO4，得白甲壳素。将此甲壳素浸于质量分数40%～60%的NaOH溶液中反应1 h，温度120 ℃，可得脱乙酰度约为70%的壳聚糖。再更换1次相同质量分数的碱液，相同条件下继续水解1 h，最后得脱乙酰92%以上的壳聚糖。
壳聚糖资源在自然界非常丰富，科学家对壳聚糖的性质与应用研究也非常多，并取得了很多具有实用价值的成果，使壳聚糖不仅仅在生物、医学、食品方面，在纺织及水处理等领域也得到了广泛应用。壳聚糖作为絮凝剂，兼有电中和絮凝与吸附絮凝的双重作用：一方面通过大量电荷中和，使带负电荷胶体颗粒脱稳，并且形成细小的凝聚体；另一方面通过高分子架桥作用，将小的凝聚体聚集形成大体积的絮团。谢红旗等做了壳聚糖絮凝纯化香菇多糖的研究。近几年来壳聚糖还逐步应用于中药的提取和纯化，壳聚糖可以澄清中药水提液，主要依赖于其絮凝作用和吸附性能。壳聚糖通过分子内的氢键，与中草药中的蛋白质胶体、酚类物质等不稳定成分和杂质产生吸附作用，从而达到澄清的目的。
澄清剂根据其所带电荷可分为阴离子澄清剂和阳离子澄清剂。作为天然澄清剂，壳聚糖是属于阳性的，能与果汁中属阴性的胶体物质产生静电作用，对胶体物质有很强的凝集力，因此可以使混浊的果汁变的澄清。近些年很多学者对壳聚糖在果汁澄清方面做了研究。
2007年赵秋坡等做了壳聚糖对苹果汁澄清效果的研究，试验结果表明：在壳聚糖用量为0.24 g /L、澄清温度45 ℃、澄清时间40 min条件下，对苹果汁澄清处理的效果较好，苹果汁中可溶性固形物含量和pH值基本无变化，且果汁中的果胶物质能被完全除去，可作为一种理想的苹果汁澄清剂。2009年戴桂芝等研究了壳聚糖对石榴果汁的澄清效果，研究结果表明：在壳聚糖用量为0.3 g /L，温度为35 ℃、澄清时间为60 min条件下，甜石榴汁透光率可达85%以上，通过对壳聚糖处理前后Vc、可溶性固形物、总酸等营养成分含量的比较，确定以上工艺条件为甜石榴汁澄清的最佳选择。2010年于淑兰等以壳聚糖为澄清剂，对芦荟、葡萄、姜、大枣复合汁进行了澄清试验，研究了壳聚糖用量、澄清时间、温度、pH等工艺条件与复合果蔬汁透光率的关系，通过正交试验得出壳聚糖澄清该复合汁的最佳工艺条件为：壳聚糖用量0.3 g /L、pH6、温度40 ℃、处理时间30 min，澄清后，果汁透光率可达98%。2010年罗威等研究了壳聚糖对荔枝果醋的澄清效果，确定了最佳工艺条件为：壳聚糖用量为5 g /L、pH3.5、澄清处理时间为8 h、澄清处理温度30 ℃，在此工艺条
件下荔枝果醋有很好的澄清效果，有效地改善了其贮存稳定性。2010年吴国卿等做了不同载体负载壳聚糖对野木瓜果汁的澄清研究，以天然沸石、皂土、活性炭分别负载壳聚糖制成壳聚糖固体澄清剂对野木瓜果汁进行澄清处理，试验通过对野木瓜果汁紫外谱图和基本成分的测定来确定最佳澄清效果，在单因素试验基础上用正交试验优化了果汁澄清工艺。实验结果表明：在皂土负载壳聚糖澄清剂的添加量为0.50 g /100mL、搅拌时间1 min的条件下，野木瓜果汁的透光率最高，为89.78%，在此工艺条件下，对野木瓜果汁的澄清效果最好。
以上研究结果表明，直接利用壳聚糖进行澄清处理，壳聚糖用量大多为0.3 g /L左右。但在荔枝果醋的澄清处理中，壳聚糖用量为5 g /L，澄清处理时间为8 h；不同载体负载壳聚糖对野木瓜果汁的澄清，皂土负载壳聚糖澄清剂的添加量为0.50 g /100mL，与其他果汁工艺条件有很大差别。原因应该是荔枝果醋和野木瓜果汁中除了含有果胶、蛋白质，还含有单宁类多酚等物质，所以用量要比其他果汁要大一些。
