多糖對(duì)食品的保鮮作用

1、多糖對(duì)食品的保鮮作用第1頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二一、天然植物提取物在果蔬保鮮中應(yīng)用研究進(jìn)展二、中藥和食用調(diào)味料提取物對(duì)果蔬病原菌的抗菌活性及其在保鮮中的應(yīng)用三、天然多糖涂膜保鮮果蔬的研究進(jìn)展應(yīng)用一：天然涂膜保鮮劑對(duì)南果梨冷藏期間防褐保鮮效果的影響應(yīng)用二：多糖對(duì)韭菜保鮮作用的研究應(yīng)用三：殼聚糖生姜大蒜提取物復(fù)合保鮮劑對(duì)紅橘的保鮮效果第2頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二據(jù)統(tǒng)計(jì),發(fā)達(dá)國家約有10%20%的新鮮果蔬由于采后病害導(dǎo)致腐爛,發(fā)展中國家則達(dá)到40%50%。中國易腐爛特色水果總產(chǎn)量達(dá)1.16億t,采后損失25%30%,約700億元。另

2、外,由病原微生物引起的人類疾病的發(fā)生率近幾年來也逐漸增加,病原微生物、如腐敗細(xì)菌、酵母、霉菌等會(huì)通過各種途徑侵襲,導(dǎo)致人類食物性疾病的爆發(fā),危害人類安全。第3頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究表明植物提取物中含有抑制病原微生物的成分,人們提出了利用植物中的抗菌物質(zhì)對(duì)果蔬采后病害生物防治的設(shè)想并進(jìn)行了大量研究，其中從人們食用的中藥和香辛料中提取天然防腐保鮮劑,被認(rèn)為是食品添加劑研究領(lǐng)域最有前景的發(fā)展方向,是開發(fā)新型高效果蔬生物防腐保鮮劑的重要途徑。第4頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二1 對(duì)果蔬采后病原菌有抑制作用的植物資源許多植

3、物都具有一定的抗菌、殺蟲能力,從植物中提取的殺蟲劑已經(jīng)在生產(chǎn)中大量應(yīng)用,如魚藤酮、煙堿等。由于食品工業(yè)中的防腐保鮮涉及到對(duì)人類的安全性問題,人們對(duì)果蔬采后保鮮中主要病原菌具有較強(qiáng)抑制作用的植物研究遵守藥食同源的原則進(jìn)行篩選,因此主要集中于天然香辛料和一些中草藥,包括蕓香科的檸檬、柑橘類、橙類,樟科的肉桂、月桂,桃金娘科的丁香、眾香,唇形科的百里香、迷迭香、薄荷等,百合科的洋蔥、大蒜,姜科的高良姜、姜,肉豆蔻科的肉豆蔻,胡椒科的胡椒、花椒,茄科的辣椒、山雞椒等和本科的香茅、芳香草等第5頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二果蔬大多呈酸性,采收以后主要致病菌以真菌較多,主要有灰

4、葡萄孢、青霉屬、曲霉屬、鏈格孢屬等。另外,果蔬在采后流通過程中攜帶的對(duì)人治病細(xì)菌主要有大腸桿菌、李斯特氏菌等。對(duì)果蔬采后病原菌抑制作用較強(qiáng)的植物主要有丁香、山蒼子、百里香、肉桂、高良姜、辛辣調(diào)味品如大蒜、姜、辣椒、茴香等。第6頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二精油的抑菌活性可能是多種成分相互作用的結(jié)果,不是單一成分所能達(dá)到的作用。抗菌物質(zhì)的混合使用可以在達(dá)到同樣抗菌效果時(shí)減少每一種抗菌劑的濃度,從而提供一種防止食品腐敗的多種天然抑菌劑協(xié)調(diào)作用的新途徑。不同精油混合或一種精油與其它抗菌物質(zhì)相混合可起到增效作用，例如降低溫度和NACl也可以增加精油的抗菌活性。第7頁，共26

5、頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二用天然中草藥等具有抗菌活性的提取物對(duì)水果蔬菜進(jìn)行處理,保鮮效果比較明顯,主要應(yīng)用方式包括提取物質(zhì)浸蘸、熏蒸、噴灑或與保鮮紙及涂膜劑等載體相結(jié)合等。近年來,中國學(xué)者在中草藥提取物的應(yīng)用劑型方面進(jìn)行了更多的探索,主要集中于熏蒸、保鮮紙、保鮮膜符合等應(yīng)用方式。第8頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二例如,宋義忠等(2003)采用丁香提取物直接熏蒸保鮮花椰菜毛瓊(1999)等將中草藥丁香、大黃、高良姜提取物與氧化淀粉溶液制成保鮮紙和中草藥涂膜液保鮮河北水晶梨，等，均具有良好的保鮮效果,可大大延長(zhǎng)貯藏期,也證明天然防腐劑完全可替代化學(xué)

6、防腐劑用于果蔬保鮮。國外的學(xué)者在天然提取物在果蔬保鮮上的應(yīng)用研究也較多。S.Oller報(bào)道了歐洲課題組關(guān)于肉桂在果蔬保鮮上的應(yīng)用效果，肉桂中提取出的肉桂酸噴霧處理能夠明顯延長(zhǎng)桃、柑橘、梨、蘋果、李子、油桃、一些鮮切果蔬如西紅柿、芒果、甜瓜、蘋果、檸檬、獼猴桃等的貨架保鮮期。雖然,過高的濃度會(huì)導(dǎo)致部分果蔬(李子、梨、酸橙)褐變,但可明顯延長(zhǎng)一些重要果蔬產(chǎn)品的貨架期。第9頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二抗菌劑的抗菌效果與分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。植物芳香成分精油被認(rèn)為是主要的抗菌成分,具有強(qiáng)烈的抑制或殺死真菌等微生物的特性,其主要成分為4大類:萜類化合物、芳香族化合物、脂肪族化合

7、物、含氮含硫化合物。其中醛類、酚類是主要的活性成分,如丁香的活性成分是丁香酚、肉桂的活性成分是肉桂醛、百里香的活性成分是百里香酚、山蒼子的主要活性成分是檸檬醛等第10頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二關(guān)于天然植物精油的抗菌活性的研究很多,但其抑菌機(jī)理研究尚少,且尚沒有定論,普遍認(rèn)為疏水性的精油通過直接破壞微生物細(xì)胞膜或影響能量代謝途徑來達(dá)到抗菌效果。第11頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二1)植物精油作為殺蟲劑已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,但作為抗菌劑尚沒有產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,在果蔬保鮮方面應(yīng)用更少。尤其是在農(nóng)產(chǎn)品采后保鮮方面,中國起步較晚,機(jī)理研究與應(yīng)用技術(shù)不深入,

8、用于糧食、果蔬、食品領(lǐng)域的保鮮，大都是處于試驗(yàn)階段,尚沒有成熟的產(chǎn)品。另外中國的許多優(yōu)質(zhì)果蔬如櫻桃、楊梅、冬棗等食用是難以去皮的,因此亟待研究從植物中提取的天然保鮮劑。另外,中國的中草藥與天然食源植物種類多,研究篩選出用于果蔬保鮮的天然植物提取物具有極廣闊的前景。第12頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二2)許多關(guān)于天然產(chǎn)物對(duì)病原菌的抑制效應(yīng)研究都是在培養(yǎng)基中進(jìn)行的,但實(shí)踐表明在培養(yǎng)基中試驗(yàn)得到的抑菌濃度,在食品中應(yīng)用時(shí)所需的劑量需要增加數(shù)倍。然而精油都是疏水性物質(zhì),當(dāng)達(dá)到有效濃度時(shí),精油的氣味將影響食品和果蔬的風(fēng)味。另外,目前的大多研究是在單一微生物存在和恒定的環(huán)境條件

9、下進(jìn)行的,在多種微生物菌叢存在和變化的環(huán)境條件下,根據(jù)抗菌特性及與食品成分的相互作用選擇合適天然提取物的組合和應(yīng)用技術(shù)條件尚缺乏系統(tǒng)深入研究。第13頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二3)過去的大多研究是對(duì)植物粗提液進(jìn)行了初步的抑菌篩選試驗(yàn),存在提取分離技術(shù)不成熟、提取方法不一致、難以確定有效成分的結(jié)構(gòu)、對(duì)微生物的抑制機(jī)理尚不清晰、應(yīng)用技術(shù)研究不深入等缺點(diǎn),限制了天然精油產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。因此,有必要對(duì)天然植物中有效成分進(jìn)一步進(jìn)行分離鑒定,對(duì)抗菌作用機(jī)理、構(gòu)效關(guān)系、化學(xué)仿生合成、劑型(微膠囊、乳狀液)等進(jìn)行細(xì)致深入的研究,為天然植物提取物在果蔬保鮮上的真正實(shí)踐應(yīng)用提供基礎(chǔ)。第1