壳聚糖作为具有独特性能的生物材料，在食品领域除了在果汁澄清方面拥有较好的应用外，在食品保鲜、制作保健食品方面都有大量可研究空间。在医药、化工、环保等诸多领
域中，壳聚糖也显示出其独特的应用价值。所有这些用途都源于其特殊的理化性质和多样的生物学功能。特别是其生物相容性、完整的降解能力及降解过程中代谢产物极低的毒性，使其在生物医用领域受到了更广泛的关注。随着对壳聚糖研究工作的深入，必定使其应用价值得到更大挖掘，并产生巨大的经济效益，为人类做出更大的贡献。
【相关文献】
［1］ EUGENE KHORA，LEE YONG，LIMB.Implantable applications of chitin and chitosan ［J］.Biomaterials，2003（24）：2 339-2 349.
多媒体网络中控［2］ ALBERO DI MARTINOA，MICHAEL SITTINGERC，MAKARAND V RISBUDA.Chitosan：a versatile biopolymer for orthopaedic ti ssueengineering ［J］.Biomaterials，2005（26）：5 983-5 990.
［3］ 郭时金，沈志强. 壳聚糖及其在动物营养中的应用进展［J］.家畜生态学报，2010，31（3）：1-4.
［4］ 汪多仁.甲壳素/壳聚糖的生产和应用［J ］.印染助剂，2000，17（4）：1- 4.
［5］ 陈天，张晓红，郭荣. 壳聚糖的表面活性和聚集［J］.物理化学学报，2000，16（11）：1 039-1 042.
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［6］ 廖春燕，马国瑞，洪文英. 壳聚糖对番茄枯萎病菌的拮抗作用［J］.浙江大学学报：农业与生命科学版，2001，27（6）：619-623.
铜锌合金［7］ CHEN LH，MA QY，YANG B.Study on α-glucosidase inhibitor ［J］.Food Sci Tech ，2005（8）： 912-93 .
［8］ DU WQ，SHI XF，QIU MY，et al . Progress in treatment of diabetes mellitus with medicine［J］.Chin J Hosp Pharm ， 2005（25）：67-69 .
［9］ LI T，ZHANG XD，SONG Y W，et al. Amicroplate2 based screening method for alpha-glucosidase inhibitors ［J］.Chin J Clin Pharm Ther ，2005（10）：11-29 .
［10］张文清，凌宏军，金鑫荣，等.壳聚糖对鞣酸絮凝作用的研究［J］.功能高分子学报，1998，11（3）：375-378.
［11］王鸿飞，李元瑞，师俊玲. 壳聚糖对猕猴桃果汁澄清效果的研究［J］.西北农业大学学报，1997，25（2）：99-101.
［12］ 赵秋坡，赵文献，高愿军，等.壳聚糖对苹果汁澄清效果的研究［J］.安徽农业科学，2007，35（7）：2 071-2 072；2 086.
［13］戴桂芝，沈秀丽，王建. 壳聚糖对石榴果汁澄清效果的影响［J］.保鲜与加工，2009（3）：14-16
［14］ 于淑兰，赵东风，王文政. 壳聚糖澄清芦荟、葡萄、枣、姜复合汁，食品研究与开发［J］.2010，31（3）：98-101.
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