10、4頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二4)雖然關(guān)于植物提取物抑制果蔬采后病原菌的研究較多,但關(guān)于果蔬貯藏保鮮過程中天然植物提取物應(yīng)用的系統(tǒng)研究尚缺乏。不同的果蔬主要致病菌、采后生理、貯藏保鮮條件均有一定的差異,確定天然植物提取物在不同果蔬上的最佳應(yīng)用條件和技術(shù)十分必要。另外,果蔬的貯藏保鮮是一個(gè)系統(tǒng)工程,涉及到采前管理、采收、環(huán)境溫度、濕度、氣體成分、保鮮劑應(yīng)用等綜合因素,將天然提取物應(yīng)用到果蔬保鮮時(shí),應(yīng)該和其它技術(shù)手段有機(jī)結(jié)合起來以達(dá)到最佳效果。中國在果蔬保鮮技術(shù)的研究比較深入,結(jié)合目前的保鮮技術(shù)對(duì)天然植物提取物在果蔬保鮮上的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行研究具有重要意義。第15頁，共2

11、6頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二1天然多糖涂膜保鮮的原理果蔬采收后其生命活動(dòng)并未停止,繼續(xù)進(jìn)行著旺盛的呼吸作用和蒸發(fā)作用。控制果蔬的保鮮條件,首先要減緩其衰老進(jìn)程,一般通過抑制呼吸作用來實(shí)現(xiàn);其次是抑制微生物,主要通過控制腐敗菌的生長(zhǎng)來實(shí)現(xiàn);第三,減少內(nèi)部水分蒸發(fā),主要通過對(duì)環(huán)境相對(duì)濕度的控制和細(xì)胞間水分的結(jié)構(gòu)化來實(shí)現(xiàn)。天然多糖涂膜保鮮是將多糖物質(zhì)制成適當(dāng)濃度的溶液,通過浸漬、噴灑、涂布等方法在果蔬表面形成透明或半透明膜。這類薄膜具有可選擇的透氣性、較低的透水性,能阻隔外界環(huán)境的有害影響,不僅控制了膜形成的微環(huán)境中的氣體濃度,使果實(shí)采后的呼吸強(qiáng)度下降,延緩果蔬的衰老,而且可減

12、少果實(shí)在貯藏期內(nèi)水分的散失,防止果蔬的病菌感染,從而達(dá)到延長(zhǎng)保存期的目的。第16頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二此外,由于多糖的膠凝特性,這類膜還可作為一些延緩果蔬衰老、抗菌防霉的活性成分的載體。另外,一些天然多糖類物質(zhì)本身具有一些特殊的生理活性,例如殼聚糖可誘導(dǎo)植物的結(jié)構(gòu)抗病性,因此,天然多糖涂膜保鮮具有很好的應(yīng)用前景。第17頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二2.1淀粉淀粉是成本最低、來源最廣的一類多糖,但其成膜的光澤性較差、易老化而脆裂,這些性質(zhì)限制了淀粉基涂膜的廣泛應(yīng)用,因此以淀粉為基料的可食膜還有待進(jìn)一步研究。在以淀粉為成膜基質(zhì)的涂膜材

13、料中添加蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等物質(zhì)可使膜的品質(zhì)得到改善,此外,添加天然抑菌劑、天然抗氧化劑、鈣離子、乙烯吸收劑等生理活性物質(zhì)而得到的復(fù)合涂膜配方也有較好的應(yīng)用前景。第18頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二纖維素經(jīng)改性可制成甲基纖維素(MC)、羥丙基甲基纖維素(HPMC)、羥丙基纖維素(HPC)和羧甲基纖維素(CMC)。這類由MC、HPMC、HPC和CMC制得的纖維素醚膜具有一定的機(jī)械強(qiáng)度、抗油脂性,具有較好的成膜特性,對(duì)水蒸氣和氧氣具有一定的阻隔作用,因此,纖維素膜在食品保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用日益受到重視。商業(yè)上已有用纖維素衍生物作為成膜劑制成可食性涂膜液,英國SEMPER生物工程公司

14、研制的果蔬保鮮劑Semper-fresh,主要成分為蔗糖酯、纖維素和植物油。第19頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二甲殼素是一種廣泛存在于昆蟲等甲殼類動(dòng)物骨筋中的天然多糖化合物,其水溶性較差,常被脫己?；男蕴幚?生成的產(chǎn)物為殼聚糖,由于其具有良好的水溶性而得以廣泛應(yīng)用。殼聚糖是一種高分子量的陽離子多糖,無毒、無污染,可誘變產(chǎn)生殼聚糖酶和植物抗菌素,因而對(duì)真菌有較好的抑制作用。對(duì)果蔬而言,殼聚糖還可以誘導(dǎo)植物的結(jié)構(gòu)抗病性,如可使植物細(xì)胞壁加厚或木質(zhì)化程度加強(qiáng),調(diào)節(jié)植物體內(nèi)與抗病有關(guān)的酶活性變化,產(chǎn)生植保素、酚類化合物等抗菌物質(zhì)以及誘導(dǎo)病程相關(guān)蛋白,產(chǎn)生新的激發(fā)子誘導(dǎo)植物

15、一系列防御反應(yīng)等。此外,殼聚糖分子中的羥基與氨基可結(jié)合多種重金屬離子形成穩(wěn)定的鰲合物,例如鐵、銅等金屬離子與其結(jié)合可以延緩脂肪的氧化酸敗。第20頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二海藻酸是糖醛酸的多聚物,一般以鈉鹽形式存在,具有良好的成膜性能。海藻酸鈉涂膜可減少果實(shí)中活性氧的生成,降低膜脂過氧化程度,保持細(xì)胞膜的完整性,并使果實(shí)保持較低的酶活性,從而抑制果實(shí)的代謝活動(dòng),達(dá)到保鮮效果。鄧勇等用海藻酸鈉和蔗糖脂肪酸酯作為涂膜劑,對(duì)黃瓜進(jìn)行涂膜處理,通過對(duì)黃瓜的失重、硬度和葉綠素含量的測(cè)定,認(rèn)為涂膜液對(duì)黃瓜有較好的保鮮效果。第21頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12

16、分，星期二以南果梨為試材,研究了多糖涂膜處理對(duì)不同預(yù)熟成熟度的果實(shí)在冷藏條件下貯藏效果及其生理變化的影響。結(jié)果表明,在冷藏條件下,與對(duì)照相比多糖涂膜處理可以顯著地抑制貯藏期間果實(shí)中脂氧合酶活性、丙二醛含量的上升,延緩了可溶性固形物含量、葉綠素含量的變化進(jìn)程,一定程度上降低了膜相對(duì)透性,提高了硬果率;貯藏180天后,在貨架期間多糖涂膜處理可以明顯地控制果實(shí)轉(zhuǎn)色指數(shù)、果柄保鮮指數(shù)的變化,顯著地抑制果皮、果心的褐變率。無論是冷藏還是在貨架期間,多糖涂膜處理對(duì)預(yù)熟5天果實(shí)的作用效果并不明顯。第22頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二以失重率、VC含量及感官變化為指標(biāo)，用此多糖提取

17、液進(jìn)行韭菜保鮮實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，4d后對(duì)照樣的失重率達(dá)47.81%，VC含量減少70.5%，用水處理的樣品失重率達(dá)54.83%，VC含量減少74.5%，多糖處理樣失重率為33.67%，VC含量?jī)H減少1 2%。用含有米糠多糖1%的保鮮液對(duì)韭菜噴涂進(jìn)行保鮮實(shí)驗(yàn)，共做三種樣品：對(duì)照樣、水處理樣、多糖處理樣。保鮮4d后VC含量，分別由24.93mg/100g降到7.35、6.36、20.31mg/100g，失重率分別為47.81%、54.83%、33.67%。米糠多糖具有很好的保鮮效果。第23頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二分析原因：用水處理的樣品晾干后儲(chǔ)藏，韭菜天然的蠟質(zhì)層被

18、洗掉，水分就很容易蒸發(fā)出來，導(dǎo)致失重率最大，并且潮濕的環(huán)境很有利于微生物的生長(zhǎng)，它們吸取韭菜中的營養(yǎng)成分，破壞韭菜細(xì)胞結(jié)構(gòu)，水分蒸發(fā)較快，且很容易腐爛。多糖處理組可有效的降低果蔬的失重率，可能與其具有成膜特性有關(guān)，韭菜用多糖處理后，在表面形成一層無色透明的薄膜，限制韭菜與外界大氣的氣體交換，有效控制膜內(nèi)O 2、C O 2的濃度，降低呼吸作用和蒸騰作用，減少有效物質(zhì)的消耗和水分的蒸發(fā)，從而達(dá)到儲(chǔ)藏保鮮的目的。第24頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二近年來,殼聚糖作為一種新型無毒天然的果蔬保鮮劑,正越來越引起人們的關(guān)注。它能在果實(shí)表面形成半透膜,使果實(shí)外部形成一個(gè)微氣調(diào)的環(huán)境,延緩果實(shí)的生理代謝,從而可以大大延長(zhǎng)果蔬的貯藏時(shí)間。生姜大蒜提取液具有很強(qiáng)的殺菌作用,可以有效殺死多種危害果實(shí)的微生物,和化學(xué)殺菌劑相比,它具有來源廣泛、安全無毒的優(yōu)點(diǎn)。第25頁，共26頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)12分，星期二用殼聚糖和生姜大蒜提取物的復(fù)配液來處理紅橘對(duì)其采后貯藏期間的生理代謝具有明顯的抑制作用?？梢燥@著降低紅橘果實(shí)的腐爛率